《热力学统计物理》线上线下混合课程教学改革

曹海静　蒋锋　朱燕艳

摘  要：《热力学与统计物理》课程是物理专业本科生的必修专业基础课程之一。目前该课程大多采用教师在课堂上教授的线下教学模式。随着互联网的高速发展，该文主要针对此课程进行线上和线下混合教學进行教学改革，一方面充分利用互联网的在线教学优势，加强教师和学生的课堂互动;另一方面充分利用学习资源、学习环境、学习方式线上和线下的混合，拓展授课的时空边界，打造具有高阶性、互动性、创新性和讨论性的混合式课程。

关键词：热力学  统计物理学  线上  线下

中图分类号：O414    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（a）-0168-02

1  线上教学的优势

时代在发生翻天覆地的变化，传统教育也应该与时俱进。为了适应教育新形势的发展，更新教育教学观念，推进“互联网+”环境下以混合教学为主导的课堂教学方法和教学模式的改革势在必行。互联网的线上教学具有传统教学无法比拟的优势。

（1）资源共享。随着互联网的广泛推进，大量的教育资源通过网络突破了空间和距离的限制，实现大量的共享。这为该课程的线上教学的实现提供了坚实的依托，我们可以网络的优势，把其他院校的优秀的教学资源、教学方式甚至是优秀的教师的授课经验都借鉴过来，使我们的学生接受最优的教育。

（2）学习意识。网络技术应用于远程教育，实现线上教学，其显著特征是：任何人可以在任何时间和任何地点，以自己的实际情况为出发点，主动性地选择知识点的学习。线上教学在学习模式上最直接体现了主动学习的特点，可以抛弃传统的教学方式，而充分满足现代教育和终身教育的需求。

（3）学习方式。传统的教学，由于时间的限制，教师不能够及时有效地解决学生的问题。但是线上教学中，教师与学生通过网络进行全方位的交流，增加了教师和学生的交流机会和范围。通过问题的讨论，并且通过计算机对学生提问类型、人数、次数等进行的统计分析使教师了解学生在学习中遇到的疑点、难点和主要问题，更加有针对性地指导学生。

（4）教学方式。在线教育中，运用互联网所特有的信息数据库管理技术和双向交互功能。一方面，将在线的课程内容可以以人为本反复播放，这要比传统的教学方式提高很多效率。另一方面，通过在线讨论和答疑以及测试，可以针对不同学员提出个性化学习建议，网络教育为个性化教学提供了现实有效的实现途径。

2  教学改革内容

（1）课程建设。

《热力学与统计物理》这门课程分两部分：前半部分是热力学部分，后半部分是统计物理学部分。在热力学这一块主要采用宏观的方式来处理问题，对于学生来说比较容易接受，而且之前有《热学》的基础，在混合式教学中此部分初步设置为线上课程。而后半部分统计物理学，主要采用微观的方式来处理问题，几年的教学经验下来，学生对这部分的学习存在较大的困难，所以统计物理学采用线下的教学方式。

这种线上和线下的混合教学方式，一方面利用线上教学，可以开展直播讨论、答疑、作业提交等。另一方面，对于相对比较难理解的知识点采用传统的线下教学方式，以人对人的方式进行教学，可以更加深学生的印象，从而有效地进行学习。混合教学的方式兼顾了现代和传统的两种教学方式，教学灵活，针对性强，具有与时俱进的优势。

（2）教学团队建设。

由于互联网的存在，打破了教师时间和空间的限制。我们可以借助于其他院校的优秀教师的授课经验，打造一支跨学科跨专业、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的混合式课程教学团队。培养混合式教学教师是教学团队建设中的重要任务之一。目前该门课程的主讲教师有两位，辅导教师有两位，而且两位辅导老师都是《热学》这门课程的主讲教师。这样的师资队伍，一方面可以将《热学》和《热力学与统计物理》中的热力学部分进行比较，重复的知识点可以不讲或略讲。而且教学团队中的教师都是博士学位，具有很高的教学知识储备，平均年龄在40岁左右，是一批干劲十足的中坚力量。

（3）教学大纲构建。

在保证课程教学总目标不变的前提下，必须对课程教学大纲进行调整。教学内容上热力学部分为线上课程，大概承担一半的课时，即32课时。在大量调研的基础上，优化教学内容，录制可反复播放的微视频，为线上课程做准备。同时设置线上的讨论课题、作业和测试题等。线下的课程是统计物理部分，占用一般的课时，即32课时。可采用之前的多媒体课件进行线下授课。但是在线下授课中可以利用一些课时解决线上课程遇到的问题，从而达到线上线下互相补充、完美结合的效果。

（4）教学资源建设。

充分利用“互联网+”的海量资源为打造《热力学与统计物理》混合式课程提供全方位素材，使混合式课程建设与时俱进，紧随时代前沿。针对课程中的热力学部分录制微视频，同时完善在线课程内容，设置自主学习任务、网上作业设定、交流研讨、在线学习难易点分析、在线辅导答疑等。

3  授课方式

（1）学时安排。

由于刚开始采用混合的教学方式，该课程的第一次课设置为线下上课，授课教师要与学生明确整个课程学习安排，尤其是线下辅导时间，成绩组成和考核要求。此混合式课程的线上热力学部分的学时占总学时比例为50%左右。同时所有考核要求和进度安排均通过在线学习平台进行公布。这里需要说明一下，根据学生的学习反馈情况，可以适当调整线上和线下的授课方式，以学生为主体。

（2）辅导答疑。

此课程的辅导答疑分为线上辅导和线下辅导两部分进行。

线上辅导：主讲教师及时解答学生在线学习期间的问题，对课程重点、难点或带普遍性、共同性的问题进行在线辅导;至少布置4次与教学进度同步的在线作业或相关的探究课题;及时批改、评定成绩，检查督促学生在线学习进度。对于典型的课题可采用直播的形式与学生进行互动。

线下辅导：对于一些重点和难点，主讲教师采取“翻转课堂”的教学模式，结合线上布置的课题进行研讨式教学，调动学生学习的主动性，结合学生在线学习期间的问题，进行针对性辅导。

（3）制定课程教案。

制定该混合式教学课程完整的教学材料，以及按照知识点提供的视频及对应教案、在线研讨主题及在线测验考核等。

4  考试与成绩管理

采用过程化考核办法，实行百分制录入，期末考试成绩的占比总评成绩的50%。其余的一半的成绩体现在线上学生表现，包括课题讨论、作业情况、互动情况以及平时的小测试。

参考文献

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