本書是大學(xué)物理SPOC混合式學(xué)習(xí)模式在清華大學(xué)探索和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)呈現(xiàn)，盡可能詳盡展現(xiàn)其中的各個(gè)細(xì)節(jié)，以幫助愿意嘗試混合式學(xué)習(xí)模式的教師和學(xué)生盡快適應(yīng)這種新的學(xué)習(xí)方式。特別是提供了翻轉(zhuǎn)課堂討論題目，可為翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式提供借鑒。除此還提供了與傳統(tǒng)教學(xué)方式的比對(duì)數(shù)據(jù)，希望能幫助人們消除對(duì)混合式學(xué)習(xí)模式的疑慮。
本書可配合網(wǎng)絡(luò)上的大學(xué)物理MOOC視頻，作為高等院校非物理類專業(yè)本科大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教材使用，還可以供其他有關(guān)專業(yè)選用和社會(huì)讀者學(xué)習(xí)使用。
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本書是大學(xué)物理SPOC混合式學(xué)習(xí)模式在清華大學(xué)探索和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)呈現(xiàn)，盡可能詳盡展現(xiàn)其中的各個(gè)細(xì)節(jié)，以幫助愿意嘗試混合式學(xué)習(xí)模式的教師和學(xué)生盡快適應(yīng)這種新的學(xué)習(xí)方式。特別是提供了翻轉(zhuǎn)課堂討論題目，可為翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式提供借鑒。除此還提供了與傳統(tǒng)教學(xué)方式的比對(duì)數(shù)據(jù)，希望能幫助人們消除對(duì)混合式學(xué)習(xí)模式的疑慮。
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關(guān)于教學(xué)模式的探討很多，實(shí)在的內(nèi)容少，本書是彌補(bǔ)這方面的不足，是SPOC教學(xué)模式使用的*手教學(xué)材料。
前言17世紀(jì)中葉，偉大的教育家捷克人夸美紐斯出版了教育學(xué)上里程碑式的著作《大教學(xué)論》［1］，從此開(kāi)啟了現(xiàn)代學(xué)校教育的時(shí)代。課堂教學(xué)模式也由此發(fā)展興盛，經(jīng)久不衰。那個(gè)時(shí)代，在課堂上從教師那里獲得知識(shí)，顯然是最主要的學(xué)習(xí)途徑。課堂可以容納很多學(xué)生，一位教師在上課時(shí)間向這些學(xué)生傳遞知識(shí)，這就是這種教學(xué)方式的形式。這種教學(xué)方式成為今天絕大多數(shù)學(xué)校的傳統(tǒng)，盡管有些改進(jìn)或變化，比如，可能在一些小課堂，教師不僅講授，還可能多少與學(xué)生有互動(dòng)討論，但以教師講授為中心的傳統(tǒng)教學(xué)方式仍然是主體，延續(xù)至今。毫無(wú)疑問(wèn)，我們多數(shù)人都是課堂教學(xué)的受益者，但這并不意味著這種教學(xué)方式就是完美的，不需要改進(jìn)。
環(huán)顧一下其他領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，給人類生活帶來(lái)了巨大的改變。比如，出行方式比起幾百年前有翻天覆地的變化，那時(shí)主要交通工具是馬車，而今天則是汽車、高鐵和飛機(jī)，效率不可同日而語(yǔ)。再比如，通信方式在最近短短幾十年間徹底改變，寫信幾乎成為歷史，完全被電子郵件或微信取代。相對(duì)照，課堂教學(xué)方式則幾乎沒(méi)有什么本質(zhì)的變化，還是教師站在講臺(tái)講授，學(xué)生坐在書桌旁聽(tīng)講。難道教學(xué)方式就這么特殊嗎？其實(shí)不然。我們知道現(xiàn)在的學(xué)習(xí)條件與幾百年前相比有了很大的不同，那時(shí)可能有些書，但不普遍，學(xué)生多，教師少，所以課堂教學(xué)是非常重要的傳道解惑的方式，學(xué)生主要從教師那里獲取知識(shí)。后來(lái)，隨著印刷業(yè)的發(fā)展，書籍很多，學(xué)生除了課堂聽(tīng)講，還可以通過(guò)閱讀獲取需要的知識(shí)。事實(shí)上，有不少人是通過(guò)自學(xué)學(xué)到需要的知識(shí)，自學(xué)能力被認(rèn)為是最重要的學(xué)習(xí)能力。現(xiàn)在的條件更是不同，利用互聯(lián)網(wǎng)上各種搜索引擎，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以方便地獲得幾乎任何想知道的信息，而且隨著智能手機(jī)的普及，幾乎任何人都可以在任何地方、任何時(shí)間從互聯(lián)網(wǎng)上獲得自己所需要的資訊，當(dāng)然也包括各種知識(shí)。在這種環(huán)境下，課堂教學(xué)的重要性其實(shí)已經(jīng)弱化很多，需要完全不同的教學(xué)模式。但改變不會(huì)自動(dòng)發(fā)生，就好比交通工具的進(jìn)步，是那些汽車或者高鐵廠商以及飛機(jī)制造公司等與消費(fèi)者的需求合力改變的結(jié)果；智能手機(jī)的普及是已故蘋果公司掌門人喬布斯推動(dòng)的結(jié)果。顯然，教學(xué)方式的改革也需要有人做出改變。傳統(tǒng)課堂是由教師主導(dǎo)的，改變課堂教學(xué)方式的使命，也自然落在廣大教師身上。促進(jìn)教學(xué)方式的進(jìn)步，教師責(zé)無(wú)旁貸。
