應(yīng)用型本科高?！按髮W(xué)物理”的“金課”建設(shè)與實(shí)踐

馮友君

（四川旅游學(xué)院 信息與工程學(xué)院，四川 成都 610100）

全面深化高等教育改革的核心在課程建設(shè)。2018年6月，在新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上，陳寶生首次提出了“金課”的概念。同年8月，教育部印發(fā)《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》，第一次正式使用“金課”的概念。同年11月，教育部高教司吳巖司長在第11屆中國大學(xué)教學(xué)論壇上，闡明了“金課”的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)：高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，并指明了其深刻內(nèi)涵。為各門課程的“金課”建設(shè)指明了方向。

“大學(xué)物理”作為理工科各專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面具有其他課程所不能替代的作用，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上具有舉足輕重的地位。而各個(gè)應(yīng)用型專業(yè)都有各自的特點(diǎn)與要求，各專業(yè)學(xué)生的物理學(xué)基礎(chǔ)也各不相同，這就需要“大學(xué)物理”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式、考核方式等方面與專業(yè)特點(diǎn)相呼應(yīng)，為學(xué)生后期的專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

國內(nèi)多所高校都在嘗試進(jìn)行“金課”建設(shè)，但大多教學(xué)改革模式不易復(fù)制。近年來，筆者所在的大學(xué)物理課程團(tuán)隊(duì)一直圍繞“金課”建設(shè)的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)“大學(xué)物理”課程的教學(xué)進(jìn)行了深入思考和不斷改革，建設(shè)了本校的“大學(xué)物理”課程教學(xué)改革方法。

一、“大學(xué)物理”的“金課”建設(shè)內(nèi)容

（一）“大學(xué)物理”課程內(nèi)容的改革

第一，改革“大學(xué)物理”課程內(nèi)容的教學(xué)順序。目前，我?！按髮W(xué)物理”課程開設(shè)的情況如表1所示。由于不同專業(yè)“大學(xué)物理”課程的學(xué)時(shí)不同，所開設(shè)的教學(xué)內(nèi)容不同。由于大一新生高等數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”課程時(shí)稍顯吃力。針對(duì)此問題，我們調(diào)研了多所開設(shè)相關(guān)專業(yè)的兄弟院校，對(duì)開設(shè)兩學(xué)期“大學(xué)物理”課程教學(xué)內(nèi)容的順序進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，以便學(xué)生恰當(dāng)應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)解決大學(xué)物理中的問題。

表1 “大學(xué)物理”課程開設(shè)的情況

目前，市面上絕大多數(shù)大學(xué)物理教材上冊的內(nèi)容有：力學(xué)、電磁學(xué)，下冊內(nèi)容有：光學(xué)、熱學(xué)、近現(xiàn)代物理等內(nèi)容。針對(duì)這樣的教材實(shí)際情況，筆者所在團(tuán)隊(duì)結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)上冊、下冊教材內(nèi)容的授課順序進(jìn)行了調(diào)整，將需要較少高數(shù)知識(shí)的力學(xué)、光學(xué)調(diào)整至第一學(xué)期學(xué)習(xí)，而將需要更多高等數(shù)學(xué)知識(shí)的電磁學(xué)、熱學(xué)及近現(xiàn)代物理等知識(shí)調(diào)整在第二學(xué)期開設(shè)，解決了學(xué)生運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)的問題。

第二，將“大學(xué)物理”課程內(nèi)容與專業(yè)內(nèi)容相結(jié)合?！按髮W(xué)物理”是基礎(chǔ)課，具有更廣的適應(yīng)性。因此，很多應(yīng)用型高校的“大學(xué)物理”課程教學(xué)內(nèi)容并沒有根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)及所需物理學(xué)基礎(chǔ)有針對(duì)性地設(shè)置，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)用性和趣味性。針對(duì)此情況，筆者所在團(tuán)隊(duì)要求教師認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)課內(nèi)容，比如：食品相關(guān)專業(yè)的教師需學(xué)習(xí)物理化學(xué)、食品工程原理等課程；建筑電氣與智能化專業(yè)的教師需學(xué)習(xí)電路理論、建筑電氣控制技術(shù)等專業(yè)課程，了解專業(yè)課中究竟涉及物理學(xué)的哪些內(nèi)容，可以用物理學(xué)知識(shí)來解決什么問題等。同時(shí)，教師還需要了解本專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，知道學(xué)生在校學(xué)什么、畢業(yè)后做什么，做到對(duì)專業(yè)特點(diǎn)“心中有數(shù)”，然后再來設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。這樣，增加了更多與專業(yè)貼近的物理學(xué)內(nèi)容與前沿內(nèi)容，將物理知識(shí)與專業(yè)課程有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生感受到“大學(xué)物理”課程是與本專業(yè)緊密相連的實(shí)用性課程。

（二）“大學(xué)物理”課程授課模式的改革

第一，授課形式多樣化。當(dāng)前，授課的模式有多種，如翻轉(zhuǎn)式、對(duì)分式、混合式等。實(shí)質(zhì)都是以學(xué)生為主體的參與式學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)模式的理論基礎(chǔ)源于學(xué)習(xí)成效的“金字塔”模型。該模型的具體內(nèi)容如圖1所示，它是指學(xué)習(xí)保留率與學(xué)習(xí)方式之間的關(guān)系所形成的金字塔形狀。從圖中可以看出在兩周后應(yīng)用不同的學(xué)習(xí)方式的學(xué)生的知識(shí)保留率不同。僅采用聽講、閱讀、視聽、演示等被動(dòng)學(xué)習(xí)方式的學(xué)生，兩周后知識(shí)保留率很低，分別為5%、10%、20%、30%；而采用討論、實(shí)踐、教授給他人等主動(dòng)學(xué)習(xí)方式的學(xué)生，兩周后的知識(shí)保留率分別為50%、75%、90%。因此，為了讓知識(shí)保留率高，必須讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

