徐紅霞

(上海工程技術(shù)大學(xué)數(shù)理與統(tǒng)計(jì)學(xué)院 上海 201620)

教育部關(guān)于本科教育的2018年工作會(huì)議和系列指導(dǎo)性文件[1，2]，以及國(guó)家級(jí)2019年優(yōu)質(zhì)在線課程和一流本科課程的申報(bào)條件，都表明了一種信息：本科教育即將進(jìn)入新時(shí)期，新的現(xiàn)代信息技術(shù)深度融入課程教學(xué)，將推動(dòng)“課堂革命”.“新型冠狀病毒”疫情在2020年初突然發(fā)生，現(xiàn)代信息技術(shù)的使用和在線課程的建設(shè)被迫提前走上歷史舞臺(tái).疫情之后，線上線下混合式教學(xué)必將成為高校教學(xué)的主流方式.

筆者在2018年和2019年的課堂教學(xué)中，借助超星的“一平三端”，改變“滿堂灌”的傳統(tǒng)課堂，開展了大學(xué)物理的課堂教學(xué)改革的探索.在本文，筆者給出大學(xué)物理的新時(shí)代建設(shè)定位，應(yīng)用超星學(xué)習(xí)通的課堂案例及其使用建議，提供給同行作為教學(xué)參考.

1 大學(xué)物理課程的新時(shí)代建設(shè)定位

教育部高等教育司司長(zhǎng)吳巖的2018年“建設(shè)中國(guó)金課”報(bào)告[3]和教高〔2019〕8號(hào)文[2]，都給出了金課的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，并寫入一流本科課程建設(shè)的基本原則中.對(duì)地方普通高校來說，線上金課拼不過名校名師，線上線下混合式金課的實(shí)施有難度.作為地方普通高校的公共基礎(chǔ)課，大學(xué)物理課程如何進(jìn)行“金課”建設(shè)？

1.1 大學(xué)物理的課程特點(diǎn)

大學(xué)物理是理工科院校的一門公共基礎(chǔ)必修課.與專業(yè)課程相比，其課程內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，不易與實(shí)際問題相聯(lián)系；其理論的邏輯性強(qiáng)，題目訓(xùn)練是其必須的學(xué)習(xí)方法.像案例點(diǎn)評(píng)、研討辯論、項(xiàng)目探究等教學(xué)方式，筆者認(rèn)為并不適合這門課程的教學(xué).

在地方普通高校，學(xué)生的物理基礎(chǔ)差強(qiáng)人意，自學(xué)能力、學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性也不是很好.像生講生評(píng)、以練代講等教學(xué)方式，筆者認(rèn)為也不適合地方普通高校的大學(xué)物理課程教學(xué).

由于師生比低，大多數(shù)地方普通高校的大學(xué)物理課程采取大班授課，班級(jí)人數(shù)往往超過100人.翻轉(zhuǎn)課堂的生講生評(píng)、教師導(dǎo)演學(xué)生串演、邊做邊評(píng)、生問生答等形式，無法保證學(xué)生的充分參與，也就不能保證好的教學(xué)效果.這樣的翻轉(zhuǎn)課堂模式也不適合進(jìn)行大班授課.

在地方普通高校，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的態(tài)度不是很理想.圖1是2019-2020學(xué)年第一學(xué)期筆者所教兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的“大學(xué)物理課外學(xué)習(xí)時(shí)間”的調(diào)查結(jié)果(本文數(shù)據(jù)均來自這兩個(gè)班級(jí)).選項(xiàng)C和D的比例之和，兩個(gè)班分別只有9.8%和14.5%.對(duì)于每周4學(xué)時(shí)的大學(xué)物理課，這個(gè)結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)這門公共課的重視程度不高，課外的投入時(shí)間不多.像這類公共基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生在課外用太多的時(shí)間，也不現(xiàn)實(shí).因此，筆者認(rèn)為，對(duì)公共基礎(chǔ)課來說，抓“課堂效率”是最經(jīng)濟(jì)也最受學(xué)生歡迎的做法.

圖1 大學(xué)物理課外學(xué)習(xí)時(shí)間調(diào)查

1.2 大學(xué)物理課程的新時(shí)代建設(shè)定位

鑒于以上的分析，筆者給出地方普通高校的大學(xué)物理課程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)有效且具有可行性的做法.金課建設(shè)當(dāng)以“線下金課”為主要建設(shè)目標(biāo)，課程教學(xué)當(dāng)以“深度融入新的現(xiàn)代信息技術(shù)”推動(dòng)“課堂革命”為主要建設(shè)內(nèi)容，課程改革當(dāng)以“課堂教學(xué)”為主陣地，提高課堂效率當(dāng)為教師們的努力方向.

