“互联网+”背景下“大学物理”绪论课的教学研究与实践

［摘 要］ 在“互联网+”背景下，通过雨课堂和学校网络教学平台，对“大学物理”绪论课进行线上线下混合式教学研究。通过线上问卷调查和学生建立初步交流，线下教学重点阐明“为什么学”及“如何学”两个问题，课后利用学校网络平台，线上学习相关扩展视频，闯关完成章节任务点以及物理学小知识检测等。通过教学实践发现，在混合教学模式下，可以明显提高学生学习兴趣，激发学生求知欲，提升学生对教师的信任度，为“大学物理”课程后续的混合教学模式提供了良好的开端。

［关键词］ 大学物理；绪论课；混合式教学

［基金项目］ 2023年度安徽省高等学校质量工程项目“基于OBE理念下物理学专业课混合式教学探索与实践——以我校物理学专业课程为例”（2023jyxm1286）；2022年度学院“课程思政”示范课程建设项目“‘电磁学’课程思政”（wdxykcsz202201）；2022年度安徽省高等学校省级质量工程项目“‘电磁学’线下课程”（2022xxkc037）

［作者简介］ 黄武英（1974—），女，安徽歙县人，博士，安徽师范大学物理与电子信息学院副教授，硕士生导师，主要从事大学物理教学改革研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）17-0113-04 ［收稿日期］ 2023-03-21

引言

“大学物理”课程是高等学校理工科专业的一门重要的专业基础课，该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分［1-2］。学习“大学物理”能有效地提升学生的科学思维及用物理方法解决实际问题的初步能力，在人才培养中有十分重要的作用。如何有效提高教学效果和教学效率，是高校教学面临的主要问题。混合教学模式是传统教学和线上教学的有机结合，它把教学的时间和空间都进行了延伸［3-4］。通过混合式教学，可以让“教”和“学”不必局限在同一时间同一地点发生，给学生较为充分的主动选择权，有利于培养学生自主学习意识和提升自我学习能力，可以有效提高教学效率和教学效果［5］。

绪论课是“大学物理”课程的首个教学环节。师生之间通过教习绪论课进行初步交流，是彼此间建立合适教学方式的第一步。如何利用绪论内容激发学生的学习兴趣、树立学生的学习信心、突出“大学物理”课程的重要性成为关键［6］。大学物理绪论课一般控制在1～2个课时内完成，主要涉及以下四个方面：（1）调查学生情况——掌握学生的学习态度；（2）论述物理学对科技生产的影响——讲清楚为什么学习大学物理；（3）明确“大学物理”的研究对象和研究方法——让学生明白要学习哪些内容；（4）介绍大学物理学习方法以及考核评定方法——引导学生如何学好大学物理。

一、开展线上问卷调查，师生建立初步交流

初上绪论课时，课堂教学中更多开展线上互动，可以提高学生关注度，吸引学生注意力。绪论课开始，笔者会花大约10分钟时间通过雨课堂初步调查学生的情况，比如：（1）你理想的大学生活是怎么样的？（2）你对现在的大学生活满意吗？（3）你对未来的学习生活如何规划？通过对本校数学与应用数学专业和环境科学与工程类专业学生进行初步调查，发现大部分学生理想的大学生活是充实、自由、自主的，60%左右的学生认为目前的大学生活尚可，但也有10%左右的学生对目前的大学生活不满意；未来的学习规划方面，约有40%左右的学生选择考研深造，50%左右的学生犹豫是否考研，还有10%的学生得过且过很迷茫；而对大学物理课程的学习，50%的学生目前还是停留在提高该课绩点的阶段，不知道该课程对后续专业课的学习有什么作用，而有将近10%左右的学生抱着只求考试通过的态度。通过一系列问卷调查，教师及时调整讲课思路。比如针对部分学生对目前大学生活不满意的现象，会举例说明学生及时调整心态尽快适应大学生活的重要性；针对部分学生学习“大学物理”课程比较盲目，在讲述为什么学“大学物理”时，侧重讲述物理学对人类生活的贡献以及“大学物理”对后续学习专业课程的帮助等，以此激发学生的学习兴趣。通过问卷调查，从心理上和学生拉近了距离，提升了学生对教师的信任度，教师也了解了学生的思想动态，为后续的教学合作打下良好基础。

