高等物理信息化教学设计与实践

● ． ． ·‘～ lPr ． ● 高 教 视 野 ● ● 高等 学信 裁学馕讲勃象践 ◎陈智豪 杨天明 唐孝法 (江苏农林职业技术学院，江苏 句容 212400) 【摘要1信息化技术的不断发展让互联网与教育的结合 逐渐紧密．高等物理成为高等院校的基础课程，需要不断改 革与实践．本文以江苏省高等职业学校信息化教 学竞赛为 契机 ，针对高等物理课程中曲线的凹凸性这 一节内容给出 信息化教学设计方案，并付之于实践．根据多次实践中取得 的心得不断调整设计方案，直至最后成稿．教学设计推进之 后，针对师生体验、考试成绩进行了追踪调查．结果显示，本 次信息化教学实践成效明显，值得推广． 【关键词】高等物理；信息化；教学设计 【基金工程】全国水利职业教育“十三五”一般研究课 题 ，基于sPoc平 台的高等物理混合教学方式的探究与实 践，2o16年 1O月立项(编号 2016—135一Y一123)；中国高 等教育学会课题通常课题，基于“互联网 +项 目化”的高等 数学混 合 教 学模 式 的研 究，2o17年 9月 立 项 (编 号 G2YYB2017126、． 随着互联网技术与教育行业 的整合与演进，在线课程 sPOC创建的课堂环境 ，既弥补了特色学校课程的不足，又 融合了多种教学方法的特点 ，越来越多的高职高专院校加 入在线课程的建设与使用行列．伴随着 sPoc的不断深入， 基于此系统的混合学习方式不断涌现．其中，在线 PBL讨论 和翻转课堂是两种效果比较好的方法．我们尝试在高职高 专高等物理课程中运用信息化技术推行教学改革． 一、 搭建网络系统 首先，依托网络教学平 台建立实用 、适用的在线课程． 在我们实施教学改革之前就早已沿改革的模式建立了功能 强大、资源丰富、画面精致的在线课程．网络教学系统把高 等物理(一)所有知识碎片化 ，分割为 120个知识点．每个知 识点包括微课视频、课件、讲稿 、拓展资源、练 习题 、试题库 题 目．其中，实行翻转教学的知识点还包含课前学 习任务 单、课前自测题、讨论题．网络教学系统记录每一名教师在 网络上形成的学习痕迹 ，包括观看视频的时长、浏览数量 、 在线检测的答题情况，生成网络学习分数．教师可以借助网 络教学系统查看学生的学习状况信息化大赛教案格式，并在课前按照网络反馈 调整教案． 其次，选择适合的内容实施教学改革．大多数人觉得高 等物理是一门枯燥的课程．其实，大部分知识点和几何、物 理、经济等关系密切，在教学中将数学与制造生活的各个方 面结合可以变枯燥为有趣，从而形成更好的效果．这里 ，我 们以“曲线的凹凸性”为例谈一谈信息化教学．内容选取后， 接下来进行教学设计并实行教学过程． 二、设计 教学活动 曲线的凹凸性的教学内容包括曲线凹凸性的定义、凹 凸性判定推论 、拐点的定义．教学 目标分为三个方面． (一)知识目标 理解曲线凹凸性、拐点的定义，记住 凹凸性判定推论． 面向至少 95％学生 ，难易程度 上基 本无划分． (二)技能目标 能够 利用 凹凸性 判 定 定理 和 拐 点 的定 义 解决 数 学 问 题．面向至少 90％学生，难易程度上，较难 20％ 、中等难度 50％ 、较易于至少 90％． (三)素质 目标 ‘ 提升运用物理常识分析、解决实际问题的能力．面向到 少 80％学生，难易程度上，较难 10％、中等难度 50％ 、较容 易 至少 80％． 基于以上目标，我们确认教学重点是曲线凹凸性判定 定理 、拐点的定义．根据教学团队多年的心得我们确定了教 学难点是曲线凹凸性的定义． 在探讨完以上几点之后 ，教师还必须分析学生状况 ，从 而进一步确认教学方法．我们借助前期的问卷调查总结出 学生的四大特征：(1)班级数量较少，便于加强多种形式的 教学 ，且师生乐于接受教学改革；(2)学生尚未具有使用数 学工具画图、求函数、制作思维导图的能力；(3)该学校教师 来源不同，数学基础参差不齐 ；(4)71％的学生针对抽象的 内容理解 困难，更容易理饵 和生活密切关联的、直观 的 内容． 于是我们确定教学方式是翻转课堂，教学方法是任务 驱动法跟小组合作法． 三、实施教学过程 为了借助以上的教学方法达成 目标，我们使用网络教 学平 台让学生观看视频 、完成训练测试 、在线答 疑等 ，用 MATLAB、思维导图等工具解决诸多复杂难题、构建知识体 系，用电子学校平台与黑板进行教学讲解． (一)前置学习 教师通过网络教学系统给教师下发预习任务．预习任 务包括观看微课、自学教材内容、完成课前测试，以及小组 完成讨论题．教 师能 以通 过 网络 教学 平 台获得 每 一名 学生 的学习状况，并结合以往学习状况调整教案．通过前置学习 让学员把握重点和瓶颈，增强学生的自学能力． (二)课堂教学 课堂教学阶段分为三部分：导入情境、课堂任务、课程 总结． 1．导 入情境 学生观看关于薯片、楼市 、股市的三个小视频．教师描 绘图像 ，标出生活中的拐点，从而让学生感受到数学存在于 生活的点滴中．学生针对生活中的“拐点”提出自己的理解． 教师把生活中的拐点和本次课的“拐点”加以对 比并作出解 释．通过三个视频的观看把枯燥的数学符号变为生活中存 在的现象，通过解释生活中的术语进一步帮助学生理解第 二个重点． 2．课堂任务 (1)答疑解惑．根据课前测试的完成状况 ，结合近三年 该检测结果的统计数据，教师在备课时找到正确率比较低 的考题．学生以小组探讨的方式纠正错误 ，教师进行指导 ， 请小组代表通过电子教室系统结合图形讲解典型题 目跟讨 数学 学习与研 究 2Ol7．2： 论题．通过完成任务一再度提出重点和瓶颈，变被动学习为 主动构建，同时推动师生之间的互帮互助、锻炼学生的现场 表现 能力 ． (2)练习巩固．前置学习中的测试题主要测试学生预习 的状况．为了检验学生对各个知识点掌握的状况，增强解题 能力 ，巩固本次课的重点 ，教师布置任务二：学生使用电子 教室系统完成学生发布的教学测试题，并将结果上交系统 自动评分．通过少而精的教学测试检测学生对各个知识点 掌握的状况，增强解题能力，巩固本次课的重点． (3)上机实践．对于一些复杂的变量 ，手工计算过程较 烦琐．于是老师布置任务三：学生使用物理工具解决较复杂 的难题 ，完成试验报告并上传到教师端成为评分根据．通过 上机实践并且学生加深对难点的感性认识、提高使用物理 软件解决难题的素养、建立化学模型的观念． 3．课程总结 最后 ，为了帮助学生确立各知识点之间的关联性 ，学生 小组讨论画出思维导图．教师帮助学员查漏补缺，并将凹凸 性与拐点的求解过程总结为朗朗上口的几句话． (三)课后拓展 学生借助小组合作的方式完成一道开放性的题目．采用小 组合作法引导学员主动学习、培养团队观念、强化动手能力． (四)考核评价 本次课的课堂全过程考核教师在网络教学系统上进行 前置学习获得的分数、课堂教学中三个任务的完成状况 、课 后拓展的设计情况． 教学 过程 评分方式 分数 比例 前置学习 网络教学平 台手动评分 3O％ 任务一 教师评分、自我评判、学生互评相结合 l5％ 课堂教学 任务二 电子教室系统自动评分 20％ 任务三 教师评分 l5％ 课后拓展 教师评分 20％ ● ● ． 一 I．一，一 一一一 ～I BI lllI一一I— III 。

