應用型高校“大學物理”課程教學改革探索與研究

封玲娟 閆麗 王鳳超

1.上海應用技術大學理學院 上海 201418；2.菏澤學院物理與電子工程學院 山東菏澤 274015

大學生作為社會發(fā)展和民族興旺的有生力量，成長于科技迅速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時代，由于他們的人生觀、價值觀、世界觀尚未穩(wěn)定成型，缺乏正確的辨別真?zhèn)涡畔⒌哪芰?，容易受到網(wǎng)上不良信息的干擾和影響，使部分大學生缺少構建社會主義使命感和責任感[1-3]。此外，面對日益繁重的升學和就業(yè)壓力，大學生們普遍出現(xiàn)抗壓能力差的不良現(xiàn)象。因此，高校教師在傳授專業(yè)知識的同時，更要注重以文育人，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>

實際上，僅僅依靠現(xiàn)有的優(yōu)質課程教學資源來實現(xiàn)是完全不夠的，還需要專業(yè)課程承擔育人功能，從而更好地實現(xiàn)立德樹人的目的。目前，高校的課程教學資源還存在許多問題，比如專業(yè)教師的德育意識薄弱、專業(yè)課程教學中缺乏課程教學內容、課程教學評價體系還不夠完善等[4-5]。因此，本文嘗試解決將教學資源的優(yōu)質元素融入大學物理公共基礎理論課程的教學問題。為了實現(xiàn)在課程優(yōu)質元素下的教學模式改革，我們主要從教學理念、教學設計和教學評價等方面對大學物理這門課程的教學改革進行探索與研究。

1 應用型高校大學物理教學理念

“大學物理”作為高校理工科學生的公共基礎理論課程，根據(jù)本門課程的特點和育人目標，提煉大學物理體系中所包含的思想價值和精神內涵，從課程所涉及的專業(yè)、歷史背景、社會行業(yè)等角度增強課程的知識關聯(lián)性、時代引領性、社會價值性；另外，同步開設了本門的大學物理實驗課程，注重學思結合，培養(yǎng)學生勇于探索的創(chuàng)新精神，提高學生認識、分析、解決問題的能力。為此，基于對“大學物理”這門課程[6-7]中政治思想的研究，制定新型教學觀念下的教學理念。

1.1 教學主體

課程教學改革的根本任務在于“立德樹人”，因此在教學過程中要做到“以學生為中心”，在進行知識教育和能力提升的同時，帶動學生們的綜合素養(yǎng)和價值觀的成長。大學物理與日常生活息息相關，物理學的發(fā)展更是促進了社會的進步。在“大學物理”的教學過程中，要時刻關注學生們的認知水平，引導學生們將物理中的基礎理論知識與實際生活和生產(chǎn)等方面相互緊密聯(lián)系在一起，舉出生活中物理相關的實用案例，幫助提高學生們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、總結問題等能力。由此可見，課程教學改革模式下的教學主體為學生，是以提高學生們的綜合素質為目標展開的教學活動。

1.2 教學目標

教學目標在教學活動的開展中起到一定導向作用，從課程“兩性一度”的標準角度出發(fā)，結合大學物理的專業(yè)課程特色，明確本課程的教學目標，要求高校教師建立課程教學改革理念下的教學目標，即包含價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)的三維課程目標。特別是在大學物理課程教學中，注重挖掘課程內容有助于學生們的價值導向及能力提升的作用，從而達到教育課與專業(yè)課協(xié)同育人的目的。

1.3 教學手段

教學手段是在高校教師與大學生們之間教學過程中相互傳遞信息的重要媒介與工具。課程教學改革理念下的教學手段，一方面加強教師的育人意識，另一方面根據(jù)課程特點組合多種教學方式來優(yōu)化教學手段，利用“翻轉課堂”“線上線下相結合”“項目案例驅動”等方法來深化大學物理教學中的課程教學改革，提高大學生們對融合更多育人元素的教學模式的有效認識。

