一流課程建設背景下大學物理線上線下混合課程的建設與實踐

劉玉潔 鄭 麗 石 瑛 黃 艷 熊 力

(大連工業大學基礎教學部 遼寧 大連 116034)

當前，我國正處于從高等教育大國向高等教育強國邁進的關鍵時期，要使得高等教育得到內涵式發展，首要的任務就是提升教育質量，而課程又是提升教育質量的根本落腳點，也是大學與社會進步、科技發展相互溝通的橋梁，更與學生的個人發展密切相關.發布于2019年10月的《教育部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，課程質量直接決定人才培養質量.因此，一流課程建設便成了新時代我國建設高等教育強國之路的重大戰略決策.在這樣的大背景之下，建設什么樣的一流課程、如何建設一流課程成為高校課程建設的重中之重[1].

在一流課程建設的背景下，理工科高校正在著力深化本科教育教學改革，而“大學物理”作為理工科專業學生一門重要的通識必修課，就要通過教學改革路徑的探索在理工科高校“雙一流”建設中發揮更大的作用.下面我們就基于筆者2021年獲批的遼寧省大學物理線上線下混合一流課程，淺談“大學物理”線上線下混合一流本科課程建設的探索與實踐.

1 課程的定位與課程的目標

“大學物理”是理工科專業學生一門重要的通識必修課，是研究物質的基本結構、相互作用和物質最基本最普遍的運動形式及其相互轉化規律的學科，在培養大學生科學素養、創新能力等方面起到舉足輕重的作用，并且該課程也是后續專業課程的基礎[2].根據學生的基本情況結合所學專業，本校大學物理分為3種學時：第一種為56學時，授課對象為生物學院、食品學院的全部學生以及藝術學院和服裝學院的部分專業的學生，開課學期為大一下學期.第二種為72學時，授課對象為我校輕化學院和紡材學院的全體學生，開課學期為大一下學期(40學時)和大二上學期(32學時).第三種為88學時，授課對象為我校信息學院和機械學院的全體學生，開課學期為大一下學期(48學時)和大二上學期(40學時).學生通過大學物理課程的學習，應該達到以下目標：

(1)具備了扎實的物理學知識，并能夠將物理學知識與專業知識相結合，用于解決復雜的工程問題.

(2)能夠基于物理學知識和專業知識的原理，識別、表達，并通過文獻研究，分析工程問題，提出解決方案，并進行比較和綜合，以獲得有效結論.

(3)通過物理學中所學的科學思維方法，學生具備了獨立分析和處理相關問題的能力、較強的自學和吸收新知識的能力、終身學習的能力；通過物理學中科學研究方法的學習，可培養學生嚴謹求實的科學態度、勇于創新的科學精神、創造性思維和創新意識.

(4)通過展示物理學史、重要物理思想的產生背景和條件、物理發展與人類社會發展的相互作用等，使學生了解物理與科技進步、社會發展之間的關系，了解物理科學的思想體系和物理的文化價值，培養與熏陶學生的科學精神、科學態度、科學審美及科學情操.

2 課程團隊的建設

課程團隊在教學運行和教學改革中發揮著不可替代的積極作用，高素質的課程團隊也是一流課程建設的重要保障.本校大學物理課程團隊成員均具有多年的教學經驗，最年輕的教師也已具有5年的教學經驗，教學評價均良好以上.教師們多人次獲得校級教學評價優秀獎、校級和省級教學大賽獎等.本團隊成員均積極開展教學改革方面的研究，主持教改項目多項，獲得教學成果獎多項.積極參加大學物理教學指導委員會、物理學會等組織的線上或線下的教學會議，增進與國內同行的交流與學習，獲得教學改革的前沿動態，明確課程的建設方向與內容[3].

