OMO教學模式在量子力學課程教學中的實踐

高海峽 陳怡

摘要隨著信息技術和互聯網的發(fā)展，中國教育的傳統(tǒng)線下教學方式開始向線上教學方式轉變。線上教學雖然打破了傳統(tǒng)教學模式在時間和空間上的局限性，但是極其依賴科技和信息技術的發(fā)展，成本較高，制度和方案都不成熟，因此出現了許多線上與線下相結合的教學模式。其中線上與線下的深度式、無邊界式融合的OMO模式，吸引了大量學者對其在教育上的應用進行探索。文章將OMO模式與高校量子力學教學緊密結合，探究改變傳統(tǒng)教學方法、提高量子力學教學質量的新方法。

關鍵詞OMO模式；量子力學；實踐

中圖分類號：G424? ??????????????????????????文獻標識碼：A??? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.21.033

The Practice of OMO Teaching Mode in the Teaching of Quantum Mechanics Course

GAO Haixia， CHEN Yi

（College of Science， Hunan University of Science and Engineering， Yongzhou， Hunan 425199）

AbstractWith the development of information technology and the Internet， the traditional offline teaching methods in Chinese education have begun to shift towards online teaching methods. Although online teaching has broken the limitations of traditional teaching models in terms of time and space， it heavily relies on the development of technology and information technology， has high costs， and the system and solutions are not mature. Therefore， many teaching models that combine online and offline have emerged. The deep and borderless integration of online and offline OMO mode has attracted a large number of scholars to explore its application in education. This article closely combines the OMO model with quantum mechanics teaching in universities， exploring new methods to change traditional teaching methods and improve the quality of quantum mechanics teaching.

KeywordsOMO mode; quantum mechanics; practice

在信息技術飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)教學模式與教學需求的矛盾越來越突出[1]。如何突破時間和空間的制約，有效傳遞知識，培養(yǎng)學生能力是值得當今教育者深思的問題?，F在很多高校教師采取線上教學模式，這種教學模式能夠打破傳統(tǒng)課堂的時空制約，使教學方式多樣化，豐富學生學習方式的同時使教育資源利用效率最大化，促使教育更公平化，有利于共享社會的發(fā)展。但是，單純的線上教學存在易受外部環(huán)境的干擾、師生之間溝通和互動困難、教師難以了解和監(jiān)督學生聽課狀態(tài)和缺乏課堂學習氛圍等局限。通過互聯網技術構建的OMO教學模式，使線上授課和線下互動教學一體化，重新編排課堂形式，打通單向溝通的障礙，滿足學生個性化的學習需求，能真正提高教育教學質量。

量子力學課程是高校物理學專業(yè)高年級開設的一門重要課程，理論性強，常采用傳統(tǒng)性教學，學生學習難度大。本文旨在將傳統(tǒng)課堂和網絡課堂的優(yōu)點相結合，構建適合量子力學課程特點的線上與線下一體化教學的OMO模式，以此提高學生的學習興趣，增強學生理解、掌握和運用量子力學知識的能力，具有較強的可推廣性[2]。

1? OMO教學模式

1.1? OMO模式的概念

OMO教學模式就是把傳統(tǒng)面授學習與線上網絡化學習相融合，線下支持線上、線上賦能線下，二者優(yōu)勢互補、相輔相成，是一種線上與線下深度融合的新型教學模式[3]。其主要分為三種形式：一是線上教學為主，線下答疑為輔；二是線下教學為主，線上答疑為輔；三是合理地進行線上線下教學和答疑，將線上線下教學技能有機整合。由此可見，OMO教學模式相比傳統(tǒng)線下課堂有著無可比擬的優(yōu)越性，在信息化教育變革的潮流中，它將成為未來中國教育的新形態(tài)[4-5]。

目前國內外對于OMO模式的研究主要是在雙師課堂中的應用，國外側重于課程內容相關方面的研究，包括教學模式、課程規(guī)模以及效果評價方面；國內更側重于教學設計和應用場景方面的研究，典型的幾家公司有新東方、愛學習、達內科技等。與此同時也衍生了類似的OMO轉型模式，如智慧課堂[6]。

線上教學在給高校教學帶來許多利好的同時，也暴露出一些短板[7]，如：教師在線教學知識的缺乏、教師在線教學的技能和經驗的不足，在線教學資源的匱乏等，尤其是資源和條件的限制，使OMO 項目僅集中于東部地區(qū)和幾所著名的大學，沒有普遍開展。將OMO與大學課程教學相結合的研究才剛剛起步。

1.2? OMO模式的構建理念

1.2.1? 強調以學生為主體

在OMO教學模式中，不論是線上還是線下教學設計均以學生的學習體驗和學習收獲為出發(fā)點，需要分析學生的心理和知識難易程度，體現以學生為主體的教學理念。線上設計的問題和學習任務要激發(fā)學生主動學習的興趣和探索欲，誘發(fā)學生的求知欲，線下的教學設計要鼓勵學生勇于提問，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和發(fā)散思維。在物理教學中，教師要善于將書上的理論知識同實際生活事例聯系起來，用具體的事例幫助學生理解抽象的物理概念，達到知識的內化，并用之解決實際問題。

