萬若楠 孫小廣

(廣州城市理工學院電子信息工程學院 廣東 廣州 510800)

1 教學背景

大學物理課程是高校理工類專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，是專業(yè)課的基礎(chǔ)，對于培養(yǎng)學生的科學觀察能力，批判思維的辯證唯物主義觀，激發(fā)求知欲與探索精神，培養(yǎng)獨立思考和理論聯(lián)系實踐的能力，都具有不可替代的作用.但由于諸多實際原因，本校大學物理教學瓶頸日趨凸顯，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.1 學生數(shù)學和物理基礎(chǔ)薄弱

大學物理要求有較好的數(shù)學基礎(chǔ)與高中物理基礎(chǔ)，本校學生數(shù)學和物理基礎(chǔ)比較薄弱，這就造成老師講課時學生有時聽不懂，甚至不想聽的現(xiàn)象.結(jié)果就是課堂氛圍不活躍，學習積極性不高，考試成績不理想.

1.2 教學課時減少

本校各專業(yè)大學物理課程總學時不同程度減少，比如土木、自動化只有40個學時，但教學內(nèi)容與電氣64學時教學范圍一樣.在如此少的教學學時內(nèi)完成繁多的教學內(nèi)容困難相當大，難以圓滿地完成教學任務(wù).

1.3 傳統(tǒng)教學模式單一

本校傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式、教師從頭講到尾的教學模式單一，瓶頸日趨凸顯.課堂氛圍沉悶，學生參與度低，學習積極性不高,難以達到本校大學物理課程激發(fā)求知欲、培養(yǎng)獨立思考能力、喚醒科學探索精神的育人培養(yǎng)目標.

2 教學設(shè)計

2.1 教學理念

課程教育采用“立德樹人”這一根本任務(wù)作為指導思想理念，將思想政治教育的理論知識、價值理念以及精神追求融入課程，潛移默化地對學生的思想意識和行為舉止產(chǎn)生積極影響，全方位培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬?物理學的基本理論滲透于自然科學的一切領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門，是許多科學領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ).隨著社會進步和經(jīng)濟的發(fā)展，對高校大學生實踐能力、創(chuàng)新能力以及分析解決問題的能力提出新要求，對大學物理學的教學也提出了新的挑戰(zhàn).

在疫情防控壓力依然巨大的環(huán)境下，構(gòu)建大學物理混合式教學模式[1]，基于超星平臺自建 SPOC 展開混合式教學[2,3]，同時結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂模式[4].教學過程主要分為課前線上學習、課堂難點突破、中期大作業(yè)、期末綜合訓練4個環(huán)節(jié).因材施教，以學生為中心，目標為導向，注重知識、能力及價值的綜合素質(zhì)培養(yǎng).

2.2 教學目標

(1)通過本課程的學習，學生對物理學的基本概念、基本原理、基本規(guī)律有比較全面而系統(tǒng)的認識，了解各種運動形式之間的聯(lián)系，并能靈活地加以運用.

(2)學生熟練掌握基本物理規(guī)律，對科學實驗在物理學研究和發(fā)展中的作用有正確的認識；提升學生的邏輯思維能力、抽象思維能力以及分析與解決問題的能力.

(3)為學生進一步學習專業(yè)知識、掌握工程技術(shù)以及今后知識更新打下扎實的物理學基礎(chǔ).

(4)通過理論學習來培養(yǎng)學生辯證唯物主義的世界觀、科學素質(zhì)和科學思維方法、增強學生的愛國主義觀念.

2.3 教學內(nèi)容

打破傳統(tǒng)的各專業(yè)教學內(nèi)容單調(diào)統(tǒng)一，實施線上+線下混合式模塊化教學[5,6]，將大學物理的力學與電磁學內(nèi)容整合為5大教學模塊，模塊內(nèi)容清晰，既緊密聯(lián)系，又互相區(qū)別分界，實現(xiàn)教學內(nèi)容一體化.5大模塊內(nèi)容關(guān)系如圖1所示.

圖1 5大教學模塊內(nèi)容

2.4 線上資源充沛

大學物理課程面向廣州城市理工學院工科類專業(yè)大一下及大二上學期的學生，每學年選課人數(shù)在2 000人以上，已連續(xù)開課15年.疫情期間，結(jié)合國家精品慕課及本校大綱建立了適合本校的SPOC，物理教學中心全體教師參與了疫情期間的在線教學，題庫已具備相當規(guī)模，本課程已連續(xù)兩個學期統(tǒng)一在線考試.2020—2021學年第一學期開始，課程團隊結(jié)合本校學生的學習特點對自建SPOC進一步優(yōu)化設(shè)計，已初步形成具有本校特色的在線課程，目前已經(jīng)過兩個學期的混合式教學實踐.課程教師團隊具有豐富的在線教學及混合式教學基礎(chǔ).

在線課程教學活動根據(jù)學習過程分為預(yù)習分析、知識學習(視頻+課件+測試)、擴展閱讀、課后作業(yè)或討論、中期測試、期末測試6個部分.總評成績=50%平時成績+50%期末測試.平時成績采用過程評價(視頻、測試、作業(yè)、討論、期中考試)各占一定比例，期末考核采用系統(tǒng)隨機抽題考核，增加開放性題目.

