先進教育理念在大學(xué)電磁學(xué)課程中的應(yīng)用

信江波*，趙天琦，劉芳，李春雷

（東北林業(yè)大學(xué)理學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150040）

電磁的研究和應(yīng)用在認識客觀世界和改造客觀世界中展現(xiàn)了巨大的活力。電磁學(xué)課程是理科和技術(shù)學(xué)科的一門重要基礎(chǔ)課[1]，隨著現(xiàn)代教育的發(fā)展，教育改革不斷深入，這一時期物理教育的綱領(lǐng)性文件實現(xiàn)了由教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變[2]，物理教材建設(shè)呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、多樣化的局面，物理教學(xué)方式走向民主化、多元化。對物理教育質(zhì)量的需求不斷提高，因此，先進教育理念與大學(xué)電磁學(xué)課堂結(jié)合是一種必然趨勢。這種結(jié)合不僅滿足教師的教學(xué)需要，也更能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要：使學(xué)生獲得理科和技術(shù)所必需的知識技能，幫助學(xué)生將社會主流價值觀內(nèi)化，以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。以學(xué)生為中心的教學(xué)，需要了解學(xué)生需求，及時解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，促進學(xué)生有效學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)[3]。同時，也尊重差異性，使學(xué)生在電磁學(xué)學(xué)習(xí)活動中促進自主性和創(chuàng)造性的形成。

1 中外先進教育理念的發(fā)展

1.1 STEM教育理念

STEM即科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科英文首字母的縮寫。1986年美國國家科學(xué)委員會發(fā)表的《本科的科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程教育》報告中首次提及STEM教育理念這一概念[4]。2016年9月14日，美國研究所與美國教育部綜合了研討會與會學(xué)者對STEM未來十年的發(fā)展愿景與建議，聯(lián)合發(fā)布了《教育中的創(chuàng)新愿景》。旨在推進STEM教育創(chuàng)新方面的研究和發(fā)展，并為其發(fā)展提供堅實依據(jù)[5]。

1.2 STEAM教育理念

STEAM教育偏重于學(xué)生跨學(xué)科的綜合能力培養(yǎng)，其加強了自身的實用性和趣味性，提高學(xué)生解決生活真實問題的能力?；诳茖W(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個方面制訂;項目設(shè)計與實施包括知識學(xué)習(xí)、工程設(shè)計和實施三個環(huán)節(jié)，先學(xué)習(xí)相關(guān)的科學(xué)知識，在此基礎(chǔ)上進行假說論證，利用一定的實驗材料設(shè)計實驗步驟并明確實驗過程中的注意事項，根據(jù)實驗步驟進行實驗[6]。

1.3 創(chuàng)客教育

創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化和教育的結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項目學(xué)習(xí)的方式使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵分享，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科處理問題的能力，團隊合作能力和創(chuàng)新素質(zhì)能力的一種教育[7]。高校中的創(chuàng)客教育要結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+眾創(chuàng)空間”的背景，把創(chuàng)客教育的精髓認清，不斷創(chuàng)新教育理念，教育引導(dǎo)學(xué)生認知自我、展現(xiàn)自我、勇于追逐夢想，激發(fā)學(xué)生深層次的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，讓學(xué)生掌握創(chuàng)客的相關(guān)知識和技能，在不斷的實踐中勇于迎接 挑戰(zhàn)，培育學(xué)生團結(jié)協(xié)作、互助共享的時代精神，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新思維意識和全新創(chuàng)造能力的復(fù)合型新時代人才。

1.4 發(fā)展性評價觀

發(fā)展性評價是在正確的教育價值觀指導(dǎo)下，結(jié)合具體的、科學(xué)的教育教學(xué)目標(biāo)，通過建立評價者與被評價者之間相互信任的關(guān)系，進一步制訂雙方彼此認可的發(fā)展目標(biāo)，2020年中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《深化新時代教育評價改革總體方案》，并在方案中對教育評價改革提出了具體要求，為各級各類教學(xué)評價改革指明了方向[8]。發(fā)展性評價觀降低了原本學(xué)校評價中對選拔、甄別方面的需求，糾正原有評價方法中過度重視通過紙筆測驗對學(xué)生的成績進行排名的情況。讓學(xué)生也參與到評價中，通過自我評價，形成自我認識，自我教育，自我提高的能力。

