謝雙媛，王祖源，倪忠強

(同濟大學(xué) 物理科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092)

進入21世紀(jì)，以信息技術(shù)發(fā)展為牽引的新科技革命加速演進，新科技革命引發(fā)高等教育深刻變革的趨勢不斷顯現(xiàn)．隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，面對人才培養(yǎng)發(fā)展的新要求，以課程建設(shè)應(yīng)用為重要手段推動信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合[1,2]，建設(shè)具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度(以下簡稱“兩性一度”)的一流“金課”，已成為當(dāng)前高等教育教學(xué)改革工作中的重要任務(wù)[3]．教育部 2019 年發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》(教高〔2019〕8號)[4](以下簡稱《實施意見》)為高等學(xué)校的一流本科課程建設(shè)提供了基本遵循．

電動力學(xué)是物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)核心課，課程的內(nèi)容體系包括電磁場的基本屬性、運動規(guī)律以及電磁場和帶電物質(zhì)之間的相互作用規(guī)律等基礎(chǔ)知識，也包括電磁現(xiàn)象相關(guān)的普遍規(guī)律分析、解決各類電磁問題的方法．電動力學(xué)屬于四大力學(xué)之一，是物理學(xué)理論的重要組成部分，對學(xué)生的學(xué)習(xí)要求比較高，掌握這門課程不僅需要基礎(chǔ)扎實，更需要學(xué)生在學(xué)習(xí)上付出努力．電磁現(xiàn)象比較抽象，數(shù)學(xué)公式多，學(xué)生容易感覺枯燥并產(chǎn)生懼怕心理. 一直以來，課程的優(yōu)良率不高，不及格率也不低．

近年來隨著一流專業(yè)建設(shè)、拔尖人才培養(yǎng)的工作開展，導(dǎo)致人才培養(yǎng)需求發(fā)生變化．此外，筆者認(rèn)為“兩性一度”也對電動力學(xué)課程提出了高質(zhì)量要求，“高階性”就是電動力學(xué)課程應(yīng)堅持知識、能力、素養(yǎng)、價值的有機融合，要培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維；“創(chuàng)新性”就是課程內(nèi)容要聯(lián)系國家發(fā)展和科研前沿動態(tài)，注重信息技術(shù)與課程教學(xué)的深度融合，強化教學(xué)互動，激發(fā)學(xué)生的探究動力；“挑戰(zhàn)度”就是適當(dāng)增加課程的難度，促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，落實知識的內(nèi)化、延伸和提高，從激發(fā)學(xué)生的探究動力到提高解決問題的能力，再升華到價值內(nèi)化，課程教學(xué)過程也是教師教學(xué)能力提升與學(xué)生學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)相融合的過程．這些都對電動力學(xué)課程的教學(xué)提出了新的要求．

現(xiàn)代信息技術(shù)日新月異，為電動力學(xué)課程建設(shè)提供了良好機遇和途徑．近年來，筆者依托中國大學(xué)MOOC平臺開設(shè)電動力學(xué)MOOC課程，積極開展融合信息技術(shù)的電動力學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實踐，有效促進了學(xué)生個性化、自主深度學(xué)習(xí)，有助于提升學(xué)生的學(xué)術(shù)志趣、創(chuàng)新意識和探究能力．2020年該課程獲得首批國家級一流本科在線課程稱號(教高函〔2020〕8號)，為進一步建設(shè)“電動力學(xué)”優(yōu)質(zhì)課程打下了良好基礎(chǔ)．本文圍繞課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價等方面，闡述融入信息技術(shù)、采用線上線下混合式教學(xué)模式，建設(shè)電動力學(xué)課程的思考和實踐研究．

1 堅持立德樹人的教學(xué)目標(biāo)

電動力學(xué)是物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)核心課，是培養(yǎng)新時代物理學(xué)人才重要的支撐課程，在實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的同時，更要完成立德樹人的根本任務(wù)．筆者堅持立德樹人的培養(yǎng)要求與學(xué)科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)相融合，立足學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，把思政教育貫穿到教育教學(xué)全過程，努力實現(xiàn)課程思政元素與課程建設(shè)目標(biāo)、課程知識點的緊密相連，在知識傳授的同時通過把育人理念貫穿于教學(xué)的全過程，實現(xiàn)價值觀引導(dǎo)．通過架構(gòu)“知識傳授、思維啟迪、價值引導(dǎo)”有機融合的高質(zhì)量課程，實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教與學(xué)．