3 課程資源的建設

3.1 知識點講解視頻庫的建設

首先我們按照章節進行了任務分配，然后每個成員將自己的章節任務按照知識點進行了梳理，保證每個知識點視頻的時間控制在10 min以內，每個知識點的內容除了基本理論、定理、定律和概念的講解之外，還要酌情融入相關的前沿動態、課程思政、演示實驗等內容，不但可以提高學生的學習興趣，也彌補了課堂教學不能實現的回看功能，方便學生對知識點進行復習和鞏固.

3.2 同步自測題講解視頻庫的建設

首先將《大學物理學習與解題指導》的同步自測題按照章節進行任務分配，接下來各個組員開始著手進行視頻錄制，視頻錄制按照單項選擇題、填空題、簡算題以及計算題進行分別錄制.

3.3 課程思政元素庫的建設

各門課程都承擔著立德樹人的根本任務，大學物理課程，具有受眾面廣、實踐性強、思政資源豐富的優勢，該課程對培養學生知難而上、大膽質疑、百折不撓、刻苦鉆研、勇于創新的科學精神以及正確的價值觀和世界觀的樹立有著不可低估的作用.這些能力和素養是學生在今后勝任任何領域工作時所需要的優秀特質,所以在大學物理課程實施課程思政是實現對學生的價值引領、能力培養和知識傳授有機融合的有效途徑.課組成員分工協作，按照章節進行了任務的分配以及課程思政元素庫的建立.

3.4 演示實驗視頻庫的建設

物理理論與實驗是相輔相成、密不可分的，理論知識需要實驗來驗證，而實驗又反過來加深了學生對于理論知識的理解和掌握.學生通過錄制實驗室現有的演示實驗，或者通過查閱資料尋找網上的演示實驗視頻，不但豐富了課堂教學內容，提高了學生理論聯系實際的能力，提高了學生的參與度，同時也潛移默化地培養了學生查閱文獻、整理分析和提煉知識點、視頻剪輯等綜合能力.

3.5 應用案例庫的建設

培養應用型、創新型人才是應用型大學的辦學目標和理念，而大學物理作為理工科學生的必修公共基礎課，在培養學生的創新能力、解決和分析復雜工程問題能力的方面也具有不可替代的地位.比如雨滴下落速度的研究、最速降線的研究、液晶顯示原理的解釋等等，通過這些跟生活息息相關的工程案例庫的建立，培養了學生能夠基于物理學知識和專業知識的原理，識別、表達并通過文獻研究，分析工程問題，提出解決方案，并進行比較和綜合，以獲得有效結論的能力.提高了學生的學習興趣，提升了學生解決問題之后的自信心和自豪感，也為他們以后就業過程中解決實際問題奠定了堅實的基礎.

4 課程的組織實施

4.1 課前

4.1.1 建立師生聯系方式

通過建立一個教學大班的微信群、超星學習通的班級群，跟學生之間進行信息溝通，包括發布通知、收取作業、課后測驗等.

4.1.2 教學平臺以及建課方式

以超星學習通為平臺，建課方式為自建+引進，通過學習通的示范教學包引進課程，結合學生的實際情況，根據授課章節的內容，酌情安排線下授課和線上引進資源的觀看.提前在平臺上傳授課課件、作業題庫、考試題庫、教學安排等網絡資源.

4.1.3 發布教學安排

課前提前在教學平臺上發布上課通知， 提醒學生線上教學流程，以便學生有針對性地了解即將授課的內容和自己需要做的課前準備，這對于初次接觸大學物理課程、剛剛入學的大一學生來說是非常有必要的，可以大大地緩解學生的焦慮感.

4.1.4 提前推送預習內容

預習內容包括慕課視頻、電子教材、預習檢測題.大學物理的內容是基于高中物理的延續，對于一些概念性的內容，完全可以在課前推送給學生，這些內容是學生在中學階段就有所了解的.提前推送，一方面，便于學生及時復習一下高中忘記了的內容；另外一方面，可以為課堂教學節省一部分時間，對于學時很緊張的課堂教學來說，簡直就是雪中送炭.比如，講到機械波的時候，可提前將波的概念、波的分類、橫波縱波的區分等等提前推送給學生并發布相關的課前檢測題.教師通過學習通平臺查看學生的回答情況，進而獲取學生已有的認知情況，以便線上直播教學中有的放矢、有針對性地進行教學設計.

