試論師范專業(yè)認(rèn)證背景下的“固體物理學(xué)”課程教學(xué)改革

文林 楊英 唐建軍 羅淞文

[摘 要] 該文結(jié)合筆者所在學(xué)校物理學(xué)師范專業(yè)的辦學(xué)特點(diǎn)及人才培養(yǎng)目標(biāo)，探討“固體物理學(xué)”在課程目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)手段、考核方式與評(píng)價(jià)細(xì)則、教學(xué)研究和師資隊(duì)伍建設(shè)等方面的改革，以促進(jìn)該門課程更好的達(dá)到國(guó)家?guī)煼墩J(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和物理學(xué)師范專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] 固體物理學(xué);師范專業(yè)認(rèn)證;教學(xué)改革

[基金項(xiàng)目] 2019年度重慶市教育委員會(huì)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（193091）;2019年重慶市研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（yjg193088）

[作者簡(jiǎn)介] 文 林，重慶師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院;楊 英，重慶師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院;唐建軍，重慶市第十五中學(xué)校;羅淞文，重慶市璧山中學(xué)校。

[中圖分類號(hào)] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）17-0184-02 ? ?[收稿日期] 2019-10-21

“固體物理學(xué)”是連接微觀世界和固體宏觀性質(zhì)的橋梁，其應(yīng)用極為廣泛[1]。目前，在我國(guó)的理工科高等院校中，不僅物理學(xué)專業(yè)開設(shè)了這門課程，而且化學(xué)、光電和電子等其他理工科專業(yè)也開設(shè)了“固體物理學(xué)”課程?！肮腆w物理學(xué)”這門課程涉及的內(nèi)容較為廣泛，針對(duì)不同專業(yè)本科生及各個(gè)學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，“固體物理學(xué)”課程的授課內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)很不一樣。

為進(jìn)一步提升高等師范學(xué)校的教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平，教育部于2017年印發(fā)了《普通高等學(xué)校師范類專業(yè)認(rèn)證實(shí)施辦法（暫行）》。師范專業(yè)認(rèn)證對(duì)師范教育提出了新要求和新標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)師范院校有必要對(duì)當(dāng)前的師范教育做出進(jìn)一步的深化改革[2]。本文將結(jié)合我校物理學(xué)師范專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，探討“固體物理學(xué)”在課程目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)手段、考核方式與評(píng)價(jià)細(xì)則、教學(xué)研究和師資隊(duì)伍建設(shè)等方面的改革。

一、基于人才培養(yǎng)目標(biāo)下的課程目標(biāo)改革

重慶師范大學(xué)物理學(xué)師范專業(yè)的人才培養(yǎng)總體目標(biāo)就是基于現(xiàn)代物理教育的發(fā)展趨勢(shì)，使學(xué)生通過本科階段的學(xué)習(xí)，能成長(zhǎng)為適應(yīng)時(shí)代要求和基礎(chǔ)教育改革需要，德智體美全面發(fā)展，科學(xué)素養(yǎng)和教師專業(yè)素養(yǎng)高度整合，基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐技能協(xié)調(diào)發(fā)展、具有創(chuàng)新精神和開拓能力的物理學(xué)教學(xué)和研究人員。因此，物理學(xué)師范專業(yè)“固體物理學(xué)”的教學(xué)目標(biāo)不僅僅是要求學(xué)生掌握固體物理學(xué)的基本概念、基本理論、基本方法和利用固體物理學(xué)知識(shí)研究復(fù)雜固體的基本性質(zhì)，而且還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的師德規(guī)范和教育情懷，提升學(xué)生的教學(xué)能力、班級(jí)管理能力、綜合育人能力，加強(qiáng)講解與中學(xué)物理相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，整合教學(xué)內(nèi)容以提升師范特色。

師范教學(xué)不能“重理論、輕實(shí)踐”，在夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，必須要有效地提升學(xué)生的實(shí)踐能力。重慶師大于2017年開始實(shí)施新的人才培養(yǎng)方案。該方案將原有的18周理論教學(xué)周時(shí)縮短至16周，并將17和18周設(shè)置為教學(xué)實(shí)踐周，組織師生在校內(nèi)外開展了為期兩周的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，如物理學(xué)師范專業(yè)的物理教學(xué)技能實(shí)踐、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)和科研論文寫作實(shí)踐等，旨在提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)手段的改革