筆者按照一流課程建設(shè)的“兩性一度”質(zhì)量要求，根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位、學(xué)生情況、專業(yè)人才培養(yǎng)要求確定課程教學(xué)目標(biāo)，堅持知識傳授、能力提升、人格養(yǎng)成與價值引導(dǎo)有機結(jié)合，使學(xué)生能夠系統(tǒng)深入地掌握電磁場理論的基本概念和基本方法，正確理解電磁現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律；強化科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育，提高學(xué)生正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生學(xué)以致用，具備解決實際科學(xué)問題的能力；注重培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷、科學(xué)精神、科學(xué)思維、科學(xué)倫理和創(chuàng)新意識，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、掌握科學(xué)的方法論，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，立德樹人，努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素養(yǎng)、價值的協(xié)調(diào)發(fā)展．

2 融合思政元素的教學(xué)內(nèi)容

高質(zhì)量課程的建設(shè)，教學(xué)內(nèi)容要在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上做融合創(chuàng)新，堅持知識傳授與價值引導(dǎo)并重，重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，合理補充學(xué)科發(fā)展的前沿知識，深入挖掘課程知識中所蘊含的科學(xué)方法、科學(xué)精神、科學(xué)素養(yǎng)及其啟示，與學(xué)科專業(yè)的知識內(nèi)容融為一體、無縫銜接，傳遞學(xué)科專業(yè)蘊含的科學(xué)思想和人文精神，體現(xiàn)思政元素和社會主義核心價值觀，幫助學(xué)生在建立課程知識體系的同時樹立正確的科學(xué)觀[3]．

同濟大學(xué)電動力學(xué)課程目前是4學(xué)分、68學(xué)時，筆者依據(jù)學(xué)時情況精心制定了教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容涵蓋電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律、靜電場、靜磁場、電磁波的傳播、電磁波的輻射、狹義相對論等內(nèi)容，符合物理學(xué)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)要求．

自2018年以來，依托中國大學(xué)MOOC平臺，結(jié)合電動力學(xué)的課程特點，對電動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容進行了整合和設(shè)計，在線上建立完備的課程教學(xué)資源庫(如圖1所示)，包括授課視頻、授課講義、討論題、作業(yè)題、章節(jié)配套測試題、期末測試題、拓展媒體資源等教學(xué)資源，將可能枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容直觀化、形象化、具體化，有助于加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性．

圖1 電動力學(xué)MOOC課程界面

教學(xué)內(nèi)容涵蓋基礎(chǔ)知識點、核心知識點和拓展知識點，圍繞知識點制作授課視頻，每個知識點視頻時長5 ～ 10分鐘，視頻中設(shè)置相關(guān)提問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，促進對基本內(nèi)容的理解，視頻結(jié)尾還有簡要小結(jié)，以概括要點，強調(diào)重點和難點，幫助學(xué)生梳理思路，建立清晰的知識體系．注重思政元素的有機融入，深入挖掘了物理學(xué)發(fā)展史、科學(xué)家的故事、前輩物理學(xué)家的科研成就、物理定理定律研究發(fā)現(xiàn)的過程、物理學(xué)的最新發(fā)展、學(xué)科前沿以及交叉應(yīng)用等所蘊含的育人元素，比如將我國大科學(xué)裝置FAST的建設(shè)情況和工作原理、上海光源軟X激光最新研究進展等與電磁波傳播基本規(guī)律相聯(lián)系，涉及狹義相對論內(nèi)容時推薦學(xué)生閱讀“兩彈一星”元勛鄧稼先先生的《電動力學(xué)講義》中的相關(guān)內(nèi)容. 這些素材以拓展資源的方式呈現(xiàn)，延伸課程的深度與廣度，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、批判性思維、愛國主義情懷以及勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感．

已建成的在線課程教學(xué)資源，共有授課視頻132個、補充視頻55個、配套講義36個、在線測試題237道、在線討論題75個(如表1所示)，滿足知識點的覆蓋，達到了建設(shè)在線課程的需求，給學(xué)生提供了一個立體化多維度的學(xué)習(xí)環(huán)境，為物理學(xué)類專業(yè)學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)，以及教師開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革等提供了優(yōu)質(zhì)在線教學(xué)資源．

