網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)在大學(xué)物理教學(xué)中實(shí)踐淺談

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摘要:大學(xué)物理是高等學(xué)校工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。在我國高等教育推行工程認(rèn)證的背景下，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是改善課程教學(xué)質(zhì)量、滿足新時代工科人才培養(yǎng)要求的重要手段。該文作者基于在多個工科專業(yè)開展大學(xué)物理課程教學(xué)的經(jīng)驗，結(jié)合常熟理工學(xué)院應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)定位，在光電信息科學(xué)與工程專業(yè)中開展了網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)和課堂教學(xué)結(jié)合的教學(xué)實(shí)踐。針對網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)開展調(diào)查研究，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、考核方式和師生互動等方面存在的問題提出了改進(jìn)意見和建議。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型；大學(xué)物理；教學(xué)探索

提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等教育的核心。教育部出臺的《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》(教高〔2019〕6號)，明確提出“積極發(fā)展‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’、探索智能教育新形態(tài)，推動課堂教學(xué)革命。嚴(yán)格課堂教學(xué)管理，嚴(yán)守教學(xué)紀(jì)律，確保課程教學(xué)質(zhì)量”的要求。隨著我國高等教育的逐漸普及，探索新的教學(xué)手段對于改善教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高質(zhì)量本科人才具有重要意義[1-2]。大學(xué)物理是高等學(xué)校工科專業(yè)的必修課程，主要講授力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和量子力學(xué)等方向的基礎(chǔ)知識。大學(xué)物理的教學(xué)效果不僅影響學(xué)生對物質(zhì)固有特性和運(yùn)動基本規(guī)律的認(rèn)知，還對工科專業(yè)后續(xù)開展的一系列專業(yè)課程的學(xué)習(xí)有深遠(yuǎn)影響。在我國工科專業(yè)全面啟動工程教育認(rèn)證的大背景下，工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的“學(xué)生為本、目標(biāo)導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”，對大學(xué)物理課程教學(xué)提出了更高的要求[3-4]?；诔Ｊ炖砉W(xué)院（以下簡稱我校）圍繞地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)理念，筆者在光電信息科學(xué)與工程本科專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)過程中開展線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與線下課堂講述相結(jié)合的教學(xué)嘗試，從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容選擇、教學(xué)過程、課程考核方式和師生互動等方面進(jìn)行了總結(jié)，對網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)及未來改革的可行途徑提出了個人見解。

1大學(xué)物理教學(xué)中存在的不足

根據(jù)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，大學(xué)物理課程屬于通用基礎(chǔ)類必修課，安排在大一下學(xué)期（48課時）和大二上學(xué)期（32課時）進(jìn)行。針對光電專業(yè)的特色，大學(xué)物理在工科專業(yè)數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)機(jī)械振動與機(jī)械波、電磁學(xué)、光學(xué)等方面的內(nèi)容[5]。根據(jù)工程教育認(rèn)證中成果導(dǎo)向教育（Outcomebasededucation，簡稱OBE）理念的要求，通過學(xué)學(xué)物理課程，學(xué)生應(yīng)取得以下學(xué)習(xí)成果：（1）掌握物理學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本理論知識，掌握基本的物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律，掌握高級工程技術(shù)人員必需的物理基礎(chǔ)知識。（2）培養(yǎng)物理學(xué)的科學(xué)思維方法，提高分析問題、解決問題的能力。樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)獨(dú)立閱讀教材、參考書及有關(guān)文獻(xiàn)資料的能力。（3）能夠運(yùn)用所學(xué)物理概念、定理、定律對具體的物理系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立相應(yīng)的物理方程并進(jìn)行求解。（4）能夠?qū)σ粋€具體的物理過程進(jìn)行分析，得出過程中各物理量的關(guān)系并進(jìn)行求解。以上四個學(xué)習(xí)成果對應(yīng)“能夠?qū)?shù)學(xué)、物理的基本知識用于光電子信息工程問題的建模和仿真”和“能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)物理和工程基礎(chǔ)知識，分析技術(shù)方案的優(yōu)劣、合理性和可行性，獲得有效結(jié)論”兩個畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。這兩個指標(biāo)點(diǎn)體現(xiàn)了大學(xué)物理課程的基本理論對現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展起到的重要先導(dǎo)作用，是學(xué)生后續(xù)深入學(xué)習(xí)專業(yè)相關(guān)知識的必要基礎(chǔ)。但根據(jù)在多個工科專業(yè)開展課程教學(xué)的實(shí)踐來看，大學(xué)物理課程教學(xué)目前仍存在許多不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）與光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的其他專業(yè)課相比，大學(xué)物理具有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高、知識點(diǎn)更新慢、抽象性強(qiáng)的特點(diǎn)。這一方面對教師教學(xué)限制較大，教師難以借助課堂實(shí)物演示或?qū)嶒灥茸寣W(xué)生對所學(xué)內(nèi)容形成直觀印象，另一方面也對學(xué)生前期的數(shù)理基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)積極性提出了較高要求[6-7]。我校作為一所地方應(yīng)用型本科高校，學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)與“雙一流高?！睂W(xué)生相比存在一定差距，如何提升教學(xué)效果、讓學(xué)生掌握課程相關(guān)知識以滿足后續(xù)課程的學(xué)習(xí)需要，是大學(xué)物理教師迫切需要解決的問題。（2）根據(jù)學(xué)校的招生計劃，我校工科專業(yè)的生源來自國內(nèi)不同地區(qū)。由于不同地區(qū)的高考模式和基礎(chǔ)教育水平存在差別，如何在課堂上協(xié)調(diào)不同知識基礎(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)、維持班級的教學(xué)進(jìn)度，是大學(xué)物理課程教學(xué)的一個難題。（3）大學(xué)課程教學(xué)與中學(xué)課程教學(xué)存在很大區(qū)別，大學(xué)的學(xué)習(xí)更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動性和自主思考，而中學(xué)則更多地采用強(qiáng)制性學(xué)習(xí)的模式。很多學(xué)生尚未從被動學(xué)習(xí)、重記憶輕思考的中學(xué)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)、靈活應(yīng)用知識、理論和實(shí)踐并重的大學(xué)學(xué)習(xí)模式，這導(dǎo)致了一系列問題：①部分學(xué)生反映在課堂上跟不上教師的進(jìn)度；②部分學(xué)生難以理解課程內(nèi)容，出現(xiàn)畏難情緒，學(xué)習(xí)積極性不足；③部分學(xué)生反映課程知識點(diǎn)講解較多，而習(xí)題測試較少，導(dǎo)致對知識點(diǎn)的掌握不充分。這些現(xiàn)象表明，傳統(tǒng)的教師課堂口述和板書的教學(xué)模式已不能完全滿足目前的教學(xué)需要，為了改善大學(xué)物理課程的教學(xué)效果，滿足工程教育認(rèn)證提出的以學(xué)生為中心、以成果導(dǎo)向教育為主導(dǎo)的要求，必須對大學(xué)物理課程教學(xué)方法進(jìn)行適度改革。

