大學(xué)物理課程混合式教學(xué)中學(xué)生過程性學(xué)習(xí)探析

［摘 要］文章以理工科非物理專業(yè)的大學(xué)物理混合式教學(xué)為例，收集在完整的一個學(xué)期內(nèi)，不同學(xué)院不同專業(yè)學(xué)生的自發(fā)學(xué)習(xí)過程性數(shù)據(jù)，分析過程性學(xué)習(xí)對課程總成績高低的相關(guān)影響因素，探索通過混合式教學(xué)培養(yǎng)具有終身學(xué)習(xí)能力的新時代應(yīng)用型人才的有效路徑。

［關(guān)鍵詞］大學(xué)物理；混合式教學(xué)；過程性學(xué)習(xí)；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

［中圖分類號］G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）01-0103-05

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命深入發(fā)展，數(shù)字技術(shù)愈發(fā)成為驅(qū)動人類社會思維方式、組織架構(gòu)和運(yùn)作模式發(fā)生根本性變革、全方位重塑的引領(lǐng)力量。放眼全球，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為共識。聯(lián)合國教育變革峰會把教育數(shù)字化變革列為五大重點(diǎn)行動領(lǐng)域之一，不少國家紛紛出臺數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略，并將教育作為重要組成部分。我國教育部明確提出，把建設(shè)學(xué)習(xí)型社會、學(xué)習(xí)型大國作為建設(shè)教育強(qiáng)國的戰(zhàn)略舉措[1]。目前高校以慕課和在線教育為抓手，高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐也在不斷加快。大學(xué)物理作為高等學(xué)校理工科類本科生的一門基礎(chǔ)課程，在創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)方面具有不可替代的重要作用[2-3]。在數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動下，線上線下混合式教學(xué)模式不斷改革創(chuàng)新，將有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效[4-7]。

很多教學(xué)實(shí)踐和研究提出了多種有效和創(chuàng)新的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)踐方案，但基于過程性學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)證研究較少。本文以2022—2023學(xué)年第二學(xué)期的大學(xué)物理課程混合式教學(xué)為例，實(shí)施課堂學(xué)習(xí)與在線學(xué)習(xí)混合式教學(xué)。在課程教學(xué)過程中，關(guān)注學(xué)生自發(fā)、自愿的在線學(xué)習(xí)行為，學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)不計(jì)入課程考核評價，考查學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)對學(xué)習(xí)成效的影響。課程組對六大學(xué)院、九個專業(yè)共408名學(xué)生的過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探究過程性評價中各項(xiàng)表現(xiàn)與最終總成績之間的相關(guān)性，為后續(xù)混合式教學(xué)設(shè)計(jì)及考核評價提供實(shí)證數(shù)據(jù)和實(shí)踐借鑒。

一、混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）課程實(shí)施背景

大學(xué)物理課程針對部分理工科非物理專業(yè)的學(xué)生開設(shè)，總計(jì)108學(xué)時，在大一的第一學(xué)期和第二學(xué)期進(jìn)行。課程組以2022—2023學(xué)年第二學(xué)期為例，教授4個平行班，每班100人左右，共408人，學(xué)生覆蓋健康與環(huán)境工程學(xué)院的智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，中德智能制造學(xué)院的機(jī)械工程專業(yè)，城市交通與物流學(xué)院的汽車工程專業(yè)，新材料與新能源學(xué)院的材料科學(xué)與工程專業(yè)、光源與照明專業(yè)，集成電路與光電芯片學(xué)院的集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)，以及大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。課程教學(xué)從第1周至第18周，單周2學(xué)時、雙周4學(xué)時，第19或第20周進(jìn)行線下期末閉卷考試。

（二）混合式教學(xué)評價細(xì)則

課程總成績由五部分組成，其中，考勤占總成績的5%，平時作業(yè)占總成績的10%，階段性測試占總成績的10%，期中考試占總成績的15%，期末考試占總成績的60%。課上使用雨課堂統(tǒng)計(jì)學(xué)生的考勤情況，學(xué)生通過學(xué)習(xí)通平臺提交平時作業(yè)、階段測試。課程的所有內(nèi)容，包括課上課件、知識點(diǎn)總結(jié)、單元測驗(yàn)、作業(yè)詳解視頻、拓展資料等資源都上傳至學(xué)習(xí)通平臺。在線課程上的所有學(xué)習(xí)活動，包括完成任務(wù)點(diǎn)、討論、觀看課件、觀看視頻等，均不計(jì)入課程成績考核中。

（三）混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

課堂上，師生探討教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)；課下，學(xué)生通過雨課堂和學(xué)習(xí)通平臺進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和知識拓展。教師在課前將課前預(yù)習(xí)指引上傳至學(xué)習(xí)通平臺，課上通過雨課堂限時答題檢測學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)成效，課后將課上的重點(diǎn)內(nèi)容上傳至學(xué)習(xí)通平臺，并配有檢測題作為任務(wù)點(diǎn)，提示學(xué)生自愿完成，不計(jì)入平時成績。

