大学物理线上线下混合式教学探索

2023-04-17解玉鹏刘文彦

吉林化工学院学报 2023年10期

解玉鹏,刘文彦,吉丽

(吉林化工学院理学院,吉林吉林 132022)

随着时代的进步,对人才的需求有了新的变化,培养复合型专业人才成为社会发展的需要。因此,为适应社会发展,改革教学内容,才能促进学生的全面发展。课程是大学教育的关键,它承担着培养人的重任,肩负“立德树人”根本任务,实现“以学生发展为中心”理念的关键环节。2018年教育部通过一系列文件提出淘汰“水课”、打造“金课”[1-2]。对于“金课”而言,从教师为中心转变到学生为中心,从考试为中心转变到学习为中心的教育模式,在教学过程中注重对学生思想的引领、思维的锻炼和能力的培养[3-4]。

大学物理是一门理工科学生必修的基础课程,其教学模式、教学内容、评价体系对教学效果和教学质量有重要影响[5-7]。因此,改变传统线下教学模式,将互联网技术融入课堂教学即引入线上教学模式,有效提高教学质量、提升教学效果,更好地培养复合型专业人才[8-10]。

发挥传统线下教学和新兴线上教学的优势,提出线上线下混合式教学模式,其创造更多的空间和提供更多的时间方便教师和学生交流,提高教学效果,提升学生自主学习能力;教师以“润物细无声”的方式,发挥课程思政作用,实现多维度育人目标[11-12]。

本文以大学物理课程为例,结合已录制完成的线上微课教学资源,采用线上线下混合式教学模式,开展相关研究。

一、授课对象及教学方法

(一) 授课对象

以吉林化工学院四年制2019级化学工程与工艺专业学生为授课对象,总人数为155人。其中,将化学工程与工艺专业分成两个教学班,两班人数分别为75人和80人,分别采用混合式教学和传统教学。

(二) 教学方法

1.混合式教学

(1)课程团队

本课程共2名教师,均具有5年以上大学物理课程教学经历,均为硕士及以上学历,研究方向包括凝聚态物理、材料物理等。此外,由1名助教老师负责线上资源维护及管理。

(2)内容设置

以赵近芳主编的《大学物理学》[13]作为课程授课教材,将授课内容分为线上和线下两部分。线上教学内容主要包括力学、热学、光学、机械振动系列教学视频的理论学习;线下教学主要包括小组讨论,翻转课堂以及演示实验等。学时分配为线上32学时,线下16学时。

(3)线上教学资源

本课题组所用线上视频资源均为该课题组自行录制微课,并且荣获吉林省精品在线课程,线上教学资源包括以下模块:①公告模块:发布各项通知,督促学生参与上线学习。②视频模块:发布课题组录制的课程视频、制作的课件及其他相关教学资源。③测试及作业模块:发布章节作业、测试及考试任务。④问答及讨论模块:课上提问、抢答以及课后讨论互动。

(4)教学实施

①线上教学

根据教学大纲及授课计划,在超星学习通系统上传拓展资料、讨论题和测试题等,学生进行自主学习。将视频内容设置为必修内容,并且在每节视频内容结束后,学生要在网上回答相应的问题,回答正确后,本节视频内容学习结束。在学习过程中遇到问题时,可随时在“学习通”中向老师求助。教师通过线上学习数据及时掌握学生学习进度;通过学生提问及作答情况,掌握学生的学习效果。拓展资料可以帮助学生开阔视野,掌握更多前沿科技知识和生活常识,激发学生学习兴趣。根据线上内容的数量和难易程度,安排线下分组任务,每组6～7名同学,进行分工合作(查阅资料、整理知识点以及疑难问题等),做好线下学习准备。

②线下教学

教师根据学生线上学习进度和学习效果,对知识难点以及学生提问进行总结,并组织学生分组讨论,营造良好的课堂氛围。学生根据提前安排好的分组和任务,进行翻转课堂知识点讲解,加深对知识的理解和掌握。针对物理知识点(夫琅禾费单缝衍射、热气机演示等)进行演示实验,鼓励学生参与到实验中来,培养学生主动思考以及动手能力。课程最后15分钟,引导学生做课程知识点总结,并且将章节内容画成思维导图,进一步巩固所学知识,教师进行课程总结和小组点评。

2.传统教学

采用传统线下教学模式进行授课,保证授课教师、教学内容和总课时与混合式教学相同,主要采用课堂讲授、课上演示和课后辅导答疑等教学方法,48学时均为理论课。

(三) 评价方法

1.学习成绩评定

课程成绩注重过程考核,采用多元化的考核方式进行总成绩评定,总成绩=平时成绩(20%)+线上期中考试成绩(40%)+线下期末笔试成绩(40%),满分为100分。

两组平时成绩的组成基本相同:混合式教学组平时成绩由线上学习完成情况、线上答题情况和平时作业完成情况构成;传统教学组平时成绩由课堂出勤率、课上回答问题情况和平时作业完成情况构成。两组线上期中考试和线下期末考试试题完全相同。

