课程线上教学设计初探——以“科学·物理”课程为例

（桂林师范高等专科学校物理与工程技术系，广西桂林541199）

为确保师生员工的安全和教学活动的顺利开展，全国各高校根据教育部的要求，积极开展“停课不停教、停课不停学”的线上教学及教学研究活动[1]。本文以高职师范生“科学·物理”课程为例，从课程线上教学设计指导思想、课程线上教学和传统教学异同、教学对象分析、课程教学内容的组织、课程网络教学平台的搭建等几方面进行了探讨，期望能共同提升线上教学质量。

一、课程线上教学设计指导思想

线上教学设计的指导思想是以课程教材为教学设计依据，充分利用各种信息技术，整合线上线下优质教学资源，将课程学习任务及学习内容制成微课教学视频，通过网络直播、教师录播等开展线上教学，采用自主学习和教师在线辅导答疑等形式，实现线上教学目标[2]。

二、课程线上教学和传统教学异同点

厘清课程线上教学和传统教学异同点是搞好课程线上教学设计的基础和前提。通过对传统课堂和线上课堂的研究，发现两者的异同如表1所示。

表1 课程线上教学和传统教学异同点

三、课程线上教学对象分析

教学对象分析，是进行教学设计和教学策略的前提，也是确保教学质量的基础。一门优秀的课程线上教学设计，必须首先对教学对象的心理特点、思维特征和课程特点进行分析，才能科学地组织教学，确保教学目标的达成，提高教学质量。下面以“科学·物理”课程为例，以高职五年制师范生为教学对象进行分析。

（一）认识有偏差，态度需端正

五年制师范生来自初中毕业生。按广西壮族自治区教育厅的有关政策，这些学生毕业后由地方政府负责工作安排，做小学教师。因此，部分学生存在着就业有保障、学习成绩及格就行的不正确观念，有的甚至存在着“科学·物理”不是小学主科，不需要太认真学习的错误认识；部分学生则听学长们讲，“科学·物理”难学，因而存在着对该课程学习的畏惧心理。因此，需要教育学生树立正确的观念和线上学习同样可以学好的自信心。

（二）思维方式要拓展，抽象思维待训练

初中物理课程教学是以形象思维为主，对学生的抽象思维能力要求并不高。但五年制定向师范生的“科学·物理”教学基本基于高中物理教学，所以要求学生有较强的抽象思维能力即逻辑思维能力。引发物理过程的变化有诸多因素，因而在学习中需要学习者能抽象地假设中间物理状态，能抽象出物理情景，并能正确地进行分析判断后再得出结论。“科学·物理”课程学习，为学生从形象思维走向抽象思维搭建了平台，拓展了学生的思维。进入21世纪的信息化时代，拓展思维方式，训练抽象思维不仅仅局限在传统的教学中，更应该拓展到网络课堂里，使学生学会利用信息技术拓展知识，增长本领。

（三）学习方式须转变，自学能力要提升

在学习初中物理时，学生们的学习方式多为被动学习方式，即按教师讲解的内容进行学习，没有养成自觉预习教材内容、课外阅读及观察实验的自学习惯。但在大学阶段，学生必须养成自学习惯，提升自学能力，才能适应大学学习，适应进入社会后工作的需要，完成由学生向社会人的转变。因此，进行“科学·物理”学习，要同其他课程一样，必须培养学生的自觉主动学习的能力。培养学生课前认真预习思考，课堂上要听课分析和参加讨论、观察实验或进行操作，课后要总结概括和解题练习，能举一反三，要在“做中学”，掌握“科学·物理”知识和技能。学会自主学习也是“科学·物理”要求学生掌握的学习方法，课程线上教学为学生的自主学习搭建了良好的平台。

（四）求知欲旺盛，线上教学有基础

对五年制的师范高职生而言，无论是“科学·物理”课程教学内容，还是线上教学方式都具有新颖性。因此，学生不仅有预防传染病毒，保持身体健康和保护生命安全的需要，也有对“科学·物理”新知强烈的求知学习欲望，对新生事物“线上教学”特别好奇。因而学生们对“空中课堂”有着跃跃欲试的心理需求，对线上教学“科学·物理”等课程充满着期待和换种学习方式的盼望。

四、课程线上教学内容组织与设计原则

（一）按“问题导向”进行学习任务分解

为提升学生学习兴趣，将学生学习任务分解为一个个问题。即将学生需要了解、掌握的知识提炼成问题点、疑惑点、考试点和兴趣点。利用设疑、解疑、答疑、提问、事件、故事、现象等多种形式，通过视频将一系列的学习问题呈现给学生。如在“参考系”学习时，播放配有“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”的歌词视频[3]。视频中有物体“竹排”和“青山”，提出“江中游”和“两岸走”的运动状态分别是以“哪一物体”作为参考系的问题。通过对教学内容的提炼、重组，增强教学内容的趣味性和可读（观看）性，引领学生一个一个问题地学习，完成教学任务。

