大学物理慕课的设计、建设与应用实践

陈小平，刘建强

（1.高等教育出版社，北京 100029；2.山东大学物理学院，山东济南 250100）

教学研究

大学物理慕课的设计、建设与应用实践

陈小平1，刘建强2

（1.高等教育出版社，北京 100029；2.山东大学物理学院，山东济南 250100）

近年来，以慕课（MOOCs）为代表的在线开放课程发展迅猛，对当今高等教育教学模式带来了巨大冲击，本文结合山东大学“大学物理”慕课课程的设计、建设与应用情况，总结了大学物理慕课的建设实践经验，比较分析了“慕课+SPOC”、翻转课堂等实践模式的应用情况，进一步展望了“互联网+”背景下大学物理课程建设的发展趋势.

慕课；大学物理；翻转课堂；在线开放课程

1　在线开放课程建设新形势

慕课（MOOCs，Massive open online courses），即大规模在线（网络）开放课程或者海量在线（网络）公开课，属于一种在线教育形式.2012年美国高等教育界由斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院等名校掀起一股慕课风潮，《纽约时报》因此将2012年称为“慕课元年”.近年来，随着信息技术的不断发展和推动，在“互联网+”的背景和概念下，以慕课为代表的大规模在线开放课程发展迅猛，对当今高等教育模式带来了全方位的巨大冲击！信息技术促进了开放课程资源向开放课程学习的转化，推动了开放教育的产业化转变与发展［1，2］.

以国外的3大慕课平台Coursera、edX和Udacity为代表，包括我国的“学堂在线”、“中国大学MOOC”等平台在内，国内外类似的学习平台已有近80个；据不完全统计，2014年提供MOOC课程的大学超过400所，课程数量2 400余门，比2013年翻了一倍，学习者数量达到1 600～1 800万；2015年5月全球新生学院（Global Freshman Academy，GFA）由美国亚利桑那州立大学（ASU）和edX合作成立，ASU会在edX上以MOOC形式提供大学课程，任何人都可以报名学习这些课程，在学习完课程并且通过之后即可获得学分；2015年6月美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）商学院将通过Coursera在推出首个线上MBA（iMBA工商管理硕士）项目；2015年 7月，法国Open Classrooms与IESA Multimédia合作发布了国家承认的学士学位MOOC课程，提供MOOC多媒体专业学位；截止2015年底，仅仅中国大学MOOC平台就已经与60余所知名高校和机构合作，推出近500门精品慕课课程，选课人数更是突破700万，并为110所高校开设了近500门SPOC（Small Private Online Courses，即小型在线专有课程，也叫“私慕课”或“私播课”，是将MOOC本地化以便在校学生学习的课程模式）课程，发放MOOC证书7万余张.

总体看来，MOOC对教育模式、格局的改变正在一步步前进着，一个围绕着MOOC的成熟教育生态系统也逐渐形成：各大MOOC平台纷纷探索新型课程模式，包括专项课程、付费认证、自学模式以及课程本地化；参与制作MOOC的大学和机构数量越来越多，对MOOC投入的资源也在持续增长；课程质量越发出色，为学习者提供更丰富的选择和更优良的学习体验；重心渐渐转向职业教育，商业模式越发清晰；MOOC学习的社会认可度逐步增加，相关学分、证书、学前教育的认可认证逐步被学习者、高校和社会接受.

2　山东大学大学物理慕课的建设

进入新世纪，我国高校课程建设经历了从精品课程建设到精品开放课程建设、再到精品在线开放课程建设3个过程：从2003到2010年间，共建设了3 909门国家级精品课程和2万多门省校级精品课程，实现了“五个一流”的精品课程体系；随着“十二五”期间“质量工程”的实施，国家精品开放课程开始建设，到2015年11月9日“爱课程”网上线4周年之际，已经上线961门视频公开课、2 708门大学资源共享课；在世界范围内大规模在线开放课程发展的新趋势下，2014年5月8日，中国大学MOOC平台正式上线，标志着中国特色在线开放课程进入全面建设阶段，教育部拟于2017年前认定1 000余门，2020年认定3 000余门国家精品在线开放课程［3］.

