大學物理課程線上線下教學方法比較研究

（齊齊哈爾大學 理學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

大學物理課程是高等學校理工科各專業學生必修的一門重要的通識性基礎課，為學生打好必要的物理基礎，樹立科學世界觀，增強分析問題和解決問題的能力，培養學生的探索精神和創新意識，起到其它課程不能替代的重要作用[1].為達到教學目的，大學物理教學方法的研究也至關重要[2-12].本文就2 種截然不同的教學方法，即線上和線下教學方法做一比較研究，為更好地提高大學物理課程教學質量提供參考.

線下教學方法是傳統的教學方法，即學生與教師面對面接觸，2020 年之前，大學物理課程主要采用的就是線下方法.對于不同專業，大學物理課程分為若干層次（大學物理I～VI），每個層次有若干個大課堂，每個課堂含有3～5 個自然班，教學采用的是大課堂多媒體授課.教師闡述內容觀點，講授知識，學生主要是聽課學習，課下復習鞏固.由于近年來大學物理課程各層次的教學時數與上世紀末期相比，普遍下降很多，而各層次按大綱要求并沒有降低很多，教師往往還增加一些前沿應用方面的內容讓學生了解，線下教學學時有限與內容要求過多矛盾實時顯現.

線上教學方法指的是以網絡為主，通過互聯網系統師生不用集中見面的遠程教學方法.隨著信息技術的發展，教師及學生通訊設備條件的提高，線上教學資源不斷豐富.近年來，線上教學興起，逐漸滲透到了教學的各個方面，大學物理課程亦不例外，尤其是2020 年春季學期，在新冠疫情的影響下，大學物理課程進入了網絡教學的線上方式，并運行了一個學期.本文以大學物理Ⅱ1 課堂為基礎，闡述和分析線上教學方法的優劣，并與線下教學形式做比較.

1 學習時間與學習內容

1.1 學習時間

線下教學，時間集中統一，教師、學生按課表時間集中上課，即使哪個學生臨時有事缺勤，過后補課，也不會像正式上課那樣完整來一遍；線上教學，時間要方便得多，對學生而言，可以利用零散時間進行學習，在這個學期的線上課程要求學生盡可能按課表時間上課學習，但如有一些因素造成未按時進行，補課也是同樣效果，體現出高度的靈活性.

1.2 學習內容

線下教學比較中規中矩，教師按教學日歷內容講課，無論對前序內容掌握程度如何，學生都需要按教師講課的內容來學習，教師雖然能面對學生，可以了解觀察學生對內容的接受程度，但由于課堂時間緊張，不容易照顧到步調不一致的學生.而線下教學優點也是顯而易見的，在課堂討論中，教師可以隨時判斷學生對知識理解是否正確，對學生的問題做出回應，簡單直觀.

線上教學，內容安排首先在必須滿足教學大綱要求下，往往呈現多樣性，與教師的線上資源及教師的篩選指導關系很大.本學期的大學物理Ⅱ1 課程，是關聯中國大學MOOC 平臺中國地質大學的大學物理（力學、電磁學）慕課源課程建立的異步SPOC 課程，同時推薦學生選學平臺的其它幾種優秀課程（如西安交通大學的大學物理——機械振動、波和波動光學）作為參考，極大地豐富了學生的學習內容，讓學生能欣賞到國家級精品課程名師的講課，拓寬了學習渠道，提高了學習興趣.

2 學習的主動性與學習評價

2.1 學習的主動性

線下教學是大課堂講授，由于學生的基礎不一樣，理解能力不同，接受程度也有區別，對于內容掌握比較吃力的學生，容易掉隊溜號，因學生人數太多教師要照顧大課堂的主流方面和教學進度，難于照顧到每一位學生，也不能對一個學生反復講解.加上互聯網時代，網絡信息豐富多彩，很多學生抵抗不住網絡文化的誘惑而沉迷于手機，這時大學物理理論課程的學習就顯得有些枯燥和無趣，主動學習的人數占比不理想.