● 线上评分与线下评分相结合体现 了评判方法的多样 化；理论测试评分与实践操作评分相结合体现了评判内容 的多样化；教学推行的前置学习、课堂教学、课后拓展过程 中都进行评分反映了评判结果的过程化． 四、分析教学效果 在实行以上的信息化教学过程期间 ，我们进行了问卷 调查 ，结果显示 96．8％ 的教师喜欢这样教学设计．根据期 中、期末考试卷面成绩的统计，该知识点的平均得分率比采 用传统教学的平行班级高出5．8％．我们运用生动形象的几 何特征把写实的物理问题具体化，通过微课中的动画演示 把静止的物理难题动态化，讨论生活中的现象把琐碎 的数 学难题趣味化，使用英语软件把复杂的语文问题简单化．总 之，教师综合使用各类信息化手段将物理常识与实际生活 相结合，发挥数学无处不在 的活力 ，帮助学员达成学习 目 标，取得了很好的教学效果． 【参考文献】 [1]杨 天 明．高 等数 学 [M]．南 京：南京 大 学 出版 社 。2015． [2]张一春．信息化教学设计范例精析[M]．北京：高等 教育 出版社 ，2016． [3]张硕童．现代信息技术在职业教育中的应用研 究 [J]．科技风，2017(18)：29． [4]谭洁．微课教学在高职数学信息化教学中的应用 [J]．当代教育实践与课堂研究，2017(9)：9—10． [5]葛淑梅．高职学校英语课程推行翻转课堂教学模式 的若干探讨[J]．焦作大学学报，2017(3)：106—109． (上 接 3页 ) 例7计算f ：： { 解 南 出= (e3 (八)利用留数定理计算 若方程f(z)在区域 D内除有限个孤立奇点z ，Z2，， 外处解析，C为D内包括各奇点的任何一条正向简单闭曲 线，则 ) =2' n' i~ResIf( )信息化大赛教案格式， ]． 例8 计算l ：： 解 ) 志 在圆周‘ I-2内有一级极点。

i和三级极点：=0，而 Res 0]=者 【z3。 】 1 ，． 2 ． 丽 一 Res )，i]=lim(z—i)· ：i． ‘ ‘ 一 1， 因此 ，由留数定理有 ， 1 志 dz , r ri( )=0· 三 、总 结 复变函数积分的推导方式非常灵活多样，在解题时对 方法的选取尤为关键．可以按照积分模式能否是封闭曲线、 被积函数的准确方式 以及在所给区域上的解析性 ，决定采 取的推导方式．通过对复变函数积分方式的小结 ，使读者有 全面系统的了解，从而变得深刻地感受数学的美丽． 【参考文献】 [1]白艳萍，等．复变函数与积分变换[M]．北京：国防 工业 出版社。2004． [2]刘子瑞，梅家斌．复变函数与积分变换[M]．北京： 科学出版社，2007． 数学学习与研 究 2017．22