圖1 學(xué)習(xí)成效的“金字塔”模型［8］

基于此理論，筆者所在團(tuán)隊(duì)分別將“課堂派”“學(xué)習(xí)通”等平臺(tái)融入線下課程，查看出勤率、提問、提交課堂練習(xí)等情況，使課堂形式多樣化，讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。

第二，調(diào)研“生活中的物理學(xué)知識(shí)”。由圖1可知，應(yīng)用“傳授給他人”的主動(dòng)學(xué)習(xí)方式，知識(shí)的保留率最高，也就是說如果某一知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生能自如地講解給其他同學(xué)聽，并讓其他同學(xué)聽懂，那就說明他自己已經(jīng)深入理解并掌握了該知識(shí)。

基于此理論，我們將教材內(nèi)容按照物理學(xué)知識(shí)的分類，將所學(xué)內(nèi)容分為：力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)等幾個(gè)部分。在每一部分內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束后，以小組為單位，調(diào)研生活中的這一部分知識(shí)，并讓學(xué)生自擬題目，以Word、PPT或拍攝小視頻等形式，在課堂上講授，講授結(jié)束需現(xiàn)場回答教師及同學(xué)的提問。

為避免個(gè)別學(xué)生渾水摸魚不認(rèn)真調(diào)研的情況，在現(xiàn)場講解環(huán)節(jié)，教師及其他組的學(xué)生可以向該組任意一位學(xué)生提問，而回答的結(jié)果直接影響本組學(xué)生的得分。學(xué)生需要靈活掌握這部分知識(shí)才能做到這一環(huán)節(jié)不扣分，從而提高了這部分知識(shí)的“挑戰(zhàn)度”。

通過這樣的形式，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的主動(dòng)性大大提高，課堂中學(xué)生的抬頭率、討論度也上升很多。

（三）“大學(xué)物理”課程考核方式的改革

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，將大學(xué)物理的考核方式由原來平時(shí)成績占總成績的30%、期末閉卷紙質(zhì)化試卷考試成績占總成績的70%，改為平時(shí)成績占40%、期末閉卷紙質(zhì)化試卷成績占60%的考核評(píng)價(jià)方式。增加了平時(shí)成績的占比，更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)全過程。平時(shí)成績評(píng)價(jià)包括：課后書本紙質(zhì)作業(yè)、課后調(diào)研成果、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)使用情況及出勤等方面綜合評(píng)定，具體情況如表2所示。課程的成績來源包括：任課教師、學(xué)生互評(píng)、平臺(tái)，不再是任課教師一評(píng)到底，增加了學(xué)生參與環(huán)節(jié)。

表2 成績考核構(gòu)成

二、教學(xué)結(jié)果對(duì)比

該改革在某一個(gè)專業(yè)的2019級(jí)學(xué)生中進(jìn)行了實(shí)踐。結(jié)果證明，教改取得一定成果，現(xiàn)列舉相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。

圖2是該專業(yè)2019級(jí)實(shí)踐組與2020級(jí)非實(shí)踐組學(xué)生的期末考試成績分布情況。明顯看出，通過教學(xué)改革，實(shí)踐組的低分?jǐn)?shù)段人數(shù)明顯較少，70～79分?jǐn)?shù)段與80～89分?jǐn)?shù)段的人數(shù)明顯較多。同時(shí)，整個(gè)實(shí)踐組的平均分比非實(shí)踐組的平均分高4.3分。

圖2 學(xué)生期末試卷考試成績對(duì)比圖

期末試卷的基礎(chǔ)題總分為48分，圖3列出了學(xué)生的基礎(chǔ)題得分對(duì)比圖。可以看出，實(shí)踐組基礎(chǔ)題得分情況明顯好于非實(shí)踐組，得分40分以上的人數(shù)也明顯比非實(shí)踐組人數(shù)多。

圖3 學(xué)生期末試卷基礎(chǔ)題得分對(duì)比圖

通過這些數(shù)據(jù)的分析，充分說明本次教學(xué)改革取得了一定成效。

結(jié)語

通過對(duì)應(yīng)用型本科高?！按髮W(xué)物理”的“金課”建設(shè)過程中的多年教學(xué)改革實(shí)踐，筆者介紹了所在團(tuán)隊(duì)的教學(xué)改革方法：即課程內(nèi)容與專業(yè)特征有機(jī)結(jié)合，增加了課程的高階性；適當(dāng)利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、學(xué)生課后調(diào)研本課程的相關(guān)知識(shí)并講授；任課教師不再是大學(xué)物理課程成績的唯一評(píng)判員等方法，增加了課程的創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)度。這些改革極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)習(xí)成績也大幅提高。這種教學(xué)改革方法具有較強(qiáng)的可復(fù)制性，易于推廣至其他的公共課或部分專業(yè)課，以及其他高校。課后學(xué)生調(diào)研相關(guān)內(nèi)容可以倒逼學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，進(jìn)而加快應(yīng)用型本科高校提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的進(jìn)程。