【前言】目前我校在线课堂教学如火如荼，老师们在各大教学平台化身“直播高手”“网课达人”倾心打造精彩课堂，有效保证了在线学习与线下课堂教学质量实质等效。为进一步推进信息技术与教育教学深度融合，创新线上教学模式，培育和打造线上“金课”，发挥优秀案例引领示范作用，教务处通过此专栏搭建学习交流平台，总结在线课堂教学经验，展示在线课程建设成果，供老师们参考、学习和借鉴。
【本期分享】光电工程学院汪洁副教授：基于网络的《大学物理》个别化、多层次教学方案设计与实践
一、课程简介
《大学物理》是理工科一门重要的公共基础课，是衔接高中物理和大学其它更深层次理工类课程的过渡内容，课程涵盖内容广泛、教学知识点繁多、理论推导复杂。该课程的基本概念、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，是大学低年级理工科学生的必修课程。
本课程多年来一直进行线上线下混合同步式多层次教学模式改革与实践的探索。在此前的教学实践中，我们在《大学物理》课程中开展以项目为导向，利用计算机软件MATLAB来完成一项或多项完整的教学项目。本学期在全体师生为抗击疫情基于网络“在家上课”的新环境下，充分利用线上教学平台和教学资源的优势和特点，在传授知识的同时，注重培养学生独立获取知识的能力、科学观察和思维的能力、分析问题和解决问题的能力，开创“导学+督学+自学+研学创新”的新模式，在《大学物理》课程的各个教学环节中，开展“个别化”多层次教学，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。
二、教师在线教学情况
本课程的主要上课流程如图1所示：
图1 本课程线上教学流程
该流程是：直播课+学生自主学习+实时异地互动答疑+项目指导相结合；
在线工具：腾讯会议+MOOC平台+QQ群，实现线下预习+直播上课+课前课后实时指导+互动答疑+作业反馈；
实现线上线下混合同步多层次教学，多元考核评价。
我们选择已有的QQ学习群+腾讯会议，作为主要的教学平台，精心筛选MOOC平台上已有的教学资源作为学生自学的辅助工具，充分利用这几大平台的特点和功能，腾讯会议在师生之间搭建起一个虚拟的教室，经过几周的教学实践和学生的实时反馈，腾讯会议作为直播平台性能比较稳定，手机流量平台作为备用，效果良好。QQ组织课前课后的实时互动，全程全员记录互动成绩，方便教师对“学”的管理，方便学校对“教”的管理。加强导学、督学和全过程考核评价。
本课程采用了多种形式的教学环节来调动学生的学习主动性，每节课从预习、正课、测试、答疑到项目指导，整个过程设计了系列课件和资料，预先上传资料到QQ群，并根据课堂设计进度依次发布。每一次课完整的教学环节包括：考勤和预习检查、在线视频正课、课内测试、互动交流，课下指导和答疑等若干个环节。
在钻研课程教学内容的基础上，改进电子教案和课堂教学环节设计建立一种“导学+督学+自学+研学创新”的课程学习新模式。
1. 课程准备：提前布置学习任务，发布“腾讯会议”网上直播课，为学生提供网上慕课平台让学生随时预习。
图2 课前布置学习任务
图3 改进电子教案和课堂教学环节，便于和学生互动
2. 在直播课中讲解新课并和学生直接互动，加深学生对本课程的理解并提高兴趣，详细讲解重难点内容，互动答疑，物理中矢量的方向比较难判断，学生在视频中可以和老师一起举起右手，就像同处一间教室一样，共同利用右手螺旋法则一起来判断。
图4 直播课程课件内容
图5 实时互动，学生踊跃回答问题
3. 发布线上思考练习和书面作业，并逐一批改，大部分同学认真完成作业。从学生作业情况来看，线上教学取得较好效果。
图6 课后作业布置及完成情况
三、学生在线学习情况
