劉婷 蒲賢潔 徐瑋婧 鄭雪麗 楊東俠 楊駿駿 張選梅
摘 要 近年來,線上線下混合式教學(xué)模式逐步興起,但該模式未用數(shù)據(jù)充分分析學(xué)生的學(xué)情,為改善這一不足,教改組基于OBE教學(xué)理念,結(jié)合課堂派在線課堂管理平臺,挑選線上部分及線下建設(shè)教育資源,獲得學(xué)生學(xué)情,反向設(shè)計線下教學(xué)環(huán)節(jié),建設(shè)基于OBE教學(xué)理念,從學(xué)情出發(fā)的大學(xué)物理實(shí)驗線上線下混合式教學(xué)模式,滿足學(xué)生核心需求的同時調(diào)動學(xué)生興趣,提升教學(xué)質(zhì)量。通過教學(xué)實(shí)踐及學(xué)生期末筆試成績表明,該教學(xué)模式能精準(zhǔn)服務(wù)教學(xué)目標(biāo),有利于學(xué)生深入理解實(shí)驗原理,靈活運(yùn)用所學(xué)知識,有助于逐步提升學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力,提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞 OBE教學(xué)理念;大學(xué)物理實(shí)驗;學(xué)情;創(chuàng)新能力
OBE(Outcome Based Education)教學(xué)理念起源于美國等國家的基礎(chǔ)教學(xué)改革,是一種以結(jié)果為目標(biāo)導(dǎo)向的教育,其結(jié)果是指學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)后所獲得的所有成果[1-3],根據(jù)新課程所提倡的課程教學(xué)目標(biāo),其成果不僅包括課程所涉及的知識與技能,還包括獲得知識與技能的過程與方法,以及情感、態(tài)度、價值觀等[4]。OBE 教學(xué)理念的以結(jié)果為導(dǎo)向即以課程教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,利用反向思維推導(dǎo)學(xué)生習(xí)得知識與技能的課程設(shè)計[5],獲得學(xué)習(xí)知識的方法所對應(yīng)的教學(xué)活動,使結(jié)果與實(shí)際教學(xué)中的教學(xué)環(huán)節(jié)形成一一對應(yīng)或一對多的關(guān)系,最終保證教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。通過多年的教學(xué)實(shí)踐,教改組將大學(xué)物理實(shí)驗的教學(xué)目標(biāo)定為:知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、思政目標(biāo)。知識目標(biāo)即要求學(xué)生掌握理論誤差及各實(shí)驗項目的基本概念、實(shí)驗原理、數(shù)據(jù)處理方法等基本知識;能力目標(biāo)指培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗數(shù)據(jù)、評估實(shí)驗誤差、解決實(shí)際問題的能力,以及探索、創(chuàng)新實(shí)驗等高階能力。思政目標(biāo)指使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣,潤物無聲地提升學(xué)生的社會責(zé)任感、歷史使命感等。
根據(jù)OBE教學(xué)理念,大學(xué)物理實(shí)驗一線教師應(yīng)該以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié),進(jìn)行課堂教學(xué)實(shí)踐。目前,已有研究者基于OBE教學(xué)理念進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗的教學(xué)改革[6-10],但還未形成較廣泛的輻射示范作用。
1 線上線下混合式教學(xué)存在的問題
