基于大学物理课程线上线下混合教学模式的探索与实践

韦露，李伟伟，赵新生

（江苏师范大学 物理与电子工程学院，江苏 徐州）

随着科技的进步和生产力的发展，以及复杂的社会环境差异，全面深化教育教学改革依然面临巨大的挑战。但在教学改革中，其核心要素不能变。在教育部颁布的《关于一流本科课程建设的实施意见》中指出，课程是人才培养的核心要素，其实施过程中应遵循以“学生为中心”的教育理念[1-3]。在当今互联网高度发达的时代，“互联网+教育”的教学模式为教育教学改革开辟了一条新的途径，并受到了国内外教育工作者的广泛关注[4-5]。近年来，基于“互联网+教育”的线上线下混合教学研究已取得了新的进展，有望成为一种新的教学模式。这种线上线下混合教学模式改变了传统教学模式在教与学上的时间和空间限制，使之在培养学生自主学习和探究意识等方面起到了积极作用[6-8]。

尤其在2020年初，一场突如其来的新冠肺炎疫情席卷全球，使传统课堂教学面临严峻的挑战。因疫情防控要求，学生无法正常返校学习。为此，教育部颁布了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，该《意见》对疫情期间普通高等学校的在线教学组织与管理工作提供了指导思想。在该《意见》的指导下，普通高等学校的广大师生均经历了多次的线上教学活动，对线上教学有了新的认识，且认同度也有了大幅地提升。然而，由于疫情事件的突发性和时间紧迫性，目前大多数的线上教学依然存在诸多问题[9]。例如，有的线上教学仅仅是上传录播视频或者使用在线教学课程等相关教学资料提供学生自主学习，在整个教学过程中教师对学生的学习缺乏有效引导；甚者有的直接通过“直播”的方式把传统的线下教学简单地“搬到”线上，这种模式无法发挥出线上教学的优势。因此，如何更有效地利用现代信息技术和优质的在线课程及教学资源，通过线上线下教学优势互补，构建一种新型的“以学生为中心”的教学模式是广大一线教育工作者需要探究和思考的问题。

本文基于大学物理课程探索一种以“学生为中心”的、具有自主学习动力和创新能力的“互联网+教育”混合教学模式，以“教学内容”和“教学模式”为抓手，进一步深化线上线下混合教学模式改革，建立一种适用于大学物理或者其他理工科课程的上线下混合教学模式。

一 线上线下混合式教学的实践意义

本文基于现代教育技术的“互联网+教育”混合式教学模式，通过线上线下相结合，实现在线课程和课堂教学的优势互补。与单一的线上课程相比，在混合式教学模式中教师具有更强的引导和监督作用，使学生完成课程学习的程度大幅提高，提升教学质量。此外，采用混合式教学模式，教师可根据上课内容和学生情况自主地选择合适的教学资源作为线上教学内容，在一定程度上降低了教学过程的成本。另一方面，教师还可以根据学生线上学习的反馈信息，进一步改进课堂教学内容和方法。此外，在混合式教学模式中教师亦可引入与传统课堂类似的实践环节，增强学生多维度的学习体验，有效改善教学效果。签于此，本文以《大学物理》课程教学为研究对象，基于现代信息技术的“互联网+教育”混合式教学模式，开展线上线下混合教学模式的设计与实践研究。本线上线下混合教学模式的成功实施将可借鉴应用于其他理工科本科生课程，具有重大的研究价值和实践意义。

二 线上线下混合教学模式设计

本文应用“雨课堂”现代信息技术，开展《大学物理》线上线下混合教学模式设计与实践研究。所设计的线上线下混合教学模式如图1所示，主要由5个部分构成，即学生线上学习、问题收集反思、课堂学习讨论、线下学习实践和学习效果评价。

图1 线上线下混合教学模式的设计示意图

本文以大学物理中的“角动量守恒定律”章节为例，各教学环节具体设计如下：

（一） 学生线上学习

该环节为课前学习，学生通过“雨课堂”智慧教学平台进行线上学习，完成教师安排的课前学习内容。在这一环节中，教师通过“雨课堂”教学平台，按照学生情况分成不同层次的学习小组，对个小组分别推送相应难度的学习任务和预习内容；要求学生在规定时间内预习角动量守恒定律内容，回答提出的相关问题。例如，①为什么跳水运动员在空中旋转时总是身体蜷曲，入水时又打开？②花样滑冰运动员以及芭蕾舞演员在旋转时为什么总是收拢四肢而不是舒展身体？等问题。推送线上学习资料可以以课件、视频、题目、语音等形式构成，并与各大慕课平台等网络资源无缝对接。

（二） 问题收集反思

问题收集与反思贯穿于课前、课上和课后等教学过程。教师根据每个章节的知识内容设置测试题、问题等，编辑成课件并适时发布。教师可以通过“雨课堂”的即时评价和数据报表功能，根据数据统计和反馈功能全面了解学生的学习情况，反思教学效果，进一步提炼重难点，及时制定有效的教学策略。特别是，在授课过程中学生可以利用“雨课堂”的弹幕功能发送弹幕，对自己所学知识进行及时反馈。例如，角动量守恒的条件究竟是外力矩为零还是外力矩的冲量为零？教师则可以实时收集学生的疑问，根据反馈的信息及时调整讲解侧重点。此外，展开讨论或随堂小测验，结合奖励功能，调动学生的积极性和参与性，增强师生互动。

