大學(xué)物理課程云教材的編寫探究

智春艷 劉金秋 邱文旭 趙朝軍

摘?要：在信息時代的背景下，教材面臨著轉(zhuǎn)型升級，云教材作為數(shù)字教材的重要形式，逐漸在各高校使用普及。基于目前各高校云教材的建設(shè)及教學(xué)實踐分析，結(jié)合我校學(xué)生現(xiàn)狀，本文對大學(xué)物理課程云教材的編寫進(jìn)行了詳細(xì)探究，云教材編寫結(jié)合了豐富的案例材料，深化了學(xué)生對物理現(xiàn)象的理解和認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生用物理知識理解自然、解釋自然、探索自然。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；云教材；信息化；教學(xué)改革

教材在教學(xué)實踐過程中具有十分重要的作用。一方面，教材是教師進(jìn)行傳道授業(yè)的媒介，在知識傳授、教育教學(xué)、人才培養(yǎng)中扮演著重要角色；另一方面，教材是學(xué)生學(xué)習(xí)一門課程的基本資料，是學(xué)生獲得理論知識的主要來源，對學(xué)生學(xué)習(xí)起著重要的指導(dǎo)作用。傳統(tǒng)的教材形式是紙質(zhì)，但隨著時代的進(jìn)步與發(fā)展，紙質(zhì)教材因攜帶不便、版面單調(diào)、印刷限制等局限，已經(jīng)無法滿足讀者的閱讀需求［1］。新時代背景下，教材需要進(jìn)行形式創(chuàng)新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要將教材與信息技術(shù)進(jìn)行融合，云教材就是在當(dāng)前背景下產(chǎn)生的一種數(shù)字化教材。

一、云教材的定義和特點

（一）云教材的定義

云教材作為移動互聯(lián)網(wǎng)下的數(shù)字產(chǎn)品，與傳統(tǒng)教材不同。云教材是一種融媒體的、立體交互的，采用云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)具有全內(nèi)容大數(shù)據(jù)特征的智能化教學(xué)資源體。它融合了文字、圖片、音頻、視頻及動畫等元素，適用于各類電子終端。讀者可以將云教材下載到平板、電腦和手機里，隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，配合云班課還可以布置云教材學(xué)習(xí)任務(wù)，實現(xiàn)對學(xué)生行為的智能跟蹤和學(xué)習(xí)成效評價［2］。同時支持內(nèi)容的個性化定制，重新定義了未來的教學(xué)資源形態(tài)和學(xué)習(xí)方式。

（二）云教材的特點

1.版面美觀精致

云教材采用數(shù)字產(chǎn)品理念設(shè)計版面，運用雜志化風(fēng)格進(jìn)行排版，呼應(yīng)搭配字體顏色，色彩版式和諧統(tǒng)一，可以為讀者帶來愉悅的視覺感受和良好的閱讀體驗。

2.素材生動有趣

云教材可以融入海量的數(shù)字化資源，如高清圖片、音頻、視頻以及動畫等多媒體素材，一方面可以滿足不同讀者的個性化閱讀需求，另一方面立體交互式地、全面地向讀者提供知識。

3.閱讀靈活便捷

云教材可以在手機、電腦及平板等多端同時使用，且具有閱讀記憶功能，讀者可以利用碎片化的時間，隨時打開移動終端即可從上一次閱讀結(jié)束的地方開始閱讀，靈活便捷，適應(yīng)現(xiàn)代人的生活節(jié)奏。

4.輔助工具門類齊全

云教材提供了許多輔助閱讀工具，如增刪筆記、添加書簽、高亮顯示重點等，還提供了全書檢索、記錄學(xué)習(xí)歷史、分享筆記等功能。強大的輔助功能、人性化的設(shè)計可以滿足不同讀者的需求。

5.交流互動高效便捷

云教材提供交互學(xué)習(xí)討論模式，可以開展練習(xí)、測試等活動，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、云教材在課程教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）全國高等院校使用云教材的情況

