王睿垠，馮放，金長江，劉勇，李楠

（東北農(nóng)業(yè)大學 文理學院，黑龍江哈爾濱 150030）

大學物理作為一門基礎(chǔ)學科，是高等教育的重要組成部分。隨著教育科技化、信息化的不斷發(fā)展和進步，大學物理課堂的教學模式也在不斷發(fā)生變化[1]。傳統(tǒng)的大學物理教學模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教育要求，如何實現(xiàn)高質(zhì)量的大學物理教育，是當前高校需要解決的問題之一[2]。在農(nóng)業(yè)院校的大學物理課程教學中，仍存在著如傳統(tǒng)的課堂教學模式單一、課堂缺乏趣味性和參與性、學生知識準備不足而難以掌握物理理論[3]、課程內(nèi)容與所學專業(yè)相關(guān)性差等問題。因此，探究一種符合高等農(nóng)業(yè)院校大學物理課程教學特點和需求的新型教學交互對接模式，具有重要的意義[4]。

現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展為大學物理課程教學的改革提供了新的思路[5-6]。通過利用現(xiàn)代教育技術(shù)，可以打破傳統(tǒng)大學物理課程教學的局限性，實現(xiàn)教學的個性化、差異化和全面化[7-8]。因此，探究現(xiàn)代教育技術(shù)與大學物理課程教學的結(jié)合，做好大學物理課程課堂教學交互對接模式的研究和實踐，對于提高教學質(zhì)量、激發(fā)學生學習興趣、開發(fā)學生創(chuàng)新思維、提高學生實踐能力，推進高等教育教學模式創(chuàng)新與發(fā)展具有重要的意義[9-11]。

本文從教學改革需求和實踐出發(fā)，對高等農(nóng)業(yè)院校物理教學交互對接模式進行研究和實踐。首先，分析高等農(nóng)業(yè)院校物理教學的特點和難點，概述國內(nèi)外物理教學交互對接模式的發(fā)展情況，并討論傳統(tǒng)教學模式的局限性。其次，基于現(xiàn)代信息技術(shù)，提出一種新型的教學交互對接模式，具體包括改進傳統(tǒng)教學方式、增加線上課程教學方式、采用虛擬實驗、結(jié)合人工智能等環(huán)節(jié)，提高學生學習效率，激發(fā)學生學習興趣，促進學生深入思考和實踐探究。最后，通過教學實踐驗證該模式的可行性和有效性，為高等農(nóng)業(yè)院校物理教學改革提供借鑒和參考。

1 大學物理課程教學現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的大學物理課程教學模式以教師為中心，主要采用講授、使用教具及課件演示等方式進行教學，普遍存在課堂效率低下、學生學習興趣不高等問題[12]。

1.1 教學內(nèi)容更新慢

物理領(lǐng)域在不斷發(fā)展和進步，但是由于課程體系的穩(wěn)定性，大學物理課程的教學內(nèi)容更新進展較為緩慢。此外，一些教師對新知識的掌握和使用不夠熟練，導(dǎo)致大學物理課程教學內(nèi)容未能反映物理領(lǐng)域最新的研究成果[13]。

1.2 教學方式較為傳統(tǒng)

大學物理課程傳統(tǒng)教學方式大多以教師課堂講授為主，輔以板書或者PPT 演示。這種傳統(tǒng)的教學方式，導(dǎo)致學生在課堂上缺乏互動和思考的機會，難以提高學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力[14]。

1.3 教學資源更新滯后

當前大學物理課程教學輔助設(shè)備未能很好地跟隨時代發(fā)展。此外，教學材料的質(zhì)量也在一定程度上影響了大學物理課程教學的質(zhì)量。教學材料更新慢、選材不合理等問題使得教學資源受限，影響了學生的學習效果。

