萬(wàn)若楠 孫小廣
(廣州城市理工學(xué)院電子信息工程學(xué)院 廣東 廣州 510800)
大學(xué)物理課程是高校理工類專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課,是專業(yè)課的基礎(chǔ),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀察能力,批判思維的辯證唯物主義觀,激發(fā)求知欲與探索精神,培養(yǎng)獨(dú)立思考和理論聯(lián)系實(shí)踐的能力,都具有不可替代的作用.但由于諸多實(shí)際原因,本校大學(xué)物理教學(xué)瓶頸日趨凸顯,主要體現(xiàn)在以下幾方面:
大學(xué)物理要求有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與高中物理基礎(chǔ),本校學(xué)生數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)比較薄弱,這就造成老師講課時(shí)學(xué)生有時(shí)聽(tīng)不懂,甚至不想聽(tīng)的現(xiàn)象.結(jié)果就是課堂氛圍不活躍,學(xué)習(xí)積極性不高,考試成績(jī)不理想.
本校各專業(yè)大學(xué)物理課程總學(xué)時(shí)不同程度減少,比如土木、自動(dòng)化只有40個(gè)學(xué)時(shí),但教學(xué)內(nèi)容與電氣64學(xué)時(shí)教學(xué)范圍一樣.在如此少的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)完成繁多的教學(xué)內(nèi)容困難相當(dāng)大,難以圓滿地完成教學(xué)任務(wù).
本校傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式、教師從頭講到尾的教學(xué)模式單一,瓶頸日趨凸顯.課堂氛圍沉悶,學(xué)生參與度低,學(xué)習(xí)積極性不高,難以達(dá)到本校大學(xué)物理課程激發(fā)求知欲、培養(yǎng)獨(dú)立思考能力、喚醒科學(xué)探索精神的育人培養(yǎng)目標(biāo).
課程教育采用“立德樹人”這一根本任務(wù)作為指導(dǎo)思想理念,將思想政治教育的理論知識(shí)、價(jià)值理念以及精神追求融入課程,潛移默化地對(duì)學(xué)生的思想意識(shí)和行為舉止產(chǎn)生積極影響,全方位培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬?物理學(xué)的基本理論滲透于自然科學(xué)的一切領(lǐng)域,應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門,是許多科學(xué)領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ).隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)高校大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及分析解決問(wèn)題的能力提出新要求,對(duì)大學(xué)物理學(xué)的教學(xué)也提出了新的挑戰(zhàn).
在疫情防控壓力依然巨大的環(huán)境下,構(gòu)建大學(xué)物理混合式教學(xué)模式[1],基于超星平臺(tái)自建 SPOC 展開混合式教學(xué)[2,3],同時(shí)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂模式[4].教學(xué)過(guò)程主要分為課前線上學(xué)習(xí)、課堂難點(diǎn)突破、中期大作業(yè)、期末綜合訓(xùn)練4個(gè)環(huán)節(jié).因材施教,以學(xué)生為中心,目標(biāo)為導(dǎo)向,注重知識(shí)、能力及價(jià)值的綜合素質(zhì)培養(yǎng).
(1)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)物理學(xué)的基本概念、基本原理、基本規(guī)律有比較全面而系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),了解各種運(yùn)動(dòng)形式之間的聯(lián)系,并能靈活地加以運(yùn)用.
(2)學(xué)生熟練掌握基本物理規(guī)律,對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)研究和發(fā)展中的作用有正確的認(rèn)識(shí);提升學(xué)生的邏輯思維能力、抽象思維能力以及分析與解決問(wèn)題的能力.
(3)為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)、掌握工程技術(shù)以及今后知識(shí)更新打下扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ).
(4)通過(guò)理論學(xué)習(xí)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義的世界觀、科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)思維方法、增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義觀念.
