大學(xué)物理課程混合教學(xué)模式改革研究

時(shí)間:2022-07-07 16:36:03

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大學(xué)物理課程混合教學(xué)模式改革研究

摘要:混合教學(xué)模式遵循以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教育理念,通過教學(xué)設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)相結(jié)合,既符合新形勢(shì)下“大學(xué)物理課程的教學(xué)要求,也能夠有效解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式所面臨的諸多問題。文章探討了基于能力導(dǎo)向的“大學(xué)物理”課程混合教學(xué)模式改革的具體方案,即“課堂多元化”混合教學(xué)和基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的“課堂+課外”混合教學(xué),并在初步教學(xué)試點(diǎn)工作中,取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:混合式教學(xué);大學(xué)物理;在線教學(xué);教學(xué)改革

“大學(xué)物理”課程是面向高等學(xué)校理工科各專業(yè)開設(shè)的重要通識(shí)必修課。該課程的基本概念和基本理論是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分,在樹立學(xué)生科學(xué)世界觀、培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生分析和解決問題能力等方面具有不可替代的重要作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展,對(duì)創(chuàng)新型人才的需求日益增長(zhǎng),創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念和教育模式已在各高校全面實(shí)施,專業(yè)課程教學(xué)體系結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了相應(yīng)的調(diào)整和改變,對(duì)于“大學(xué)物理”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)和考核方式等都提出了新要求。

一、教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

合肥工業(yè)大學(xué)“大學(xué)物理”課程于2005年被列入安徽省“精品課程”建設(shè)項(xiàng)目。多年來,經(jīng)過全體任課教師的不懈努力,該課程在發(fā)展和建設(shè)中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,形成了一支職稱結(jié)構(gòu)合理、治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、有持續(xù)教改和創(chuàng)新潛力的優(yōu)秀教師隊(duì)伍,在歷年來學(xué)生和教學(xué)督導(dǎo)的評(píng)教中,教學(xué)效果優(yōu)良率均在80%以上。但是,在新形勢(shì)下,該課程在教學(xué)過程中也出現(xiàn)了一些新問題,主要表現(xiàn)為:教學(xué)中大多采用以教師課堂講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式,教學(xué)圍繞理論知識(shí)進(jìn)行,講授概念和原理的課時(shí)較長(zhǎng)??茖W(xué)思想、科學(xué)方法和創(chuàng)新思維的教育,單純蘊(yùn)涵在理論知識(shí)的講授中,造成學(xué)生的體驗(yàn)感較差,學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性,在一定程度上影響了課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。因此,這種由教師在課堂上全盤講授課程內(nèi)容為特征的傳統(tǒng)教學(xué)模式,已不能完全適應(yīng)當(dāng)前教育形勢(shì)的變化,須從教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革入手,開展深入的教學(xué)改革。

二、混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵及意義

在教育部印發(fā)的《關(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見》(教高〔2016〕2號(hào))文件中,曾明確提出,要以受眾面廣的公共課、基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課為重點(diǎn),推動(dòng)校內(nèi)線上線下混合式教學(xué),推進(jìn)以學(xué)生為中心的教與學(xué)方式方法變革?;旌鲜浇虒W(xué)模式,從根本上講,并不是全新的教學(xué)方法,也不是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的完全替代?;旌鲜浇虒W(xué)并不是簡(jiǎn)單將線上教學(xué)與課堂教學(xué)相加[1],而是要通過教學(xué)設(shè)計(jì)把傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來,既要發(fā)揮教師在引導(dǎo)、啟發(fā)和監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用,又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性[2],真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與學(xué)習(xí)能力的共同提高。混合式教學(xué)在培養(yǎng)具備創(chuàng)新思維的創(chuàng)新型人才方面,比傳統(tǒng)課堂教學(xué)或者網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)模式都更為有效,可有效解決在傳統(tǒng)教學(xué)模式下的諸多問題。混合式教學(xué)不僅在學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)方法和解決問題思路等方面為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ),也能夠使“大學(xué)物理”課程在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力中的獨(dú)特作用得以充分發(fā)揮和體現(xiàn)。從目前國內(nèi)的同濟(jì)大學(xué)等高校所開展的“大學(xué)物理”混合教學(xué)試點(diǎn)看,已經(jīng)取得了良好的教學(xué)效果[3-5]。