近年來,大學(xué)物理實(shí)驗的一線教師在線上線下混合式教學(xué)模式方面已有不少的探索[11-14],相應(yīng)的線上教育資源也頗為豐富。線上線下混合式教學(xué)模式對教師的綜合能力提出了更高的要求,也需要教師投入更多的精力,所以在進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)時存在部分教師將線上、線下教學(xué)簡單組合、生搬硬套,機(jī)械運(yùn)用線上平臺及資源的現(xiàn)象,不考慮引用的線上資源是否與其學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)對應(yīng)、各學(xué)校學(xué)生的學(xué)情是否相同,如部分教師利用線上資源,但不充分考慮其學(xué)校學(xué)生的學(xué)情,線下也不因?qū)W生的學(xué)情動態(tài)調(diào)整教學(xué)方案,簡單地將其他學(xué)校的線上教育與自身學(xué)校傳統(tǒng)的線下教學(xué)相結(jié)合;部分教師機(jī)械地將線上部分資源、傳統(tǒng)課堂中的預(yù)習(xí)問題、操作視頻等放置線上平臺,不做統(tǒng)計分析,線下授課時,依然根據(jù)經(jīng)驗去判斷學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。這不僅徒勞地增加了教師和學(xué)生的任務(wù)量,教師對學(xué)生真實(shí)的知識結(jié)構(gòu)及所學(xué)的掌握情況還是沒有具體的認(rèn)識,不便于因材施教,不能有效地提升課堂的教學(xué)質(zhì)量。
2 基于OBE 教學(xué)理念,從學(xué)情出發(fā)的線上線下混合式教學(xué)模式的實(shí)踐
2.1 重構(gòu)實(shí)驗項目教學(xué)內(nèi)容
設(shè)計大學(xué)物理實(shí)驗不僅需要理論支撐,還需要與實(shí)際相聯(lián)系,所涉及的內(nèi)容多且可能復(fù)雜,教材所展示的內(nèi)容不可能面面俱到,包含所有的知識點(diǎn),所以學(xué)生要在短時間內(nèi)較深入掌握實(shí)驗內(nèi)容有一定的困難。大學(xué)物理實(shí)驗是面對全校理工科大一、大二學(xué)生開放,此時的學(xué)生所掌握的大學(xué)物理知識還不足以支撐學(xué)生較深入地學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗,同時考慮到不同專業(yè),不同層次學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)不同,此次教改補(bǔ)充了部分教材未展示的、對學(xué)生理解實(shí)驗項目原理有幫助的內(nèi)容,增添了部分實(shí)驗項目測量內(nèi)容,并對增改后的實(shí)驗項目內(nèi)容進(jìn)行分層次劃分,為設(shè)計可動態(tài)調(diào)整的教學(xué)方案提供內(nèi)容支撐。實(shí)驗項目內(nèi)容主要劃分為基礎(chǔ)、中級、高級三個層次。
(1) 基礎(chǔ)。基礎(chǔ)層次對應(yīng)實(shí)驗項目的最簡單知識、測量內(nèi)容,對學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)要求不高,物理知識薄弱的學(xué)生也能掌握該部分實(shí)驗內(nèi)容。這部分內(nèi)容主要包括實(shí)驗項目的基本概念、簡單的實(shí)驗原理及實(shí)驗操作,是學(xué)生進(jìn)入下一層次的基礎(chǔ),同時能增強(qiáng)學(xué)生深入實(shí)驗的信心。
(2) 中級。中級層次對應(yīng)實(shí)驗項目的中等難度知識、測量內(nèi)容,是學(xué)生在學(xué)習(xí)或完成了基礎(chǔ)層次實(shí)驗內(nèi)容后的進(jìn)階內(nèi)容。學(xué)生需要運(yùn)用基礎(chǔ)層次的知識內(nèi)容,對要解決的實(shí)際問題進(jìn)行思考,并找出合適的解決方案才能完成這部分內(nèi)容,能鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,并在一定程度上提高學(xué)生的探索、創(chuàng)新能力。大部分學(xué)生認(rèn)真思考后能完成這部分內(nèi)容,小部分學(xué)生需要在教師的幫助下完成。
(3) 高級。高級層次對應(yīng)的實(shí)驗項目內(nèi)容的難度比中級層次的稍大,可以是實(shí)驗項目中重要公式的理論推導(dǎo),也可以是其他的,與中級層次實(shí)驗內(nèi)容相聯(lián)系的更進(jìn)一步的實(shí)驗測量。這部分內(nèi)容進(jìn)一步提高了實(shí)驗的挑戰(zhàn)度,對學(xué)生的能力要求較高,僅為少部分優(yōu)秀學(xué)生提供進(jìn)步需求渠道,可進(jìn)一步提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力以及創(chuàng)新能力。
2.2 構(gòu)建線上教學(xué)資源
