大学物理线上教学经验总结及效果分析

徐义爽，王 刚，徐 婕，穆春燕，李 徽，杨广武

(1. 北京科技大学 天津学院，天津 301830;2. 天津中德应用技术大学，天津 200350)

本学期我校大学物理课程采取线上教学模式进行．这种全新的教学模式对教师和学生来说，都是既新鲜又充满挑战．线上教学与线下教学不同，它具有自身的特点，如师生无接触、不受地域限制、授课资源丰富、平台多样、授课方式灵活[1-5]等．线上教学模式存在多种挑战，如教师对线上教学不适应、外界支持不足、学生身心适应障碍、网络教学效果参差不齐等[6]．在这种背景下，如何将学生的学习积极性调动起来，如何保障教学效果显得尤为重要．本文就我校线上教学的经验进行总结，并结合近三年的教学情况进行效果分析．

1 课堂设计

我校大学物理线上教学采用直播授课的方式进行，面向11个专业、34个班，共1340名学生．依据物理学知识结构、线上教学要求[7]以及我校培养应用型人才的定位[8]和专业设置，制定以力学、热学、电磁学为主，其他章节为辅的教学方案．我校大学物理课程分两学期授课，分别为大学物理Ⅰ(48学时)与大学物理Ⅱ(32学时)，不包含物理实验．本学期为大学物理Ⅰ，各章节内容及学时分布见图1．图中的数字代表学时数．

图1 各章节学时分布图

1.1 教学环节设计

教学过程中，基于模块化思想[9]，将知识划分为若干知识单元．各知识单元以引、讲、论、析、练、讲和结这7个环节开展教学活动，以动量定理为例的教学环节流程图见图2．教学过程中通过快问快答、讨论、分析、师生共讲等方式加强与学生的互动．为加深学生对知识的理解，增加学生学习的趣味性，安排学生课下在家中进行实验．学生根据教师提示选用家庭生活中的常见物品验证课堂所讲的内容，如：自制总质量相同而质量分布不同的陀螺，验证转动惯量与质量分布有关；用长短不同的杆模拟“顶杆”表演，验证杆的长度与杆倒下所用时间的关系；观察水盆内水波的传播和干涉等．通过分析物理现象、开放实例、进行居家实验等形式，将知识与实际生活结合起来，提高了学生对物理现象进行建模、分析的能力，进而提高了学生应用知识解决实际问题的水平．

图2 教学环节流程图

1.2 小情景思政教育

大学物理教学过程中的思政教育形式一直备受关注．从效果上来说，显然情景教育较言传教育具有优势．考虑到我校大学物理课程的学时紧凑，以“小情景”的形式进行思政教育．以课堂互动为基础构建“小情景”，如以对天宫二号空间站的受力分析为基础，引出开普勒第二定律，通过天宫二号空间站这个“小情景”让学生体会到我国航天技术的成就，激发学生的爱国热情．在此基础上还加入了品德和安全教育，如分析了人从4楼掉落到地面的平均冲力后，安排学生计算苹果从20楼落地时的平均冲力，进而告诉学生高空坠物的危险，勿随手抛物．这种依托课堂互动的小情景思政，形式灵活，内容丰富，占用的课堂时间较少，又与课堂“无缝衔接”，受到师生欢迎．

1.3 授课平台与答疑

授课平台选择腾讯课堂与云班课结合的方式，以腾讯课堂为主平台进行课程直播，云班课为辅平台进行签到和课堂练习．上课时教师同时登录两个平台，学生依教师指示在两个平台间切换，网络条件允许的学生亦可同时登录两个平台．课前和课后各安排一次签到，时间一般为5分钟．课堂练习对应“练”这一环节，视教学内容安排，次数不定，时间依题目难度确定．教师在云班课发起练习任务并设置分值，学生以照片形式提交练习结果，并可通过云班课查询得分情况．云班课签到和课堂练习结果界面见图3，从图中可以清楚地看到学生的签到结果和课堂练习参与情况，数据可以按学号排序且可以导出到电脑，方便教师统计与保存．腾讯课堂也有签到功能，但签到数据导出结果为excel表格，需要手动区分学生是否签到，整理数据较云班课复杂，可以作为云班课的补充，以避免学生因APP出现异常而影响签到．答疑在QQ群进行，这样既保证了学生的问题及时解决，又保留了答疑过程，其他同学可通过聊天记录进行复习．课堂知识解答不是以答为主，而是以解为主，引导学生自己发现问题所在，掌握知识应用的条件与过程．

图3 云班课界面图

2 课堂管理

在线下教学时，我校学生亦存在独立学院学生的共性问题，即学习态度不端正，出勤率不高；上课期间玩手机、睡觉的同学比较多，作业抄袭现象比较严重等[10]．而线上教学由于教师和学生在两个相隔的空间，教师看不到学生，只能通过课堂留言、课堂练习、语音交流等途径与学生互动，再根据学生互动情况，判断学生是否认真听课．显然，课堂互动参与人数有限，教师无法掌握未参与互动的学生的听课情况，对学生的监督力度不足，还需要通过加强课堂管理督促学生认真听课．为加强课堂管理，我们采用多元管理模式，效果显著，本学期的平均出勤率达到98%以上．

