混合式教學在大學物理實驗中的應用分析*

蔣逢春

(鄭州輕工業學院物理與電子工程學院 河南 鄭州 450002)

盧雪艷 (精華教育科技股份有限公司 河南 鄭州 450002)

吳 杰 李俊玉

(鄭州輕工業學院物理與電子工程學院 河南 鄭州 450002)

混合式教學在大學物理實驗中的應用分析*

蔣逢春

(鄭州輕工業學院物理與電子工程學院 河南 鄭州 450002)

盧雪艷
(精華教育科技股份有限公司 河南 鄭州 450002)

吳 杰 李俊玉

(鄭州輕工業學院物理與電子工程學院 河南 鄭州 450002)

在“互聯網+教育”的時代背景下為積極推進《大學物理實驗》課程的教學改革，本研究結合Sakai網絡學習空間開展了《大學物理實驗》混合式教學活動，通過將混合式教學與傳統教學進行對比，以期獲得混合式教學模式給教師以及學生帶來的改變和影響．應用表明本教學實踐不僅減輕了教師的工作量、優化管理，還以量化的形式展示學生的學習詳情，提高對線下實驗指導的針對性，通過線上自主學習提高了學生的自主學習能力和預習效果．

Sakai網絡學習空間 大學物理實驗 混合式教學 教學管理

物理實驗是理工科類高等學校對學生進行科學實驗基本訓練的必修基礎課程，是本科生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端[1]．傳統授課面臨著諸多問題：一是任課教師太多，授課要求不統一；二是學生來自不同院系、班級太多，管理不方便；三是實驗成績統計繁瑣；四是對學生的預習效果無法準確考核評價；五是學生認知水平差異，但人數較多難以做到個性化教學．

結合國內外的相關文獻可以看出，我們常說的混合式學習是混合離線和在線學習、混合自定步調的學習和實時協作、混合結構化與非結構化學習[2]．混合式學習的最本質的核心就是對特定的內容和學習者用適合教學內容傳輸和學習者學習的技術手段來呈現與傳輸．目前從不少研究結果上看，線上線下相結合的混合式教學在一定程度上能夠提高學生的學習效果[3]．針對以上問題結合《大學物理實驗》課程的操作性、實踐性特點，設計了基于網絡學習空間平臺的混合式教學模式，以期探究該教學模式下《大學物理實驗》教學活動帶來的新變革．

1 混合式教學活動的前期準備階段

混合式教學是指線上教學和傳統教學相結合的教學范式，混合式學習強調把理論教學和技能訓練有機結合，把教師的“教”和學生的“學”有機統一[4]，這樣既可以充分發揮學生在學習中的主動性、積極性和創造性，又能充分發揮教師在引導、啟發、教學監控的主導作用[5]．下面是本研究對混合式教學活動開展前的準備階段.

1.1 規劃總體課程安排

《大學物理實驗》分兩個學期在兩個校區進行，僅東校區上課班級量達21個班，學生人數多，授課教師人數達18人，一學期9個實驗項目重復授課，采用教師小循環 ，學生分組大循環的形式完成9個實驗項目．傳統授課導致實驗管理困難，教師打分標準不統一．所以本研究的混合式教學利用Sakai網絡學習空間由18位教師線上統一維護管理，線下各教師協作授課，課后統一登記課程成績．線上學生自主學習階段開始前需要教師準備大量的能涵蓋相應教學內容的代表性問題，線下教學要求教師要善于組織課堂活動[6]．

1.2 豐富網絡學習空間教學資源

學生的學習方式如果是混合式的，那么教師的教學活動就應該作相應的改變，比如給學生提供更多的學習資源，創設更有利于學生自主學習的環境[7]．基于教育部倡導的對課程資源建設“共建共享”的理念，《大學物理實驗》課程在網絡學習空間的教學應用資源由多名教師共同創建包括課程內容、擴展資源、練習測驗題等幾大類，主要內容包括緒論和18個實驗項目．《大學物理實驗》課的課程內容和擴展資源的表現形式主要以實驗視頻、仿真實訓錄屏，還有原理PPT文檔等，而練習測驗題是由具有豐富經驗的教師精心設計，以測驗的形式發布．