学生们参与网络课堂的出勤率良好，学委也会适时提醒大家进入直播间并主动静音。在腾讯会议进行直播授课时，上课情况良好，学生积极回答问题，并认真完成作业。利用QQ群作业功能，教师能及时收到学生的反馈。我们发现，平时比较沉默、成绩不太理想的同学在线上教学的模式下也能经常发言，这也许是远程网络让他们更放松吧。
图7 学生们认真参与线上授课
图8 课堂考勤记录
图9 思考练习，作业实时批改与反馈
四、分层教学和“个别化”学习的模式
我们充分利用当前“全民抗疫，在家上学”的现实，提出基于网络的“个别化”教学的新模式，在《大学物理》教学中引入计算机软件编程，把它和大学生创新项目结合起来，设计适合各类学生、方便学生自主选择的教学内容、教学目标、训练材料及考评资料等素材。尊重学生的个体差异，分层指导，因材施教，采取民主、开放的教学形式。
图10 预先上传资料到QQ群，学生可根据自身情况自由选择
设计的分层包括三个方面：
1. 根据学生的知识、能力把学生分为A（提高）、B（发展）、C（跃进）三层，提出分层目标呈现问题，激起学生对知识的探究兴趣。
A（提高）目标是：熟练掌握本学期《大学物理》大纲规定的基本内容；
B（发展）目标是：在掌握《大学物理》基本理论基础上，对MATLAB软件模拟有大致了解，会用它来编制简单程序，能够作出解决物理问题的曲线和图像以加深理解（例如：本章我们学到稳恒磁场，提出的课题是让学生通过编程实现带电粒子在磁场中的运动，画出轨迹图）；
C（跃进）目标是：在熟练掌握本学期《大学物理》力学、电学、光学等内容的基础上，深化大纲范围，开展以项目为导向，利用计算机软件MATLAB来完成一项或多项完整的课题项目（例如：本章完成B目标后，让学生通过编程实现磁约束效应现象并用动画的形式来描述）;
2. 根据各层学生实际组织教学，先解决共性问题，从基本要求步步递进；
3. 针对不同层次学生进入学习状态的程度加以启发，分组、分类加以指导。
通过在《大学物理》课程中引入MATLAB数值模拟与计算，改革以传授知识为主的教学模式，使学生学习更积极主动；重视教学过程中的每一个环节，注重与学生的交流与对话，实现教学过程的互动，课堂教学重点讲思路、讲方法、引问题、重讨论，改变单一的以讲知识为主，向重知识、重思想、重方法、重能力等方面转变。
设计网上作业、讨论和指导，利用QQ等和学生在课后进行即时互动，学生和教师实现一对一实时沟通。重视知识的发现与探究过程，揭示物理学的研究方法和规律，注重能力和素质的培养。提高学生学习的积极性和主动性，实现自主学习。
线上教学中的一对一实时指导与沟通，将传统的教学过程变成一种高密度、“一对一”的互动过程。
图11高密度、“一对一”的线上实时互动
叶圣陶说：“教育是农业，不是工业。”分层次教学基于三个相信：即相信每个学生都有成功的愿望，都有成功的潜能，都可以取得多方面的成功。教师应适应学生，应选择适合学生的教育，而不是选择适合教育的学生。分层递进的目的是使每个学生都能得到最好的发展。
在当前全民战“疫”的情况下，疫情防控对高校教学提出了新挑战，也带来了新机遇。基于网络的“个别化”分层教学，是在教师的正确引导下，让“宅”在家的学生把消耗在打游戏或上网聊天的时间用在学习编程和研究创新上，让他们把“玩”计算机的兴趣与物理学习结合起来，使他们在较短时间内产生较好的学习效果，有效解决学生中“吃不饱”和“吃不了”的现象。基于网络的“个别化”分层教学使不同层次学生的特长和能力得到充分的发展，使学生在不同层次的教学中求得发展，让上等生得到优化，让中等生学得更好，激发学习困难生的学习兴趣，使学习困难的学生也能达到大纲、教材的基本要求。这样各层次的学生都能在原有的基础上，充分发挥自己的潜能而达到最佳的效果。
