高 珊,田恕雪，姜雨涵，陶本通，何林李，王艷偉，王振國(guó)

(溫州大學(xué) 數(shù)理學(xué)院，浙江 溫州 325035)

隨著工程教育認(rèn)證改革的深入，現(xiàn)代大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)己經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹胃鞴た茖I(yè)工程認(rèn)證畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)[1]。物理實(shí)驗(yàn)課程覆蓋面廣，具有豐富的實(shí)驗(yàn)思想、方法、手段[2-7]，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程涵蓋科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)精神、科學(xué)技術(shù)背景、科學(xué)思想對(duì)引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的實(shí)踐創(chuàng)新素質(zhì)等方面，有著其他課程難以替代的思政功能與育人優(yōu)勢(shì)，但目前課程目標(biāo)中思政的要求甚少，多體現(xiàn)為溝通、交流等情感方面[8]。

1 工程認(rèn)證下“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程目標(biāo)改革方向

秉承工程認(rèn)證三大核心理念，在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中，充分考慮工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求、學(xué)生能力以及人文社會(huì)價(jià)值等，從多途徑獲得教學(xué)評(píng)價(jià)參數(shù)，并及時(shí)對(duì)獲取的信息進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)，提取關(guān)鍵因素用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)，切實(shí)提高本課程教學(xué)質(zhì)量[9]。

1.1 課程目標(biāo)具體細(xì)化、強(qiáng)化支撐作用

清晰、合理的課程目標(biāo)是確保人才培養(yǎng)質(zhì)量高的基礎(chǔ)條件，為高校工程認(rèn)證提供支撐，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)的制定要以工程認(rèn)證畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)作為支撐依據(jù)，將課程目標(biāo)具體化，結(jié)合理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基本要求、工程認(rèn)證畢業(yè)要求與高校建設(shè)特色，設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣圖，使學(xué)生、教師都以課程目標(biāo)為指導(dǎo)和方向，強(qiáng)化目標(biāo)的完成并通過(guò)指標(biāo)點(diǎn)的落實(shí)情況評(píng)價(jià)課程目標(biāo)與支撐作用的達(dá)成度。

1.2 課程目標(biāo)體現(xiàn)分層培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)因材施教

課程目標(biāo)體現(xiàn)分層理念，體現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)與研究性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)與工程專業(yè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)等目標(biāo)上的差別[10]。課程目標(biāo)的設(shè)計(jì)不僅以傳授物理實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)為主，更應(yīng)該注重學(xué)生能力的漸進(jìn)式持續(xù)性培養(yǎng)，滿足學(xué)生的持續(xù)性發(fā)展[11]。將對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)從對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、儀器的使用提升到操作上的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理的多樣性，再到科研與工程問(wèn)題的解決與創(chuàng)新，對(duì)能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的發(fā)展規(guī)律，將學(xué)生能力的培養(yǎng)體現(xiàn)為對(duì)專業(yè)知識(shí)的記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)及創(chuàng)造的漸次遞進(jìn)關(guān)系。

1.3 課程目標(biāo)融入思政元素，體現(xiàn)學(xué)科育人特色

2019年，《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》提出，堅(jiān)持思政課在課程體系中的政治引領(lǐng)和價(jià)值引領(lǐng)作用，統(tǒng)籌思政課一體化建設(shè)，推動(dòng)各類課程與思政課建設(shè)形成協(xié)同效應(yīng)[12]。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程涵蓋科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)精神、科學(xué)技術(shù)背景、科學(xué)思想對(duì)引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的實(shí)踐創(chuàng)新素質(zhì)等方面，有著其他課程難以替代的思政功能與育人優(yōu)勢(shì)，在立德樹人和工程認(rèn)證雙重要求下，應(yīng)在課程目標(biāo)設(shè)計(jì)中融入工程認(rèn)證畢業(yè)要求中文化、安全、環(huán)境、法律、社會(huì)、職業(yè)規(guī)范以及中國(guó)特色思政元素，并結(jié)合當(dāng)代科技發(fā)展與時(shí)事，持續(xù)融入新內(nèi)容，貫穿實(shí)驗(yàn)課程體系。

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)具體建構(gòu)