3 融合信息技術(shù)的教學(xué)方法

圍繞“兩性一度”的質(zhì)量要求建設(shè)課程，要確立學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進的理念，提升課程的高階性，突出課程的創(chuàng)新性，增加課程的挑戰(zhàn)度[4]，需要克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式重知識傳授、輕思維啟迪和價值引導(dǎo)的培養(yǎng)弊端，落實知識的內(nèi)化、延伸和提高，解決學(xué)生自主深度學(xué)習(xí)能力欠缺、創(chuàng)新性和批判性思維培養(yǎng)不足等關(guān)鍵問題．近年來，借助信息技術(shù)進行教育教學(xué)改革成為國內(nèi)外教育教學(xué)改革發(fā)展的新趨勢[5,6]，國內(nèi)多所高校例如清華大學(xué)王青教授[7]、安宇教授[8]等均已在物理類課程線上線下混合教學(xué)模式領(lǐng)域進行了有益探索，為筆者開展電動力學(xué)線上線下混合式教學(xué)改革提供了很好的示范和借鑒．

3.1 混合式教學(xué)方案的設(shè)計

秉持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，融入信息化技術(shù)，立足課程教學(xué)目標(biāo)，建構(gòu)了“在線學(xué)習(xí)+課堂討論+實踐探索”的線上線下混合式教學(xué)模式(見圖2)．教學(xué)流程由在線學(xué)習(xí)、課堂討論、實踐探索3個環(huán)節(jié)組成，課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)線上課程內(nèi)容，完成基礎(chǔ)概念的學(xué)習(xí)和理解，課堂討論重在知識的內(nèi)化、延伸和提高，實踐探索強化學(xué)生對知識的應(yīng)用和能力的提升．通過將在線學(xué)習(xí)、課堂討論、實踐探索3個環(huán)節(jié)有機融合，以循序漸進的方式促進學(xué)生自主深度學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，實現(xiàn)提升學(xué)生分析解決問題能力、批判性思維能力、科學(xué)素養(yǎng)等．

圖2 電動力學(xué)線上線下混合式教學(xué)方案

通過教學(xué)實踐，筆者逐步完善了教學(xué)方案的設(shè)計．下面是采用基于SPOC的線上線下混合教學(xué)方案.

1) 在線學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

依托中國大學(xué)MOOC平臺上的在線課程資源，建立SPOC課程，包括授課視頻、授課講義、討論題、作業(yè)題、章節(jié)配套測試題、期末測試題、拓展媒體資源等教學(xué)資源，具體情況如表1所示．平臺由公告、評分標(biāo)準(zhǔn)、課件(包括課程視頻、演示文稿、測試、作業(yè)、討論等)、測驗與作業(yè)、考試、討論區(qū)等板塊構(gòu)成，借助教育技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，給學(xué)生提供一個立體化多維度的學(xué)習(xí)環(huán)境．

表1 各類配套資源

在線學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以根據(jù)自身的情況確定個性化的在線學(xué)習(xí)路徑．線上SPOC課程不僅包括視頻部分的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及相關(guān)的小測試，也包括預(yù)備知識的介紹、重點內(nèi)容講解和習(xí)題選講，內(nèi)容相對機動，這樣安排有利于不同層次的學(xué)習(xí)者通過線上學(xué)習(xí)，解決學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的疑惑．在教學(xué)設(shè)計時，可以首先建立教授內(nèi)容的知識圖譜，如圖3所示的關(guān)于“電磁波的傳播”一章的知識圖譜，根據(jù)知識圖譜對授課內(nèi)容進行分解，設(shè)計有關(guān)問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實時清楚所學(xué)內(nèi)容在整個知識結(jié)構(gòu)中所處的知識結(jié)構(gòu)層面，以及與其他各知識點的關(guān)聯(lián)性，有助于增強學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)容的系統(tǒng)性認(rèn)識．與此同時，還可以通過在線平臺記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡對學(xué)生生成形成性診斷，了解學(xué)習(xí)困難的癥結(jié)所在．

圖3 “電磁波的傳播”知識圖譜圖

在線學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)可以充分發(fā)揮適應(yīng)泛在學(xué)習(xí)的特長，著力滿足學(xué)生自主個性化學(xué)習(xí)需求．在線課程采用進階式學(xué)習(xí)方式，單元學(xué)習(xí)后進行單元作業(yè)和測試，方便不同層次的學(xué)生系統(tǒng)掌握知識要點．課程資源全方位供學(xué)生自主選用，為學(xué)生創(chuàng)造個性化、互動性的學(xué)習(xí)環(huán)境，有效引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)．