事實(shí)上，教學(xué)方法改革的腳步一直沒(méi)有停歇，有很多先行者，提出了很多好的方法，以改變以教為中心的局面。尤其是最近一段時(shí)間，隨著互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，各種新的教學(xué)方法應(yīng)運(yùn)而生。比如，混合式學(xué)習(xí)［2］、同伴教學(xué)方法［3］、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)、案例教學(xué)、探究式教學(xué)，等等。這些教學(xué)方法都各自經(jīng)歷了一段時(shí)間的教學(xué)實(shí)踐，針對(duì)不同學(xué)習(xí)者和不同課程提出了優(yōu)化的學(xué)習(xí)策略。最近幾年，我們?cè)谇迦A大學(xué)做了大學(xué)物理教學(xué)方法改革實(shí)踐，采用了SPOC混合式學(xué)習(xí)模式，這是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的一種顛覆。實(shí)踐過(guò)程中，我們對(duì)其效果盡可能做科學(xué)的評(píng)估。在目前階段的結(jié)論是：相比傳統(tǒng)的教學(xué)方式，SPOC混合式學(xué)習(xí)模式顯示些微的優(yōu)勢(shì)。我們相信將來(lái)隨著SPOC混合式學(xué)習(xí)模式的改進(jìn)以及學(xué)生對(duì)這種學(xué)習(xí)模式的適應(yīng)，SPOC混合式學(xué)習(xí)模式的優(yōu)勢(shì)將會(huì)是壓倒性的。大家可以回顧汽車替代馬車的初期，汽車速度比馬車也快不了多少，還經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)械故障，甚至有時(shí)拋錨，這時(shí)坐在馬車上的人嘲笑著從汽車旁駛過(guò)，因?yàn)槟莻�(gè)時(shí)候馬車已經(jīng)很成熟，而汽車才出現(xiàn)。現(xiàn)在我們沒(méi)人會(huì)記得那些坐在馬車上的人，他們同馬車一起消失了。本書雖然有一些作者關(guān)于教育教學(xué)的觀點(diǎn)論述，但絕非教學(xué)研究的專著。作者并不試圖提出新的學(xué)習(xí)模式，而只是將以往其他學(xué)者的教學(xué)方法研究成果應(yīng)用于大學(xué)物理教學(xué)。本書實(shí)際是大學(xué)物理SPOC混合式學(xué)習(xí)模式在清華大學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)呈現(xiàn)，并且，盡可能詳盡展現(xiàn)其中的各個(gè)細(xì)節(jié)，包括課堂上的討論題目，希望對(duì)SPOC混合式學(xué)習(xí)模式的改進(jìn)和發(fā)展做出貢獻(xiàn)。感謝清華大學(xué)對(duì)于教學(xué)方法改革實(shí)踐的大力支持和幫助，感謝清華大學(xué)教務(wù)處教改項(xiàng)目的支持。安宇
2018年春于清華園
安宇，清華大學(xué)物理系教授，北京市教學(xué)名師，清華大學(xué)大學(xué)物理課程負(fù)責(zé)人。清華出版社《大學(xué)物理學(xué)（第4版）》作者。
目錄
第1篇淺議學(xué)習(xí)模式
第1章為什么傳統(tǒng)的課堂講授模式需要改變
第2章怎樣提高課堂教學(xué)的效率
2.1以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主
2.2以學(xué)為主的課堂應(yīng)該是什么樣的
2.3教師在課堂討論中起什么作用
2.4學(xué)生應(yīng)該怎樣面對(duì)多元化的學(xué)習(xí)模式
2.5學(xué)生應(yīng)該怎樣參與討論課堂
第3章什么是大學(xué)物理SPOC混合式學(xué)習(xí)模式
第4章大學(xué)物理混合式學(xué)習(xí)課堂討論什么
第2篇大學(xué)物理SPOC混合式學(xué)習(xí)課堂討論題目
第5章力學(xué)
5.1運(yùn)動(dòng)學(xué)
5.2質(zhì)點(diǎn)力學(xué)
5.3動(dòng)量和角動(dòng)量
5.4功和機(jī)械能
5.5流體
5.6剛體
第6章狹義相對(duì)論
6.1同時(shí)性的相對(duì)性及洛倫茲變換
6.2相對(duì)論速度變換及動(dòng)量能量變換
第7章振動(dòng)與波動(dòng)
7.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)
7.2行波
7.3波的疊加
7.4多普勒效應(yīng)
第8章熱學(xué)
8.1氣體分子運(yùn)動(dòng)論
8.2熱力學(xué)第一定律
8.3熱力學(xué)第二定律和熵
第9章電磁學(xué)
9.1真空中的靜電場(chǎng)
9.2電勢(shì)
9.3靜電場(chǎng)中導(dǎo)體
9.4靜電場(chǎng)中電介質(zhì)
9.5穩(wěn)恒電流
9.6靜磁場(chǎng)
9.7磁力
9.8磁介質(zhì)
9.9電磁感應(yīng)
9.10麥克斯韋方程組和電磁波
第10章波動(dòng)光學(xué)
10.1光的干涉
10.2光的衍射
10.3光的偏振
第11章量子物理基礎(chǔ)
11.1波粒二象性
11.2薛定諤方程
11.3原子中的電子
11.4固體中的電子
11.5原子核與粒子物理
參考文獻(xiàn)
附錄A大學(xué)物理SPOC混合式學(xué)習(xí)模式效果評(píng)估
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