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混合教學(xué)模式在固體物理教學(xué)中的應(yīng)用

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混合教學(xué)模式在固體物理教學(xué)中的應(yīng)用

摘要:近年來,隨著信息技術(shù)的發(fā)展和教育改革的不斷推進,一種廣泛流行的混合教學(xué)模式正逐漸向各高校得到大力推廣和使用,新疆各高校也不例外。結(jié)合混合教學(xué)開展的模式,即一種將網(wǎng)上學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)相結(jié)合發(fā)揮出各自優(yōu)勢的一種教學(xué)模式,以及固體物理課程的特殊性,文章以昌吉學(xué)院開展固體物理課程教學(xué)為載體,研究混合教學(xué)在該課程中的應(yīng)用,進一步推動課程的改革與發(fā)展,達到提高該課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:混合教學(xué);固體物理;傳統(tǒng)教學(xué);網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

1引言

固體物理是昌吉學(xué)院材料物理、應(yīng)用物理專業(yè)基礎(chǔ)課程,但其內(nèi)容專業(yè)性又很強,它是研究固體(主要是晶體)材料物理特性的一門科學(xué),它是從固體中的原子和電子狀態(tài)的根本特點出發(fā)來討論固體的物理性質(zhì),概念性強、內(nèi)容抽象難懂,學(xué)生不易理解和掌握,而傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式又很難呈現(xiàn)微觀世界粒子的運動等規(guī)律,學(xué)生感到枯燥無味,導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效果欠佳等問題,這就要求我們不斷思考課程教學(xué)模式的改革,采取靈活多樣的教學(xué)方式開展教學(xué)。近年來,隨著網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的不斷出現(xiàn)和更新,出現(xiàn)了一種廣泛流行的混合教學(xué)模式并正逐漸得到了廣大教師的認可[1]?;旌辖虒W(xué)模式是網(wǎng)絡(luò)信息及技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,這種混合教學(xué)模式主要表現(xiàn)為:課前,學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)觀看視頻學(xué)習(xí)新知識;課上,在教師的指導(dǎo)下學(xué)生之間相互討論問題,然后提出問題教師解答;課后,學(xué)生完成作業(yè),使線上學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)無縫結(jié)合[2,3]。這種教學(xué)模式把傳統(tǒng)教學(xué)和信息技術(shù)完美結(jié)合起來,既發(fā)揮了傳統(tǒng)教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用,又體現(xiàn)了網(wǎng)上學(xué)習(xí)中學(xué)生的主體地位,克服了傳統(tǒng)教學(xué)教師主動教,學(xué)生被動學(xué)的缺點,充分調(diào)動了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動性和積極性,提高了教學(xué)效果[4]。文章以材料物理和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的固體物理課程為載體,以混合教學(xué)為切入點,探索了混合教學(xué)在固體物理教學(xué)中的應(yīng)用

2混合教學(xué)的特點和優(yōu)勢

混合式學(xué)習(xí)是將課堂外學(xué)生的網(wǎng)上學(xué)習(xí)和課堂內(nèi)師生面授兩種方式進行有機結(jié)合的一種教學(xué)策略[5]。學(xué)生課前通過網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)習(xí),變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和提高學(xué)習(xí)興趣,進而在課堂內(nèi)提出問題、不斷討論,有助于提高教學(xué)效率和質(zhì)量?;旌辖虒W(xué)有以下特點和優(yōu)勢:

2.1網(wǎng)上學(xué)習(xí)充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位

豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源,使學(xué)生的學(xué)習(xí)不受時間和空間的限制,增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、靈活性,學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)得到體現(xiàn),實現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí),克服了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中學(xué)生被動學(xué)習(xí)、時空受限等諸多缺點。

2.2師生面授充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用

課堂上“面對面”的傳統(tǒng)教學(xué),增強了師生之間的互動,使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,通過講解、問題討論等形式,對所學(xué)知識進行系統(tǒng)地分析歸納,實現(xiàn)對知識的理解和掌握,克服了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)生學(xué)習(xí)過程無法監(jiān)控,學(xué)習(xí)的知識不系統(tǒng)等缺點[6]。

2.3豐富教學(xué)資源的有效利用

混合式教學(xué)模式最大的優(yōu)勢就是有效充分地利用了豐富的教學(xué)資源,混合式教學(xué)中,教師將有利于教學(xué)的知識、手段、方法和技術(shù)有機地組合在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)平臺上,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,彌補了傳統(tǒng)教學(xué)資源單調(diào)不足、枯燥無味的缺陷。

2.4有針對性地學(xué)習(xí),提高教學(xué)的效率和效果

混合教學(xué)模式使用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段,使學(xué)生在電腦和手機等電子設(shè)備上可以隨時隨地進行學(xué)習(xí),時間地點靈活,提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力;混合學(xué)習(xí)中有大部分的時間在網(wǎng)上學(xué)習(xí),完成老師在課程平臺布置的作業(yè),少部分的時間在課堂用來解決不懂、難點和重點問題,使學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)更加具有針對性,提高了課堂教學(xué)的效率和效果[7]。