2) 課堂討論環(huán)節(jié)

教師可根據(jù)線上學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及時調(diào)整教學(xué)策略，結(jié)合反饋數(shù)據(jù)有針對性地設(shè)計討論題，以問題為導(dǎo)向?qū)嵤┥顚哟握n堂互動．課堂教學(xué)實施過程，可以從現(xiàn)實問題或引導(dǎo)性問題出發(fā)，討論授課環(huán)節(jié)中的重點和難點相關(guān)內(nèi)容．內(nèi)容設(shè)計應(yīng)重視問題的由淺入深、層層遞進，首先引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并解決基礎(chǔ)性問題，在此基礎(chǔ)上嘗試分析、解決有挑戰(zhàn)度的問題，從激發(fā)學(xué)生的探究動力到提高解決問題的能力，再升華到價值內(nèi)化，促進學(xué)生掌握更具挑戰(zhàn)性的概念．通過師生互動、生生互動開展問題討論，不僅可以增加學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的積極性，促進學(xué)生深入思考，提高其對所學(xué)知識的掌握程度，還有助于引導(dǎo)學(xué)生探索解決有挑戰(zhàn)性的問題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性．

例如，關(guān)于“求解靜電場的方法”內(nèi)容的學(xué)習(xí)，國內(nèi)廣泛使用的教材中介紹不盡相同，對于物理基礎(chǔ)比較扎實的學(xué)生而言，能夠理解和掌握．但是對于功底不是很厚實的學(xué)生卻容易引起困惑，比如鏡像法、格林函數(shù)法、多極矩展開法等方法模型的物理內(nèi)涵是什么？各方法之間的關(guān)聯(lián)是什么？分別適合解決哪類靜電場問題？若沒有清晰的對比分析(如圖4所示)，學(xué)生容易產(chǎn)生混淆，不僅不能完全掌握，更不會選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄈソ鉀Q問題．因此，在設(shè)計引導(dǎo)性問題時，應(yīng)區(qū)分對概念的記憶性的題目與對概念理解、應(yīng)用、分析的題目，考查學(xué)生對教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)的情況．在討論題的設(shè)計中，應(yīng)考慮基礎(chǔ)性與挑戰(zhàn)性相結(jié)合，考慮識記、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)新的逐步遞進性，提高學(xué)生運用基本概念分析問題與解決問題的能力．

圖4 求解靜電場方法的對比分析

3) 實踐探索環(huán)節(jié)

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科研前沿進展，探索研究一些科研問題，鼓勵學(xué)生自主選題，以團隊協(xié)作的方式探索研究課題，強化研究型、項目式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識科研工作，注重培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新、刻苦鉆研、實事求是、團結(jié)合作的科學(xué)素養(yǎng)．實踐探索環(huán)節(jié)的評價由教師對學(xué)生完成情況進行評價，評價指標(biāo)包括創(chuàng)新性、工作量、完成度、報告答辯、完整論文5個方面．

例如，2020年春季學(xué)期教學(xué)班92名同學(xué)選題共有38道(詳見表2)，其中獨立選題13道(表2中序號1—13的選題)，另有25道是組隊選題(表2中序號14—38的選題，左邊是組隊的選題名稱，右邊是組內(nèi)每位組員的子選題內(nèi)容)，由表2可以看出同學(xué)們的選題內(nèi)容很豐富．這部分實踐探索的評價方式是要求每位同學(xué)均要完成5分鐘的課堂展示，即每位同學(xué)要講清楚自己已完成的研究工作和取得的研究成果．如果是獨立選題，就在5分鐘以內(nèi)展示選題的全部內(nèi)容．如果是組隊選題，則每位組員分別在5分鐘以內(nèi)展示選題中自己完成的部分內(nèi)容，組隊選題展示時間為所有組員展示時間總和．展示之后各選題組需要提交展示PPT、研究論文，依據(jù)選題研究的創(chuàng)新性、與課程內(nèi)容的結(jié)合度、已完成的工作量和研究成果總結(jié)、展示的口述情況等方面進行評價．采取這樣的評價方式和評價標(biāo)準(zhǔn)可以對每一位學(xué)生的實踐探索進行公平、客觀的評價．

表2 學(xué)生選題名稱

3.2 學(xué)習(xí)評價

采取線上線下相結(jié)合、形成性和總結(jié)性相結(jié)合的綜合評價方式，總評成績由平時過程性考核(占總評成績60%)和期末考核(占總評成績40%)構(gòu)成，其中：

