劉艷磊 姜富強 趙言誠 孫秋華 姜海麗

摘 要：文章提出了融合在線課程與CUPT的大學物理混合式教學模式，并在哈爾濱工程大學精英班的《大學物理》教學中進行了實施，取得了顯著的教學效果，提高了學生自主學習的能動性，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神，鍛煉了學生的交流表達能力，改變了考試形式單一的模式，使學生的知識、能力和素質(zhì)得到全面協(xié)調(diào)發(fā)展，提高了《大學物理》教學的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大學物理;混合式教學模式;在線課程;CUPT

中圖分類號：G642.0? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1673-8454（2019）16-0060-03

物理學是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學科，《大學物理》課程以物理學基礎作為教學內(nèi)容，是高等院校理工科各專業(yè)學生一門重要的必修基礎課。通過系統(tǒng)地學習《大學物理》課程，為學生打好必要的物理基礎，在培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀、鍛煉物理建模的能力、增強學生分析問題和解決問題的能力、培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不可替代的重要作用。

傳統(tǒng)的《大學物理》教學模式以教師為中心，教學組織形式以大班制授課為主，教學過程是單向式的，傳遞的信息是同質(zhì)的，不利于學生的個性發(fā)展。學生的學習過程以記憶理解為主，在學習過程中缺乏實踐體驗，缺少對知識的應用和評價以及基于所學知識的創(chuàng)新，這樣的教學模式難以適應信息時代的需要。

為了適應高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，我校大學物理教學團隊在探索中對課程的教學模式進行改革，將在線課程與CUPT融合到《大學物理》的教學中，實現(xiàn)物理課程的混合式教學模式，突破了傳統(tǒng)教學的局限，提高了學生的學習興趣，達到了提升學生綜合能力的教學目的。

一、大學物理混合式教學的理念

現(xiàn)今的混合式教學模式充分利用豐富的網(wǎng)絡資源，以實體課堂為主，在線開放課程為輔，把傳統(tǒng)課堂教學和網(wǎng)絡在線教學的優(yōu)勢結(jié)合起來[1-3]，互相取長補短，在混合式教學模式的引導、啟發(fā)和監(jiān)控教學過程中積極發(fā)揮教師的主導作用[4-5]，在學習過程中培養(yǎng)學生的主動性、積極性與創(chuàng)造性，在推動學生學業(yè)發(fā)展的同時，助推學生學習能力和自我規(guī)劃能力發(fā)展，為將來走上獨立的自我發(fā)展之路奠定必要的基礎[6]。

本校的《大學物理》課程借鑒當代混合式教學模式的理念，在每節(jié)課程中融入本校大學物理教研部錄制的《大學物理典型題解析（上、下）》慕課視頻，并在課程全程融入CUPT課題。CUPT（China Undergraduate Physics Tournament）是中國大學生物理學術(shù)競賽的簡稱，是我國借鑒國際青年物理學家錦標賽模式創(chuàng)辦的一項全國賽事，比賽的目的是提高學生綜合運用所學知識分析解決實際物理問題的能力。CUPT的題目都是與實際物理問題緊密相連的，在對每一道題目的研究過程中都需要應用基本的物理知識，對問題進行理論建模并深入分析，最終進行實驗論證。將CUPT課題的研究過程融入到《大學物理》教學中，不僅鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，提高了科學素養(yǎng)，還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識、團隊合作精神、交流表達能力，使學生的知識、能力和素質(zhì)得到全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

融入了在線課程與CUPT課題的大學物理混合型教學模式中，教師是課程進程的掌控者和學生學習狀態(tài)的觀察者，學生是學習的主體，是課程的核心，是被教師關(guān)注并引導前行的對象。豐富的網(wǎng)絡資源和引人入勝的研究課題激發(fā)了學生學習的主動性和積極性，不僅可以在學習能力、學習方法和解決問題思路等方面為學生后續(xù)課程的學習打下良好基礎，而且充分發(fā)揮《大學物理》課程在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力方面的獨特作用。

