《大学物理》混合式“金课”的探索与实践

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摘  要：将信息技术与教育深度融合，进行“课堂革命”，推进符合“两性一度”标准的“金课”建设，是高校提升人才培养质量的关键环节。文章在分析《大学物理》课程特点和教学现状的基础上，以“金课”标准为出发点，将教学内容与学生专业、学科前沿、个性化学习相结合。将线上与线下有机融合，进行混合式教学。建立包含过程性考核、阶段性考核以及个性化学习结果考核的多维度评价体系。通过这些举措切实提高了课程教学效果，为“金课”的建设提供了一种可参考的有效途径。

关键词：大学物理;金课;微信公众平台;对分易

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2019）26-0097-04

Abstract： Combining information technology with educationto make "classroom revolution" and promote the construction of "Golden Courses" are the key steps to improve the quality of talent training in universities. In this research subject， based on the analysis of the characteristics of college physics and the current teaching situation， starting from the "golden course" standard， and combining the teaching content with students" major， discipline frontier and personalized learning， we have practiced the online and offline mixing teaching and established a multidimensional evaluation system including process assessment， stage assessment and personalized learning results assessment. Through these measures， the teaching effect of the course has been effectively improved. Moreover， we provide an effective way for the construction of "Golden Course".

Keywords： college physics; golden courses; WeChat public platform; duifene.com

一、概述

隨着信息技术的飞速发展，特别是在教育领域的广泛应用，将线上与线下有效整合，进行混合式教学，可最大化发挥传统教学与数字化教学的优势，因而备受各高校师生青睐[1-5]。2018年，教育部高教司司长吴岩在第十一届“中国大学教学论坛”上，提出了评价“金课”的标准为“两性一度”，即“高阶性”“创新性”和“挑战度”。吴岩还进一步强调打造五大“金课”，其中，五大“金课”包含：线下“金课”、线上“金课”、线上线下混合式“金课”、虚拟仿真“金课”和社会实践“金课”[6]。课程是人才培养的核心要素，如何消灭“水课”，打造“金课”成为高校提高人才培养质量的关键[7-9]。

《大学物理》是理工科院校学生的重要基础必修课，它不仅可以使学生熟悉自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，为后继专业基础课与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础;更是在培养学生探索精神和创新意识方面具有不可替代的作用。而目前，该课程教学中内容丰富但与学生专业需求相脱节、知识系统但与学科发展前沿相脱离，课程要求较高但学生课上参与度低，学习兴趣薄弱，学习成效不佳。因此，如何把中国药科大学的《大学物理》课程打造成有深度、有难度、有挑战度的“金课”，这引起了我们的深思并为之付诸实践。

二、《大学物理》课程特点及现状

《大学物理》课程主要包含：力学、热学、电磁学、光学和量子物理五个部分，内容涵盖面广泛，知识量丰富。该课程的理论性较强，物理概念、定律、公式抽象，难以理解。另外，它要求熟练运用微积分这一数学工具来解决物理问题，而大一新生微积分基础薄弱，这些都给学生造成了《大学物理》课程难学，容易产生“畏学”情绪，学习兴趣低下。

我校该课程教学中仍采用课堂教学为主，课下辅导为辅，大班化满堂灌的传统教学模式，它面临着三个问题：

（1）在教学内容上，一方面，主要强调课程知识体系的系统性与完整性，忽视了学生医药类的专业背景，使得学生并未理解课程的实际应用价值，造成了物理教学“通识性”与“专业需求”之间的矛盾。另一方面，大学物理主要涉及经典物理和近代物理，所讲授内容多是几百年前的定论，没有将学科发展的前沿知识融入到教学中，没有让物理课程保持生命力，没有达到“金课”标准的“高阶性”与“创新性”要求。

（2）在教学模式上，主要以大班课堂“传授式”教学为主，忽视了学生“自主式”探索学习，使得学生被动接受知识，课堂上参与度低，缺乏师生互动，学习成效不佳。

（3）在教学评价上，主要以期中、期末阶段性考核为主，忽视了对学生学习过程的评价，无法全面客观的反映学生的学习能力和运用知识解决实际问题的能力。这使得《大学物理》课程教学效果非常有限，严重制约了创新型人才的培养。因而，我们从“两性一度”的“金课”标准出发，在教学内容、教学方式及教学评价等方面对该课程进行了大胆改革与尝试。