云教材作為數(shù)字教材的一種重要形式，已經(jīng)成為高校的一種新型學(xué)習(xí)資源。在過去幾年，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)逐漸成為教學(xué)常態(tài)，線上線下混合式教學(xué)成為當(dāng)下及至未來的教學(xué)趨勢。于是云教材的發(fā)展迅猛，在全國多個高校已經(jīng)開始使用普及［14］。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，部分高校已經(jīng)開始廣泛地使用云教材進(jìn)行教學(xué)，并且教學(xué)效果良好；成功運用云教材進(jìn)行教學(xué)實踐活動的課程有：“C語言程序設(shè)計”“工程制圖與CAD”“飛機總體設(shè)計”“高等數(shù)學(xué)”及“物理現(xiàn)象演示與研究”等。這些文獻(xiàn)表明，云教材可以作為教師在教學(xué)過程中獲取資源的一個重要媒介，新教師能夠就地取材，經(jīng)驗豐富的教師可以發(fā)現(xiàn)自己的不足；合理運用云教材教學(xué)可以使課程更加生動有趣，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。大學(xué)物理課程也應(yīng)與時俱進(jìn)，加快建設(shè)云教材，讓數(shù)字化教材為課程服務(wù)。

袁力的“基于云教材的《高等數(shù)學(xué)》數(shù)字教材的教學(xué)探究”表明，高等數(shù)學(xué)云教材在蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院的應(yīng)用獲得了一定好評。“大學(xué)物理”與“高等數(shù)學(xué)”課程都具有高度抽象、邏輯嚴(yán)密等特點，高等數(shù)學(xué)成功使用云教材教學(xué)的案例表明，對于理論性較強的課程，使用云教材教學(xué)效果顯著。大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)課程緊密聯(lián)系，運用云教材進(jìn)行大學(xué)物理課程教學(xué)也必然是可行的并且預(yù)期良好。

（二）我校大學(xué)物理課程的教學(xué)現(xiàn)狀

近年來，西安工商學(xué)院在全球數(shù)字化發(fā)展的背景下，也在進(jìn)行智慧校園建設(shè)。學(xué)校基于新一代信息技術(shù)、專注“新工科、新商科與文化創(chuàng)意”領(lǐng)域人才培養(yǎng)，發(fā)展愿景是成為“國際化數(shù)字工商大學(xué)”。學(xué)校發(fā)展對課程建設(shè)提出了更高要求，這幾年大學(xué)物理一直在進(jìn)行教學(xué)改革探究，一方面，通過組織學(xué)科競賽，建立了學(xué)科競賽和教學(xué)改革互動的模式［5］；另一方面，采用小班進(jìn)行項目制教學(xué)；此外，教師們近幾年一直使用云班課進(jìn)行課堂管理和教學(xué)，借助于云班課教學(xué)助手的強大功能，改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式。目前，大學(xué)物理教學(xué)改革已取得顯著成效，并形成了自己的教學(xué)模式和課程特色，在此基礎(chǔ)上，教師們想要編寫適合本校學(xué)生的特色大學(xué)物理教材，云班課具有添加云教材功能。教師在熟練使用云班課的基礎(chǔ)上，如加入云教材的使用，一定會使課程更加有聲有色。因此，云教材建設(shè)成為必要并且意義重大，這也是深化教學(xué)改革的一個重要舉措。

三、大學(xué)物理課程云教材的編寫與創(chuàng)新

大學(xué)物理作為一門研究自然現(xiàn)象及其規(guī)律的學(xué)科，是高等院校理工科專業(yè)學(xué)生必修的一門公共基礎(chǔ)課。大學(xué)物理的知識體系和思維方法貫穿于人們認(rèn)識自然、探索自然以及學(xué)習(xí)自然科學(xué)知識的全過程。教材作為課程教學(xué)內(nèi)容的載體，不僅在呈現(xiàn)方式上要適應(yīng)信息化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢，向數(shù)字化方向延伸，更要在教學(xué)內(nèi)容上不斷融合創(chuàng)新。

物理包含的自然現(xiàn)象存在于萬事萬物之中，展示和講解這些自然現(xiàn)象既容易又復(fù)雜。容易在于隨處可見、隨時發(fā)生；復(fù)雜在于要創(chuàng)造一定的條件才能使這些物理現(xiàn)象發(fā)生。如何使學(xué)生通過淺顯的物理現(xiàn)象認(rèn)識和理解復(fù)雜的物理原理，進(jìn)而引發(fā)思考，引起探索，才是教材傳道授業(yè)的精髓［6］。正因如此，本教材選取的案例全部來自自然和生活中的現(xiàn)象，如避雷針、輝光現(xiàn)象、靜電飛花等，通過圖片或視頻生動形象地展示了自然界中這些奇妙現(xiàn)象，以此引起學(xué)生興趣和好奇心，啟發(fā)學(xué)生對自然界中物理現(xiàn)象的思考和探究。

