基于大學物理課程線上線下混合教學模式的探索與實踐

韋露，李偉偉，趙新生

（江蘇師范大學 物理與電子工程學院，江蘇 徐州）

隨著科技的進步和生產力的發展，以及復雜的社會環境差異，全面深化教育教學改革依然面臨巨大的挑戰。但在教學改革中，其核心要素不能變。在教育部頒布的《關于一流本科課程建設的實施意見》中指出，課程是人才培養的核心要素，其實施過程中應遵循以“學生為中心”的教育理念[1-3]。在當今互聯網高度發達的時代，“互聯網+教育”的教學模式為教育教學改革開辟了一條新的途徑，并受到了國內外教育工作者的廣泛關注[4-5]。近年來，基于“互聯網+教育”的線上線下混合教學研究已取得了新的進展，有望成為一種新的教學模式。這種線上線下混合教學模式改變了傳統教學模式在教與學上的時間和空間限制，使之在培養學生自主學習和探究意識等方面起到了積極作用[6-8]。

尤其在2020年初，一場突如其來的新冠肺炎疫情席卷全球，使傳統課堂教學面臨嚴峻的挑戰。因疫情防控要求，學生無法正常返校學習。為此，教育部頒布了《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，該《意見》對疫情期間普通高等學校的在線教學組織與管理工作提供了指導思想。在該《意見》的指導下，普通高等學校的廣大師生均經歷了多次的線上教學活動，對線上教學有了新的認識，且認同度也有了大幅地提升。然而，由于疫情事件的突發性和時間緊迫性，目前大多數的線上教學依然存在諸多問題[9]。例如，有的線上教學僅僅是上傳錄播視頻或者使用在線教學課程等相關教學資料提供學生自主學習，在整個教學過程中教師對學生的學習缺乏有效引導；甚者有的直接通過“直播”的方式把傳統的線下教學簡單地“搬到”線上，這種模式無法發揮出線上教學的優勢。因此，如何更有效地利用現代信息技術和優質的在線課程及教學資源，通過線上線下教學優勢互補，構建一種新型的“以學生為中心”的教學模式是廣大一線教育工作者需要探究和思考的問題。

本文基于大學物理課程探索一種以“學生為中心”的、具有自主學習動力和創新能力的“互聯網+教育”混合教學模式，以“教學內容”和“教學模式”為抓手，進一步深化線上線下混合教學模式改革，建立一種適用于大學物理或者其他理工科課程的上線下混合教學模式。

一 線上線下混合式教學的實踐意義

本文基于現代教育技術的“互聯網+教育”混合式教學模式，通過線上線下相結合，實現在線課程和課堂教學的優勢互補。與單一的線上課程相比，在混合式教學模式中教師具有更強的引導和監督作用，使學生完成課程學習的程度大幅提高，提升教學質量。此外，采用混合式教學模式，教師可根據上課內容和學生情況自主地選擇合適的教學資源作為線上教學內容，在一定程度上降低了教學過程的成本。另一方面，教師還可以根據學生線上學習的反饋信息，進一步改進課堂教學內容和方法。此外，在混合式教學模式中教師亦可引入與傳統課堂類似的實踐環節，增強學生多維度的學習體驗，有效改善教學效果。簽于此，本文以《大學物理》課程教學為研究對象，基于現代信息技術的“互聯網+教育”混合式教學模式，開展線上線下混合教學模式的設計與實踐研究。本線上線下混合教學模式的成功實施將可借鑒應用于其他理工科本科生課程，具有重大的研究價值和實踐意義。

二 線上線下混合教學模式設計

本文應用“雨課堂”現代信息技術，開展《大學物理》線上線下混合教學模式設計與實踐研究。所設計的線上線下混合教學模式如圖1所示，主要由5個部分構成，即學生線上學習、問題收集反思、課堂學習討論、線下學習實踐和學習效果評價。

圖1 線上線下混合教學模式的設計示意圖

本文以大學物理中的“角動量守恒定律”章節為例，各教學環節具體設計如下：

（一） 學生線上學習

該環節為課前學習，學生通過“雨課堂”智慧教學平臺進行線上學習，完成教師安排的課前學習內容。在這一環節中，教師通過“雨課堂”教學平臺，按照學生情況分成不同層次的學習小組，對個小組分別推送相應難度的學習任務和預習內容；要求學生在規定時間內預習角動量守恒定律內容，回答提出的相關問題。例如，①為什么跳水運動員在空中旋轉時總是身體蜷曲，入水時又打開？②花樣滑冰運動員以及芭蕾舞演員在旋轉時為什么總是收攏四肢而不是舒展身體？等問題。推送線上學習資料可以以課件、視頻、題目、語音等形式構成，并與各大慕課平臺等網絡資源無縫對接。

（二） 問題收集反思

問題收集與反思貫穿于課前、課上和課后等教學過程。教師根據每個章節的知識內容設置測試題、問題等，編輯成課件并適時發布。教師可以通過“雨課堂”的即時評價和數據報表功能，根據數據統計和反饋功能全面了解學生的學習情況，反思教學效果，進一步提煉重難點，及時制定有效的教學策略。特別是，在授課過程中學生可以利用“雨課堂”的彈幕功能發送彈幕，對自己所學知識進行及時反饋。例如，角動量守恒的條件究竟是外力矩為零還是外力矩的沖量為零？教師則可以實時收集學生的疑問，根據反饋的信息及時調整講解側重點。此外，展開討論或隨堂小測驗，結合獎勵功能，調動學生的積極性和參與性，增強師生互動。