（二）按知识点组织教学内容

力学、热学、电磁学、光学和原子物理学是物理课程教学的体系，“科学·物理”教材内容共分为五大篇20章，每章又分若干节，每节又有若干知识点。按照专业教学计划，“科学·物理”每周安排授课2—3学时。传统课堂是面对面的现场教学，学习者能身临其境感受到群体的学习氛围，受到群体学习的影响和约束，一般按40分钟一节课，或80分钟一次课进行教学内容的组织。线上教学是虚拟的课堂，手机和电脑是“空中课堂”的终端，具有学习地点分散的特点。若按照传统课堂按节组织教学内容，存在着三大问题：一是教学容量较大，内容多难消化；二是时间长，易疲劳；三是容易受网络拥堵或者卡顿的影响，造成学习者情绪波动，甚至无法学习。因此，采用按知识点组织教学内容，把“知识点”设计为线上教学课程的信息传播的基本单元，既可保证知识的完整性，又有利于控制学习的时长。如将传统课堂40分钟的一节课的教学内容“力学”篇“第二章 力”中的“第三节弹力”分解成“弹性形变”“弹力”“常见的弹力及方向”“胡克定律”“弹力有无的判断方法”“弹力方向的判断”“弹力大小的求法”“弹力习题”等8个知识点[4]。每个知识点制作成1个微课教学视频，这样既保证了教学内容的完整，又通过一个个问题的逐步解决完成教学。其实“知识点”就是学习中要解决的教学“问题点、疑惑点、考试点和兴趣点”，因此，“知识点”课程线上教学内容的组织与设计就是对教学问题解决思路的设计。表2所示的是湖南科学技术出版社出版，湖南省教育厅组织编写的五年制专科层次小学教师培养教科书《科学·物理》“力学”篇“第二章 力”的“第三节 弹力”各知识点微课教学视频的设计方案[4]。

（三）设计基础知识点和提升知识点

为便于开展线上教学，可将知识点分成基础知识点和提升知识点两类。两类知识点都要制成微课上传。学习掌握基础知识点是教学的基本要求，所有学生都应掌握。提升知识点是基础知识的深化、提升和拓展，是供学有余力的学生学习的内容。线上教学将教学内容按基础知识点和提升知识点来组织，有利于满足不同层次的学生学习要求，也有利于激发、满足学生的求知欲。如将“力学”篇“第三章 牛顿运动定律”中的“第二节 牛顿第二定律”分解成“物体运动状态的改变（摩托车、汽车和飞机运动状态的改变，引入新知）”“力和加速度”“加速度与力、质量的关系”“牛顿第二定律”“力的单位”“牛顿第二定律的理解”“合外力、加速度、速度的关系”“牛顿第二定律的简单应用”等8个基础知识点和“瞬时加速度的分析方法”1个提高知识点[5]。

（四）精选实验项目

“科学·物理”实验一般分为演示实验和分组实验。通过实验，有利于培养学生的实践技能。传统的物理课堂教学既是学生学习物理知识的过程，同时也是学生观察物理实验或动手操作物理实验的体验过程。引入新知、描述现象、验证公式、解释概念、总结定律、归纳原理等都可通过物理实验来完成。在传统课堂教学中，演示实验通常由教师按课程标准的要求事先准备好仪器和设备等，并在课堂上适时进行实验项目的演示。分组实验则由教师组织安排和指导，学生在教师的指导下与同组同学共同完成实验项目。由于线上教学是虚拟课堂教学，因而不能像传统物理课堂教学一样开展实验。但对于那些验证性的实验，可将实验过程录成视频，通过观看视频，同样可以收到很好的教学效果。严格来说，在“科学·物理”课程中，无论是演示实验还是分组实验，基本上是验证性实验，都可通过视频展示给学生，至少可将演示实验及部分分组实验录成视频，制成微课，进行线上教学。如“弹力”教学内容中就精选了“物体的微小形变”演示实验项目和“验证胡克定律”分组实验项目（如表2所示）。