2 借助超星“學(xué)習(xí)通” 推動(dòng)大學(xué)物理“課堂革命”的探索

完成教學(xué)目標(biāo)是課程設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則.教學(xué)手段和方法的選用要為高效完成教學(xué)目標(biāo)服務(wù)，不能“為用而用”，不能過于“花哨熱鬧”，不能“華而不實(shí)”.筆者認(rèn)為，選用實(shí)用的現(xiàn)代教學(xué)手段，把教師“教”為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生“學(xué)”為中心，讓學(xué)生把頭抬起來，參與到課堂教學(xué)中，才能提高課堂的學(xué)習(xí)效率.

2.1 學(xué)習(xí)通的課堂應(yīng)用

借助超星電腦端的“泛雅平臺(tái)”和移動(dòng)設(shè)備端的“學(xué)習(xí)通”提供的教學(xué)技術(shù)，筆者將課堂學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合.泛雅平臺(tái)上傳了課程的基本信息、課堂教案、課程視頻、題庫(kù)等.超星學(xué)習(xí)通的功能很多，筆者的課堂教學(xué)主要使用了課堂簽到、選人、主題討論、投票、課堂測(cè)驗(yàn)以及投屏等功能.使用簽到和課后作業(yè)等功能，可以節(jié)約教師在點(diǎn)名、作業(yè)批改等方面的時(shí)間.借助學(xué)習(xí)通的選人、主題討論、課堂測(cè)驗(yàn)等功能，增加了課堂學(xué)習(xí)的活躍度和參與度，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果的實(shí)時(shí)了解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使得課程的教學(xué)模式逐漸從“以教為主”轉(zhuǎn)向“以學(xué)為主”.

其中，筆者應(yīng)用最多的是課堂測(cè)驗(yàn).大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，必須有題目訓(xùn)練.通過題目訓(xùn)練，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)漏洞，而及時(shí)糾錯(cuò)是提高學(xué)習(xí)效率的一種好方法.為了避免學(xué)生猜和蒙答案，督促學(xué)生思考，筆者設(shè)計(jì)的課堂測(cè)驗(yàn)多是多項(xiàng)選擇題.

2.2 學(xué)習(xí)通的課堂案例

教學(xué)內(nèi)容：理想氣體的溫度和分子平均平動(dòng)動(dòng)能的關(guān)系.

教學(xué)目標(biāo)：

(1)理想氣體的溫度公式的理解及其應(yīng)用.

(2)方均根速率的引入.

(3)了解熱力學(xué)第三定律.

教學(xué)過程：教師首先復(fù)習(xí)壓強(qiáng)公式和理想氣體狀態(tài)方程，讓學(xué)生自行推導(dǎo)溫度公式；然后教師講解溫度公式的意義；接著課堂測(cè)驗(yàn)4道題；最后教師總結(jié).

課堂測(cè)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析：

(1)圖2為測(cè)驗(yàn)1及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

圖2 課堂測(cè)驗(yàn)1的統(tǒng)計(jì)

本題的設(shè)計(jì)目的是考查學(xué)生對(duì)溫度的微觀意義、統(tǒng)計(jì)意義和宏觀意義的理解，正確率較高，說明學(xué)生對(duì)溫度的意義基本掌握，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成.

(2)圖3為測(cè)驗(yàn)2及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

本題考查學(xué)生對(duì)描述氣體分子特征的各物理量及其表達(dá)式的理解.其中熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的區(qū)別，是學(xué)生容易忽視的問題.圖3中選項(xiàng)A和D都是為之設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤選項(xiàng)，兩個(gè)班的錯(cuò)誤率都較高，和教師的預(yù)期一致.

圖3 課堂測(cè)驗(yàn)2的統(tǒng)計(jì)

(3)圖4為測(cè)驗(yàn)3及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

圖4 課堂測(cè)驗(yàn)3的統(tǒng)計(jì)

測(cè)驗(yàn)3主要考查學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)平均值的理解、溫度公式的適用范圍以及分子運(yùn)動(dòng)能和宏觀機(jī)械能的區(qū)別.這些都是學(xué)生常見的知識(shí)漏洞，學(xué)生的正確率不高，與教師的預(yù)期一致.在分析此題的選項(xiàng)D時(shí)，在強(qiáng)調(diào)溫度公式的適用范圍的同時(shí)，還引入了熱力學(xué)第三定律.

(4)圖5為測(cè)驗(yàn)4及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

圖5 課堂測(cè)驗(yàn)4的統(tǒng)計(jì)

本題考查學(xué)生對(duì)平均平動(dòng)動(dòng)能的理解以及能否區(qū)別氣體分子質(zhì)量和氣體摩爾質(zhì)量，同時(shí)也是一道拔高題.通過溫度公式和平均平動(dòng)動(dòng)能的定義式，讓學(xué)生自行推導(dǎo)出方均根速率的公式，由此完成了本節(jié)課的剩余內(nèi)容.編寫這樣的題目，既是為了檢驗(yàn)已講內(nèi)容的掌握程度，又能引入新的內(nèi)容，具有挑戰(zhàn)度，有助于訓(xùn)練學(xué)生的探究能力.測(cè)驗(yàn)結(jié)果令人滿意，說明這兩個(gè)班學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不錯(cuò).從選項(xiàng)D可以看出，氣體的摩爾質(zhì)量和氣體分子質(zhì)量的區(qū)別，部分學(xué)生還沒有掌握.

