新工科背景下高校物理线上线下混合式教学模式探究

摘要：文章从建设优质课程资源、优化教学内容、设计混合教学流程、实施多元考核机制四个方面，探讨高校物理线上线下混合式教学模式的构建策略，旨在通过这些策略提升物理教学的质量和效果。研究表明，线上线下混合式教学模式既保留了传统课堂教学的互动性和直观性，又充分利用了网络资源的丰富性和便捷性，有助于激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。

关键词：新工科；高校物理；线上线下混合式教学模式

一、新工科教育概述

新工科教育是为应对新一轮科技革命与产业变革而提出的一种新型工程教育模式，旨在培养具有创新能力、实践能力和国际视野的高素质工程技术人才。新工科教育着重于跨学科融合，不仅要求学生掌握专业知识，还鼓励他们关注相关领域的最新进展和技术动态，促进不同学科之间的交流合作。同时，新工科教育还致力于提升学生的综合素质，如批判性思维能力、团队协作能力以及终身学习习惯等，这些都是未来工程师适应不断变化的工作环境所必需的能力。

二、新工科背景下高校物理线上线下混合式教学模式的构建策略

（一）建设优质课程资源，持续提升教学质量

1.开发高质量的在线学习资源

高校需要整合国内外优质教育资源，结合本校特色，精心设计并制作适合线上学习的多媒体教学资料。为了实现这一目标，佳木斯大学理学院采取了一系列措施来开发高质量的在线学习资源。首先，佳木斯大学理学院积极整合国内外顶尖教育资源，同时结合本校的教学特色和优势，精心设计并制作了适应线上学习环境的多媒体教学资料。为了确保学生能接触到最前沿的研究动态，佳木斯大学理学院特别策划了一项专题报告录制计划，邀请了来自物理学、化学、生物学等学科领域的国内外知名专家学者参与。在选择专家和确定报告主题时，佳木斯大学理学院充分考虑学生的专业方向和兴趣点，力求每一期报告都能引起学生的共鸣，并对他们的学术探索产生积极影响。

例如，在一场关于量子计算的专题报告中，佳木斯大学理学院邀请了该领域的一位国际权威教授举办讲座。该教授不仅分享了最新研究成果，还详细介绍了其团队正在进行的研究项目以及未来可能的发展趋势。在讲座结束后，佳木斯大学理学院将视频上传至在线学习平台，并配套提供了相关文献阅读清单、讨论话题和课后作业，鼓励学生进一步探讨。许多学生表示，专题报告让他们更清晰地了解了自己的研究方向，更明确地认识了自己的职业规划。

2.搭建开放共享的课程平台

高校需要建立一个功能完善、易于访问的在线课程平台。佳木斯大学理学院投入了大量资源，精心打造了一个支持多终端设备接入的在线课程平台，旨在为学生提供无缝的学习体验。该平台不仅兼容电脑、平板电脑和智能手机等设备，还特别注重用户界面设计的友好性和易用性，以确保无论是在校内还是校外，学生都能轻松访问并顺利开展学习活动。为了增强互动性和社区感，该平台配备了丰富的功能模块。除了基本的课程展示、作业提交、成绩查询等功能外，该平台还特别引入了社区交流功能，包括活跃的论坛讨论区和实时问答系统。

例如，在论坛讨论区中，学生可以就某一课程内容或研究话题发起讨论，分享自己的见解和疑问，教师和其他学生则可以在平台上及时回复，形成一个动态的知识交流环境。实时问答系统更是让学生能即时向教师提问，解决了传统课堂中时间受限的问题。

此外，为了保障平台的稳定运行和服务质量，佳木斯大学理学院设立了一支专业的技术团队负责平台的日常维护和更新工作。该团队不仅定期检查和修复可能出现的技术漏洞，还密切关注用户体验，根据用户的反馈意见不断优化平台的功能和服务。例如，基于学生的建议，该团队改进了视频播放器的稳定性，并增加了字幕自动生成功能。同时，针对一些高级用户的需求，该平台还新增了个性化学习路径推荐功能，帮助学生更有效地规划学习进度。

（二）优化教学内容，增强课程教学效果

1.引入跨学科内容，拓宽学生视野

随着科学技术的发展，物理学与其他学科的边界越来越模糊，许多新兴领域如量子信息、生物物理学等都是多学科交叉的结果。因此，高校应在物理课程中积极引入跨学科的内容，如量子计算、纳米材料、能源转换等领域的基础知识。

为了让学生更好地理解物理学在现代科技中的应用，佳木斯大学理学院在电磁学的教学中引入了5G通信技术这一前沿话题。传统的电磁学课程通常聚焦于电磁波的基本理论，如麦克斯韦方程组、电磁波的传播特性等。然而，在当前的技术背景下，这已经不足以激发学生的学习兴趣或者满足他们对未来职业发展的需求。为此，佳木斯大学理学院的教师在讲解电磁波理论时，不仅深入浅出地介绍了电磁波理论的基本概念，还特别强调了电磁波理论在5G通信中的实际应用。例如，教师详细解释了5G网络如何利用高频段电磁波（毫米波）实现高速数据传输，并探讨了这种技术对提升网络速度、降低延迟的重要意义，体现了物理学的实际应用价值。