“固體物理學(xué)”的知識(shí)內(nèi)容涉及抽象的晶體結(jié)構(gòu)和繁瑣的數(shù)學(xué)計(jì)算，不僅要求學(xué)生具有較強(qiáng)的抽象能力，還要求學(xué)生具有扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)及量子力學(xué)等物理基礎(chǔ)知識(shí)。在以往的“固體物理學(xué)”教學(xué)過程中，大多采用傳統(tǒng)的“教師教、學(xué)生學(xué)”的以教師為中心的授課模式，教學(xué)手段較為單一，學(xué)生綜合能力提升容易受到限制，不利于人才培養(yǎng)。為適應(yīng)新形勢(shì)下的師范教育人才培養(yǎng)質(zhì)量要求，“固體物理學(xué)”教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)計(jì)也應(yīng)做出相應(yīng)改革。

為提升學(xué)生自學(xué)和獨(dú)立思考能力，豐富“固體物理學(xué)”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)手段勢(shì)在必行。在“固體物理學(xué)”的部分教學(xué)內(nèi)容中，可采用“研究式”教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)[3]。

其次，對(duì)于一些抽象的晶體結(jié)構(gòu)模型和復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，可利用多媒體輔助軟件（如PowerPoint、Latex、Flash等軟件）、晶體模擬軟件（Crystal Maker、Diamond等軟件）及數(shù)值計(jì)算軟件（Python、Maltab等軟件）[4]，給學(xué)生形象的展示復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)模型以及讓學(xué)生了解數(shù)值計(jì)算的一些相關(guān)知識(shí)，進(jìn)而使學(xué)生形成對(duì)利用計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算物理等工具和知識(shí)開展理論研究的初步認(rèn)識(shí)。

最后，也可結(jié)合教師的科研課題，將一些簡(jiǎn)單的研究?jī)?nèi)容留作習(xí)題，讓學(xué)生利用已學(xué)“固體物理學(xué)”知識(shí)進(jìn)行科學(xué)研究，使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)“固體物理學(xué)”知識(shí)的理解和應(yīng)用，讓學(xué)生接觸和體驗(yàn)科研過程，激發(fā)學(xué)生探索未知的欲望和科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生切身體會(huì)到“學(xué)有所用”。除此以外，在課堂教學(xué)中，也應(yīng)向?qū)W生介紹一些與固體物理學(xué)知識(shí)相關(guān)的前沿科學(xué)研究領(lǐng)域、最新研究進(jìn)展和當(dāng)前國(guó)際研究熱點(diǎn)，讓學(xué)生了解固體物理與物理其它分支的聯(lián)系以及固體物理學(xué)的重要性，拓寬學(xué)生的視野，尤其能為立志從事凝聚態(tài)物理等相關(guān)科學(xué)研究的本科生提供一些關(guān)于考研專業(yè)選擇的參考。

三、考核方式與評(píng)價(jià)細(xì)則的改革

重慶師大物理學(xué)師范專業(yè)的“固體物理學(xué)”屬于專業(yè)方向選修課程，對(duì)學(xué)生的課程考核，主要由教師根據(jù)該課程的特點(diǎn)和自己的課程教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)，自由選擇課程考核模式。在傳統(tǒng)的“固體物理學(xué)”考核模式中，大部分教師對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核，主要采用平時(shí)成績(jī)和期末試卷考試成績(jī)。平時(shí)成績(jī)主要包括出勤和作業(yè)成績(jī)，占總成績(jī)的20%～30%，而期末考試成績(jī)占70%～80%。這種期末考試成績(jī)占主導(dǎo)的傳統(tǒng)考核模式，在形式上太過于單一，不能對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行客觀正確的評(píng)價(jià)。

