基于超星学习通的BOPPPS混合式教学模式探索与实践——以湖北师范大学半导体物理课程为例.pdf

第 卷湖北师范大学学报(自然科学版)第 期 ()基于超星学习通的 混合式教学模式探索与实践 以湖北师范大学半导体物理课程为例张 雄张 喻侯向锋单传家(湖北师范大学 物理与电子科学学院湖北 黄石)摘要:半导体物理课程教学对我国半导体行业人才培养具有重要意义而传统的教学模式难以满足现有的教学需求探索该课程的教学改革并提升教学质量已势在必行 以 教学理念为指导以超星学习通平台为信息化教学工具以地方高校半导体物理课程为例积极开展了混合式教学工作发现该教学模式可显著提升学生的学习积极性和主动性同时还发现检验评估环节对平时成绩的提高具有重要正面影响 这将为半导体物理课程教学改革提供一个可操作的案例也将为其他课程教学的改革探索提供一定的借鉴和指导作用关键词:混合式教学模式学习通 教学半导体物理中图分类号:.文献标志码:文章编号:():./.半导体物理是微电子技术领域的理论基础课程是学习半导体器件物理以及集成电路技术的基础 近年来中美贸易摩擦中美国对我国半导体行业的制裁使得半导体物理教学越来越受到重视 作为我校光电信息科学与工程专业的一门专业课程半导体物理也受到我校的高度关注然而由于该课程涉及内容广、概念多且难懂传统的教学模式已很难满足当前的教学需求 因而积极开展半导体物理教学模式的探索与研究具有重要意义随着现代信息技术的发展和互联网的普及线上线下混合式教学模式已成为现代教育方法的重要趋势 近年来基于超星学习通平台的线下线上混合式教学受到人们的广泛关注尤其受到国内高校和教师们的青睐 其原因在于超星学习通平台为高校师生提供了一个有效教学信息化平台 当前利用超星学习通平台如何开展好混合式教学成为人们讨论和研究的焦点 以教学目标达成为核心的加拿大 教学模式通过将各个教学环节划分成引言()、教学目标()、前测()、参与式互动教学()、检验评估()和总结()六大模块构建了完整的教学过程和理论框架为教师提供了一套科学的理论指导体系是教学目标达成的重要保障体系 目前该教学模式受到国内高校教师的广泛关注已在大学物理、基础化学和物理化学等课程中得到推广应用 因此将超星学习通平台和 教学模式结合起来开展混合式教学探索与研究是一件非常有意义的事情本文在 理论框架指导下以超星学习通平台为信息化工具以地方高校半导体物理课程为例开展了线上线下混合式教学实践探索取得了较好的教学效果为混合式教学提供了一个可操作的案例同时重点探讨分析了检验评估环节对整个教学效果的影响为 教学体系下混合式教学开展提供了一定的借鉴和指导收稿日期:基金项目:湖北省教育厅科学研究计划指导性项目()湖北师范大学校级教学改革研究项目()湖北师范大学校级课程思政教学改革项目()作者简介:张雄()男汉族湖北襄阳人讲师博士研究方向为半导体能源材料与器件以及大学物理教学与研究.该教学模式的具体实施过程基于线下课堂和线上超星学习通平台该教学模式以学生为中心以完成教学目标为核心的 教学模式为指导笔者根据具体实践把半导体物理课程的教学过程分为三个步骤:课前、课中和课后如图 所示 课前教学步骤是基于线上超星学习通平台进行的主要包括课前预习和预习检测(前测)课中教学步骤则是在线下课堂教学中实施的主要包括重难点讲解、提问解答和课堂小节测试(随堂练习)课后教学过程既有线上的课后作业和单元检测也有线下的作业解答和期末测试 课前预习和前测为课中教学提供重要依据教师根据前测结果实时调整课中教学重难点做到有的放矢课中随堂练习为教师了解本次课学习目标的达成提供了及时反馈促进教学过程的改进根据随堂练习结果课后教学通过课后作业等对课中教学进行补充和完善课后教学检测(课后作业和单元检测等)结果又为课前教学和课中教学过程的优化提供指导 课前、课中和课后三个教学步骤既相互依赖又相互促进构成一个良性的闭环结构有利于教学目标的有效达成图 基于 的线上线下混合式教学模式.