（三） 課堂學習討論

在課堂教學環節中，學生通過“雨課堂”掃碼或邀請碼進行隨堂簽到，便捷高效，既節約時間，又能有效提高出勤率。在授課時，教師以角動量守恒的實例引入課題，回顧角動量定義，并從定軸轉動剛體的角動量定理出發，總結出角動量守恒定律的條件，引導學生理解定律的內容以及物理意義。由于角動量概念及其相關規律較為抽象，僅依靠課堂講述，難以讓更多的學生在短時間內理解消化。授課時，可進一步借助“雨課堂”的視頻接入功能，例如以我國花樣滑冰名將參加國際大賽的精彩片段為例，吸引學生的注意力，使物理圖像更加生動形象，物理規律更加明確清晰。

（四） 線下學習實踐

學好大學物理，不僅需要抽象的模型構建能力，也需要數學計算能力，因此學生通常會有各種疑難和困惑。教師可以按照學生群體的層次差異，提供有區分度的課后復習資料，學生完成之后通過附件、拍照、錄音等功能提交反饋。例如，引導學生借助多種實例進一步加深理解角動量守恒定律的物理意義和普適性，指出角動量守恒定律適用于大至天體、小至粒子的一切轉動問題。可以以工程技術上飛輪嚙合以及天體運動中星體旋轉等為例，設置練習題，旨在進一步了解學生對角動量守恒定律的理解和掌握程度。課后測試不僅是對學生學習情況的總結、反思和檢測，也對教師及時調整和完善教學策略有重要的參考和借鑒意義。

（五） 學習效果評價

課前：學生在預習過程中可以通過“雨課堂”的問題欄功能提出問題，或借助菜單中的“不懂”功能標記出疑難。教師根據“雨課堂”即時評價和數據報表功能，通過數據統計和反饋功能進行摸底，了解學生的學習基礎，提煉重難點，及時制定有效的教學策略。

課中：利用“雨課堂”的彈幕功能，學生通過發送彈幕對所學知識進行及時反饋。例如，角動量守恒的條件究竟是外力矩為零還是外力矩的沖量為零？教師可以實時收集學生的疑問，根據反饋的信息及時調整講解側重點。

課后：學生可以充分利用碎片時間，隨時通過“雨課堂”智慧教學平臺回顧課件內容，根據課前或課中標記的“不懂”提示，以點串線，以線鋪面，循序漸進地深化對知識點的理解，構建完整的知識框架。通過“雨課堂”智慧教學平臺，師生還可以隨時在線溝通，因“人”施教，解決學生學習基礎差異性帶來的教學困難，實現個性化教。

三 線上線下混合教學過程實踐

本文以“角動量守恒定律”章節為例，淺淡基于“雨課堂”智慧教學平臺所設計的線上線下混合教學模式的具體實踐過程。本章節的具體教學過程如圖2所示。

圖2 線上線下混合教學模式的教學過程示意圖

線上線下混合教學過程包括課前、課中和課后三個環節。在這三個教學環節中，教師和學生的具體實踐活動歸納總結于圖3中。

圖3 課前、課中和課后環節中教師和學生的具體實踐活動

（一） 課前環節

教師通過“雨課堂”的推送功能把課前的學習資源推送給學生，并要求學生按照規定時間內完成。例如：跳水、花樣滑冰等視頻推送給學生，并要求學生思考問題，如為什么跳水運動員在空中旋轉時總是身體蜷曲，入水時又打開？花樣滑冰運動員以及芭蕾舞演員在旋轉時為什么總是收攏四肢而不是舒展身體？教師還可以通過“雨課堂”收集學生反饋信息，批閱學生的預習報告，歸納整理在預習過程的問題，及時更新問題庫。

學生接收到教師推送的預習通知后，在規定時間內進入“雨課堂”接收下載預習任務和學習資料，并按照要求預習推送內容，如通過觀看教師錄制的微課程、教學動畫、視頻等教學資源進行自主學習，解答預習中老師布置的測試題或問題，完成預習任務。

（二） 課中環節

利用PPT多媒體的“雨課堂”模式教學。學生通過微信掃碼進入“雨課堂”。課中，教師使用“雨課堂”進行教學，通過“雨課堂”的視頻接入功能播放教學慕課視頻或網絡視頻；教師根據學生課堂推導情況進行歸納總結，引出角動量定理，并給出定理推導推；送課堂測試題，并通過“雨課堂”的即時評價和數據報表功能，了解學生的學習情況，反思教學效果。最后教師總結并布置課后作業。

（三） 課后環節

學生進入“雨課堂”智慧教學平臺并按照要求完成章節測試以及課后作業，亦可通過提問功能提出感興趣的問題。教師通過“雨課堂”收集學生反饋問題并在線解答，更新問題庫。

四 結語

基于線上線下混合教學模式，運用任務驅動教學法和小組合作探究法，實現了以“學生為中心”的、具有自主學習動力和創新能力的“互聯網+教育”混合教學模式。該教學模式能夠培養學生學習的自主性，增強學生學習的興趣，克服依賴心理，培養學生的獨立思考能力及創造力，實現學生的個性化發展。所設計的線上線下混合式教學模式對教學改革具有重要的研究意義和實踐價值：①豐富教學資源，激發學生興趣；②提升學習主動性，培養思維能力；③促進師生互動性，滿足個性化學習。