基于超星学习通平台的大学物理实验混合式教学模式的探究

吴云沛 陈 杰 胡永金 周晓红

（湖北汽车工业学院<理学院>，湖北 十堰 442002）

0 引言

物理学是整个自然科学的基础，而大学物理实验在工程技术人才培养中具有不可替代的重要作用。其教学体系是基于传统教育思想设计的，具有知识系统性强、内容深、理论性强等特点。但是传统的大学物理实验课在教学模式等方面还存在一些不足。当前主流的教学模式依然采取传统的讲授方法，限制了学生创造能力的发挥及个性的培养[1-2]。对于与信息化时代一起成长的“00后”大学生来说过于单一和无趣，不仅不能提高教学质量，还会降低学习效率，使得学生获取知识的好奇心和积极性受到束缚，这很大程度地影响了学生创造思维能力的发挥及个性的培养。为了打破大学物理实验传统教学模式对学生能力培养方面的限制，本校之前也尝试了各种教学改革，我们的大学物理实验课在2009年和2015年先后被评为湖北省精品课程和湖北省精品资源共享课，建立了课程网站，上传了大量的实验教学视频等教学资料，学生可以在实验前登录网站查阅相关资料进行课前预习，每个实验的视频文件比较大，播放时间久，学生只能从电脑登录来观看，导致学生的自主学习积极性不强，效果不太理想。在课后答疑这一块，课程网站虽然也建立了BBS版块供学生留言提问，但是由于条件所限不能及时回复学生的问题。网站的访问率逐年降低，更先进的网络教学方式被引入教学势在必行，作为理工科专业的必修基础课，大学物理实验课也要与时俱进，向着精准教学和多元化的教学模式迈进。

1 我校大学物理实验教学现状

我校的大学物理实验课包括了大学物理实验A1和A2，分别在大学第2、第3学期开设，大学物理实验A1共28学时，包括1个必修的大学物理实验理论课（绪论、测量误差与数据处理）、6个实验项目（在实验室开设的实验项目中根据专业需求和自身兴趣自选），A2为7个实验项目，在实验室开设的实验项目中自选7个，学生在实验前写出预习报告，很多同学都是复制教材上的内容，并未进行系统和有效的预习。因为没有教师的讲解，实验原理部分自学效果很差；实验仪器的使用方法和注意事项部分的预习很难达到预期，学生觉得看不到仪器，无法预习，即使认真预习了，印象也不是很深刻。进入实验室后，大部分学生在未预习的情况下很难在短时间理解实验原理，或者干脆不听原理部分的讲解，只听实验操作部分的讲解，实验就变成了机械地按照教师的讲解去操作，不管是验证性实验还是综合性实验，原理都稀里糊涂。实验报告的撰写也经常出现抄袭，科学规范的数据处理能力的锻炼也不尽人意，大学物理实验课的培养学生活跃的创新意识以及适应科技发展的综合应用能力[3]等几乎都是一种理想型的存在。

2 线上线下混合式教学的具体措施

自从祝智庭教授于2003年在国内首次介绍混合式教学模式后，对于这种教学模式的研究与实践如雨后春笋般，再加上现在手持移动数码产品和无线网络的普及，根据移动学习[4]的特点，物理实验中心于2020年在“超星学习通”平台建立了大学物理实验A1和A2课程，建立开放式物理实验教学平台，打造“五位一体”的教学模式，“五位”包括教师、学生、实验室、超星学习通平台和实验报告，将其紧密结合起来，环环相扣，切实提高教学质量。物理实验中心以自编教材上的章节在学习通上建立对应的课程章节，每个章节的内容包括电子教材、实验背景知识、预习思考题、实验课件、课后知识检测题和实验微视频等线上资源，目前已基本完成两个学期的在线课程资源的建设，共计实验项目30余项，另外还建立了丰富的物理知识的资源库，为学生的课外学习提供了良好的保障。在课程资源建设之外还设立了讨论板块，老师不定期发布话题，使学生与老师间的互动方式更丰富，还可以让更多的学生参与进来，提高学生对大学物理实验学习的兴趣。

实验开课前，物理实验中心将学校选课系统中的选课班级在学习通平台建立对应的班级，再将学生名单导入即可。然后发布线上线下混合式教学模式的相关通知，在实验前让学生学习相应的文字资料和观看相应的“微实验”（包括实验原理、实验操作注意事项和实验数据处理），完成实验的预习思考题，实验指导教师可以根据预习思考题的完成情况在课堂做到有的放矢，预习思考题的完成情况作为实验预习成绩的一个重要参考，这样学生自主学习的积极性就会得到很大程度的提高，即使部分内容没有完全明白，学生也可以带着问题来做实验，课堂教学可以采取多种灵活的教学方式，比如分组讨论，将预习时遇到的问题都说出来，教师可以随时参与讨论，讨论完毕后可以让组长总结讨论结果，教师再进行总结。讨论式的教学会使得课堂气氛很活跃，会加深学生对知识的理解和掌握，从而改变了学生从属学习地位，学习的主体地位由“教”转向了“学”。通过良好的预习以后，实验课的主角由教师变成了学生，学生就会有充裕的时间去探索实验，相对传统的教学模式，对于学生的自主学习能力、实验操作能力和创新能力的培养会有很大程度的提高。在课后，学生在撰写实验报告时遇到困难，在传统的教学模式下，学生要么和同学讨论，要么再去实验室向教师请教，学习的连续性和效果均不佳。对于混合式教学，此问题可以迎刃可解，学生可以及时地反复去观看“微实验”的相关内容去解决困难，也可以利用超星学习通的班级群与教师讨论，解决问题。

3 线上线下混合式教学的成效

以2020—2021学年第一学期在选修拉伸法测金属丝弹性模量实验的学生为样本，在课程结束后总结了新模式下的教学效果，首先，从课堂教学方面来看，学生的自主学习能力和解决问题的能力有了很大程度的提高，具体的表现就是提问题的学生相比传统教学时期少了很多，即使有学生提问题，都是问一些富有建设性的问题，这些问题的提出，对于学生的学和教师的教都有很大程度的提升，师生之间互促互长。其次，从实验报告的完成情况来看，学生的数据处理能力增强了，思考题回答的正确率提高了，实验报告也变得更加整洁了。有的学生还提出了对该实验的建议，这样的学生也是我们每年选拔各级物理实验竞赛的重要人选。新的教学模式也促进了大学生物理实验竞赛的良性发展。该教学模式下的学生在2020年全国大学生物理实验竞赛取得了1个二等奖和3个三等奖的优异成绩。最后，从实验综合成绩方面来看，我们抽取了传统教学模式下2018—2019学年第二学期选修拉伸法测金属丝弹性模量实验的学生的成绩，对比发现混合式教学模式下学生的实验成绩比传统教学模式下的有明显提升，尤其是实验预习成绩和实验操作成绩有很大幅度的提升。这说明混合式教学模式最大化了学生在实验室进行深层次参与的时间，这种教学模式在大学物理实验课程中的应用能够为学生提供更多的理论支持和实践能力探究，充分证明了混合式教学对学生的大学物理实验成绩的提高是有益的。

4 结语

将线下线上混合式教学模式引入大学物理实验教学，可以大大提高学生对知识的求知欲，让学生真正参与到学习中来，让学生成为大学物理实验课的主角，教师的角色变成了催化剂。但是师生角色的转变并不意味着教师被从课堂上被解放了，而是要求教师也要随着教学模式的改变去不断提升自己新模式下的课堂讲授、掌控能力和课程的教学设计，将“五位一体”的线上线下混合式教学模式的教学效果最大化。