2 先進教育理念在大學(xué)電磁學(xué)課程資源開發(fā)中的應(yīng)用

在電磁學(xué)日常教學(xué)中，教師可有效利用各種途徑豐富物理實驗室課程資源，讓學(xué)生真切感受到科學(xué)的真實性。但在開發(fā)和利用課程資源時，對一些社會生活、生產(chǎn)實踐和文化歷史等領(lǐng)域存在的課程資料尚未得到充分關(guān)注和有效利用[9]。這類原始資料對于促進學(xué)生知識和技能的掌握，能力和情誼的發(fā)展具有重要的教育價值。而先進教育理念的開發(fā)目的也在于建設(shè)符合學(xué)生的認知思維特點的課堂，使學(xué)生能夠最大限度地提升自身能力素養(yǎng)，成為符合現(xiàn)代化建設(shè)所需要的復(fù)合型人才。因此，先進教育理念提供的理論思路可以幫助教師在進行開發(fā)課程資源的時候，更大限度地借助顯隱性資料、跨學(xué)科資料、涉及價值觀文化的資料。教師在開發(fā)利用資料的時候首先應(yīng)該廣泛收集，深入接觸，判斷該資料能夠開發(fā)成課程資源的可能性。第二，分析資料的教育價值。要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、理念和需求的要求，判斷是否具有足夠的教育價值。

為了能更直觀地說明先進教育理念如何與課程資源進行有效的結(jié)合，本文以價值導(dǎo)向性課程資源開發(fā)為例，通過對電磁學(xué)中“庫侖定律”的教學(xué)分析，來示范先進教育理念與課程資源相結(jié)合時的開發(fā)過程。

2.1 準(zhǔn)備階段

收集資料，初步了解：通過網(wǎng)絡(luò)我們了解到，卡文迪許實驗室創(chuàng)建于1874年，負責(zé)創(chuàng)建卡文迪許實驗室的是著名的物理學(xué)家、電磁場理論的奠基人麥克斯韋。卡文迪許在物理學(xué)史上作出了重大貢獻，完成了測量萬有引力的扭秤實驗，而庫侖定律正是在卡文迪許的扭秤實驗基礎(chǔ)上提出的。

考察分析：卡文迪許實驗室的研究領(lǐng)域包括天體物理學(xué)，粒子物理學(xué)等，該實驗室是近代科學(xué)史上第一個社會化和專業(yè)化的科學(xué)實驗室，催生了大量足以影響人類進步的重要科學(xué)成果?？ㄎ牡显S實驗室中所產(chǎn)生的實驗成果和這些成果背后所體現(xiàn)出來的科學(xué)精神，都值得學(xué)生品味與學(xué)習(xí)[10]。

資源梳理，分析教育意義：實驗室中相關(guān)的科學(xué)成果不僅可以幫助學(xué)生鞏固課堂上難以理解的物理概念規(guī)律，觀察到課堂上難以觀察到的現(xiàn)象，幫助學(xué)生理解一些復(fù)雜的物理知識，同時有利于學(xué)生開闊視野、增長見識，培養(yǎng)學(xué)生的電磁學(xué)核心素養(yǎng)。

2.2 實施與開發(fā)

活動目的：開發(fā)與電磁學(xué)庫侖定律這一節(jié)的相關(guān)課程資源，使學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)系貼近學(xué)生的生活，主題活動旨在提高學(xué)生對庫侖定律的理解，培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力，提升電磁學(xué)核心素養(yǎng)。

學(xué)習(xí)主題：可以設(shè)置多個主題板塊，如對實驗室舊址進行“云參觀”，利用生活中易得物品重現(xiàn)扭秤實驗等。

活動時間和地點：教師與其他學(xué)科教師，同學(xué)等溝通協(xié)調(diào)課程安排，確定活動時間和活動地點，可以選定在學(xué)校的多媒體教室、物理實驗室等。

活動評價：為了調(diào)查本次主題活動對學(xué)生的影響，可以采用過程性評價，通過觀察了解學(xué)生參與的積極程度和隨堂測試的完成度對學(xué)生作出評價；終結(jié)性評價，學(xué)習(xí)后對學(xué)生通過調(diào)查問卷、訪談的形式進行評價[11]。

2.3 檢查與評價

在活動方案制訂完成后，要對其進行進一步的檢查評估，判斷該活動方案是否合理、有效，短期是否切實取到了拓展教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方式，提高教學(xué)效果的作用。例如，在教學(xué)過程中，高校教師是否可以根據(jù)課堂知識本身特點引入隨堂測試、網(wǎng)上測試、小論文等多種考核方式[12]，以及教師是否能靈活運用教學(xué)素材開發(fā)教學(xué)資源，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，樹立起各種生活理念[13]。