山东大学“物理学（大学物理）”课程是2004年国家精品课程，经过多年的建设应用，积累了系统丰富的优质教学资源，经过校、省、国家遴选评审，顺利转型升级为国家精品资源共享课，并且于2013年6月首批通过“爱课程”网向社会大众免费开放.2014年上半年，《大学物理》慕课被列入学校首批慕课课程改革项目，课程团队在广泛调研的基础上精心设计了课程框架，经过仔细研讨和反复修改确定了课程脚本，课程团队团结一致、加班加点、克服困难，终于在2014年10月完成录制任务，《大学物理》慕课分为力学和热学、相对论和量子物理、电磁学和光学3门，分别于2014年10月28日、11月18日和12月2日正式在中国大学MOOC平台上线开课，目前已经完成三轮授课，选课学习人数达到3万余人次，初步构建了具有山东大学特色的“国家精品课——国家精品资源共享课——慕课”一体化大学物理在线开放课程体系.

根据本校大学物理教学情况和网上学习者的水平，《大学物理》慕课的课程大纲以我们的基础教材《简明物理学》（高等教育出版社出版）为蓝本设计，分成力学和热学、电磁学和光学、相对论和量子物理3部分，具体内容如图1所示.力学和热学部分包含前六章的内容，包括质点运动的描述、力学中的守恒定律（机械能守恒、动量守恒和角动量守恒）、刚体和理想流体的运动规律、振动和波动的相关规律等力学基本知识，以及气体和液体的基本性质及其规律等热学基本知识；电磁学和光学部分包含第七到第十章的内容，包括经典电磁学和波动光学的内容；相对论和量子物理部分包含第五章以及第十一到第十五章的内容，包括狭义相对论的基本原理和量子物理的相关概念及其规律，其中有黑体辐射、光电效应、康普顿效应、量子论、波函数、薛定谔方程、电子自旋等内容，另外还有原子核和粒子的基本概念及其规律等内容.

图1　《大学物理》慕课的课程大纲及内容

前两部分分别安排8周教学内容发布加2～3周考试完成时间，是大学物理课程教学的主体内容，而第三部分是补充和选学内容，方便学有余力或感兴趣的学习者学习.计划3个部分每学期开课一轮，同时在“中国大学MOOC”和“学堂在线”两个公共服务平台上开课，便于更多学习者学习使用.课程以微课程的形式发布，每周课程包含4～5讲内容，每一讲后面提供教学视频、随堂测验、演示文稿以及课堂讨论等等，重点章节后还有专题习题课讲授，每周一次单元测验以及每两周一次课后作业题，学期末一次期末考试.课程的学习成绩来自于单元测验、课后作业、参与网络讨论和期末考试，完成课程学习并考核合格（≥60分）的可获得合格证书，成绩优秀（≥80分）的可获得优秀证书.

课程平台系统提供了多种形式的学习评价和检测方式.对于客观性测试题，学习者在规定的时间内答题，系统自动对学习者提交的答案进行及时反馈，学习者可以根据系统的反馈调整与改进学习，并再次尝试；对仍有问题的题目或者知识点，可以去讨论区中与其他学习者或助教老师交流，解决问题.针对学习者人数众多的情形，在批改作业阶段运用同伴互评方式进行评价，即在规定的时间内完成提交作业的学习者可以按照评价量对其他同学的作业做出评价、给出分数，每一位学习者都会收到来自其他5位甚至更多同学对自己作业的反馈评价，并以5个成绩的平均成绩作为本次互评作业的成绩；很多学习者都反映这是一种很好的相互学习和交流的方式.其他还有教师评价、学习者自评等多种评价方式，包含了过程性评价与总结性评价.多种评价方式的运用有利于教师和学习者及时的调整教学安排和学习策略，同时对课程本身的综合情况和后续开展也提供了数据支持.

3　基于慕课的教学实践与思考

慕课的出现展现了国际高等教育发展的新趋势和新动向，同时也带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养模式等方面的深刻变化，对深化传统大学教育教学改革、提高教育质量、促进教育公平等产生积极的推动作用［4］.通过研讨分析大学物理慕课第一轮开课学习情况，开课教师在2015年春季学期试点将MOOC引入教学过程中，尝试将“翻转课堂”、SPOC、“混合式教学”等新型教学理念及方法引入传统课堂教学，有助于丰富教学形式与手段，促进因材施教和学生个性化学习，以期提高教学效果，同时也可以应对大学物理学时不断被压缩、教学质量出现下降趋势等问题.学校的《大学物理SPOC》采用与《大学物理MOOC》课程同步模式进行，除了包含知识点的教学视频、随堂测验、演示文稿、课堂讨论、习题讲解、单元测验、课后作业和期末考试以外，还包含专门的难点补充、专题研讨、小组学习指导等环节，具有更多的互动机会和更加深入的学习途径.课堂面授重点在于讨论课后公共问题、研讨单元测验、检测课后作业、训练习题解答、设计专项训练、探究难点问题、学习知识综合运用以及学习MOOC内容未涉及的相关内容.