三、混合教學(xué)模式的構(gòu)建

根據(jù)合肥工業(yè)大學(xué)“大學(xué)物理”課程在教學(xué)中面臨的新問題,筆者從改革傳統(tǒng)課堂講授教學(xué)模式出發(fā),研究了基于能力導(dǎo)向的混合式教學(xué)改革的兩種實(shí)施方案,即融合多種教學(xué)元素的課堂“多元化”混合教學(xué)和基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的“課堂+課外”混合教學(xué)。

(一)課堂“多元化”混合教學(xué)

課堂“多元化”混合教學(xué)是融合了多種教學(xué)元素的教學(xué)方式,包括教師講授式教學(xué)與師生研討式教學(xué)相結(jié)合,課堂板書教學(xué)與多媒體可視化教學(xué)相結(jié)合等。其主要特點(diǎn)是多種教學(xué)元素和教學(xué)方法的相互融合、相互促進(jìn)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),共同促進(jìn)學(xué)生對(duì)于基本概念和物理圖像的正確理解、解題思路和計(jì)算方法的正確掌握。教師可根據(jù)各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)要求上的不同,靈活采用多元化的教學(xué)方法開展課堂教學(xué)。將現(xiàn)有的各種教學(xué)元素和教學(xué)手段相互融合滲透,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從根本上解決傳統(tǒng)“單向講授式”課堂教學(xué)模式下的課堂學(xué)習(xí)氣氛沉悶、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性普遍較低等突出問題。課堂“多元化”混合教學(xué)的順利實(shí)施,需要各類教學(xué)素材的設(shè)計(jì)構(gòu)思和編制,包括研討式教學(xué)的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案的設(shè)計(jì),多媒體教學(xué)課件的設(shè)計(jì)和編寫,數(shù)值分析和可視化教學(xué)軟件教學(xué)素材的制作和調(diào)試等?!按髮W(xué)物理”課程的內(nèi)容比較多,不同專業(yè)的學(xué)生和教材不同章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)要求和學(xué)生能力培養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)上,可能會(huì)有所不同。實(shí)施課堂“多元化”混合教學(xué)之前,須仔細(xì)研究教學(xué)大綱中的重點(diǎn)和難點(diǎn),以確定課堂“多元化”教學(xué)模式下的具體教學(xué)內(nèi)容和實(shí)施方案。

(二)“課堂+課外”的“雙主型”混合教學(xué)

“雙主型”混合教學(xué)模式是將教師課堂教學(xué)與學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)相結(jié)合,以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向,遵循以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教育理念。該教學(xué)模式具有教學(xué)信息量大、教學(xué)交互性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)延伸到網(wǎng)絡(luò)空間,與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)相結(jié)合,更加有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高自主學(xué)習(xí)能力。教師根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)要求,選擇和確定比較適合學(xué)生自學(xué)的章節(jié)內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于這部分教學(xué)內(nèi)容,在傳統(tǒng)教學(xué)模式下是通過教師課堂講授完成的,現(xiàn)在可嘗試在教師引導(dǎo)下,學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的學(xué)習(xí)資源來自主完成學(xué)習(xí)。通過這種“雙主型”混合教學(xué),一方面,可節(jié)省寶貴的課堂教學(xué)時(shí)間,使教師能夠?qū)⒄n堂時(shí)間更多投入到學(xué)生自學(xué)比較困難的難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容中,有效緩解目前“大學(xué)物理”課程所面臨的課時(shí)少與內(nèi)容多的突出矛盾;另一方面,又可培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過自主性學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí),掌握教學(xué)要求中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)網(wǎng)站具有模塊化、交互式和開放式等特點(diǎn),不僅包括教學(xué)大綱、電子教案、多媒體課件和教學(xué)視頻等常規(guī)功能模塊的教學(xué)素材,而且還包括“在線自測(cè)”和“在線答疑”等交互式功能模塊。這樣,既可滿足不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,又可構(gòu)建一個(gè)師生互動(dòng)交流的平臺(tái),將課堂上的師生互動(dòng)延伸到網(wǎng)絡(luò)空間,真正形成混合式的立體教學(xué)模式,進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)習(xí)的參與度和學(xué)習(xí)效果,滿足了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求,學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力得到充分發(fā)展。

四、混合式教學(xué)試點(diǎn)