1.4 教學感悟

鼓勵學生自主學習，勇于探索。在掌握原理、概念的基礎上，總結方法提升分析問題的能力，從而領悟其中蘊含的真理和價值觀。例如，在大學物理量子物理基礎教學[7]中，首先回顧在經(jīng)典物理中的光的折射、衍射、偏振等現(xiàn)象都充分說明光具有波動性，但是在黑體輻射即“紫外災難”、光電效應、康普頓效應等問題中發(fā)現(xiàn)光的波動性理論無法很好地解釋這些問題。在1900年，德國的物理學家普朗克大膽摒棄傳統(tǒng)連續(xù)經(jīng)典理論觀念，進而首次提出能量量子化假說，即物體吸收或輻射的能量是不連續(xù)的。普朗克量子化假設不僅合理地解釋了黑體輻射問題，還引導物理學由經(jīng)典向量子化的重大變革。這一發(fā)現(xiàn)對物理學的發(fā)展具有非常重要的意義。在量子物理基礎學習過程中，大學生們可以培養(yǎng)用科學和對比的思想看待問題和勇于探索與創(chuàng)新的精神。同時，結合當下物理學的現(xiàn)狀讓大學生們感受到科技發(fā)展的不易，引導大學生們肩負起科技進步、社會發(fā)展的使命。

2 應用型高?！按髮W物理”教學設計

課程教學改革不等同于課程加實踐改革，更重要的是將更多的育人元素融入教育教學中，堅持價值引領與知識傳授相統(tǒng)一，避免出現(xiàn)育人教育與專業(yè)教育“兩張皮”的問題。

2.1 制定凸顯育人目的的教學目標

“大學物理”這門公共基礎課程的教學目標是使大學生獲得物理學方面的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)大學生分析問題和解決問題的綜合能力，為以后深入學習以大學物理為基礎的專業(yè)課，如工程光學、半導體器件物理、LED照明技術、光纖技術等，以及為今后工作打好夯實的物理基礎，培養(yǎng)具備專業(yè)素養(yǎng)及職業(yè)道德的理工科專業(yè)大學生。例如，緒論部分的教學目標之一是了解物理學的歷史，包括質點運動學和動力學、光學、熱學、電磁學、量子力學的發(fā)展，從經(jīng)典物理到量子物理過渡，再從宏觀低速運動到微觀高速運動研究，到近些年我國在基礎物理學中的飛速發(fā)展，如“墨子號”衛(wèi)星、5G移動通信、FAST天眼、量子保密通信、“神舟”系列飛船等重要的科技技術，以此來激發(fā)大學生們的愛國主義情懷，激勵他們?yōu)槲锢韺W發(fā)展的進一步獻出自己的一份微薄力量，培養(yǎng)大學生們具備熱愛祖國、吃苦耐勞、無私奉獻、科學嚴謹?shù)葍?yōu)良品質。

2.2 融入優(yōu)質教學元素的課程內容

基于大學物理的專業(yè)特色及課程的教學目標，質點運動學和動力學、光學、熱學、電磁學、量子力學等內容都適合課程教學優(yōu)質元素的融入。因此，大學物理授課以知識為核心，在教學過程中滲入更多的優(yōu)質元素，培養(yǎng)帶動大學生們實現(xiàn)立德樹人的目標。例如，雨后天空中出現(xiàn)的絢麗彩虹、陽光下的油膜或肥皂膜的五顏六色條紋等生活現(xiàn)象，它們是通過大學物理波動光學中的薄膜干涉理論來解釋。這表明大學物理現(xiàn)象在生活中是無處不在的，借此使大學生們認識到“大學物理”中的“現(xiàn)象之美”，進而使大學生們意識到“大學物理”與哲學之間的聯(lián)系。再比如，古代重要發(fā)明之一的“火箭”，即帶火的箭，到后來的人造地球衛(wèi)星、載人飛船、航天站等航天器，這些與質點運動學和動力學中的動量守恒定理應用有緊密聯(lián)系。在教學過程中，穿插介紹這部分航天知識，能讓大學生們感受到大學物理的實用性和科技性，從而培養(yǎng)他們精益求精的專業(yè)精神和科技報國的家國情懷。

