大学物理的信息化多维教学模式探究*

李育洁 王云峰 何伟岩

(天津大学仁爱学院 天津 301636)

随着信息技术的飞速发展，网络教学和传统课堂结合的信息化多维教学模式越来越受到高校的重视和学生们的欢迎，成为教学改革的潮流和趋势.大学物理是大学理工科的一门公共必修课，传统的讲授式教学模式虽有其优势，但也有诸多不足之处.近年来，在“互联网+”的背景下，大学课堂正在悄然发生变化.与传统教学模式相比，师生更喜欢多维互动的信息化教学模式，这种教学模式是以信息技术为支撑，在教学方法、教学手段、教学资源以及师生交互性等方面进行了全新的变革[1,2].通过信息技术，一方面把在线教学的泛在属性和传统课堂的面授学习结合起来；另一方面，信息技术让课堂更加智能化，教师根据教学实际，布置预习任务，课上实时发布在线测试，实时推送教学资源，并通过数据调取每个学生的大数据，对学生进行个性指导，使“以学生为本”的教学有希望落到实处.

1 大学物理开展混合型教学改革的必要性

大学物理课程是一门面向全校大多数本科生必修的重要公共基础课.传统教学模式的弊端越来越凸显[3]，网络教学和传统课堂结合的混合型教学模式越来越受到高校的重视和学生们的欢迎，成为教学改革的潮流和趋势[4～6].为此，很多高校纷纷建设网络教学平台，在资源建设、教学模式探索等方面进行了很多有益探索[7,8].独立学院的学生有其独有的特点，一方面，学生的学习基础较其他高校普遍偏低，基础数学、高中物理等基础功底薄弱.另一方面，独立学院的学生在组织能力、合作意识、批判性思维等方面有更强的能力，而且大多数学生喜欢接受新鲜事物，不喜欢拘泥于刻板、教条的讲授.结合独立学院应用型本科人才的定位和独立学院的学生特点，大学物理教学模式改革必然朝着多维互动的信息化教学方向进行.

此前，课题组对我校2016级和2017级部分专业学生进行了大学物理教学情况调查问卷，共回收352份有效问卷.66%的学生喜欢“教师板书讲授为主，多媒体教学为辅”的教学方式，如图1所示.

图1 教学方式调研

当学生遇到问题时，有74%的学生选择问同学、自己思考、放一边，如图2所示，说明了传统教学中师生沟通方式和手段的局限性.

图2 问题答疑调研

在“你是否喜欢网络学习方式？”的调研中，30%的学生表示不喜欢，如图3所示.“你认为大学物理课程是否有必要与信息化教学相结合？”有60%的学生认为很有必要，如图4所示.调研结果一方面反映了现行的大学物理教学中存在的问题，另一方面也突出反映了学生对大学物理信息化教学改革的迫切需要.

图3 网络学习满意度调研

图4 信息化教学必要性调研

2 网络平台设计和网路资源建设

信息化教学以信息手段为支撑，网络教学平台的设计和平台资源的质量是非常重要的内容.我校物理部与计算机系联合开发了大学物理课程的网络教学平台.该平台有网络课程建设、教学互动、学习空间、教学管理数据中心等模块.

(1) 网络课程建设

依据我校校编教材，组织教师团队进行微课式的课程建设.微课视频10 min左右，主要针对大学物理课程中的重点和难点进行微课制作.在每个视频播放过程中，3 min左右穿插一个小问题，答题后视频继续，以此督促和检测学生学习.学生在完成一次微课学习之后，在线测试，自动显示测试分数.

“互联网+”的时代是共享时代，现有的网络资源有大量的网络精品课、视频公开课、优质微课等资源.但是因校编教材和学生层次的不同，如果只靠学生自主学习网络课程，学习效果并不理想.由教师就知识点甄选优质的、适合我校学生的网络资源，穿插到课堂教学中，逐渐形成适合我校学生的优质课程资源建设体系.

(2)教学互动模块

教学互动平台以课程为中心，提供全面的网络教学功能，包括作业、考试、通知、互动课堂、资料、数据统计等，充分发挥网络平台在教学活动中的作用.教师制定学习计划，将课程定时开放给学生.互动课堂可以进行在线测试，发布讨论话题，穿插闯关活动，对提高学生的学习主动性和学习兴趣，有很大的提升作用.

(3)学习空间

学习空间为每个学生打造个性化的主页，记录学生的学习历程.学生在自己的学习空间中根据老师布置的学习任务和开放的课程进度进行网络学习.师生交流、生生交流方便快捷，学习资源下载方便.

(4)教学管理数据中心

针对在教学过程中产生的数据，数据管理中心可以对教师的教学情况、学生的学习情况、课程的访问情况、师生评价、课程评价等方面进行统计分析，教师参考统计数据，及时作出调整，进一步提高教学质量.

3 多维网络互动的混合型教学模式

在网络教学平台和资源建设的基础上，结合雨课堂，在大学物理教学过程中进行多维互动的信息化教学模式.课前，教师根据教学实际，布置预习任务，课上重点讲授重难点知识，实时发布在线测试题，实时推送教学资源，如图5所示.通过探索实践我们发现，在线预习、预习效果检测、课堂在线测试、在线答疑等形式，对提高学生的自主学习能力、课堂参与率以及大学物理的学习热情，都起到了非常明显的促进作用.

图5 课堂上实时推送教学资源

教师通过平台可以调取每次课程的大数据，如测试题的正确率、学生答案分布情况、课上表现优秀的学生、“预警”学生、出勤人数等等，教师通过数据分析来调整教学，如图6所示.学生也可以通过平台，对课件提出疑问，标注“听懂了”或“没听懂”，教师将对其进行个性化的指导.传统课堂由教师经验主导，信息化课堂由数据指导教学，使教学进一步智能化.教师在课堂上由传统的“主导者”变成“引领者、讲授者”，课下教师的角色成为“督学者、交流者”，形成“引领、讲授、督学、交流”四位一体的新型教学模式.

图6 课堂大数据

学生课上玩手机的现象是很多大学教师头疼的问题，虽然学校采取各种强制措施，但是玩手机的现象仍然屡禁不止.信息化课堂引导学生拿起手机进行高效自主的学习，签到、答题、提问、资源下载都是通过手机终端进行，学习还可以从课堂延伸到课外，手机从“玩的工具”变成“学习的利器”.

针对大学物理的信息化教学现状，对我校2017级信息系82个学生进行了大学物理信息化教学满意度的问卷调查.与传统的大学物理课堂相比，如图7所示，有84.1%的学生表示更喜欢信息化的教学形式，有56.6%的学生认为在线课堂应答环节让学生听课更专注.

图7 大学物理的信息化教学满意度问卷调查

4 结果与讨论

基于网络平台的多维教学模式，将信息化网络教学手段融入传统的教学之中，信息化技术成为便捷的教学工具.学生由“被动的学”变成“主动的学”，教师由“满堂灌”变成“引领、讲授、督学、交流”四位一体的新型教学模式.基于网络平台的大学物理课程多维教学模式研究，为提高大学物理课程教学效果与教学质量进行了有益的探索，对于培养应用型人才的大学基础课信息化教学均具有较好的推广价值.