熊紅彥

(河北工程大學數理科學與工程學院 河北 邯鄲 056038)

陳建濤

(河北工程大學研究生部 河北 邯鄲 056038)

李海寶

(黑龍江科技大學理學院 黑龍江 哈爾濱 150022)

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

課程學習是教育教學的主要環(huán)節(jié)，課程質量直接影響教育教學質量.以深化教育教學改革為契機，以提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)性為原則，“以學生為中心”，強化能力培養(yǎng)、優(yōu)化教學內容、創(chuàng)新教育教學模式、發(fā)展教學團隊，推進專業(yè)教育與思政教育有機融合.

1 實施原則

結合工程專業(yè)培養(yǎng)目標、定位，拓展內涵、融合創(chuàng)新，解決部分學生學習精力投入不足，課程內容豐富與課時有限性等突出矛盾，課程教學體系中社會責任教育和物理文化傳承彰顯不足，學生學習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，建設具有優(yōu)勢特色的課程.其次，將現代前沿的學術科研成果引入課程教學，指導學生進行自主學習，加大課外學習力度，使學生善于研究、敢于質疑，培養(yǎng)學生大膽創(chuàng)新的精神和能力.另外利用優(yōu)質課程教學資源平臺和先進融媒體技術，積極踐行線上線下混合課程建設.注重內涵拓展，積極融入綠色工程教育理念，充分挖掘理工科基礎課程如數學、物理等蘊涵的科學思想和研究方法，發(fā)揮其指導作用，不斷發(fā)展和開發(fā)案例教學素材.

2 研究方法

我們主要運用文獻分析、調查比對、經驗總結等方法.通過問卷統(tǒng)計分析、收集學生對教學中講授的內容、方法的建議、意見，擬定實施計劃.從面上和點上總結，為構建一流課程的教學體系、深化教學改革、培養(yǎng)高質量應用人才積累經驗.

3 研究內容

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

3.1 應用分形觀 積極探索教學內容結構的融合創(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，發(fā)現在同一門課程不同內容的邏輯體系、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].將復雜的理論、內容通過自相似思想重構，在教學實踐中同時使用“專題式教學法” “問題驅動式教學法”“滲透式教學法”，加強課程內容的互聯互通，注重知識能力、情感態(tài)度、價值觀的培養(yǎng)，提高課堂教學效能.

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

3.2 挖掘學科文化 拓展課程內涵 實現教育教學實踐創(chuàng)新

我們以問題為導向，熔煉課程內容，在恰當重構知識體系的基礎上，深度融入學科思想、方法與科學精神等反映學科文化、拓展課程內涵的教育教學案例.引導學生學習和探討學科文化.以科學精神、工匠精神，拓展課程內涵建設.

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

我們通過學習通、雨課堂等公共網絡教學平臺，實現教學內容在線化、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絡技術支持和服務，有效地利用了公共資源，降低了師生使用的技術門檻，還破解了資金制約問題.

3.3 創(chuàng)新學生學習效果評價體系 建立起體現學生志趣的學習效果評價辦法

學生的志趣不同，能力表現會有所不同.他們會在數字模擬環(huán)節(jié)、文本報告等環(huán)節(jié)表現不同……，因此，需要建立起體現學生志趣的學習效果分類評價辦法.為實現對學習效果的分類評價，我們把平時的過程性考核環(huán)節(jié)分成基礎理論和自選兩大模塊，基礎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.學生可根據自己的興趣、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 面向一流應用型人才培養(yǎng)教學內容的重構與拓展

我們注意在教學實踐中滲透學科文化、綠色工程教育.融入學科思想、方法與科學精神等反映學科文化、拓展課程內涵的教育教學案例.通過綠色工程教育引領學生學習專業(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)等要素中的物理學原理和思想，引導學生學習和探討學科文化.注重信息化教學手段的融合利用，實現教育教學實踐創(chuàng)新的具體操作經驗和經典案例.

4.2 引入PI與PBL模式 促進學生自主探究

PBL(Problem-Based Learning)是一種基于問題的學習模式，PI(Peer Instruction)是一種同伴合作學習的模式.在創(chuàng)新教育觀和創(chuàng)新人才觀下，在創(chuàng)新實驗班的“大學物理”和“發(fā)展中的物理學”中采用了PI與PBL教學模式，如圖1所示.教師創(chuàng)設情境提出問題，學生以問題為中心，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)，最后通過總結反思使學生自主構建物理知識，促進合作學習.在這種模式下，學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慣得到了鍛煉.此外，在課堂教學中還開展了學生的學術演講活動.

圖1 PBL模式示意圖

4.3 充分利用現有教學團隊 以科研促進教學

采取教學與科研協(xié)同教育教學機制.以課堂教學內容為研討對象，把科研前沿成果轉化為教案內容，實現課程教學內容的相互融合、滲透；實行本科生導師制，引導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)訓練；開放雙創(chuàng)中心、工程技術中心等科研平臺，通過參與科研項目、研究專題、學科競賽等多種方式，促進學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，從而使學生具有創(chuàng)新能力的基本素質，有效提升學生學習動力和效能.近年來學生在多項學科知識與技能競賽中獲獎，表現出優(yōu)異的分析能力和競技水平.

依托國家、省杰出青年基金、自然科學基金等眾多項目，緊跟科學研究前沿，充實課堂授課內容，授予學生最新專業(yè)知識及應用，指導研究生和本科生學位論文，使他們受到更為系統(tǒng)的學術訓練.

將教師團隊的科研成果滲透至課堂教學中，使教學內容與時俱進.鼓勵學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、研”模式.引導學生通過科研實驗學懂相關知識，邊研究相關問題，進而提升其創(chuàng)新能力.

通過大學生科技活動、創(chuàng)新實驗以及實踐教學等多維度教育教學，對學生進行專業(yè)化、個性化的指導等等舉措，使我們培養(yǎng)的學生在名校云集的中國大學生學術競賽方面成績突出.這得益于多種手段激勵學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習起來輕松愉快而且有趣味，并最終使參加上述活動的學生，在國家級、省級學科等各類競賽中成績斐然.這些成效可以作為一流應用型人才培養(yǎng)目標的重要指標.

5 結論

面對后疫情時期教育教學的新要求以及高等教育改革發(fā)展的新任務,將分形理論應用于課程改革中，提出系統(tǒng)與“分形”式教學法有著極其重要的科學方法論意義.目前成果已推廣到省內外同類學校，通過教學對比實驗表明，試點班學生比非試點班的學習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年學生發(fā)明專利20多項.學生工程實踐意識培養(yǎng)效果明顯，實施效果良好.

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