3固體物理教學(xué)中存在的問題

固體物理學(xué)是我校材料物理學(xué)專業(yè)和應(yīng)用物理專業(yè)的基礎(chǔ)必修課,我們在近幾年的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)存在以下一些問題。

3.1教學(xué)模式和考核方式落后

我校的固體物理學(xué)課程采用的是傳統(tǒng)教學(xué)模式,教學(xué)內(nèi)容以教材為主,教師借助板書照本宣科,學(xué)生所學(xué)知識概念性、理論性強、實用性較差,很多學(xué)生感到學(xué)習(xí)本課程困難且枯燥無味,學(xué)習(xí)的知識對于今后的工作生活和深造沒有作用。固體物理學(xué)的考核采用的是傳統(tǒng)考核方式,課程總評成績=期末試卷成績×70%+平時作業(yè)成績×30%,期末考試內(nèi)容以教材為主,主要是理論知識,平時考查以課后作業(yè)為主,采用百分制,60以上為及格,85以上為優(yōu)秀;由于課程內(nèi)容理論性強且較難,加上課時數(shù)縮減,使得學(xué)生考試及格率偏低,優(yōu)秀率幾乎為零。

3.2學(xué)生學(xué)習(xí)能力差異較大

由于新疆地域面積較大,不同地區(qū)的發(fā)展不平衡,導(dǎo)致教育水平存在著較大的差異。一個班級的學(xué)生來自不同的地區(qū),物理基礎(chǔ)知識、學(xué)習(xí)能力差異較大,教師在教學(xué)過程中很難同時兼顧到每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,教學(xué)過程缺乏針對性,無法做到因材施教,從而使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣,這也直接影響到教師的教學(xué)積極性,形成了惡性循環(huán),達不到人才培養(yǎng)的目標。

3.3學(xué)生學(xué)習(xí)資源較少

材料物理和應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)是我校近幾年新辦專業(yè),與我校的物理學(xué)專業(yè)相比,相關(guān)的實驗設(shè)備、圖書資料、教學(xué)視頻課件等輔助教學(xué)資源較少;固體物理中要用到統(tǒng)計物理學(xué)和量子力學(xué)知識較多,而且存在大量的、復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo),理論性較強,與之相關(guān)的課程課時又較少,并且學(xué)生的前期理論基礎(chǔ)較為薄弱,因此學(xué)習(xí)起來普遍感到比較困難,這都嚴重影響了固體物理的教學(xué)效果。近年來,固體物理中某些內(nèi)容也采用多媒體課件進行輔助教學(xué),但多數(shù)課件仍將教材上的知識“照搬”到課件上,教學(xué)效果反而不如傳統(tǒng)的板書教學(xué),由于固體物理領(lǐng)域不斷出現(xiàn)新的知識和技術(shù),同時我校又處在邊疆落后地區(qū),落后的教學(xué)模式和貧乏的學(xué)習(xí)資源阻礙了專業(yè)的發(fā)展和學(xué)生需要。隨著社會的進步和科技的發(fā)展,各種高新技術(shù)不斷涌現(xiàn),固體物理學(xué)領(lǐng)域在光子晶體、新型半導(dǎo)體、超材料、超導(dǎo)、非晶態(tài)等方面的研究取得了重大進展,新概念層出不窮,對固體物理教學(xué)提出了更高的要求;如何與時俱進,根據(jù)專業(yè)特點處理好新舊知識之間的關(guān)系,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,成為固體物理課程教學(xué)面臨的主要問題。