1.3 設計教學模式及流程

《大學物理實驗》課是實踐性、操作性較強的課程，因此本研究采用線上線下相結合的混合式教學模式并設計其具體教學流程如圖1所示,該流程主要是教師在平臺上傳教學內容和資源，學生在線學習課程內容，在完成相應單元內容學習后，師生、生生進行交流答疑并進行相應章節的練習測驗前測，通過測試成績對知識點進行查漏補缺，從而達到強化預習知識的目的，同時教師通過平臺查看學生練習測驗成績結合每一道題的答題詳情，總結知識重點、易錯點，確定線下教學內容的重點．學生線下實驗操作，完成實驗報告并將實驗報告上傳至網絡學習空間的“作業”欄，供教師批改或學生互評，同時開辟討論區供學生就實驗問題開展討論，計入考評成績．

圖1 《大學物理實驗》混合式教學模式流程圖

1.4 制定考核標準

在傳統教學中《大學物理實驗》課的考核預習環節是憑紙質的預習報告，教師主觀打分，具有隨意性，很難做到客觀公正，成績評價比較單一．本研究結合教學活動預習、實驗操作、實驗報告、互評以及討論區參與度等環節，在Sakai網絡學習空間平臺的“成績冊”一欄功能可設置多個大項并按照權重分配分值，結合學生線上線下的主要學習活動綜合考評．我們可以很方便地添加考核項目：如考核測驗，問題討論等，使課程評價更客觀公正，調動學生的參與熱情．

2 混合式教學活動的實施階段

整個教學實施過程應該始終以學生為中心，改變傳統的教學模式，最大限度地調動學生自主學習的積極性，提高學生的實驗技能，訓練學生的創新思維方法及綜合運用知識的能力[8]．

2.1 線上創建課程和班級管理

線上平臺主要采用的是Sakai網絡學習空間平臺，任課教師建立自己的課程空間，系統自動導入該教師本學期的教學課程和相關的教學班級信息．

一位教師負責創建2016-2017年度第一學期必修《物理實驗1》課程并添加課程需要的“課程介紹”、“課程大綱”、“課程內容”、“課程信息”、“練習測驗”、“作業”、“討論區”、“答疑區”、“統計分析”、“成績冊”等多形式的欄目版塊(圖2)；其次將其他任課教師添加到該課程并賦予他們“教師”的角色，實現各個任課教師對該課程的協同管理；最后由各個教師將其教學關系下的所有班級添加至該課程，即完成了課程的建設和學習者的添加．

圖2 網絡學習空間主頁界面

2.2 學生線上自主學習及測試

教師將《大學物理實驗》課的教學內容和學習資源，包括緒論在內的10個單元的資料，上傳至平臺的“實驗內容”、“課程資源”兩個版塊，并將對學生的預習情況進行知識前測的測驗題目按照實驗項目上傳至“練習測驗”．

在實驗課程開始前學生可以自主選擇學習時間和地點，登陸網絡學習空間對教師即將講授的實驗課進行自主學習，在網絡學習空間平臺的“聊天室”和“討論區”進行學習交流．在完成課程內容的預習后進行相對應實驗的“練習測驗”，合格后方能進行實際操作實驗．

2.3 教師結合學生預習前測開展線下教學

教師通過網絡學習空間平臺“練習測驗”版塊查看學生對知識預習的前測整體成績和每道題的答題詳情(圖3和圖4)和學生在平臺的互動問答內容，從而統計學生的預習效果，歸納學生普遍的錯誤知識點作為線下教學的重點，開展個性化教學指導．學生在網絡學習空間進行知識的預習后，針對自主學習的情況更有針對性地進行線下學習，同時教師根據前測情況更有針對性地進行線下實驗課的操作講解，雙向針對性開展線下教學活動，更有目的性．

圖3 學生“緒論”的練習測驗成績

圖4 “練習測驗”單題學生回答詳情

2.4 師生共同批改實驗報告

教師在網絡學習空間平臺的“作業”版塊布置相關實驗內容的作業，學生在線下進行實驗操作，并完成紙質的實驗報告，將紙質實驗報告拍照上傳至網絡學習空間平臺的“作業”版塊．教師批改或者學生互評的方式將作業下載評改或者在線評改、打分，系統自動將學習者的分數按照權值比例換算后添加至“成績冊”．