2.1 严格课堂管理，辅导员共管

严格课堂管理，采用课前、课后签到，课堂随机点名的方式督促学生按时上课，并邀请辅导员进入课程QQ群和腾讯课堂参与课堂管理．通过统计学生考勤、课堂练习、互动的数据及与辅导员沟通，了解学生听课情况及请假旷课原因．教师对迟到、早退、听课时间短、课堂互动参与少的学生进行重点提问以提示其认真听课，辅导员对多次课堂表现欠佳的学生进行谈话或联系家长．

2.2 宽待学生，引入容错机制

为防止学生确实因网络异常等突发情况无法正常考勤而影响平时成绩，课堂管理引入容错机制．记录学生的考勤情况的同时，记录异常考勤的次数，若学生整学期只出现一次考勤异常，其它课堂表现较好，则此次考勤异常不扣平时成绩；若学生出现两次以上考勤异常，则两次都按未进行考勤扣平时成绩．这样要求使得学生更加重视考勤，尤其是有过考勤异常的同学，参与课堂活动的积极性更高．纳入容错范围的考勤包括：5分钟以内的迟到、10分钟以内的掉线、2分钟以内的互动延迟等．对于偏远地区和确实存在上网困难的同学，经辅导员核实，教师可以适当放宽要求，并提供自主学习资料．

2.3 及时沟通，关注学生情绪

利用QQ群与学生进行实时沟通，尤其注意学生情绪变化．通过与课堂互动不活跃的同学聊天，了解学生不愿参与互动的原因，鼓励学生参与互动．对确实有困难的同学耐心引导，帮忙找出解决困难的方法或给出建议．如：某学生课前提出家里停电，手机没电无法上课，此时核实学生情况比较繁琐，可能影响学生上课，故选择跳过核实直接帮学生想办法解决．此时可提供两种解决方法：一是向辅导员请假，自学本次课的内容并补交课堂练习题；二是借个充电宝，克服困难正常上课．最终学生选择正常上课且表现较好．可见教师的正确引导，比单纯约束更容易被学生接受．

3 效果分析

通过对比19级学生线上考试成绩和近三年线下考试成绩，从成绩分布角度对本学期线上教学效果进行分析．

3.1 命题原则

期末考试依托超星学习通平台，以开卷考试的形式进行．试卷考试题型为单选题，题目章节分布见表1．为防止作弊，保证考试公平性，将题量增加且把部分计算题改成选择题．各任课教师分章节命制43题，再以每题为一组裂变为3-4题．裂变的原则是：在不改变该题所考察的知识点及难度的基础上，变更研究对象、改变提问角度、变换数据等，最终共生成包含43组161题的考试题库．超星系统在每组题目中随机抽取1道题，生成期末考试试卷，再按题目乱序、选项乱序，进行组合，大大减少了试卷重复的可能性．

表1 试卷题目分布表

3.2 成绩分析

将19级学生的线上考试成绩与近三年的线下考试成绩对比得到图4．由图4可以看出线上考试的成绩分布更接近正态分布，较线下考试成绩分布更合理．对19级学生来说，90分以上的人数较往年减少，说明开卷考试并未降低考试难度．这是由于：虽然命题难度与往年持平，但题量增加，要求学生能熟练应用知识；题目虽为课堂练习及作业的变形，但考察方式及研究对象都有变化，要求学生能准确把握知识并活学活用．这样“一知半解”和“背题”的同学就不容易得分．50～79分的人数比例明显提升，40分以下的人数比例明显减少，说明考试难度并未增加，大部分学生能够达到考试要求．可见线上考试也是一种值得尝试的考试方式，这种大题量开卷考试的思路，虽然减少了高分学生的比例，但更注重学生对知识的熟练度、准确性以及知识的应用进行考核，更加利于应用型人才的培养，值得进一步研究．

图4 学生试卷成绩分布图

4 总结

在本学期的线上教学工作中，我校基于模块化的思想划分知识单元，各知识单元分7个环节进行教学．教学过程中通过问答、分析、讨论、师生共讲的形式加强互动；通过分析生活中的物理现象、居家实验提高学生对知识的应用水平；通过“小情景”思政教育提高思政教育的频次和灵活性．在课堂管理中严格要求的同时，依据学生的实际情况进行个性化调整，并注重学生的心理变化，保证了出勤率的同时提高了教学效果．本学期学生的线上考试成绩与前三年相比分布更合理，可见课堂参与度与学生的成绩提高相关，尤其是中等水平学生成绩的提高．通过本学期的线上教学，我们发现线上教学，不单是“教”更加是“学”，是一种教师和学生共同成长的过程．如何将线上教学的优势与线下教学的优势相结合，使大学物理教学既达到教学效果又得到学生的认可，需要广大物理教师不懈地努力．