二、大學物理混合式教學模式的實施

基于大學物理混合式教學模式，在授課過程中，教師負責規(guī)劃進程，明確學習目標，提供學習資源，釋疑解惑，并組織討論和測試。在新學期物理教學第一次課的課堂上，教師將本學期的學習計劃明確展示給學生，并簡單介紹CUPT課題和比賽模式，同時布置CUPT課題。課題的布置方式通常采取分組的形式，根據(jù)CUPT課題的個數(shù)將班級分成若干個小組，每個小組的人數(shù)由班級的總?cè)藬?shù)決定。

2019年CUPT共有17個題目，我們在本校的精英班中進行這種教學模式時，根據(jù)班級總?cè)藬?shù)為73人，分成了17個小組，其中有5組每組5人，其余12組每組4人，每個小組推選一位組長，由組長對題目進行拆分，對小組成員需要完成的任務進行分工，小組成員協(xié)作共同完成一個題目。每個題目完成的考核標準包括對題目的認識、理論分析推導、實驗設計實現(xiàn)、工作評價展望，以及現(xiàn)場答辯考核時PPT的制作能力、時間掌控能力和臨場表達能力。每位學生需要自我規(guī)劃課題開展流程，在自身與學習資源之間、生生之間、師生之間自主尋求學習上的幫助。

在每一節(jié)物理課程的授課中融入在線課程，通過智慧樹網(wǎng)絡教學綜合平臺將線上課程和課堂教學結(jié)合起來。在平臺上提前上傳課程介紹、教學大綱、教學日歷以及課程通知等。在課前線上教學中，教師首先將準備好的線上教學資料，包括課程教學視頻上線，供學生在線觀看。學生學習資料時需要帶著問題學習，每一章的內(nèi)容劃分為若干個小的知識點，每個知識點學習時都有任務，通過觀看一定量的視頻，要求學生完成基本概念的學習和理解，并回答教師提出的預設問題。根據(jù)CUPT將每個班級分成的小組在平臺上分組討論，并給出討論結(jié)果，教師按每個小組討論的程度給出成績。在課堂討論中，進行相關(guān)的討論活動，包含線上學習過程中的自測題、討論的問題、能力拓展的問題等，強化學生對知識的應用和評價。

根據(jù)課程知識點的性質(zhì)，定期布置小論文或者是小制作，小論文是對相關(guān)物理知識點或者感興趣的物理現(xiàn)象的進一步闡述，需要學生通過對知識的理解和查閱相關(guān)資料來完成;小制作則利用最為簡單的方法，制作一個便攜式的小裝置，用于演示物理現(xiàn)象或者展示物理規(guī)律。小論文和小制作不做書面文字的檢查，每一章課堂授課完成后進行這部分的抽查，采取自愿優(yōu)先的原則進行課堂討論，學生站在講臺上進行現(xiàn)場講解。小論文的演講鍛煉了學生閱讀資料和語言表達的能力，小制作則鍛煉了學生的動手能力。在課堂討論中，教師和學生可以及時發(fā)現(xiàn)解決問題過程中出現(xiàn)的誤區(qū)，并加以糾正。

在課后線上教學中，組織學生有計劃地觀看《大學物理典型題解析（上、下）》慕課視頻，此視頻主要通過對《大學物理》中典型例題的講解，使學生對物理學的基本概念、基本理論和基本方法有全面的認識和正確的理解，視頻囊括了《大學物理》中基本和重要的解題方法，這是對因課堂教學時間的限制而導致學生不能更多地接觸物理問題的有效補充。在實踐中發(fā)現(xiàn)，通過慕課視頻的有效補充，彌補了學生在課堂上學習的不足，提高了學生對物理知識的應用能力，并加深了對利用物理定理和定律解決問題方法的理解。同時教師定期進行在線答疑，實現(xiàn)了生生交互和師生交流。

三、大學物理混合式教學模式的考核模式

融入了在線課程與CUPT課題的大學物理混合型教學模式的考核方式為階段考核，可拆分為四部分，分別為平時累積、期中測試、CUPT答辯、期末測試，最終的總成績由上述部分的成績組成：即平時累積成績（包括平時作業(yè)成績、慕課成績、課堂討論成績）、期中測試成績、CUPT答辯成績、期末測試成績。《大學物理》考核總成績?yōu)?00分，以精英班的《大學物理（二）》為例給出具體的分值比例，如表1所示。

