大學物理線上教學經驗總結及效果分析

徐義爽，王 剛，徐 婕，穆春燕，李 徽，楊廣武

(1. 北京科技大學 天津學院，天津 301830;2. 天津中德應用技術大學，天津 200350)

本學期我校大學物理課程采取線上教學模式進行．這種全新的教學模式對教師和學生來說，都是既新鮮又充滿挑戰．線上教學與線下教學不同，它具有自身的特點，如師生無接觸、不受地域限制、授課資源豐富、平臺多樣、授課方式靈活[1-5]等．線上教學模式存在多種挑戰，如教師對線上教學不適應、外界支持不足、學生身心適應障礙、網絡教學效果參差不齊等[6]．在這種背景下，如何將學生的學習積極性調動起來，如何保障教學效果顯得尤為重要．本文就我校線上教學的經驗進行總結，并結合近三年的教學情況進行效果分析．

1 課堂設計

我校大學物理線上教學采用直播授課的方式進行，面向11個專業、34個班，共1340名學生．依據物理學知識結構、線上教學要求[7]以及我校培養應用型人才的定位[8]和專業設置，制定以力學、熱學、電磁學為主，其他章節為輔的教學方案．我校大學物理課程分兩學期授課，分別為大學物理Ⅰ(48學時)與大學物理Ⅱ(32學時)，不包含物理實驗．本學期為大學物理Ⅰ，各章節內容及學時分布見圖1．圖中的數字代表學時數．

圖1 各章節學時分布圖

1.1 教學環節設計

教學過程中，基于模塊化思想[9]，將知識劃分為若干知識單元．各知識單元以引、講、論、析、練、講和結這7個環節開展教學活動，以動量定理為例的教學環節流程圖見圖2．教學過程中通過快問快答、討論、分析、師生共講等方式加強與學生的互動．為加深學生對知識的理解，增加學生學習的趣味性，安排學生課下在家中進行實驗．學生根據教師提示選用家庭生活中的常見物品驗證課堂所講的內容，如：自制總質量相同而質量分布不同的陀螺，驗證轉動慣量與質量分布有關；用長短不同的桿模擬“頂桿”表演，驗證桿的長度與桿倒下所用時間的關系；觀察水盆內水波的傳播和干涉等．通過分析物理現象、開放實例、進行居家實驗等形式，將知識與實際生活結合起來，提高了學生對物理現象進行建模、分析的能力，進而提高了學生應用知識解決實際問題的水平．

圖2 教學環節流程圖

1.2 小情景思政教育

大學物理教學過程中的思政教育形式一直備受關注．從效果上來說，顯然情景教育較言傳教育具有優勢．考慮到我校大學物理課程的學時緊湊，以“小情景”的形式進行思政教育．以課堂互動為基礎構建“小情景”，如以對天宮二號空間站的受力分析為基礎，引出開普勒第二定律，通過天宮二號空間站這個“小情景”讓學生體會到我國航天技術的成就，激發學生的愛國熱情．在此基礎上還加入了品德和安全教育，如分析了人從4樓掉落到地面的平均沖力后，安排學生計算蘋果從20樓落地時的平均沖力，進而告訴學生高空墜物的危險，勿隨手拋物．這種依托課堂互動的小情景思政，形式靈活，內容豐富，占用的課堂時間較少，又與課堂“無縫銜接”，受到師生歡迎．

1.3 授課平臺與答疑

授課平臺選擇騰訊課堂與云班課結合的方式，以騰訊課堂為主平臺進行課程直播，云班課為輔平臺進行簽到和課堂練習．上課時教師同時登錄兩個平臺，學生依教師指示在兩個平臺間切換，網絡條件允許的學生亦可同時登錄兩個平臺．課前和課后各安排一次簽到，時間一般為5分鐘．課堂練習對應“練”這一環節，視教學內容安排，次數不定，時間依題目難度確定．教師在云班課發起練習任務并設置分值，學生以照片形式提交練習結果，并可通過云班課查詢得分情況．云班課簽到和課堂練習結果界面見圖3，從圖中可以清楚地看到學生的簽到結果和課堂練習參與情況，數據可以按學號排序且可以導出到電腦，方便教師統計與保存．騰訊課堂也有簽到功能，但簽到數據導出結果為excel表格，需要手動區分學生是否簽到，整理數據較云班課復雜，可以作為云班課的補充，以避免學生因APP出現異常而影響簽到．答疑在QQ群進行，這樣既保證了學生的問題及時解決，又保留了答疑過程，其他同學可通過聊天記錄進行復習．課堂知識解答不是以答為主，而是以解為主，引導學生自己發現問題所在，掌握知識應用的條件與過程．

圖3 云班課界面圖

2 課堂管理

在線下教學時，我校學生亦存在獨立學院學生的共性問題，即學習態度不端正，出勤率不高；上課期間玩手機、睡覺的同學比較多，作業抄襲現象比較嚴重等[10]．而線上教學由于教師和學生在兩個相隔的空間，教師看不到學生，只能通過課堂留言、課堂練習、語音交流等途徑與學生互動，再根據學生互動情況，判斷學生是否認真聽課．顯然，課堂互動參與人數有限，教師無法掌握未參與互動的學生的聽課情況，對學生的監督力度不足，還需要通過加強課堂管理督促學生認真聽課．為加強課堂管理，我們采用多元管理模式，效果顯著，本學期的平均出勤率達到98%以上．

