基于超星学习通平台的大学物理混合式教学设计

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　　[摘要]随着信息化的发展，越来越多的老师开始探索使用混合式教学提高教学质量，混合式教学也日益成为老师们教学改革的一个重要方向。本文以《大学物理》课程中的电场强度为例，分析了基于超星学习通平台的混合式教学设计，从任务、目标、学情和教学实施进行了设计，给出了设计方案和预期的教学效果。
　　[关键词]混合式教学;电场强度;学习通
　　[中图分类号] G434
　　[文献标识码]A
　　随着信息化技术的发展，互联网在教育中的应用是越来越广，近年来出现的日益丰富的信息化教学手段及一系列的信息化教育平台，使得大家对混合式教学的关注度越来越高，并逐步成为提高教学质量、提升学生学习效果的一种手段。所谓的混合式教学即是将网络教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”+“线下”的教学，能够有效地促进师生之间的互动，增强学生学习的主动性、积极性和创造性。通过两种教学组织形式的有机结合，可以把学生的学习由浅到深地引向深度学习。本文以大学物理课程中的电场强度为例，探索基于超星学习通平台的混合式教学设计。
　　1 教学设计
　　1.1 学习任务分析
　　电场是学生学习电磁学首先接触到的一个比较抽象的概念，同时它又是学生深入学习和理解电磁学规律的重要基础，因此掌握电场的概念对于学生将来学习电磁学的其它内容具有奠基的意义。从知识体系上来看，本章所有的问题都将围绕电场本身的性质：力的性质、能的性质展开，掌握电场的概念、理解电场强度的意义是学好《静电场》这一章的关键。
　　1.2 教学目标
　　依据人才培养方案对课程的要求，将教学目标分为知识目标、技能目标和素质目标三类。（1）知识目标：掌握电场的概念和电场强度的定义;掌握点电荷的电场强度;掌握电场强度的叠加原理。（2）技能目标：会根据场强的定义式及电场强度的叠加原理计算任一个点电荷和点电荷系所激发的空间中某点处的电场强度。（3）素质目标：通过对“场”这种特殊物质性质的理解，促进形成科学的物质观;培养学生温故而知新、循序渐进的认知态度;渗透物理科学方法教育，培养学生的科学态度和科学精神。
　　1.3 学情分析
　　在生活中，学生经常听到关于电场、电磁波的信息，但是由于电场看不见又摸不着，学生对其基本原理并不是很清楚，但是学生有兴趣去探索本节课的知识，这就为本节课的教学提供了良好的心理基础。
　　通过前一节的学习，学生已经具备了电荷量子化、电荷守恒定律、描述真空中两个静止的点电荷之间相互作用的库仑定律等知识，在这个基础上学生要进一步学习静电场、电场强度的相关知识点，其中静电场属于物质场，看不见、摸不着，如何让学生去理解这种无形的场以及如何去研究它需要在课前进行设计。
　　1.4 任务分析
　　通过进一步的研讨将本节课的任务定为如下：（1）教学内容。主要是静电场、点电荷的电场强度、电场强度叠加原理、任一点电荷系周围的电场强度。（2）重难点。重点是电场强度的概念及其定义式;难点是对电场的理解，及点电荷系电场强度的计算。
　　1.5 方案设计
　　贯彻以学生为中心的教学理念，运用学习通教学平台，进行课前教学准备、课中多渠道互动、课后复习巩固提升，综合运用多种教学方法，进行“线上”+“线下”的混合式教学设计。
　　2 教学实施
　　2.1 课前准备阶段
　　在网络上搜集线上教学资源，将预习内容一一静电场和电场强度这两个概念推送至学习平台，让学生领取任务在课前实施自主预习，并完成在线测试，通过平台导出的数据可以掌握学生的预习情况，对学生的预习有个客观的评价，并根据预习情况，适时调整教学重难点，优化教学内容，重组教学方案。
　　2.2 课中教学阶段
　　2.2.1 课前检测
　　【学习通主题讨论1】电荷的性质表现为同性相斥，异性相吸，那么电荷与电荷之间是靠什么相互作用的呢？引发同学们思考和讨论。
