混合教學模式在固體物理教學中的應用
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摘要：近年來，隨著信息技術的發(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)合混合教學開展的模式，即一種將網(wǎng)上學習和課堂教學相結(jié)合發(fā)揮出各自優(yōu)勢的一種教學模式，以及固體物理課程的特殊性，文章以昌吉學院開展固體物理課程教學為載體，研究混合教學在該課程中的應用，進一步推動課程的改革與發(fā)展，達到提高該課程的教學效果。
關鍵詞：混合教學；固體物理；傳統(tǒng)教學；網(wǎng)絡教學資源
1引言
固體物理是昌吉學院材料物理、應用物理專業(yè)基礎課程，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，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，學生不易理解和掌握，而傳統(tǒng)的課堂教學模式又很難呈現(xiàn)微觀世界粒子的運動等規(guī)律，學生感到枯燥無味，導致學習興趣不高、學習效果欠佳等問題，這就要求我們不斷思考課程教學模式的改革，采取靈活多樣的教學方式開展教學。近年來，隨著網(wǎng)絡學習資源的不斷出現(xiàn)和更新，出現(xiàn)了一種廣泛流行的混合教學模式并正逐漸得到了廣大教師的認可[1]?；旌辖虒W模式是網(wǎng)絡信息及技術發(fā)展的產(chǎn)物，這種混合教學模式主要表現(xiàn)為：課前，學生通過網(wǎng)絡觀看視頻學習新知識；課上，在教師的指導下學生之間相互討論問題，然后提出問題教師解答；課后，學生完成作業(yè)，使線上學習和線下學習無縫結(jié)合[2,3]。這種教學模式把傳統(tǒng)教學和信息技術完美結(jié)合起來，既發(fā)揮了傳統(tǒng)教學中教師的主導作用，又體現(xiàn)了網(wǎng)上學習中學生的主體地位，克服了傳統(tǒng)教學教師主動教，學生被動學的缺點，充分調(diào)動了學生參與學習的主動性和積極性，提高了教學效果[4]。文章以材料物理和應用物理學專業(yè)的固體物理課程為載體，以混合教學為切入點，探索了混合教學在固體物理教學中的應用。
2混合教學的特點和優(yōu)勢
混合式學習是將課堂外學生的網(wǎng)上學習和課堂內(nèi)師生面授兩種方式進行有機結(jié)合的一種教學策略[5]。學生課前通過網(wǎng)絡資源的學習，變被動學習為主動學習，轉(zhuǎn)變學生的學習動機和提高學習興趣，進而在課堂內(nèi)提出問題、不斷討論，有助于提高教學效率和質(zhì)量?；旌辖虒W有以下特點和優(yōu)勢：
2.1網(wǎng)上學習充分體現(xiàn)學生主體地位
豐富的網(wǎng)絡學習資源，使學生的學習不受時間和空間的限制，增強了學生學習的主動性、靈活性，學生的個性化學習得到體現(xiàn)，實現(xiàn)了學生的自主學習，克服了傳統(tǒng)學習中學生被動學習、時空受限等諸多缺點。
2.2師生面授充分發(fā)揮教師主導作用
課堂上“面對面”的傳統(tǒng)教學，增強了師生之間的互動，使學生在教師的引導下，通過講解、問題討論等形式，對所學知識進行系統(tǒng)地分析歸納，實現(xiàn)對知識的理解和掌握，克服了網(wǎng)絡學習中學生學習過程無法監(jiān)控，學習的知識不系統(tǒng)等缺點[6]。
2.3豐富教學資源的有效利用
混合式教學模式最大的優(yōu)勢就是有效充分地利用了豐富的教學資源，混合式教學中，教師將有利于教學的知識、手段、方法和技術有機地組合在學校網(wǎng)絡平臺上，提高了學生的學習興趣，彌補了傳統(tǒng)教學資源單調(diào)不足、枯燥無味的缺陷。
2.4有針對性地學習，提高教學的效率和效果
混合教學模式使用了網(wǎng)絡技術手段，使學生在電腦和手機等電子設備上可以隨時隨地進行學習，時間地點靈活，提高了學生自主學習的能力；混合學習中有大部分的時間在網(wǎng)上學習，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，使學生在課堂上的學習更加具有針對性，提高了課堂教學的效率和效果[7]。
3固體物理教學中存在的問題
固體物理學是我校材料物理學專業(yè)和應用物理專業(yè)的基礎必修課，我們在近幾年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)存在以下一些問題。
3.1教學模式和考核方式落后
我校的固體物理學課程采用的是傳統(tǒng)教學模式，教學內(nèi)容以教材為主，教師借助板書照本宣科，學生所學知識概念性、理論性強、實用性較差，很多學生感到學習本課程困難且枯燥無味，學習的知識對于今后的工作生活和深造沒有作用。固體物理學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，使得學生考試及格率偏低，優(yōu)秀率幾乎為零。
3.2學生學習能力差異較大
由于新疆地域面積較大，不同地區(qū)的發(fā)展不平衡，導致教育水平存在著較大的差異。一個班級的學生來自不同的地區(qū)，物理基礎知識、學習能力差異較大，教師在教學過程中很難同時兼顧到每一個學生的學習需求，教學過程缺乏針對性，無法做到因材施教，從而使學生失去了學習興趣，這也直接影響到教師的教學積極性，形成了惡性循環(huán)，達不到人才培養(yǎng)的目標。
3.3學生學習資源較少
