大学物理课程云教材的编写探究

智春艳 刘金秋 邱文旭 赵朝军

摘 要：在信息时代的背景下，教材面临着转型升级，云教材作为数字教材的重要形式，逐渐在各高校使用普及。基于目前各高校云教材的建设及教学实践分析，结合我校学生现状，本文对大学物理课程云教材的编写进行了详细探究，云教材编写结合了丰富的案例材料，深化了学生对物理现象的理解和认识，引导学生用物理知识理解自然、解释自然、探索自然。

关键词：大学物理；云教材；信息化；教学改革

教材在教学实践过程中具有十分重要的作用。一方面，教材是教师进行传道授业的媒介，在知识传授、教育教学、人才培养中扮演着重要角色；另一方面，教材是学生学习一门课程的基本资料，是学生获得理论知识的主要来源，对学生学习起着重要的指导作用。传统的教材形式是纸质，但随着时代的进步与发展，纸质教材因携带不便、版面单调、印刷限制等局限，已经无法满足读者的阅读需求［1］。新时代背景下，教材需要进行形式创新和数字化转型，需要将教材与信息技术进行融合，云教材就是在当前背景下产生的一种数字化教材。

一、云教材的定义和特点

（一）云教材的定义

云教材作为移动互联网下的数字产品，与传统教材不同。云教材是一种融媒体的、立体交互的，采用云计算、大数据和人工智能技术具有全内容大数据特征的智能化教学资源体。它融合了文字、图片、音频、视频及动画等元素，适用于各类电子终端。读者可以将云教材下载到平板、电脑和手机里，随时随地进行学习，配合云班课还可以布置云教材学习任务，实现对学生行为的智能跟踪和学习成效评价［2］。同时支持内容的个性化定制，重新定义了未来的教学资源形态和学习方式。

（二）云教材的特点

1.版面美观精致

云教材采用数字产品理念设计版面，运用杂志化风格进行排版，呼应搭配字体颜色，色彩版式和谐统一，可以为读者带来愉悦的视觉感受和良好的阅读体验。

2.素材生动有趣

云教材可以融入海量的数字化资源，如高清图片、音频、视频以及动画等多媒体素材，一方面可以满足不同读者的个性化阅读需求，另一方面立体交互式地、全面地向读者提供知识。

3.阅读灵活便捷

云教材可以在手机、电脑及平板等多端同时使用，且具有阅读记忆功能，读者可以利用碎片化的时间，随时打开移动终端即可从上一次阅读结束的地方开始阅读，灵活便捷，适应现代人的生活节奏。

4.辅助工具门类齐全

云教材提供了许多辅助阅读工具，如增删笔记、添加书签、高亮显示重点等，还提供了全书检索、记录学习历史、分享笔记等功能。强大的辅助功能、人性化的设计可以满足不同读者的需求。

5.交流互动高效便捷

云教材提供交互学习讨论模式，可以开展练习、测试等活动，大大激发了学生的学习兴趣。

二、云教材在课程教学中的应用现状

（一）全国高等院校使用云教材的情况

云教材作为数字教材的一种重要形式，已经成为高校的一种新型学习资源。在过去几年，网络教学逐渐成为教学常态，线上线下混合式教学成为当下及至未来的教学趋势。于是云教材的发展迅猛，在全国多个高校已经开始使用普及［14］。文献研究发现，部分高校已经开始广泛地使用云教材進行教学，并且教学效果良好；成功运用云教材进行教学实践活动的课程有：“C语言程序设计”“工程制图与CAD”“飞机总体设计”“高等数学”及“物理现象演示与研究”等。这些文献表明，云教材可以作为教师在教学过程中获取资源的一个重要媒介，新教师能够就地取材，经验丰富的教师可以发现自己的不足；合理运用云教材教学可以使课程更加生动有趣，降低学生学习的困难。大学物理课程也应与时俱进，加快建设云教材，让数字化教材为课程服务。

袁力的“基于云教材的《高等数学》数字教材的教学探究”表明，高等数学云教材在芜湖职业技术学院的应用获得了一定好评。“大学物理”与“高等数学”课程都具有高度抽象、逻辑严密等特点，高等数学成功使用云教材教学的案例表明，对于理论性较强的课程，使用云教材教学效果显著。大学物理和高等数学课程紧密联系，运用云教材进行大学物理课程教学也必然是可行的并且预期良好。