课前教学课前预习和前测主要是依托超星学习通平台进行 首先以超星学习通平台为依托建设半导体物理基础课程线上教学资源库 如图 所示线上教学资源主要包括录课、电子教案、教学 和试题库等 此外在学习通的章节和资料库模块中还包含有课程大纲、课程考核评价和优秀网络教学资源等 围绕教学目标课前使用超星学习通的通知功能发布本次课堂学习内容和目标要求学生根据教材和学习通平台中的线上教学资源进行预习 上课后在 分钟内运用超星学习通的投票/问卷功能实施前测掌握课前预习效果实时调整课堂重难点讲解提高课堂教学效果图 ()超星学习通多元化互动方式 ()()线上教学资源.课中教学课中通过课程思政和引入式教学增强学生的民族自豪感和学习积极性 例如通过介绍世界著名物理学家、我国半导体物理学奠基人之一的黄昆激励学生学习半导体物理的热情 物理学家黄昆先后取得了“黄散射”“黄 里斯因子”和“黄方程”等重要理论成果并与诺贝尔物理学奖得主波恩合著了经典性科学专著晶格动力学理论 以熟悉的高中物理实验现象“半导体的电阻率随温度的升高而减小”为例通过引入式教学引入能带理论进而运用能带理论解释导体、半导体和绝缘体导电性差异的本质区别为学生对该物理现象的认知打开新的大门教是最好的学 课前组织学生通过超星学习通平台观看教师的视频讲解或其他优秀网络教学资源理解和掌握某个知识点 课堂中利用翻转课堂教学模式把课堂时间交给学生由学生自己站在讲台上把该知识点讲给其他同学进而激发学生的参与式学习提升学生的自主学习能动性 此目的是为了营造良好的参与式学习氛围鼓励学生参与到教学环节促进教学目标的实现在课堂教学结束之际利用学习通中的“随堂练习”功能开展检验及时掌握学生的学习状况以及本次课教学目标的达成效果 以“.型半导体的载流子浓度”为例笔者有针对性的设计 道选择题设定完成时间为 分钟检验结果如图 所示 学习通的“随堂练习”功能可以快捷、直观地展现出检验结果为教师评估教学目标达成效果提供了便利 随后教师简练地总结本次教学的知识点并带领学生一起回顾讲授内容 后面笔者将重点讨论随堂练习环节对教学效果和学生学习兴趣的影响.课后教学课后教学过程既是对课中课堂教学的补充和完善也是对课前和课中教学效果的重要反馈 课后使用学习通平台的“作业/考试”功能发布本次课后作业和章节测试并设置答案批阅后可查看在经教师批阅后通过查阅参考答案学生的学习主动性将得到进一步提升 课后作业和章节测试的测试结果将作为平时成绩的一部分被记录下来 通过对课后作业和章节测试结果的分析及时调整课前和课中教学过程进一步优化该教学模式的实施方法和过程 教学模式中检验评估(随堂练习)环节对教学效果的影响为了研究检验评估(随堂练习)环节对教学效果的影响笔者先后两年担任半导体物理课程的任课老师保证了教学内容和教学进度等其他因素基本不变 以 学年第一学期的授课学生作为对照组以 学年第一学期的授课学生作为实验组其中实验组实施了课中检验评估环节而对照组没有实施该环节 利用超星学习通平台的“随堂练习”功能对实验组学生展开检验评估见图 所示()例题 问卷结果 ()例题 问卷结果图 学习通中检验评估(随堂练习)环节本文从平时成绩、期末考试成绩以及综合成绩三个维度评价检验评估环节对教学效果的影响综合成绩由平时成绩和期末考试成绩构成其中平时成绩占比 期末考试成绩占比.