（五）适当控制视频时长

线上教学设计是以学习对象自学为主的教学设计。因此，为便于自学，按知识点制作成微课教学视频并上传于网络平台中，不仅简单明了，易于学习，而且由于具有回放功能，便于学生在各种场地、利用各种时间进行学习、复习。有研究表明，时长10分钟以内的视频，受众的接受程度较高，学习效果较好。因此，微课教学视频的选题即“知识点”应相对独立，内容不宜太多，信息量应适宜控制。如“弹力有无的判断方法”“弹力方向的判断”“弹力大小的求法”这3个“知识点”为相对独立的选题，是“弹力”教学内容应解决的其中3个教学问题。每个“知识点”应进行各自的教学目标设定，设定的目标应明确具体要达到的要求，更利于操作和测量。但对于信息含量较大的“知识点”教学选题，可以采取将其知识点内容分解成若干小知识点的方式，即分解成若干小问题，然后再进行对这些小问题的教学设计。

按上述教学内容组织和设计的原则，《科学·物理》“力学”篇“第二章 力”的“第三节 弹力”[4]的教学内容组织和设计结果如表2所示。

表2 “弹力”教学内容各知识点微课教学视频与认知层次的设计

五、课程线上教学网络平台

（一）课程线上教学网络平台的搭建

笔者以桂林师范高等专科学校“慕课平台”https：//wlzx.glnc.edu.cn/提供的“超星平台”为依托，创建线上教学课程“科学·物理”，课程网址 http://i.mooc.chaoxing.com/space/index.shtml。该平台通过安装的“超星学习通”软件提供手机移动终端和电脑终端等线上教学服务。

（二）课程线上教学资源的构建

1.利用“超星平台”线上教学课程模板编制课程教学资源包栏目

编制并充实课程教学资源包主页栏目（一级栏目）“首页”“活动”“统计”“资料”“通知”“作业”“考试”“讨论”“管理”及二级、三级等栏目的内容。“首页”栏目下的二级栏目就有课程各“章”一级“目录”，“章”下有各“节”二级目录。“节”下有各“知识点”三级目录。例如《科学·物理》“力学”篇“第二章 力”为一级目录，“第一节 力”“第二节重力”“第三节 弹力”“第四节 摩擦力”“第五节 力的合成”“第六节力的分解”为二级目录，“第三节弹力”下有“弹性形变”等8个基础理论知识点和2个实验项目[5]，且各“知识点”有配套的学习内容、明确的学习任务等。

2.上传“知识点”微课教学视频和实验项目，供学生线上学习

在“超星平台”的“学习通”终端上传录制好的“知识点”微课教学视频和实验项目，供学生在空中课堂进行线上学习，提供的所有视频应具有回放功能，便于二次学习和复习。视频文稿内容力求精炼、图文并茂、色彩搭配科学，增加视觉效果及动画，吸引学生眼球，引发学习兴趣，培养学生自主学习的能力。同时在网络线上教学平台进行发放“知识点”对应的讨论和练习题，让学生通过观看微课教学视频、浏览“知识点”学习内容素材进行线上学习，分享网络教学资源。

（三）课程线上学习互动环节设计

利用“超星平台”“学习通”APP“讨论”按钮发放“讨论题”并进行在线讨论，也可利用腾讯QQ、微信等与学生进行线上线下交流。但在网络平台线上教学中，如何“加强互动”这一问题困扰教师。在传统的课堂教学中，当堂上出现“老师问一句”“学生答一句”的问答方式，或者出现“老师唱独角”“学生当观众”的安静方式时，都能被教师具有较强的课堂应变能力所克服，也被教师的课堂教学组织能力所掌控。线上教学的“空中课堂”与传统课堂有所不同，因此在互动环节的设计上，首先应明确线上教学互动中应讨论什么问题？完成什么任务？因此，设计的“问题”应对接教学的“知识点”，互动讨论应引导学生表达对所学“知识点”的观点、疑问、态度和应用，引起对问题的思考，并通过思考加深对所学知识点的掌握程度，逐步形成自我学习和善于思考的习惯。其次是明确互动采用的方式。通过“超星平台”的微课教学视频学习后，学生对所学的内容有了了解，这时，教师应在“讨论”区发送讨论问题，讨论区会呈现学生的观点，进而教师引导学生在学习内容中发现并产生问题，在“讨论”中师生再设置新的问题，让学生再讨论回答，继续引导学生表达自己的思维方式，为什么这样回答本问题，你如何思考？参考什么观点？使学生在讨论回答问题的过程中，培养逻辑思维能力。借助“超星平台”“学习通”APP，讨论问题和阐述观点，呈现思维导图，让“空中课堂”成为师生交流的空间。构建了线上教学互动型课堂模型。

六、结 语

通过“科学·物理”课程线上教学设计，特别是教学微课的制作与其“空中课堂”的应用，既解决了课程的“停课不停教、停课不停学”难题，也解决了学生对课程学习兴趣不高、参与讨论不积极等问题。