蔡劍華 陳雪娟 庹滿先

摘???要：“面向地方，面向行業(yè)”培養(yǎng)人才是地方本科高校的根本任務(wù)，目前地方高校物理本科師范生實踐教學的培養(yǎng)體系滯后于國家對“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的要求。尤其是在師范類專業(yè)認證的大環(huán)境下，對物理師范生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出了更高、更具體的要求，也對現(xiàn)行本科師范生物理實踐教學的課程體系、教學內(nèi)容、教學模式和教學資源等提出了挑戰(zhàn)。筆者擬在物理本科師范生的實踐教學方面做些改革與探索，以期為地方高校對物理本科師范生的“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)提供一些經(jīng)驗與參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)????物理????師范生????改革與探索

中圖分類號：G642.3；G648.9?????????????????????????????文獻標識碼：?AReform?and??Exploration?of?Practical?Teaching?of?Physics?Normal?Students?from?the?Perspective?of?Core?Quality

CAI?Jianhua*?????CHEN?Xuejuan??TUO?Mianxian

（School?of?Mathematics?and?Physics，?Hunan?University?of?Arts?and?Science，?Changde，??Hunan?Province，??415000??China）

Abstract：?It?is?the?fundamental?task?of?local?undergraduate?universities?to?train?talents?for?"local?areas?and?industries".?At?present，?the?training?system?of?the?practical?teaching?for?physical?undergraduate?normal?students?in?local?colleges?and?universities?lags?behind?the?national?requirements?for?the?training?of?"physics?core?quality"?ability.?In?particular，?under?the?environment?of?teacher?training?professional?certification，?higher?and?more?specific?requirements?are?put?forward?for?the?cultivation?of?the?core?quality?of?physics?normal?students，?and?challenges?are?also?proposed?to?the?curriculum?system，?teaching?content，?teaching?mode?and?teaching?resources?of?the?current?practical?teaching?for?physics?undergraduate?normal?students.?The?author?intends?to?do?some?reforms?and?explorations?in?the?practical?teaching?of?physics?undergraduate?normal?students，?in?order?to?provide?some?experience?and?reference?for?local?universities?to?cultivate?the?"physics?core?quality"?ability?of?physics??undergraduate?normal?students.

Key?Words：?Core?literacy;?Physics;??Normal?students;?Reform?and?exploration

在地方高校用傳統(tǒng)的培養(yǎng)學術(shù)型人才的課程體系和教學方法來培養(yǎng)物理師范類人才是不相適宜的。因此，堅持職業(yè)需求與學生培養(yǎng)相統(tǒng)一，全面提升物理師范生的“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)勢在必行。通過實踐教學來培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，是一種非常直接和高效的手段。實踐教學在國外采用的形式比較多，且非常注意與生活場景的結(jié)合來設(shè)計實驗，以此在實踐中來提高學生的動手、探究能力和合作交流能力。國外基于實踐教學的研究也較國內(nèi)早，他們非常注重對實踐形式的創(chuàng)新[1-2]，根據(jù)不同的實驗?zāi)康?，探索不同的實驗形式，如比較實驗、優(yōu)化實驗和探索實驗等。2014年教育部研制印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，指出要研究和提出各階段學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，自此“核心素養(yǎng)”的研究在近些年來受到很多學者的重視，教育部也制定了核心素養(yǎng)培養(yǎng)的指標體系和課程標準[3-4]。尤其是國家出臺了《關(guān)于全面深化新時代教師隊伍建設(shè)改革的意見》和《教師教育振興行動計劃（?2018—2022年）》文件，提出要開展師范類專業(yè)認證，推動師范類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，聚焦師范生能力培養(yǎng)，對物理師范生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出了更高、更具體的要求[5]。如何落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)任務(wù)，是高校教學研究及改革的重點之一。該研究擬針對物理實踐教學這一塊，從課程體系、教學內(nèi)容及模式、教學資源、特色打造和評價體系等方面進行改革與探索，重點解決原有課程體系相對落后、教學模式相對單一、實踐教學載體相對缺乏、學生個性化學習與發(fā)展不足和評價機制相對落后的問題，旨在形成一些可供參考的經(jīng)驗。