2教學(xué)改革的實(shí)踐

2.1教學(xué)過程的改革

在借鑒兄弟高校和我校其他工科專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過教研組內(nèi)部討論研究，針對光電信息科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)設(shè)置了線上和線下兩種教學(xué)流程：線上線下并行開展，線上預(yù)習(xí)、課堂重點(diǎn)講授、在線開展測試、課后復(fù)習(xí)。首先，根據(jù)教學(xué)大綱的要求，將大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容分為六大模塊，再根據(jù)教材，將每一個模塊的內(nèi)容細(xì)分為核心知識點(diǎn)、補(bǔ)充知識點(diǎn)和拓展知識點(diǎn)三類，制作相應(yīng)的課件和練習(xí)題。然后，在藍(lán)墨云班課平臺上設(shè)定好每節(jié)課的課件和習(xí)題，根據(jù)學(xué)期課程教學(xué)進(jìn)度表，每個教學(xué)周的周一在云班課平臺上提前課件，要求學(xué)生在正式上課之前自主預(yù)習(xí)。在課堂教學(xué)時，教師不再對學(xué)生已學(xué)習(xí)過的內(nèi)容進(jìn)行回顧，而是直接開展本次課程的核心知識點(diǎn)講解，講解完成后安排學(xué)生進(jìn)行在線測試。利用云班課平臺統(tǒng)計學(xué)生答題的準(zhǔn)確率和時間，及時了解學(xué)生對核心知識點(diǎn)的掌握程度。若學(xué)生對核心知識點(diǎn)掌握較好，教師可繼續(xù)講解補(bǔ)充知識點(diǎn)和拓展知識點(diǎn)；若學(xué)生對核心知識點(diǎn)的掌握不理想，教師則進(jìn)行一輪補(bǔ)充講述。課堂教學(xué)完成后，繼續(xù)利用云班課平臺習(xí)題測驗，這樣學(xué)生有課堂測試和課后測試兩次做題機(jī)會，教師取兩次測試中的最高分作為學(xué)生的課堂測驗成績。網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)解決了數(shù)理基礎(chǔ)不同的學(xué)生掌握知識速度不一的問題，讓學(xué)生能夠自主把握學(xué)習(xí)進(jìn)度，提升了教學(xué)的成效。

