大学物理课程线上线下教学方法比较研究

（齐齐哈尔大学 理学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

大学物理课程是高等学校理工科各专业学生必修的一门重要的通识性基础课，为学生打好必要的物理基础，树立科学世界观，增强分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识，起到其它课程不能替代的重要作用[1].为达到教学目的，大学物理教学方法的研究也至关重要[2-12].本文就2 种截然不同的教学方法，即线上和线下教学方法做一比较研究，为更好地提高大学物理课程教学质量提供参考.

线下教学方法是传统的教学方法，即学生与教师面对面接触，2020 年之前，大学物理课程主要采用的就是线下方法.对于不同专业，大学物理课程分为若干层次（大学物理I～VI），每个层次有若干个大课堂，每个课堂含有3～5 个自然班，教学采用的是大课堂多媒体授课.教师阐述内容观点，讲授知识，学生主要是听课学习，课下复习巩固.由于近年来大学物理课程各层次的教学时数与上世纪末期相比，普遍下降很多，而各层次按大纲要求并没有降低很多，教师往往还增加一些前沿应用方面的内容让学生了解，线下教学学时有限与内容要求过多矛盾实时显现.

线上教学方法指的是以网络为主，通过互联网系统师生不用集中见面的远程教学方法.随着信息技术的发展，教师及学生通讯设备条件的提高，线上教学资源不断丰富.近年来，线上教学兴起，逐渐渗透到了教学的各个方面，大学物理课程亦不例外，尤其是2020 年春季学期，在新冠疫情的影响下，大学物理课程进入了网络教学的线上方式，并运行了一个学期.本文以大学物理Ⅱ1 课堂为基础，阐述和分析线上教学方法的优劣，并与线下教学形式做比较.

1 学习时间与学习内容

1.1 学习时间

线下教学，时间集中统一，教师、学生按课表时间集中上课，即使哪个学生临时有事缺勤，过后补课，也不会像正式上课那样完整来一遍；线上教学，时间要方便得多，对学生而言，可以利用零散时间进行学习，在这个学期的线上课程要求学生尽可能按课表时间上课学习，但如有一些因素造成未按时进行，补课也是同样效果，体现出高度的灵活性.

1.2 学习内容

线下教学比较中规中矩，教师按教学日历内容讲课，无论对前序内容掌握程度如何，学生都需要按教师讲课的内容来学习，教师虽然能面对学生，可以了解观察学生对内容的接受程度，但由于课堂时间紧张，不容易照顾到步调不一致的学生.而线下教学优点也是显而易见的，在课堂讨论中，教师可以随时判断学生对知识理解是否正确，对学生的问题做出回应，简单直观.

线上教学，内容安排首先在必须满足教学大纲要求下，往往呈现多样性，与教师的线上资源及教师的筛选指导关系很大.本学期的大学物理Ⅱ1 课程，是关联中国大学MOOC 平台中国地质大学的大学物理（力学、电磁学）慕课源课程建立的异步SPOC 课程，同时推荐学生选学平台的其它几种优秀课程（如西安交通大学的大学物理——机械振动、波和波动光学）作为参考，极大地丰富了学生的学习内容，让学生能欣赏到国家级精品课程名师的讲课，拓宽了学习渠道，提高了学习兴趣.

2 学习的主动性与学习评价

2.1 学习的主动性

线下教学是大课堂讲授，由于学生的基础不一样，理解能力不同，接受程度也有区别，对于内容掌握比较吃力的学生，容易掉队溜号，因学生人数太多教师要照顾大课堂的主流方面和教学进度，难于照顾到每一位学生，也不能对一个学生反复讲解.加上互联网时代，网络信息丰富多彩，很多学生抵抗不住网络文化的诱惑而沉迷于手机，这时大学物理理论课程的学习就显得有些枯燥和无趣，主动学习的人数占比不理想.