1???改革與探索

1.1???確立課程體系

課程體系是完成學生培養(yǎng)目標的基礎(chǔ)，也是開展教學活動的總括圖。要進行教學改革，先要根據(jù)教學目標，對課程體系進行調(diào)整或完善。根據(jù)物理學科“核心素養(yǎng)”4個具體維度（即“物理觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態(tài)度與責任”）的要求[6-7]，構(gòu)建不同于普通物理學專業(yè)的實踐課程體系。并根據(jù)教學目標和學生能力達成的要求，將課程進行分類，如將實驗分門別類為：必做性、選做性實驗，驗證性、探究性實驗，實操性、演示性實驗，設(shè)置情境創(chuàng)設(shè)或建模類實驗等，豐富實驗種類，完善實驗課程體系，為師范生物理實驗教學的實施提供多樣的課程形式。課程構(gòu)建以學生為主心，以“核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)為導向，從培養(yǎng)學生的專業(yè)知識和教學技能兩個維度，分為通識教育層、專業(yè)基礎(chǔ)層和教師技能發(fā)展層這3個層面來實現(xiàn)，構(gòu)建“多模塊”的遞進式實踐課程體系。以此構(gòu)建“多模塊”的課程體系，每個模塊設(shè)計都有對應(yīng)能力達成的目標和標準，從頂層構(gòu)建至底層細化，層層嵌套，形成一個完整的遞進式課程體系。進而達成從基礎(chǔ)能力培養(yǎng)、專業(yè)能力培養(yǎng)到教師技能培養(yǎng)3個階段的培養(yǎng)目標。

1.2???改革教學模式

根據(jù)模塊化課程特點，搭建“多維立體”化教學課堂，實施項目式教學，解決原有教學模式單一的問題。建設(shè)項目式教學模式，對模塊化課程的教學目標、內(nèi)容和教學模式進行研究和探索，實施以項目為載體，任務(wù)為驅(qū)動，訓練為主線，學生為中心，教師為主導的項目式教學模式。在教學場域上，將第一課堂與第二課堂、第三課堂（網(wǎng)絡(luò)課堂）有機銜接起來，建立起由課內(nèi)到課外、由學校到社會、由虛擬到真實的多維立體化教學課堂，擴展學生的學習空間。切實將教學改革落腳在提升課程教學水平、提高學生師范技能能力方面。依托校內(nèi)外科教平臺，對接教師科研、學科競賽、頂崗實習等社會服務(wù)，實施個性化的教、學方式和本科生專業(yè)導師制度，使不同類型的學生在各自的興趣方向取得進步，滿足學生個性化學習與發(fā)展的需求。一方面，以學科競賽、科研項目、創(chuàng)新訓練和項目孵化為“四輪”，帶動學生應(yīng)用能力培養(yǎng)；另一方面，與當?shù)刂袑W實現(xiàn)資源共享、專業(yè)共建、項目共研、人才共育，雙方互派人員、互為服務(wù)、互為評價的深度合作模式。以此，構(gòu)建“多元協(xié)同驅(qū)動”的實踐教學體系，豐富實踐教學載體和教學資源，并對實踐教學過程進行系統(tǒng)集成的設(shè)計與制度創(chuàng)新，進而帶動實踐教學各維度、各環(huán)節(jié)有效融合，良性互動。?改變傳統(tǒng)的在物理本科師范生系列實驗教學中，先教師引導或演示，學生再重復的?“實驗箱”式的實驗教學模式（所有的實驗用具收集在一個實驗箱內(nèi)，學生重復實驗講義中的步驟或重復老師的演示）。將現(xiàn)代教育技術(shù)手段和多樣的實驗室管理模式應(yīng)用到實驗教學改革中來。如將要開展的實驗的一些先導性知識、重點難點和實驗安全等，預先錄制為視頻，在班級群里發(fā)布或掛在網(wǎng)上，引導學生去預習實驗，為后續(xù)實驗的開展提供保障，同時也可為實驗預留時間，供同學們討論和分享實驗。在實驗室的管理上，研發(fā)實驗室管理系統(tǒng)，同學們可以預約進入實驗室，有利于學生和實驗室的靈活安排。同時建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實驗室，并將與實驗教學相關(guān)的電子書籍、典型案例、優(yōu)質(zhì)的教學資料和實驗視頻等共享開放，方便同學們查找、觀看和下載。一些實驗，也可讓學生根據(jù)實驗要求，在虛擬仿真實驗室完成并提交，老師給出評價和反饋。

