概括
“3+3”新高考模式下,不同地区、不同专业学生的物理基础存在较大差异。 这给作为高校理工科各专业学生必修课的大学物理教学带来了挑战。 它需要借助线上和线下混合的方法。 教学满足不同基础、不同专业要求的学生个性化学习。 本文对新高考背景下高中物理与大学物理知识点的衔接进行调查研究,并在梳理知识点衔接框架的基础上,初步建立多元化的大学物理教学平台。 该平台整合了MOOC视频资源平台、虚拟仿真实验平台以及大夏书院、喻课堂、微信平台等组成的师生互动平台,实现不同专业、不同物理基础的学生有针对性地进行教学。 个性化学习很好地解决了新高考模式下由于体质基础差异带来的问题。
关键词 新高考; 大学物理; 多元化的教学平台; 混合式教学; 慕课教学; 虚拟仿真实验
“3+3”新模式,“从与为”高中物理新授课探究式教学模式的研究,“为与为”。 它需要借助 和 来满足基本的 和 。 本文基于 的观点,a 为 。
这是 MOOC 视频、、和 - 的、Rain 和。 它在与之中,从而形成了新模式下的由来。
大学物理课程是高等学校理工类专业学生的一门重要必修课。 本课程所包含的基本概念、基本理论和基本方法是学生科学素养的重要组成部分。
从人才培养的角度来看,大学物理课程的意义在于,它为学生提供了理解、阐述、感受、认识、改变自己生活的、不断与之互动的丰富多彩的世界的工具,形成和实现自己的人生目标。自己的愿望。 科学的道路、科学发现的方法和科学思维的策略、物理学独特的运算符号和逻辑; 为学生提供只有在物理学习中才能获得的经验; 增强对物理之美的独特发现、鉴赏和表达能力,并在发展感受、体验、理解、欣赏、改变、创造外部世界的能力的同时,不断丰富和完善自己的生活世界,体验丰富的人生。学习生活,满足生活成长需要[1]。
2014年9月14日,国务院印发《关于深化考试招生制度改革的实施意见》(国发[2014]35号),要求上海市、浙江省开展高等学校综合改革试点入学考试。 开始由高中一年级学生实施。 2017年,“3+3”新高考模式正式实施。 即除语文、数学外的三科成绩保持不变,无论文理科,物理、化学、生物、历史、地理、政治的学生可以在六科中选三科进行等级考试,即将计入高考总成绩。 高校根据各专业的培养要求,按专业类别(或专业)自主提出选修科目范围。 符合选科要求的学生即可申请该专业。
新的高考模式下,学生对高中物理考试的选择将对学生的大学物理学习产生较大的影响[2]。 例如,对于上海高考采用“3+1”模式的化学系学生来说,选择化学科目的学生在高中时的物理知识与选择物理和物理的学生的知识有很大不同。在其他地方学习综合科学课程的学生。 这种差异使得单纯依靠课堂教学的大学物理教学方法效果不佳[3]。 不难推测,当越来越多的省份参与高考改革时,学生物理水平的差异将会变得更加复杂。 在这种情况下,传统教学模式的弊端将日益凸显,无法满足新高考模式的需要。 大学物理教学。 因此,新高考模式的实施不仅是招生制度的重大改革,也引发了从基础教育到高等教育的一系列教育理念和课程的重大改革。
国内已有一些关于高中物理教育如何应对新高考改革的研究报告[4,5]。 然而,大学物理作为理工科学生的必修基础课,如何适应和满足不同专业、不同物理先决条件的学生学习大学物理的各种需求呢? 如何更好地体现大学物理作为基础课的教育价值? 为此,我们开展了新高考背景下大学物理多元化教学平台建设的研究。 通过资源整合,初步搭建了包括在线视频资源、虚拟仿真实验平台、师生互动平台等在内的多元化教学平台,旨在通过线上线下混合式教学,帮助不同物理基础的学生完成大学物理课程。 [6]。 该平台能够体现大学物理课程的多元化针对性和选择性,让新高考背景下的学生利用该平台根据自身需求主动获取新知识、主动探索新问题,从而成为特色鲜明的个性化学习科目成为真正的学习大师。