線上教學，雖有教師遠程管控，但畢竟是認真學習還是應付取決于學生自己，對自我約束力強的學生學習效果會很好，而自我約束能力差的學生則無法達到學習要求.但是對于教師給出明確目標的學習內容，如異步SPOC 課程，每一個理論知識點及應用，都是一段很短的視頻講解，幾～十幾 min，短小精煉，學生注意力比較容易集中，學習時對難度較大的知識點，可以重復觀看，達到熟練認知，不會對全班進度產生影響.教師利用異步SPOC 課程的慕課堂功能，可以精心設計練習、討論或者問卷，這些慕課堂的互動題目，都是能即時得出統計結果的，每一個小片段的學習后，學生在慕課堂里通過練習、討論與教師互動.一方面即時檢查知識點的掌握程度，另一方面通過運用這種教學模式讓學生感受到課堂互動學習的樂趣，參與過程會提高學生的學習興趣，感受到學習的快樂，有利于全身心投入到學習中.這種視頻授課方式還便于學生在方便的任何時間、地點學習.相對于大課堂面授時學生溜號玩手機，手機在這里起的作用是正面的，積極的.在課程結束后的一項調查問卷：主動參與（主動預習、查看相關資料等）與被動學習（完成視頻觀看、完成留的作業和練習、完成測試等）各占多少，顯示主動學習與被動學習基本持平的人數約有一半，80%主動20%被動的學生占24%，而完全能主動學習的學生有5%，這個結果，較之線下大課堂面授的主動性情況要好，至少不差.

2.2 學習評價

按照大學物理課程教學大綱設定的考核方式，平時成績占20%，期中成績占20%，期末成績占60%.線下教學，平時成績通?？己顺銮诤妥鳂I，另外對參加物理競賽等活動的學生給予適當獎勵分值.平時成績的考核中，出勤通過點名方式獲得，由于大課堂人數眾多，全點一次名要占用10 min 時間，所以常常以抽查形式確定，不會很客觀.批改作業可以了解學生學習情況、對內容的理解掌握和解決問題的能力情況，但是會有很多學生抄襲作業，造成無法客觀辨認學生的學習情況，以此為依據的考評則有失公允.線上教學的平時成績尊重了教學大綱的要求，同樣占比20%，但是考核的維度大大增加了，采用了慕課堂學習表現+異步SPOC 學習表現+作業情況調節給出.慕課堂學習表現由出勤15%+慕課堂練習7%+慕課堂討論發言8%+優秀發言獎勵組成.異步SPOC 學習表現主要考察視頻學習時長50%+線上各章測試成績20%組成（見圖1）.這樣平時成績更多體現在學習過程中，則更具客觀性.期末考試是考核學生一門課程學習通過與否的主要部分，線下教學，期末是閉卷筆試，嚴格并絕對權威.線上教學，期末采用了開卷筆試的形式，這也是線上教學不得已而為之，為了考試能客觀反映學生的學習情況，知識掌握的程度，解決問題能力的高低，則需在考題上進行改造，避免單純記憶性內容.

圖1 線上教學平時成績統計方法（基于中國大學MOOC 平臺）

3 教學效果

教學效果的衡量需要從2 方面考察，一是課程總評成績；二是學生自我價值評價.

比較2 屆學生的平時成績和期末總評的成績分布，2020 春季學期線上教學（電子199，物聯網191～4 的5 個自然班146 人）大學物理Ⅱ1 課堂的平時成績分布見圖2，上一學年傳統教學方式（線下）（自動化181～2、物聯網181～3 的5 個自然班142 人）大學物理Ⅱ1 課堂的平時成績分布見圖3.這2個課堂教師相同、課程和內容相同，所不同的是，一個是2019 級線上教學，一個是2018 級線下教學.

