大学物理MOOC教学探究

陈跃刚 刘小钦

【摘要】MOOC课程为全社会提供优秀的教育资源，是互联网时代教育的新发展和挑战。大学物理是大学中一门重要课程，为各个专业提供了基本的自然基础知识。我们利用清华大学MOOC资源通过两次课程的实践探讨大学物理MOOC教育。在第一次课程中，我们发现学生积极性低、交流差等问题。在第二次课程中，我们针对发现的问题提出改进措施。通过问题问答、课堂练习和课后作业三个方面的教学检查，发现教学效果得到提高。

【关键词】MOOC教学 大学物理 课程设计

【基金项目】国家自然科学基金资助项目（11104041）资助课题。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）03-0163-03

1.教学背景

MOOC即massive open online courses的缩写，汉语直译为大型开放式网络课程。随着网络的普及，越来越多的网络资源共享，网络课程分享也变得普遍[1]。2008年，戴夫·科米尔等人在马尼托巴大学开设新型的大规模网络课程，首次采用MOOC这一缩写。2012年被称为MOOC元年，美国的顶尖大学在这一年陆续设立了网络学习平台。短短一年，MOOC便如风暴般席卷全球。在MOOC课程发展中，发达国家首先提出，在发展中占主导。处于发展中国家，特别是中国这样的最大发展中国家来看，起步较晚，但引起了广泛的关注。2013年5月21日，清华大学与edx同时宣布，清华大学正式加盟edX，成为edX的首个中国大陆高校成员。MOOC提供了一种全新的知识传播模式和学习方式，只需一台电脑和不错的网络连接速度，就可随时随地可与世界各地名校课堂对接，与在线的数万名同学一起互动交流。

不同于“以教为主”的传统课堂，也不同于“以学为主”的以往的网络教学[2]。MOOC这种“教学并重”的新型教学模式将引发全球高等教育的一场重大变革[3]。这场重大变革不单是教育技术的革新，更会带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养过程等各个方面的深刻变化。MOOC 课程是公开化、平等化、公平化教学资源利用的体现，最大限度利用优秀网络资源，更好的为高校发展服务[4]。

MOOC教学目前在国际和中国还处在探索阶段，参与的人数还不是很多，大多数是理论研究，主要为MOOC的发展历程及对我国高等教育的影响、MOOC的提供平台和技术环境和MOOC中的教与学等[5]。关于MOOC教学的具体应用和实践及其推广和创新，需要一线教师们去做大量的工作。以传统的教学模式相比，在MOOC教学中对教师的要求和教师的职责将会随着学生对课程的学习程度和思考方式，具有显著的不同[5-6]。如何提高教师素质和转变教师的职能适应MOOC平台的教学，利用其优越教学资源，提高教学质量和教学水平，是大学教师在互联网时代所面临的一个新的挑战和机遇[7]。

2.大学物理MOOC教学中的问题

大学物理课程是大学课堂教学中基础课程之一，为理、工、农、医等领域的学生提供基础的知识和思维模式。为适应众多领域对大学物理的需求，需要在大学物理教学中引入MOOC教学，利用网络资源的优势，通过网络视频提供给学生自学的空间。这样各个专业的学生能够从大学物理MOOC课程学习中自学基础物理知识和独立思考物理问题的能力，更好适应以后的专业课程学习和工作后的自学。

鉴于MOOC教学的优势，我们在2014年下学期在大学物理教学中将MOOC教学模式引入课堂，进行了教学实践探索。我们利用清华大学的大学物理MOOC教学资源，同时改变已有的教学模式，希望通过清华大学优质的课程资源，提高学生的教学成绩。同时通过清华大学MOOC资源的学习和利用，也能提高青年教师的教学水平。首先我们学习清华大学热力学MOOC教学视频。学生人数为93人，教师将学生分成10个学习小组，各小组成员由学生自由组合，并选定组长，其主要责任负责组织自己小组同学进行学习讨论。教学过程如下：