1.2.2? 注重教學目標的整體性

在OMO教學模式中，教師對教學目標的設定要結合學生的學情進行整體的規(guī)劃，將知識的“獲取”和“內化”貫穿整個教學環(huán)節(jié)。引導學生主動在學習過程中提出問題，積極投身小組的討論和探究式活動，從而增加對知識的認知深度。OMO教學模式有三個教學環(huán)節(jié)，即課前線上預習，課堂線下學習和課后復習，課前預習是課堂學習的預熱，課堂學習是課前預習的深化，課后復習是課堂學習的延伸，教師要把這三個環(huán)節(jié)有機整合在一起[8]。教師需要認真準備導學案，幫助學生提前預習課堂學習任務，從而實現學習目標，掌握學習方法，并檢測學習效果。

1.2.3? 深度融合信息化技術

OMO模式強調的是信息化技術與教學過程的融合，融合過程的核心和基礎是平臺的構建，教師恰當地運用現代教育技術手段實現信息技術與教學過程的融合創(chuàng)新，為學生創(chuàng)設出安全、靈活、生動、智能的教學平臺。讓學生借助信息化平臺進行個性化學習，如查閱資料、復習功課、小組合作、課后練習、視頻觀看等。將技術準確地應用到教學的每一步，比如課前預習可以使用軟件中的作業(yè)功能，課后評價可以使用后臺分析功能。

2? OMO教學模式在量子力學課程教學中的實踐

2.1? OMO模式在量子力學課程中的構建

本文基于OMO教學模式的構建理念，提出其在量子力學教學中實踐的基本流程，如圖1所示。

2.2? OMO模式在量子力學課程中的實踐案例

①線上學習任務發(fā)放。一維無限深勢阱教學的重點之一就是一維定態(tài)薛定諤方程的求解，而此時的薛定諤方程可以化為一個二階常系數齊次微分方程，因此預習二階常系數齊次微分方程的求解是學生課前的主要任務。通過線上平臺提前發(fā)放二階常系數微分方程的求解、定態(tài)薛定諤方程求解的步驟和預習新課等學習任務如下：

通過本節(jié)課的預習提綱讓學生對一維無限深勢阱的相關內容有基本的了解。線上平臺將預習結果、收集到的資料、問題等進行實時傳送，教師進行線上評價和考核。

②線下課堂教學。首先，體現教師主導作用，開展有效的課堂教學。教師根據學生課前學習情況進行評估，并依據評估情況對學生進行相應的引導。如，在了解學生熟悉薛定諤方程的程度和二階常系數齊次微分方程求解的基礎上進入新課。首先要讓學生了解為什么要學習這個內容，并幫助學生建立問題模型，如圖2所示。

再引導學生建立一維定態(tài)薛定諤方程，并化成數學的中二階常系數齊次微分方程，最后要求學生自己求解方程。其教學片段如下：

通過這些講解，讓學生完全掌握二階常系數齊次微分方程求解的步驟、方法和這節(jié)課的主要學習任務、目的，做到事半功倍的效果。其次，發(fā)揮學生主體作用，開展翻轉式課堂教學。學生或學生團隊講述一維定態(tài)薛定諤方程的求解過程，其他學生或小組進行補充和討論。當然這個過程中，教師要及時提出一些問題讓學生思考，如在勢阱外能量是無窮大時的薛定諤方程怎樣求解？求出的波函數的系數怎樣進行確定？波函數和能量有什么物理意義？等問題，要充分發(fā)揮學生的主動能觀性，激發(fā)學生的學習興趣。

③課后提升是通過課后作業(yè)和課后問題的交流等渠道進行，采用多元化評價。課后評價體系將對學生所遇到的問題進行分析、記錄，教師可以根據系統(tǒng)分析對學生進行知識體系的鞏固和內化。教師通過提供課后作業(yè)和指導材料，拓展學生對知識的運用能力并向教師反饋心得體會，從而促進他們在物理教學中的知識遷移和社會實踐。教師通過對學生的課堂反饋進行反思，使教學過程得到改善和優(yōu)化。

3? 結語

量子力學作為大學物理專業(yè)一門重要的學科，把OMO模式的優(yōu)勢運用到其教學中，采用混合式教學模式，強調學生的主體性，突出教師的主導作用，能使得師生間的“教”與“學”通過線上線下形成真正的交互，有效地改善量子力學的教學效果，培養(yǎng)出大批高素質的創(chuàng)新人才[9]。

當然，OMO教學模式在量子力學教學中的應用還存在一些問題，我們將繼續(xù)進行應用研究，積累更多的實踐教學經驗，從而不斷改進和完善。

參考文獻

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