基于超星學習通平臺的大學物理實驗混合式教學模式的探究

吳云沛 陳 杰 胡永金 周曉紅

（湖北汽車工業學院<理學院>，湖北 十堰 442002）

0 引言

物理學是整個自然科學的基礎，而大學物理實驗在工程技術人才培養中具有不可替代的重要作用。其教學體系是基于傳統教育思想設計的，具有知識系統性強、內容深、理論性強等特點。但是傳統的大學物理實驗課在教學模式等方面還存在一些不足。當前主流的教學模式依然采取傳統的講授方法，限制了學生創造能力的發揮及個性的培養[1-2]。對于與信息化時代一起成長的“00后”大學生來說過于單一和無趣，不僅不能提高教學質量，還會降低學習效率，使得學生獲取知識的好奇心和積極性受到束縛，這很大程度地影響了學生創造思維能力的發揮及個性的培養。為了打破大學物理實驗傳統教學模式對學生能力培養方面的限制，本校之前也嘗試了各種教學改革，我們的大學物理實驗課在2009年和2015年先后被評為湖北省精品課程和湖北省精品資源共享課，建立了課程網站，上傳了大量的實驗教學視頻等教學資料，學生可以在實驗前登錄網站查閱相關資料進行課前預習，每個實驗的視頻文件比較大，播放時間久，學生只能從電腦登錄來觀看，導致學生的自主學習積極性不強，效果不太理想。在課后答疑這一塊，課程網站雖然也建立了BBS版塊供學生留言提問，但是由于條件所限不能及時回復學生的問題。網站的訪問率逐年降低，更先進的網絡教學方式被引入教學勢在必行，作為理工科專業的必修基礎課，大學物理實驗課也要與時俱進，向著精準教學和多元化的教學模式邁進。

1 我校大學物理實驗教學現狀

我校的大學物理實驗課包括了大學物理實驗A1和A2，分別在大學第2、第3學期開設，大學物理實驗A1共28學時，包括1個必修的大學物理實驗理論課（緒論、測量誤差與數據處理）、6個實驗項目（在實驗室開設的實驗項目中根據專業需求和自身興趣自選），A2為7個實驗項目，在實驗室開設的實驗項目中自選7個，學生在實驗前寫出預習報告，很多同學都是復制教材上的內容，并未進行系統和有效的預習。因為沒有教師的講解，實驗原理部分自學效果很差；實驗儀器的使用方法和注意事項部分的預習很難達到預期，學生覺得看不到儀器，無法預習，即使認真預習了，印象也不是很深刻。進入實驗室后，大部分學生在未預習的情況下很難在短時間理解實驗原理，或者干脆不聽原理部分的講解，只聽實驗操作部分的講解，實驗就變成了機械地按照教師的講解去操作，不管是驗證性實驗還是綜合性實驗，原理都稀里糊涂。實驗報告的撰寫也經常出現抄襲，科學規范的數據處理能力的鍛煉也不盡人意，大學物理實驗課的培養學生活躍的創新意識以及適應科技發展的綜合應用能力[3]等幾乎都是一種理想型的存在。

2 線上線下混合式教學的具體措施

自從祝智庭教授于2003年在國內首次介紹混合式教學模式后，對于這種教學模式的研究與實踐如雨后春筍般，再加上現在手持移動數碼產品和無線網絡的普及，根據移動學習[4]的特點，物理實驗中心于2020年在“超星學習通”平臺建立了大學物理實驗A1和A2課程，建立開放式物理實驗教學平臺，打造“五位一體”的教學模式，“五位”包括教師、學生、實驗室、超星學習通平臺和實驗報告，將其緊密結合起來，環環相扣，切實提高教學質量。物理實驗中心以自編教材上的章節在學習通上建立對應的課程章節，每個章節的內容包括電子教材、實驗背景知識、預習思考題、實驗課件、課后知識檢測題和實驗微視頻等線上資源，目前已基本完成兩個學期的在線課程資源的建設，共計實驗項目30余項，另外還建立了豐富的物理知識的資源庫，為學生的課外學習提供了良好的保障。在課程資源建設之外還設立了討論板塊，老師不定期發布話題，使學生與老師間的互動方式更豐富，還可以讓更多的學生參與進來，提高學生對大學物理實驗學習的興趣。