圖2 2019 級大學物理Ⅱ1 平時成績分布

圖3 2018 級大學物理Ⅱ1 平時成績分布

圖2 顯示的平時成績分布合理，呈正態.反映了線上教學（2019 級）平時成績考核維度多的特點，由于有優秀發言、點贊等加分項存在，成績的最高值設定容許超過100 分（在計入總成績時超過部分不計入），這種考核切合實際，比較客觀.而圖3 反映的上一屆（2018 級）線下傳統教學的平時成績分布，從圖中看出分布集中在90 分以上（占88.7%），原因是傳統教學模式的平時成績主要由作業和出勤這2個因素決定，區分度比較差，顯然不足以反映客觀的學習情況.

2 個課堂對應課程的總成績分布見圖4～5.從圖4 可以看出，2019 級線上教學課堂學生的總成績分布更偏向較高分值（優良以上占82.9%），這也反映該學期教學過程效果良好，甚至超出了預期，當然也與期末遠程考試采用開卷方式相對寬松有關系，而學生學習的開放式，也比較適合于這種考試.圖5 反映上一學年2018 級線下傳統教學模式課堂的總成績分布，傳統閉卷考試總成績還是符合正態分布的，只是中軸線較低，成績位于60～89 分的學生占到了85.2%，看似比較合理，但是也有其平時成績分布偏高而非正態的因素作用.

圖4 2019 級大學物理Ⅱ1 總成績分布

圖5 2018 級大學物理Ⅱ1 總成績分布

從學生的自我價值評價方面看，線下教學學生的自我評價沒有進行過全方位的統計，只了解一些交流較多的比較活躍的學生的情況，通常這些學生的自我價值評價都較高，但是對大部分學生的情況還是知之甚少.就學生存在較多互抄作業或上網查抄作業情況判斷，自我評價不會很高.線上教學學生的自我價值評價，通過問卷調查中的一項了解：本學期大學物理課程線上教學過程中，收獲到了什么時，18%的學生回答收獲很大，學到很到東西，學會了很多學習方法；55%的學生回答學到了一些知識，學會了一些學習方法；也有15%的學生回答收獲甚微，大學物理沒咋學懂，也沒學到什么學習方法，其中包括3%的學生因網絡條件差無法滿足學習要求.如此看超過一半的學生對自己的線上學習滿意.

4 結語

通過這一學期的線上教學與歷年來線下傳統教學方法的比較分析，得出幾點體會：

（1）線上教學與線下教學各有優缺點，線下教學的面對面，使教師和學生之間的交流直接、親切，但局限是受人數、地域和時間的限制；線上教學因為非面對面直接交流，在信息技術高速發展的今天，似乎更具備吸引力，不受地域限制，可利用資源豐富，學習時間本質是自由寬松的，對那些自制力強，汲取知識興趣高的學生效果更好.但網絡教學畢竟師生隔空聯系，約束力差，對自我管理差的學生效果差強人意，另外硬件條件不具備的學生也無法達到學習要求.

（2）疫情過后，大學物理課程的教學怎樣銜接，對學生調查問卷中的一項：對疫情結束后，是否希望大學物理課程繼續開展線上教學或者線上線下混合式教學時，63%的學生選擇希望偶爾使用線上教學，但不以它為主，可以選一些線上內容作參考及擴展；17%的學生不希望再進行線上學習；認為線上資源多，課程質量高而希望繼續在線上教學的學生只占14%.當讓學生提一些建議和意見時，一些學生表達了希望保留線上教學資源，更歡迎線下直接面授的方式.

綜合分析，認為單純的線下教學和單純的線上教學都不是最好的教學方式，最好的教學方式是采用線上線下混合的教學方式，盡量多的利用國家優秀、精品的教學資源做線上部分，線下部分充分發揮教師面對面教學輔導直接接觸的條件，線上線下二者相互結合，優勢互補，使大學物理教學效果達到最佳.疫情過后，大學物理課程應盡可能采取這種教學方法，對學生回校面授教學則能很好銜接.對于互聯網線上教學的應用，對教師的要求越來越高，教師既是教師又是學生，信息技術的高速發展，各種教學產品的出現，教學工具以及教學資源層出不窮，要求教師不斷學習，才能適應信息化時代的教學要求，發揮指導作用，拓寬學生學習渠道，增加學生知識面，廣泛涉獵，提高能力.