二、论述物理学对科技生产的影响，明确“大学物理”重要性

学习物理学有何重要性？笔者通过适当介绍物理学对社会生产力的发展与变革的影响，并结合不同的专业特征介绍物理学在现代生活中的应用，进而让学生认识到物理学在理工科专业的重要地位。绪论课中首先通过介绍物理学的发展历程来着重说明物理学的发展对人类生产生活的贡献，如何影响大家的生活。在介绍经典物理学的发展过程中，着重介绍物理学的发展和三次工业革命的关系［7-8］。比如，17、18世纪经典力学、热学的发展，推动以蒸汽机为代表的第一次工业革命；19世纪电磁理论的发展，带动以电气化为特征的第二次工业革命；20世纪初近代物理的发展，相对论和量子力学的建立，推动以信息技术为代表的第三次工业革命。在物理学的发展过程中，每一次重大的发现和突破都引发了新技术的产生和发展。通过介绍物理学对现代科学和技术的影响，极大地提升学生学习“大学物理”的内驱力。另外，笔者把一些相关的物理学发展史的小视频放在学习通中，让学生课后根据自己的兴趣有选择地去了解物理学发展过程中的一些重要事件，并在学习通任务点中设置相应的习题，方便学生自我检验（见图1），教师可以根据学生情况设置成闯关模式，也可以设置定时开放。

除了介绍经典物理学的发展史，笔者还结合不同的专业介绍“大学物理”和这些专业的关系。比如，对数学与应用数学专业的学生，讨论物理模型的建构思维对数学建模的影响；对环境科学与工程类专业的学生，介绍各类环境中的物理问题，如噪声、光污染的处理中涉及的具体物理问题。2022年秋季学期开学初，重庆缙云山火灾通过“以火灭火”的方式扑灭，因此在绪论课就介绍“以火灭火”的气压原理。针对这些物理小知识，绪论课中通过线上测试的方式来了解学生的听课情况（见图2），让学生慢慢熟悉混合教学模式。通过对这些学生所熟悉的生活以及专业领域中牵涉的物理问题进行介绍，让学生深刻意识到“大学物理”的学习对其进一步学习专业知识的必要性和重要性，以此来提高学生的学习动力和学习兴趣。

三、阐明大学物理的研究内容和研究方法，厘清大学物理知识的重难点

在上绪论课时，首先请学生思考什么是物理学？物理学的研究任务是什么？笔者从物理学是研究万物之理的科学出发，介绍物理学的研究任务：研究宇宙间各种物质的各层次结构、相互作用和运动规律及它们的实际应用。笔者从物理学的研究对象——物质和研究内容、运动这两方面来说明“大学物理”教学内容，重点介绍“大学物理”课程的研究对象包含了哪些物质，以及这些物质的不同运动形式带来的物理学分支学科，如力学研究物体的机械运动、热力学研究分子的热运动等。通过各个分支学科的介绍，让学生大致掌握“大学物理”的基本脉络，使得学生做到“心中有数”。

作为一名大学生，除了掌握一些基础的科学知识，还应该具有基本的科学思想和科学方法。在强调“大学物理”教学内容的同时，需要大致介绍大学物理的研究方法，如模型法、分析法、演绎法、归纳法、实验法等［9］。针对不同的研究内容采用不同的研究方法，如在研究物体的平动时采用质点模型，而在研究物体转动时采用刚体模型，这是研究同一物体的不同运动时采用的不同理想化模型（抓住主要因素、忽略次要因素）。通过适当介绍物理学的研究方法，可以让学生明白，解决物理问题的方法、途径多种多样，学习时更要关注物理的研究方法，学习前辈们解决物理问题的思维方式，从而提高自身的学习能力。

由于学生对中学物理比较熟悉，而大学物理教材的各个分支还是和中学一样，很多学生拿到教材的第一反应是中学已经学过相关内容，自认为大学物理是中学物理的简单重复，在学习过程中容易产生轻视心理。因此，在介绍大学物理内容时，更强调大学物理和中学物理内容的差异，让学生意识到大学物理的学习内容是中学物理内容的深化和拓展，是物理概念和规律的螺旋式上升。比如中学物理研究物体的匀变速直线运动，但是现实生活中物体大都是曲线运动，因此研究大学物理问题需要更复杂的数学工具。再比如，中学物理用到绳索时经常会说“轻质绳”，这是为什么呢？还有牛顿当初描述牛顿第二定律内容时真的是高中所学的这样吗？通过一些具体例子的对比和设问，让学生明白大学物理和中学物理课程研究对象和研究内容的差别，重视大学物理课程的学习，让他们在学习该课程时不掉以轻心。