1.3???調(diào)整教學內(nèi)容

根據(jù)物理師范生“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的目標，改革物理實踐教學的教學內(nèi)容。尤其是在師范類專業(yè)認證的大背景前提下，“以學生發(fā)展為中心”的教育理念要求從以“教”為中心的傳統(tǒng)模式向以“學”為中心的新模式轉(zhuǎn)變。所以在教學內(nèi)容上，要求根據(jù)不同的實驗課程的性質(zhì)和培養(yǎng)目標，以師范生學習效果和個性發(fā)展為中心，來設(shè)置教學內(nèi)容。如探究性實驗，教學內(nèi)容上鼓勵本科生設(shè)計實驗、并掌握選擇最合適的實驗方案，體會物理學的科學性和嚴謹性，提高其發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。演示性實驗內(nèi)容的設(shè)計，以培養(yǎng)學生的“物理觀念”，激發(fā)學習興趣為目的。如在講毛細現(xiàn)象原理時，老師可要學生找來2個一次性紙杯和1根細線，1個紙杯裝水放在高處，1個空紙杯放在低處，然后用1根細線搭在2個紙杯之間，過一段時間后就會看到，細線被浸濕，隨后會有水滴沿著細線落在空杯子上，最后高處杯子的水會被轉(zhuǎn)移到低處的空杯子中。驗證性實驗教學內(nèi)容的設(shè)置，應(yīng)以激勵學生正確的科學思維、提升科學素養(yǎng)為目的，以達到學生物理學科核心素養(yǎng)的4個方面的培養(yǎng)目的。

1.4???豐富教學資源

物理學是一門傳統(tǒng)的老學科，物理學（師范）專業(yè)的實踐教學也有很多成熟的教材、案例和影像資料等。但隨著社會的發(fā)展和信息時代的到來，高科技實驗儀器不斷被引入高校普通實驗中來，虛擬仿真實驗也突破了實驗儀器和場地的限制，改變了傳統(tǒng)實驗的教學模式[8-9]。從學校到社會，從線上到線下，從現(xiàn)實到虛擬，有很多資源可以應(yīng)用或借鑒到師范生的實踐教學中來。筆者團隊依靠依托單位的省級基礎(chǔ)物理實驗中心和省級虛擬仿真實驗室，以及學校附近常德市科技館等資源，開發(fā)和建立了適合多種課程性質(zhì)和課程類型的實驗教學資源，并以“核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的要求分類羅列。如得益于湖南省科普基地——基礎(chǔ)物理實驗中心的支持，學校每年都組織學生參加湖南省和常德市舉辦的科普講解大賽，也會組織學生參加湖南省的大學生物理競賽等，每年都會有有關(guān)物理實驗的優(yōu)秀作品、視頻和案例，極大地豐富了學校的教學資源。

