于 游，周 丹，梅 妍，牛雪蓮

（大連海洋大學海洋科技與環(huán)境學院 遼寧 大連 116023）

大學物理是工、農(nóng)、醫(yī)等專業(yè)必修的基礎課，學習大學物理不僅有助于培養(yǎng)學生的理科思維、科學素養(yǎng)，對接下來學習其他專業(yè)課也奠定了重要的物理基礎。本文針對大學物理課程特點，以學生為中心，以提高教學質量為目標，依托超星泛雅平臺、智能型在線作業(yè)系統(tǒng)、騰訊會議、高教社數(shù)字課程等多平臺對線上教學的整個過程進行重塑，提出課前預習、課中學習、課后復習的三段式教學模式。在培養(yǎng)學生自學能力的基礎上實現(xiàn)知識目標、能力目標和情感目標。

1 課程介紹

大連海洋大學（以下簡稱“我?！保┑拇髮W物理課程建設正式開始于1978 年，并于1997 年被確定為基礎部重點建設課程，1998 年被評為校級優(yōu)秀課程；2001 年被評為遼寧省高等學校首批優(yōu)秀課程；2003 年被評為遼寧省高等學校首批精品課程；2008 年基礎物理學教學團隊被評為省級教學團隊；2020 年大學物理（農(nóng)科）被認定為國家級首批線上線下混合類一流本科課程；大學物理（A 工科）、大學物理（B 農(nóng)科）、物理實驗（包含大學物理實驗A、B 和基礎物理實驗3 門課）均被認定為省級一流本科課程。多年來，我們始終圍繞著提高教育教學質量開展課程教學研究和改革創(chuàng)新，共有5 項成果獲評遼寧省高等學校本科教學成果獎，其中2013 年、2018 年和2020 年獲得一等獎，2005 年和2009 年獲得二等獎，有力地推動了課程建設上水平。

2018 年6 月，教育部陳寶生部長在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，首次提出了“金課”的概念。同年11 月，教育部高教司吳巖司長作了《建設中國金課》的主題報告，提出了“金課”的“兩性一度”的標準，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度。近年來，我校大學物理教研組對課程內(nèi)容進行分組教研，形成高效的課程建設團隊，全面推進了線上課程教學資源建設，通過錄制微課、建設數(shù)字課程、開發(fā)并應用智能型在線作業(yè)系統(tǒng)，建成了豐富的線上數(shù)字資源，并進行了新教材編寫與創(chuàng)新性實驗題目設計，探究將雙創(chuàng)教育融入物理課程教學之中。2017 年本課程組自行研發(fā)的國內(nèi)首個可自動批閱選擇題、判斷題、填空題、計算題等全題型的“大學物理課程智能化在線作業(yè)系統(tǒng)”通過專家鑒定，該成果達到國內(nèi)領先水平。2020 年獲批教育部新農(nóng)科項目和新工科項目各1 項；2021 年牽頭制訂并出版了全國性課程標準2 個。

2 大學物理線上教學模式的探索和實施

大學物理通常是大班授課，在保證教學質量的前提下，要讓更多學生參與到課堂中來，抓住學生的注意力是線上教學的關鍵。通過設計教學模式，豐富教學內(nèi)容，來重塑高效的教學過程。教師和學生是整個教學過程中的兩大主體，課程組從教師和學生出發(fā)，設計了三段教學模式，即課前預習、課中學習、課后鞏固，培養(yǎng)學生的自學能力和獨立思考能力（圖1）。

圖1 在線教學模式的設計

2.1 課前預習

教師在課前一周發(fā)布學習任務單，以機械波部分內(nèi)容為例（圖2），要求學生對照學習任務書完成預習任務。學習任務書是為學生設計的，即從學生的角度出發(fā)，通過學習任務書學生要知道學什么、怎么學、必須完成哪些內(nèi)容、有哪些知識點必須掌握，使整個學習過程能夠一目了然。因此，任務書中包括四大部分，分別為學習內(nèi)容（明確學習的章節(jié)內(nèi)容）、學習資料（包含教材頁碼、學習通中微課視頻的位置名稱和時長信息、PPT 資料）、作業(yè)（即在智能化作業(yè)系統(tǒng)中對應的作業(yè)信息）和問答題。其中作為自學最重要的資源之一的視頻資源即是我校教師自錄自建的視頻，視頻時長已作標注，大多數(shù)為幾分鐘，少數(shù)十幾分鐘，避免學生出現(xiàn)因為視頻冗長而失去學習興趣的情況。教師可以在課上直播時，對微課視頻中的內(nèi)容進行強調和補充，因此需要學生對視頻進行提前觀看預習。作業(yè)系統(tǒng)中的作業(yè)可以反復修改，通過作業(yè)題目對課程內(nèi)容進行應用和強化。問答題的內(nèi)容即是學生完成本節(jié)學習必須掌握的內(nèi)容，學生可以帶著問題學習，例如在波的干涉一節(jié)中，在機械振動合成的基礎上，弄清機械波的疊加和機械振動合成的關系，就能夠掌握機械波疊加的根本原因和規(guī)律。在完成學習任務的過程中培養(yǎng)學生的自學能力和獨立思考能力。學生在學習過程中產(chǎn)生的問題，會希望在課上直播中找到答案，提高了課上的學習效率。

