基于雨課堂的“物理實驗”混合式教學模式研究

摘?要：“物理實驗”是一門理工科專業的必修課程。針對當前“物理實驗”教學中存在的問題，提出了一種基于雨課堂的混合式教學模式。教師建設好實驗教學視頻和實驗測試卷等線上教學資源，學生通過課前觀看實驗教學視頻進行預習，并通過課內的測試來保證預習的有效性。基于雨課堂的線上線下混合式實驗教學模式，適用于分組實驗教學，可提高實驗教學質量。

關鍵詞：雨課堂；物理實驗；混合式教學

中圖分類號：G434

Research?of?"Physical?Experiment"?Blended?Teaching

Based?on?Rain?Classroom

Li?Chaoyang

School?of?Physics，Hangzhou?Normal?University?ZhejiangHangzhou?311121

Abstract："Physical?experiment"?is?a?professional?compulsory?course?for?science?and?engineering?major.We?introduced?a?blended?teaching?model?based?on?Rain?Classroom?for?current?physical?experiment?teaching.The?teachers?must?record?the?instructional?videos?and?prepare?the?test?papers?for?every?experiment.The?students?must?learn?the?experiment?by?watching?the?instructional?videos?before?class?and?take?the?experimental?test?in?class.The?blended?teaching?model?is?fit?to?the?group?experiments?and?can?improve?the?teaching?effectiveness.

Keywords：Rain?classroom；Physical?experiment；Blended?teaching

“物理實驗”是物理、數學和臨床等專業的必修課程，是理工醫科學生進入大學后學習的第一門實驗課［13］。通過本課程的學習，學生要掌握螺旋測微器、示波器、讀數顯微鏡和分光計等基本儀器的使用，要掌握微小長度、聲速、波長和表面張力系數等基本物理量的測量［4］。“物理實驗”課程是后續專業實驗的基礎，對后續專業實驗的學習起著重要的引領作用。因此，如何提高“物理實驗”的教學效果，培養學生的動手能力，一直是“物理實驗”教師的重要研究內容。

1?“物理實驗”教學現狀分析

在傳統的“物理實驗”教學中，二人一組，一組配備一套儀器。以一個班40人為例，每個實驗需要配備20套儀器。近些年，在經濟發展、高考改革和大學擴招等大環境下，學生人數逐年增加，儀器使用率不斷提高，儀器老舊、損壞等問題日益嚴重。于是出現了多人共用一套實驗儀器，或者一次課同時開設多個實驗等現象。這些教學模式或多或少都會影響實驗教學的質量［57］。

針對學生多、儀器少、實驗室空間有限等問題，可以采取一次課安排多個實驗，進行分組實驗。可以將學生數40人的班級平均分成A、B、C、D四個大組，一次課同時安排四個不同的實驗，每個實驗準備五套實驗儀器，四個組的同學分別操作四個實驗中的一個。經過四次課的輪換以后，四組同學全部完成四個實驗。該模式有能節省實驗室空間、節省儀器購置經費、減輕實驗員的工作量等優點。但是，一次課開設四個實驗，實驗老師需要為四個組的同學分別講授實驗原理和操作，時間緊，工作量增加，留給學生實驗操作的時間大量減少，形成性考核困難，實驗的教學效果極不理想。

2?線上線下混合式教學模式

線上線下混合式教學指的是有效結合傳統教學模式與網絡在線學習模式的優勢，并保證整個教學活動中在線學習部分的占比在30%～80%［8］。隨著計算機技術和網絡技術的發展，教學中出現了很多線上網絡教學平臺，如雨課堂、超星等。其中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，深受廣大教師喜愛。課前，教師可以將視頻、習題等資料通過雨課堂推送到學生手機上，讓學生提前進行預習；課堂上，學生可以實時答題，還可以和教師彈幕互動。雨課堂強大的數據統計功能，可以讓教師實時了解學生對知識的掌握情況，從而迅速調整后續教學方案。

“物理實驗”課包括課前的預習、課內的測試、課堂理論學習、實驗操作、儀器整理，以及課后實驗報告的撰寫。基于雨課堂的線上線下“物理實驗”教學模式，包括以下幾個環節。

2.1?開課前的教學準備

教師需要為每個實驗拍攝教學視頻，時長應控制在15分鐘左右，內容包括實驗目的、實驗儀器、實驗原理和實驗操作的注意事項等；教師還要為每個實驗準備好至少四套難度系數相近的測試卷。如圖1所示，將授課班級的同學平均分成A、B、C、D四個大組，在雨課堂平臺上建立四個小班，將四個組的同學分別導入四個小班內；將教學視頻和實驗測試卷上傳雨課堂平臺；給每位同學分配一個序號，課前在實驗桌顯眼位置貼上學生的序號。

2.2?課前預習

每次實驗課前，教師通過雨課堂平臺將該次實驗課的四個實驗教學視頻分別推送給四個小班內的同學；學生應認真學習視頻講授的實驗內容，并完成預習報告的書寫。教師通過雨課堂監測學生觀看視頻的時長，如發現觀看時長過短等異常情況，應及時提醒學生完成觀看。學生觀看實驗視頻的時長，納入課程形成性考核。

2.3?課內學習

課前學生在學習教材和實驗視頻等內容時，是接觸不到實驗儀器的。在學生分別進入四個實驗室后，應繼續讓學生對照儀器，有針對性地觀看實驗視頻，掌握儀器的結構和使用。如果實驗室空間有限，也可以將兩個實驗安排在同一間實驗室內，教師在不同實驗室之間來回巡視，解答學生提出的問題。