（三） 课堂学习讨论

在课堂教学环节中，学生通过“雨课堂”扫码或邀请码进行随堂签到，便捷高效，既节约时间，又能有效提高出勤率。在授课时，教师以角动量守恒的实例引入课题，回顾角动量定义，并从定轴转动刚体的角动量定理出发，总结出角动量守恒定律的条件，引导学生理解定律的内容以及物理意义。由于角动量概念及其相关规律较为抽象，仅依靠课堂讲述，难以让更多的学生在短时间内理解消化。授课时，可进一步借助“雨课堂”的视频接入功能，例如以我国花样滑冰名将参加国际大赛的精彩片段为例，吸引学生的注意力，使物理图像更加生动形象，物理规律更加明确清晰。

（四） 线下学习实践

学好大学物理，不仅需要抽象的模型构建能力，也需要数学计算能力，因此学生通常会有各种疑难和困惑。教师可以按照学生群体的层次差异，提供有区分度的课后复习资料，学生完成之后通过附件、拍照、录音等功能提交反馈。例如，引导学生借助多种实例进一步加深理解角动量守恒定律的物理意义和普适性，指出角动量守恒定律适用于大至天体、小至粒子的一切转动问题。可以以工程技术上飞轮啮合以及天体运动中星体旋转等为例，设置练习题，旨在进一步了解学生对角动量守恒定律的理解和掌握程度。课后测试不仅是对学生学习情况的总结、反思和检测，也对教师及时调整和完善教学策略有重要的参考和借鉴意义。

（五） 学习效果评价

课前：学生在预习过程中可以通过“雨课堂”的问题栏功能提出问题，或借助菜单中的“不懂”功能标记出疑难。教师根据“雨课堂”即时评价和数据报表功能，通过数据统计和反馈功能进行摸底，了解学生的学习基础，提炼重难点，及时制定有效的教学策略。

课中：利用“雨课堂”的弹幕功能，学生通过发送弹幕对所学知识进行及时反馈。例如，角动量守恒的条件究竟是外力矩为零还是外力矩的冲量为零？教师可以实时收集学生的疑问，根据反馈的信息及时调整讲解侧重点。

课后：学生可以充分利用碎片时间，随时通过“雨课堂”智慧教学平台回顾课件内容，根据课前或课中标记的“不懂”提示，以点串线，以线铺面，循序渐进地深化对知识点的理解，构建完整的知识框架。通过“雨课堂”智慧教学平台，师生还可以随时在线沟通，因“人”施教，解决学生学习基础差异性带来的教学困难，实现个性化教。

三 线上线下混合教学过程实践

本文以“角动量守恒定律”章节为例，浅淡基于“雨课堂”智慧教学平台所设计的线上线下混合教学模式的具体实践过程。本章节的具体教学过程如图2所示。

图2 线上线下混合教学模式的教学过程示意图

线上线下混合教学过程包括课前、课中和课后三个环节。在这三个教学环节中，教师和学生的具体实践活动归纳总结于图3中。

图3 课前、课中和课后环节中教师和学生的具体实践活动

（一） 课前环节

教师通过“雨课堂”的推送功能把课前的学习资源推送给学生，并要求学生按照规定时间内完成。例如：跳水、花样滑冰等视频推送给学生，并要求学生思考问题，如为什么跳水运动员在空中旋转时总是身体蜷曲，入水时又打开？花样滑冰运动员以及芭蕾舞演员在旋转时为什么总是收拢四肢而不是舒展身体？教师还可以通过“雨课堂”收集学生反馈信息，批阅学生的预习报告，归纳整理在预习过程的问题，及时更新问题库。

学生接收到教师推送的预习通知后，在规定时间内进入“雨课堂”接收下载预习任务和学习资料，并按照要求预习推送内容，如通过观看教师录制的微课程、教学动画、视频等教学资源进行自主学习，解答预习中老师布置的测试题或问题，完成预习任务。

（二） 课中环节

利用PPT多媒体的“雨课堂”模式教学。学生通过微信扫码进入“雨课堂”。课中，教师使用“雨课堂”进行教学，通过“雨课堂”的视频接入功能播放教学慕课视频或网络视频；教师根据学生课堂推导情况进行归纳总结，引出角动量定理，并给出定理推导推；送课堂测试题，并通过“雨课堂”的即时评价和数据报表功能，了解学生的学习情况，反思教学效果。最后教师总结并布置课后作业。

（三） 课后环节

学生进入“雨课堂”智慧教学平台并按照要求完成章节测试以及课后作业，亦可通过提问功能提出感兴趣的问题。教师通过“雨课堂”收集学生反馈问题并在线解答，更新问题库。

四 结语

基于线上线下混合教学模式，运用任务驱动教学法和小组合作探究法，实现了以“学生为中心”的、具有自主学习动力和创新能力的“互联网+教育”混合教学模式。该教学模式能够培养学生学习的自主性，增强学生学习的兴趣，克服依赖心理，培养学生的独立思考能力及创造力，实现学生的个性化发展。所设计的线上线下混合式教学模式对教学改革具有重要的研究意义和实践价值：①丰富教学资源，激发学生兴趣；②提升学习主动性，培养思维能力；③促进师生互动性，满足个性化学习。