表2 热力学MOOC教学过程：理想气体的压强和温度（2学时）

从课堂上来看，发现一些问题。首先，在第5步提问-回答中，各个组学生学习情况不同，有的学生理解较好，多数理解不够。每个组约9名同学中只有1-2名同学回答问题，余下的同学都不作答，学生回答问题不积极，不能很好的反应学生对知识点的掌握情况。其次，由于场地限制，学生主要在电脑前坐着，各组成员没有很好的聚在一起讨论问题，在课间同学之间的讨论交流受到影响。最后，发现学生的协作意识不强，讨论不积极。在课堂习题中，同组中各同学都各自做自己的，不会做也不会跟同学交流。对于不能理解的问题，不愿意问同学。

我们对教学效果进行评价。通过第5步中的教师检查环节中教师提问-学生回答和课堂练习题，以及第6步中的课后作业进行评估。我们做了大概的统计和分析。在第5步中的教师检查环节中，对6个问题回答的大概结果如图1（a）所示60%的组只能正确回答1-2个问题，30%的组能回答3-4个问题，而能够回答大部分题的只有一个组，说明学生对内容的理解不够。在课堂习题的完成中，结果如图1（b）所示，大概80%组能够完成简单的概念填空题，30%的组能够完成中等难度题，没有一个组完成较难题，只是部分完成。课后的作业完成情况如图1（c）所示，完成情况稍好一点，大概90%组能够完成简单题，60%的組能够完成中等难度题，30%的组能够完成较难题。通过三个教学检查结果发现：首先每组解决问题的能力、学习态度差异较大，大部分组只能完成基本任务，只能完成物理概念的文字填空，对需要理解和综合应用表现较差；其次课后的 表现相对较好，这可能是学生课后的较多时间的自学和复习。从三个方面的教学评估结果看，教学效果不好。

3. 改进教学

通过第一次MOOC课程教学，我们在第二次课能量均分定理和理想气体的内能教学中，我们针对第一次的缺陷提出了以下改进措施。

首先，进行组内激励，使每一个成员都积极学习，参加到学习、讨论和回答中。给组长一定的权利，对每个组员在讨论问题中的表现和问题回答中打分，并将从纳入学生的平时成绩中。给每个成员到场分4分，然后根据回答教师问题、参加讨论，积极参加课堂习题完成等给每个组员加分，满分10分。

其次，改善交流环境，促进交流。允许学生课间走动，做小聲的讨论交流。另外在视屏学习完之后，给学生10分钟，让所有各组成员聚到一起，讨论问题，并完成课堂习题。这样各组成员之间的交流更加容易。每个组一起完成一份课堂习题，这样也可以增强学生的团队协助意识。同时对各个组给一个总体的评价，对表现好的组给以表扬。这样可以激发每个组之间的竞争意识，增加团队之间的竞争意识。

最后，老师对MOOC视频中的一些难以理解的地方进行适当的解释。老师要根据视频在难理解的地方给学生适当的讲解，如讲解双原子分子转动自由度，利用一个长棒类比双原子分子，给出两个平面内的转动。有的地方则需要提醒学生，让学生学习新知识联系旧知识，这样更加容易融会贯通，如提醒同学们注意常见的单原子分子（如氩气、氦气等）和双原子分子（氧气、氢气、氮气等）。有时帮助学生归纳，让学生学习和记忆更加轻松，提醒同学注意分子的内能由平动、转动和振动构成等等。

第二次课给学生讲解能量均分定理和理想气体的内能中，通过了上面三个方面的改进，我们发现，在第5步提问-回答中，每个小组的组员都积极的回答问题。这说明每组成员都认真学习了MOOC视频，基本学懂。另外，增加了10分钟的小组讨论时间，发现组员之间的讨论明显增加，学习氛围增强，说明组员之间有了相互学习。同时，组员通过讨论共同完成一套课堂习题。