3 混合式教學活動的應用分析

本研究的主要目的是通過對《大學物理實驗》課采用線上、線下相結合的混合式教學模式，對比傳統課堂的教學方式分析教師如何采用混合式教學改善教學活動，掌握教學活動中大批量學習者的學習情況以及學生的學習情況，以期更好地總結經驗為以后《大學物理實驗》的教學工作提供教學經驗和指導．

3.1 線下獨立班級線上統一管理

《大學物理實驗》(東風校區)的授課對象全校包含5個院系的21個班級，學生人數超過1 200名，傳統課堂的管理和預習測驗的統計是一項繁重而瑣碎的工作．而混合式教學模式將對學生的教學管理和測驗統計應用在網絡學習空間平臺上，打破了時空的限制，實現了對各個班級的統一管理，節省了紙質統計測驗結果的工作量，為教師帶來了極大的便利．

3.2 學生線上知識前測 精準教師線下內容導向

《大學物理實驗》的傳統教學活動中學生預習一般在課前進行，教師通過紙質測驗預習效果，由于每次學生人數眾多，無法對學習者的預習程度和知識的掌握情況作出精確的統計．因此教師只能依照實驗的教學目標、重難點和以往的經驗進行操作實驗授課指導，與學生溝通指導缺乏較強的針對性．

混合式教學模式的網絡學習空間預習包括對實驗知識的學習和練習測驗的完成，即實現對大批量學生的新知前測．通過網絡學習空間平臺對客觀題的自動批改，完全節省了教師人工批改打分的任務量．同時教師可以在批改詳情中查看學習者的答題情況包括每道題的正確率和錯誤率，為教師的線下實驗指導教學活動提供了強有力的內容導向，讓教學結合學生的已有認知更有針對性．實現學生和教師實時的在線交流，疑問解答．

3.3 教師身份轉變 學生加強自主意識

教師角色從傳統教學意義上的“傳道者”變為“引導者”、“組織者”，混合式教學中教師在線上“答疑室”版塊跟學生進行實時的溝通交流，結合線上線下的教學活動教師更多的是學生自主學習過程的一個引導者、解惑者．而線下的實驗操作教師更多的是組織者、監督者，學生由被動操作變為積極參與者．學生在網上自主學習行為增多，提高了自主學習能力，通過調查問卷統計結果表明：大部分學生能夠接受混合式教學模式．

3.4 無紙化的成績統計 規范化的立卷存檔

《大學物理實驗》課的授課面向多個院系的多班級的學生共計1 255名學生，而相對應的教師人數僅18名，這就意味著在傳統教學模式中每位教師平均需要統計60名學生的9次相關實驗成績即540次的實驗預習報告、540次的實驗報告．紙質評改不僅不方便而且分數的統計工作量占據了教師很大的精力和時間，

而混合式教學中的學生線上提交實驗報告很大程度地實現評改便捷、自動統計分數的功能．學生在線下將紙質的實驗報告填寫完畢，將其保存為電子照片的形式上傳至網絡學習空間,按班級立卷存檔．方便教學質量評估時快捷抽查實驗報告．

網絡學習空間有強大的數據統計功能，可以記錄教師學生參與各種活動的項目次數[9]．以前靠手工輸入學生成績進行統計，成績的優秀率、及格率無法調控．利用網絡學習空間的成績冊即可以調整成績項的權重改變成績的比率，又可以方便添加考評項目，注重對學生實驗過程考評．尤其方便查詢每個同學的單個成績和總評成績．

