識變、應變： 面向未來的在線大學物理教育
——教育部高等學校大學物理課程教學指導委員會關于推進在線物理教育教學研究的工作

王 青

(清華大學物理系，北京 100084)

突發而至的新冠肺炎使得全國乃至全世界的學校教學模式從2020年春季開始，被強制納入線上教學模式。這種成體系地采用大規模在線教學形式是世界歷史上的第一次，引起了一場前所未有的教育變革。在線教學一定會對傳統的教學模式產生持續影響，即使疫情防控結束后教師和學生回歸傳統課堂，人們也一定會以新的理念、新的視角來看待以往的教學方式，同時以新的感受和動力來憧憬和面對未來的教育教學改革。變化已經發生，我們大學物理課程教學指導委員會(以下簡稱大學物理教指委)需要抓住機遇，變危機為動力，向著高校在線物理教育教學的改革之路前行。

2020年3月12日大學物理教指委收到《教育部高等教育司關于委托開展高等學校在線教育教學研究的函》，要求教指委開展三項工作。

(一) 開展相關學科專業課程在線教育教學情況的實證研究?？偨Y疫情防控期間的成功經驗，分析存在問題，為疫情防控工作結束后高校繼續開展相關在線課程建設與應用、教與學變革、配套機制建設提供具體的指導性建議。以上內容以研究報告形式提交。

(二) 盡快推薦一批本專業類能夠代表中國特色、世界水平的英文(或其他語種)講授的慕課，或可嵌入英文字幕的慕課，供世界各國開展在線教學選用。

(三) 根據此次大規模在線教學實踐取得的經驗，對進一步深化現代信息技術與教育深度融合的教育教學改革，進行系統性研究。

大學物理教指委早在疫情防控初期就意識到，疫情防控期間全國高校采用的在線教學模式將會帶給高等學校物理教育里程碑意義的深刻影響。因此大學物理教指委牽頭提出倡議召開一次在線教育與高等教育改革發展務虛會。在高等教育出版社理工分社的協助和操辦下，大學物理教指委聯合教育部高等學校物理專業教指委、天文專業教指委、中國物理學會教學委員會(以下簡稱四委會)在2020年2月28日下午以網絡會議的方式召開了時長三個多小時的《在線教育與高等教育改革發展務虛會》(會議紀要已經上報教育部高教司理工處，并在《物理與工程》期刊及其公眾號上發表[1])，會議上來自各委員會的專家們暢所欲言，最后達成如下共識：

(1) 依托教指委平臺，面向正在進行在線教學實踐的教師和學生發起相關問卷調查，調查內容包括但不限于：疫情防控期間在線教學適用性、平臺使用偏好、在線教學模式的優勢與不足、師生互動情況、線上教學的困難與瓶頸等等。

(2) 在調查問卷基礎上，將征集優秀在線教學案例，組織專家、教師就在線教學實踐、教學模式改革、課程教材創新、課程思政建設等議題開展進一步研究，并形成一定參考性意見和指導性方案，為一線教師在線教學實踐提供建議。

(3) 對所取得的優秀成果進行宣傳推廣，并在此基礎上依托各教指委平臺加強教師培訓，提升教師育人水平，提高教學質量。

這些共識的第(1)(2)條正好對應高教司布置的第一項要求，第(3)條可以歸入第三項任務。為了落實這些共識及完成高教司下達的三項要求，大學物理教指委制定了如下具體的工作計劃，希望廣大物理教師和學生積極配合并投入其中。

1 摸清現狀，開展基礎物理調研活動

在前面提到的四委會聯合召開的務虛會后，目前正在啟動和進行線上教學調研工作。目的是了解在3月初開學不久，全國高校物理教師和學生剛開始使用線上教學的時期，對大學的基礎物理(和天文)課程的使用狀況和感受。這個統計結果是我們的初始條件，相當于高校物理在線教學的“前測”，待疫情防控結束后的適當時間，大家都有了一定的積累和經驗以后，我們還會再做一次調查，也就是“后測”，以檢驗這段時期工作的效果。我們在高教司下發文件的前一天即3月11日已經在高等教育出版社的幫助下制作了專門的微信調研小程序，從四委會的各自渠道開始用微信向全國的高校物理教師和上物理課的學生下發兩個調查問卷：《以教戰疫，化危為機——線上課程調查問卷(教師卷)》[2]和《以教戰疫，化危為機——線上課程調查問卷(學生卷)》[3]。截至3月15日已經收集到約2千名教師、3萬名學生的答卷。我們不久會公布并上報理工處該項問卷調研結果，并將依據調研結果開展進一步的深入研究。

