面向一流課程建設(shè)的教育教學(xué)策略研究與實踐*

熊紅彥

(河北工程大學(xué)數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院 河北 邯鄲 056038)

陳建濤

(河北工程大學(xué)研究生部 河北 邯鄲 056038)

李海寶

(黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150022)

為提高后疫情時期的教育教學(xué)效能，聚焦高校課程建設(shè)在新時代下新的內(nèi)涵要求，結(jié)合“一流本科教育與一流課程建設(shè)”，我們將課程教學(xué)對接能力與素質(zhì)培養(yǎng)，以“學(xué)生為中心”,以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維為切入點，拓展內(nèi)涵，融合創(chuàng)新，構(gòu)建疫后課程教學(xué)策略，建設(shè)有特色的本科課程，提升教學(xué)效率，并將社會責任教育和物理文化傳承融入教學(xué)，實現(xiàn)價值引領(lǐng)和能力培養(yǎng).

課程學(xué)習(xí)是教育教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，課程質(zhì)量直接影響教育教學(xué)質(zhì)量.以深化教育教學(xué)改革為契機，以提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)性為原則，“以學(xué)生為中心”，強化能力培養(yǎng)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教育教學(xué)模式、發(fā)展教學(xué)團隊，推進專業(yè)教育與思政教育有機融合.

1 實施原則

結(jié)合工程專業(yè)培養(yǎng)目標、定位，拓展內(nèi)涵、融合創(chuàng)新，解決部分學(xué)生學(xué)習(xí)精力投入不足，課程內(nèi)容豐富與課時有限性等突出矛盾，課程教學(xué)體系中社會責任教育和物理文化傳承彰顯不足，學(xué)生學(xué)習(xí)評價體系單一等問題，提升課程的高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)性.

首先立足專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位，建設(shè)具有優(yōu)勢特色的課程.其次，將現(xiàn)代前沿的學(xué)術(shù)科研成果引入課程教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，加大課外學(xué)習(xí)力度，使學(xué)生善于研究、敢于質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生大膽創(chuàng)新的精神和能力.另外利用優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源平臺和先進融媒體技術(shù)，積極踐行線上線下混合課程建設(shè).注重內(nèi)涵拓展，積極融入綠色工程教育理念，充分挖掘理工科基礎(chǔ)課程如數(shù)學(xué)、物理等蘊涵的科學(xué)思想和研究方法，發(fā)揮其指導(dǎo)作用，不斷發(fā)展和開發(fā)案例教學(xué)素材.

2 研究方法

我們主要運用文獻分析、調(diào)查比對、經(jīng)驗總結(jié)等方法.通過問卷統(tǒng)計分析、收集學(xué)生對教學(xué)中講授的內(nèi)容、方法的建議、意見，擬定實施計劃.從面上和點上總結(jié)，為構(gòu)建一流課程的教學(xué)體系、深化教學(xué)改革、培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用人才積累經(jīng)驗.

3 研究內(nèi)容

為深化教育教學(xué)改革，我們立足高等教育內(nèi)涵式建設(shè)，堅持立德樹人、課程教學(xué)對接能力與素質(zhì)培養(yǎng)，拓展內(nèi)涵，融合創(chuàng)新，建設(shè)有特色的本科課程，創(chuàng)新教學(xué)模式方法，提升教學(xué)效率，并將社會責任教育和物理文化傳承融入教學(xué)，實現(xiàn)價值引領(lǐng)和能力培養(yǎng).

3.1 應(yīng)用分形觀 積極探索教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的融合創(chuàng)新

我們把一些部分與整體相似的形體稱為分形(fractal)，以廣義分形觀為理論基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)在同一門課程不同內(nèi)容的邏輯體系、歸納推理、思想方法等，均不同程度地存在著自相似性或自仿射性[1].將復(fù)雜的理論、內(nèi)容通過自相似思想重構(gòu)，在教學(xué)實踐中同時使用“專題式教學(xué)法” “問題驅(qū)動式教學(xué)法”“滲透式教學(xué)法”，加強課程內(nèi)容的互聯(lián)互通，注重知識能力、情感態(tài)度、價值觀的培養(yǎng)，提高課堂教學(xué)效能.

