混合式教學在軍校《大學物理》中的實踐與探究

范奕澤 林曉賀 苗琦 姚宏林 任武榮 竇志國 任元

關鍵詞： 大學物理 雨課堂 線上線下 混合式教學模式

中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學是一所培養航天指揮管理與工程技術人才的綜合性大學，大學物理課程以生長軍官高等教育人才培養方案為依據，以“夯實基礎、強調應用、以學為主、提升能力”的現代教育思想為指導，以學生知識、能力、素質的協調發展為目標，全面優化教學內容，綜合運用理論精講、習題討論、實驗演示、問題牽引等教學方法，突出教師主導和學生主體地位，強化學生的學習自主性。課程內容主要包括力學、熱學、電磁學、振動與波動光學、相對論和量子力學。通過學習該課程，學生能夠獲得物理學的基本概念、基本理論、基本方法，能夠定量或半定量分析、解決相關物理問題，在理解物理概念、領悟物理規律、應用物理原理過程中培育科學素養、探索精神和創新意識，為從事專業理論和技術工作奠定必要基礎。

雨課堂是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷、無限地為所有教學過程提供數據化、智能化的信息支持[1-3]。雨課堂于2016 年開始面向全社會免費開放，它的開放有效地推動了混合式教學模式的探索和推廣[4-5]，引領著一場全新的課堂革命，成為一線師生紛紛點贊的教學利器。利用雨課堂，教師可以輕松地把豐富的教學資源插入PPT，隨時隨地通過微信推送給學生，學生可利用彈幕、投稿、不懂等功能反饋自己在學習中碰到的具體問題[6-8]。為實時掌握學生的學習情況，教師可根據教學需要實施快捷的課堂測驗，具體題型設置包括客觀題、主觀題和投票題。學生可自主選擇回答問題的方式，比如上傳附件作答、上傳解題過程圖片或者是語音作答。隨機點名的功能更能體現課堂互動的隨機性，無形中給學生施以壓力，以更好地促進學生更用心地去學習。實時可見的、全周期的教學數據分析，為教師進行后續教學反思提供了有力的數據支撐。混合式教學沒有固定的模式，基于雨課堂的線上線下混合式教學模式因雨課堂方便快捷強大的功能而讓教與學釋放更多的能量。

傳統教學模式存在的問題如下。《大學物理》分上下兩冊，共計132 學時，課程內容涵蓋力學、熱學、電磁學、振動與波動光學、相對論和量子力學。首先，當前面臨的最大矛盾是課時少而教學內容多，教師為了趕進度不得不在課堂上滿堂灌。而沒有提前做好預習工作的學生，習慣于跟著教師的思路走，很少真正地動腦去思考，教師留給學生的自由討論時間更是少之又少。學生容易陷入會解題就是掌握了具體知識點的誤區，這樣就違背了大學物理重在傳遞物理思想的初衷。其次，傳統教學模式的師生互動一般是教師提問，學生回答的單一模式，并且課堂上預留的互動時間往往比較短，學生很難在有限的時間內進行深入的思考。最后，該校學生來自全國不同的省份，他們在高中階段選學的物理課程不盡相同，這就導致他們原有的物理基礎知識儲備參差不齊，教師在傳統模式授課過程只能做到盡量兼顧大部分學生，少數基礎薄弱的學生可能需要更多的時間來接受消化新知識，久而久之，他們學習大學物理的積極性可能會受挫。

該文主要探討筆者在實施基于雨課堂的線上線下混合式教學過程中的具體教學設計，對混合式教學在軍校大學物理中的具體實踐進行分析。

1 學情分析

鑒于學生必須儲備基礎的微積分知識，該校大學物理課程開設學期為本科學生的第二學期和第三學期，分別開設《大學物理》上冊和下冊內容。其中上冊內容包括力學和電磁學，共計70 學時。結合該校學生的就業實際與工作崗位需求，與上冊知識點相關的軍事應用實例顯得尤為重要。例如：與相對運動相關的魚雷攻擊運動艦船的發射問題；與沖量、動量、動量定理相關的火箭加速過程；與磁場對運動電荷作用相關的粒子束武器的基本原理；與電磁感應定律、感應電動勢、感應電流相關的線圈炮的彈丸速度問題等。筆者在前幾輪次的教學過程中發現學生對這些軍事應用非常感興趣，但礙于課堂討論時間有限，每次都只能做些表面的淺顯的討論。該學期采用混合式教學模式，筆者選取了一些典型的軍事應用實例，學生們根據自己的興趣選題，每個題目可供4～5 名學生選取，選取相同題目的學生自成一組。每個小組指派一名組長，組長負責組內分工，組員們分頭查閱文獻資料、匯總各自的資料，最終形成文字性報告和演講匯報PPT，教師根據課程安排擇機抽取小組組員上臺匯報，此報告作為小組作業提交，并計入學生平時成績。