4.1.5 課前考勤

對于線上慕課的過程，提前5 min，在學習通發布簽到，了解學生的出勤情況.當然，在課程進行中，也可以隨機發布簽到，了解學生是否一直在課堂聽課.

4.2 課中

4.2.1 精心設計教學內容

教學內容的設計是教學最核心的部分，教學內容需要突出重點、講清難點、穿插趣點，因此我們對教學內容進行了精心設計：通過穿插演示實驗，加深學生對于比較晦澀難懂的物理規律的理解；通過增加生活實例，提高學生理論聯系實際的能力；增加前沿性、學術性內容的講解，提高學生對物理的學習興趣，揭開物理的神秘面紗，讓學生覺得物理知識并不是那么遙不可及；通過工程案例導入課程，學生分析問題、解決問題的能力在潛移默化中就會大大提升，同時學生會覺得她所學習的物理知識，大有用武之地，不再是空中樓閣；通過實施課程思政，培養學生不屈不撓、不畏權威、淡泊名利的科學素養.

4.2.2 信息化教學手段與課堂教學深度融合

利用 PPT與板書相結合，實現知識的有效推演，利用超星學習通平臺發布上課通知和教學流程，利用選人、投票、搶答、隨堂練習等實現課堂互動，及時了解和測試學生的課堂學習效果.

4.3 課后

4.3.1 及時發布課后作業

每次課后留一次作業，題型涉及選擇、填空、計算.利用學習通平臺自動批閱客觀題結合手動批改主觀題，在下一次上課之前批改完畢，評選出示范作業加以鼓勵和表揚，并且在下次上課的第一個環節進行作業講評反饋，這樣就可以讓學生將學習過程中遇到的問題及時消化掉，不至于影響后續知識點的學習.這個環節，還可以利用學習通的生生互評功能，這不僅有助于培養學生之間相互協作的精神, 調動了學生學習的積極性，而且也使得學生對該次作業知識的理解又更進了一步.

4.3.2 每章一次章節測驗

本學期大學物理講授的內容為質點力學、機械振動和機械波、波動光學、量子物理基礎，共進行4次測驗.其中有2次測驗題型為選擇題、填空題和計算題相結合的形式，另外2次測驗為全部選擇題，通過隨機組卷、題目亂序、選項亂序、壓縮時間的方式進行考核.

題目的設計，本著由淺入深、階梯性提高的原則,注重于物理規律的綜合運用,所有試題均在原有復習資料的基礎上做了創新，提高了問題的挑戰度，充分體現兩性一度的教學理念.

考慮到受到網絡情況的限制，考試的時間設置比較人性化，比如將考試時間選定為早8：00到晚8：00，在該時間內酌情選擇自己網絡情況比較好的時候進入考試.在考試之后的線下習題課中，對試題中錯誤較多的地方進行集中講解.

4.3.3 每周進行一次答疑

每周固定時間進行答疑，首先將各班級課代表收集來的學生的問題匯總，集中講解.然后個別學生遇到的問題，學生可以通過微信、學習通班級群聊發布，教師及時進行答疑，也通過加分鼓勵學生之間的互動答疑.

4.3.4 每周發布一次討論

討論的內容可以是某一個物理原理的實際應用，可以是一個思政元素的挖掘，可以利用學習通將某一次作業中學生錯誤率比較高的題目直接轉發到討論區進行大討論，也可以是歷屆考試中的典型題目，通過積分獎勵，鼓勵更多的學生參與其中，檢驗學生對于知識的掌握和理解程度.還可以是某一章的思維導圖，學生通過構建出清晰的知識脈絡，而加深對知識的理解.

