聶喻梅 梁霄 鄭光平

摘 要：文章在分析大學(xué)物理基礎(chǔ)課程的現(xiàn)狀和主要問題的基礎(chǔ)上，以重慶理工大學(xué)理學(xué)院大學(xué)物理理論及實驗課程為例，詳細(xì)介紹了大學(xué)物理及大學(xué)物理實驗課程改革教學(xué)實踐及成效，對在線課程與課堂教學(xué)相結(jié)合的復(fù)合式教學(xué)模式進(jìn)行了總結(jié)，以期使復(fù)合式教學(xué)模式得到更廣泛的推廣，充分發(fā)揮其在實現(xiàn)教學(xué)聯(lián)動、提升教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面的正面作用。

關(guān)鍵詞：SPOC;微課;慕課;復(fù)合式教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2019-10-19 文章編號：1674-120X（2020）11-0060-02

教育現(xiàn)代化和信息化是國民經(jīng)濟和社會信息化的重要組成部分，是構(gòu)建現(xiàn)代國民教育體系、學(xué)習(xí)型社會的內(nèi)在要求?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出：開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。為深入貫徹落實《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，扎實推進(jìn)信息技術(shù)與教育的深度融合，自2012年以來，全國各高校和中小學(xué)均在積極進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源融入教學(xué)之中的研究與實踐，也取得了可喜的成績。

SPOC是Small Private Online Course的簡稱，意為小規(guī)模限制性在線課程，是慕課大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程在高校范圍的新發(fā)展，專門針對在校大學(xué)生而設(shè)置的在線課程。SPOC采用課堂教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合的“復(fù)合式”教學(xué)模式，利用微課、MOOC的講座視頻及在線評價等功能，實施線上、線下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革。這已成為當(dāng)前高校課程建設(shè)和教學(xué)改革的重要趨勢。

一、現(xiàn)狀分析

物理類基礎(chǔ)課程主要有大學(xué)物理及大學(xué)物理實驗，是大學(xué)理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)中有著不可替代的作用。當(dāng)前，許多高校的大學(xué)物理理論及實驗課程經(jīng)過多年的教學(xué)改革，教學(xué)目標(biāo)明確，教學(xué)內(nèi)容日趨豐富，形成了分層次、分模塊的開放式教學(xué)體系。只是在教學(xué)過程中，教學(xué)方法與手段仍需要改進(jìn)。至今，微課、慕課也已大力推行了六七年了，但是因為課程的特殊性，現(xiàn)行的大學(xué)物理教學(xué)方法與手段，在課程教學(xué)過程中仍然存在一些問題，也是理工科及各個基礎(chǔ)性學(xué)科的共性和普遍性的問題，影響了教學(xué)效果。

（1）物理課程內(nèi)容覆蓋面很廣，學(xué)生的理論與實踐基礎(chǔ)以及對知識的接受能力參差不齊，這對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)提出了很大挑戰(zhàn)。這些年來教師均有通過加入教學(xué)輔助手段試圖改變這種狀況，提高教學(xué)質(zhì)量，但效果不理想。

（2）目前，教師多采用板書與PPT混合講解物理原理的方式進(jìn)行教學(xué)。運用這種教學(xué)模式講解一些簡單的物理原理，基本能夠達(dá)到教學(xué)目的，但對一些比較復(fù)雜的、抽象的理論知識，常需要教師花費大量時間和精力對形象思維相對薄弱的學(xué)生進(jìn)行反復(fù)講解，而且還不一定能取得好的教學(xué)效果。這種教學(xué)方式仍是目前所采用的主要方式。

（3）在目前各高校生師比普遍很高的情況下，大部分基礎(chǔ)課程也包括大學(xué)物理理論課程的教學(xué)往往以合班方式進(jìn)行，一般是兩合班或三合班，每次上課人數(shù)為60～120人。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)效果必然會受到影響，目前積極推行的“翻轉(zhuǎn)課堂”（教學(xué)人數(shù)以20人以下為宜）也很難實施。