1.5???打造特色實驗

物理學是一門基于實驗發(fā)展起來的學科，物理理論的建立都得通過實驗來驗證?；诤鲜】破栈亍A(chǔ)物理實驗中心、中學物理教學法實驗室和依托學院的科研、教學平臺，為師范生的培養(yǎng)設(shè)計系列特色的物理實驗，并指導學生自己根據(jù)實驗?zāi)康拈_發(fā)和設(shè)計實驗。如在講授大氣壓強實驗時，可設(shè)計“用有孔的紙片托水”的實驗。為學生準備紙張（可用A4紙）、大頭針、瓶子和一杯帶顏色的水。先用大頭針在紙張上扎很多小孔，把帶顏色的水倒?jié)M整個瓶子，然后用帶孔的紙張蓋住瓶子，隨后用手壓住紙片并迅速將瓶子倒轉(zhuǎn)，瓶口朝下，再將手輕輕移開。此時紙片不會脫落，依然會封住瓶口，瓶里的水也不會滴落。實驗有趣地展示了由于大氣壓強作用于紙片，產(chǎn)生了向上的力，使他拖住了瓶里的水。但若只給瓶子裝半瓶水，再重復上述實驗，實驗就會失敗，此處可設(shè)問，留給學生思考并作答。再者，這個實驗也可應(yīng)用于液體表面張力的教學。同樣的實驗材料和步驟，瓶子倒立后，有孔的紙“蓋子”也不會滴水，是由于水的液體表面張力，使得在紙的表面形成了一層水的薄膜，束縛了水的流動?？蛇M一步引申到人們平時生活中常用油布做雨傘。油傘也有很多細小的孔，但人們可以用它來擋雨。但雨下大了，如遇到暴雨天，油傘下還是會漏下細雨，這一現(xiàn)象又可進一步引申到力學問題，設(shè)問并留給學生思考、作答。這樣有趣又有特色的實驗，可根據(jù)不同的實驗內(nèi)容和實驗?zāi)康膩黹_發(fā)和設(shè)計。又如硬幣搭橋、火柴制作簡易火箭等，這類實驗有趣、簡單易操作，且實驗器材來自生活，容易激起學生的創(chuàng)造力和想象力，要求學生自主設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，并進一步開發(fā)和積累實驗案例，編制師范生物理實驗教材。

1.6???改革評價體系

教學管理中，基于課程體系和教學模式，提出以課程模塊為教學管理單元，建立模塊負責人制度，制定課程模塊的管理和考核辦法。將學生的自主學習和學分進行結(jié)合，確立基于實踐業(yè)績的學分計算辦法（如頂崗實習和創(chuàng)新實踐學分的認定）。構(gòu)建激勵式評價模式，認可和鼓勵師生的工作。采取動態(tài)的教學質(zhì)量監(jiān)控體系，為完善教學改革提供依據(jù)。從制度、方法、考核和保障上，系統(tǒng)構(gòu)建教學新機制，促進“教”與“學”的統(tǒng)一。

2???實施保障

（1）該研究的依托單位湖南文理學院數(shù)理學院在專業(yè)建設(shè)、教學改革等方面取得了較好的成績。配齊配強了教學管理隊伍，由院長、主管教學副院長、教務(wù)秘書、教研室主任、實驗室主任組成管理隊伍，院長任組長。?建立教學指導委員會，規(guī)范各類教學活動。采用教師工作室（研究所）模式對本科生進行特色教學。?組建模塊化課程教學團隊，規(guī)范課程規(guī)劃、教學大綱，加強教材建設(shè)。鼓勵教師開展教學研究，積極申報各級各類教研項目。學院的?“物理學”專業(yè)為省級一流專業(yè)，并申報了國家級一流專業(yè)。學院擁有省級基礎(chǔ)物理實驗中心（湖南省優(yōu)秀科普基地）和以及湖南省重點實驗室，并建有省級虛擬仿真實驗教學中心和省級校企合作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地（中學教育），為教學改革提供了條件保證。學院開展了物理學專業(yè)的師范專業(yè)認證，優(yōu)化教學內(nèi)容，以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，實施“創(chuàng)新人才+師范生融合”的培養(yǎng)策略，改革實踐教學環(huán)節(jié)，構(gòu)建“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的實踐教學鏈。