另通过与前面一样的教学效果评估环节。在教师提问-学生回答和课堂练习题中，以及课后作业进行评估。在提问-回答环节，同样我们准备了6个问题，图1（a）所示10%的组只能正确回答1-2个问题，60%的组能回答3-5个问题，而能够回答大部分题的只有一个组，说明学生对内容的理解不够。在课堂习题的完成中，结果如图1（b）所示，大概90%组能够完成简单的概念填空题，60%的组能够完成中等难度题，30%组完成较难题。课后的作业完成情况如图1（c）所示，大概90%组能够完成简单题，70%的组能够完成中等难度题，30%的组能够完成较难题。通过三个教学检查结果发现：在课堂提问-回答环节，学生的积极性普遍提高，积极参与到课堂提问中；课堂习题完成较好，各个组基本完成了课堂习题，这说明学生之间通过讨论，完成了部分习题，使得中等难度的题有60%的完成率；课后作业也明显提高，这是由于课堂上学懂了，导致了课后的作业完成情况也得到改善。这说明我们的改进措施是有效的。

4. 总结

在大学物理教学中引入MOOC教学资源，改变传统的教学模式，是一种新的授课方式的偿试。上好大学物理MOOC课程，我觉得有三个方面的改进。

首先资源改进。在课堂中，利用清华大学的MOOC资源和先进的教学理念，一方面可以提高学生的教学成绩，另外一个方面就是开阔学生的视野。视频的专家对物理知识点的理解更加深入，更加到位，对知识点的重要性把握更加准确。这可让我们的学生和老师享受优越的学习资源。视屏中给出了很多直观物理图像，这是在一般的课堂是很难实现的，可以让学生更容易理解其中的一些物理知识；视频给出了与现代物理结合例子，让学生学习时刻接近物理前沿等等。这些都是一般的课堂无法实现的。而清华大学的物理MOOC教学资源是一种开放的资源，缺少针对性。我们结合本校学生的特点，在 MOOC教学视频资源上适当加上一定的讲解，这样两者结合，应该能让学生更容易接受这一教学模式。

然后学生能力的提高。以前的课堂是老师一个人在“唱独角”，站在讲堂上讲课，学生在下面机械的接收，学生不能主动的学习。在MOOC教学中，学生能够主动去学习。为了完成教学任务，他们必须认真学习，然后相互讨论学习，然后协助完成任务。这样在整个学习的过程中，学生成了学习的主体。同时学生的自学能力也得到提高，自己从视频中学习知识，通过习题来检测自己的学习质量。学生毕业了之后，仍然可以从互联网上学习。在协作完成任务中，学生的合作能力和团队意识得到锻炼和提高。学生的团队意识和学习自学能力对学生进入社会的发展非常重要。在MOOC教学中，除了学到本门课程的知识外，学生这两种能力都得到锻炼和提高。

最后教师上课方式的变化。引入MOOC教学后，老师的角色由原来的主体功能变为引导和辅助功能。教师应该引导学生和辅助学生学习，学生在什么地方理解困难，什么地方需要引导提示，什么地方需要归纳等等，尽可能多的给学习给学生帮助。这对教师的要求更高，教师不但要对所上课程有很好的理解，还应该站在学生的角度去思考学生遇到的问题，把学生学习的知识贯通起来。

参考文献：

[1]李曼丽.MOOCs的特征及其教学设计原理探析[J].清华大学教育研究.2013（04）

[2]李梦.黄瑜君.MOOC——高等教育理念与模式的转变[J].中国职工教育.2014（14）

[3]王文礼.MOOC的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教.2013（02）

[4]王颖，张金磊，张宝辉.大规模网络开放课程（MOOC）典型项目特征分析及启示[J].远程教育杂志.2013（04）

[5]李易飞，李霈瑶.基于MOOC的学习困境及机制探讨——基于学习者视角分析[J].中国电力教育.2014（12）

[6]郭明净，纪在云，试析MOOC对高校教学模式和学习方式的变革——兼论大学生自我教育时代的来临[J].现代教育科学.2014（11）

[7]王颖.高职院校如何应对MOOC课程建设所带来的机遇和挑战[J].现代工业经济和信息化.2014（13）

作者简介：

陈跃刚（1978-），男，贵州兴义人，博士，贵州大学副教授，研究方向：光学表面等离子体。