從知識體系結(jié)構(gòu)入手，通過思想方法引領(lǐng)、內(nèi)容植入，把課程整體與部分之間，具有自相似性的內(nèi)容(小樹杈)整合成一個“系統(tǒng)”，讓學(xué)生更形象地理解理論知識，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的拓展和融合創(chuàng)新.

3.2 挖掘?qū)W科文化 拓展課程內(nèi)涵 實現(xiàn)教育教學(xué)實踐創(chuàng)新

我們以問題為導(dǎo)向，熔煉課程內(nèi)容，在恰當重構(gòu)知識體系的基礎(chǔ)上，深度融入學(xué)科思想、方法與科學(xué)精神等反映學(xué)科文化、拓展課程內(nèi)涵的教育教學(xué)案例.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和探討學(xué)科文化.以科學(xué)精神、工匠精神，拓展課程內(nèi)涵建設(shè).

在課程教學(xué)過程中，圍繞綠色工程教育理念，梳理已有的專題內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生開展綠色工程與物理技術(shù)專題研討，提出了“綠色工程與技術(shù)” 專題，深入挖掘環(huán)境生態(tài)建設(shè)中的物理學(xué)原理和思想，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識以及其新觀念、新思想、新方法.在科學(xué)文化的視野下，引導(dǎo)學(xué)生樹立良好的人生觀、價值觀，從而起到傳承文化、價值引領(lǐng)、點燃學(xué)生智慧的作用.

我們通過學(xué)習(xí)通、雨課堂等公共網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容在線化、師生共建共享；特別是積極利用QQ群視頻、共享建站等第三方共享網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持和服務(wù)，有效地利用了公共資源，降低了師生使用的技術(shù)門檻，還破解了資金制約問題.

3.3 創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價體系 建立起體現(xiàn)學(xué)生志趣的學(xué)習(xí)效果評價辦法

學(xué)生的志趣不同，能力表現(xiàn)會有所不同.他們會在數(shù)字模擬環(huán)節(jié)、文本報告等環(huán)節(jié)表現(xiàn)不同……，因此，需要建立起體現(xiàn)學(xué)生志趣的學(xué)習(xí)效果分類評價辦法.為實現(xiàn)對學(xué)習(xí)效果的分類評價，我們把平時的過程性考核環(huán)節(jié)分成基礎(chǔ)理論和自選兩大模塊，基礎(chǔ)理論模塊包括課程的基本理論、基本思想和方法；而自選模塊包括視頻演講、設(shè)計方案、文本報告等，對接“一流”人才核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求.學(xué)生可根據(jù)自己的興趣、特長選擇作業(yè)形式，以突出因材施教和促進志趣發(fā)展[2].

4 實施過程

4.1 面向一流應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)與拓展

我們注意在教學(xué)實踐中滲透學(xué)科文化、綠色工程教育.融入學(xué)科思想、方法與科學(xué)精神等反映學(xué)科文化、拓展課程內(nèi)涵的教育教學(xué)案例.通過綠色工程教育引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識以及其新觀念、新思想、新方法.深入挖掘環(huán)境生態(tài)等要素中的物理學(xué)原理和思想，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和探討學(xué)科文化.注重信息化教學(xué)手段的融合利用，實現(xiàn)教育教學(xué)實踐創(chuàng)新的具體操作經(jīng)驗和經(jīng)典案例.

4.2 引入PI與PBL模式 促進學(xué)生自主探究

PBL(Problem-Based Learning)是一種基于問題的學(xué)習(xí)模式，PI(Peer Instruction)是一種同伴合作學(xué)習(xí)的模式.在創(chuàng)新教育觀和創(chuàng)新人才觀下，在創(chuàng)新實驗班的“大學(xué)物理”和“發(fā)展中的物理學(xué)”中采用了PI與PBL教學(xué)模式，如圖1所示.教師創(chuàng)設(shè)情境提出問題，學(xué)生以問題為中心，先后以小組討論和班級討論的形式展開探究，教師適時地加以啟發(fā)，最后通過總結(jié)反思使學(xué)生自主構(gòu)建物理知識，促進合作學(xué)習(xí).在這種模式下，學(xué)生不僅掌握了更加牢固的知識，而且發(fā)散性思維能力以及深度思考問題的習(xí)慣得到了鍛煉.此外，在課堂教學(xué)中還開展了學(xué)生的學(xué)術(shù)演講活動.

