疫情下线上普通物理课程建设与实践

王 皓，张 颖，杜明润

(中国民航大学 理学院，天津 300300)

2019年底突然发生的新型冠状病毒肺炎疫情，促使全中国甚至全球范围内的教育方式都发生了翻天覆地的变化[1]。自2020年春季学期开始，相继开展实施了网络授课的线上教育模式。这对全新的教育模式来说，不仅是一项任务艰巨的挑战，更是时代赋予教育改革的一个机遇，并且将来一定会在某种程度上影响传统的线下教育模式。疫情结束后，尽管还会回到过去师生共处一个教室，线下授课的传统课堂；但将会从多元的视角，全新的理念，更深层次的扩展现代教育模式，对未来先进的教育改革手段也将更加包容且更有信心。为了响应教育部疫情期间“停课不停教，停课不停学”的指导方针，以及学校对新学期实施线上授课的全面部署和要求，本学期普通物理课程也将充分利用先进的网络信息化等技术，以线上教学为主的方式进行授课。文章将从普通物理线上教学的前期准备、实施方式、教学过程中存在的问题以及如何以学生为中心提高线上教学效果等方面进行研究，并对课程思政在普通物理中的融入进行讨论与实践。

1 普通物理线上教学的前期准备

1.1 线上班级组建

在传统线下课堂，老师和学生只需按时进入教室即可进行授课与学习。为了保障线上课程的运行和学生的日常管理，线上班级的建立是非常有必要的。通过以下措施保证所有学生都进入班级正常上课，一个都不能少！首先，通过知到APP教师版来建立线上普通物理课程，并将学生学号姓名等信息导入课程中，向本班学生发出邀请；然后，学生登录学生版知到APP接受邀请即可成功入课。在建立好线上班级之后，及时通知所有学生进行教学软件的熟悉和适用，确保师生双方在整个线上教学过程中不会受到操作上的不良影响。

1.2 直播技能提高

教学方式由线下转为线上，教师面对的不再是黑板而是电脑，手里拿着不再是粉笔，而是鼠标和键盘。这就要求教师找到通过网络与学生沟通的有效互动方式。在直播课中，教师看不到学生，学生看不到老师，双方共享的只有一块展示PPT的屏幕。因此，要保证课堂教学质量，教师就需要有主人翁意识，将自己看成是主播的身份，通过使用恰当且适度的网络直播过程中的一些常用词汇给学生带来新鲜感和吸引力。从而使上课方式由观看一块静态的屏幕变成活跃动态的互动课堂，学生的上课积极性提高了，注意力集中了，参与度提高了，上课效率也会得到相应的显著提高。

2 线上教学实施方式

在确定本学期将按照计划开学时间进行线上授课后，教研室老师主动出击积极配合，整合已有的优质线上课程资源和教学平台，制定了适用于我校普通物理线上课程的教学方案。普通物理线上课程的教学模式采用的是学生自主学习国家级精品课程和老师开展网络直播相结合的方式[2]。由于我校本课程的教学教材使用的是东南大学马文蔚主编的《物理学》，因此,选用了与此教材相配套的东南大学的国家级精品课程。该网络精品课程的教学视频，PPT电子课件，作业题等等资源非常丰富，并与普通物理课程的内容设置，教学进度等都非常符合。直播软件选择的是钉钉，主要从三个角度进行考虑：一是学生大多都有安装使用过钉钉，操作较为熟练；二是钉钉直播较其它直播软件如腾讯会议的优点是可以随时进行直播回放；三是钉钉直播后台数据可以直接观测到学生的听课时长，可以有效防止学生只花一分钟签到就离开不听课的情况发生。从钉钉统计的听课时间数据来看，98%的同学会进入直播间听课，93%的同学听课时间在1个小时以上，极少数由于网络原因未能按时听课的学生可以通过观看直播回放的方式自我补充。相较于线下授课点名抽查出勤，线上数据统计覆盖度更高更加直观明了，且会对学生起到良好的督促作用，线上出勤率和听课率均高于线下授课。