2.强化实践环节，提升应用能力

理论与实践相结合是提高物理教学效果的有效手段。在佳木斯大学理学院，实验教学历来占有重要地位。为此，佳木斯大学理学院大幅调整了实验教学内容，增加了设计性和综合性实验的比例，强化实践环节。

例如，在电磁学课程中，佳木斯大学理学院的教师提出了一个名为“设计一个能有效屏蔽手机信号的小型屏蔽盒”的开放性实验课题。这个课题要求学生从多个角度进行思考，包括材料选择、结构设计、性能测试等，从而全面锻炼他们的综合应用能力。具体来说，学生需要根据电磁波传播原理研究不同材料对电磁波的吸收和反射特性，选择合适的屏蔽材料。然后，学生必须考虑如何优化屏蔽盒的结构设计，以确保其既能有效地阻挡手机信号，又不会影响屏蔽盒内的电子设备正常工作。在此过程中，学生分组合作，利用有限的资源，尝试不同的设计方案，并通过模拟软件预测各方案的效果。在完成初步设计后，学生将制作实物模型，使用专业仪器测量屏蔽效果，如信号强度衰减程度等，以此来评估设计的成功与否。最后，每个小组都需要撰写详细的实验报告，总结实验过程中发现和遇到的问题，提出改进建议。这种开放式的实验设计不仅锻炼了学生的实验技能，还增强了他们的创新意识和解决问题的能力。

（三）实施多元考核机制，促进学生主动学习

1.引入过程性评价，注重学习过程

在传统的以期末考试为主的考核模式下，学生往往只在考前进行突击复习，而忽视了平时的学习积累。在佳木斯大学理学院的教学实践中，为了改变传统以期末考试为主的考核模式带来的突击复习现象，佳木斯大学理学院教师引入了过程性评价机制，将学习过程纳入考核范围，鼓励学生持续关注课程内容，积极参与课堂内外的各种学习活动。

首先，佳木斯大学理学院教师大幅调整了成绩构成比例，将平时成绩的构成比例从原来的20%提高至40%～50%，涵盖了出勤、课堂表现、作业完成情况等方面。

其次，在每个教学模块结束后，佳木斯大学理学院教师会安排一次小测验，以检验学生对本模块内容的掌握情况。这些测验形式多样，包括选择题、简答题、实验报告等，既可以考查学生的理论知识水平，也能评估他们的实践能力。数据显示，经过一段时间的适应后，学生的学习效率和对知识点的掌握程度有了明显提升。此外，佳木斯大学理学院充分利用在线课程平台，记录并分析学生观看视频、完成预习任务、参与讨论区交流等活动的情况。这些数据作为过程性评价的一部分，真实反映了学生的学习态度和努力程度。例如，教师为预习任务的完成度设置了10分，课堂讨论的积极性也设置了10分，而作业提交的及时性和质量则设置了20分。这样的评分标准不仅提高了学生的自主学习能力，还培养了学生的时间管理能力和责任意识。

2.丰富考核形式，激发学习兴趣

在佳木斯大学理学院的教学实践中，为了全面评估学生的综合素质，特别是创新能力和实践能力，佳木斯大学理学院教师丰富了考核形式，采用多种评价方式，有效激发了学生的学习兴趣。

首先，佳木斯大学理学院教师设计了一系列具有挑战性的项目作业，要求学生运用所学知识解决实际问题。例如，在完成“电磁学”这一单元的学习后，教师布置了一个设计简单电动机的项目，需要学生参与从原理分析、材料选择、电路设计到最终制作成品的全程。在项目完成后，教师组织了一场答辩会，由教师和其他学生共同评分，评估项目的创新性和实用性。许多学生表示，这样的项目让他们真正感受到了物理学的魅力，并激发了他们对专业学习的兴趣。

其次，佳木斯大学理学院教师鼓励学生组成学习小组，合作完成复杂的任务或实验。例如，在“热力学”课程中，教师组织了一个关于“节能建筑设计”的团队项目。学生被分成若干小组，每组负责调查现有建筑的能耗情况，提出改进方案，并制作演示文稿进行展示。每个小组都展示了独特的想法和解决方案，这不仅增强了学生的团队合作意识，也让他们学会了如何将理论知识应用于实际问题中。

三、结语

随着信息技术的快速发展和教育理念的不断更新，高校物理课程面临着前所未有的变革机遇。研究通过探索线上线下混合式教学模式的应用，不仅验证了其在激发学生学习兴趣、提高学习成效方面的显著优势，也为解决传统课堂教学中存在的一些问题提供了新的思路。然而，这种教学模式的实施也面临着一些挑战，如技术障碍、师生适应性问题和评价体系的构建等。这些问题需要教育管理者、教师和技术人员共同努力解决。未来，随着科技的不断进步和教育理念的持续更新，线上线下混合式教学模式必将在新工科背景下展现出更加广阔的应用前景，为培养符合时代要求的高素质人才贡献力量。

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基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目“‘新工科’背景下基于OBE理念的研究生物理线上线下混合式教学模式研究”，项目编号：SJGY20220435。