基于建构主义的农科大学物理网络课程的设计与实践

[摘 要] 结合当前网络课程建设的现状，基于自身学校及学科特色，在构建主义思想的指导下建设对应的网络课程，使之成为大学物理课堂教学的有益补充，目的在于激发学生的学习热情及拓宽学生的知识面，为学生构建一个良好的学习环境及弥补课堂教学课时量不足的缺陷。

[关键词] 构建主义;网络课程;大学物理;学习热情

[中图分类号] G642  [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2019） 06-0076-02

在当前大学物理教学课时量普遍不足的情况下，如何提高课程教学效率一直是学界普遍关注的难题。当今网络影响着我们生活的方方面面，人手必备的智能手机使很多学生都成为“低头族”。为适应教学需要，麻省理工学院等高校拉开公开教育资源（OER）的序幕，开辟了社会公众通过网络免费学习世界名校课程的通道，开启了全球网络教学的先河。作为一种全新的教学方式，网络教学迅速在全球掀起教改热潮，大量网络课程资源纷纷涌现。我国中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）明确要求各高校加强网络教学资源建设，开发网络学习课程，促进优质教育资源普及共享。资源共享型网络课程的兴起，对促使高等教育普及化及公平化，改善我国高校资源紧缺现象，贯彻素质教育方针，以及弥补课时量不足等问题等都具有重要的现实意义。由此而引发的教育技术的革新，更是在教育观念、教学方式方法、教学内容以及如何更合理地培养人才等方面带来了深刻的变化。同时，完全自主的学习方式、时间和内容，有利于提高学习效率。

一 国内外网络课程建设的现状及其发展方向

2001年，麻省理工学院率先将其课程资源数字化后免费向全世界开放，引发了全球高等教育信息化的潮流，随后各高校纷纷效仿。2012年，麻省理工学院与哈佛大学合作推出edX网络教学平台。因其独特的资源互补优势，包括我国的北京大学、清华大学等在内的15所欧亚名校加入edX，使其资源更为丰富和多样化。现今，越来越多的高校纷纷加入edX。与此同时，另外两大课程供应商Coursera与Udacity也横空出世，与edX一起构建起当今大型开放网络课程（MOOC）的主旋律，为世界多元文化交流提供了丰富的平台。受国外网络课程的影响，我国于2003年启动了精品课程工程，鼓励将优质教学资源上网并免费对外公开。与此同时，一些主要门户网站如新浪、网易等也推出了网络公开课频道。这些网络课程的出现，不仅为各类学习者获取优质教育资源提供了一个快捷而又经济的渠道，同时也为高校的自我展示及学科发展提供新的机遇。近年来，又逐渐转向视频网络公开课的建设。2011年，“中国大学视频公开课”在爱课程网、网易等平台推出。

对比发现，国外的课程多在真实的课堂，师生互动多，课堂气氛轻松、活泼，形式多样化，同时展现了教师的教学风格;国内的课程则相对较为单一，多为教师的授课录像，缺乏课堂互动。国外的课程重视学习者之间的交流互动，充分发挥以学生为主体的高效学习模式，有畅通的师生交流渠道。国内的课程重建设，轻应用与后期维护，针对性不强，学习者之间的交流较少，很多演变成课程的网页静态展示。

二 建构主义指导下的农科大学物理网络课程的建设

建构主义认为，学习过程并不是教师简单地向学生传递知识，而是学生根据自身的知识背景及外在环境，积极主动地建构自身知识的过程。建构主义提出了一种异于传统教学模式的教学方法，强调以学生为中心。在教学过程中，教师由知识传授者转变为学生建构的促进者，努力为学生创造合适的学习环境，使学生能积极主动地建构他们自己的知识。学生由被动的信息吸收者和知识的灌输对象转变为主动构建者，基于自身已有的知识，通过各种外部信息主动地获取和教学内容相关的知识，然后在教师的帮助下构建起新的知识体系。由于教学是以学生为中心，需要学生积极主动的参与，充分发挥了学生的主观能动性，这样学习起来目标更明确。

针对目前我国网络课程建设中出现的普遍问题，我们并不盲目追求与名校看齐，面面俱到，而是基于学校及学科特色，视网络课程为课堂教学的一种有益的补充，不求内容翔实而又有深度，但求简洁明了，通俗易懂而又具有一定的趣味性，為学生构建一个良好的学习环境，以利于学生自主学习为原则。为此，网络课程只开辟了“教学课件、精选例题、物理应用及问题讨论”四个栏目，简洁而明了。

网络课程作为课堂教学的一种延伸和辅助，并不是课堂教学的简单重现，需要进行一定的修订及补充。基于我校农科大学物理课时量严重不足的实际情况（34学时），不可能对整个课程体系进行讲授，而是充分考虑到各专业的具体所需，分门别类，将整个课程体系进行模块化处理，采用“基础大纲+专业大纲”的教学模式。将与农科类专业关联相对不甚紧密、难度相对较大的质点动力学及现代物理知识等部分内容以及与专业相关联的选修内容划分到专业大纲。在基础大纲中，将与农科类专业密切相关的流体力学、生物电磁学及波动与光学部分作为必选教学模块，而剩余的气体动理论与热力学、光与物质的相互作用这两个模块作为可选模块，根据具体专业特点，任选一个作为补充;而在专业大纲中，将专业选修内容作为必选模块，而在剩余的几个可选模块中任选一个进行概述性的介绍，让学生了解到现代科技的发展趋势，以拓宽其科学视野。