實驗開課前，物理實驗中心將學校選課系統中的選課班級在學習通平臺建立對應的班級，再將學生名單導入即可。然后發布線上線下混合式教學模式的相關通知，在實驗前讓學生學習相應的文字資料和觀看相應的“微實驗”（包括實驗原理、實驗操作注意事項和實驗數據處理），完成實驗的預習思考題，實驗指導教師可以根據預習思考題的完成情況在課堂做到有的放矢，預習思考題的完成情況作為實驗預習成績的一個重要參考，這樣學生自主學習的積極性就會得到很大程度的提高，即使部分內容沒有完全明白，學生也可以帶著問題來做實驗，課堂教學可以采取多種靈活的教學方式，比如分組討論，將預習時遇到的問題都說出來，教師可以隨時參與討論，討論完畢后可以讓組長總結討論結果，教師再進行總結。討論式的教學會使得課堂氣氛很活躍，會加深學生對知識的理解和掌握，從而改變了學生從屬學習地位，學習的主體地位由“教”轉向了“學”。通過良好的預習以后，實驗課的主角由教師變成了學生，學生就會有充裕的時間去探索實驗，相對傳統的教學模式，對于學生的自主學習能力、實驗操作能力和創新能力的培養會有很大程度的提高。在課后，學生在撰寫實驗報告時遇到困難，在傳統的教學模式下，學生要么和同學討論，要么再去實驗室向教師請教，學習的連續性和效果均不佳。對于混合式教學，此問題可以迎刃可解，學生可以及時地反復去觀看“微實驗”的相關內容去解決困難，也可以利用超星學習通的班級群與教師討論，解決問題。

3 線上線下混合式教學的成效

以2020—2021學年第一學期在選修拉伸法測金屬絲彈性模量實驗的學生為樣本，在課程結束后總結了新模式下的教學效果，首先，從課堂教學方面來看，學生的自主學習能力和解決問題的能力有了很大程度的提高，具體的表現就是提問題的學生相比傳統教學時期少了很多，即使有學生提問題，都是問一些富有建設性的問題，這些問題的提出，對于學生的學和教師的教都有很大程度的提升，師生之間互促互長。其次，從實驗報告的完成情況來看，學生的數據處理能力增強了，思考題回答的正確率提高了，實驗報告也變得更加整潔了。有的學生還提出了對該實驗的建議，這樣的學生也是我們每年選拔各級物理實驗競賽的重要人選。新的教學模式也促進了大學生物理實驗競賽的良性發展。該教學模式下的學生在2020年全國大學生物理實驗競賽取得了1個二等獎和3個三等獎的優異成績。最后，從實驗綜合成績方面來看，我們抽取了傳統教學模式下2018—2019學年第二學期選修拉伸法測金屬絲彈性模量實驗的學生的成績，對比發現混合式教學模式下學生的實驗成績比傳統教學模式下的有明顯提升，尤其是實驗預習成績和實驗操作成績有很大幅度的提升。這說明混合式教學模式最大化了學生在實驗室進行深層次參與的時間，這種教學模式在大學物理實驗課程中的應用能夠為學生提供更多的理論支持和實踐能力探究，充分證明了混合式教學對學生的大學物理實驗成績的提高是有益的。

4 結語

將線下線上混合式教學模式引入大學物理實驗教學，可以大大提高學生對知識的求知欲，讓學生真正參與到學習中來，讓學生成為大學物理實驗課的主角，教師的角色變成了催化劑。但是師生角色的轉變并不意味著教師被從課堂上被解放了，而是要求教師也要隨著教學模式的改變去不斷提升自己新模式下的課堂講授、掌控能力和課程的教學設計，將“五位一體”的線上線下混合式教學模式的教學效果最大化。