线上教学，虽有教师远程管控，但毕竟是认真学习还是应付取决于学生自己，对自我约束力强的学生学习效果会很好，而自我约束能力差的学生则无法达到学习要求.但是对于教师给出明确目标的学习内容，如异步SPOC 课程，每一个理论知识点及应用，都是一段很短的视频讲解，几～十几 min，短小精炼，学生注意力比较容易集中，学习时对难度较大的知识点，可以重复观看，达到熟练认知，不会对全班进度产生影响.教师利用异步SPOC 课程的慕课堂功能，可以精心设计练习、讨论或者问卷，这些慕课堂的互动题目，都是能即时得出统计结果的，每一个小片段的学习后，学生在慕课堂里通过练习、讨论与教师互动.一方面即时检查知识点的掌握程度，另一方面通过运用这种教学模式让学生感受到课堂互动学习的乐趣，参与过程会提高学生的学习兴趣，感受到学习的快乐，有利于全身心投入到学习中.这种视频授课方式还便于学生在方便的任何时间、地点学习.相对于大课堂面授时学生溜号玩手机，手机在这里起的作用是正面的，积极的.在课程结束后的一项调查问卷：主动参与（主动预习、查看相关资料等）与被动学习（完成视频观看、完成留的作业和练习、完成测试等）各占多少，显示主动学习与被动学习基本持平的人数约有一半，80%主动20%被动的学生占24%，而完全能主动学习的学生有5%，这个结果，较之线下大课堂面授的主动性情况要好，至少不差.

2.2 学习评价

按照大学物理课程教学大纲设定的考核方式，平时成绩占20%，期中成绩占20%，期末成绩占60%.线下教学，平时成绩通常考核出勤和作业，另外对参加物理竞赛等活动的学生给予适当奖励分值.平时成绩的考核中，出勤通过点名方式获得，由于大课堂人数众多，全点一次名要占用10 min 时间，所以常常以抽查形式确定，不会很客观.批改作业可以了解学生学习情况、对内容的理解掌握和解决问题的能力情况，但是会有很多学生抄袭作业，造成无法客观辨认学生的学习情况，以此为依据的考评则有失公允.线上教学的平时成绩尊重了教学大纲的要求，同样占比20%，但是考核的维度大大增加了，采用了慕课堂学习表现+异步SPOC 学习表现+作业情况调节给出.慕课堂学习表现由出勤15%+慕课堂练习7%+慕课堂讨论发言8%+优秀发言奖励组成.异步SPOC 学习表现主要考察视频学习时长50%+线上各章测试成绩20%组成（见图1）.这样平时成绩更多体现在学习过程中，则更具客观性.期末考试是考核学生一门课程学习通过与否的主要部分，线下教学，期末是闭卷笔试，严格并绝对权威.线上教学，期末采用了开卷笔试的形式，这也是线上教学不得已而为之，为了考试能客观反映学生的学习情况，知识掌握的程度，解决问题能力的高低，则需在考题上进行改造，避免单纯记忆性内容.

图1 线上教学平时成绩统计方法（基于中国大学MOOC 平台）

3 教学效果

教学效果的衡量需要从2 方面考察，一是课程总评成绩；二是学生自我价值评价.

比较2 届学生的平时成绩和期末总评的成绩分布，2020 春季学期线上教学（电子199，物联网191～4 的5 个自然班146 人）大学物理Ⅱ1 课堂的平时成绩分布见图2，上一学年传统教学方式（线下）（自动化181～2、物联网181～3 的5 个自然班142 人）大学物理Ⅱ1 课堂的平时成绩分布见图3.这2个课堂教师相同、课程和内容相同，所不同的是，一个是2019 级线上教学，一个是2018 级线下教学.