（一）云教材的建設(shè)方案、內(nèi)容與創(chuàng)新

大學(xué)物理云教材由教學(xué)經(jīng)驗豐富的物理教師共同擔(dān)任編輯，全書在內(nèi)容上共設(shè)置40個案例，涉及40多個知識點，案例全部來源于自然和生活實際，編寫內(nèi)容結(jié)合課程思政元素，教材章節(jié)選用案例為標(biāo)題更能吸引讀者和突顯實際應(yīng)用。每位教師負(fù)責(zé)編寫一章，每章包括若干節(jié)，每節(jié)內(nèi)容共設(shè)置六個板塊，分別是案例材料、案例圖片或視頻、案例思考、相關(guān)理論知識、案例原理及解釋和應(yīng)用拓展，每個板塊在編寫上都有一定的創(chuàng)新。

首先是案例材料，這里選取的內(nèi)容涉及跟物理知識相關(guān)的實際應(yīng)用、生活常識、科技前沿或古代文明，堅持從學(xué)生視角出發(fā)選取材料，所以能夠引起學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣和強烈的探究意愿。在教學(xué)用途上，案例材料不僅是傳遞物理知識，同時能夠拓寬視野、陶冶情操、提升素養(yǎng)、增強自信心和民族自豪感，在課程思政建設(shè)上發(fā)揮一定的作用。案例材料怎么選，選取哪些內(nèi)容非常關(guān)鍵，這些是在每周的教學(xué)研討會上討論決定。在會上，每位教師都要分享案例。

其次是案例圖片或視頻。通過網(wǎng)上海量檢索，篩選出能讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴的圖片或視頻。將豐富的多媒體信息融入其中，實現(xiàn)云教材信息化；案例思考往往是基于對案例材料的理解提出問題，進(jìn)而引入本節(jié)教學(xué)內(nèi)容，只有完成相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)才能夠解答案例思考中的問題。這樣的教學(xué)設(shè)計一方面激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力；相關(guān)理論知識則是大學(xué)物理課程的核心知識，也是本節(jié)課的主要授課內(nèi)容，將案例背后復(fù)雜的理論知識向?qū)W生娓娓道來，使學(xué)生明白萬事萬物都有其運動的道理和規(guī)律，培養(yǎng)其追求真理、探究真理的精神；案例原理及解釋則是回答案例思考中的問題，學(xué)生可以自己回答也可查看案例解釋，通過對比發(fā)現(xiàn)不足、加深理解，從而提高學(xué)生的思辨能力、理性思維能力。

最后是應(yīng)用拓展。應(yīng)用拓展部分可以添加鏈接，點擊鏈接就可獲取更多的網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的互聯(lián)互通和優(yōu)化整合，向?qū)W生提供豐富知識和良好的閱讀體驗。圖1是靜電場章節(jié)設(shè)置，圖2是云教材編輯界面。

云教材在內(nèi)容上設(shè)置六大板塊，使教學(xué)內(nèi)容更為全面、形象和生動，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容理解透徹、記憶深刻；從引入問題到發(fā)現(xiàn)問題，再到解決問題，是一個層層遞進(jìn)、培養(yǎng)學(xué)生理性思維、探究真理的過程。云教材不僅有料、更加有趣，學(xué)生可以見其形、聞其聲，調(diào)動多種感官共同參與學(xué)習(xí)過程，學(xué)生在鏈接或教師指導(dǎo)下可以沖破書本局限，輕松自如地在知識的海洋中沖浪。

（二）使用云教材教學(xué)

使用云班課教學(xué)，教師和學(xué)生需下載云班課APP到個人移動終端，在云班課平臺上，教師可以為每個班級創(chuàng)建班課，生成對應(yīng)的班課號，學(xué)生通過班課號加入班課。云教材建設(shè)完成后，可以將云教材添加到云班課，教師就可以基于云教材布置任務(wù)，開展課前、課中及課后活動。借助云班課，結(jié)合大學(xué)物理云教材，大學(xué)物理課程可形成下面的教學(xué)設(shè)計：

發(fā)布資源、布置任務(wù)。通過云班課，為學(xué)生提供多層次、多維度、多形式的學(xué)習(xí)資源。每節(jié)課前可發(fā)布相關(guān)的教學(xué)PPT課件、云教材、慕課視頻、課程拓展資料及物理學(xué)家介紹等，布置課前預(yù)習(xí)任務(wù)，發(fā)布課前活動，檢驗預(yù)習(xí)效果。不限制學(xué)習(xí)形式，只要學(xué)生能完成課前活動即可，讓自主學(xué)習(xí)更輕松有趣，符合當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)的習(xí)慣和需求。