圖2 在線學習任務單

2.2 課中學習

對于直播平臺的選取，經(jīng)過研討，課程組選用了“騰訊會議+學習通+QQ”的教學模式，并且在課前已經(jīng)參加了相關的軟件使用培訓，教師能熟練使用各項功能，使得線上教學過程得以順利開展。在正式上課之前，教師在QQ 群中提醒學生上課，并把騰訊會議號發(fā)到QQ 群中。由于存在個別學生只在學習通簽到，而不及時進入會議室的情況，所以兩個平臺里的遲到和曠課分別計入考勤，可以督促學生盡快進入課堂學習。在講解教學內(nèi)容之前，教師在學習通發(fā)布測驗題，檢驗學生的預習成果，通過測驗題的答題情況總結學生的預習情況，找出知識薄弱點，并及時針對學生的預習情況進行課上重點內(nèi)容的調整。直播授課可以突破教師和學生的時空限制，但是學生在學習過程中容易受周圍環(huán)境影響出現(xiàn)注意力不集中的情況，因此如何提高學生學習的積極性成為線上教學的關鍵點，筆者將從以下幾點實施：

2.2.1 課堂活動設置

在講授內(nèi)容的同時，通過學習通設置課堂活動，例如設置選擇題、簡答題、討論題等，根據(jù)學生注意力變化曲線，活動間隔一般設置為15-20 分鐘。選擇題的設置內(nèi)容一般針對某些概念性、基礎性、判斷性的試題，學生操作性強，參與度高。對于學習過課程內(nèi)容可以直接選出的問題，把答題情況納入平時成績考核，例如：當光源向著觀察者運動速度越快時，觀察者測得的光速越快。這種說法是否正確？對于需要思考、計算的題，不納入平時考核。例如：一個物體受到兩個力，合力為零，能不能發(fā)生轉動？簡答題一般設置為對重要公式的問答，學生通過回答問題，加強對公式的理解和記憶。

2.2.2 雙賬號直播

由于大學物理課程中包含很多重要公式，為了能讓學生更理解公式，教師授課過程中推導公式時采用雙賬號雙攝像頭的直播模式，一個賬號教師露臉直播，使學生能夠看到教師的表情，縮小線上課堂與線下課堂的差異，同時能夠增強學生和教師間的互動。另一個賬號用于演示具體推導過程，通過手寫板模擬線下上課黑板手動推導，注重公式的過程演化，培養(yǎng)學生的理科思維，加強學生的理解。

2.2.3 教學內(nèi)容的創(chuàng)新

物理是一門歷史悠久的自然學科，隨著科技的發(fā)展，社會的進步，物理已滲入人類生活的各個領域。在講授理論知識的同時，加強知識的應用尤為重要，教師在授課內(nèi)容中可增加與具體實際相結合的案例，提高學生的學習興趣。例如，相對論部分的內(nèi)容枯燥和抽象且難以理解。在解釋光的運動不服從伽利略速度變幻時，教師引入了北宋時期史料記載的超新星爆發(fā)實例，如果按照伽利略速度變換計算，超新星爆發(fā)強光持續(xù)的時間為25 年，實際則持續(xù)22 個月，為光速不變提供了有力的證據(jù)，也能引起學生的學習興趣，增加說服力。