1 新高考背景下学生自主预科学习MOOC资源库的建立
我们首先查阅了各地的教具、考试大纲、考试说明,总结出在新高考改革政策下高中物理知识与大学物理课程需要衔接的知识点纲要。 在此大纲的基础上,设计、整理、分类、分析了新生问卷,绘制了不同专业高中物理知识与大学物理课程知识衔接点的较为系统的框架图。
研究表明,同一专业的学生在高中时使用的物理教材和选修课不同,其物理基础也不同。 以华东师范大学化学专业为例(图1),高中教材大部分使用人民教育出版社版,占70%,上海教育出版社版占16%。 少数学生使用鲁教版等其他版本的教材。 高中参加物理考试的学生中,所学的内容并不完全相同。 21.3%的学生选修过高中物理3-3(热学),37%的学生选修过3-4(光学),52.8%的学生选修过高中物理。 只有1.85%的学生选修了选修课3-5(电磁学),并且选修了所有选修课。 也就是说,绝大多数学生对学习大学物理所需的高中物理基础知识掌握不完全。 这就导致学生在学习大学物理的过程中,由于高中基础知识的不全面,而无法掌握高中物理的基础知识。 对大学物理知识的学习是一个很好的过渡。 不同的学生有不同的“过失”知识点。
通过知识点的整理,我们为不同专业绘制了较为系统的高中物理知识与大学物理课程知识的连接点框架,为构建大学物理多元化平台提供了必要的内容基础。 图2是地理专业力学部分知识点连接框架图。
我们根据大学物理课程知识连接点框架图,精选与大学物理课程相关的优质视频进行整理制作。 针对高中物理和大学物理之间缺失的环节,我们设立了力学、热科学和电磁学。 不同类别的知识点连接到资源库,通过在线教学平台向不同专业的学生开放,让他们在学习大学物理之前进行自主预科学习。 表1为力学部分知识点分布情况。
同时,根据大学物理教学的基本要求,我们为每个知识点录制了讲解视频、实例讲解视频、习题讲解视频。 此外,我们还录制了高水平数学视频,以解决一年级学生学习大学物理时高等数学知识缺乏的问题。 微积分部分视频建立了大学物理知识点讲解资源库,并利用学校大侠教学平台(基于平台),可供学生随时使用。
2 大学物理虚拟仿真实验平台与大学物理教学资源库的整合
物理学是一门实验学科。 我们将大学物理虚拟仿真实验平台融入到大侠教学平台中,在课程辅导中介绍了虚拟仿真实验平台的登录和使用方法,引导学生在学习大学物理时通过师生互动平台进行学习。 ,登录虚拟仿真实验平台观看并操作演示实验。 一方面弥补了高中物理实验教学的不足。 另一方面,也让学生对抽象的物理知识有一个生动的理解,加快学生对需要衔接的知识点的理解。 掌握。
目前我们使用的虚拟仿真实验平台共有30个实验,我们还在进行自主开发。 每学期选1~2个实验供学生操作,其余由教师选择性演示。 以转动惯量的研究为例。 中学老师教过单摆。 学生知道摆的振动周期并了解机械能守恒。 不过老师并没有教过刚体。 学生理解转动惯量的概念和物理意义并不容易。 不知道如何测量刚体的转动惯量。 考虑到大学物理理论课程的特点,我们对现有的“测量刚体转动惯量的三线摆法”进行了优化,直接向学生指出了一些需要测量的物理量,并要求学生测量周期并计算结果。 一方面,这可以增强对刚体转动惯量(圆盘转动惯量)的理解; 另一方面,通过周期的测量,可以验证和体验简谐振动的周期,同时在实验原理的推导中,可以验证机械能守恒定律以及物理思想的换算方法,通过测量周期就可以得到转动惯量。 这样,中学所学的知识在大学得到了一定程度的应用和深化。 通过使用虚拟仿真实验平台进行学习,该学生表示:“通过这次实验,我在一定程度上将转动惯量的概念与书本上公式的抽象概念区分开来,对转动惯量有了更深入、更具体的认识。”