四、指导学生学习方法，做到“授之以渔”

好的学习方法不仅事半功倍，还大大提高学生的学习兴趣。每一门课程都有自己的特点，也有特定的学习方法。很多学生习惯中学时采用的“题海战术”而缺乏独立思考的过程，更不会用高等数学这个“工具”来帮助理解和解决大学物理问题。部分大学生难以转换学习方法，这为大学物理的学习带来了很大的负面影响。在绪论课中，不仅要强调中学物理和大学物理内容上的差异，更要提醒学生转变学习方法，让学生放弃中学时期形成的物理观念，以初学者的心态去认真学习，逐步体会一个全新的物理世界。

在指导学生大学物理的学习方法时，首先，根据不同专业需求指定不同参考书目，比如，对数学与应用数学专业的学生指定牛顿的《自然哲学的数学原理》为课外参考书目，而对环境科学与工程类专业学生，则指定赵凯华的《新概念物理教程》为主要参考书目，并引导他们有针对性地查阅学习相关参考书目。同时，在学校的MOOC平台引入一些优秀课程，上海交通大学董占海教授的MOOC视频、北京理工大学胡海云教授的“大学物理——电磁学”，让学生预习或者复习时去查看相关视频。其次，介绍本人以及上课特点，包括本人专业背景、讲课方式、线上任务点分布及要求、线下教学要求、考核方式和答疑方式等。不论什么学习方法，大学生提高自主学习的能力最为关键，在“大学物理”课程教学中，笔者持续有意识地培养学生自主学习能力，使学生保持良性的学习循环。比如，部分知识点采用学生课后线上视频学习，其中线上教学中视频任务点和章节测验大约各占50%，线上教学主要结合学生观看视频时长和章节检测的方式评定学生成绩，并通过学习通及雨课堂和教师互动，达到检验和答疑目的；强调章节知识点的整理和总结，不定期检查笔记等。最后，为了帮助高等数学基础比较薄弱的学生，笔者会将高等数学中的微积分、矢量函数的运算进行简单总结，把公式整理发给学生，让学生将来遇到相关数学问题时可以查阅，消除学生对高等数学的恐惧感，提升学习的自信心。通过这一系列教学手段的使用，让学生逐渐增强学习动机，提高学习兴趣，提升自主学习能力，达到“授之以渔”的目的。

结论

本文探讨了对“大学物理”绪论课采用线上线下混合教学模式，比如通过调查问卷的形式了解学生的思想动态、课堂上重点强调为什么要学习、如何学习大学物理、课后通过线上拓展视频、物理小知识的趣味检测等方法，扩大学生的视野，改变学生学习“大学物理”的态度。通过对绪论课的学习，学生清楚地意识到该课程的重要性以及提高思维能力的重要性，从而激发学习兴趣。引导学生逐步掌握“大学物理”课程的知识点和学习方法，从而使学生对该课程的学习始终沿着正确的方向发展，这对于提高高校本科教学质量有着重要的意义。

参考文献

［1］林春艳，刘永军.大学物理绪论课教学探讨［J］.物理通报，2007（9）：13-15.

［2］丁亚琼.大学物理绪论课的设计：从增强学生的自我效能感的策略出发［J］.教育现代化，2018，5（18）：187-188.

［3］张睿，王祖源，张志华，等.同济大学普通物理混合式教学的研究与实践［J］.物理与工程，2021，31（6）：144-152.

［4］张丽萍，石岩，孔令宜.三大系统下的大学物理“混合式”教学构建：以绪论课为例［J］.大学物理，2021，40（8）：57-62+85.

［5］万若楠，孙小广.大学物理混合式教学模式探索与实践［J］.物理通报，2022（8）：16-19+24.

［6］李忠秀，王建波，李萍.新农科背景下大学物理绪论课设计与实践［J］.物理通报，2021（2）：11-14.