二、過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)探析

（一）學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)總體情況

四個教學(xué)班共408名學(xué)生整學(xué)期的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況如表1所示。累計(jì)學(xué)習(xí)次數(shù)最大值和最小值差距最大，約為24倍；累計(jì)學(xué)習(xí)天數(shù)最大值為94天，體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)持續(xù)性很強(qiáng)；階段性測試中測試2的平均分比測試1高出近20分，說明平時測試可以提醒學(xué)生進(jìn)行經(jīng)常性復(fù)習(xí)，經(jīng)過努力之后可以明顯提升學(xué)習(xí)成效。平時作業(yè)絕大多數(shù)學(xué)生會按時完成；期中考試內(nèi)容僅涉及前半學(xué)期內(nèi)容，而期末考試涉及整學(xué)期內(nèi)容，因此期末卷面成績低于期中考試成績。

教師在在線課程中設(shè)置了任務(wù)點(diǎn)，僅用于學(xué)生自行檢測學(xué)習(xí)掌握程度，不計(jì)入學(xué)生課程總成績中。表1顯示，任務(wù)點(diǎn)完成百分比平均為10.9424%，說明有一部分學(xué)生有強(qiáng)烈的自主學(xué)習(xí)意愿，在完成本課程必要考核之外，出于非功利的考慮，自行額外完成了相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，主動給自己加碼加擔(dān)。表1顯示，期末考試平均成績?yōu)?8.52分，但這不能單純地從分?jǐn)?shù)看，需要結(jié)合試卷的難度系數(shù)來具體分析才更客觀。課程組在有限的學(xué)時內(nèi)（108學(xué)時/2學(xué)期），沒有降低對學(xué)生考核的標(biāo)準(zhǔn)。期末考試比隨堂測試、期中考試更加側(cè)重考查學(xué)生對物理意義的深度理解，包括兩道難度系數(shù)更高的附加題，著重引導(dǎo)學(xué)生重視平時的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，真正理解大學(xué)物理的基本規(guī)律和物理意義。

（二）四個教學(xué)班的班級差異分析

將智能醫(yī)學(xué)工程和生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生記作1班，機(jī)械工程和汽車工程專業(yè)學(xué)生記作2班，材料科學(xué)與工程、光源與照明和集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生記作3班，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生記作4班。分別研究各班的上述過程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與總成績之間的聯(lián)系，如圖1所示。以累計(jì)學(xué)習(xí)時長為例，橫坐標(biāo)為累計(jì)學(xué)習(xí)時長，縱坐標(biāo)為對應(yīng)的總成績各等級的學(xué)生人數(shù)。數(shù)據(jù)表明，不管是哪個專業(yè)、哪個班級，累計(jì)學(xué)習(xí)時長越少，學(xué)生的總成績分?jǐn)?shù)越低。不及格的學(xué)生幾乎聚集在總學(xué)習(xí)時長小于10小時的區(qū)域內(nèi)。總學(xué)習(xí)時長最長的學(xué)生，總成績等級為B+或B的居多，這也說明學(xué)習(xí)要注重方法，而不是一味地投入時間。

在本課程教學(xué)過程中，為防止學(xué)生為了完成視頻任務(wù)才去點(diǎn)開視頻，課程組未將在線課程的視頻觀看任務(wù)列入學(xué)習(xí)成績評分標(biāo)準(zhǔn)之中。學(xué)生覺得有需要、有必要觀看學(xué)習(xí)時，才會主動點(diǎn)開視頻學(xué)習(xí)。結(jié)合多輪實(shí)踐及課后調(diào)查情況顯示，學(xué)生確實(shí)是想要學(xué)習(xí)時才點(diǎn)開視頻去看。該視頻觀看時長的數(shù)據(jù)能夠反映學(xué)生真實(shí)觀看視頻學(xué)習(xí)的情況。

圖2顯示四個班的階段測試、期中測試、期末測試和總成績曲線。可以看出，學(xué)生學(xué)習(xí)趨勢呈動態(tài)變化，測試1結(jié)果不理想，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，繼而在測試2時提高成績，在期中考試時有回落，到期末考試時達(dá)到低谷，綜合總成績比測試1稍高。數(shù)據(jù)還表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)趨勢與專業(yè)關(guān)聯(lián)不大。