（4）大學(xué)物理實驗是一門獨立設(shè)課的實驗課程，以培養(yǎng)學(xué)生動手能力及知識運用能力為主要目的。好的教學(xué)效果需要相應(yīng)理論知識的支撐，但其教學(xué)內(nèi)容是物理領(lǐng)域內(nèi)各種知識的集合，與學(xué)生所積累的物理理論知識不可能完全重合，實驗課與理論課的教學(xué)進(jìn)度也不可能剛好一致，因此該課程以學(xué)生自學(xué)及教師在課堂教學(xué)中利用較短時間講解知識點為主。由于講授時間短且很難講解透徹，因此學(xué)生需要自學(xué)加深記憶。

（5）有機結(jié)合網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與課堂教學(xué)。當(dāng)前，在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流下，許多高校根據(jù)自身教學(xué)實際進(jìn)行了教學(xué)改革，但是從國內(nèi)外教育者線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式改革結(jié)果來看，并不理想。

二、針對存在的主要問題所進(jìn)行的研究

針對存在的問題所進(jìn)行的研究有：探索大學(xué)物理理論及實驗課程復(fù)合式教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)組織和教學(xué)形式;探索大學(xué)物理理論及實驗課程進(jìn)行復(fù)合式教學(xué)的管理方法;通過matlab、動畫制作等強大的計算機功能，制作大學(xué)物理大學(xué)物理實驗課程中教學(xué)內(nèi)容知識點的獨具課程特色的“微課”;搭建在線學(xué)習(xí)平臺，實現(xiàn)物理類基礎(chǔ)課程在線教學(xué)、在線學(xué)習(xí)、在線創(chuàng)新，并與課堂教學(xué)相結(jié)合。

三、重慶理工大學(xué)理學(xué)院大學(xué)物理理論及實驗課程教學(xué)改革實踐及成效

（一）大學(xué)物理理論課程教學(xué)實踐及成效

（1）借助重慶市科普基地“重慶理工大學(xué)物理演示與探索實驗室”（依托物理實驗中心建設(shè)成立），在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中到基地進(jìn)行演示教學(xué)，這種模式一直運行至2018年。從2019年春季學(xué)期開始，基地為培養(yǎng)科普志愿者，面向理工科新生開放展示場館，學(xué)生通過“重理工物理實驗中心”微信公眾號登錄開放選課系統(tǒng)，選擇“科普體驗”欄進(jìn)行預(yù)約體驗?，F(xiàn)有項目百余個，且每個項目設(shè)備標(biāo)有二維碼，掃描即可觀看講解視頻，從而提前認(rèn)知物理現(xiàn)象，幫助學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)。

（2）在大學(xué)物理理論課程教學(xué)中，教師利用matlab制作了多個物理圖形與演示動畫，如剛體的轉(zhuǎn)動、簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量法、振動的疊加、聲速測量的模擬、駐波、光的干涉、衍射等，并在教學(xué)過程中進(jìn)行運用，取得了很好的效果。

（二）大學(xué)物理實驗課程教學(xué)實踐及成效

（1）首先對大學(xué)物理實驗課程進(jìn)行討論研究，為每個實驗項目制作了多媒體課件，并用于課程教學(xué)之中。

（2）在課件制作與使用基礎(chǔ)上，從2018年開始進(jìn)行微課視頻制作，截至目前共完成25個實驗、50個微課視頻，總計240分鐘的實驗儀器介紹及實驗演示微課;建立了“重理工物理實驗中心”微信公眾號和騰訊視頻賬號，免費為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源;學(xué)生在課前閱讀課件，觀看設(shè)備介紹和操作演示視頻，對教學(xué)內(nèi)容知識點、實驗基本內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí);學(xué)生在實驗操作過程中可以進(jìn)入公眾號對照觀看儀器介紹和操作難點、技巧演示視頻。一年來，據(jù)后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計，“重理工物理實驗中心”微信公眾號累計關(guān)注人數(shù)約7000人，工作日日均訪問人數(shù)達(dá)1100人以上（超過每天上課學(xué)生人數(shù)），微課視頻全年平均閱讀量2200以上，最高達(dá)9300，非工作日日均訪問人數(shù)也達(dá)500人以上，日均閱讀量1500以上，取得了良好的教學(xué)效果和社會效益。目前已有國內(nèi)知名出版社主動購買了所有視頻的使用權(quán)。