打破傳統(tǒng)的各專業(yè)教學(xué)內(nèi)容單調(diào)統(tǒng)一,實(shí)施線上+線下混合式模塊化教學(xué)[5,6],將大學(xué)物理的力學(xué)與電磁學(xué)內(nèi)容整合為5大教學(xué)模塊,模塊內(nèi)容清晰,既緊密聯(lián)系,又互相區(qū)別分界,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容一體化.5大模塊內(nèi)容關(guān)系如圖1所示.
圖1 5大教學(xué)模塊內(nèi)容
大學(xué)物理課程面向廣州城市理工學(xué)院工科類專業(yè)大一下及大二上學(xué)期的學(xué)生,每學(xué)年選課人數(shù)在2 000人以上,已連續(xù)開課15年.疫情期間,結(jié)合國(guó)家精品慕課及本校大綱建立了適合本校的SPOC,物理教學(xué)中心全體教師參與了疫情期間的在線教學(xué),題庫(kù)已具備相當(dāng)規(guī)模,本課程已連續(xù)兩個(gè)學(xué)期統(tǒng)一在線考試.2020—2021學(xué)年第一學(xué)期開始,課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合本校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)對(duì)自建SPOC進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),已初步形成具有本校特色的在線課程,目前已經(jīng)過(guò)兩個(gè)學(xué)期的混合式教學(xué)實(shí)踐.課程教師團(tuán)隊(duì)具有豐富的在線教學(xué)及混合式教學(xué)基礎(chǔ).
在線課程教學(xué)活動(dòng)根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程分為預(yù)習(xí)分析、知識(shí)學(xué)習(xí)(視頻+課件+測(cè)試)、擴(kuò)展閱讀、課后作業(yè)或討論、中期測(cè)試、期末測(cè)試6個(gè)部分.總評(píng)成績(jī)=50%平時(shí)成績(jī)+50%期末測(cè)試.平時(shí)成績(jī)采用過(guò)程評(píng)價(jià)(視頻、測(cè)試、作業(yè)、討論、期中考試)各占一定比例,期末考核采用系統(tǒng)隨機(jī)抽題考核,增加開放性題目.
課程思政教育是課程教育的一個(gè)組成部分,根據(jù)教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》關(guān)于對(duì)公共基礎(chǔ)課及理、工類專業(yè)課程思政的指導(dǎo)思想[7].大學(xué)物理的課程緊抓課程思政元素,把課程思政潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地融入到知識(shí)內(nèi)容中,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)到科學(xué)知識(shí)的同時(shí),更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和濃厚的愛(ài)國(guó)主義精神,實(shí)現(xiàn)課程思政一體化.圖2是第五章“時(shí)變電磁場(chǎng)”融合幾點(diǎn)思政元素的思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì).
圖2 “時(shí)變電磁場(chǎng)”思政元素的思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)
世界正處于百年未有之大變局,國(guó)家、社會(huì)發(fā)展所需要的科技工作者和工程師除了需要扎實(shí)學(xué)識(shí)和創(chuàng)新能力,更應(yīng)該有長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光和寬大的胸懷,能夠理解國(guó)家的大國(guó)方略.在關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)家未來(lái)地位的大科學(xué)項(xiàng)目中大多與基礎(chǔ)科學(xué)的突破息息相關(guān),大學(xué)物理課程融入思政元素,非常有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和家國(guó)情懷,為祖國(guó)的偉大復(fù)興貢獻(xiàn)自己的力量.表1為“穩(wěn)恒磁場(chǎng)”思政元素點(diǎn)設(shè)計(jì).
表1 “穩(wěn)恒磁場(chǎng)”思政元素點(diǎn)設(shè)計(jì)
(1)課前線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)
學(xué)生登錄學(xué)習(xí)通完成知識(shí)學(xué)習(xí)及測(cè)試,并以宿舍為小組通過(guò)思維導(dǎo)圖向教師反饋重難點(diǎn),教師根據(jù)學(xué)生的自學(xué)數(shù)據(jù)及反饋調(diào)整上課內(nèi)容.