（三）過程性學(xué)習(xí)情況與總成績的相關(guān)性分析

本文采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行分析。相關(guān)系數(shù)低于0.3表示相關(guān)關(guān)系極弱或不存在相關(guān)關(guān)系；相關(guān)系數(shù)在0.3～0.5之間表示中等程度相關(guān)；相關(guān)系數(shù)大于0.7表示強(qiáng)相關(guān)。本文基于學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)分析了累計(jì)學(xué)習(xí)次數(shù)、累計(jì)學(xué)習(xí)天數(shù)、累計(jì)學(xué)習(xí)時長、累計(jì)平臺學(xué)習(xí)次數(shù)視頻觀看日報(bào)、任務(wù)點(diǎn)完成百分比、討論次數(shù)、作業(yè)成績、測試1成績、測試2成績、期中成績、期末成績及總成績之間的相關(guān)性。從表2中可以看出，總成績與期中考試和期末考試高度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.732和0.966，說明期中考試和期末考試成績幾乎決定了學(xué)生本門課程的最終總成績。總成績與學(xué)生的累計(jì)學(xué)習(xí)次數(shù)、累計(jì)學(xué)習(xí)天數(shù)、累計(jì)章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、累計(jì)學(xué)習(xí)時長、平時作業(yè)成績、測試1成績和測試2成績中度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.392、0.344、0.386、0.335、0.319、0.325和0.316，說明上述過程性學(xué)習(xí)行為對課程總成績能起到一定的影響作用。總成績與視頻觀看時長、任務(wù)點(diǎn)完成百分比及討論次數(shù)低度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.224、0.187和0.101，說明總成績與學(xué)生在線觀看視頻時間長短、是否參與網(wǎng)絡(luò)自測及討論幾乎沒有必然的聯(lián)系。

這些數(shù)據(jù)反映出學(xué)生觀看視頻對學(xué)習(xí)具有一定促進(jìn)作用。由于在線學(xué)習(xí)的所有活動都不在成績考核內(nèi)容中，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)活動次數(shù)、天數(shù)、觀看視頻時長等是學(xué)生真實(shí)的、自發(fā)的和自愿的行為反映。通過視頻等在線學(xué)習(xí)資源來輔助自己課后復(fù)習(xí)、答疑和鞏固知識，能夠體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

三、混合式教學(xué)過程性學(xué)習(xí)優(yōu)化探究

整學(xué)期的大學(xué)物理課程混合式教學(xué)設(shè)計(jì)中，在線課程的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，如任務(wù)點(diǎn)完成、視頻觀看等不計(jì)入課程考核評價，使在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可以反映學(xué)生自發(fā)主動學(xué)習(xí)的真實(shí)意愿及行動。從上述全過程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，階段性測試是激勵和引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績的有效手段；在線學(xué)習(xí)次數(shù)和學(xué)習(xí)時長不是學(xué)生獲得A+或A等優(yōu)異成績的必要條件，學(xué)生可能更注重課堂上的聽課效率和學(xué)習(xí)效率，課上完全弄懂了，就不需要課后到線上反復(fù)觀看或?qū)W習(xí)。與此同時，部分學(xué)生因沒有利用好課堂上的時間，因此課后需要花費(fèi)大量的時間和精力利用線上資源進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，這也說明線上學(xué)習(xí)資源是線下課程的有益輔助，課上沒弄明白的內(nèi)容可以通過線上學(xué)習(xí)資源幫助理解，這也是混合式教學(xué)相比較傳統(tǒng)的純線下課堂教學(xué)的優(yōu)勢所在。過程性學(xué)習(xí)過程中，平時作業(yè)成績、視頻觀看時長、任務(wù)點(diǎn)完成百分比及討論次數(shù)與總成績的相關(guān)性較弱，因此，在后續(xù)的教學(xué)實(shí)踐中可以設(shè)計(jì)更為優(yōu)化的考核引導(dǎo)，采用適合學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高其學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)其由自主的學(xué)習(xí)者成長為科技前沿應(yīng)用的探索者，成為創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 教育部關(guān)于印發(fā)《學(xué)習(xí)型社會建設(shè)重點(diǎn)任務(wù)》的通知[EB/OL].（2023-08-30）[2024-07-15]. https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202310/content_6907259.htm.

[2] 郭林偉，艾朝霞，徐潔.地方高校高質(zhì)量發(fā)展之課程改革：以大學(xué)物理為例[J].榆林學(xué)院學(xué)報(bào)，2024，34（2）：108-110.

[3] 王興林，孫明國.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大學(xué)物理教學(xué)探索[J].阜陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，41（1）：110-114.

[4] 盧宏，張玉亭. 新工科背景下地方應(yīng)用型本科高校大學(xué)物理線上教學(xué)實(shí)踐[J].物理通報(bào)， 2024（1）：16-19.

[5] 任晉萍，高春平，李志堅(jiān). 基于“雙態(tài)課堂 分層教學(xué)”的混合式大學(xué)物理教學(xué)探索：以山西工學(xué)院為例[J]. 物理通報(bào)， 2024（3）：21-24.

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［責(zé)任編輯：黃緊德］