如图 所示明显可以看出实验组平时成绩明显高于对照组平时成绩 尽管对照组期末成绩比实验组期末成绩高但是实验组综合成绩却与对照组综合成绩相当 这一结果表明检验评估环节在提升教学效果方面扮演着重要角色图 检验评估环节对教学效果的影响注:此处平时成绩、期末考试成绩以及综合成绩皆取平均值笔者观察发现对照组部分学生虽然平时作业完成和课堂表现并不出色可是他们依旧能在期末考试中获得高分成绩 造成这一现象的原因可能是期末考试题目较简单和他们较强的应试能力 为了更加客观地探讨检验评估环节对教学效果的影响笔者此处重点讨论随堂练习对平时成绩的影响通过对比实验组和对照组的平时成绩分布(见表)不难发现实验组的优良占比高达.而对照组的优良占比仅有.这充分表明随堂练习(即检验评估环节)有助于提升大部分学生的学习积极性和主动性 同时也发现对照组的平时成绩分布更符合高斯分布这表明在未实施随堂练习的情况下学生的学习积极性并不高与不活跃的课堂气氛是吻合的 相反实验组学生的学习积极性在经历检验评估环节后得到显著提升这一结论在成功实施的翻转课堂教学中得到证实 实验组中有不少学生通过毛遂自荐方式主动走到讲台上跟大家分享对 结、杂质半导体和非平衡载流子等知识点的理解而这一现象在参照组中从未发生过 这主要是因为基于超星学习通平台的课堂随堂练习可以对学生的学习效果给出及时反馈这不仅有助于教师及时准确了解学生对讲授内容的掌握程度以便做到讲授内容深度与进度的有效把控而且还能使学生对讲授内容的掌握程度做到“心里有数”进而调动学生的学习积极性和能动性促进师生的有效互动和密切配合从而实现课堂教学目标的有效达成表 实验组和对照组的平时成绩分布不及格()实验组.参照组.注:实验组的不及格是由于学生生病未及时完成导致 调查反馈如图 所示半导体物理课程结束后我们使用超星学习通平台的“问卷”功能对实验组学生进行了相关问卷调查 从图()中可以明显看出学生们喜欢这种教学模式并且大部分学生愿意继续开展当前的教学模式 此外.的学生认为该教学模式有助于提升他们的学习积极性(见图()该调查反馈结果表明当前的教学模式获得了学生们的认可并取得了较好的教学效果()是否愿意继续开展当前的教学模式()该教学模式是否有助于提升学习积极性图 调查反馈结果 结语半导体物理课程是学习半导体器件物理以及集成电路技术的基础其教学效果的改善和提升对我国半导体行业人才培养具有重要意义 超星学习通平台是重要的线上信息化教学平台教学理念具有完善的教学理论体系以半导体物理课程为例将二者相结合起来开展的混合式教学实践表明该混合式教学模式可显著提升学生的学习积极性和主动性并获得较好的教学效果 另外我们还发现检验评估环节对平时成绩的提升具有重要影响 希望本文基于 模式的混合式教学探索能够为半导体物理课程以及其他课程的教学改革提供有益参考参考文献:王 玫 周晓斌.“半导体物理”课程教学改革探讨.发明与创新职业教育():.程立文.“中美贸易摩擦”背景下微电子专业“半导体物理学”的教学改革初探.物理通报():.王晴 张兴桃 钱玉梅等.基于超星学习通的物理化学 教学模式改革实践.大学化学():.董 雯 林 华 潘凌鸿 等.基于超星学习通的混合式教学模式实践 以“临床生物化学检验技术”为例.湖北理工学院学报():.严培胜.基于“超星学习通”的高等数学混合式教学模式构建.湖北经济学院学报(人文社会科学版)():.张丽君.基于超星学习通的英语阅读移动教学模式应用研究.信息技术与信息化():.()/:.张 雄 张 喻 单传家 等.基于超星学习通的 线上教学模式实践探究 以湖北师范大学大学物理课程为例.湖北师范大学学报(自然科学版)():.王 叶 陈 超 田宗明.基于超星学习通的基础化学 教学模式研究.山东化工():刘恩科 朱秉升 罗晋生.半导体物理学(第 版).北京:电子工业出版社.():.: