将物理学史借助“快课技术”融入《大学物理》教学的尝试*

董鹏 田艳杰 彭爱华 赵莉 徐志杰

[中国石油大学(华东)基础物理系 山东 青岛 266580]

1 引言

《大学物理》是各理工科专业的基础必修课，从课程设置上足以看出物理学在专业学习以及今后从事专业相关工作中的基础地位.但从笔者近几年的教学经验来看，不少学生在学习《大学物理》的过程中，甚至在课程结束后，仍然认识不到物理学习的重要性，从而导致对《大学物理》学习的不重视，对该课程的要求仅仅是“及格”“不挂科”即可，在课堂上表现出来的是忙于“刷微信”“打游戏”的低头族，在课下表现出来的是作业“大面积抄袭”.这一局面与“夯实知识基础、启迪科学思维、培养科学素养”的课程目标相去甚远，也难以落实当前国家重视基础学科、重视原始创新的教育导向.

面对这一局面，单方面归因于网络时代学生学习态度浮躁，显然有失理性，也没有抓住问题产生的“牛鼻子”，而是需要从“教”与“学”两个方面进行反思，而“学”的问题也需要教师有策略地引导来加以解决.因此，归根结底，问题的根源还是来自“教”.

怎样“教”才能让学生对《大学物理》课程既感到有用又觉得有趣呢？笔者认为可以从两个方面入手，一是引入实例，展示物理能够解释生活现象、能够解决专业问题的“实力”，从而让学生体会到物理课的“有用”；二是融入物理学史，让物理学家从教材中的“名字”变成“立体”的人物，让枯燥的物理公式和定律以它们“前世今生的故事”来呈现，从而让学生感受到物理的“有趣”.

当然，物理学史的引入，除了增添课程的趣味性，更重要的是使学生在学到了知识、会解题之后，能够帮助他们深入理解物理理论的本质，从而有助于他们领会物理的思想和方法.此外，将物理学史融入物理教学也有利于培养学生的怀疑、批判精神，增进学生对科学探究的理解，帮助学生领会创新思维的重要性.

在传统教学模式下，引入实例不难实施，只需要将传统的抽象化的例题替换成与生活或学生专业相关的问题即可，而融入物理学史则存在很大困难.一方面囿于课时，另一方面因为物理学的应用导向，教师在教授《大学物理》的同时，较少谈及物理学史，有也只是简单提及，比如牛顿的生卒、爱因斯坦的经历等等，而是把大部分学时用于精讲概念、定理、定律和例题.

针对这个问题，我国的教育界曾尝试解决，引进了美国哈佛大学物理学教授杰拉德·霍尔顿编写的物理教材《物理科学的概念和理论导论》，并将其译成中文，由人民出版社出版[1].这本书贯彻了史论结合、以史带论的原则，曾极大地影响了美国物理学教学，但在我国未产生积极有效的响应.

2 借助“快课技术”将物理学史融入《大学物理》教学的尝试

上述矛盾的出现是囿于传统教学模式的限制.近年来，教育工作者意识到了“互联网+”时代网络的便利给传统教学带来的挑战和机遇.于是，“云课堂”“雨课堂”“快课技术”等新的教学模式如雨后春笋般在各高校发展推广开来.基于这些新的教学模式可以把传统的“线下”教学灵活延伸至“线上”，教师可以随时随地将一些教学资源适时推送给学生，学生利用碎片化时间在一部智能手机上便可进行学习，非常便捷.

由此可见，将物理学史有机地揉入物理教学这一举措，在传统依赖课堂的教学模式下难以实施，而若采用上述新的教学模式便可迎刃而解.

笔者在教学中采用“快课技术”进行了将物理学史揉入《大学物理》教学的尝试，初步达到了预期效果.“快课技术”是近些年来伴随着MOOC，SPOC等在线课程的兴起而发展起来的快捷式数字化学习开发技术(Rapid E-learning Development)，是一种简单易用的“快餐式”电子备课技术[2]，该技术利用模板和套件来实现教学内容的电子化和网络化，可有效减少开发时间，降低制作成本.“快课技术”的核心功能在于使教师能够快速地制作出形式多样的教学短视频，并进行快速发布.教学短视频可以制作成手绘动画形式，也可以制作成动漫人物解说的形式，还可以是教师利用PPT课件自主录制的短视频.手绘动画一般用来制作短视频的片头，动漫人物解说一般用来制作课程介绍，而教师利用PPT课件自主录课则是制作教学短视频的主体环节.

具体实施过程如下：首先，利用“快课技术”中的自主录课把物理学史录制成了18个时长为8～15 min的短视频，视频目录如表1所示.视频内容是根据近现代物理学发展史并结合《大学物理》教学大纲中的重点内容经过筛选而确定的[3,4]，每个视频的时长不超过15 min，时长与大部分微课视频一致，便于学生在精力最集中的时段内看完.

短视频录制完成后，在“学习通”应用程序上建立“课程”，将录制好的短视频上传至该“课程”，该“课程”也可以叫做“云端课程”，因为在网络连接的情况下，课程资源可供随时查看；最后，建立课程微信群，通过微信群向学生适时推送课程中的物理学史短视频，供学生在课下自学，建议在课前推送，便于学生在课前观看，从而有助于理解课堂内容.

此外，在“学习通”应用程序上建立的“云端课程”不只是用于存放教学资源，它还具有很多辅助功能.

功能之一是统计和评价学生对教学资源的利用情况.例如，物理学史的短视频推送给学生后，如何督促学生及时学习呢？教学实践表明，可以通过以下方式来实现.

在“云端课程”上将每个视频设置成一项任务，学生每看完一个视频便是完成了一项任务，系统会自动记录和统计，并根据学生完成的任务数给出相应的评分.通过这一功能，教师能够精准掌握哪些学生没有学习视频，哪些学生已经学习了，从而对学生的学习进行有效监督.

功能之二是评价学生学习视频的效果.具体操作为，教师在向学生推送完视频后，及时将相关测验题上传至“云端课程”，学生在自学完视频后，进行自我测验，系统自动统计学生的测验成绩供教师查看.

3 试用效果评价

上述将物理学史借助“快课技术”揉入《大学物理》教学中的举措，是教师从“教”的方面做出的改进，能否真正达到提高教学效果的目的还需要从学生“学”的方面来加以反馈.

首先从学生的课堂表现来看，学生们对物理的态度悄然发生了变化，课堂上的“低头族”明显少了.课间随机调查发现大部分学生表示喜欢教师推送的物理学史短视频，有的学生表示，之前一直感觉物理艰涩难懂，在了解了相关的物理学史后，发现物理变得不那么难理解了；有的学生表示，学习了物理学史后，在科学精神的激励下，积极申报了大学生创新项目，热切地希望体验探索与创新的快乐.还有的学生在“学习通”课程视频下方评论道：“看了短视频后，对物理不再是仅仅知道几个概念和定理了，教师总结的物理方法和思想也领会到了”.

此外，从学生们的成绩来看，这届学生的期末成绩和参加省级大学生物理竞赛的获奖人数也较往年有所提高.这些来自学生的良好反馈充分说明，将物理学史有机地融入《大学物理》教学这一举措是值得推广的.

4 总结

针对目前《大学物理》教学中学生学习“被动”、对课程不够重视的问题，笔者尝试将物理学史借助目前流行的“快课技术”融入教学中，取得了良好效果.物理学史首先以物理故事吸引学生，进而以物理精神感染学生，能够唤醒学生内心的求知欲，这正印证了德国哲学家思贝尔斯的名言：“真正的教育是用一棵树去摇动另一棵树，用一朵云去推动另一朵云，用一个灵魂去唤醒另一个灵魂”.

另外，通过了解物理学史，有利于学生从历史发展的角度看待物理理论;有利于学生从物理学史中学习科学探究的方法，开阔科学探究的视野;有利于培养学生的批判性思维和创新精神.

因此，在《大学物理》这样的基础课程教学中，适当地将学科理论的发展历史融入教学中，对提高教学效果具有积极作用，值得推广.