（二）我校大学物理课程的教学现状

近年来，西安工商学院在全球数字化发展的背景下，也在进行智慧校园建设。学校基于新一代信息技术、专注“新工科、新商科与文化创意”领域人才培养，发展愿景是成为“国际化数字工商大学”。学校发展对课程建设提出了更高要求，这几年大学物理一直在进行教学改革探究，一方面，通过组织学科竞赛，建立了学科竞赛和教学改革互动的模式［5］；另一方面，采用小班进行项目制教学；此外，教师们近几年一直使用云班课进行课堂管理和教学，借助于云班课教学助手的强大功能，改变了传统的课堂教学模式。目前，大学物理教学改革已取得显著成效，并形成了自己的教学模式和课程特色，在此基础上，教师们想要编写适合本校学生的特色大学物理教材，云班课具有添加云教材功能。教师在熟练使用云班课的基础上，如加入云教材的使用，一定会使课程更加有声有色。因此，云教材建设成为必要并且意义重大，这也是深化教学改革的一个重要举措。

三、大学物理课程云教材的编写与创新

大学物理作为一门研究自然现象及其规律的学科，是高等院校理工科专业学生必修的一门公共基础课。大学物理的知识体系和思维方法贯穿于人们认识自然、探索自然以及学习自然科学知识的全过程。教材作为课程教学内容的载体，不仅在呈现方式上要适应信息化、网络化的发展趋势，向数字化方向延伸，更要在教学内容上不断融合创新。

物理包含的自然现象存在于万事万物之中，展示和讲解这些自然现象既容易又复杂。容易在于随处可见、随时发生；复杂在于要创造一定的条件才能使这些物理现象发生。如何使学生通过浅显的物理现象认识和理解复杂的物理原理，进而引发思考，引起探索，才是教材传道授业的精髓［6］。正因如此，本教材选取的案例全部来自自然和生活中的现象，如避雷针、辉光现象、静电飞花等，通过图片或视频生动形象地展示了自然界中这些奇妙现象，以此引起学生兴趣和好奇心，启发学生对自然界中物理现象的思考和探究。

（一）云教材的建设方案、内容与创新

大学物理云教材由教学经验丰富的物理教师共同担任编辑，全书在内容上共设置40个案例，涉及40多个知识点，案例全部来源于自然和生活实际，编写内容结合课程思政元素，教材章节选用案例为标题更能吸引读者和突显实际应用。每位教师负责编写一章，每章包括若干节，每节内容共设置六个板块，分别是案例材料、案例图片或视频、案例思考、相关理论知识、案例原理及解释和应用拓展，每个板块在编写上都有一定的创新。

首先是案例材料，这里选取的内容涉及跟物理知识相关的实际应用、生活常识、科技前沿或古代文明，坚持从学生视角出发选取材料，所以能够引起学生极大的学习兴趣和强烈的探究意愿。在教学用途上，案例材料不仅是传递物理知识，同时能够拓宽视野、陶冶情操、提升素养、增强自信心和民族自豪感，在课程思政建设上发挥一定的作用。案例材料怎么选，选取哪些内容非常关键，这些是在每周的教学研讨会上讨论决定。在会上，每位教师都要分享案例。

其次是案例图片或视频。通过网上海量检索，筛选出能让学生产生共鸣的图片或视频。将丰富的多媒体信息融入其中，实现云教材信息化；案例思考往往是基于对案例材料的理解提出问题，进而引入本节教学内容，只有完成相关理论知识的学习才能够解答案例思考中的问题。这样的教学设计一方面激发了学生学习的主动性，另一方面培养了学生解决问题的能力；相关理论知识则是大学物理课程的核心知识，也是本节课的主要授课内容，将案例背后复杂的理论知识向学生娓娓道来，使学生明白万事万物都有其运动的道理和规律，培养其追求真理、探究真理的精神；案例原理及解释则是回答案例思考中的问题，学生可以自己回答也可查看案例解释，通过对比发现不足、加深理解，从而提高学生的思辨能力、理性思维能力。

最后是应用拓展。应用拓展部分可以添加链接，点击链接就可获取更多的网络资源，实现了网络资源的互联互通和优化整合，向学生提供丰富知识和良好的阅读体验。图1是静电场章节设置，图2是云教材编辑界面。

云教材在内容上设置六大板块，使教学内容更为全面、形象和生动，使学生对所学内容理解透彻、记忆深刻；从引入问题到发现问题，再到解决问题，是一个层层递进、培养学生理性思维、探究真理的过程。云教材不仅有料、更加有趣，学生可以见其形、闻其声，调动多种感官共同参与学习过程，学生在链接或教师指导下可以冲破书本局限，轻松自如地在知识的海洋中冲浪。