2.4?課內測試

在課前預習階段，學生觀看視頻的時長并不能完全反映學生對知識的掌握程度，為督促同學們課前認真預習，可引入課內測試環節。教師通過雨課堂將四個實驗的測試卷推送給同學，在限定的時間內完成測試。為節省課內操作時間，教師可以在課前預設測試卷的推送時間。學生在測試的過程中，教師在實驗室來回巡視，并通過雨課堂查看學生的答題情況。實驗測試成績是課程形成性考核的重要依據。

2.5?課內針對性輔導

學生測試結束，教師根據雨課堂對測試結果的統計，迅速擬定每個實驗中需要重點講授的內容，分組對每個實驗進行針對性輔導。如圖2所示，教師可查看第4題和第7題所對應的知識點，然后對該組同學進行針對性輔導。一般每個實驗的輔導時間約為5分鐘，教師在為某一小班講解時，其他三個小班自行分析答題中的錯誤。此后，學生開始實驗，教師在四個實驗室來回巡視，并根據雨課堂的統計結果，依據實驗桌上的學生序號，迅速定位測試成績不理想的同學（如圖3中第8、9、10號同學），進行針對性輔導。后續，學生繼續進行實驗，教師對學生的操作進行現場考核。實驗操作是課程形成性考核的另一重要內容。

2.6?儀器整理

學生完成實驗后，應該與教師一起檢查實驗數據，整理實驗儀器，擺放凳子，切斷電源。儀器整理情況也納入課程的形成性評價。

2.7?撰寫實驗報告

課后，學生完成實驗報告，上交給老師批改。批改結果是課程終結性評價的主要依據。

四個小班在完成四個實驗中的某一實驗后，下次課按序輪轉，進入下一個實驗。經過四次實驗課以后，四個小班完成四個實驗。實際操作中，教師可以根據課程的實驗項目數和班級的學生數靈活分班。學生數少時，一次課可以開設2個或3個實驗，相應地，一個班級的同學應分成2個或3個小班，然后按序輪轉即可。

3?線上線下混合式教學模式的優點

基于雨課堂的線上線下混合式教學模式，充分利用現代化的網絡技術和計算機技術，將教師從繁重而低質量的教學中解放出來，充分發揮了學生學習的積極性與主動性，提高了實驗教學質量，其優越性主要體現在以下四個方面。

3.1?學生可以反復觀看實驗教學視頻

傳統的實驗教學模式中，教師需要面對班級所有學生集中授課，無法顧及學生的個體差異。而基于雨課堂線上線下混合式教學模式中，課前，學生通過雨課堂觀看視頻，可以根據自己的學習情況，自行選擇學習時間，沒看明白的地方，可以選擇重復觀看，直至看懂為止。在觀看過程中存在的問題，可以做好筆記，在課堂上與老師及時溝通。

3.2?形成性考核易于操作

形成性考核是課程考核的重要組成部分，傳統的實驗教學中，教師很少有時間和精力對學生的預習、操作等內容進行考核。而基于雨課堂的線上線下混合式實驗教學模式中，雨課堂能自動統計學生觀看視頻的情況，能自動批改并統計學生的測試情況，能自動統計學生的出勤情況。因此，教師可以把更多的時間和精力放在實驗指導和操作考核上，使得考核結果能精準反映學生對實驗的掌握程度。

3.3?教師能準確掌握學生的學情

課前預習階段，教師通過雨課堂能掌握學生的學習時長；課內，在學生完成實驗測試后，教師通過雨課堂能快速了解學生沒掌握的知識點，在整體授課時，教師可以有針對性地講解學生所學知識的薄弱環節;教師能快速了解那些沒有進行有效預習的學生，在學生實驗階段，教師可以對其進行針對性的輔導。

3.4?學生的學習動力得以提高

采用傳統的以實驗報告為主的考核方式，部分學生會不重視實驗學習和操作。而基于雨課堂的線上線下混合式教學模式下，教師能輕松地對學生的預習、出勤、理論學習、實驗操作和實驗整理等多項內容進行考核，考核內容涵蓋整個學習過程。學生要想獲得理想的成績，需要在實驗的各個環節進行努力。

4?結論

基于雨課堂的線上線下混合式教學模式，前期需要教師建設好實驗教學視頻、實驗測試卷等線上教學資源。通過實驗分組可以大量減少實驗儀器的購置經費、節省實驗存儲空間；為保證分組教學效果，供學生預習的實驗教學視頻應淺顯易懂；課堂實驗測試卷應能精準反映學生對實驗的掌握程度；為避免各組同學間互相透露實驗測試內容，教師應編寫多份難度系數相同的測試卷，從教師層面保證實驗測試的有效和公平；為督促學生有效預習，還應建立完善的形成性考核機制；為學生的課前學習爭取學分，從制度層面來促進學生的自主線上學習。

參考文獻：

［1］皮飛鵬，洪哲新，張姍，等.大學物理實驗線上線下混合式教學模式探索與實踐［J］.中國教育技術裝備，2021（24）：107109+115.

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［3］李鴻英，韓飛，孟令巖.大學物理實驗探究式教學改革研究［J］.長春師范大學學報，2022，41（08）：163167.

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［7］禤漢元，周江，肖榮軍.智慧實驗室在大學物理實驗課程中的建設探索與應用實踐［J］.科技資訊，2022，20（16）：172174.

［8］黨方方.線上線下混合式教學模式在高?；瘜W實驗教育中的應用［J］.高教學刊，2022，8（6）：112115.

基金項目：2020年杭州師范大學線上線下混合式一流本科課程建設項目，2022年杭州師范大學建設和改革項目

作者簡介：李朝陽（1975—?），男，漢族，浙江浦江人，碩士，講師，主要從事大學物理實驗教學。