為了不過大增加教師的任務(wù)量,可以集中教師的精力搞教學(xué),目前大學(xué)物理實(shí)驗中心精心建設(shè)了數(shù)字化教材(見圖1(a))、課前測試題庫(見圖1(b))、課后測試題庫(見圖1(c))、微視頻(見圖1(d))等教學(xué)資源供所有實(shí)驗教師使用。數(shù)字化教材中大學(xué)物理實(shí)驗的實(shí)驗項目題目旁邊配置了二維碼,掃二維碼即可觀看實(shí)驗操作視頻,方便學(xué)生預(yù)習(xí)時熟悉實(shí)驗儀器;課前測試題庫是學(xué)生適用且能體現(xiàn)學(xué)生已有知識結(jié)構(gòu)的習(xí)題測試庫,其中的知識結(jié)構(gòu)包括學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗所重構(gòu)的知識結(jié)構(gòu);課后測試題庫主要涉及所有實(shí)驗項目的60%左右的基礎(chǔ)知識點(diǎn)、重難點(diǎn)內(nèi)容;微視頻是實(shí)驗中心教師合力建設(shè)的十六次課程對應(yīng)的講解基礎(chǔ)知識的理論視頻及介紹實(shí)驗儀器的操作視頻。這些教學(xué)資源是根據(jù)近幾年教師的經(jīng)驗、學(xué)生的反饋,有針對性建設(shè)的,相比傳統(tǒng)提問,教師通過現(xiàn)有測試可更快更準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)情;相比其他傳統(tǒng)方式預(yù)習(xí)(看教材,查文獻(xiàn)、資料預(yù)習(xí)),學(xué)生通過這些教學(xué)資源預(yù)習(xí)針對性更強(qiáng),可提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效率。
2.3 線上教學(xué)培訓(xùn)平臺
2012年重慶大學(xué)成立了教師教學(xué)發(fā)展中心,該中心定位于學(xué)術(shù)性服務(wù)型組織,圍繞國家教育發(fā)展傳略與學(xué)校教育發(fā)展需求,以“促進(jìn)學(xué)校的教學(xué)卓越與創(chuàng)新”作為根本使命,是重慶大學(xué)教師開展線上線下混合式教學(xué)模式的強(qiáng)大后盾,為教師們提供了各類在線培訓(xùn)課程,便于教師提升在線教學(xué)能力,弄清混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵,避免出現(xiàn)生搬硬套線上平臺等問題,見圖2。另外重慶大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗中心在教研活動中分享課堂派教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗,進(jìn)一步為教師們熟悉課堂派,開展混合式教學(xué)提供支持。
2.4 學(xué)情分析
課堂派是集直播、課堂管理、師生互動、資源管理等一體的,以互聯(lián)網(wǎng)移動終端為載體的在線管理平臺,主要包括課程教學(xué)(包括互動課件、測試、資料、話題、互動答題等功能)、學(xué)情分析等功能。通過課堂派建立班級,課前發(fā)布針對性的測試、微視頻、補(bǔ)充的關(guān)鍵知識、線上挑選的部分資源等,利用自動改題、統(tǒng)計等輔助工具,可在一定程度上基于數(shù)據(jù)獲得學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力分析,摸清學(xué)生學(xué)情。
2.4.1 學(xué)生知識結(jié)構(gòu)分析
大學(xué)物理實(shí)驗實(shí)驗項目涵蓋力、熱、光、電內(nèi)容,相互獨(dú)立的性質(zhì)強(qiáng)于相互聯(lián)系的性質(zhì),各個實(shí)驗項目所涉及的原理、知識點(diǎn)不同,所以每次實(shí)驗項目均需分析學(xué)生已有的相關(guān)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)。下課當(dāng)天在課堂派對應(yīng)班級里發(fā)布下節(jié)課的實(shí)驗項目課前測試、微視頻、補(bǔ)充的關(guān)鍵知識、針對性的線上資源等,要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí),并在課前前一天完成課前測試。教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)微視頻、課前測試的得分率等來分析學(xué)生本身已存在的知識結(jié)構(gòu),并基于此數(shù)據(jù)獲取學(xué)生關(guān)鍵性比較薄弱的環(huán)節(jié)、欠缺的地方。
2.4.2 學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析