材料物理和應用物理學專業(yè)是我校近幾年新辦專業(yè)，與我校的物理學專業(yè)相比，相關的實驗設備、圖書資料、教學視頻課件等輔助教學資源較少；固體物理中要用到統(tǒng)計物理學和量子力學知識較多，而且存在大量的、復雜的數(shù)學推導，理論性較強，與之相關的課程課時又較少，并且學生的前期理論基礎較為薄弱，因此學習起來普遍感到比較困難，這都嚴重影響了固體物理的教學效果。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，但多數(shù)課件仍將教材上的知識“照搬”到課件上，教學效果反而不如傳統(tǒng)的板書教學，由于固體物理領域不斷出現(xiàn)新的知識和技術，同時我校又處在邊疆落后地區(qū)，落后的教學模式和貧乏的學習資源阻礙了專業(yè)的發(fā)展和學生需要。隨著社會的進步和科技的發(fā)展，各種高新技術不斷涌現(xiàn)，固體物理學領域在光子晶體、新型半導體、超材料、超導、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系，提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，成為固體物理課程教學面臨的主要問題。
4混合教學在固體物理教學中的應用
4.1教學內(nèi)容的選擇
結(jié)合固體物理學課程教學大綱，選取適合學生混合學習的內(nèi)容，值得注意的是較難領會的物理概念和定理定律，以及較復雜的公式的推導過程不適合多媒體或網(wǎng)絡學習，這些內(nèi)容用傳統(tǒng)的板書講解易被學生理解和吸收，主要原因是板書邊推導邊講解，速度慢，學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。結(jié)合網(wǎng)絡資源，有篩選地確定適合學生線上學習的網(wǎng)絡資源，指導學生學習。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，同時又要運用空間幾何關系。而在傳統(tǒng)教學過程中，這些內(nèi)容教師很難用板書講授清楚，學生也很難理解，對于這些內(nèi)容如果采用混合教學就能取得良好的效果。例如，在學習晶體的結(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)，學生可以從不同的角度進行觀察，幫助學生建立空間圖像，使學生先對所學的內(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下進行深入地討論交流，提高了學生對固體的微觀結(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)教學相比較，混合教學把固體的微觀結(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)在學生的面前，有助于學生對固體物理的學習產(chǎn)生濃厚的興趣，激發(fā)學生學習的積極性和主動性，因此能夠提高課堂教學的效率和效果。此外，混合教學體現(xiàn)了因材施教原則，課外網(wǎng)絡學習使每個學生可以根據(jù)自身情況自主安排學習時間，對較難掌握的重點內(nèi)容，可以多花一些時間反復觀看教學視頻，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生特點制作的視頻，重點突出、時長適中，學生自主學習時感到親切，容易接受。
4.2課堂交流與討論
在混合教學中，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；在學生視頻學習的基礎上，教師通過啟發(fā)、引導使學生充分參與到教學活動中來，調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，使學生成為學習活動的主體，教師也從課堂教學活動的支配者，轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W活動的指導者。課堂交流的具體做法是：在學生進行網(wǎng)絡學習掌握視頻內(nèi)容后，教師通過對課堂教學過程的精心設計，采取啟發(fā)式、討論式和互動式教學，在課堂上組織學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，讓學生在網(wǎng)上查找相關資料進行思考，這樣課堂上的討論才會更加熱烈；在討論中教師要根據(jù)學生討論的正確性及時指引思維方向，拓展思維空間，使學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系”、“波矢空間在固體物理學中的作用”、“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。在課堂教學活動中，老師要時刻觀察每個學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)。課堂教學結(jié)束后，教師要給學生布置針對性較強的作業(yè)，鞏固課堂所學的知識，達到人才培養(yǎng)的目標。
4.3課程考核方式的討論
混合式教學模式著重強調(diào)學生基于網(wǎng)絡視頻的自主學習和課堂上的合作學習，體現(xiàn)了學生是學習的主體，注重培養(yǎng)了學生的自主學習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，因此混合教學模式下的課程評價應包括形成性評價（占50%）和總結(jié)性評價（占50%）；形成性評價包括學生出勤（占5%）、平時作業(yè)（占20%）、個人或小組學習的質(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，考察學生對知識的掌握程度是否達到教學目標的要求。
5結(jié)束語
隨著信息技術的發(fā)展和智能手機在學生中的普及，廣大的教育工作者都應該重視將智能手機、網(wǎng)絡教學資源和課堂教學內(nèi)容有機地結(jié)合起來，運用混合式教學模式進行課程的教學，這樣才能提高學生學習的積極性和主動性，培養(yǎng)學生自主學習的能力，從而提高教育教學的效率和效果。
參考文獻：
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作者：郭福強 馬新澤 張?；?單位：昌吉學院物理系