摘要: 遵循“以学生为中心”的教育理念，基于混合式教学和网络条件改进教学模式和手段，同时结合大学物理课程特征，构建了“一创四融”(创设学习环境、融入智慧手段、融入实验探究、融入思想方法、融入应用案例)教学设计体系，建设辅助教学资源，化解教学难点，提升学习效果，并促进学生思维能力和科学素质的提升。
Abstract: Following the educational philosophy of “student-centered”, the teaching mode and methods are improved based on blended learning and network conditions, combined with the characteristics of university physics courses, a “One Creation and Four Integrations” (creating a learning environment, integrating intelligent means, integrating experimental exploration, integrating thinking methods, and integrating application cases) teaching design system was constructed, and auxiliary teaching resources were built. Through this design system, teaching difficulties were resolved, learning outcomes were enhanced, and the students’ thinking ability and scientific literacy were improved.
1. 引言
混合式教学(Blended Learning)通常被定义为将传统的面对面教学与在线学习活动相结合的一种教学模式，其产生是技术推动与教育理论演进共同作用的结果。混合式教学并非线上学习与线下教学的简单叠加，而是通过有机整合，将传统面对面的教学优势与在线学习的灵活性相结合，以实现教学目标的最优化。Garrison & Kanuka的经典论文指出，混合式学习的深层整合能创造一种“深思熟虑的学习体验”，不仅是形式上的混合，更是对教学结构和师生角色的重新设计[1]。
我国混合式教学研究在“互联网+”与教育信息化的浪潮下蓬勃发展，从环节上、不同层面上形成了混合式教学的设计、策略等研究成果[2]-[4]。混合式教学模式也为翻转课堂、探究式教学、案例式教学等提供了更强大的实施平台，结合大规模公共课、专业课等课程特点，聚焦于具体课程中混合式教学的设计、实施与效果分析，构建了多种本土化模式，解决了传统的线下课堂中常面临的课时有限、学生准备不足、讨论难以深入等问题，并开发了相应的教学案例[5]-[9]。2018年10月，国家教育部发布《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》，指出要以学生发展为中心，以现代教育技术与教育教学深度融合为手段，通过课堂教学改革推动学习革命。《意见》的发布进一步促进了以学生为中心的理念与混合式教学模式及现代教育技术融合的研究，如BOPPPS (Bridge-in, Objective, Pre-assessment, Participatory Learning, Post-assessment, Summary)等教学法与雨课堂等教学手段的融合[10]-[13]，推动了混合式教学的研究与实践。
混合式教学要为学生创造一种真正高度参与的个性化的学习体验，是“以学生为中心”的学习环境下教学与辅导方式的混合[14]。而以学生为中心的教学研究，在改革教学模式、教学手段的同时，还应结合课程特征。大学物理内容体系性强，注重模型等方法的应用，在训练科学的思维方式、提升科学素质方面发挥了不可替代的作用，但同时也具有部分内容较为抽象的特征。因此，在教学研究的过程中，我们遵循“以学生为中心”的教育理念创设学习环境，基于混合式教学和网络条件改进教学模式和手段，通过探究法、案例法等方法化解难点、促进科学素质的提升，构建了大学物理“一创四融”教学设计体系，并建设相应教学资源，指导我校教师开展教学设计。
2. “一创四融”教学设计体系
“一创”为创设学习环境，遵循的是“以学生为中心”的教育理念，采用的是在线学习和课堂教学的混合模式；“四融”为融入智慧手段、融入实验探究、融入思想方法、融入应用案例，是结合大学物理课程特征的教学方法手段的改进。“一创”为“四融”提供了平台，而“四融”是“一创”的具体体现。