教師將在線下教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中獲取學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析,課前教師首先通過課堂派編輯好可在線測評的實(shí)時互動測試題(實(shí)時互動測試題為教師分析學(xué)生已有知識結(jié)構(gòu)后,以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向所設(shè)計的,或為實(shí)驗項目的重難點(diǎn)知識),在線下教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中適時利用課堂派的實(shí)時互動測試題在線測試學(xué)生學(xué)習(xí)知識的實(shí)際情況,通過實(shí)時互動測試的測試數(shù)據(jù)掌握線下教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)效果,掌握學(xué)生理解相關(guān)原理、重難點(diǎn)的程度以及實(shí)驗操作情況,在較大范圍內(nèi)把握學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗項目相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)能力。該方法與課堂中的提問、互動相比,好處在于有數(shù)據(jù)支撐,能更全面地掌握學(xué)生的實(shí)際情況。
2.5 構(gòu)建基于OBE 教學(xué)理念,從學(xué)情出發(fā)的線上線下混合式教學(xué)模式
本次教學(xué)模式的總體方案如圖3所示。
2.5.1 基于OBE 教學(xué)理念、學(xué)生知識結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)方案
課前教師通過學(xué)生知識結(jié)構(gòu)分析獲取學(xué)生薄弱的環(huán)節(jié)、欠缺的地方后,教師首先補(bǔ)充學(xué)生薄弱、對理解實(shí)驗項目重難點(diǎn)起關(guān)鍵性作用且學(xué)生欠缺的知識內(nèi)容,再根據(jù)教學(xué)目標(biāo)中的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、思政目標(biāo)及學(xué)生知識結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù),結(jié)合實(shí)驗項目內(nèi)容的不同層次反向設(shè)計可動態(tài)調(diào)整的教學(xué)方案。通常情況下,所有學(xué)生均需完成實(shí)驗項目的基礎(chǔ)、中級層次實(shí)驗內(nèi)容,基礎(chǔ)層次實(shí)驗內(nèi)容對應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的知識目標(biāo)或初步的能力目標(biāo),中級層次實(shí)驗內(nèi)容對應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的能力目標(biāo),高級層次實(shí)驗內(nèi)容是繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生能力目標(biāo)的加強(qiáng)內(nèi)容,是為學(xué)有余力的同學(xué)準(zhǔn)備的。為完成教學(xué)目標(biāo),教師根據(jù)學(xué)生薄弱、欠缺的地方及學(xué)生知識結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)繼續(xù)大致判斷學(xué)生在掌握基礎(chǔ)、中級、高級層次實(shí)驗內(nèi)容哪些內(nèi)容會容易出問題、在完成教學(xué)目標(biāo)的哪些地方會比較困難,在設(shè)計教學(xué)方案時著重強(qiáng)調(diào)這些內(nèi)容,并準(zhǔn)備多種手段或方案解決此類問題,比如結(jié)合生活實(shí)例、數(shù)據(jù)測量實(shí)例、科技前沿分享等進(jìn)行講解,運(yùn)用數(shù)據(jù)處理軟件、物理實(shí)驗軟件如phyphox等開闊思維,準(zhǔn)備、設(shè)計有余量、可小幅度動態(tài)調(diào)整的教學(xué)方案,為線下教學(xué)實(shí)踐臨場小幅度調(diào)節(jié)教學(xué)方案提供素材。再根據(jù)實(shí)驗項目的不同挖掘一些思政點(diǎn),巧妙融入設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié),為思政目標(biāo)服務(wù)。