为此，在网络课程的建设上，为满足不同学生的需求，我们将整套课程的教学课件进行一定的修订，加注大量的注解后全部上传至课程网站，使学有余力的学生能较为轻松地了解相应的知识点并窥探整个大学物理课程体系。同时，将依专业大类制定的教学大纲及教学目的在网上进行展示，让每个学生了解到课程的基本要求及目标。此外，为了让学生能更全面地了解物理学的产生和发展历程，我们将物理学史纳入网络课程中，作为课程内容的延伸，让学生根据自己的兴趣选择性地进行阅读。让学生了解一定的物理学史，不仅有助于学生掌握科学研究方法，培养科学思维和创造性思维能力，还有助于学生树立正确的辩证唯物主义观，提高自身的人文修养。据生理学研究表明，一般人的注意力只能保持10分钟左右，为此，我们依课程章节顺序，将重点或难点内容以简短的微课形式进行呈现，避免学生产生视觉疲劳。同时，将以往的课堂讨论教学录像按知识点制作成微课片段，能解决学生所关注的大部分共性问题，这样更贴近学生的学习实际情况，也更易于被学生接受。

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，要提高课堂教學质量，就必须提高学生的学习热情，激发学生的求知欲望，让学生积极参与进来。为此，针对农科类学生对大学物理学兴趣不高的现状，在网络课程的建设中，以专题的形式，结合各种图片、动画、视频及课件等资源，将物理学原理在各个专业上的具体应用通过一系列典型事例进行说明，例如在“流体力学及液体表面性质”模块介绍离心分离技术和土壤中水分的输运及保持等;在“气体动理论与热力学”模块介绍混沌及其在生命科学中的应用、耗散结构、熵与生命等知识;在“生物的电磁学基础”模块介绍生物的电现象、生物电势及磁场的生物效应等;在“波动与光学”模块介绍超声波在生物学中的应用、光的生物效应以及激光在生命科学和农业生产中的重要应用等;在“光与物质相互作用”模块介绍现代科技中常用的各种光学仪器、X射线衍射仪、扫描隧道显微镜及核磁共振原理及应用等。通过这些专题知识，让学生充分认识到物理学的重要性，同时也能使学生感受到有用、有趣的物理学，激发学生的学习热情。

由于课程难度相对较大，学生难以很快掌握，为此，我们在“精选例题”栏目，精心设计了一些典型例题，对每一个题目从所涉及的物理原理及求解过程中应注意的细节等方面进行详细的分析，并附上详细解法。而对一些易错题则列出易混淆的错误选项，逐个进行详细的分析比对，以促进学生的消化吸收。这样，使学生能更进一步加深对相关物理的理解。同时，设计一批自测题，供学生自我检验。此外，开辟“问题讨论区”，教师定期参与讨论。

如何提高学生在线率？如何监测学生线上学习效果？这些问题是所有网络课程所面临的共性问题。为激发学生共同参与，要求每个学生以实名制在课程网页上进行注册，教师根据后台统计，获知每个学生的登录次数及参与课程讨论的次数。同时，采用“翻转课堂”的教学模式布置作业，要求学生课前完成相关作业。把学生的登录及讨论情况与作业完成情况按一定的比例折算成平时成绩的一部分，这样既可鞭策学生积极参与，又能降低考核成绩的比重，进一步优化课程的考核标准。当然，作业应充分优化，目的是需要学生充分思考，而不是简单百度即可找到相应答案。

网络课程只是知识传授的一种载体，并不能直接代替课堂教学，因此，网络课程的建设就不是将所有教学资源上网即可。在建设过程中，应基于自身特色，避免千篇一律，努力做到为课堂教学服务。为此，我们力求课程简洁有效，努力为学生构建轻松的学习氛围，尽可能激发学生的学习热情。通过网络课程的实施，学生也逐渐乐于接受这样一种学习平台，越来越多的学生积极参与进来，课程的成效在逐渐地体现出来。当然，对于如何更合理设计教学活动、组织教学内容及更进一步激发学生的学习热情，仍是我们后续网络课程建设过程中努力的主要方向。

参考文献：

[1]汪敏，王朋娇. 浅谈国内外网络公开课的发展现状及趋势[J]. 中小学电教，2012（6）.

[2]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[EB/OL]. （2010-7-29）

content_1667143.htm，2015-4-22.

[3]冯忠良. 教育心理学[M]. 北京： 人民教育出版社，2010.

[4]龙卧云. 独立学院物理课程模块化教学的探索与实践[J]. 中国农业教育，2014（3）.

[5]黄熙，陈飞明，许明耀，等. 物理学史在大学物理教学中的意义[J]. 湖北师范学院学报（自然科学版），2008（4）.