2.混合式教学相关问题问卷调查

对采用混合式教学的同学进行问卷调查,主要包括自主学习能力以及课程评价等,并对调查结果进行分析总结。问卷回收率100%。

二、结果

(一) 混合式教学模式成绩高于传统教学模式

混合教学模式和传统教学模式下学生大学物理成绩见表1。混合模式班级网上考试平均成绩(36.16±0.61)显著优于普通模式班网上考试平均成绩(34.23±1.35);混合模式班级线下考试平均成绩(34.65±1.38)显著好于普通模式班级线下考试平均成绩(30.39±4.73);平时成绩两组相差较小。最终,混合教学模式下,班级75名学生总成绩(85.09±9.12)显著高于普通教学模式班80名学生总成绩(80.87±11.90)。以上结果表明:线上线下混合式教学模式能够有效调动学生学习积极性,引导学生充分且合理利用时间,提升学生自主学习能力,从而提高学习成绩。

(二) 学生对混合式教学模式满意度高

混合式教学模式相关问题调查结果见表2。学生对于混合式教学模式接受程度较高。通过使用该教学模式,充分激发学生的学习兴趣,并且帮助学生更好掌握课程知识。此外,利用课余时间观看视频并没有增加学生的学习负担,该教学模式的使用有利于提高学生自学能力以及培养学生其他方面的综合能力。

三、讨论

(一) 采用混合式教学有助于提升大学物理课程教学效果

在大学物理课程教学中,基于信息化教学资源,开展线上线下混合式教学,切实提高教学质量。由于混合式教学模式仍处在不断建设和完善的过程,因此针对大学物理课程混合式教学改革,更需要不断的更新和完善线上教学资源,并且合理开展线下教学内容。

本研究结果表明,混合式教学组的综合学习成绩得分高于传统教学组。传统教学过程受教学时间和空间等因素限制,根据教学计划安排,每次课为2学时(90分钟),师生互动和交流时间短暂,另外,按教学计划要求,教师讲授内容较多、速度偏快,无法给予学生反复强化知识的过程,并且课后学生无法重现教师课上授课情景,影响课后复习效果。因此,本课程设计中,每节课程线上视频资源均在10分钟左右,对于时间长度合适的教学视频,学生能够在认真并且有效的完成学习,从而提高学习效率;学生完成视频观看后,需要完成规定的问题,进一步巩固学习成果,此过程能够进一步提高学生对线上教学的参与度以及对学习内容的专注度。线上教学模式不受时间和空间限制,学生可以随时随地反复学习,强化物理知识,混合式教学组中的学生每节课程播放次数均在2次以上,充分利用线上教学资源,巩固学习效果。混合式教学模式中的线上讨论专区,学生将学习过程中遇到的问题及时上传,教师针对学生的问题及时解答,提高师生交流互动频率,调动学生学习积极性。教师根据线上教学系统提供的统计数据,及时掌握学生学习状态和效果,为线下针对性答疑做好准备。大学物理课程与大学物理实验课程相辅相成,开设本门课程旨在学生能够在数学理论的指导下解决力热光电中的实际问题,将所学知识与实践结合,从对知识简单理解转化为实践应用。因此,线下教学构建以学生为中心的翻转课堂和开展课堂演示实验等,注重线上线下联动、理论实践并进、能力素质提升,从而实现知识传授、能力培养和素质锻造“三位一体”的育人目标。

(二) 采用混合式教学有助于提高学生满意度和参与度

混合式教学组学生对教学设计、教学内容、教学效果等认可度较高,线上教学内容学生完成情况较好,学生能够利用碎片化时间进行自主学习。随堂互动参与率和讨论区次数都很高,充分说明学生对大学物理课程内容很感兴趣,尤其是与所在专业相关联的课程内容上,学生在教师的引导下,积极思考自身专业知识和物理知识的交叉内容,例如化学工程与工艺专业的核心课程“化工原理”,主要讲述两部分内容流体力学和单元操作,但无论是流体力学的方程,还是干燥、吸收、精馏和萃取等都是物理过程,物理过程就会涉及动能、热量,再深入一些就是轨道、能级、薛定谔方程等物理知识。学生们都能够认真思考,积极发言并参与讨论,课堂气氛较活跃,学习参与度和学习效率明显提高。课后学生进行分组,学生们按照分工进行查阅资料,积极并认真完成自己负责的任务,同时与其他同学和老师交流合作完成小组工作。在此过程中,有效发挥学生创造性,更能体现教师和学生平等合作关系,有助于教学相长。大学物理课程线上线下混合式教学模式,激发学生积极性,提升学生对课程的满意度。调查问卷结果显示,学生综合能力得到明显提升。