2.2教學(xué)內(nèi)容的改革

大學(xué)物理課程知識點(diǎn)比較抽象、對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高、知識體系連貫性強(qiáng)，采用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、多媒體教學(xué)不僅可以讓抽象的知識點(diǎn)變?yōu)榭梢?、動態(tài)的圖像或視頻，便于學(xué)生體會和理解，還可以把教師從重復(fù)性、機(jī)械性的板書和畫圖中解放出來，把課堂教學(xué)的時間集中用于講解公式背后的關(guān)聯(lián)規(guī)律和習(xí)題測試。光電信息科學(xué)與工程專業(yè)具有實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、知識點(diǎn)更新快的特點(diǎn)，在該專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)過程中，教師應(yīng)將國際和國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)穿插到課堂教學(xué)中。利用短視頻與板書、口述相結(jié)合的方法，讓學(xué)生把書本上的抽象知識點(diǎn)與日常生活中常見的具體實(shí)物結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如在講解光學(xué)衍射的部分時，教師將手機(jī)攝像頭分辨率的發(fā)展過程與衍射分辨極限的知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來，讓學(xué)生體會光學(xué)基礎(chǔ)理論在日常生活中的應(yīng)用，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，將傳統(tǒng)課堂教師一言堂的局面轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒嗷ビ懻摗?/p>

2.3成績判定的改革

過去工科專業(yè)大學(xué)物理課程的期末總成績僅包含期末試卷成績和平時作業(yè)兩部分，占期末總成績的比例分別為70%和30%，導(dǎo)致學(xué)生輕視平時作業(yè)，在期末考試之前突擊復(fù)習(xí)。為了從根本上改善這一情況，我校對大學(xué)物理課程期末總評成績的判定方式進(jìn)行了改革。改革后的大學(xué)物理課程期末總成績包括以下幾個部分：期末試卷成績（50%）、期中測試成績（10%）、課程論文/調(diào)研報告（15%）、平時作業(yè)/課堂測試（25%）。將平時課堂教學(xué)中在云班課上的在線測試、課后作業(yè)、課堂提問與討論計入平時作業(yè)分。這樣的成績判定方法大大改善了學(xué)生忽視平時教學(xué)積累、期末突擊復(fù)習(xí)的不合理現(xiàn)象，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也為教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供了有力依據(jù)。

3教學(xué)效果分析和存在的問題

通過課堂調(diào)查、課程評教、云班課在線習(xí)題測驗和期末課程考核四個維度，對光電信息科學(xué)與工程專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)改革效果進(jìn)行了檢驗。根據(jù)課堂調(diào)查和課程評教的反饋，約66%的學(xué)生認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是提升教學(xué)質(zhì)量的有效手段，約90%的學(xué)生認(rèn)為最佳的教學(xué)方法是教師課堂口述與網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)資源相結(jié)合。根據(jù)云班課在線測試和期末課程考核的結(jié)果反饋，80%的學(xué)生取得了優(yōu)秀或良好的成績，僅5.5%的學(xué)生最終成績不及格。按照工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，大學(xué)物理課程的完成度達(dá)到80%，高于改革前，滿足了工程認(rèn)證對持續(xù)改進(jìn)的要求。分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程的數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，90%以上云班課在線成績優(yōu)秀的學(xué)生在期末都取得了良好以上的成績，這表明網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段可實(shí)時、有效地監(jiān)控教學(xué)效果，為進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、提升教學(xué)質(zhì)量提供了有益途徑，有利于提升大學(xué)物理課程教學(xué)的質(zhì)量。雖然網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)得到了大多數(shù)學(xué)生的積極評價，但仍存在一些有待改善的問題：（1）部分學(xué)生反映網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的內(nèi)容難度較高，理解起來有一定難度，需要花費(fèi)較長的時間。這是因為現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)資源大多來自“985”“211”高校，這些高校的教學(xué)要求、教學(xué)進(jìn)度安排和應(yīng)用型本科高校相比存在較大差異。針對這一問題，在接下來的教學(xué)過程中，一方面要有針對性地選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，另一方面要盡可能錄制針對本校學(xué)生的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)視頻。（2）部分學(xué)生反映平時測驗成績占期末總成績的比例偏高，希望回歸過去30%的比例。針對這一問題，教師要引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維模式，使學(xué)生認(rèn)識到加強(qiáng)過程考核、淡化期末考核更有利于知識的掌握。

4結(jié)語

實(shí)踐表明，網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是提升大學(xué)物理課程教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型工程人才培養(yǎng)目標(biāo)的有益手段。在應(yīng)用型本科高校工科專業(yè)開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，對教師提出了更高的要求。在未來的教學(xué)過程中，要進(jìn)一步根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)選擇教學(xué)內(nèi)容，合理整合校內(nèi)外資源，改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)，以更好地滿足應(yīng)用型本科高校人才培養(yǎng)的需要。

作者:路海雙 李中國 顧利萍 陳維霞 單位:常熟理工學(xué)院電子信息工程學(xué)院