課堂教學(xué)。課堂教學(xué)要有計劃、有組織、有管理。在云班課上，教師可以靈活選擇簽到形式完成點名，并可以開展豐富的課堂活動，如頭腦風(fēng)暴、輕直播/討論、投票問卷及課堂表現(xiàn)等。開展課堂活動不僅是為了營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，更是為了完成教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)設(shè)計上每節(jié)課要不間斷地進(jìn)行不同形式的教學(xué)活動，以求讓學(xué)生“閑”不住，充分調(diào)動學(xué)生參與課堂的主動性。每節(jié)課預(yù)留時間開展云教材學(xué)習(xí)，增加課堂的吸引力。

課后評價。一是通過云班課后臺查看課堂活動的參與情況，進(jìn)行總體分析和個人分析，完成對課堂教學(xué)的評價；二是通過云班課發(fā)布作業(yè)，作業(yè)形式不局限于測試題目，也可錄制視頻、收集資料及問題討論等。學(xué)生作業(yè)上交完成之后，教師要及時查看并完成評分。云班課設(shè)置的評分方式有老師評分、學(xué)生評分和學(xué)生互評，通過作業(yè)完成學(xué)習(xí)效果評價，掌握學(xué)生對知識的理解程度和應(yīng)用能力。

云班課可以全面記錄學(xué)生過程性學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)。教師通過云班課后臺提供的數(shù)據(jù)，可以查看學(xué)生的經(jīng)驗值排名，掌握學(xué)生的出勤、作業(yè)及資源查看情況，云教材的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)動態(tài)等，可以提前向落后的學(xué)生發(fā)出預(yù)警，并及時調(diào)整教學(xué)方法；學(xué)生通過云班課也可以發(fā)現(xiàn)自己的薄弱之處，及時彌補；不僅如此，云班課后臺數(shù)據(jù)可以幫助分析使用云教材教學(xué)的成效。使用云教材教學(xué)需要不斷地實踐，才能充分發(fā)揮數(shù)字教材在教學(xué)中的作用，為提高教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)教學(xué)改革貢獻(xiàn)力量。

四、結(jié)論

大學(xué)物理課程是高校理工專業(yè)學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課，大學(xué)物理教材應(yīng)以傳遞物理思想和知識為基本功能，注重培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、創(chuàng)新思維以及應(yīng)用實踐能力，并促進(jìn)大學(xué)物理課程與不同學(xué)科的交叉融合。在全球信息化的時代背景下，大學(xué)物理課程與時俱進(jìn)，融合優(yōu)質(zhì)多媒體資源，建設(shè)特色云教材。云教材結(jié)合豐富的案例材料，并融入課程思政，引導(dǎo)讀者用物理思想和知識理解自然、解釋自然、探索自然，啟迪讀者的科學(xué)思維方式，幫助樹立辯證唯物主義的世界觀。

教材建設(shè)中還存在一些問題，需要進(jìn)一步研究和實踐，如云教材的廣度、深度與課程如何匹配？案例材料如何與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合？云教材的建設(shè)如何創(chuàng)新？而如何使用云教材，從而提高教學(xué)效果，為切實提高大學(xué)物理課程教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮積極作用，將是今后研究的重點。

參考文獻(xiàn)：

［1］張嘉楠，郭龍成.高校云教學(xué)變革的現(xiàn)狀與分析［J］.科技風(fēng)，2020（05）：83.

［2］董立娟.云教材的開發(fā)與探索——以工科教材為例［J］.中國傳媒科技，2023（01）：145148.

［3］袁力.基于云教材的《高等數(shù)學(xué)》數(shù)字教材的教學(xué)探究［J］.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院報，2019，21（04）：9092.

［4］周海燕，王新.“互聯(lián)網(wǎng)+”下的大學(xué)計算機基礎(chǔ)立體化教材建設(shè)［J］.計算機教學(xué)與教育信息化，2018，14（24）：158159.

［5］智春艷，劉金秋，邱文旭，等.基于學(xué)科競賽的大學(xué)物理課程教學(xué)改革研究［J］.教育信息化論壇，2022（02）：6365.

［6］龍乾新，姚青榮，盧照.大學(xué)物理與物理學(xué)史相結(jié)合的教材編寫探討［J］.教育教學(xué)論壇，2020（25）：311313.

作者簡介：智春艷（1985—?），女，漢族，河南周口人，碩士，講師，研究方向：物理學(xué)、原子與分子物理。