2.1 嚴格課堂管理，輔導員共管

嚴格課堂管理，采用課前、課后簽到，課堂隨機點名的方式督促學生按時上課，并邀請輔導員進入課程QQ群和騰訊課堂參與課堂管理．通過統計學生考勤、課堂練習、互動的數據及與輔導員溝通，了解學生聽課情況及請假曠課原因．教師對遲到、早退、聽課時間短、課堂互動參與少的學生進行重點提問以提示其認真聽課，輔導員對多次課堂表現欠佳的學生進行談話或聯系家長．

2.2 寬待學生，引入容錯機制

為防止學生確實因網絡異常等突發情況無法正常考勤而影響平時成績，課堂管理引入容錯機制．記錄學生的考勤情況的同時，記錄異?？记诘拇螖?，若學生整學期只出現一次考勤異常，其它課堂表現較好，則此次考勤異常不扣平時成績；若學生出現兩次以上考勤異常，則兩次都按未進行考勤扣平時成績．這樣要求使得學生更加重視考勤，尤其是有過考勤異常的同學，參與課堂活動的積極性更高．納入容錯范圍的考勤包括：5分鐘以內的遲到、10分鐘以內的掉線、2分鐘以內的互動延遲等．對于偏遠地區和確實存在上網困難的同學，經輔導員核實，教師可以適當放寬要求，并提供自主學習資料．

2.3 及時溝通，關注學生情緒

利用QQ群與學生進行實時溝通，尤其注意學生情緒變化．通過與課堂互動不活躍的同學聊天，了解學生不愿參與互動的原因，鼓勵學生參與互動．對確實有困難的同學耐心引導，幫忙找出解決困難的方法或給出建議．如：某學生課前提出家里停電，手機沒電無法上課，此時核實學生情況比較繁瑣，可能影響學生上課，故選擇跳過核實直接幫學生想辦法解決．此時可提供兩種解決方法：一是向輔導員請假，自學本次課的內容并補交課堂練習題；二是借個充電寶，克服困難正常上課．最終學生選擇正常上課且表現較好．可見教師的正確引導，比單純約束更容易被學生接受．

3 效果分析

通過對比19級學生線上考試成績和近三年線下考試成績，從成績分布角度對本學期線上教學效果進行分析．

3.1 命題原則

期末考試依托超星學習通平臺，以開卷考試的形式進行．試卷考試題型為單選題，題目章節分布見表1．為防止作弊，保證考試公平性，將題量增加且把部分計算題改成選擇題．各任課教師分章節命制43題，再以每題為一組裂變為3-4題．裂變的原則是：在不改變該題所考察的知識點及難度的基礎上，變更研究對象、改變提問角度、變換數據等，最終共生成包含43組161題的考試題庫．超星系統在每組題目中隨機抽取1道題，生成期末考試試卷，再按題目亂序、選項亂序，進行組合，大大減少了試卷重復的可能性．

表1 試卷題目分布表

3.2 成績分析

將19級學生的線上考試成績與近三年的線下考試成績對比得到圖4．由圖4可以看出線上考試的成績分布更接近正態分布，較線下考試成績分布更合理．對19級學生來說，90分以上的人數較往年減少，說明開卷考試并未降低考試難度．這是由于：雖然命題難度與往年持平，但題量增加，要求學生能熟練應用知識；題目雖為課堂練習及作業的變形，但考察方式及研究對象都有變化，要求學生能準確把握知識并活學活用．這樣“一知半解”和“背題”的同學就不容易得分．50～79分的人數比例明顯提升，40分以下的人數比例明顯減少，說明考試難度并未增加，大部分學生能夠達到考試要求．可見線上考試也是一種值得嘗試的考試方式，這種大題量開卷考試的思路，雖然減少了高分學生的比例，但更注重學生對知識的熟練度、準確性以及知識的應用進行考核，更加利于應用型人才的培養，值得進一步研究．

圖4 學生試卷成績分布圖

4 總結

在本學期的線上教學工作中，我校基于模塊化的思想劃分知識單元，各知識單元分7個環節進行教學．教學過程中通過問答、分析、討論、師生共講的形式加強互動；通過分析生活中的物理現象、居家實驗提高學生對知識的應用水平；通過“小情景”思政教育提高思政教育的頻次和靈活性．在課堂管理中嚴格要求的同時，依據學生的實際情況進行個性化調整，并注重學生的心理變化，保證了出勤率的同時提高了教學效果．本學期學生的線上考試成績與前三年相比分布更合理，可見課堂參與度與學生的成績提高相關，尤其是中等水平學生成績的提高．通過本學期的線上教學，我們發現線上教學，不單是“教”更加是“學”，是一種教師和學生共同成長的過程．如何將線上教學的優勢與線下教學的優勢相結合，使大學物理教學既達到教學效果又得到學生的認可，需要廣大物理教師不懈地努力．