圖1 PBL模式示意圖

4.3 充分利用現(xiàn)有教學(xué)團隊 以科研促進教學(xué)

采取教學(xué)與科研協(xié)同教育教學(xué)機制.以課堂教學(xué)內(nèi)容為研討對象，把科研前沿成果轉(zhuǎn)化為教案內(nèi)容，實現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的相互融合、滲透；實行本科生導(dǎo)師制，引導(dǎo)本科生參與到科研項目中來，創(chuàng)造更多機會參與研究過程，加強對人才培養(yǎng)的科研素養(yǎng)訓(xùn)練；開放雙創(chuàng)中心、工程技術(shù)中心等科研平臺，通過參與科研項目、研究專題、學(xué)科競賽等多種方式，促進學(xué)生全面地掌握作為研究者對問題的提出、分析和解決的手段和思路，從而使學(xué)生具有創(chuàng)新能力的基本素質(zhì)，有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)動力和效能.近年來學(xué)生在多項學(xué)科知識與技能競賽中獲獎，表現(xiàn)出優(yōu)異的分析能力和競技水平.

依托國家、省杰出青年基金、自然科學(xué)基金等眾多項目，緊跟科學(xué)研究前沿，充實課堂授課內(nèi)容，授予學(xué)生最新專業(yè)知識及應(yīng)用，指導(dǎo)研究生和本科生學(xué)位論文，使他們受到更為系統(tǒng)的學(xué)術(shù)訓(xùn)練.

將教師團隊的科研成果滲透至課堂教學(xué)中，使教學(xué)內(nèi)容與時俱進.鼓勵學(xué)生課下參與教師的項目或自己承擔創(chuàng)新項目，發(fā)展“做、學(xué)、研”模式.引導(dǎo)學(xué)生通過科研實驗學(xué)懂相關(guān)知識，邊研究相關(guān)問題，進而提升其創(chuàng)新能力.

通過大學(xué)生科技活動、創(chuàng)新實驗以及實踐教學(xué)等多維度教育教學(xué)，對學(xué)生進行專業(yè)化、個性化的指導(dǎo)等等舉措，使我們培養(yǎng)的學(xué)生在名校云集的中國大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽方面成績突出.這得益于多種手段激勵學(xué)生獲取知識的主動性，解決工程實際問題的積極性，讓枯燥的理論知識學(xué)習(xí)起來輕松愉快而且有趣味，并最終使參加上述活動的學(xué)生，在國家級、省級學(xué)科等各類競賽中成績斐然.這些成效可以作為一流應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的重要指標.

5 結(jié)論

面對后疫情時期教育教學(xué)的新要求以及高等教育改革發(fā)展的新任務(wù),將分形理論應(yīng)用于課程改革中，提出系統(tǒng)與“分形”式教學(xué)法有著極其重要的科學(xué)方法論意義.目前成果已推廣到省內(nèi)外同類學(xué)校，通過教學(xué)對比實驗表明，試點班學(xué)生比非試點班的學(xué)習(xí)興趣和成績提高明顯，在參加各項科技創(chuàng)新活動中的獲獎率也明顯優(yōu)于非試點班.近3年物理省級競賽一等獎獲得率高出非試點班50%以上；成功申請國家專利50余項，2017年學(xué)生發(fā)明專利20多項.學(xué)生工程實踐意識培養(yǎng)效果明顯，實施效果良好.

堅持課程教學(xué)對接能力培養(yǎng)，以學(xué)習(xí)成效為導(dǎo)向,教學(xué)研究融合專題式、 “分形”式、PBL模式等等，至此教學(xué)法已仿射到了光學(xué)、地質(zhì)、水電等工程專業(yè)課程，教學(xué)創(chuàng)新有益于學(xué)生知識應(yīng)用能力和實踐水平的培養(yǎng),促進了教學(xué)有效支撐培養(yǎng)目標的達成，對相關(guān)專業(yè)認證夯實了基礎(chǔ)；有助于教師教學(xué)能力的提升、融媒技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，為全面推進“一流”建設(shè)夯實了基礎(chǔ)，極具借鑒、推廣價值.