（2）學校重視教學改革。學校出臺了《湖南文理學院教學改革研究項目管理辦法》?等相關(guān)政策，明確了教學改革項目管理和經(jīng)費使用的辦法，為項目的開展和完成提供了有力的保障。學校和所歸屬的院（部）在項目所涉及的人、財、物等方面予以充分保障，尤其為搭建開放實驗平臺，購買創(chuàng)新性實驗的實驗耗材提供了方便。并出臺了《湖南文理學院學生頂崗實習試行辦法》《湖南文理學院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐學分認定及成績加權(quán)實施條例》等支持實踐教學改革的文件，為實踐教學的改革和本研究的實施提供了制度保障。

（3）學校注重實踐教學條件的建設(shè)。得益于中央財經(jīng)專項基金和學校的配套建設(shè)費用，尤其是湖南省科普基地——基礎(chǔ)物理實驗中心和幾個省級科研教學平臺的建設(shè)，極大改善了該校物理學（師范）專業(yè)實驗條件落后的狀況，目前具備了集教學、服務(wù)、科研于一體的多功能實驗基地。這不僅可以較好地滿足學生開展各類驗證性和探究性實驗，也為學生開展開放或創(chuàng)新實驗提供了條件。

（4）學校有良好的保障。湖南文理學院為了貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于高等教育發(fā)展的相關(guān)要求，在院黨委的統(tǒng)一領(lǐng)導下，成立由書記、校長擔任組長的“深度轉(zhuǎn)型發(fā)展領(lǐng)導小組”，著力推進課程教學改革。一是整合相關(guān)課程，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育納入教學全過程，更加專注培養(yǎng)學生技術(shù)技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。二是加大技能培養(yǎng)課程開設(shè)力度。這些為培養(yǎng)地方高校物理本科師范生“中學物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的提供了良好的環(huán)境。

3???改革成效

教學團隊取得的教學成果豐碩，出版了高等學校應(yīng)用型本科“十二五”規(guī)劃教材等4部，教材被廣泛采用，產(chǎn)生了良好的反響，在國內(nèi)優(yōu)秀刊物上發(fā)表教改論文30余篇，獲省級教改項目5項，獲省級教學成果獎2項。學生綜合素質(zhì)全面提升，?具備了中學物理教學的基本能力，就業(yè)率連續(xù)3年穩(wěn)定在95%以上，考研比例穩(wěn)定在30%左右，其中近80%被雙一流高校錄取。?學生創(chuàng)新能力突出，各類競賽屢獲佳績，?近幾年學生在湖南省大學物理競賽中先后獲得省級一等獎2項，二等獎3項?，三等獎14項；在湖南省師范技能競賽中獲得省級二等獎1項；在湖南省科普講解大賽中獲得二等獎1項，三等獎2項。

4????結(jié)語

本科師范生物理實踐教學體系的改革涉及課程體系、教學內(nèi)容、教學方法、評價體系和條件保障等諸多方面。筆者團隊本著求真務(wù)實的態(tài)度，在學校和學院的支持下，根據(jù)國家對“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的要求，對接師范專業(yè)認證，結(jié)合地方院校的特點，建立相對獨立的物理學（師范類）實踐課程與教學體系，改革實踐教學內(nèi)容，加強師范生物理實踐的教學資源建設(shè)和評價體系建設(shè)，取得了一些經(jīng)驗。這些為在師范生物理實踐教學中如何解決“物理核心素養(yǎng)”能力培養(yǎng)的問題提供了參考。

參考文獻[1]?夏雄平，梁秋群，曹雪麗.?淺談高校教師核心素養(yǎng)：以高校物理專業(yè)教師為例[J].?教育現(xiàn)代化，2019，6（86）：141-142.