（二）使用云教材教学

使用云班课教学，教师和学生需下载云班课APP到个人移动终端，在云班课平台上，教师可以为每个班级创建班课，生成对应的班课号，学生通过班课号加入班课。云教材建设完成后，可以将云教材添加到云班课，教师就可以基于云教材布置任务，开展课前、课中及课后活动。借助云班课，结合大学物理云教材，大学物理课程可形成下面的教学设计：

发布资源、布置任务。通过云班课，为学生提供多层次、多维度、多形式的学习资源。每节课前可发布相关的教学PPT课件、云教材、慕课视频、课程拓展资料及物理学家介绍等，布置课前预习任务，发布课前活动，检验预习效果。不限制学习形式，只要学生能完成课前活动即可，让自主学习更轻松有趣，符合当代大学生学习的习惯和需求。

课堂教学。课堂教学要有计划、有组织、有管理。在云班课上，教师可以灵活选择签到形式完成点名，并可以开展丰富的课堂活动，如头脑风暴、轻直播/讨论、投票问卷及课堂表现等。开展课堂活动不仅是为了营造良好的学习氛围，更是为了完成教学目标，在教学设计上每节课要不间断地进行不同形式的教学活动，以求让学生“闲”不住，充分调动学生参与课堂的主动性。每节课预留时间开展云教材学习，增加课堂的吸引力。

课后评价。一是通过云班课后台查看课堂活动的参与情况，进行总体分析和个人分析，完成对课堂教学的评价；二是通过云班课发布作业，作业形式不局限于测试题目，也可录制视频、收集资料及问题讨论等。学生作业上交完成之后，教师要及时查看并完成评分。云班课设置的评分方式有老师评分、学生评分和学生互评，通过作业完成学习效果评价，掌握学生对知识的理解程度和应用能力。

云班课可以全面记录学生过程性学习的数据。教师通过云班课后台提供的数据，可以查看学生的经验值排名，掌握学生的出勤、作业及资源查看情况，云教材的学习进度、学习动态等，可以提前向落后的学生发出预警，并及时调整教学方法；学生通过云班课也可以发现自己的薄弱之处，及时弥补；不仅如此，云班课后台数据可以帮助分析使用云教材教学的成效。使用云教材教学需要不断地实践，才能充分发挥数字教材在教学中的作用，為提高教学质量、促进教学改革贡献力量。

四、结论

大学物理课程是高校理工专业学生必修的公共基础课，大学物理教材应以传递物理思想和知识为基本功能，注重培养学生的理性思维、创新思维以及应用实践能力，并促进大学物理课程与不同学科的交叉融合。在全球信息化的时代背景下，大学物理课程与时俱进，融合优质多媒体资源，建设特色云教材。云教材结合丰富的案例材料，并融入课程思政，引导读者用物理思想和知识理解自然、解释自然、探索自然，启迪读者的科学思维方式，帮助树立辩证唯物主义的世界观。

教材建设中还存在一些问题，需要进一步研究和实践，如云教材的广度、深度与课程如何匹配？案例材料如何与教学内容相结合？云教材的建设如何创新？而如何使用云教材，从而提高教学效果，为切实提高大学物理课程教学质量发挥积极作用，将是今后研究的重点。

参考文献：

［1］张嘉楠，郭龙成.高校云教学变革的现状与分析［J］.科技风，2020（05）：83.

［2］董立娟.云教材的开发与探索——以工科教材为例［J］.中国传媒科技，2023（01）：145148.

［3］袁力.基于云教材的《高等数学》数字教材的教学探究［J］.芜湖职业技术学院报，2019，21（04）：9092.

［4］周海燕，王新.“互联网+”下的大学计算机基础立体化教材建设［J］.计算机教学与教育信息化，2018，14（24）：158159.

［5］智春艳，刘金秋，邱文旭，等.基于学科竞赛的大学物理课程教学改革研究［J］.教育信息化论坛，2022（02）：6365.

［6］龙乾新，姚青荣，卢照.大学物理与物理学史相结合的教材编写探讨［J］.教育教学论坛，2020（25）：311313.

作者简介：智春艳（1985— ），女，汉族，河南周口人，硕士，讲师，研究方向：物理学、原子与分子物理。