除了針對疫情防控引發的在線教育教學大發展的調研，結合今年大學物理教指委的工作安排，我們打算開展更加普遍的基礎調研活動。過往一年大學物理教指委的工作重點是建機構、組團隊，今年除了例行工作，我們希望著重摸清國內高校物理教育教學的現狀，按照大學物理教指委組建的下屬各個地區、專業和專項工作委員會分別開展調研，摸清全國高校物理教學的家底，做到心中有數。以這些調研信息和數據作為我們這屆大學物理教指委開展工作的起點和初始值，同時也作為我們和國內高校其他學科教指委、各專業教指委、國際上各國家的物理教育教學機構開展交流合作的基礎。這項工作不久就會在大學物理教指委系統作為今年的一項重點工作布置下去。待此屆教指委任期結束時，我們希望能參照這個初始值來總結檢查幾年來我們工作所產生的變化量。相比前面疫情防控期間的在線教學調查，這個調查將是全國高校大學物理教學界更加全面細致和深入的基礎性工作，希望它能為大學物理教指委未來的工作奠定一個堅實的基礎。

2 建立宣傳和交流通道，推動在線教育教學研究的開展和成果應用

大學物理教指委主管核心期刊——《物理與工程》及其微信公眾號原本就承載著對國家、教育部和教指委的方針政策進行宣講詮釋、對高校物理教育教學各項事業的發展進行報道推廣的使命，在疫情防控期間，已經發表了一些相關文章。特別針對在線教育，《物理與工程》期刊新開辟了《在線物理教育》專欄，以專門推動在線教育的可持續研究。目前已經約稿并征集了一批在線物理教育教學的案例文章準備陸續刊載。大學物理教指委網站(http://www.dwjzw.cn)現在已經正式上線使用，會及時發布大學物理教指委的工作和進展情況，為大家了解大學物理教指委的工作打下了很好的基礎。

為了進一步推動高校在線物理教育教學的進步， 2020年度的《全國高等學校物理基礎課程教育學術研討會》的主題確定為《創新和發展：高校物理在線教育教學》。以此來牽引、總結和交流疫情防控期間的在線教育教學。大會將由魯東大學在山東煙臺承辦， 8月18日報到，19—20日進行會議研討。2020年學術研討會設立了8個主要研討方向和研討專題：

(1) 高校一流基礎物理課程建設成果交流

(2) 在線教學(含物理實驗)的模式、方法、評價，及其比較研究

(3) 高?；A物理課程在線教學典型案例

(4) 物理教學中的物理內容探討

(5) 物理教育實證研究

(6) 大中物理教育銜接

(7) 引入移動終端的物理實驗項目

(8) 物理實驗研究

3 布置大學物理教指委下屬各工作委員會，開展對應的線上教育教學研究

3月12日收到高教司的文件后，大學物理教指委隨即下發給所有委員，特別指示各專業和專項工作委員會結合本職工作實際情況和新工科、新農科、新醫科和新文科建設，布置和開展相應的在線教育教學研究工作。后面各委員會的相關研究工作將會陸續開展起來。

大學物理教指委下屬的大學物理實驗專項委員會先行一步，于2020年3月12日以騰訊會議+嗶哩嗶哩直播的形式在網上召開了《2020年全國高等學校物理實驗在線教學研討會》。會議由東北大學承辦，其中騰訊會議參會人數300人，嗶哩嗶哩直播觀看人數超過1000人。會議紀要[4]已在《物理與工程》公眾號上發布并已上報理工處。在會議中大家交流了各種不同的線上大學物理實驗教學方法，特別令人眼前一亮的是依據當前人手一部的手機內置傳感器功能開展的居家大學物理實驗: 目前的智能手機中配置有大量的傳感器，如加速度、壓力、時間、磁力計、光強、GPS、陀螺儀等，利用這些傳感器可以實現力學、熱學、電學、光學等實驗數據的測量，手機下載應用軟件就可以調用內置的各種傳感器功能從而開展物理實驗測量。大學物理實驗專家團隊已經利用該款手機軟件實現了標準64學時的大學物理實驗中的70%實驗題目。在線教學過程中，學生基于智能手機開展本地化物理實驗，這是對目前和未來普通高校大學物理實驗有決定和顛覆性影響的探索，這也是為什么我們在前面介紹過的今年的《全國高等學校物理基礎課程教育學術研討會》上專門設置了一個“引入移動終端的物理實驗項目”專題的原因。后續具體的研究成果會逐步整理發表并上報理工處。