課堂測(cè)驗(yàn)的功能：課堂測(cè)驗(yàn)的學(xué)習(xí)通統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖2～圖5.教師在學(xué)習(xí)通上可以即時(shí)看到各個(gè)選項(xiàng)的答題結(jié)果.測(cè)驗(yàn)結(jié)束后，通過投屏功能，將結(jié)果投屏到教室屏幕.教師和學(xué)生一起分析錯(cuò)誤的原因，當(dāng)堂糾錯(cuò)，學(xué)習(xí)效率大大提高.

2.3 問卷調(diào)查

課程結(jié)束后，筆者對(duì)兩個(gè)班進(jìn)行了“學(xué)習(xí)通的課堂應(yīng)用”的問卷調(diào)查，兩個(gè)班共收到有效問卷212份(總?cè)藬?shù)263人，參與率為81%).問卷調(diào)查是通過學(xué)習(xí)通的問卷功能實(shí)現(xiàn).統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1～表3，調(diào)查分析如下.

(1)在表1中，兩個(gè)班的學(xué)生選擇D和E兩個(gè)選項(xiàng)的比例之和分別為80.1%和86.3%，說明這種教學(xué)方式得到了學(xué)生的肯定，接受度很高.

表1 問卷調(diào)查結(jié)果1

(2)在表2中，兩個(gè)班選擇選項(xiàng)G的比例高達(dá)73.6%和79.4%.“章節(jié)教案的課后復(fù)習(xí)”是筆者的期末復(fù)習(xí)教案，對(duì)學(xué)生復(fù)習(xí)有幫助，受歡迎在預(yù)料之中.表2的調(diào)查結(jié)果還可以看出，比較受學(xué)生喜愛的學(xué)習(xí)通功能還有“課堂簽到”“課堂測(cè)驗(yàn)”和“作業(yè)功能”.

表2 問卷調(diào)查結(jié)果2

(3)在表3中，選項(xiàng)D和E之和，兩個(gè)班分別為53.6%和68.6%；而選項(xiàng)A和B之和，分別只有10%和5.9%；保持中立的選項(xiàng)C，兩個(gè)班的比例分別為36.4%和25.5%.這些數(shù)據(jù)表明，筆者所教班級(jí)的大多數(shù)學(xué)生認(rèn)可線上線下相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式.

表3 問卷調(diào)查結(jié)果3

2.4 學(xué)習(xí)通的課堂使用建議

根據(jù)筆者使用學(xué)習(xí)通的經(jīng)驗(yàn)，給出幾條建議.

(1)第一次緒論課指導(dǎo)學(xué)生安裝“學(xué)習(xí)通”和介紹使用方法，非常有必要.

(2)第一次緒論課給出學(xué)習(xí)通的各項(xiàng)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，也非常重要.把簽到、課堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)等重要教學(xué)環(huán)節(jié)的權(quán)重設(shè)置提高，將有助于課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成.

(3)每節(jié)課使用學(xué)習(xí)通的功能不要太頻繁.筆者一般使用3次，選在課程開始、課程中間或課程結(jié)束時(shí)進(jìn)行.每次課堂測(cè)驗(yàn)的題目個(gè)數(shù)一般為3～6個(gè)，學(xué)生每次做題時(shí)間介于5 ～10min之間.

(4)學(xué)習(xí)通成績(jī)的評(píng)定原則是鼓勵(lì)學(xué)生“參與”.筆者將課堂活動(dòng)積分“達(dá)到班級(jí)平均積分”設(shè)置為課堂活動(dòng)成績(jī)“滿分”，作業(yè)設(shè)置為“重復(fù)做3次取最高分”.這種設(shè)置是為保護(hù)學(xué)生做題的積極性和真實(shí)性，盡量保證統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性.

(5)利用學(xué)習(xí)通統(tǒng)計(jì)的方便，每次課都可使用課堂簽到.督促學(xué)生“進(jìn)課堂”是公共基礎(chǔ)課教師的責(zé)任，也是提高課堂學(xué)習(xí)效果的一種手段.

3 結(jié)束語(yǔ)

借助先進(jìn)的教學(xué)手段，打造智慧課堂，使得教學(xué)模式逐漸從“以教為主”轉(zhuǎn)向“以學(xué)為主”，這是“高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度”的金課建設(shè)的核心內(nèi)容.應(yīng)用新的教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)了師生間的實(shí)時(shí)溝通，加強(qiáng)了課堂互動(dòng)，也得到了大多數(shù)學(xué)生們的肯定.但是，按照“金課”標(biāo)準(zhǔn)和“一流課程”的要求，筆者的大學(xué)物理課程教學(xué)還有很多問題有待于提高.比如課堂主題討論的問題聚焦、課程思政的實(shí)施以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的利用等等.智慧課堂的模式還需要在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果.