網(wǎng)絡化教學在大學物理教學中實踐淺談
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摘要:大學物理是高等學校工科專業(yè)的一門基礎課程。在我國高等教育推行工程認證的背景下，推進網(wǎng)絡化教學是改善課程教學質(zhì)量、滿足新時代工科人才培養(yǎng)要求的重要手段。該文作者基于在多個工科專業(yè)開展大學物理課程教學的經(jīng)驗，結合常熟理工學院應用型本科的人才培養(yǎng)定位，在光電信息科學與工程專業(yè)中開展了網(wǎng)絡化教學和課堂教學結合的教學實踐。針對網(wǎng)絡化教學開展調(diào)查研究，對教學內(nèi)容、教學過程、考核方式和師生互動等方面存在的問題提出了改進意見和建議。
關鍵詞:應用型；大學物理；教學探索
提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等教育的核心。教育部出臺的《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》(教高〔2019〕6號)，明確提出“積極發(fā)展‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’、探索智能教育新形態(tài)，推動課堂教學革命。嚴格課堂教學管理，嚴守教學紀律，確保課程教學質(zhì)量”的要求。隨著我國高等教育的逐漸普及，探索新的教學手段對于改善教學質(zhì)量、培養(yǎng)高質(zhì)量本科人才具有重要意義[1-2]。大學物理是高等學校工科專業(yè)的必修課程，主要講授力學、熱學、電磁學、光學和量子力學等方向的基礎知識。大學物理的教學效果不僅影響學生對物質(zhì)固有特性和運動基本規(guī)律的認知，還對工科專業(yè)后續(xù)開展的一系列專業(yè)課程的學習有深遠影響。在我國工科專業(yè)全面啟動工程教育認證的大背景下，工程認證標準中的“學生為本、目標導向、持續(xù)改進”，對大學物理課程教學提出了更高的要求[3-4]?；诔Ｊ炖砉W院（以下簡稱我校）圍繞地方經(jīng)濟社會發(fā)展、培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的培養(yǎng)理念，筆者在光電信息科學與工程本科專業(yè)的大學物理教學過程中開展線上網(wǎng)絡教學與線下課堂講述相結合的教學嘗試，從網(wǎng)絡教學內(nèi)容選擇、教學過程、課程考核方式和師生互動等方面進行了總結，對網(wǎng)絡化教學的優(yōu)缺點及未來改革的可行途徑提出了個人見解。
1大學物理教學中存在的不足
根據(jù)光電信息科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，大學物理課程屬于通用基礎類必修課，安排在大一下學期（48課時）和大二上學期（32課時）進行。針對光電專業(yè)的特色，大學物理在工科專業(yè)數(shù)理基礎教學目標的基礎上，重點強調(diào)機械振動與機械波、電磁學、光學等方面的內(nèi)容[5]。根據(jù)工程教育認證中成果導向教育（Outcomebasededucation，簡稱OBE）理念的要求，通過學學物理課程，學生應取得以下學習成果：（1）掌握物理學的基礎知識和基本理論知識，掌握基本的物質(zhì)運動規(guī)律，掌握高級工程技術人員必需的物理基礎知識。（2）培養(yǎng)物理學的科學思維方法，提高分析問題、解決問題的能力。樹立實事求是的科學態(tài)度和辯證唯物主義世界觀，培養(yǎng)獨立閱讀教材、參考書及有關文獻資料的能力。（3）能夠運用所學物理概念、定理、定律對具體的物理系統(tǒng)進行分析，建立相應的物理方程并進行求解。（4）能夠?qū)σ粋€具體的物理過程進行分析，得出過程中各物理量的關系并進行求解。以上四個學習成果對應“能夠?qū)?shù)學、物理的基本知識用于光電子信息工程問題的建模和仿真”和“能夠運用數(shù)學物理和工程基礎知識，分析技術方案的優(yōu)劣、合理性和可行性，獲得有效結論”兩個畢業(yè)要求指標點。