（3）重慶理工大學(xué)物理實驗中心自2004年自行開發(fā)并使用的“大學(xué)物理實驗教務(wù)管理系統(tǒng)”幾經(jīng)修改升級，目前已基本完善。大學(xué)物理實驗課程依托該系統(tǒng)進(jìn)行全開放式實驗教學(xué)，學(xué)生自主選擇實驗教師及實驗時間，并可在上課前一天隨時調(diào)整實驗教師及時間，這讓學(xué)生的學(xué)習(xí)自由度實現(xiàn)最大化。

（4）在教學(xué)過程中，采用實時評教的方式收集課程教學(xué)質(zhì)量反饋，學(xué)生在每次課后進(jìn)入該系統(tǒng)對教師的教學(xué)情況進(jìn)行實時評價，且評價具有保密性，不影響學(xué)生的實驗成績，使學(xué)生對教師的評價更為準(zhǔn)確、及時。該評價方式在重慶及西南地區(qū)各高校進(jìn)行過推廣，得到本學(xué)校及重慶、四川多所高校的認(rèn)可。

（5）重慶理工大學(xué)物理實驗中心于2006年獲批成為重慶市高校基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)示范中心，大學(xué)物理實驗課程于2008年獲批成為重慶市級精品課程，“重慶理工大學(xué)物理演示與探索實驗室”獲批成為重慶市科普基地。實驗中心分階段進(jìn)行所有科普項目的微課視頻制作，目前已完成其中近40個實驗項目的微視頻制作，并通過微信公眾號和騰訊視頻進(jìn)行了發(fā)布，學(xué)生掃描張貼在每個項目設(shè)備上的二維碼，就可進(jìn)行相關(guān)項目的學(xué)習(xí)。

四、項目實施的主要特色

（1）制作了重慶理工大學(xué)大學(xué)物理實驗課程全部實驗項目的微課課件、大學(xué)物理理論課程部分知識點的物理圖形與動畫演示以及幾十個科普視頻;課程組教師同時也是科普基地工作人員，為校內(nèi)外學(xué)生傳播科普知識;實驗中心購買了“基于組件的大學(xué)物理仿真實驗系統(tǒng)”進(jìn)行仿真實驗教學(xué);形成了科普（產(chǎn)生興趣）—網(wǎng)上微課堂（補充知識）—課堂學(xué)習(xí)（掌握技能）—仿真實驗（自主探索）全程聯(lián)動的復(fù)合式教學(xué)模式。

（2）建立了實驗教務(wù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個教學(xué)過程的網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理。學(xué)生通過網(wǎng)上選課系統(tǒng)自主選擇教師、實驗內(nèi)容和實驗時間，在實驗完成后對上課教師進(jìn)行實時評教，還可通過師生交流系統(tǒng)與指導(dǎo)教師探討問題。管理系統(tǒng)對學(xué)生的實驗成績也實現(xiàn)了計算機統(tǒng)一管理和自動核算。從2018年開始，微信公眾號設(shè)置了投票功能，將希望向?qū)W生了解的問題制成調(diào)查問卷，讓學(xué)生對認(rèn)可的選項進(jìn)行投票，使學(xué)校獲取第一手信息。

（3）建立了利用移動端進(jìn)行學(xué)習(xí)的微信公眾號。既然手機進(jìn)教室成為學(xué)生學(xué)習(xí)的一大問題，為何不利用手機進(jìn)行移動學(xué)習(xí)？隨著4G技術(shù)的發(fā)展且5G技術(shù)也已經(jīng)快要投入使用，無線網(wǎng)絡(luò)的極速覆蓋把人們學(xué)習(xí)、交際的距離收窄到手掌之間，通過微信公眾號，學(xué)生可以隨時進(jìn)行學(xué)習(xí)并與他人互動。

五、結(jié)語

通過在線課程與課堂教學(xué)相結(jié)合的“復(fù)合式”教學(xué)在物理類基礎(chǔ)課教學(xué)中的運用研究與實踐，建立了大學(xué)物理理論和實驗課程教學(xué)的“復(fù)合式”教學(xué)模式，改革了基礎(chǔ)課程教學(xué)方法，解決了當(dāng)前傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)與管理過程中存在的問題，在提高基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的綜合能力等方面具有較大的價值。

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