1) 平時過程性考核由線上學(xué)習(xí)成績(占總評成績10%)和線下平時成績(占總評成績50%)組成．線上學(xué)習(xí)成績由SPOC上視頻學(xué)習(xí)、測試、作業(yè)、在線討論、期末考試這5方面成績構(gòu)成．線下平時成績由課堂互動(占總評成績30%，包含平時出勤、課堂小測、課堂討論)、線下作業(yè)(占總評成績10%)、課題報告答辯(占總評成績10%)這3方面構(gòu)成．

2) 期末考核成績即期末考試卷面成績．

放射性同位素示蹤劑以氚類化合物為主，主要用做氣體示蹤劑或水示蹤劑。該類示蹤劑具有成本低、分辨率高和檢測方便等優(yōu)點。但存在環(huán)境污染問題，目前已逐步被淘汰，僅大慶油田仍有少量使用。

依托中國大學(xué)MOOC平臺，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，得以實施以激發(fā)學(xué)習(xí)動力和專業(yè)志趣為著力點的科學(xué)、過程評價．教師可以通過平臺加強對學(xué)生課堂內(nèi)外、線上線下學(xué)習(xí)的評價．學(xué)生在線上學(xué)習(xí)情況，如視頻學(xué)習(xí)的時間與時長(如圖5所示)、線上作業(yè)完成、學(xué)生互評情況、單元測試情況等等在平臺上均有如實記載和匯總統(tǒng)計，方便教師隨時查閱、掌握和分析．

在課堂討論環(huán)節(jié)，課堂討論前，借助中國大學(xué)MOOC平臺上SPOC課程中的慕課堂，開展課前小測，教師在慕課堂上發(fā)布5～10道客觀小測題，學(xué)生通過手機進入慕課堂進行答題．教師可以在慕課堂上看到學(xué)生的簽到、答題情況，及時、方便地了解學(xué)生對線上學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，對于學(xué)生掌握不好的知識點，教師可以在課堂上重點講解．課堂討論過程中，教師在慕課堂發(fā)布討論問題，除了部分學(xué)生有機會在課堂上進行回答、展示之外，所有學(xué)生均可在慕課堂上提交自己關(guān)于問題的解答(如圖6所示)，教師可以全面了解所有學(xué)生參與討論、回答問題的詳細情況，對問題討論的成效做出完整、準(zhǔn)確的判斷．平臺上學(xué)生成績管理的數(shù)據(jù)(如圖7所示)是平時成績的科學(xué)依據(jù)，教師據(jù)此系統(tǒng)綜合評價學(xué)生過程學(xué)習(xí)情況，按一定的權(quán)重納入學(xué)生的總評成績．

圖5 學(xué)生在線視頻學(xué)習(xí)的情況

筆者確立了信息技術(shù)支撐的學(xué)生學(xué)習(xí)成效綜合評價新方式，采取線上線下相結(jié)合、形成性和總結(jié)性相結(jié)合的綜合評價方式，強調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，更加注重學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果的評價，建立了基于教學(xué)全過程指標(biāo)數(shù)據(jù)分析的過程量化評價方法，健全能力與知識考核并重的多元化學(xué)業(yè)考核評價體系，完善教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、學(xué)生學(xué)習(xí)過程監(jiān)測、評估與反饋機制，提升課程學(xué)習(xí)的廣度、深度、挑戰(zhàn)度，促進學(xué)生知識、能力、素養(yǎng)、價值的協(xié)調(diào)發(fā)展．

圖6 學(xué)生在慕課堂上提交自己關(guān)于問題的解答

圖7 SPOC上學(xué)生成績管理的數(shù)據(jù)

