大学物理实验混合式教学的探索与实践

赵丽华 刘会玲 王小克 雷玉明 牛海波

（西安交通大学城市学院 陕西·西安 710018）

大学物理实验（1）是本校学生入学后的第一门实践课，在春季面向大一学生开放，共16学时，8次课。为了提高各专业尤其是经管网媒专业学生的学习兴趣，保证教学质量，我们尝试了线上线下相结合的混合式实验教学模式。

1 混合式教学

混合式教学是指在适当的时间，通过应用适当的媒体技术，提供与适当的学习环境相契合的资源和活动，让适当的学生形成适当的能力，从而取得最优化教学效果的教学方式。这种教学方式旨在把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，既发挥老师引导启发监控教学过程的主导作用，又充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

2 实验混合式教学模式的构建

实验混合式教学要求老师在分析学生需要、教学内容、实际教学环境的基础上，基于学情，以学生学习目标达成为导向，根据最近发展区理论，设计合适的学习内容、学习活动和评价，充分利用线上教学和课堂教学的优势来提高学生的能力。因此，我们做了以下几方面的尝试。

首先，我们在学情分析和学习活动中普遍使用了云班课教学助手。云班课是利用移动智能设备开展课堂内外即时反馈互动教学的云平台，可以实现老师与学生之间高效率的教学互动、资源推送和反馈评价。实验课中我们充分利用了云班课的三个优势：（1）班课创建管理简单轻松。老师填写完课程及班级基本信息后，系统自动生成带有邀请码的班课，学生通过邀请码加入班课。班课具有的通知、签到、上传下载、统计等功能可以轻松管理班课，管理学生。（2）活动随即开展。老师可以随即开展投票问卷、测试等互动教学活动，即刻反馈。（3）学习过程跟踪与评价。云班课具有强大的统计分析功能和新颖的评价方式，对于学生，他们的学习过程将被记录，他们可以通过学习资源以及参与活动获取经验值，并且经验值参与班级实时更新的排名，另外测试题也有分值排名。这种类似游戏排行榜的成绩评价方式既可以让学生更好了解自己与别人的差距，又可以激发学生的兴趣，提高学生学习的积极性。对于老师，他可以更科学地了解学生的学习行为和学习效果，既可以在课前了解学生预习情况。依据学生资源查阅情况以及测试题成绩，了解学生预习行为和效果。也可以精准查阅某个学生某一阶段或整个学期的学习过程曲线，分析学生学习成效。

其次，我们选择了科学合理的教学内容。根据大学物理实验（1）课程的教学目标，学生在实验课程结束时需要具备完成物理实验的基本知识基本技能和基本素养，具备遇到问题独立分析问题解决问题的科学思维能力，安排了1次绪论课、2次线上仿真实验课和5次线下实验课。其中绪论课让学生了解大学物理实验的基础知识，掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力；仿真实验课是让学生理解基本物理量的测量方法，我们具体安排了“长度与固体密度测量实验”、“用单摆测量重力加速度”和“电学基本参数的测量”3个仿真实验，主要训练学生关于长度、质量、时间、电压、电流、电容等物理量的测量；线下实验课是让学生掌握各类物理量测量的基本技能和素养，具体通过5个力学、热学、电学、光学、近代实验逐步提升学生的动手能力和科学思维能力。

此外，我们采用过程性评价原则。注重学生每一次实验课的表现、每一份实验报告的书写以及整体的进步程度，并将学生云班课经验值以一定比例计入成绩，以科学多元的全过程评价方式激励学生主动学习。