2.5.2 基于學(xué)生學(xué)習(xí)能力調(diào)整教學(xué)方案
教師先選定課前設(shè)計的某種教學(xué)方案,課中按照此教學(xué)方案先逐步進(jìn)行線下教學(xué),選擇在一些實(shí)驗項目重難點(diǎn)處或?qū)W生容易出錯的地方運(yùn)用課堂派中的實(shí)時互動獲取學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)情況,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力情況,方便讓學(xué)生熟悉、把握重難點(diǎn)的同時,可根據(jù)學(xué)生所掌握的知識情況及學(xué)習(xí)能力快速判斷當(dāng)前選擇的教學(xué)素材是否能支撐學(xué)生達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的知識目標(biāo)以及能力目標(biāo),如果學(xué)生反饋的情況不能達(dá)到教學(xué)目標(biāo),教師應(yīng)增加補(bǔ)充素材再次進(jìn)行講解,如果課前學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)分析環(huán)節(jié)做得不錯,補(bǔ)充或強(qiáng)調(diào)的素材應(yīng)該在課前設(shè)計的教學(xué)方案當(dāng)中,從而在線下教學(xué)環(huán)節(jié)中可以基于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力小幅度動態(tài)調(diào)整教學(xué)方案,以保證培養(yǎng)學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)中的知識目標(biāo)以及能力目標(biāo)。
在線下操作環(huán)節(jié),多觀察學(xué)生的操作情況,并在學(xué)生需要時進(jìn)行個性化輔導(dǎo),提高學(xué)生解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生的探索欲、創(chuàng)新能力;適時融入與課程特色相關(guān)的思政點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)思維,激發(fā)學(xué)生社會責(zé)任感、歷史使命感,為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的能力目標(biāo)及思政目標(biāo)服務(wù)。再根據(jù)實(shí)際情況鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生完成高級層次的實(shí)驗內(nèi)容,進(jìn)一步強(qiáng)化、鍛煉自身的解決問題的能力以及創(chuàng)新等能力。最終形成基于OBE教學(xué)理念,從學(xué)情出發(fā)的大學(xué)物理實(shí)驗線上線下混合式教學(xué)模式。
2.5.3 鞏固所學(xué)內(nèi)容,獲得反饋
課后再次通過課堂派發(fā)布針對實(shí)驗項目的測試,在測試發(fā)布時選擇試題打亂順序選項,防止學(xué)生相互抄襲選擇題答案,并要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成測試;或發(fā)布、鼓勵學(xué)生發(fā)布相應(yīng)實(shí)驗項目的討論話題,激勵學(xué)生積極參與到討論當(dāng)中去,鞏固學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的同時教師由測試結(jié)果數(shù)據(jù)、討論實(shí)際情況進(jìn)一步獲得學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析,為下一輪教學(xué)實(shí)踐持續(xù)性改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。
2.6 教學(xué)展示———以理論誤差和電子示波器的使用為例
在整個教學(xué)實(shí)踐中,大部分學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課前測試環(huán)節(jié)中都按質(zhì)按量完成,并積極踴躍參與課中實(shí)時互動、課后測試或話題討論環(huán)節(jié),令教學(xué)實(shí)踐活動生動有趣。