图2 2019 级大学物理Ⅱ1 平时成绩分布

图3 2018 级大学物理Ⅱ1 平时成绩分布

图2 显示的平时成绩分布合理，呈正态.反映了线上教学（2019 级）平时成绩考核维度多的特点，由于有优秀发言、点赞等加分项存在，成绩的最高值设定容许超过100 分（在计入总成绩时超过部分不计入），这种考核切合实际，比较客观.而图3 反映的上一届（2018 级）线下传统教学的平时成绩分布，从图中看出分布集中在90 分以上（占88.7%），原因是传统教学模式的平时成绩主要由作业和出勤这2个因素决定，区分度比较差，显然不足以反映客观的学习情况.

2 个课堂对应课程的总成绩分布见图4～5.从图4 可以看出，2019 级线上教学课堂学生的总成绩分布更偏向较高分值（优良以上占82.9%），这也反映该学期教学过程效果良好，甚至超出了预期，当然也与期末远程考试采用开卷方式相对宽松有关系，而学生学习的开放式，也比较适合于这种考试.图5 反映上一学年2018 级线下传统教学模式课堂的总成绩分布，传统闭卷考试总成绩还是符合正态分布的，只是中轴线较低，成绩位于60～89 分的学生占到了85.2%，看似比较合理，但是也有其平时成绩分布偏高而非正态的因素作用.

图4 2019 级大学物理Ⅱ1 总成绩分布

图5 2018 级大学物理Ⅱ1 总成绩分布

从学生的自我价值评价方面看，线下教学学生的自我评价没有进行过全方位的统计，只了解一些交流较多的比较活跃的学生的情况，通常这些学生的自我价值评价都较高，但是对大部分学生的情况还是知之甚少.就学生存在较多互抄作业或上网查抄作业情况判断，自我评价不会很高.线上教学学生的自我价值评价，通过问卷调查中的一项了解：本学期大学物理课程线上教学过程中，收获到了什么时，18%的学生回答收获很大，学到很到东西，学会了很多学习方法；55%的学生回答学到了一些知识，学会了一些学习方法；也有15%的学生回答收获甚微，大学物理没咋学懂，也没学到什么学习方法，其中包括3%的学生因网络条件差无法满足学习要求.如此看超过一半的学生对自己的线上学习满意.

4 结语

通过这一学期的线上教学与历年来线下传统教学方法的比较分析，得出几点体会：

（1）线上教学与线下教学各有优缺点，线下教学的面对面，使教师和学生之间的交流直接、亲切，但局限是受人数、地域和时间的限制；线上教学因为非面对面直接交流，在信息技术高速发展的今天，似乎更具备吸引力，不受地域限制，可利用资源丰富，学习时间本质是自由宽松的，对那些自制力强，汲取知识兴趣高的学生效果更好.但网络教学毕竟师生隔空联系，约束力差，对自我管理差的学生效果差强人意，另外硬件条件不具备的学生也无法达到学习要求.

（2）疫情过后，大学物理课程的教学怎样衔接，对学生调查问卷中的一项：对疫情结束后，是否希望大学物理课程继续开展线上教学或者线上线下混合式教学时，63%的学生选择希望偶尔使用线上教学，但不以它为主，可以选一些线上内容作参考及扩展；17%的学生不希望再进行线上学习；认为线上资源多，课程质量高而希望继续在线上教学的学生只占14%.当让学生提一些建议和意见时，一些学生表达了希望保留线上教学资源，更欢迎线下直接面授的方式.

综合分析，认为单纯的线下教学和单纯的线上教学都不是最好的教学方式，最好的教学方式是采用线上线下混合的教学方式，尽量多的利用国家优秀、精品的教学资源做线上部分，线下部分充分发挥教师面对面教学辅导直接接触的条件，线上线下二者相互结合，优势互补，使大学物理教学效果达到最佳.疫情过后，大学物理课程应尽可能采取这种教学方法，对学生回校面授教学则能很好衔接.对于互联网线上教学的应用，对教师的要求越来越高，教师既是教师又是学生，信息技术的高速发展，各种教学产品的出现，教学工具以及教学资源层出不穷，要求教师不断学习，才能适应信息化时代的教学要求，发挥指导作用，拓宽学生学习渠道，增加学生知识面，广泛涉猎，提高能力.