响应学校关于线上授课的指导，利用智慧树平台构建课程，并在课程资源中上传了课程相关的电子教材，教学视频，教学课件，教学大纲等文件。在上课的90分钟里，学生观看精品课程约70分钟，剩余20分钟由老师进行知识点的总结归纳和重点强调，总体呈现学生自主学习为主，教师直播总结为辅的教学模式。但是，在之后的学习情况调研中发现，学生并不喜欢这种枯燥单一互动性不强的上课方式，并不能带来较好的教学效果。本着以学生为中心的教学理念，切换为以教师钉钉直播为主，精品课资源为辅的教学模式。课上90分钟老师直播进行内容讲解和互动问答，线上精品课资源留给学生课下补充和扩展。此授课方式得到了学生的广泛认可，即完成了计划的教学内容，又给了学生接触高水平教学资源的机会，并以此授课模式一直进行下去。

3 以学生为中心，提高线上教学效果

3.1 线上教学遇到的问题

线上教育模式是一把双刃剑，可以为师生在疫情特殊时期提供全新教学方式。并且从线上教育资源角度来看，内容丰富，形式多样。从我校新工科建设的大背景上来看，新工科在工程教育改革的基础之上，强调各学科之间的交叉融合，注重培养学生解决问题的能力、批判性思维、交流沟通与开拓创新的能力[3]。如果学生能够自觉地对这些教育资源进行有效整合和充分的利用，一定会在以上能力的培养方面受益匪浅。线上教育给予方便的同时也会带来很多授课或管理上较难解决的问题。基于一个学期的线上教学体会，遇到的主要问题有如下几点。

(1)在传统线下课堂，教师可以随时观测到整个班级学生的状态，从学生的表情眼神等都可以反映出对知识的接受程度，从而实时调整自己的授课进度和内容。线上授课的不足之处就在于无法感知学生的学习状态，无法知道学生是以什么样的姿势什么样的态度在听课；且较难实时地了解学生对知识的接受程度，甚至学生在听课过程中做一些与学习无关的行为都无法进行约束。

(2)在直播课程中，学生遇到听不懂的问题时需要在评论区打字，物理上的许多问题尤其涉及到物理量或公式的推导，很难用文字表述。并且考虑到师生间声音画面具有一定的延迟性，经常出现老师已经在进行下一环节的讲解，学生还在问上一小节的问题，使得整个线上授课过程进行的不是非常有序，因此需要在时间安排上进行相应调整。

(3)物理课程的学习离不开例题和作业题的演算，作业在物理课程中是较为重要的一环，且与期末考试题有一定的相关性，是否认真做作业很大程度上决定了期末的考试成绩。目前采用的是钉钉软件中的家校本进行作业收集与批改，家校本可以直观全面的看到学生的交作业情况，对学生交作业起到较重要的督促作用。从钉钉的统计数据来看，共收过7次作业，交作业的人数平均达95%以上，远高于线下只有近85%的交作业人数比例。

3.2 以学生为中心，提高线上教学效果

基于以上线上教学过程中遇到的种种问题，教师需要从上课、答疑解惑、作业等途径全方位敦促和帮助学生，以学生为中心，翔实线上教学过程中的每一个环节，最终保证教学质量，提高线上教学效果。为此，本学期线上教学过程中主要采取了如下解决措施。

(1)以学生为中心，为了保证学生线上的听课质量，将授课内容按知识点进行分块，每讲完一块内容，暂停并及时征求学生在评论区进行反馈，是否听懂和消化吸收，对不懂的问题重新进行讲解。让学生带着疑惑继续进行下去，只会影响后续内容的学习。然后，再设置一到两道较为简单的选择题请学生限时作答。一方面可以检验学生上课是否认真听讲，另一方面通过一个简单的师生互动可以不断地吸引学生的注意力，提高听课效率。此外，由于小题设置的较为简单，也可以大大地提高学生的自信心和学习的积极主动性。在课程结束后课下学生需要答疑时，鼓励学生在群内相互答疑、相互帮助，促进思维的碰撞和知识的融会贯通[4]。