三、《大学物理》混合式“金课”建设措施

（一）优化教学内容

衡量“金课”标准中的“高阶性”是指通过知识、能力、素质的有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高阶思维。以此为出发点，将大学物理教学内容与学生的专业需求相结合，强调物理知识在医药领域的运用，培养学生运用物理规律分析、解决医药问题的综合能力。“金课”标准中的“创新性”要求课程内容能够反映前沿性和时代性。从这一要求出发，将学科发展前沿知识融入到大学物理教学中，使课程内容现代化，体现时代特点，激发学生学习物理的兴趣。“创新性”还要求学习结果具有探究性和个性化，这就要求我们在教学内容上考虑到学生的个体学习差异和个性化学习需求。

在与学生专业结合方面，从我校学生医学、药学专业背景出发，根据他们对物理知识的需求，在教学中兼顾知识系统性和完整性的基础上，强化与专业联系紧密的知识模块，弱化与专业联系较少的模块。例如流体力学是人体血液流动规律的物理基础、在药物合成中也往往会遇到流体，需要控制它的流动状态。而分子物理学中的迁移规律与药物制剂的蒸发、蒸馏、干燥以及提高药材有效成分的浸出等息息相关，这些知识模块就要高标准、高要求，需要重点来学习。而刚体力学和电磁学的规律在医学、特别是药学领域的应用比较少，则可以适当减少学时，降低要求。在具体知识点的讲授上，挖掘物理知识、定律在药学、医学及生命科学等领域的典型运用。例如：运用流体力学的斯托克斯定律可以分析混悬剂药物的稳定性，并获得提高其稳定性的方法。运用偏振光的旋光性知识可以掌握测定比旋度的方法，以此来鉴别药物，得到药物的纯杂程度。还可以对广泛应用于制药和药检的仪器旋光仪的工作原理有更清楚的认识。X射线、放射性、激光、电子显微镜、核磁共振等技术为医学研究及临床应用提供了新的方法和手段。而这些内容在传统教学中都是一笔带过，或是只从物理学的角度讲到理论层面，与实际应用联系较少。我们在教学中将这些知识拓展到应用层面，引导学生进行深入学习，培养他们将多学科融合，利用物理知识分析、解决医学、药学问题的综合能力和高阶思维，体现“金课”的“高阶性”。

在与学科发展前沿结合方面，物理学是一个开放的系统，它的内容在不断地更新、发展和完善，在教学中我们努力寻找前沿知识与教材内容的切合点，将其引入到教学中，并深入浅出的给学生做延伸讲解。例如：我们将近年来获得诺贝尔物理学奖的研究工作引入教学中，让学生了解这些具有举足轻重的物理学的前沿热点问题研究。另外，我们在教学中还引入了学生感兴趣的物理问题的研究进展，例如：宇宙是如何形成的？宇宙又是由什么组成的？物质的质量来自哪里？黑洞是如何形成的？以此来激发学生学习物理的兴趣，培养他们的物理思想和科学素养，体现“金课”的“创新性”。

在与学生个性化学习结合方面，我们在完成基本教学内容的基础上，兼顾到不同学生对不同物理知识的需求程度，通过调研了解学生想深入学习的知识点，以专题的形式制作相应的微课。例如：我们拍摄制作了“旋转之美-角动量守恒定律”、“伯努利方程及其应用”、“简谐振动的证明”、“磁感应强度的求解”等微课资源，并在线上发布，供学生进行选择性深入学习，体现“金课”的“创新性”。

（二）改进教学方法

“金课”标准中“创新性”要求在教学形式上呈现先进性和互动性。以此为出发点，我们在课程教学中对教学方式、方法进行了改进。不再是传统的教师课上满堂灌，学生被动接受的模式，而是将面对面线下授课与线上学习进行有效整合，着力打造混合式“金课”。我们创建了微信公众号“CPU物理微课堂”和“对分易”课堂，以此为平台，进行线上教学。

首先，从教学內容上将知识点进行梳理并区分，对于容易掌握的知识点，主要以线上学生自学为主，线下交流讨论为辅，例如矢量的运算、质点运动的描述、质点的动量守恒定律、机械能守恒定律等。而对于较难理解的知识点，主要以线上引导学生预习为辅，以线下课堂面授为主，例如：刚体的定轴转动定律、静电场的高斯定理、磁场的毕奥-萨伐尔定律等。