3 实验混合式教学模式的实践

3.1 线上教学期间的应用

线上教学期间，全体老师集体备课，制作了多个精良的PPT课件、三维虚拟仿真课件、仪器使用微视频、动画等资源。课前，老师将资源上传到云班课供学生提前预习。课堂上，老师用腾讯课堂软件线上直播，采用“PPT+视频+仿真操作”相结合的方式，分阶段讲解实验内容，演示实验操作。讲解中注重以问题启发学生思考，以实例吸引学生注意力，以互动提高学生兴趣，同时关注每一个学生在讨论区的留言，及时调整授课进度，合理安排签到、线上测试、问卷调查、老师答疑等活动，保证学生听课效果。课后，要求学生在三天内完成云班课作业，如果遇到问题，可以参考云班课资源，也可以观看线上直播课“回放”，还可以线上问老师。各位授课老师全天在线答疑，并且会根据学生线上作业情况以及云班课学习数据，分析学生学习和掌握情况，及时调整教学设计。

3.2 线下实验教学期间的应用

经过三次线上实验课训练，大部分学生掌握了基本物理量测量的方法，初步养成了问问题的习惯，课堂交流也比较积极热烈。所以，线下的实验课，我们采用了翻转课堂、对分课堂等方式保证课堂互动效果，提升学生的应用和创新能力。其中翻转课堂主要针对原理较简单的实验，课前提供给学生资料，课堂以讨论解决问题为主。对分课堂主要针对原理或者操作较难的实验，老师提前一周讲解实验内容，然后学生内化吸收，一周后的课堂上，师生之间针对实验原理和操作中的难点问题进行讨论交流互动。为了使学生的讨论顺利有效，我们在课前都设置了预习思考题和线上云班课测试题，以问题引导学生高效学习，以自测促使学生自我矫正，老师也会依据学生预习情况科学诊断学生知识点掌握情况，有针对性地设计课堂活动，比如增加前后测或者就某些知识点开展讨论等等。

4 实验混合式教学模式的效果

最后一节课，抽选135名同学开展线上问卷调查，主要调查学生对混合式教学的满意度情况，调查结果如下：

首先线上实验课学生满意度如图1所示，近94%的学生对线上教学满意，85%的学生认为网课激发了他们物理实验的学习兴趣，在网课教学深受网络、设备以及线上其他因素的干扰下（见图2），依然有88%的学生认为线上学习效果不错，这主要是因为平台（腾讯课堂和云班课）使用简单且运行稳定（88%）、各位老师准备充分多媒体效果良好（96%）、教学安排合理且明确（96%）以及良好的互动缓解了畏难情绪（88%）。所以，每节课学生的签到率超过90%，作业提交率超过96%，线上混合式教学效果良好。

图1：线上实验课学生满意度调查

图2：影响线上实验课教学效果的因素

其次经过线上和线下两种形式的实验学习，如图3所示，约98%的学生对整体实验课教学满意，并且认为线下实验课收获更大一些，尤其是云班课的使用，大大提高了学习效率和学习效果。这主要是因为借助云班课提供的教学资源、教学测试、教学管理可以高效服务学生，同时全程跟踪记录监管学生学习过程，有效破解了大部分00后学生在碎片化思潮带动下的专注度不高、学习主动性不强问题。对于老师来说，可以促进教学管理更方便，教学互动更多样，教学交流更充分；对于学生来说，可以随时随地个性化自主学习，课堂活动和学习更加深入。不过，如果让大一学生选择实验课上课方式，他们首先倾向于线上线下混合式互动教学，其次是线下互动式教学，然后是线上教学（见图4）。这主要是因为，78%的学生都是使用手机进行线上学习的，在实验线上学习中，手机听课没问题，但是手机不方便做虚拟仿真实验，这在一定程度上减弱了学生线上物理实验学习的热情。这也充分说明混合式教学的实验课更适合学生。

图3：混合式实验课教学效果调查

图4：你倾向选择的实验课教学模式

5 结论

为提高学生实验课学习兴趣，我校采用了“先虚后实、先理论模拟再动手实践”的线上线下混合式实验教学模式。通过一系列实践及问卷调查，发现该模式有效解决了实验课教学管理难度大及课堂互动难度大的问题，切实提高了学生的学习兴趣和学习主动性，提高了学习效率，教学效果很好。