因材施教在大学物理线上线下混合教学中的应用

潘 靖

（扬州大学物理科学与技术学院 江苏·扬州 225002）

0 引言

在“互联网+”的时代，教育领域发生着日新月异的变革，慕课、微课、SPOC 和翻转课堂等新型教育模式应运而生。其中慕课（MOOC）中“M”代表Massive(大规模)，与传统课程只有几十名学生相比，一门MOOCs 课程最多可达16 万人；第二个字母“O”代表Open（开放），以兴趣导向，自由开放，不分国籍；第三个字母“O”代表Online（在线），学习在网上完成，不受时空限制；第四个字母“C”代表Course。它起源于犹他州州立大学，2013 年席卷全国并迅速发展，为更多的人提供了公平共享优质教育、教学资源的机会；2015 年国家教育部启动了高等学校在线开放课程的建设，2016 年教育部相继出台相关政策和文件指导高校制定配套政策及开展校际课程认定和学分认定。[1]

在时代发展的大背景下，我校“大学物理”教学走在了教学改革的前列，2008 年进行网络教育平台的建设，尝试网络互动教学，多年来坚持“以生为本、教育公平，教学资源共享”的原则，不断改革、大胆创新。2012 年提出了适合学生的同伴教学模式，将线上线下教学结合，提出研究性学习能力的WYP 模式，即基于启发、探寻、反思、设计和实践的五个教学环节。在此基础上，团队进一步探索，提出了五步教学法和研究型教学的立体化教学模式和人才培养模式。为了更好的利用网络平台，2014 年我们采用SPOC 线上线下混合的方式，进行“大学物理”基于网络教学平台的翻转课堂的教学模式。我们将进一步完善线上、线下混合教学模式，进行总结和推广。

大学物理课程是理工科大学生的一门重要基础课，物理定律多且推导过程较长，占用了宝贵的课堂时间，导致课堂上不能把时间用来巩固和拓展所学知识。如何有效地进行线上、线下教学结合，让学生高效地掌握课程内容，提高教学质量是目前需要解决的问题。针对不同专业对创新人才培养的需求，如何做到因材施教，坚持以学生为主的原则，结合线上优质资源，对线下教学进行补充，构建一套通用的大学物理创新教学体系并形成完整的评价体系，更不容忽视。下面我们针对不同专业的力学教学，进行具体阐述。

1 不同专业力学教学的特点

在新时代下，为了配合不同专业对人才培养的需求，大学物理教学不断探索，为各专业制定了适合专业发展的教学大纲，教学计划，并选择不同的教材。力学在我们生活和生产中随处可见，下面我们就力学部分不同专业教学特点进行具体阐述。

对于新工科而言，更强调学科的实用性、交叉性和综合性。为此，我们选用了高等教育出版社出版，马文蔚主编的《物理学》。其中经典力学部分主要包含了“质点运动学”“牛顿力学”“动量守恒定律和能量守恒定律”“刚体的转动”这四章的内容。这套教材注重理论与日常生活、生产实际的紧密联系。比如在角动量守恒中，教材中举了很多生活中的实例，芭蕾舞蹈演员跳舞时，先把两臂张开，然后迅速把两臂和腿朝身边靠拢，这时由于转动惯性变小，根据角动量守恒定律，角速度必增大，因而旋转更快。跳水运动员常在空中先把手臂和腿蜷缩起来，以减小转动惯量而增大转动角速度，在快到水面时，则又把手、腿伸直，以增大转动惯量而减小转动角速度，并以一定的角度落入水中。那么在教学中，我们需要突出这些定理在实际中的应用，让学生做到学以致用。在教学过程中，我们将教材的特色和宗旨进行发挥，在概念和定理的基础上，多讲解案例以及定理在实际以及现代科技中的应用，让学生感受到，物理课程的重要性、价值和意义。[2]