4混合教學(xué)在固體物理教學(xué)中的應(yīng)用

4.1教學(xué)內(nèi)容的選擇

結(jié)合固體物理學(xué)課程教學(xué)大綱,選取適合學(xué)生混合學(xué)習(xí)的內(nèi)容,值得注意的是較難領(lǐng)會的物理概念和定理定律,以及較復(fù)雜的公式的推導(dǎo)過程不適合多媒體或網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),這些內(nèi)容用傳統(tǒng)的板書講解易被學(xué)生理解和吸收,主要原因是板書邊推導(dǎo)邊講解,速度慢,學(xué)生容易跟上老師的思路,增強了師生間的互動,因此要選擇合適的內(nèi)容進行混合教學(xué)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源,有篩選地確定適合學(xué)生線上學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)資源,指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。我們知道固體物理是從固體(主要是晶體)中的原子和電子狀態(tài)的根本特點出發(fā)來討論固體的物理性質(zhì),它研究的主要內(nèi)容是晶格的振動和電子能帶理論,這些內(nèi)容涉及到抽象的倒格矢,又涉及到深奧的量子力學(xué),同時又要運用空間幾何關(guān)系。而在傳統(tǒng)教學(xué)過程中,這些內(nèi)容教師很難用板書講授清楚,學(xué)生也很難理解,對于這些內(nèi)容如果采用混合教學(xué)就能取得良好的效果。例如,在學(xué)習(xí)晶體的結(jié)構(gòu)時,老師可以先利用已有的課件或視頻在教學(xué)平臺上直觀地展現(xiàn)各類型晶體的微觀結(jié)構(gòu)、原胞的形狀、倒格子、能帶結(jié)構(gòu)、晶格振動等,這些結(jié)構(gòu)還可以隨意翻轉(zhuǎn),學(xué)生可以從不同的角度進行觀察,幫助學(xué)生建立空間圖像,使學(xué)生先對所學(xué)的內(nèi)容有一個直觀形象地認識和思考,然后課堂上在老師的引導(dǎo)下進行深入地討論交流,提高了學(xué)生對固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶格的周期性、原胞、晶體的對稱性等概念的理解掌握。同傳統(tǒng)教學(xué)相比較,混合教學(xué)把固體的微觀結(jié)構(gòu)以及晶體的結(jié)構(gòu)特征知識直觀形象、準確生動地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前,有助于學(xué)生對固體物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,因此能夠提高課堂教學(xué)的效率和效果。此外,混合教學(xué)體現(xiàn)了因材施教原則,課外網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)使每個學(xué)生可以根據(jù)自身情況自主安排學(xué)習(xí)時間,對較難掌握的重點內(nèi)容,可以多花一些時間反復(fù)觀看教學(xué)視頻,直至較好地掌握視頻內(nèi)容,有利于課堂交流討論[8]。教學(xué)平臺上的視頻可以是老師自己錄制或制作的微視頻,也可以是老師從網(wǎng)上獲得或其他高校贈與的課程視頻。其實學(xué)生更喜歡老師自己錄制的微視頻,因為教師針對自己授課的學(xué)生特點制作的視頻,重點突出、時長適中,學(xué)生自主學(xué)習(xí)時感到親切,容易接受。

4.2課堂交流與討論

在混合教學(xué)中,課堂不再是傳統(tǒng)的課堂,而是師生之間雙向交流互動的處所;在學(xué)生視頻學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,教師通過啟發(fā)、引導(dǎo)使學(xué)生充分參與到教學(xué)活動中來,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,使學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動的主體,教師也從課堂教學(xué)活動的支配者,轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的指導(dǎo)者。課堂交流的具體做法是:在學(xué)生進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)掌握視頻內(nèi)容后,教師通過對課堂教學(xué)過程的精心設(shè)計,采取啟發(fā)式、討論式和互動式教學(xué),在課堂上組織學(xué)生有針對性地討論一些題目[9];這些題目可以提前在網(wǎng)上,讓學(xué)生在網(wǎng)上查找相關(guān)資料進行思考,這樣課堂上的討論才會更加熱烈;在討論中教師要根據(jù)學(xué)生討論的正確性及時指引思維方向,拓展思維空間,使學(xué)生形成正確完善的認識,從而達到掌握知識的目標。例如,“波矢空間和倒格空間有何關(guān)系”、“波矢空間在固體物理學(xué)中的作用”、“聲子的本質(zhì)”等,常言道“理不辯不明”,經(jīng)過討論原本難懂的概念就變得清楚明了。在課堂教學(xué)活動中,老師要時刻觀察每個學(xué)生討論的活躍度和對知識的理解掌握程度,及時做好記錄,以此作為期末評價的依據(jù)。課堂教學(xué)結(jié)束后,教師要給學(xué)生布置針對性較強的作業(yè),鞏固課堂所學(xué)的知識,達到人才培養(yǎng)的目標。

4.3課程考核方式的討論

混合式教學(xué)模式著重強調(diào)學(xué)生基于網(wǎng)絡(luò)視頻的自主學(xué)習(xí)和課堂上的合作學(xué)習(xí),體現(xiàn)了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,注重培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和表達交流能力,在課程考核時要注重這方面能力的考核評價即形成性評價[10];同時該教學(xué)模式也強調(diào)課堂上教師對知識的講授,也要注重對知識的總結(jié)性評價,因此混合教學(xué)模式下的課程評價應(yīng)包括形成性評價(占50%)和總結(jié)性評價(占50%);形成性評價包括學(xué)生出勤(占5%)、平時作業(yè)(占20%)、個人或小組學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果、成果展示、參與交流討論的活躍度等(占25%),教師平時應(yīng)做好記錄;總結(jié)性評價通常以期末理論考試的形式進行,考察學(xué)生對知識的掌握程度是否達到教學(xué)目標的要求。

5結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和智能手機在學(xué)生中的普及,廣大的教育工作者都應(yīng)該重視將智能手機、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和課堂教學(xué)內(nèi)容有機地結(jié)合起來,運用混合式教學(xué)模式進行課程的教學(xué),這樣才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,從而提高教育教學(xué)的效率和效果。

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作者:郭福強 馬新澤 張?;?單位:昌吉學(xué)院物理系

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