基于在线平台的大学物理反转课堂教学研究
作者:jnscsh 时间:2021-08-02 08:52:44 浏览次数:次
活动(如课堂的签到、选人、抢答、问卷及线上测验、直播、小组讨论等)、学习情况统计、学习资料库、在线互动聊天答疑室、通知、在线作业、在线考试、 在线讨论等功能模块。表1为采用平台教学,学生的平时分数生成方法,这为在传统教学中过程考核难的问题提供了解决途径。
(二)课程教学内容的优化
大量的中外教育实践表明,物理教育在培养学生科学素质、科学思维方法及科学研究能力,尤其是在培养创新人才方面具有其他学科无法替代的优势。在传统课堂中,由于需要花费大量的时间在基础理论的推导与证明上,物理学与各专业结合的案例讲解过少,学生没有能发挥主观能动性,教学对学生创新能力的培养贡献小。而基于“SPOC+翻转课堂”的学习模式,为开展研究、讨论等教学模式,以及创新能力培养方法的实施提供了可能。
在传统课堂中,由于要花费大量的时间在基础理论的推导、计算题目的练习中,理论发展的背景、专业结合的案例无法在传统课堂上传授,学生学习盲目、缺乏目标,没有实际应用的机会。可以优化教学内容,即将大学物理教学课程的内容分为通识知识+科学素质知识(传统的理论教学内容)+融合应用案例三部分。
(三)学生自主在线测试的实现
传统大学物理课程考核主要采取纸质考试的方式。这种考核方式存在极大的弊端,如易造成学生主动性差、学习拖延、期末复习压力大等问题。基于SPOC课程的个性化、小规模优势,以及网络平台自动化计分功能,我们建立了线上课程随堂测验+线下分阶段考核+课堂活动参与+期末综合考试的考核方法,变一考为多考,全程跟踪,着重对学生进行过程考核。
图1为某班级参与在线测试的完成情况,第一次测验截止到11月7日,绝大多数学生拖到截止前一天才完成。而第二次测验截止前(11月18日)多数学生在第一次测验的基础上,比较分散地完成了测验任务,这表明学生可以较快适应在线测验。同时,图1中也统计出学生采用的终端,近80%的学生采用手机等移动终端进行学习,这表明适合移动终端的测验题目的开发至关重要。在线测试的难点,在于主观题目(计算题)的练习与计算机自动评判。目前我们采取的做法是将传统的综合性计算题目进行拆分,将需要多个步骤完成的计算题,拆分为若干个选择题。学生以选择的方式作答,实现计算题所能达到的对于整体解题思路、核心步骤及计算细节的训练功能。
三、不同程度的反转课堂教学尝试
反转课堂教学的难点,是学生的认可度不高,在不同层次的学校,学生对这一教学模式的反映也存在不同程度的差别。针对这一问题,我们对三类不同程度的反转教学模式进行了尝试。
A类(完全反转):学生通过在线课程平台视频学习,在课堂完成教师布置的习题、作业、讨论,师生互动主要为习题讲解、答疑、讨论等方式。
效果及问题:1.多数学生可以完成视频要求的学习时长,大部分学生是在下午、晚间完成;2.整体完成质量不高,表现在课堂练习、作业完成错误率高,学生疑问多,甚至部分学生仅将视频观看作为获得学习数据的手段,并未认真观看和学习;3.在30人的小班课堂开展这种反转课堂教学尝试效果较好,90人以上的班级开展起来比较困难,主要表现在课堂讨论环节秩序难以保证,组织难度大;4.课堂讨论受到欢迎,如在讲授流体力学一章的泊肃叶定律一节时,针对生命科学和动物医学的学生,布置了血压、血脂、心脏病、血管硬化的讨论内容,作为知识融合应用的教学内容,多数学生积极准备,在课堂进行了相关的介绍和原理分析。
B类(部分反转,理论推导部分学生通过在线视频学习):在完全反转的基础上,改进教学模式,将核心概念、定理的应用方法在课堂讲授,而理论推导部分学生通过在线视频学习,并将部分计算练习同步在在线课程平台上完成,这为概念定理讲授提供了课堂时间。
效果及问题:1.相比于A类完全反转,在习题环节,学生的做题正确率有了大幅度提升;2.对于基本原理证明,学生的完成质量不高,主要表现在部分学生无法完整完成全部理论推导,原理证明基本思想及数学技巧没有掌握;3.课堂讨论环节收到较好效果,布置讨论内容学生反映较为积极。
C类(部分反转,仅将部分理论推导让学生通过在线视频学习):在A类完全反转和B类部分反转的基础上,进一步改进教学模式,将核心概念、定理推导整体思想框架、核心数学技巧、定理的应用方法在课堂讲授,而定理完整推导部分让学生通过在线视频学习,并将多数计算练习、测试及部分讨论同步在在线课程平台上完成,为课堂讲授、课堂讨论提供时间。
效果及問题:1.相比于A类反转和B类反转,在定理证明上,学生完成率获得较大提升,基于在线的习题环节,可以为学生提供较为充足的练习;2.在课堂介绍定理推导理论框架和数学技巧的基础上,将理论推导细节在线上平台让学生自主完成,这为课堂进行知识拓展和讨论提供了时间条件。
四、基于“MOOC+SPOC+翻转课堂”的创新能力培养方法
1.案例教学法:在SPOC课程中,针对不同专业(类)特色,以专题形式介绍物理学在农业科学各专业上的应用案例,使学生能够将物理学与农业紧密联系起来,在交叉融合中培养其创新思维和学习兴趣。
2.目标导引教学法:在整合和筛选公共MOOC资源的基础上,明确本校小规模学生学习内容和目标,指导学生完成MOOC讲座视频中基本理论知识的学习。根据分类教学模式,针对不同专业(类)学生,提出每一阶段的学习目标,并通过“课堂即时考核”,考查目标教学法的实施效果。
3.问题导引教学法:建立大学物理讨论题库、应用题库,根据学生专业(类)特色,通过教师线下课前布置,学生线上学习,并通过翻转课堂开展讨论式学习,师生进一步讨论和检验问题解决效果。
4.研究项目导引教学法:建立针对不同专业(类)学生的科学研究项目库,将物理学基础理论,融进若干完整的研究项目中,通过线下选题,线上学习,翻转课堂讨论,最终引导学生完成一个或几个项目的研究,引导学生主动学习基础理论知识。
五、结语
总体上,对于完全反转的教学模式,学生普遍表现出困惑、畏难、自制力差甚至抵触等问题。这些问题,在大学物理这类理科课程中尤其明显。通过控制反转程度,即将基本概念、定理推导理论框架和数学技巧、定理应用条件等在课堂上由教师讲授,将部分习题、讨论在课堂上完成,而将多数计算练习、讨论、定理整体推导在在线课程平台上完成,逐步引导学生习惯和掌握自主学习的方法,进而依托“MOOC+SPOC+翻转课堂”模式,采用多种形式的教学方法培养学生的创新能力,更加适合目前的学习者。
[ 参 考 文 献 ]
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[责任编辑:陈 明]
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