如何上好大學物理實驗課是一個在線教學的硬骨頭，大學物理教指委充分發揮自己的組織凝聚功能，由下屬大學物理實驗專項委員會及國家級示范中心聯席會物理學科組共同努力，設計了一個64學時的在線物理實驗方案。該方案由緒論、DIY實驗、探究性實驗、虛擬仿真實驗、自定趣味性實驗幾部分組成。通過全國各高校的精英力量合力共建，讓全國高校的教師學生都能受益。具體的在線物理實驗方案已經落實到各高校的資深物理實驗教師，預期這一試驗方案很快就能成型，之后該方案將在《物理與工程》公眾號上發布，并上報理工處。

對高教司文件的第二項任務，我們早在2月下旬就在高等教育出版社和《物理與工程》微信公眾號上發布了《27門大學物理和物理專業國家精品在線課程匯總》[5]，其中囊括了在中國大學MOOC、學堂在線等平臺上的幾乎所有國家級精品在線大學物理和物理專業課程，受到了高校廣大大學物理教師的熱烈歡迎。

我們將按照高教司的要求，和去年成立的中國大學物理教育MOOC聯盟合作盡快篩選和推薦一批本專業類能夠代表中國特色、世界水平的英文講授的慕課，或可嵌入英文字幕的慕課，供世界各國開展在線教學選用。目前已經與學堂在線取得聯系，爭取平臺提供特殊的政策支持,將具有中文字幕的精品慕課盡快升級成英文字幕的慕課。后續還會和其他各大平臺聯絡推動這項工作。

4 建立培訓架構和機制，全面提高物理基礎課程教學質量

在疫情防控期間導致的大面積在線教學實踐中，一定會涌現出突出的案例和經驗，除了對它們進行深入的挖掘和研究外，對量大面廣的高校大學物理教育教學，更加重要的是要進行有效的推廣和普及。在更一般的意義上，這種推廣和普及不局限于線上教學的新進展，而是針對所有提高教育教學質量，代表未來教育發展的舉措，因此需要建立系統的大學物理教師培訓體制與隊伍。結合《教育部高等教育司關于進一步規范教育部高等學校教學指導委員會評審評比評估和競賽活動的通知》[6]，我們決定停止從2014年開始由大學物理教指委、物理專業教指委和中國物理學會教學委員會三委聯合舉辦、在全國大學物理教師中享有盛譽的“全國高等學校物理基礎課程青年教師講課比賽”，并結合教指委教師培訓的基本工作職能，將多年實踐建立起來行之有效的省市、大區、全國三級比賽系統改制轉化成“高等學校物理基礎課程青年教師講課培訓與示范交流”體系。大學物理教指委于2月29日召開網上主任擴大會議，起草并審議了《全國高等學校物理基礎課青年教師講課培訓與示范交流實施方案(試行)》及其附件《關于省級和地區級“青年教師講課培訓與示范交流”活動的指導意見》，會后在全體大學物理教指委委員中開展討論，現在已經根據物理專業教指委和物理學會教學委員會反饋意見對文件進行完善準備在3月底發布，方案將上報教育部高教司理工處。各大區、省市將按照指導意見開展今年的教師培訓活動。值得強調的一點是，我們并不是通過更名變相地進行比賽，而是希望以多年來構建的比賽框架為基礎，通過不斷地實踐探索出一條真正有效又受廣大基層教師和學校歡迎的青年教師講課培訓的路徑，把代表未來的先進教學理念、教學模式和方法(包括目前熱門的在線教學)傳遞給高校年青的一代大學物理教師，努力把我們的培訓系統變成大學物理教育教學的黃埔軍校，為國家培養未來一代的高校物理教育教學大師。