依據(jù)教育部“大學(xué)物理”課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教學(xué)基本要求,筆者結(jié)合合肥工業(yè)大學(xué)各學(xué)院不同專業(yè)的特點(diǎn)及不同難度的教學(xué)內(nèi)容,制定了可適應(yīng)混合教學(xué)模式要求的教學(xué)大綱,并選取電磁學(xué)中的“電磁感應(yīng)”章節(jié)為教學(xué)內(nèi)容,開展了混合教學(xué)模式的教學(xué)試點(diǎn)??紤]到教學(xué)試點(diǎn)是混合式教學(xué)的初步嘗試,為了保證教學(xué)工作的有序性、可控性和有效性,要合理控制學(xué)生人數(shù)。因此,選擇該學(xué)期“大學(xué)物理”課程中總?cè)藬?shù)為71人、教學(xué)班號(hào)為013的班級(jí)作為教學(xué)試點(diǎn)。該班級(jí)學(xué)生均為合肥工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院的本科生,事先將全體學(xué)生分成兩個(gè)教學(xué)對(duì)照組,一組學(xué)生30人,采用上述混合教學(xué)模式;另外一組學(xué)生41人,仍采用傳統(tǒng)課堂講授教學(xué)模式。

(一)教學(xué)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

混合式教學(xué)組,以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向,遵循學(xué)生為主體和教師為主導(dǎo)的教育理念,采用前文所述的“課堂+課外”的混合教學(xué)模式,并以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為具體實(shí)施的支撐條件。混合教學(xué)模式下的教學(xué)時(shí)間包括學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間和課堂教學(xué)討論課的教學(xué)時(shí)間,為了能夠在試點(diǎn)教學(xué)之后對(duì)比教學(xué)效果,筆者在教學(xué)方案設(shè)計(jì)中,將兩個(gè)教學(xué)對(duì)照組的課堂教學(xué)時(shí)間設(shè)計(jì)為完全相等的學(xué)時(shí)。1.學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方案。首先,學(xué)生課前在教師的指導(dǎo)下,利用本項(xiàng)目課題組所創(chuàng)建的“大學(xué)物理”課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上的教學(xué)課件等教學(xué)資源自主開展學(xué)習(xí),并選用美國麻省理工學(xué)院沃爾特?盧因(WalterLewin)教授的教學(xué)視頻作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的輔助教學(xué)資源。其次,為實(shí)施有效的學(xué)習(xí)監(jiān)督,將混合式教學(xué)組的學(xué)生再分為5個(gè)學(xué)習(xí)小組,每組6人。每組安排一位學(xué)生作為組長(zhǎng),來負(fù)責(zé)組織和監(jiān)督本組成員在教師規(guī)定的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)自主開展規(guī)定教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),并在個(gè)人自主學(xué)習(xí)之后,開展小組內(nèi)的學(xué)習(xí)討論。教師須提前通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布小組討論的主題,例如感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向如何判斷,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法,感生電場(chǎng)和靜電場(chǎng)的區(qū)別,感生電場(chǎng)的計(jì)算方法和感生電場(chǎng)的應(yīng)用實(shí)例等。最后,由各個(gè)組長(zhǎng)將各自學(xué)習(xí)小組成員的討論發(fā)言及學(xué)習(xí)中遇到的各種疑問匯總并形成文字材料,準(zhǔn)備在課堂教學(xué)討論課上與教師進(jìn)行交流和研討。2.課堂教學(xué)討論課的教學(xué)方案。課堂教學(xué)討論課是在教師主導(dǎo)下開展的,包括概念辨析、教學(xué)討論和例題講解三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。首先是概念辨析。教師根據(jù)以往教學(xué)過程中所積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)概念進(jìn)行深入講解,以糾正學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中理解認(rèn)識(shí)上的偏差。其次是教學(xué)討論。由各個(gè)組長(zhǎng)代表每個(gè)學(xué)習(xí)小組發(fā)言,闡述自己對(duì)課前安排的學(xué)習(xí)討論主題的認(rèn)識(shí)和理解,并將組內(nèi)成員在自主學(xué)習(xí)中的各種疑問提出來,與教師進(jìn)行交流討論。通過師生間的交流討論,有助于加深學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中對(duì)物理概念和公式定律的理解。最后是教師對(duì)于典型例題的講解,使學(xué)生對(duì)于所學(xué)概念和規(guī)律能夠?qū)W以致用。在課堂教學(xué)之后,學(xué)生還要完成相應(yīng)的作業(yè),以達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)的效果。課后,如學(xué)生還有疑問,可隨時(shí)登陸網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的在線答疑模塊,與教師進(jìn)行交流討論。