　　【讲解】给学生讲解生活中的相互作用形式可以分为两类，一类是需要直接接触才可以发生的，如推门、打篮球、踢足球等，称为接触力;另一类是不需要接触就可以发生的，如万有引力、磁力、电荷之间的力等，称为非接触力，那么非接触力是怎么传递的呢？在讲述静电场之前穿插物理学史上对非接触力传递的两种观点，一种观点认为这种力不需要任何媒介，也不需要时间，就能够由一个物体立即作用到相隔一定距离的另一个物体上，这种观点叫做超距作用观点;另一种观点认为这类力是近距作用的，电力和磁力是通过一种充满在空间的弹性媒介一一“以太”来传递的。电荷与电荷之间的相互作用历史上也有两种观点，安培认为电荷间的相互作用就是一种超距作用，可以跨越空间，直接发生;法拉第认为电荷间的相互作用是通過电场发生的，并有媒介。近代物理学的发展证明，“超距作用”的观点是错误的，电力和磁力的传递虽然速度很快（约3×108m/s），但并非不需要时间;而历史上持“近距作用”观点的人所假定的那种“弹性以太”也是不存在的，实际上电力和磁力的相互作用是通过电场和磁场进行的。
　　【学习通发布随堂练习1】下列说法中正确的是：
　　A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场。
　　B.电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西。
　　C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用。
　　2.2. 2知识点讲授一：电场强度
　　【学习通主题讨论2】对于像电场这样，看不见，摸不到，但又是客观存在的物质，我们应如何去研究它，引发同学们的讨论。
　　引导学生利用根据静电场表现出来的性质对处于其中的电荷有力的作用和当电荷在电场中运动时电场力要对该电荷做功这两方面分别用电场强度和电势这两个概念去研究，进而引出电场强度。 　　【学习通主题讨论3】既然电场对处在其中的电荷具有力的作用，我们在研究时就需要放入一个电荷，对这个电荷有要求吗，任意一个电荷都可以吗，和哪些因素有关呢？
　　引发学生对放入电场中的电荷的讨论，得出该电荷必须具备的条件是：电荷的电量要足够小，不能影响对原有电荷电场的研究，此外，电荷的体积也小，便于研究电场中各点的情况，从而让同学们理解试验电荷这一理想化模型的相关概念。
　　教室多媒体端播放关于试验电荷在静止电荷+Q静电场中的受力情况的实验视频，通过对视频的观看引导学生得出直观的感受，在电场中的不同位置，试验电荷的受力不同。但就场中的某一点而言，试验电荷在该处所受的力F只与q0的大小有关，且F与qo的比值是一个不变的矢量，用符号E表示，称为电场强度。
　　概念：电场中某点处的电场强度E等于位于该点处的单位试验电荷所受的电场力;
　　大小：单位电荷在该处所受电场力的大小
　　强调：电场强度是由电场本身决定的物理量，跟电场中是否有试验电荷、试验电荷的电量及实验电荷受到的电场力均无关。
　　【学习通主题讨论4】根据电场强度的定义式，E是一个矢量，其方向应该如何确定？电场中某点电场强度的方向跟正电荷在该点所受静电力的方向一致，若放入电场中的是
　　负电荷，则应和负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
　　2.2.3 知识点讲授二：点电荷的电场强度
　　【学习通主题讨论5】复习前面知识点库仑定律，并将其电场强度的公式结合起来，引导学生推导出真空中点电荷Q周围电场的电场强度公式：
　　方向：若点电荷为正电荷，则E的方向与er方向相同;若若点电荷为负电荷，则E的方向与er方向相反，其决定因素由场源电荷电性决定，即正电荷的场强方向是从电荷指向外面，负电荷的场强方向从外面指向电荷。
　　特点：真空中点电荷的电场是非均匀场，但是具有球对称性。