(2)以学生为中心，为了保证学生不走神不中途翘课，上课90分钟持续保持较好的听课状态，我会在上课过程中对重点内容进行强调，并要求学生手写记录笔记。在本次课程结束后，即刻抽点两位同学将笔记拍照到班级群进行检查。如此一来，学生需要整节课都全神贯注，才不会错过每一个重点的笔记记录。并且从短期来看可以对本节课知识点进行总结和巩固，从长远角度看，学生将每一节课的重点都记录下来，最后合在一起即为本课程的全部重点内容，在期末复习时将更有侧重性更加得心应手，还可免去期末不知所措强烈要求老师划重点的尴尬场面发生。

(3)以学生为中心，保证作业相关知识点的消化吸收和自主完成情况。线下教室的习题课，教室可以在黑板上进行一步步详细的演算，并且写完后会在黑板上存留一定时间供接受力较差的同学回味消化。在线上习题课中，老师进行实时详细的分步解答速度过慢，且屏幕大小有限需不断切换。因此，我将详细答案写在习题册上，进行拍照利用扫描全能王APP处理后形成非常清晰的印刷版习题详解PDF文件，在习题课过程中仅需利用画笔在PDF上勾出关键内容即可。在习题课完毕后将详解PDF文件上传至群文件，学生可随时下载进行参考。

3.3 成果导向教育(OBE)分析

由于目前本人仅带过两届学生，第一届尚处于大二年级，无法从学生从事工作岗位等层面多元化的进行成果导向分析。因此，只能以相对短期内的期末考试成绩做为成果，反过来分析教学效果的优劣性。本学期普通物理班级共123人，不及格人数12人，不及格率9.8%，远低于前两个学期超过25%的挂科率。因此，从期末成绩来看，本学期线上物理课程的教学效果得到了显著提升，侧面反映了以学生为中心，进行课程建设，提高教学效果的有效性。

4 普通物理课程思政

本课程思政主要的设计思路是在学生课程学习同时，培养学生从唯物的、辩证的角度去看待科学问题，培养学生的大国自信和家国情怀，以及积极探索、勇攀高峰的精神，从而落实习主席立德树人的目标要求[5,6]。目前，基于以上课程思政设计思路对思政元素进行挖掘，构建了由50多个思政元素构成的“普通物理课程思政元素库”，确保不生搬硬套，不强词夺理，达到润物无声，积极向上的教育效果，从而使学生引起共鸣，树立发奋图强和勇于攀登的科学精神。通过对知识点进行细致的分析和梳理，以两个例子作为说明课程思政的融入，思政元素与课程内容的结合情况简述

4.1 唯物主义世界观

物理学是建立在唯物主义和严密的逻辑思维体系基础上的，且必须遵守自然规律的学科。在学习物理过程中，可以进行猜想，但不可以无实验或理论依据的瞎想。因此，可以在课程内容中穿插一些重要实验现象的发现过程或相应的实验定律是如何一步步确定并产生的，如以原子内部有核结构的发现为例，讲授卢瑟福有核模型，有助于很好地培养学生实事求是的精神。

4.2 大国自信和家国情怀

目前普通物理课程所用教材相对较老，课程中理论为主，因此较少有涉及中国科学家的贡献，容易使得学生产生中国科技落后的错觉。因此，需要在授课过程中选取合适的章节进行课程思政，来突出中国科技发展的实力，弘扬大国工匠精神，增加学生大国自信和荣誉感。例如：在讲授刚体角动量守恒部分，与学生讨论中国哪些领先世界的高科技产品可以看成只受有心力的刚体。给学生播放 “神州”系列载人航天飞船，“墨子”号量子通信卫星等图片并讲述相关世界领先记录，培养学生的工匠精神，文化自信和民族自豪感。

5 结 语

文章从线上普通物理课程前期准备、线上教学开展模式、以学生为中心，提高教学效果、课程思政的融入等方面进行了实践与探讨。经过一学期的普通物理线上授课之后，发现了许多线上授课过程中遇到的问题，并经过探索得到了相应的有效解决办法，全面适应并改善了线上普通物理课程的教学方式。本学期疫情环境下被迫进行的大范围线上教育必将对线下课程产生一定的影响。在今后的教学过程中，有待进行教学改革研究的方向为线上线下混合教学模式在普通物理课程中的开展与应用。要大胆尝试多元化的教学手段，深化“以学生为中心”的教育理念，激发学生对普通物理课程的学习兴趣，不断提升普通物理过程的教学质量和学生学习效果。