大学物理“翻转课堂”试点之后，开课教师通过比较分析和问卷调查发现：课程总成绩大幅提升到76.67分，超出其他平行班或者往年成绩5～10分，翻转课堂总成绩=平时成绩50分（通过《大学物理——力学和热学》和《大学物理——电磁学和光学》两门MOOC课程学习总成绩获得）+期末考试成绩50分（由综合笔试获得，重点考核难点问题、综合运用以及以上MOOC课程未涉及的内容）；大学物理慕课通过率也大幅度提高，力学和热学与电磁学和光学通过率分别为7.9%和6.1%远高于第一轮开课的1.15%和0.5%；问卷调查如图2显示超过三分之二的同学喜欢翻转课堂，大多数喜欢的原因是方便学习和促进自学.总体看来，“翻转课堂”的试点取得了预期的良好效果.

图2　翻转课堂问卷调查结果分析

实际上，试点过程中开课教师也遇到一些问题.例如试点初期有极个别学生很不适应这种新形式，向学院学校写信反映，引来学院学校领导集体听课；还有教师不愿去尝试、不愿作“吃螃蟹的人”等等问题.以上问题也反映出“翻转课堂”面临的困难，首先是教师、学生参与积极性的问题：如何调动教师参与“翻转课堂”这种较深层次的教学改革活动是个难题，因为这种教学改革活动费时费力、工作量十分巨大，虽然学校或多或少有一定的支持鼓励措施，但是与目前高校科研评价机制与职称晋升体制的导向比起来就显得后劲不足；而大学物理作为外系公共基础课，学生的重视程度不够，有被动学习的惯性，还有学分证书没有相应认定机制，它们都妨碍了学生参与的积极性.另外一个就是在线开放课程背景下教与学的能力培养问题：从慕课出现伊始，就一直存在“MOOC取代教师、MOOC革命学校”等说法和争论，给有的教师和管理者带来一定的困惑，在行动上就是漠视、抵触相关教学改革活动.这些都需要通过加强正面宣传引导和培训讲解，提高教师和学生在线开放课程背景下教与学的思想认识和相应能力.

4　小结

慕课模式的本质是高等教育资源的重组，实际上是在倒逼传统大学教育教学方式向四个方向转变：一是教育资源开放化；二是教学方式混合化；三是学习个性化；四是学习过程社会化.在信息网络技术的强力支撑下，慕课使得大规模高质量教育教学共享成为可能！总之，慕课等在线开放课程为高等教育带来了冲击，同时也带来了机遇和良好的借鉴，只有把握机遇、顺应“互联网+”的时代大潮，积极学习和努力改进，才能促进中国特色在线开放课程的持续发展，推动高等学校优质教学资源的共建共享，实现人才培养质量的稳步提高、促进高等教育改革的逐步深化和推动学习型社会的全面建设.

致谢：感谢教育部高等学校大学物理课程教指委教学研究立项（编号：DWJZW201524hd）和山东大学教学改革立项资助.

［1］ 瞿振元.以MOOC发展为契机促进信息技术与高等教育深度融合［J］.中国高教研究，2014：6，1-4，22.

［2］ 王祖源，倪忠强，王瑜，等.从OC到MOOC大学物理课程建设再思考［J］中国大学教学，2014：6，53-56.

［3］ 教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见［Z］.教育部文件，教高［2015］3号，2015.

［4］ 陈小平.MOOC的发展及对高校物理课程的影响［J］.大学物理，2015，34（8）：38-40.

The design，construction and application of the University Physics MOOC

CHEN Xiao-ping1，LIU Jian-qiang2
（1.Higher Education Press，Beijing 100029，China；2.School of Physics，Shandong University，Jinan，Shandong 250100，China）

The massive open online courses，such as MOOC，has developed rapidly and brought great impact on the traditional higher education in recent years.In this paper，the construction and design of the University Physics MOOC of Shandong University are introduced and summarized helpful experiences，and then the application of the MOOC+SPOC and the flipped classroom are investigated comparatively，the development tendency of the course construction of the University Physics under the“Internet+”circumstances is further studied.

MOOC；University Physics；flipped classroom；open online courses

O 4-39

A

1000-0712（2016）09-0003-04

2016-02-22；

2016-05-09

陈小平（1963—），男，重庆人，高等教育出版社理工出版事业部总经理.