2.1. 创设学习环境
课前教师通过智慧教学平台创设学习环境，发布精品课件、微课和实验视频等资源，根据课程内容精准设计选择、判断、思考等问题，引导学生有针对性地完成课前学习，提升自主学习独立获取知识的能力。课中灵活运用启发引导、问题探究、案例研讨、任务驱动、出错纠正等多种教学方法，创设有效学习环境引导学习，在学习知识的同时提升分析问题解决问题的能力。课后通过思考题、作业、测试和难点解析资源等进一步促进知识的巩固。
2.2. 融入智慧手段
应用智慧教学平台和课件、微课、在线题目、难点解析等网络资源，教师进行课前、课中和课后的教学互动设计，创设随时能学的环境，帮助学生打破时间壁垒随时学习，并精准分析学习情况和效果。
2.3. 融入实验探究
根据实验内容合理选择实验视频、仿真实验和现场演示等实验手段，创设沉浸式学习探究的环境，将物理理论形象化，精准化解重难点问题，提升教学效果。
2.4. 融入思想方法
通过减掉无意义的例题，节约时间增加思想方法、应用案例和拓展知识优化教学内容。遵循课程内容特点，不只解决知识“是什么”的问题，同时关注“为什么”和“怎么来”，通过“溯源通今”引导学习物理学发展中形成的思想方法和体现出的创新精神，促进科学素质的提升，发挥课程特色优势自然进行课程思政。
2.5. 融入应用案例
挖掘物理学在生活、研究、技术中的应用，编写应用案例或例题，进一步提高知识应用质效。研究反哺教学是提高教学质量的重要途径，将指导学生参加竞赛的成果融入教学，形成研究案例，将科学研究成果融入教学，拓展前沿知识和方法，提升学生研究能力和科学素质。
3. 教学资源建设
“一创四融”教学设计需大量的资源支撑，因此建设了基于网络平台的辅助教学资源。
3.1. 网络辅学资源
在智慧教学平台建设了精品课件、微课、作业讲解视频、难点解析资源等多种辅学资源，学生可打破时间壁垒随时学习，促进难点知识的“消化”和巩固。
3.2. 物理实验资源
拍摄录制演示实验视频，在智慧教学平台建设了演示实验资源库，通过实验演示将抽象的内容和原理形象化，使晦涩难懂的理论变得生动直观，提高学习效果。
建立了仿真实验平台营造沉浸式自主学习的环境，学生可在虚拟实验环境中自行设计实验方案、拟定实验参数、操作实验仪器，提升科学实验能力。
3.3. 课程思政资源
根据教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》，从政治认同、家国情怀、科学素养和道德修养四个方面设计课程思政。尤其发挥物理学特色，通过“溯源通今”引导领会知识建立过程中蕴含的物理思想和物理方法，注重思维方法的训练和科学素质的培养，提升其探索未知、追求真理的科学精神，促进养成用科学方法处理问题的习惯。建设了课程思政元素库、素材库、案例库，为团队的教学设计提供丰富的课程思政资源。
3.4. 应用案例资源
在不改变原有知识体系的基础上，通过研究电磁弹射、微光夜视仪等所蕴含的物理原理设计应用案例，挖掘大学物理在工程技术中的应用，开阔视野并激发理论联系实际的潜能，建设了丰富的技术应用案例资源库。
3.5. 板书设计资源
物理知识并不是孤立的，章与章之间、节与节之间以及知识点之间都是有逻辑关系的，简单设计几点式的板书不利于学生从整体上把握知识的关系，导致获取的知识是零散的。有些模块或章节间还具有类比性，如刚体运动的描述可类比质点运动的描述，对磁场的研究可类比对电场的研究。通过研究，根据章节知识逻辑和关系，设计了突出逻辑或类比方法的板书，帮助学生理清知识来龙去脉，学习研究方法，提升学习能力。
4. 教学设计案例
以单缝衍射为例，展示“一创四融”的教学设计，不仅设计教师怎么教，所有环节突出“以学生为中心”，关注学生怎么学，整体流程如图1所示。同时突出知识逻辑和重点研究了板书设计，如图2所示。
Figure 1. Example of teaching design
图1. 教学设计示例
Figure 2. Example of blackboard design hightling logic
图2. 突出逻辑的板书设计示例
5. 小结
遵循“以学生为中心”的教育理念，基于混合式教学和网络条件改进教学模式和手段，并结合大学物理课程特征，提出了“一创四融”的教学设计策略，指导改进教学设计，解决难点问题提升学习效果，提升科学素质促进学生能力发展。但目前的研究具体数据支撑还不足，在下一步的研究中，将采用准实验研究法，设立实验班和对照班，通过前后测、问卷调查等方式，累积有效性的量化数据，指导进一步改进设计。
基金项目
陆军炮兵防空兵学院名师(史博)项目；2024年度安徽省高等学校省级质量工程项目(大学物理，2024xxkc035)。
NOTES
*通讯作者。