重慶師大自2017年開始對(duì)課程考核形式和評(píng)價(jià)細(xì)則進(jìn)行全面改革，要求每門課程減少期末考試成績(jī)比重，鼓勵(lì)教師采取多種考核手段，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的考核。結(jié)合“固體物理學(xué)”這門課程本身的特點(diǎn)，在學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的指導(dǎo)下，物理學(xué)師范專業(yè)“固體物理學(xué)”的考核方式與評(píng)價(jià)細(xì)則做出了進(jìn)一步改革。首先，期末考試在總成績(jī)中所占比例調(diào)整為40%，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)“固體物理學(xué)”中的基本概念、基本理論和基本方法的掌握情況。其次，平時(shí)考試成績(jī)占比提升至60%，其中出勤成績(jī)占20%、教科書上的課后習(xí)題占20%，探索性思考作業(yè)和課堂表現(xiàn)占60%。探索性思考題目主要取自于我校教師的科研課題或經(jīng)典的文獻(xiàn)資料，全為理論計(jì)算題目，其目的是促使學(xué)生利用所學(xué)的固體物理學(xué)知識(shí)開展一些理論研究，鼓勵(lì)同學(xué)間的相互協(xié)作，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)固體物理學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生意識(shí)到固體物理學(xué)知識(shí)在其他物理分支中也存在著重要應(yīng)用，從而提升學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神。課堂表現(xiàn)主要考核學(xué)生回答問題的積極性和能否走上講臺(tái)講解一些自學(xué)知識(shí)和探索性題目，注重對(duì)學(xué)生師范技能表現(xiàn)的考核，以提升學(xué)生的教學(xué)能力。

四、教學(xué)研究和師資隊(duì)伍建設(shè)的改革

“固體物理學(xué)”是物理學(xué)師范專業(yè)本科生學(xué)習(xí)難度最較大的一門課程，其概念不僅抽象，而且涉及到力學(xué)、熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)、聲學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、高等數(shù)學(xué)、量子力學(xué)等各方面的內(nèi)容，對(duì)教師的教學(xué)要求較高，授課教師必須具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)，需要不斷加強(qiáng)教學(xué)研究，積極探索適合本課程教學(xué)的新手段和新方法。除此之外，固體物理學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)代科學(xué)重要支柱及高科技源泉，許多物理研究領(lǐng)域涉及到應(yīng)用固體物理知識(shí)解決物理問題。因此，“固體物理學(xué)”課程的授課教師應(yīng)選擇具有與固體物理相關(guān)的研究背景、活躍在科研第一線的教學(xué)科研人員，除了講解書本知識(shí)以外，還應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)展一些近代固體物理學(xué)的發(fā)展和熱點(diǎn)研究問題，不僅有助于開拓學(xué)生的視野，而且還能幫助部分學(xué)生找到自己的研究興趣和確定以后的考研專業(yè)等。

五、總結(jié)

在國(guó)家實(shí)施普通高等學(xué)校師范類專業(yè)認(rèn)證的新形式下，筆者結(jié)合我校物理學(xué)師范專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和方案，分析了“固體物理學(xué)”的課程改革，希望為今后更好的推動(dòng)“固體物理學(xué)”的教學(xué)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]黃昆，韓汝琦.固體物理學(xué)[N].北京：高等教育出版社，1988.

[2]胡萬山.師范類專業(yè)認(rèn)證背景下教師教育改革的意義與路徑[J].黑龍江高教研究，2018，（7）：25-28.

[3]何云峰.大學(xué)“研究性教學(xué)”的發(fā)展路向及模式構(gòu)建[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2009，（10）：81-83.

[4]張臘梅，商繼敏.探索現(xiàn)代信息技術(shù)在固體物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].課題研究，2016，（1）：23-24.

Abstract： This article is based on the specialty characteristics and talent training goals of the physics teachers' professional education and discusses the reform of Solid Physics in terms of course objectives， teaching design and teaching methods， assessment methods and evaluation rules， teaching research and teacher team building， so as to promote the course to better meet the national certification standards and physics teachers' goal of talent cultivation.

Key words： Solid Physics; Teacher Professional Certification; teaching reform