这。 这次实验对我学习刚体的知识有很大的帮助。 而且,尽可能模拟了虚拟仿真实验平台的使用。 还对游标卡尺、三线摆等实验仪器的使用有了直观的了解,受益匪浅。 浅的。 通过这次实验,我亲身体验了换算法测量的具体方法,对这种简单又常用的测量方法有了详细的了解,这对我以后的学习也将大有裨益。”;“通过这次实验,我我对转动惯量有了更好的理解。 如果我只学习理论知识,我会混淆概念,因为概念很多,相同的字母表达多个物理概念。 看了老师操作虚拟仿真实验,我对转动惯量有了更具体、直观的认识。 ,我还认识了一种新乐器。 我觉得这个测量实验很有趣。 这是我以前从未接触过的实验。 我也希望以后能看到更多这样的知识,这样可以更容易的理解各种物理概念。 受限于在线教学,课程所需的实验只能通过在线模拟实验来完成,这让我对所用仪器的原理和结构建立了直观的认识,增强了对转动惯量概念的理解。 ”
3 基于微信平台、雨课堂、大侠教学平台的师生互动平台应用
我们建立的师生互动平台包括微信互动平台和大侠互动平台。 其中,微信互动平台具备课堂教学互动所需的三大基本功能,包括“微信墙”、“投票”和“留言板”功能。 学生在学习过程中有任何疑问,可以随时拿起手机,打开微信,将问题发布到微信墙上。 老师、助教或者其他学生看到问题都可以回答。 这种教学方式打破了问答时间的限制,缩短了学生与老师之间的距离,大大提高了学生的学习效率。 此外,学生课后学习时还可以利用微信平台提问。 由于微信的使用率很高,老师可以看到学生的问题并及时解答。 同时,我们还建立了“大学物理学习拓展”公众微信平台,供学生学习使用。
雨课堂是学堂在线与清华大学于2016年联合开发推出的智能教学工具,旨在推动教学个性化、智能化、数据化。 雨课堂依托PPT和微信,将丰富的信息技术融入真实的教学场景。 其交互性强,极大促进了师生互动,成为课堂教学与网络教学之间的桥梁。
在大学物理课堂教学阶段,教师通过雨课堂进行辅助教学,将面对面的课堂教学与在线交流相结合,实时关注学生的学习动态,加强课堂互动。 雨课堂是基于微信服务号的。 学生只需关注雨课堂官方服务号并加入相应班级,即可在雨课堂平台上与同学、老师进行交流。 雨课堂主要提供随机点名、课件同步及评分、课堂弹幕、课堂提交、在线测试等课堂内功能。 如果学生在课堂学习中遇到任何问题,老师可以及时了解并提供解答。 图3为雨课堂的课件同步批改功能,图4为学生使用微信墙进行课堂教学时实时发布的题弹幕截图。
通过雨课堂师生互动平台,我们成功拉近了学生与老师之间的距离,学生的学习兴趣也大大增强。 由于雨课堂支持文字和图片形式提交,学生在学习物理课时可以直接将问题答案写在纸上、拍照提交。 教师可以将学生提交的内容投影到大屏幕上,并对学生的答案进行实时评论,如图3所示。课后,学生还可以将问题发送到课程群,以获得老师和助教的解答。 通过雨课堂互动平台,中学没有学过该知识点的学生可以通过及时互动尽快掌握,以免给后续学习带来问题; 而对于中学已经学习或掌握的同学,通过贡献,可以帮助其他同学学习,进一步增强自己对知识点的理解。
大侠学堂教学平台是华东师范大学为全体教师提供的在线教学平台。 平台本身具有师生沟通、互动的功能。 您可以通过在平台上发布讨论帖与学生互动,也可以组织小组讨论和自组织活动。 相互评价等交流活动。 我们在大学物理教学中利用这个平台,加强师生之间的沟通和互动,激发学生课外学习和思考。