圖3 學(xué)生課前線上自學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
(2)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)
采用混合式教學(xué)模式,線上線下結(jié)合,圖4是“時(shí)變電磁場(chǎng)”線上線下教學(xué)實(shí)施思維導(dǎo)圖.針對(duì)本校學(xué)生基礎(chǔ)差的學(xué)情增加重難點(diǎn)梳理,針對(duì)隨堂測(cè)試中的正確率為 30%~80%的題目組織同伴討論,提高學(xué)生的相互學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)內(nèi)容留存率.
圖4 “時(shí)變電磁場(chǎng)”線上線下教學(xué)實(shí)施思維導(dǎo)圖
(3)大作業(yè)環(huán)節(jié)
中期以優(yōu)秀學(xué)生為組長(zhǎng)組成學(xué)習(xí)小組、互助學(xué)習(xí),通過(guò)小組匯報(bào)答辯的方式,把知識(shí)、能力及價(jià)值考核融為一體.
(4)綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)
學(xué)生提交視頻、論文、海報(bào)等作品結(jié)合物理學(xué)知識(shí)傳播科學(xué),組織評(píng)優(yōu),推薦投稿科普中國(guó)欄目,實(shí)現(xiàn)價(jià)值推廣.
對(duì)混合式教學(xué)班與同期同專業(yè)的其他傳統(tǒng)教學(xué)班進(jìn)行對(duì)比分析,期末成績(jī)表明:混合式教學(xué)班成績(jī)提高明顯,分?jǐn)?shù)達(dá)到80分以上的比例為38.36%,相比傳統(tǒng)教學(xué)班提升了11.69個(gè)百分點(diǎn),不及格率降至4.11%,傳統(tǒng)教學(xué)班則為10.67%,百分點(diǎn)下降了6.56個(gè),具體如圖5所示.此外,通過(guò)學(xué)習(xí)情況調(diào)查問(wèn)卷對(duì)比分析表明,混合式教學(xué)班的學(xué)生在知識(shí)、能力、信心等各方面自我感覺(jué)的指數(shù)都有明顯提升,可見(jiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了提升;分析學(xué)生不同階段的課前小組匯報(bào)發(fā)現(xiàn),學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有所提升.
圖5 同期同專業(yè)混合式與傳統(tǒng)教學(xué)班的期末成績(jī)對(duì)比圖
將混合式教學(xué)班與不同期同專業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)班進(jìn)行對(duì)比,大學(xué)物理期末考試數(shù)據(jù)比較分析表明:采用混合式教學(xué)方式后,學(xué)生的整體成績(jī)分布提高了,成績(jī)達(dá)到70分以上的比例達(dá)到了78%左右,傳統(tǒng)教學(xué)班比例為60%左右,提升了約18個(gè)百分點(diǎn),不及格率混合式教學(xué)班為3.51%,傳統(tǒng)教學(xué)班為9.43%,下降了約6個(gè)百分點(diǎn),具體如圖6所示.計(jì)算平均分和標(biāo)準(zhǔn)差發(fā)現(xiàn),平均分提升了9分左右,標(biāo)準(zhǔn)差值降低了4.5左右.由此可見(jiàn),采用混合式教學(xué)方式后,加大對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的能力考查,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,教學(xué)效果有了較顯著的提升.
圖6 同專業(yè)不同期混合式與傳統(tǒng)教學(xué)班的期末成績(jī)對(duì)比圖
在新形勢(shì)背景下,利用超星平臺(tái),注重教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)并加大對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的考核,教學(xué)效果提升明顯,學(xué)生整體成績(jī)分?jǐn)?shù)提高,高分比例增多,不及格率降低,說(shuō)明混合式教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力.同時(shí)在教學(xué)內(nèi)容中注重對(duì)思政元素點(diǎn)的設(shè)計(jì),有利于培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和科學(xué)素質(zhì).在后期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,可以進(jìn)一步思考如何設(shè)置合理的考核活動(dòng)方式以及相應(yīng)比例設(shè)置,從而更大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和自主性,提高教學(xué)效果;在思政元素點(diǎn)的選擇和融入方式上也要多加思考和設(shè)計(jì),真正做到入腦入心,達(dá)到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的思政育人效果.