2.3 線上線下相結合的教學模式

線上線下相結合的教學模式極大地拓展了原有課堂的局限性，并且能夠根據(jù)線上學習情況有針對性地組織線下課上教學，提高課堂教學與學習的效率。這里，高校教師可以為大學生們建立學習群、學習平臺，便于實現(xiàn)教師與學生、學生與學生之間的交流溝通，還可以利用中國大學MOOC平臺分享優(yōu)質大學物理課程或我校大學物理公共教研室錄制的大學物理課程視頻給大學生們，提供課前和課后的學習資料，如圖1所示。這些線上資源不僅開闊了大學生們的視野，還能提高他們自主學習、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，再通過課堂上的學習與討論，可以增加大學生們對大學物理課程的參與度與主動性。

圖1 高校線上教學資源

3 應用型高校“大學物理”教學評價

教學評價是檢驗高校教師教學效果和大學生們學習情況的重要手段，評價標準選取得科學合理，能夠鼓舞教師將育人元素融入課程中，促進大學生們高效地學習“大學物理”課程?！按髮W物理”是公共基礎必修課，屬于考試課程，期末成績占據(jù)一部分比重，在之前的教學評價中，平時成績占30%和期末成績占70%，其中平時成績主要由課堂出勤率、課后作業(yè)、期中考核來評定。但是，這種評價機制忽略了對大學生們在學習過程中的考核，造成某些同學僅依靠考前的突擊式復習和死記硬背的學習方法就能得到不錯的分數(shù)，偏離了提升學生能力和價值塑造的初衷[8]。因此，我們融入育人元素的“大學物理”教學評價應建立“全程評價”機制，全面評價教師的教與學生的學。在建立的教學評價中增加平時成績的占比，并且平時成績不僅限于考勤和作業(yè)，要呈現(xiàn)出多元化的考核依據(jù)，如圖2所示。平時考核包括兩部分，第一部分包括課堂表現(xiàn)占10%，即學生的精神面貌，體現(xiàn)在學生聽課的專心度、對教師提問的響應情況等。另外包括線上學習情況，為了拓寬學生的電子知識，僅靠課堂時間是不夠的，因此加入了線上學習，將線上視頻的觀看及問題討論、回復情況作為一項考核，占20%，這些視頻、討論中應加入與本課程相關的思想政治元素。第二部分包括考勤和作業(yè)占10%，另外包括平時測驗占10%。如此，期末成績只占50%。這一評價方式將極大地提高大學生們的學習主動性，促使他們更加注重學習過程，培養(yǎng)他們的綜合素質、創(chuàng)新能力、科學素養(yǎng)，進而實現(xiàn)思想情況專業(yè)知識的全面評價。

圖2 教學評價體系優(yōu)化

結論

本文分析了課程教學改革提出的背景及意義，探索在“大學物理”公共基礎理論課程教學中如何引入教學育人元素。在此次教學改革的探索中，我們遵循“以學生為中心”的原則，深度挖掘專業(yè)知識蘊含的育人點，建立價值、知識與能力全面培養(yǎng)的三維教學目標，通過組合多種教學方式來優(yōu)化教學手段。在“大學物理”的教學過程，即包括教學目標、教學內容及教學模式中內化了育人教育，并細化了大學物理課程的教學評價，為提高學生的綜合素質和督促教師教學的持續(xù)改進提供了保障。在接下來的課程教學中，始終以立德樹人為根本目標，將課程育人教學與專業(yè)教學有機融合，培養(yǎng)出有奉獻精神和家國情懷的新時代的接班人。