加涅通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，教學(xué)目標(biāo)越明確，接受訓(xùn)練人的成績(jī)?cè)胶?。目?biāo)具體化使學(xué)生明確應(yīng)該學(xué)習(xí)的內(nèi)容，正向增強(qiáng)了目標(biāo)的完成。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂自由性較強(qiáng)，更需要細(xì)化目標(biāo)，讓教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)不偏離培養(yǎng)目的。

2.1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)工程認(rèn)證畢業(yè)要求的支撐分析

調(diào)研大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)各工科專業(yè)的支撐指標(biāo)點(diǎn)，以溫州大學(xué)已通過(guò)工程認(rèn)證的電氣工程專業(yè)為準(zhǔn)，與溫州大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)電氣工程專業(yè)支撐點(diǎn)相同或相似的高校，整理部分高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)工程認(rèn)證專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)畢業(yè)要求1、2、3、4、5、9條即工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具以及個(gè)人和團(tuán)隊(duì)支撐作用較大，高校對(duì)于畢業(yè)要求6、7、8即工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范等思政相關(guān)要求沒(méi)有支撐作用。但實(shí)際大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程具有一定的特色育人優(yōu)勢(shì)，應(yīng)加強(qiáng)重視。

2.2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)一級(jí)指標(biāo)的構(gòu)建

以教育、邏輯和心理的原則為依據(jù)，以學(xué)生要實(shí)現(xiàn)的行為為出發(fā)點(diǎn)，把包括動(dòng)作、思維和體驗(yàn)等心理發(fā)展分成認(rèn)知、情感、動(dòng)作技能三大領(lǐng)域[13]，根據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)以及支撐矩陣中欠缺的課程思政，將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)一級(jí)指標(biāo)分為四個(gè)維度，認(rèn)知領(lǐng)域、動(dòng)作技能領(lǐng)域、情感領(lǐng)域以及思政領(lǐng)域，如表1。

表1 課程目標(biāo)一級(jí)指標(biāo)

2.3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)二級(jí)指標(biāo)的構(gòu)建

二級(jí)指標(biāo)認(rèn)知領(lǐng)域維度根據(jù)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的分類分為識(shí)記、領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用、分析、創(chuàng)造、評(píng)價(jià)六個(gè)層次，二級(jí)指標(biāo)動(dòng)作技能領(lǐng)域維度以霍恩斯坦定向、模仿、整合、熟練四個(gè)層次為指標(biāo)點(diǎn)[14]，情感領(lǐng)域維度根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)分為習(xí)慣、態(tài)度和人際交往三方面[15]，思政領(lǐng)域維度分為責(zé)任、理想和情懷三個(gè)層次，各二級(jí)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 課程目標(biāo)二級(jí)指標(biāo)

2.4 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)三級(jí)指標(biāo)的構(gòu)建

根據(jù)理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基本要求和工程認(rèn)證畢業(yè)要求將課程目標(biāo)細(xì)化成三級(jí)指標(biāo)，克服大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂的自由性與隨意性，使學(xué)生和教師明確實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和課程目標(biāo)達(dá)成度。根據(jù)《高等工程教育專業(yè)認(rèn)證工作參考手冊(cè)》，畢業(yè)要求1工程知識(shí)屬于認(rèn)知領(lǐng)域中的應(yīng)用層面，畢業(yè)要求2問(wèn)題分析屬于認(rèn)知領(lǐng)域中的分析層面，畢業(yè)要求3設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案與畢業(yè)要求4研究屬于認(rèn)知領(lǐng)域中的創(chuàng)造層面，畢業(yè)要求5使用現(xiàn)代工具在認(rèn)知層面上屬于應(yīng)用層面，畢業(yè)要求6工程與社會(huì)、畢業(yè)要求7環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展在認(rèn)知層次上屬于評(píng)價(jià)層面，由于國(guó)外不涉及思政，將畢業(yè)要求8、9、10、12項(xiàng)歸為情感領(lǐng)域，基于我國(guó)立德樹人教育基本要求，本研究將情感領(lǐng)域拆分為情感與思政兩個(gè)層面，并結(jié)合《理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基本要求》中對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、能力培養(yǎng)和因材施教的要求將三級(jí)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化。