2.5 融入思政元素

課程思政教育是課程教育的一個組成部分，根據(jù)教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》關(guān)于對公共基礎(chǔ)課及理、工類專業(yè)課程思政的指導思想[7].大學物理的課程緊抓課程思政元素，把課程思政潤物細無聲地融入到知識內(nèi)容中，讓學生在學習到科學知識的同時，更能培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和濃厚的愛國主義精神，實現(xiàn)課程思政一體化.圖2是第五章“時變電磁場”融合幾點思政元素的思維導圖設(shè)計.

圖2 “時變電磁場”思政元素的思維導圖設(shè)計

世界正處于百年未有之大變局，國家、社會發(fā)展所需要的科技工作者和工程師除了需要扎實學識和創(chuàng)新能力，更應(yīng)該有長遠的眼光和寬大的胸懷，能夠理解國家的大國方略.在關(guān)系國計民生和國家未來地位的大科學項目中大多與基礎(chǔ)科學的突破息息相關(guān)，大學物理課程融入思政元素，非常有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和家國情懷，為祖國的偉大復(fù)興貢獻自己的力量.表1為“穩(wěn)恒磁場”思政元素點設(shè)計.

表1 “穩(wěn)恒磁場”思政元素點設(shè)計

3 教學實施

(1)課前線上學習環(huán)節(jié)

學生登錄學習通完成知識學習及測試，并以宿舍為小組通過思維導圖向教師反饋重難點，教師根據(jù)學生的自學數(shù)據(jù)及反饋調(diào)整上課內(nèi)容.

圖3 學生課前線上自學數(shù)據(jù)統(tǒng)計

(2)課堂教學環(huán)節(jié)

采用混合式教學模式，線上線下結(jié)合，圖4是“時變電磁場”線上線下教學實施思維導圖.針對本校學生基礎(chǔ)差的學情增加重難點梳理，針對隨堂測試中的正確率為 30%～80%的題目組織同伴討論，提高學生的相互學習能力及學習內(nèi)容留存率.

圖4 “時變電磁場”線上線下教學實施思維導圖

(3)大作業(yè)環(huán)節(jié)

中期以優(yōu)秀學生為組長組成學習小組、互助學習，通過小組匯報答辯的方式，把知識、能力及價值考核融為一體.

(4)綜合訓練環(huán)節(jié)

學生提交視頻、論文、海報等作品結(jié)合物理學知識傳播科學，組織評優(yōu)，推薦投稿科普中國欄目，實現(xiàn)價值推廣.

4 教學反饋

4.1 混合式教學班與傳統(tǒng)教學班對比分析

對混合式教學班與同期同專業(yè)的其他傳統(tǒng)教學班進行對比分析，期末成績表明：混合式教學班成績提高明顯，分數(shù)達到80分以上的比例為38.36%，相比傳統(tǒng)教學班提升了11.69個百分點，不及格率降至4.11%，傳統(tǒng)教學班則為10.67%，百分點下降了6.56個，具體如圖5所示.此外，通過學習情況調(diào)查問卷對比分析表明，混合式教學班的學生在知識、能力、信心等各方面自我感覺的指數(shù)都有明顯提升，可見學生的綜合素質(zhì)得到了提升；分析學生不同階段的課前小組匯報發(fā)現(xiàn)，學生的學習能力有所提升.

圖5 同期同專業(yè)混合式與傳統(tǒng)教學班的期末成績對比圖

4.2 不同時期教學班對比

將混合式教學班與不同期同專業(yè)的傳統(tǒng)教學班進行對比，大學物理期末考試數(shù)據(jù)比較分析表明：采用混合式教學方式后，學生的整體成績分布提高了，成績達到70分以上的比例達到了78%左右，傳統(tǒng)教學班比例為60%左右，提升了約18個百分點，不及格率混合式教學班為3.51%，傳統(tǒng)教學班為9.43%，下降了約6個百分點，具體如圖6所示.計算平均分和標準差發(fā)現(xiàn)，平均分提升了9分左右，標準差值降低了4.5左右.由此可見，采用混合式教學方式后，加大對學生平時學習的能力考查，培養(yǎng)學生的自主學習能力，教學效果有了較顯著的提升.

圖6 同專業(yè)不同期混合式與傳統(tǒng)教學班的期末成績對比圖

5 結(jié)束語

在新形勢背景下，利用超星平臺，注重教學內(nèi)容的設(shè)計并加大對學生平時學習的考核，教學效果提升明顯，學生整體成績分數(shù)提高，高分比例增多，不及格率降低，說明混合式教學有利于培養(yǎng)學生的自主學習意識和提升學生的自我學習能力.同時在教學內(nèi)容中注重對思政元素點的設(shè)計，有利于培養(yǎng)學生的家國情懷和科學素質(zhì).在后期的教學實踐過程中，可以進一步思考如何設(shè)置合理的考核活動方式以及相應(yīng)比例設(shè)置，從而更大程度地激發(fā)學生的學習能力和自主性，提高教學效果；在思政元素點的選擇和融入方式上也要多加思考和設(shè)計，真正做到入腦入心，達到潤物細無聲的思政育人效果.