对于理科专业而言，更加强调理论、推导、概念的渗透，对学生思维逻辑的训练，培养学生掌握科学的思维方法和工作方法，增强分析问题和解决问题的能力。为此，我们选用了北京邮电大学出版社出版，赵近芳主编的《大学物理简明教程》，经典力学部分由“质点运动学”“质点动力学”和“刚体力学基础”这三章组成，作者注重理论研究、方法介绍，解决问题策略的总结。比如在“理想流体的伯努利方程”这一节，作者提出对于流体而言，由于流动性和连续性，过程中的瞬时性和矢量性比较复杂，解决流体力学的处理方法是伯努利方程，而伯努利方程是将牛顿力学的功能原理应用于理想流体。通过建立模型-受力分析-功能原理应用，这一操作，最终推导出伯努利方程。在教学中，根据理科专业的需要，我们有效培养了学生独立获取知识的能，增强独立思考的能力。[3]

对于医学专业而言，我们知道现代医学与物理学有着密切的联系。医用物理学是物理学与生物医学相结合的一门交叉学科，物理学在生物医学的应用和临床实践中都有所应用，为此，我们选用了高等教育出版社出版，陈仲本主编的《医用物理学》。其中力学部分包括了生物力学和流体运动这两部分。生物力学是采用一般力学原理和方法来研究生命体中各种力学现象和规律及其应用的学科，对于医学、生物学等具有重要的理论意义和实用价值。专业特点在教学中体现比较明显，比如教学中会涉及到“骨的力学性质”“肌肉的力学性质”“血管壁的力学性质”等，这也充分表明物理学是医学发展的基础。[4]

随着科技的不断发展，物理学与农林科学不断交叉渗透，有效推动了生态农林业的健康稳步发展。根据农、林专业的特点，我们选用了中国农业出版社出版，陈德万主编的《普通物理学》，力学部分为连续体力学，其中“液体表面现象”作为农科的教学重点，很多知识点都与专业息息相关，比如在毛细现象中，我们会与同学一起分析植物如何从根部吸收土壤中的水分和养分，经过推导我们可以计算出，在毛细作用下，水在导管中上升的高度，但是这不足以解释高大树木向树冠供水的问题，于是，大家会将专业知识运用其中，考虑到水的内聚力所产生的负压作用，水被源源不断送到高大树木的顶端。

通过上述介绍，我们可以看出，虽然都是力学教学，但是不同专业因为培养侧重点不一样，我们在教学过程中，对学生的培养方案也有所不同，教学中，我们需要分析专业、分析学生、分析教材，真正做到满足专业需求、个性发展，以学生为本，因材施教。

2 线上线下混合教学的课程设计

根据每个专业的专业特点，我们制定了适应不同专业的大学物理线上现象相结合的教学方案，系统梳理教学内容，突出重点、难点，充分发挥线上线下混合教学的优势，以工科大学物理中“质点运动学”为例（表1）

表1 课程整体设计

我们根据教学大纲，以教学周设计教学单元，针对不同知识，准备不同的教学资源。我们将所有知识点都制作了PPT 课件，并且上传到每个相应单元中。其中重要知识点、难点进行电脑录屏。针对重难点，设计每个教学单元的讨论话题，并且上传到网络平台的讨论区域，老师与学生，学生与学生之间进行互动讨论。为了了解课堂中学生知识掌握的情况，我们设置了适当的随堂测试，学生可以进行在线检测，针对学生对知识点的掌握情况，布置合适的课后作业。每个单元结束，我们都会设计课后反思，帮助学生掌握、发现问题解决问题的方法。

3 结束语

随着现代技术的发展，高校专业划分越来越细、越来越专业，各专业课程设置越来越丰富和系统；大学物理作为公共基础课，在适应变化的同时，不断调整教学内容、教学方式及方法。针对不同专业对创新人才培养的需求，坚持以学生为主体，因材施教，以教师为主导的原则，结合线上优质资源，有效的进行线上和线下结合，让学生高效的掌握课程内容，实现物理课程中的教学目标。