(二)課堂測(cè)試與成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析

試點(diǎn)教學(xué)后對(duì)全體學(xué)生進(jìn)行了課堂測(cè)試,兩個(gè)教學(xué)對(duì)照組使用相同的測(cè)試題和相同測(cè)試時(shí)間。測(cè)試結(jié)果為:混合式教學(xué)組學(xué)生平均分為72.6,課堂講授教學(xué)組學(xué)生平均分為64.2,前者比后者高約13%;在80~100分之間的人數(shù)占比,前者比后者高出了約20%??梢?,在本次試點(diǎn)教學(xué)中,混合教學(xué)模式的教學(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)課堂講授教學(xué)模式,混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)初步體現(xiàn)出來。

(三)學(xué)生的反饋與改進(jìn)措施

為了解學(xué)生對(duì)混合教學(xué)模式的認(rèn)同感和接受程度,筆者在教學(xué)試點(diǎn)后,進(jìn)行了匿名問卷調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)生更認(rèn)可混合教學(xué)模式,認(rèn)為其教學(xué)效果要優(yōu)于傳統(tǒng)模式。綜合學(xué)生的反饋意見,并結(jié)合教師在試點(diǎn)教學(xué)過程中的自身體驗(yàn),筆者認(rèn)為混合教學(xué)模式對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果是十分有益的,對(duì)于教學(xué)試點(diǎn)工作的改進(jìn)措施,主要有以下兩點(diǎn)。(1)在“課外自主學(xué)習(xí)”環(huán)節(jié)中,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督和指導(dǎo),本次試點(diǎn)采用小組學(xué)習(xí)的自學(xué)組織方式,雖然可充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性,但對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程缺乏有效管控,尤其是自控力較弱的學(xué)生,很難保證能夠達(dá)到預(yù)期的自學(xué)效果。下一步將考慮采用“教師在線提問、學(xué)生在線回答”的方式,利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)時(shí)在線功能,監(jiān)督學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。(2)在“課堂教學(xué)討論”環(huán)節(jié)中,將采用更加多元化的教學(xué)形式,進(jìn)一步豐富和完善課堂教學(xué)內(nèi)容,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,充分挖掘知識(shí)和概念中蘊(yùn)涵的創(chuàng)新元素,使學(xué)生在與教師課堂的交流和討論中,不僅能鞏固所學(xué)的知識(shí)概念,而且能夠?qū)W會(huì)舉一反三、活學(xué)活用、學(xué)以致用。

五、分析與總結(jié)

通過上述混合式教學(xué)試點(diǎn)工作的開展,以及對(duì)教學(xué)效果和學(xué)生反饋意見的分析總結(jié),筆者認(rèn)為,進(jìn)一步實(shí)施與推廣混合教學(xué)模式,將有助于深化“大學(xué)物理”課程的教學(xué)改革,充分發(fā)揮“大學(xué)物理”課程在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)和課程體系中的重要作用?;诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的在線自學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合的“立體化”混合教學(xué)新模式,具有教學(xué)信息量大、教學(xué)開放性和交互性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),這對(duì)授課教師的綜合知識(shí)儲(chǔ)備、教學(xué)方案設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)組織能力等各個(gè)方面都提出了新的更高要求,需要教師在今后的教學(xué)實(shí)踐中逐步豐富和完善。同時(shí),在混合教學(xué)模式的具體實(shí)施和教學(xué)組織方面,則更需要在教學(xué)效果評(píng)價(jià)及課程考核方式等方面作出相應(yīng)的調(diào)整與轉(zhuǎn)變。如何科學(xué)制定教學(xué)效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和合理設(shè)置課程考核方式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性,充分發(fā)揮挖掘混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì),是下一步需要深入研究的重要問題。本文所開展的工作是在“大學(xué)物理”課程中開展混合式教學(xué)新模式的一次有益嘗試,探索構(gòu)建了一個(gè)有別于傳統(tǒng)單一課堂講授式教學(xué)的、融合多種教學(xué)元素和教學(xué)方式的多元化混合教學(xué)新模式,并開展了教學(xué)試點(diǎn)工作,取得了較好的教學(xué)效果,也希望能對(duì)其他高?!按髮W(xué)物理”課程教學(xué)改革提供有益的參考。

作者:宋逢泉 唐瓊 孫曉霞 單位:合肥工業(yè)大學(xué)