3.3 線上線下混合教學(xué)的實施

筆者以2020年春季學(xué)期面向92名學(xué)生的教學(xué)班為例，具體闡述課程線上線下混合式教學(xué)的組織和實施情況．課程的教學(xué)課時是有限的，在不增加課時的情況下要達到課程教學(xué)目標(biāo)，筆者在課程教學(xué)組織實施上做了線上線下混合式安排，遵循線上線下相結(jié)合的原則，將課程總時數(shù)(68學(xué)時)劃分為線上學(xué)習(xí)時數(shù)和線下教學(xué)時數(shù)兩部分，其中線上時數(shù)依據(jù)線上教學(xué)視頻時長(1080分鐘)確定對應(yīng)的線上學(xué)習(xí)時數(shù)為24學(xué)時(占總學(xué)時35.3%)，線下教學(xué)時數(shù)為44學(xué)時(占總學(xué)時64.7%)，主要用于開展課堂教學(xué)、課堂討論，具體教學(xué)安排見圖8教學(xué)日歷截圖．線上學(xué)習(xí)時數(shù)不開展課堂教學(xué)，任課教師仍在教室為學(xué)生提供答疑，或開展學(xué)生研究課題答辯匯報．疫情期間教師通過QQ群在線答疑，課堂討論環(huán)節(jié)和實踐探索環(huán)節(jié)學(xué)生課題匯報均是通過ZOOM直播方式完成．

圖8 2020年春季學(xué)期電動力學(xué)教學(xué)日歷截圖

以“電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射”部分的教學(xué)安排說明每次課堂討論環(huán)節(jié)的教學(xué)流程．課前，教師通知學(xué)生自主完成SPOC上第4章4-1-平面電磁波(4個視頻)、4-2-電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射(3個視頻)的學(xué)習(xí)，并完成線上測試、作業(yè)和討論，掌握電磁場波動方程、亥姆霍茲方程、平面電磁波及其特性、電磁波傳播的能量和能流、反射定律、折射定律、菲涅耳公式、布儒斯特定律、半波損失、全反射等基礎(chǔ)理論知識、物理概念．

課堂討論環(huán)節(jié)，首先開展課前小測，教師借助線上信息平臺慕課堂的有利支撐，發(fā)布了9道課前小測客觀選擇題，學(xué)生通過手機進入慕課堂，完成課前小測，教師及時、方便地檢查學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果，了解學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識、物理概念掌握情況，并針對易錯題情況進行重點講解．接著，以問題導(dǎo)向?qū)嵤┥顚哟握n堂互動．課堂討論問題包含基礎(chǔ)性和高階性兩類問題，如表3所示．

表3 課堂討論問題

疫情期間無法進行正常的課堂教學(xué)，線上課程發(fā)揮了很大的作用，為學(xué)生提供了優(yōu)質(zhì)的在線學(xué)習(xí)資源．以SPOC作為在線學(xué)習(xí)平臺、慕課堂作為隨堂測試平臺、QQ群作為課程學(xué)習(xí)交流平臺，ZOOM作為線上課堂討論和答疑平臺，利用4平臺架起了“在線學(xué)習(xí)+課堂討論(直播)+實踐探索”線上線下混合式教學(xué)的保障機制．發(fā)揮線上線下混合式教學(xué)的優(yōu)勢，為教學(xué)帶來了很多便利，如簽到情況快速反饋，隨堂測試結(jié)果及時呈現(xiàn)，線上學(xué)習(xí)資源滿足隨時學(xué)習(xí)需求，疑惑問題及時溝通解決，作業(yè)發(fā)布及批閱快速高效等，有效保證了疫情期間課程教學(xué)的效果和質(zhì)量．

2020年春季學(xué)期各類成績統(tǒng)計如圖9所示，綜合反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和整體學(xué)習(xí)成效，具體分析如下：

1) 線上學(xué)習(xí)成績由SPOC上視頻學(xué)習(xí)、測試、作業(yè)、在線討論、期末考試這5方面成績構(gòu)成，且線上測試、作業(yè)、考試等多為涉及基本概念的簡單問題，難度不大．線上成績?nèi)〉脙?yōu)良的學(xué)生超過91%，說明疫情期間學(xué)生以在線學(xué)習(xí)為主，且學(xué)習(xí)自主性強，對課程基本知識內(nèi)容和基本概念的掌握較好．線上成績?yōu)橹谢蚣案竦纳贁?shù)同學(xué)主要是疫情期間未能及時適應(yīng)線上教學(xué)，學(xué)習(xí)自主性偏弱．仍有2位同學(xué)線上成績不及格，主要是家在邊遠地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)條件差，無法支持在線學(xué)習(xí)所致．

2) 因疫情原因，線下成績實際由ZOOM會議室和慕課堂結(jié)合開展課堂教學(xué)中平時出勤、課堂小測、課堂討論、線下作業(yè)、課題報告答辯這5方面構(gòu)成．依托ZOOM會議室和慕課堂，課堂教學(xué)主要以開放性、挑戰(zhàn)性的問題討論為主，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題、口頭表述的能力．線下成績優(yōu)良率達91.3%，說明大部分同學(xué)能主動參與課堂教學(xué)互動，學(xué)生的能力和思維均得到了提升．少數(shù)同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性弱，基礎(chǔ)薄弱，未能很好參與教學(xué)互動．