以第一次理論誤差課為例,在理論誤差課結(jié)束后,教師在課堂派平臺建立班級,將班級加課碼發(fā)送到學(xué)生群,學(xué)生入班后,為后續(xù)熟悉課堂派并檢驗理論誤差課學(xué)習(xí)效果,教師鼓勵學(xué)生參與到課堂派平臺中的話題討論當(dāng)中去,大部分同學(xué)都與課堂中發(fā)言相反,積極主動地參與到了學(xué)生自己發(fā)布的話題討論中去。一位同學(xué)關(guān)于測量與誤差提出為什么精密度是評價隨機(jī)誤差的,準(zhǔn)確度是反映系統(tǒng)誤差的? 有幾位同學(xué)給出了解釋和自己的看法,但多數(shù)同學(xué)對精密度和準(zhǔn)確度的定義及解釋還不到位,且對溫度和氣壓是造成系統(tǒng)誤差還是隨機(jī)誤差也有疑惑,見圖4。而教師在課堂中是詳細(xì)解釋過精密度和準(zhǔn)確度的概念及如何區(qū)分這兩者,也講解過在不同的條件下,溫度可能主要給實(shí)驗帶來系統(tǒng)誤差,也可能主要給實(shí)驗帶來隨機(jī)誤差。還有一位同學(xué)關(guān)于有效數(shù)字提出疑問,121*1.0+21應(yīng)該等于多少? 有幾位同學(xué)都評論指出這位同學(xué)的答案錯誤,還有兩位同學(xué)直接給出了自己的答案,見圖4。教師從這兩個話題中可以得出整體上學(xué)生在有效數(shù)字的運(yùn)算上掌握得比較好,但在理解系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差上還存在困難,教師分析可能是因為第一節(jié)理論誤差課程內(nèi)容較多,也可能是因為學(xué)生初步接觸系統(tǒng)、隨機(jī)誤差,在之后的課堂教學(xué)實(shí)踐中教師可結(jié)合實(shí)驗項目實(shí)例進(jìn)行講解,加深學(xué)生印象,逐步提高學(xué)生在系統(tǒng)誤差及隨機(jī)誤差方面的理解能力,為學(xué)生打好大學(xué)物理實(shí)驗的理論基礎(chǔ)。
以電子示波器的使用為例,這個實(shí)驗項目的知識目標(biāo)為掌握電子示波器的測量功能、電子示波器的主要組成部分、示波管的結(jié)構(gòu);能力目標(biāo)為熟練掌握示波器掃描與整步裝置、放大與衰減裝置的原理、利用示波器測量電壓、頻率、位相差的使用方法;價值目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗過程中的堅韌、追求真理的科學(xué)精神。實(shí)驗項目內(nèi)容的基礎(chǔ)層次為掌握本次實(shí)驗項目的基本知識并利用示波器測量待測電壓的電壓值、待測頻率的頻率大小;中級層次為在熟練掌握使用示波器測量電壓、頻率的基礎(chǔ)上,利用示波器、移相器測量移相器兩端的電壓與流過的電流的位相差;高級層次為讓學(xué)生利用示波器去測量弗蘭克赫茲實(shí)驗或鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗探索新實(shí)驗。課前教師在課堂派平臺發(fā)布課前測試、微視頻等資源,并設(shè)置學(xué)生完成課前測試及課前預(yù)習(xí)的時間,然后利用課前測試結(jié)果數(shù)據(jù)(見圖5(a))及每題的得分率(由于篇幅問題只放了一個例子,見圖5(b)),掌握學(xué)生課前知識結(jié)構(gòu)和預(yù)習(xí)情況,有三分之一的學(xué)生獲得滿分,其他同學(xué)主要失分于示波器的放大與衰減裝置的理解上。說明所有學(xué)生學(xué)習(xí)該實(shí)驗不存在知識結(jié)構(gòu)缺失,通過預(yù)習(xí)大部分學(xué)生已經(jīng)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的知識目標(biāo),只是部分學(xué)生對實(shí)驗本身的內(nèi)容預(yù)習(xí)還不到位,或?qū)?yīng)知識的理解能力不夠,未達(dá)到教學(xué)目標(biāo)中的能力目標(biāo)。為讓所有的學(xué)生能完成教學(xué)目標(biāo),在備課設(shè)計教學(xué)方案時,把示波器掃描與整步裝置、放大與衰減裝置的講解作為重點(diǎn),并制作動畫輔助解釋示波器的掃描與整步裝置的原理,準(zhǔn)備待測電壓、頻率被放大與衰減裝置放大或縮小的實(shí)例解釋放大與衰減裝置的原理,同時準(zhǔn)備多余實(shí)例輔助學(xué)生舉一反三。根據(jù)學(xué)生學(xué)情再次判斷學(xué)生在掌握能力目標(biāo)中的位相差時會有缺陷,備課時把位相差作為重點(diǎn),并結(jié)合物理中信號波形以周期的方式變化,波形循環(huán)一周對應(yīng)的相位為360°的實(shí)例、定標(biāo)實(shí)例輔助學(xué)生理解。線下教學(xué)實(shí)踐過程中在位相差處運(yùn)用了課堂派的實(shí)時互動進(jìn)行檢測,見圖6,數(shù)據(jù)結(jié)果顯示這部分內(nèi)容學(xué)生掌握得不夠扎實(shí),教師可根據(jù)充分的備課內(nèi)容小幅度動態(tài)調(diào)整教學(xué)方案,以保證學(xué)生達(dá)成能力目標(biāo)。