3 先進教育理念在大學(xué)電磁學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用

隨著學(xué)生主體化地位的不斷發(fā)展，高校應(yīng)該結(jié)合不同的實際學(xué)習(xí)需求，科學(xué)合理地引入新教學(xué)模式，結(jié)合不同需求，設(shè)置差異化、多元化的教學(xué)內(nèi)容[14]，例如，有學(xué)者基于“最近發(fā)展區(qū)”理論，提出了大學(xué)物理教學(xué)要走在學(xué)生發(fā)展的前面這一教學(xué)理念[15]，高校教師在電磁學(xué)的教學(xué)中要合理運用先進教育理念，將其內(nèi)化成自己的核心教育理論，再將其應(yīng)用到教學(xué)中。教育理念與課堂結(jié)合需要遵守科學(xué)性、可行性、問題性的實踐原則，再通過調(diào)查法探討將先進教育理念與大學(xué)電磁學(xué)課堂相結(jié)合的具體形式。

本次調(diào)查以大學(xué)物理受眾為調(diào)查對象，采用調(diào)查研究法，研究先進教育理念在大學(xué)實際教學(xué)活動中的開展情況，獲得樣本121份，有效樣本120份，有效率99.17%。（注：問卷中涉及到程度描述詞語，調(diào)查結(jié)果受到被調(diào)查者性別、課堂專注程度等主觀心理認知因素的影響。）

問卷內(nèi)容如表1所示。調(diào)查結(jié)果如表2和表3所示。

表1 先進教育理念與大學(xué)理科課堂適配性調(diào)查表 調(diào)查日期：2022年5月5日

表2 先進教育理念與大學(xué)理科課堂適配性調(diào)查雙選題調(diào)查結(jié)果

表3 先進教育理念與大學(xué)理科課堂適配性三選題調(diào)查調(diào)查結(jié)果

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，參與調(diào)查課程的滿意度滿分5分，同學(xué)的滿意度平均分4.57分。參與調(diào)查課程中，68.33%的同學(xué)做過有關(guān)的實驗項目調(diào)查。在課程中，教師與學(xué)生互動頻率一般的占25%，教師經(jīng)常與學(xué)生互動的占73.33%。在課程中，教師使用多媒體課件頻率一般的占10.83%，教師經(jīng)常使用多媒體課件的占88.33%。課程中，教師會進行演示實驗頻率一般的占32.5%，經(jīng)常進行演示實驗的占54.17%。課程中，教師分享最新的研究成果頻率一般的占39.17%，經(jīng)常分享最新研究成果的占47.5%。在課堂中，教師分享跨學(xué)科知識頻率一般的占37.5%，經(jīng)常分享的占46.67%。在課程中，教師分享人生觀、價值觀等理念頻率一般的占35%，經(jīng)常分享的占50.83%。在課程中，教師分享生活和社會趣事頻率一般的占35%，頻率較高的占49.17%。92.5%的同學(xué)直到填寫問卷時仍對課程中某一節(jié)有深刻印象。以教輔資料為載體，進行有效教學(xué)預(yù)設(shè)，激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好，使得學(xué)生由學(xué)會到會學(xué)，再到樂學(xué)[16]。

4 結(jié)論

本次關(guān)于先進教育理念在大學(xué)電磁學(xué)課堂中的應(yīng)用的教學(xué)研究中，以電磁學(xué)課堂中遇到的教學(xué)難題為研究對象，目的在于揭示教育現(xiàn)象背后的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)、解決教學(xué)問題。研究先進教育理念在大學(xué)電磁學(xué)課堂中的應(yīng)用，旨在指導(dǎo)教育實踐，助力促進教育問題的解決，是促進電磁學(xué)課堂教學(xué)改革和發(fā)展的動力。關(guān)于先進教育理念與大學(xué)電磁學(xué)課堂適配性的研究具有理論功能，有助于電磁學(xué)課程與教學(xué)論知識體系的豐富與完善。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們會對教師與同學(xué)有良性互動的課堂、教師能夠使用多種教學(xué)方法相結(jié)合的課堂、教師能夠?qū)ο嚓P(guān)的專業(yè)前沿知識的研究成果進行分享的課堂、在教學(xué)過程中以滲透的形式傳達科學(xué)精神及符合中國特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的價值觀思想的課堂有較高的積極性和學(xué)習(xí)動力。學(xué)生會因為個體認知因素、情感因素、自我調(diào)控的因素，在物理學(xué)習(xí)中存在一定的困難。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)電磁學(xué)時會對物理本位的相關(guān)知識點如規(guī)律概念等接受理解存在較大的問題。同時，也存在著對學(xué)科興趣不足，學(xué)習(xí)目的不夠明確，而導(dǎo)致對電磁學(xué)的學(xué)習(xí)熱情不足的情況。因此，教師在教學(xué)的時候，既要把握好使用的語氣語調(diào)及課堂板書、把控好教學(xué)節(jié)奏，通過多種方式導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。教師應(yīng)在教學(xué)中切實做到結(jié)合學(xué)生的認知情感需要進行電磁學(xué)教學(xué)設(shè)計教案等的調(diào)整，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。