結合該校學生日常管理實際，他們不像地方大學生那樣，可以隨時隨地使用移動設備，所以他們的在線學習時間往往是集中的，這也造就了該校獨特的混合式教學模式。教師提前3 天把預習課件上傳發布，基礎薄弱的學生就有了足夠的時間進行預習。課上學生們集中在教室進行線上學習，期間如果有疑問可以小組成員相互討論，也可以進行組間交流，或者找教師討論。該模式保證了解答疑問的時效性，使學生的自主學習更加高效，這種特有的模式還能保證每名學生的有效學習時間，同時教師在線上學習時間進課堂還能起到監督督促的作用。

2 基于雨課堂的教學實踐

鑒于教師和學生都已經接受了很多年的傳統教學模式的中學教育，混合式教學模式對教師和學生而言都不失為一種新的挑戰。教師在具體實施過程中需要花費更多的時間和精力，學生則需要學習雨課堂、Xmind 等軟件的使用。所以，混合式教學模式理所當然地成為鞭策教師和學生進步的內驅力。具體實施過程見圖1。

2. 1 課前自主學習

發布，題目答案不宜在提交后立即顯示，這樣可以避免有些學生渾水摸魚，抄襲別人的答案。預習課件一般控制在10 頁以內，以免內容過多引起學生的畏難心理。隨預習課件發布學習任務單，即學生在完成自主學習后需要完成的具體任務和解決的具體問題。課前檢測題難度不宜過大，主要考察學生對基本的物理概念的理解。教師可以實時在移動端查看學生的預習情況，包括觀看視頻的時長以及完成課前檢測題的情況。學生反饋問題的形式是多樣化的，可以在相應頁面處點擊“不懂”，也可以給教師發送留言或彈幕。教師通過雨課堂反饋的課前預習情況，靈活調整課程授課內容，真正做到每節課都是因材施教。

2. 2 課中交流學習

首先利用隨機點名功能隨意抽取一名同學上臺匯報本組的課前小組作業，一般是利用Xmind 做出的本次課的知識點和知識點關聯的思維導圖。此作業為小組完成，組員必須在認真預習之后才能相互討論共同完成，雨課堂的隨機點名功能可監督每名學生都必須參與進來。教師在課前檢測題的錯題名單中隨意抽取學生上臺來講自己錯選了哪個選項、當時的解題思路是什么，以及對正確答案的理解。此方式可督促學生在課前完成對基本概念的理解，也能督促學生主動交流討論。教師視情況選取一部分內容精講或者串講，同時對重難點知識點附帶相應測試題，通過雨課堂實時反饋的數據來判斷學生對重難點的掌握情況，以便隨時調整教學節奏。

此處以剛體力學部分的第一次課為例，預習課件里設置了對力矩概念理解的考察題。從學生回答的結果來看，此題錯誤率高達33.3%，說明學生對力矩的作用效果理解偏差比較大。力矩是該堂課新引入的物理概念，學生很容易把力矩與力的作用效果混為一談。基于此反饋，教師在授課過程中應該著重強調力矩的定義及其作用效果，并注意區分力矩矢量和為零與力的矢量和為零這兩個截然不同的條件。

2. 3 課后研討學習

教師會在每次課后收到雨課堂的課堂報告，智能地反饋該次課的主客觀題完成情況，正確率和答題率一目了然。通過每次課學生的綜合排名，教師能夠精準掌握個別優秀和基礎薄弱的學生名單，在后續學習過程中可以設置一對一幫扶的形式。學生根據自己的學習情況，課后也能隨時隨地查看課件，私信教師請教問題。軍事應用實例選題作為除課堂作業之外的大作業，在小組分工協作完成的過程中，不僅培養了學生的探索精神和團隊合作精神，同時還挖掘了學生的創新潛能。

3 調查反饋

筆者在開展混合式教學的第七周利用問卷網對本教學班47 人開展了問卷調查，收到樣本數共計47 份。結果表明，學生普遍認為傳統課堂與信息化課堂有必要結合，他們完全能接受在大學物理教學中開展線上線下混合式教學模式。其中高達82.98% 的學生更喜歡這種模式，主要原因可歸為以下幾類：（1）混合式教學模式能夠激發他們的學習積極性和主動性；（2）需要個人提交和小組提交的作業分別支持自主與合作式學習，無形中提升了團隊協作能力；（3）視頻資源可隨時暫停，方便做筆記，如果有不懂的地方可倒回去多看幾次。學生也面臨一些問題，比如：個別學生對雨課堂平臺操作不太熟練，集中在課上完成線上學習的特有模式，造成個別基礎薄弱的學生完成學習任務的時間緊迫等。

4 結語

基于筆者的教學實踐，目前在大學物理中開展的線上線下混合式教學是切實可行的，所依托的雨課堂平臺非常便于操作。但同時也面臨一些挑戰，比如教師的備課壓力增大了，為了幫助學生更好地理解知識重難點，教師要花費更多的時間來進行合理的教學設計，以體現混合式教學模式的特點和優勢。《大學物理》屬于比較難學的本科課程之一，對于一些基礎薄弱的學生，他們面臨的困難可能會加重，學習時長會延長。因此，后續還需要積極探索更高效更適合該校特色的混合式教學模式，以期在實踐中不斷改進，在教與學中不斷積累、不斷成長。