示波器的調(diào)節(jié)面板按鍵較多,在進(jìn)行實(shí)驗操作時,教師可根據(jù)實(shí)際情況從原理上對問題學(xué)生進(jìn)行個性化輔導(dǎo),不少同學(xué)容易在相位差的測定環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,原因是不了解示波器輸入端的外殼是接地的,教師借此情況讓學(xué)生體會出錯、理解、做對的過程,逐步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力的同時培養(yǎng)其堅韌、追求真理的科學(xué)精神,逐步達(dá)到教學(xué)的能力及思政目標(biāo)。再根據(jù)學(xué)生的完成情況鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生完成高級層次內(nèi)容,進(jìn)一步鍛煉學(xué)生解決問題及創(chuàng)新的能力。
2.7 期末考試成績及實(shí)踐情況分析
為了從客觀角度考評基于OBE教學(xué)理念,從學(xué)情出發(fā)的大學(xué)物理實(shí)驗線上線下混合式教學(xué)在提升教學(xué)質(zhì)量方面的成效,此類教改班和普通班在期末統(tǒng)一參加考試,期末考試題型依次為選擇題、判斷題、設(shè)計題、計算題。表1為2個教改班和全校普通班每種題型的平均得分率和總得分率的情況(1、2班為教改班,3班為普通班),其中選擇題、判斷題、計算題主要考查學(xué)生對實(shí)驗項目原理的理解、對基礎(chǔ)知識的掌握、對知識運(yùn)用的能力,而在選擇題、判斷題、計算題上2個教改班相對普通班平均得分率分別高出0.04、0.02、0.07,說明此類教改在完成教學(xué)目標(biāo)中的知識目標(biāo)有一定的積極作用;設(shè)計題主要考查學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力,而教改班的得分率較普通班高出0.04,說明該教改對提高學(xué)生解決實(shí)際問題及創(chuàng)新能力有一定的積極作用,能較好地完成教學(xué)目標(biāo)中的能力目標(biāo);2個教改班的總得分率為0.54、0.55,而全校普通班的總得分率為0.05,且最高分出自這兩個教改班,說明本次教改能在一定程度上提高教學(xué)質(zhì)量。
在教學(xué)實(shí)踐過程中設(shè)計了前測、互動、后測或討論環(huán)節(jié),通過這些環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)學(xué)生逐步深入理解了實(shí)驗原理,在實(shí)驗操作過程中引入了與專業(yè)特色相關(guān)的思政元素,這些思政元素在教學(xué)實(shí)踐中潤物無聲地影響了學(xué)生,從學(xué)生線下的實(shí)驗操作能力逐步提高的情況來看在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生刻苦鉆研等科學(xué)精神,服務(wù)了本課程教學(xué)目標(biāo)中的思政目標(biāo),后續(xù)教學(xué)實(shí)踐中還將加強(qiáng)思政方面的探索。
3 結(jié)語
教學(xué)資源豐富的今天,線上線下混合式教學(xué)仍存在生搬硬套、機(jī)械運(yùn)用的現(xiàn)象。本文借助課堂派在線課堂管理平臺精準(zhǔn)獲取學(xué)生學(xué)情,基于OBE 教學(xué)理念,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)反向設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié),建設(shè)基于OBE 教學(xué)理念,從學(xué)情出發(fā)的大學(xué)物理實(shí)驗線上線下混合式教學(xué)模式。實(shí)踐及期末考試表明,此教學(xué)模式有利于學(xué)生深度理解實(shí)驗原理、靈活運(yùn)用所學(xué)知識,并逐步提高實(shí)踐、創(chuàng)新能力,精準(zhǔn)服務(wù)教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)質(zhì)量,為進(jìn)一步的探索大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革提供參考。
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