其次，根据知识点的需要，精心拍摄、制作了大量微课视频，微信推文、教学课件、Flash动画、随堂检测题库等数字化教学资源，精心打造线上第二课堂教学。

最后，在教学环节方面，课前，教师通过微信公众平台发布任务、设定问题和推送学习资源，引导学生进行线上自主学习;课堂上，我们本着“教为不教，学会为学”的理念，采用启发式教学，把句号改成问号，进行线下面对面讲授。讲授时加强师生互动，将封闭课堂转变为对话课堂。例如：利用“对分易”平台对学生进行签到管理，学生通过扫描二维码，150人的教学大班可以在1分钟之内完成签到，大大节约了时间。再比如：利用“对分易”平台实时发布随堂检测题目到学生的手机上，并限定时间让学生数分钟内提交答案，软件可以统计出得分情况、答题时间、正确率等答题信息，教师通过反馈信息可以对学生知识掌握情况做到了如指掌，使后面的讲授有的放矢。这样做可以带动学生参与课堂活动，让学生从课堂的听众变为学习的主体，主动接受知识，深度处理信息，大胆质疑，有效学习，从而有效提高课堂教学效果。课后，教师通过平台推送课堂总结、拓展资源等，并对学生进行在线答疑和指导。这样，既可以引导学生利用资源进行课后巩固、知识拓展和深化学习，又使得交流不受时间、空间限制，增进了师生间的感情。

总之，通过将线上教学与线下教学在教学内容上和教学环节中有机融合，充分发挥两者的优势，通过教师线上引导、线下讲授，学生线上自学、线下讨论的混合方式进行课程教学，体现“金课”标准中教学形式的“创新性”。

（三）完善教学评价

教学效果的评价包括两个方面：对“教”的评价和对“学”的评价。

在评“教”方面，老师通过“对分易”发布调查问卷的形式搜集学生对“教”的最真实评价，包括对线上教学资源、线上线下教学内容、线上线下混合教学方式、线上答疑、线下讨论互动等的评价。

在评“学”方面，我们不再是以单一的“一考定输赢”来进行评判，而是形成了包含过程性考核、阶段性考核以及个性化学习结果的考核等多维度评价体系。过程性考核包含：线上资源学习情况、随堂检测情况，课堂出勤情况、课堂互动情况和作业完成情况。阶段性考核包含：期中考试和期末考试。在课程学习后，我们要求学生挖掘某一物理定律在生产、生活或药学研究中的应用，进行剖析解释，可以采用撰写小论文，或拍摄制作微视频，或制作PPT课堂讲授，或撰写微信推文等多种形式推荐给大家学习，以此作为个性化学习结果的考核。这与“金课”标准中“创新性”要求学习结果具有探究性和个性化相吻合。

四、《大学物理》课程改革成效

对于以“金课”标准为出发点的线上线下混合式教学模式，学生表示：短小精悍的微课视频、“有图有真相”的微信推文、有针对性的随堂检测让物理知识变得易理解，易掌握。线上随时随地的学习形式，无时空限制的师生交流让物理学习更加便捷。教学中，我们发现学生在下面几个方面有明显改善：（1）学生到课率一直保持较高水平，缺勤率小于3%。（2）课堂气氛明显活跃，很多学生积极回答老师提出的各种问题。（3）学生物理学习兴趣有所提高。（4）学生学习成绩有所提升。如图1所示，以四个班级127人的大班教学为例，我们给出了使用新教学模式的班级和未用该模式的班级成绩分布对比，从图1中可以看出，使用新教学模式的班级成绩均分比未用的高出3.8分，并且使用新模式的班级在90分以上及80-89分的高分段人数明显高于未用的班级，而不及格的人数要明显低于未用的班级。可见，从“金课”标准出发的多项改革措施切实提高了大学物理课程的教学效果。

五、结束语

总之，我们从“两性一度”的“金课”标准出发，考虑到学生专业需求、个性化学习及学科发展前沿，对课程的教学内容进行优化;采用贯穿于课前、课上、课后各环节的线上线下混合式教学模式，将过程性考核、阶段性考核以及个性化学习结果考核纳入评价体系。通过这一系列改革实践，切实提高了大学物理课程的教学效果，激发了学生的物理学习兴趣，扩展了学生获得物理知识的途径，培养了学生运用物理知识解决复杂问题的综合能力。

参考文献：

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[3]于歆杰.论混合式教学的六大关系[J].中国大学教学，2019（5）：14-28.

[4]卢有霞.基于混合式教学的英语教学实践改革与反思[J].教育现代化，2016，6（38）：51-52.

[5]王晨曦.“互联网+教育”背景下，开展线上线下混合式教学的探讨[J].教育现代化，2019，6（44）：68-69.

[6]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

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[9]郭世永，等.虚拟仿真学科“金课”建设与实践[J].教育现代化，2019，6（39）：125-127+142.