注重大學物理平時的學習態(tài)度是制定考核方式的初衷，平時作業(yè)是每章節(jié)授課完成后學生筆頭完成的物理作業(yè)題，根據(jù)學生解題的正確性給出客觀評價;慕課成績是檢驗學生觀看慕課的時間及完成慕課章節(jié)彈題和測試的效果;課堂討論主要以鍛煉學生的臨場發(fā)揮為主，成績側(cè)重于完成選題的態(tài)度;只要是學生認真踏實地完成各部分的內(nèi)容，這部分的成績基本上都是滿分。

期中測試成績和期末測試成績總共70分，根據(jù)每學期授課內(nèi)容以及各部分的要求按比例進行分值分配，《大學物理（二）》的授課內(nèi)容包括靜電學、穩(wěn)恒磁場、電磁感應、熱學和量子物理5部分，期中測試包括靜電學、穩(wěn)恒磁場和電磁感應的內(nèi)容，在100分的總分中占42分，期末測試包括熱學和量子物理的內(nèi)容，在100分的總分中占28分。

CUPT答辯成績包括中期檢查和期末答辯，二者的分值分別為5分和15分。中期檢查的依據(jù)主要是PPT，需要每位學生根據(jù)自己所研究的題目進展情況制作詳細的PPT，教師則根據(jù)PPT展示的內(nèi)容給學生相應的分值。期末答辯則在5位評委打分的前提下完成，答辯分組進行，但仍以個人答辯為主。

每組的組長必須為該組第一個出場答辯者，其他組員自行議定出場順序。答辯分兩個階段進行，包括個人陳述階段（不超過8分鐘）和提問階段（不超過4分鐘），要求學生介紹個人對所選題目的認識和所做工作情況，包括文獻查閱、理論推演、實驗設計、實際實驗、數(shù)據(jù)分析等，介紹時說清楚是自己做的還是在團隊或隊友的幫助下完成或是文獻資料中得到的結(jié)果，需要總結(jié)研究所得成果，評價自己所做工作，并闡述進一步研究的方向和設想。在提問階段，非同隊的其他精英班同學、評委或觀眾提問，陳述者需要進行簡單回答。

CUPT答辯過程秉承公平公正的原則，制定了詳細的評分規(guī)則，考察學生的綜合能力，具體細則如表2所示。在答辯過程中，只要涉嫌大面積抄襲、偽造、編造實驗、實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)論，一律視為差， 計0分。

四、結(jié)論

在當今大數(shù)據(jù)時代，大學的使命是培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才服務于社會，幫助學生學會思考，并完成從被控學習到自我規(guī)劃、自我約束的自主學習的轉(zhuǎn)化。融合在線課程與CUPT的大學物理混合式教學模式在實施過程中，需要教師和學生的合作，更需要學生之間的合作，學生在合作中互相溝通，在溝通中增進合作，這是現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢。

為了能將這種教學模式在《大學物理》授課的課堂上順利展開，對教師的綜合素質(zhì)要求頗高，要求教師必須熟練掌握本門課程的理論知識，需要仔細研究和分析教學大綱中各章節(jié)的重點和難點，根據(jù)各章節(jié)教學內(nèi)容在教學難度和教學要求上的不同，靈活采用多元化的教學方法開展課堂教學，促使教師積累更豐富、更全面的教學經(jīng)驗，增強教師的專業(yè)素質(zhì)，從而提高教學質(zhì)量和教學水平。

參考文獻：

[1]陳桂云，吳威.大數(shù)據(jù)背景下大學課程混合型教學模式的構(gòu)建[J].高等理科教育，2017（6）：70-74.

[2]鄭凱，趙紅敏，蔡天芳.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的大學物理混合式教學改革[J].物理與工程，2018（S1）：189-189.

[3]張睿，王祖源，徐小鳳.SPOC模式大學物理混合型教學的學習效果研究[J].大學物理，2016，35（8）：52-54+65.

[4]周戰(zhàn)榮，馬進，沈曉芳.大學物理微課教學的探索與實踐[J].物理與工程，2016（S1）：121-124.

[5]張巖文，張建軍，孫茂珠，等.基于微課模式的大學物理教學探討[J].物理通報，2016（7）：18-21.

[6]龍浩，鐘志有，姚文俊.混合教學模式下大學物理云課程平臺的建設與研究實踐探索[J].高教論壇，2017（7）：44-47+103.

（編輯：李曉萍）