大學物理課程中進行課程思政以促進學生書立正確的世界觀、人生觀、價值觀，弘揚嚴謹?shù)目茖W精神，增強學生的民族自豪感和榮譽感為目標。大學物理課程進行思政教育需要教師在課前挖掘思政元素、編寫思政教案。由于萬事萬物離不開物理，且物理是一門成熟的科學，具有豐富的發(fā)展史，另外我們國家在科學研究方面做了許許多多突出的工作，有些已經(jīng)達到了世界領先水平，因此有許多可以穿插在教學中的思政內(nèi)容，起到潤物細無聲的作用。在課程講授過程中，教師可從三個大維度進行思政教育：家國情懷、科學精神以及中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，例如：在講解角動量以及角動量守恒內(nèi)容中，介紹中國空間站天宮課堂的角動量守恒的演示實驗，介紹脈沖星形成過程及形成過程中的角動量守恒，以及我國在脈沖星導航方面取得的突出成果。在講授霍爾效應的時候，介紹霍爾效應的發(fā)展史，大學物理實驗中利用霍爾效應測量磁場的內(nèi)容介紹，同時科普我國薛其坤院士團隊在量子反?；魻栃矫孀龀龅墓ぷ?，中國科學院院士、清華大學副校長薛其坤教授領導的清華大學、中科院物理研究所實驗團隊完成的“量子反?；魻栃膶嶒灠l(fā)現(xiàn)”項目，獲得本年度國家自然科學獎項中唯一的一等獎。培養(yǎng)學生的愛國精神、增強其民族自信心，促進學生堅持不懈精神的培養(yǎng)。在教學中結合思政案例，使得知識內(nèi)容更有說服力，實現(xiàn)了教書育人相互促進，落實了立德樹人的根本任務。

2.2.4 優(yōu)化教學思路

大學物理課程具有涵蓋質點范圍廣泛，且概念抽象的特點，學好大學物理需要學生具備一定的理科思維，雖然學生在高中階段已經(jīng)有了一定的知識基礎，但是在大學階段更深入的學習中，面對復雜的公式，難免會感到枯燥。這就要求教師在教學時可以盡量采用問題驅動，應用過渡性或引導性的話語將問題拋給學生，并留出學生的思考時間。問題的設計不要太復雜、太寬泛，以增加學生互動為前提。另外教師還要優(yōu)化教學思路，制訂每節(jié)課的知識主線，讓學生學完后能在腦海形成知識框架，并具備在課后自己繪制思維導圖的能力。

2.3 課后鞏固

課后的鞏固學習也是非常重要的，為了使學生能夠及時掌握和理解教學內(nèi)容，教師可從以下幾方面入手：

2.3.1 授課視頻的錄制回放

大學課程一般為1 個半小時左右，授課時間長，涉及內(nèi)容多。為了使學生能夠對學習內(nèi)容進行更好的梳理，除了鼓勵學生養(yǎng)成記課堂筆記的良好習慣外，教師還可以利用騰訊會議進行授課視頻的錄制，學生可以根據(jù)需求無限次回看授課內(nèi)容，如果仍有不懂的問題，還可以聯(lián)系教師進行答疑。

2.3.2 課下答疑

答疑是大學物理教學過程中必不可少的環(huán)節(jié)。線下答疑可以面對面交流，但容易受到時間地點的限制。教師可采用QQ 群加強和學生的交流和輔導，并根據(jù)學生的反饋、提問和補充，完善教學內(nèi)容，形成良性循環(huán)。QQ 群答疑要實時，解決學生問題要及時，否則容易影響學生的學習熱情。

2.3.3 課下總結

課后要求學生對智能型在線作業(yè)系統(tǒng)中的作業(yè)進行修改，同時，教師要及時查看學生在作業(yè)系統(tǒng)中的答題情況，整理易錯題，找出易錯知識點，有針對性地在習題課上進行講解和指導。學生的出勤情況教師可以在騰訊會議中導出出勤名單，及時整理遲到和曠課的同學，并且對課上學生的參與情況進行評價。

3 教學評價和心得

教學評價是提高教學質量的關鍵一環(huán)，教師根據(jù)教學評價及時和學生交流，調整教學計劃是提高教學質量最直接的途徑。在課后，筆者針對線上學習的情況對學生進行了無記名方式的調查問卷，情況如圖3：在線上學習是否能促進學習主動性的調查中，共有80 名學生參與問卷，有56%的學生選擇了線上教學能夠促進學習的主動性。在線上教學和線下教學比較中，共94 名學生參與問卷，39%的學生更喜歡線上教學，45%的學生認為兩種教學形式都可以接受，根據(jù)交流發(fā)現(xiàn)，這些學生認為線上學習不受時空限制，而且可以較好地和老師交流溝通，回答問題也比較踴躍。另有16%的學生更喜歡線下教學，他們認為線下學習體驗感強，注意力更容易集中，而線上學習感覺比較放松。針對這一點，教師需要在以后的線上教學中加強對學生的督促。

圖3 調查問卷

線上教學中教師和學生都要面對許多困難，教師從線下走到線上，成為引導學生學習的策劃者、主導者，需要在課前做好充分的準備工作，編寫學習任務書、編寫思政教案、編寫課前測試題、調試硬件、組織準備課堂教學內(nèi)容以及課后整理學生出勤及課堂參與情況等。不過，教師所做的這些也為線下教學提供了指導，并且在備課的過程中提高了自身的專業(yè)素養(yǎng)。希望日后可以在具體的教學過程中不斷摸索，不斷改進。