3 實(shí)踐效果

為檢驗(yàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)有效性與科學(xué)性，采用問(wèn)卷調(diào)研和課堂觀察法從學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)水平和課堂教學(xué)質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，將課程目標(biāo)實(shí)施前后學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)水平和課堂教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，以此作為課程目標(biāo)有效性與科學(xué)性的依據(jù)。

3.1 學(xué)生能力水平

對(duì)溫州大學(xué)工科大一學(xué)生發(fā)放100份問(wèn)卷，對(duì)學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)水平在課程目標(biāo)實(shí)施前后進(jìn)行測(cè)評(píng)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，分析課程目標(biāo)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。以動(dòng)作技能維度為例，調(diào)研結(jié)果如下圖所示。

圖1 學(xué)生大物理實(shí)驗(yàn)水平-動(dòng)作技能維度(前測(cè))

圖2 學(xué)生大物理實(shí)驗(yàn)水平-動(dòng)作技能維度(后測(cè))

由圖可知，在動(dòng)作技能領(lǐng)域，課程目標(biāo)實(shí)施前，學(xué)生一般符合理工科大學(xué)物理基本要求的比例較高，約占4成以上，其中問(wèn)題9和問(wèn)題10即學(xué)生創(chuàng)新能力方面不符合的比例偏高。課程目標(biāo)實(shí)施后，學(xué)生比較符合的比例有明顯提升，完全符合的比例有小幅度提升，不符合的比例明顯下降。說(shuō)明課程目標(biāo)實(shí)施效果較好，對(duì)于提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)水平有實(shí)際參考與實(shí)用價(jià)值。

3.2 課堂效果

錄制大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)視頻，對(duì)溫州大學(xué)30名學(xué)科教學(xué)(物理)專業(yè)研究生發(fā)放大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂觀測(cè)表，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量在課程目標(biāo)實(shí)施前后進(jìn)行測(cè)評(píng)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，分析課程目標(biāo)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。以楊氏彈性模量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容維度為例，調(diào)研結(jié)果如圖3所示。

圖3 大物理實(shí)驗(yàn)課堂質(zhì)量-實(shí)驗(yàn)內(nèi)容維度(前測(cè))

由圖可知，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容領(lǐng)域，課程目標(biāo)實(shí)施前，課堂教學(xué)各個(gè)維度完全符合標(biāo)準(zhǔn)的比例不超過(guò)1/3，其中問(wèn)題5引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新不符合和一般符合的比例達(dá)到4成以上，課程目標(biāo)實(shí)施后，各維度完全符合標(biāo)準(zhǔn)的比例明顯上升，不符合標(biāo)準(zhǔn)的比例全部清零，其中問(wèn)題4引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析比例有大幅度上升，但問(wèn)題6對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)與反思一般符合比例上升，說(shuō)明教師忽略了對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)的引導(dǎo)，在教學(xué)目標(biāo)中也應(yīng)該更加重視。課堂整體教學(xué)質(zhì)量有較為明顯的提高，說(shuō)明課程目標(biāo)對(duì)教師教學(xué)具有一定的指導(dǎo)作用，能明確教師培養(yǎng)方向，也進(jìn)一步說(shuō)明課程目標(biāo)實(shí)施效果較好，對(duì)于提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量有實(shí)際參考與實(shí)用價(jià)值。

圖4 大物理實(shí)驗(yàn)課堂質(zhì)量-實(shí)驗(yàn)內(nèi)容維度(后測(cè))

4 結(jié) 語(yǔ)

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證改革方向，研究了能夠支撐工程認(rèn)證畢業(yè)要求的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)。以成果為導(dǎo)向，融入課程思政，根據(jù)布魯姆與霍恩斯坦教育目標(biāo)分類理論、理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基本要求作為課程目標(biāo)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了課程目標(biāo)三級(jí)指標(biāo)點(diǎn)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)研課程目標(biāo)實(shí)施前后學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)水平的異同與課堂教學(xué)質(zhì)量差異，驗(yàn)證課程目標(biāo)的實(shí)用價(jià)值。結(jié)果顯示，學(xué)生動(dòng)作技能領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)?zāi)芰υ谡n程目標(biāo)實(shí)施后得到了明顯的提升，課堂對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容維度的教學(xué)質(zhì)量得到了提升，進(jìn)一步說(shuō)明了本研究設(shè)計(jì)的課程目標(biāo)對(duì)提升大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)、學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)水平具有參考價(jià)值。