3.5 混合式教學模式下的學生整體成績明顯優于傳統教學模式

我校分為東風校區和科學校區，僅東風校區全面使用了網絡學習空間．兩個校區同時開設《大學物理實驗》課程，學生專業均為非物理學院的理工科類，物理基礎基本相同．東風校區開展了混合式教學模式，科學校區仍采用傳統的教學模式，通過一學期的《大學物理實驗》最終成績表明同一校區內的各個院系成績分布差異不明顯，但是兩個校區在不同的教學模式下學生的成績有明顯的差異．東風校區學生成績的優秀百分比為38%、良好為50%、平均分為88分，而科學校區學生成績的優秀百分比為15%、良好為52%、平均分為82分，這說明混合式教學模式對學生掌握知識與技能的作用在一定程度上優于傳統教學模式，優化了教學效果．

4 總結反思

通過一學期的混合式教學，網絡學習空間平臺參與人數達到1 255人、活動量總達30多萬次，取得了意想不到的效果，也得到了同行的好評．

基于Sakai網絡學習空間的混合式教學解決了教師教學管理難、知識傳遞單向化的問題．通過網絡平臺管理可以實現統一管理眾多班級，學生在線上的自主學習、自我檢測和互動答疑討論以及線下教師的針對性指導，實現了知識的個性化雙向傳遞．平臺強大的數據統計功能能夠對教學過程與教學效果進行跟蹤、評價與管理．對比兩個校區，研究表明混合式教學在很大程度上減輕了教師對學生的管理的工作量，其教學效果和學生的學習成績都有所提高．下學期將在兩校區同時推行，讓更多學生受益．

隨著“互聯網+”的教育時代發展，教師在探究教學改革過程中既要敢于嘗試當下發展的新興教學模式，也要不斷地提升自己的信息技術水平和教學設計能力．只有教師自身的信息素養和教學設計能力得到真正提高后，才能結合教學內容分析學習者特征，靈活設計出有針對性的教學活動，從而創新教學應用、優化教學效果．

1 沈巖,蘇玉玲,等.大學物理實驗教程.北京:高等教育出版社,2014.5～6

2 田世生.Blended Learning初步研究.電化教育研究,2004(7):7～11

3 張睿,王祖源,徐小鳳.互聯網+環境下混合型教學的教學設計研究.物理與工程，2016(5):18～21

4 馮艷宏,梁國勇,王曉霞,等.基于得實網絡學習平臺的混合式課程設計與實踐——以《數控編程及加工技術》課程為例.科技展望，2017(1):201～202

5 馬金鐘.混合式教學模式下教師角色的變革研究.科教導刊:中旬刊，2015(7):43～44

6 宋金璠,郭新峰,石明吉,等.翻轉課堂在大學物理實驗教學中的應用.實驗技術與管理,2015(3):33～36

7 丁蕾.基于“互聯網+”的中職物理混合式教學.中國電化教育,2016(3):141～145

8 陳中鈞,俞眉孫.大學物理實驗教學的思考與建議.實驗技術與管理,2014(4):186～188

9 蔣逢春,吳杰,馮學超，等.大學物理實驗網絡學習空間建設的實踐.物理通報,2017(4):9～12

ApplicationAnalysisonBlendedTeachingintheUniversityPhysicsExperiment

Jiang Fengchun

(School of Physics and Electronic Emgineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,Henan 450002)

Lu Xueyan
(Gilight Education Technology Co.,Ltd,Zhengzhou,Henan 450002)

Wu Jie Li Junyu

(School of Physics and Electronic Emgineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,Henan 450002)

To promote the teaching reform of "University Physics Experiments" course under the background of "Internet + education",this study combines the Sakai e-learning space to carry out the mixed teaching activities.We compared blended teaching with traditional teaching to determine the change and impact on students brought by blended teaching.The result shows that this teaching practice not only reduces the workload of teachers,but also provide insights on students learning results by quantifying their learning activities,so that offline guidance can be better targeted.Meanwhile,Students improve their self-learning ability through online learning.

Sakai e-learning space;college physics experiment;blended teaching;teaching management

2017-05-11)

*教育部高等學校大學物理課程教指委教學研究立項項目，編號：DWJZW201533zn；2017年河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“基于愛課程網平臺的大學物理實驗與仿真在線開放學習教學模式的探討”；鄭州輕工業學院第十一批招標課題“基于河南省資源共享平臺的大學物理實驗在線學習教學模式的探究”.

蔣逢春(1964- )，女，教授，主要從事大學物理及實驗教學與研究.