2 教學交互對接模式的設(shè)計和構(gòu)建

2.1 教學模式的設(shè)計

大學物理課程教學一般分為預(yù)習導(dǎo)課、課上講授、課后復(fù)習與測驗三個環(huán)節(jié)。將現(xiàn)代教育技術(shù)有效融入這三個環(huán)節(jié)，采取多種教學方式對接，能使學生在課堂上更加積極、主動地參與教學活動，提高學習效率與質(zhì)量。

2.1.1 預(yù)習、導(dǎo)課環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的預(yù)習方式較為單一，學生閱讀教材即可，當學生事先準備不足時，預(yù)習難度會加大，影響到預(yù)習質(zhì)量，現(xiàn)代教育技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用將有效解決這一問題。首先，針對每章、每節(jié)錄制模塊化的教學視頻，東北農(nóng)業(yè)大學物理公共教學部錄制的大學物理MOOC，已在超星平臺上線。視頻講解多由生活案例或前沿應(yīng)用導(dǎo)入，進而激發(fā)學生的學習興趣；原理講解多采用動態(tài)圖片及動畫演示呈現(xiàn)，有效地解決了學生知識儲備不足的問題。學生自主學習網(wǎng)絡(luò)預(yù)習系統(tǒng)平臺的MOOC 資源，生動豐富的影像資料使預(yù)習效果得到極大提升。在“互聯(lián)網(wǎng)+”與“智能+”大背景下，在線課程平臺、智能學習系統(tǒng)為學生創(chuàng)造了時時能學、處處可學、人人皆學的條件和環(huán)境，實現(xiàn)了個性化的學習。虛擬實驗作為現(xiàn)代教育技術(shù)的一種應(yīng)用，學生在模擬的實驗環(huán)境中進行操作，可以解決實驗設(shè)備不足、實驗材料浪費等問題[15]。利用虛擬實驗平臺，可以將理論課堂（例如波動光學）的抽象原理通過動態(tài)演示和可視化效果展示給學生，提高學生學習的交互性和生動感，降低理解難度。

2.1.2 課上講授環(huán)節(jié)

引導(dǎo)學生在教學過程中積極探索、實踐，學會自行解決問題，教師則扮演引導(dǎo)者和支持者的角色，以此激發(fā)學生的學習興趣和主動性。通過課堂討論、小組合作、教師講解與學生互動等多種形式，使每位學生在學習過程中都參與互動。為檢測預(yù)習效果，根據(jù)具體授課人數(shù)，將全班分成討論小組，根據(jù)具體課程內(nèi)容，將基本概念、原理及拓展、爭議問題提前分給各小組進行討論，討論時每組隨機選出1～2 人，展示小組討論成果。通過學生的展示（發(fā)言或PPT）及對學生的提問，檢測學生預(yù)習情況。對預(yù)習測試中錯誤率高、有爭議的問題要給出清晰解答。這種問題引導(dǎo)的小組討論模式，有利于學生進行探究式與個性化學習，相對輕松自由的學習氛圍大大提高了學生的學習興趣和動力，“樂學”的學習心理有利于對知識的深入理解和同化吸收。要注意的是，是否采用小組討論要視具體課程內(nèi)容而定，并非所有課堂都采用小組討論的方式。

2.1.3 課后復(fù)習與測驗環(huán)節(jié)

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，一些物理教學已經(jīng)開始集成人工智能技術(shù)，對來自學生的各項學習數(shù)據(jù)進行分析和評估，以了解學生的學習特征和誤差，并提供相應(yīng)的幫助和反饋。將人工智能技術(shù)與大學物理課程教學相結(jié)合，可以有效提高學生的學習興趣和參與度，同時也為教師提供了更多、更及時的教學反饋。利用現(xiàn)代教育技術(shù)、人工智能技術(shù)，可以實時解答學生的疑問，使學生獲得良好的學習體驗。