围绕“以学习为中心”的教学理念高中物理新授课探究式教学模式的研究,遵循“线上线下一体化”的原则,对课程进行混合式教学设计,通过线上学习、学习评价与反馈——线下教师指导、学生点评等互动方式——教师教学——学生实时测试作业、考试和评价的方法,以检测课程目标的实现情况,促进学习活动的开展[3]。 为了引导学生主动、自主地学习,我们在教学设计中加入了相应的多元化课程元素,并贯穿于各个学习环节的活动中,引导学生在学习中反思,在反思中学习。 通过课堂教学与网络学习的融合,学生可以改变学习方式,提高学习的主动性和积极性。 培养他们的独立学习能力。 学习的综合评价由过程评价和最终综合评价两部分组成。 目前,过程评价占总体评价的比例为50%。 过程评价的方法多种多样,注重对学生日常学习过程的指导和监督,为学生创造更多的探索学习、团队学习、自主学习的机会,充分激发和调动学生的学习积极性。 本课程使用的大侠学堂平台提供了同级师生之间的多种沟通方式,如自评、互评和老师反馈等,帮助学生了解自己的学习进度,调整自己的学习进度。学习行为。 具体内容及评分如下:
1)混合式教学模式每章之前进行学前测试和问题反馈。 教师提供学习任务指导学生在线学习,并在课堂上检查和评估学生的学习效果。
2)课堂互动环节,雨课堂发布与学习内容相关的客观和主观问题,及时对学生的学习情况进行评估和打分。
3)每章末尾的单元测试是对学生对该学习模块内容的掌握程度的考核。 每个学生完成测试后,系统会自动给出相应的分数,合格的学生将顺利进入下一章。 在线学习中,不合格或逾期的学生将无法顺利学习下一章。
4)短论文写作及互评是线上活动的“重头戏”。 老师会进行全面的指导和干预,要求学生在两周内完成小论文的提交,并在两周内完成小论文的互评。 否则不得分; 这项学习活动可以让学生初步掌握科技论文的写作方法,根据评语和要点进行评论,然后根据评论的要点改进论文。
5)在线讨论和互动主要通过讨论区实现。 老师根据学习内容设定讨论主题,鼓励每个学生在一周内做好研究和发帖的准备。 老师还对每个学生的帖子进行回复、评估和评分。 ,优秀的帖子将在线下课堂上进行点评,供其他同学学习。
6)章节总结以小组形式进行。 学期开始时,学生自愿分成几个学习小组。 每个小组负责一个章节的总结和复习。 大夏书院明确了各个学习小组的任务。 教学在章节学习结束时安排课堂展示和讨论,并将相关总结放在大夏书院供全体学生参考和学习。
我们搭建的大学物理多元化教学平台已应用于华东师范大学不同专业的大学物理教学,已有近千名学生使用该平台进行学习。 2020-2021学年第一学期,据学校大侠平台统计,大学物理课程总访问量近百万人次,有效帮助了新高考模式下不同物理基础的学生学习大学物理。
4。结论
“新高考”模式下,为了更好地落实“培养立德树人”的培养目标,不仅需要进一步推进基础教育物理课程教学模式和考核方式改革,也对大学物理课程和教学改革深化发展提出了新要求。 本文仅重点介绍多元化教学平台的初步搭建以及取得的初步成果。 目前,还缺乏过程评价的试题资源库、大学物理思政案例资源库和以“课程思政”为主线的大中物理资源库建设。 思政一体化课程建设。 这些问题需要在今后的课程改革和教学改革的实践中研究和解决,从而不断推动大学物理课程和教学的创新,更好地实现大学“立德树人”的总体目标。物理课程。
参考
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基金项目:教育部大学物理课程教学指导委员会教学改革项目()。
作者简介:王向慧,女,华东师范大学副教授。 主要从事大学教学和科研工作。 她的研究兴趣包括生物物理学和大学物理教学。
引用格式:王向辉,朱光田,李鑫,等。 新高考背景下大学物理多元化教学平台的初步构建[J]. 物理与工程, 2021, 31(6): 169-173, 182.
引用此:王XH,朱GT,李X,等。 下的新[J]. 和 , 2021, 31(6): 169-173, 182。(中)
结尾