3) 從期末考試卷面成績的分布來看，成績雖呈現(xiàn)正態(tài)分布，平均分為73.92，但只有2人獲優(yōu)，優(yōu)良率明顯低于線上學(xué)習(xí)成績和線下成績，51%的同學(xué)期末成績?yōu)橹校f明期末考試具有一定的難度．未因疫情降低期末考試試卷的難度，加上疫情期間，只能通過ZOOM會議室和慕課堂相結(jié)合開展課堂教學(xué)，削弱了課堂互動效果，從某種程度上也影響了課堂教學(xué)效果，導(dǎo)致期末考試優(yōu)良率不高．

4) 總評成績由線上線下、平時和期末成績組成，與教學(xué)過程相關(guān)的形成性評價占比(60%)大于總結(jié)性評價(40%)，更能綜合反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和整體學(xué)習(xí)成效．總評成績趨向正態(tài)分布，且優(yōu)良率達86.96%，說明大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)成效良好，知識內(nèi)容掌握牢固，綜合能力得到顯著提升．少數(shù)同學(xué)總評成績?yōu)橹谢蚣案瘢f明這部分同學(xué)還不太適應(yīng)線上線下混合式教學(xué)模式，且學(xué)習(xí)主動性、深入性不夠，有待加強．本學(xué)期雖然線上成績、線下平時成績、期末成績有個別同學(xué)不及格，但通過形成性評價能及時提醒學(xué)生平時關(guān)注自身薄弱方面，不斷努力，最終總評成績均及格．

圖9 2020年春季學(xué)期各類成績統(tǒng)計

將2017年傳統(tǒng)教學(xué)班、2018年結(jié)合線上教學(xué)班與2019年、2020年線上線下混合式教學(xué)班進行縱向比較(如圖10所示)，以難易程度基本一致的期末考試卷面成績比較為例，發(fā)現(xiàn)期末考試成績平均分逐年提高，說明線上線下混合式教學(xué)對提高教學(xué)質(zhì)量有促進作用．

圖10 2017—2020年各教學(xué)班期末考試成績比較

4 結(jié)語

基于“電動力學(xué)”一流在線課程的建設(shè)基礎(chǔ)，采取“在線學(xué)習(xí)+課堂討論+實踐探索”線上線下混合式教學(xué)模式，使得教與學(xué)突破了時間和空間的限制．實踐表明，這種模式下重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，形成線上與線下互補融合的完整知識體系，解決知識增加與學(xué)時有限的矛盾，課程資源全方位供學(xué)生自主選用，學(xué)生的學(xué)習(xí)更加靈活自如，可以深化學(xué)生對基本概念的理解，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，促進學(xué)生個性化、自主深度學(xué)習(xí)；結(jié)合學(xué)生線上學(xué)習(xí)的重點和難點，教師以問題導(dǎo)向?qū)嵤┻f進式課堂互動，從現(xiàn)實問題或引導(dǎo)性問題出發(fā)，首先引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注并解決基礎(chǔ)性問題，再嘗試分析、解決有挑戰(zhàn)度的問題，進而拓展到科學(xué)前沿問題，強化基本概念的實際應(yīng)用，提升了學(xué)生的學(xué)術(shù)志趣和創(chuàng)新意識，實現(xiàn)了從激發(fā)學(xué)生的探究動力到提高解決問題的能力，再升華到價值內(nèi)化，促進學(xué)生掌握更具挑戰(zhàn)性的概念．

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，面對人才培養(yǎng)的新趨勢、新要求，筆者將繼續(xù)秉承以“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，堅持專業(yè)課程目標(biāo)與“立德樹人”的培養(yǎng)目標(biāo)緊密相連、有機融合，將科學(xué)思想和核心價值觀貫穿全課程內(nèi)容，密切關(guān)注和融合信息技術(shù)的發(fā)展，進一步探索和完善混合式教學(xué)模式，增強將現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的能力，注重教學(xué)資源的積累和學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，追求課程教學(xué)質(zhì)量不斷提升，落實知識傳授、思維啟迪、價值引導(dǎo)的有機融合，培養(yǎng)人格健全、熱愛祖國、具有批判性思維和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才．