3 教學交互對接模式的實踐

3.1 傳統(tǒng)授課方式的改進實踐

近兩年，東北農(nóng)業(yè)大學對物理課程開展了教學交互對接模式的教學實踐。實踐表明，使用多媒體教學、互動式教學，以及基于實驗的教學方式，提高了理論課堂的教學效果，增強了學生對知識的理解和掌握。通過提出問題、分組討論、互相交流等方式，增加了學生與教師之間的互動，提高了學生的課堂參與度。在講解物理概念和現(xiàn)象時，增加機器人、宇宙飛船、近代理論的發(fā)展等內(nèi)容，比傳統(tǒng)講授方式更能激發(fā)學生的學習興趣。另外，開展物理建模、科學項目等實踐性教學活動，讓學生產(chǎn)生了提升自身實踐能力與科學素養(yǎng)的內(nèi)在動力。

3.2 線上課程的教學實踐

教師明確給出學生線上大學物理課程的教學目標和教學內(nèi)容，讓學生熟知教學計劃。在制定教學計劃時，將線上課程的特點和優(yōu)勢充分考慮，并設(shè)計了合理的學習活動和評估方式，根據(jù)教學目標和內(nèi)容選擇適合的在線課程平臺和虛擬實驗室等進行教學。實踐表明，制作的線上課程教學材料具有清晰的結(jié)構(gòu)和邏輯，能夠幫助學生更好地理解和掌握知識。同時，視覺效果、多媒體表現(xiàn)形式、交互性等方面有了很大提升。學生線上學習遇到問題時，線上學習平臺及時提供了支持和反饋，教師隨時根據(jù)學生的反饋和學習成果對教學效果進行評估和改進，不斷提高線上課程的質(zhì)量。

3.3 虛擬實驗的教學實踐

利用計算機軟件模擬物理原理過程，學生可以三維勘測實驗物體，通過縮放和旋轉(zhuǎn)來調(diào)整視野，加深對物理原理的理解。安全和互動的環(huán)境，能夠大大激發(fā)學生的學習興趣，更好地解釋了物理現(xiàn)象的本質(zhì)，使學生更加深入地理解物理現(xiàn)象和相關(guān)概念，更容易理解難以觀察的現(xiàn)象。

3.4 人工智能的教學實踐

利用人工智能技術(shù)，搭建出一個具有個性化推薦、智能問答功能的教學平臺，提供個性化的教學支持，為學生提供良好的學習體驗、個性化輔導(dǎo)服務(wù)，對實驗數(shù)據(jù)、作業(yè)問題等進行相應(yīng)解答，并根據(jù)學生的問題，提供針對性輔導(dǎo)和解決方案。

由于人工智能和教學結(jié)合的實踐探索剛剛開始，還有一些功能待后續(xù)開發(fā)?？梢钥隙ǖ氖牵瑢崿F(xiàn)基于人工智能技術(shù)的大學物理課程教學交互對接模式的改進，使得教學更貼近學生需求，提高教學效率和效果，增強學生學習興趣和體驗，可以以此為基礎(chǔ)，打造現(xiàn)代化、精準化和智能化的大學物理課程教學體系。

大學物理課程面向的專業(yè)較為廣泛，本身的教學內(nèi)容復(fù)雜，如何將復(fù)雜的教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動有趣、易于理解的表現(xiàn)方式，是大學物理課程教育改革的一項重要內(nèi)容。通過合理應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，在東北農(nóng)業(yè)大學物理課程教學中采用交互對接模式開展教學實踐與探索，既增強了學生的學習興趣和體驗感，提高了學生課堂參與度，又提升了課程的教學質(zhì)量，獲得了良好的教學效果。

4 結(jié)語

本文主要探討了大學物理課程教學交互對接模式的研究與實踐，提出了現(xiàn)代教育技術(shù)與大學物理課程教學的結(jié)合應(yīng)用，實現(xiàn)傳統(tǒng)教學模式的改革創(chuàng)新。實踐證明，該模式提高了大學物理課程的教學質(zhì)量，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。因此，今后的大學物理課程教學應(yīng)更加注重理論與實踐相結(jié)合，合理采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，全方位、多角度地推進大學物理教學創(chuàng)新發(fā)展，提高課程教學質(zhì)量