　　【学习通发布随堂练习2】判断：根据电场强度的定义式，电场强度的大小与试验电荷所受到的力成正比，跟实验电荷的电量成反比，对不对？这是错误的，因为电场强度的大小与试验电荷是没有关系的，只跟电场本身有关。
　　【学习通发布随堂练习3】判断：根据点电荷电场强度的表达式，E与Q成正比，和r2成反比，对不对？这是正确的，因为电场强度是由Q和，2决定的。
　　【学习通发布随堂练习4】选择一：对于电场中的某一点，下列说法中正确的是：
　　A.若放在该点的电荷的电量减半，则该点的场强减半。
　　B.若该点没有检验电荷，则该点场强为零。
　　C.若该点的场强越大，则统一电荷在点受到的电场力越大。
　　D.该点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向。
　　选择二：下列说法中正确的是
　　A.电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与试验电荷在该点所受的电场力成正比。
　　B.电场中某点的场强等于F/q。，但与试验电荷的受力大小及带电量无关;
　　C.电场中某点的场强方向即实验电荷在该点的受力方向。
　　D.公式E= F/q0和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的。
　　选择三：在电场中某一点，当放人正电荷时所受的电场力向右，当放人负电荷时所受到的电场力向左，下列说法中正确的是：
　　A.当放入正电荷时，该点的场强向右，当放人负电荷时，该点的场强向左。
　　B.只有在该点放入电荷时，该点才有场强。
　　C.该点的场强方向一定向右。
　　D.以上说法均不正确。
　　2.3 课后巩固提高阶段
　　有针对性的布置课后作业，不仅可以有效地检测学生的掌握情况，还有助于帮助老師掌握学生学习状态提供第一手数据，从数据分析来看能够提供更精准的答疑，不断提升教学效果。在作业批改中还可以进行同学们之间的互评，通过这个环节可以让同学对易错的地方有更深的认识，不断提升学习的效果。
　　作业：电场力与电场强度的区别与联系，引导学生进行总结;阅读关于法拉第的事迹;观看大卫科波菲尔穿越长城的魔术，并查找资料，解释原因。
　　3 教学总结
　　3.1 预期教学效果
　　能够体现以学生为中心的教与学。实施混合式教学，老师是导演，是知识的引导者和策划者，学生是演员，是学习的参与者与实施者，突出学生的主体地位。
　　逐步培养学生自主学习的能力。通过持续的实施线上线下混合式教学，能够不断提高学生自我约束，自我学习的能力，同时也为学生查找相关资源预留了作业，间接地提高了学生网上查询资料的能力。
　　不断提高学生解决问题的能力。在授课的过程中，注重学生的练习，通过随堂测验和随堂练习，提高学生对知识的理解，促进学生的深度学习。通过提出问题、主题讨论，逐步提高学生沟通协作的能力及分析问题和解决问题的能力，为学生后续的学习打下了良好的基础。
　　3.2 教学反思
　　丰富的线上教学资源是实施混合式教学的前提，老师必须从大量的资源中选取适合自己本校学生的实际情况，供同学们学习。同时结合本节课的知识点选取对应的知识拓展资源，拓宽学生的眼界和思维。
　　若要使混合式教学开展顺利有效，必须做好课堂教学设计，准备什么样的知识点在课堂中实施哪些活动才能有助于学生巩固、检验和消化知识也是老师必须考虑全面。
　　[参考文献]
　　[1]施华，邓海鹰，雷红梅.基于超星学习通的混合式学习模式探索一一以高职电路基础课程为例[J].广西教育，2017 （23）.
　　[2]白文倩，李文昊，陈蓓蕾，基于资源的混合式学习的教学设计研究[J].现代教育技术，2014 （04）.
　　[作者简介]解振平（1983-），女，硕士研究生，讲师，工程师，研究方向：教育教学。
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