這兩個指標點體現(xiàn)了大學物理課程的基本理論對現(xiàn)代工程技術發(fā)展起到的重要先導作用，是學生后續(xù)深入學習專業(yè)相關知識的必要基礎。但根據(jù)在多個工科專業(yè)開展課程教學的實踐來看，大學物理課程教學目前仍存在許多不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）與光電信息科學與工程專業(yè)的其他專業(yè)課相比，大學物理具有數(shù)學基礎要求高、知識點更新慢、抽象性強的特點。這一方面對教師教學限制較大，教師難以借助課堂實物演示或?qū)嶒灥茸寣W生對所學內(nèi)容形成直觀印象，另一方面也對學生前期的數(shù)理基礎和學習積極性提出了較高要求[6-7]。我校作為一所地方應用型本科高校，學生的數(shù)理基礎與“雙一流高校”學生相比存在一定差距，如何提升教學效果、讓學生掌握課程相關知識以滿足后續(xù)課程的學習需要，是大學物理教師迫切需要解決的問題。（2）根據(jù)學校的招生計劃，我校工科專業(yè)的生源來自國內(nèi)不同地區(qū)。由于不同地區(qū)的高考模式和基礎教育水平存在差別，如何在課堂上協(xié)調(diào)不同知識基礎學生的學習、維持班級的教學進度，是大學物理課程教學的一個難題。（3）大學課程教學與中學課程教學存在很大區(qū)別，大學的學習更強調(diào)學生的主觀能動性和自主思考，而中學則更多地采用強制性學習的模式。很多學生尚未從被動學習、重記憶輕思考的中學學習模式轉變?yōu)橹鲃訉W習、靈活應用知識、理論和實踐并重的大學學習模式，這導致了一系列問題：①部分學生反映在課堂上跟不上教師的進度；②部分學生難以理解課程內(nèi)容，出現(xiàn)畏難情緒，學習積極性不足；③部分學生反映課程知識點講解較多，而習題測試較少，導致對知識點的掌握不充分。這些現(xiàn)象表明，傳統(tǒng)的教師課堂口述和板書的教學模式已不能完全滿足目前的教學需要，為了改善大學物理課程的教學效果，滿足工程教育認證提出的以學生為中心、以成果導向教育為主導的要求，必須對大學物理課程教學方法進行適度改革。
2教學改革的實踐
2.1教學過程的改革
在借鑒兄弟高校和我校其他工科專業(yè)教學經(jīng)驗的基礎上，經(jīng)過教研組內(nèi)部討論研究，針對光電信息科學與工程專業(yè)大學物理教學設置了線上和線下兩種教學流程：線上線下并行開展，線上預習、課堂重點講授、在線開展測試、課后復習。首先，根據(jù)教學大綱的要求，將大學物理的教學內(nèi)容分為六大模塊，再根據(jù)教材，將每一個模塊的內(nèi)容細分為核心知識點、補充知識點和拓展知識點三類，制作相應的課件和練習題。然后，在藍墨云班課平臺上設定好每節(jié)課的課件和習題，根據(jù)學期課程教學進度表，每個教學周的周一在云班課平臺上提前課件，要求學生在正式上課之前自主預習。在課堂教學時，教師不再對學生已學習過的內(nèi)容進行回顧，而是直接開展本次課程的核心知識點講解，講解完成后安排學生進行在線測試。利用云班課平臺統(tǒng)計學生答題的準確率和時間，及時了解學生對核心知識點的掌握程度。若學生對核心知識點掌握較好，教師可繼續(xù)講解補充知識點和拓展知識點；若學生對核心知識點的掌握不理想，教師則進行一輪補充講述。課堂教學完成后，繼續(xù)利用云班課平臺習題測驗，這樣學生有課堂測試和課后測試兩次做題機會，教師取兩次測試中的最高分作為學生的課堂測驗成績。網(wǎng)絡化教學解決了數(shù)理基礎不同的學生掌握知識速度不一的問題，讓學生能夠自主把握學習進度，提升了教學的成效。
2.2教學內(nèi)容的改革