后續準備設計拓展性的討論題，可以包括工程實踐、動手操作實踐、課程論文等形式的課題,引導學生積極探索和研究,學生可根據實際情況和興趣愛好,自愿參與相應的項目,分層次兼顧到不同基礎和不同能力的學生.

4.3.5 多維度的考核方式

學生的最終成績按照課程章節視頻任務點、作業、章節測驗、課堂互動、討論、簽到、課程演示實驗視頻或課程應用論文等環節按照一定的權重疊加而成.通過教師的精心設計、辛勤付出以及學生的積極配合，最終獲得了良好的教學效果.后續會考慮在考核環節加入工程案例、思政元素等，通過考核方式的不斷優化和完善，為培養創新型、應用型人才提供支撐.

5 課程的特色

5.1 創新教學模式

課件和板書相結合，采取了翻轉課堂、知識點和同步自測題的詳細微課視頻、學習通平臺多種課堂互動模式等提高了課堂教學效果，充分調動了學生學習的積極性.

5.2 重塑教學內容

融入前沿性、時代性內容，增加與課堂內容密切相關的演示實驗視頻、潤物無聲地實施了課程思政，并且酌情引入工程應用案例，實現了學生為主體，激發了學生的學習興趣，將所學理論知識串聯起來進行綜合分析，加深了對理論知識的理解，培養了學生積極探索、理論聯系實際、實事求是、自主學習等科學素養.

5.3 優化課程考核機制

5.3.1 采取了靈活多樣的評價方式

分組作業、作業的生生互評模式、自行錄制演示實驗視頻、查閱文獻寫出課程應用論文、平臺的題目亂序和選項亂序的測驗方式等多維度的考核評價方式，有效地保證了教學過程的順利進行.

5.3.2 期末采取校際間命題

實行教考分離是建立科學、規范教學質量評價體系的重要組成部分，是教學管理制度改革的重要內容，對于端正學生的學習態度、教師的工作態度都有著非常重要的意義.

5.4 深度融合信息化教學手段于課堂教學

借助于信息化教學手段，實時動態地進行學情分析，有的放矢地進行檢測和調整，是課堂教學質量得以提高的有力保障.

6 課程的建設成效

基于一流課程的建設原則與基本要求，通過精心設計教學內容、優化課堂教學模式、完善多維度的考評方式等，大學物理課程改革取得了較為顯著的成效.

6.1 學生成績得到提高

從考核情況來看，有的學生期末卷面成績是滿分，有的班級不及格率下降到了6%，這也是近幾年的最好成績.

6.2 學生能力得到加強

通過生生互評、分組任務、查閱資料進行分析和整理并且制作演示實驗視頻、課堂實時互動、翻轉課堂等等，學生的團結協作能力、查閱文獻能力、自主學習能力、理論聯系實際能力均得到顯著的提高.

6.3 學生對課程的滿意程度大幅提高

學生的課堂出勤率得到了明顯的提高，課堂參與度大幅提升，課堂氣氛活躍，通過期末的匿名調查問卷，90%以上的學生認為學習本課程無論在知識上還是在能力上都有很多的收獲，也一致表示支持課程的教學改革.

6.4 課程組教師的信息技術應用能力得到明顯提高

通過線上線下混合教學模式，課程組教師合理有效地利用網絡資源以及信息化教學手段，不但提高了課堂教學效率，而且潛移默化中自己的信息技術應用能力得到了明顯的提高，這也為疫情常態化情況下的教學奠定了堅實的基礎.

7 結束語

時代在不斷發展，課程改革也必須與時俱進，我們需要時刻關注制約課程教學水平和人才培養質量提高的一些關鍵性問題，摸索和探究大學物理這門必修基礎課支撐優勢學科發展和創新型人才培養需要的教學改革策略，通過提升課程組成員的綜合能力，結合學生的調查問卷以及教師的教學實踐不斷更新和調整教學內容和教學資源，積極推進課程教學質量的提高，為一流課程的建設貢獻出自己的一份力量.