大學物理課程知識點比較抽象、對數(shù)學基礎要求高、知識體系連貫性強，采用網(wǎng)絡化教學、多媒體教學不僅可以讓抽象的知識點變?yōu)榭梢暋討B(tài)的圖像或視頻，便于學生體會和理解，還可以把教師從重復性、機械性的板書和畫圖中解放出來，把課堂教學的時間集中用于講解公式背后的關聯(lián)規(guī)律和習題測試。光電信息科學與工程專業(yè)具有實用性強、應用范圍廣、知識點更新快的特點，在該專業(yè)的大學物理教學過程中，教師應將國際和國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)穿插到課堂教學中。利用短視頻與板書、口述相結合的方法，讓學生把書本上的抽象知識點與日常生活中常見的具體實物結合起來，激發(fā)學生學習的積極性。例如在講解光學衍射的部分時，教師將手機攝像頭分辨率的發(fā)展過程與衍射分辨極限的知識點關聯(lián)起來，讓學生體會光學基礎理論在日常生活中的應用，調(diào)動學生自主學習的積極性，將傳統(tǒng)課堂教師一言堂的局面轉變?yōu)閹熒嗷ビ懻摗?/p>
2.3成績判定的改革
過去工科專業(yè)大學物理課程的期末總成績僅包含期末試卷成績和平時作業(yè)兩部分，占期末總成績的比例分別為70%和30%，導致學生輕視平時作業(yè)，在期末考試之前突擊復習。為了從根本上改善這一情況，我校對大學物理課程期末總評成績的判定方式進行了改革。改革后的大學物理課程期末總成績包括以下幾個部分：期末試卷成績（50%）、期中測試成績（10%）、課程論文/調(diào)研報告（15%）、平時作業(yè)/課堂測試（25%）。將平時課堂教學中在云班課上的在線測試、課后作業(yè)、課堂提問與討論計入平時作業(yè)分。這樣的成績判定方法大大改善了學生忽視平時教學積累、期末突擊復習的不合理現(xiàn)象，調(diào)動了學生的學習積極性，也為教師及時了解學生的學習情況提供了有力依據(jù)。
3教學效果分析和存在的問題
通過課堂調(diào)查、課程評教、云班課在線習題測驗和期末課程考核四個維度，對光電信息科學與工程專業(yè)大學物理課程教學改革效果進行了檢驗。根據(jù)課堂調(diào)查和課程評教的反饋，約66%的學生認為網(wǎng)絡化教學是提升教學質(zhì)量的有效手段，約90%的學生認為最佳的教學方法是教師課堂口述與網(wǎng)絡化教學資源相結合。根據(jù)云班課在線測試和期末課程考核的結果反饋，80%的學生取得了優(yōu)秀或良好的成績，僅5.5%的學生最終成績不及格。按照工程認證標準，大學物理課程的完成度達到80%，高于改革前，滿足了工程認證對持續(xù)改進的要求。分析網(wǎng)絡教學過程的數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，90%以上云班課在線成績優(yōu)秀的學生在期末都取得了良好以上的成績，這表明網(wǎng)絡化教學手段可實時、有效地監(jiān)控教學效果，為進一步改進教學內(nèi)容、提升教學質(zhì)量提供了有益途徑，有利于提升大學物理課程教學的質(zhì)量。雖然網(wǎng)絡化教學得到了大多數(shù)學生的積極評價，但仍存在一些有待改善的問題：（1）部分學生反映網(wǎng)絡化教學的內(nèi)容難度較高，理解起來有一定難度，需要花費較長的時間。這是因為現(xiàn)有的網(wǎng)絡化教學資源大多來自“985”“211”高校，這些高校的教學要求、教學進度安排和應用型本科高校相比存在較大差異。針對這一問題，在接下來的教學過程中，一方面要有針對性地選擇網(wǎng)絡教學資源，另一方面要盡可能錄制針對本校學生的教學網(wǎng)絡視頻。（2）部分學生反映平時測驗成績占期末總成績的比例偏高，希望回歸過去30%的比例。針對這一問題，教師要引導學生轉變思維模式，使學生認識到加強過程考核、淡化期末考核更有利于知識的掌握。
4結語
實踐表明，網(wǎng)絡化教學是提升大學物理課程教學質(zhì)量、實現(xiàn)應用型工程人才培養(yǎng)目標的有益手段。在應用型本科高校工科專業(yè)開展網(wǎng)絡化教學，對教師提出了更高的要求。在未來的教學過程中，要進一步根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標選擇教學內(nèi)容，合理整合校內(nèi)外資源，改進教學環(huán)節(jié)，以更好地滿足應用型本科高校人才培養(yǎng)的需要。
作者:路海雙 李中國 顧利萍 陳維霞 單位:常熟理工學院電子信息工程學院