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摘要:探索了大學(xué)物理課程思政建設(shè)的方法,凝練了在大學(xué)物理課堂中融合的10個思政元素,從思政元素、思政目標(biāo)、實施方式、知識點或環(huán)節(jié)4個方面描述了如何在大學(xué)物理中融合思政元素并進(jìn)行了實踐舉例,為大學(xué)物理中課程思政的實施提供了一定的借鑒.
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理課程思政唯物主義
1引言
黨的十八大以來,多次強(qiáng)調(diào)中國教育的根本任務(wù)為“立德樹人”,并在全國高校思想政治工作會議提出“要用好課堂教學(xué)這個主渠道、各類課程都要與思想政治理論課同向相行,形成協(xié)同教育”的要求[1,2].的講話闡明了我國教育現(xiàn)代化理念的精髓,指示了我國現(xiàn)代化教育推進(jìn)的指導(dǎo)思想[3].近年來,各個高校也圍繞這一指導(dǎo)思想,進(jìn)行了在各科專業(yè)課程中實現(xiàn)課程思政的教學(xué)探索,如文獻(xiàn)[3]以電磁學(xué)為切入點探索了如何在專業(yè)課程上進(jìn)行思政建設(shè),文獻(xiàn)[4]研究了如何在結(jié)構(gòu)化學(xué)課堂中進(jìn)行課程思政建設(shè).課程思政的主要思想是以“潤物細(xì)無聲”的方式將思政元素融入到專業(yè)課堂的教學(xué)中,使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時受到思政元素的影響,形成正確的人生觀、世界觀、價值觀,從而達(dá)到“立德樹人”的目的.大學(xué)物理是本科院校中理工科的基礎(chǔ)專業(yè)課,授課對象主要為理工科的大一新生,影響范圍較廣.就廣西民族師范學(xué)院而言,理工科如電子信息、應(yīng)用電子學(xué)、化學(xué)工程、制藥工程等專業(yè)一般開設(shè)共48課時的大學(xué)物理課程,有著授課任務(wù)重,授課時間緊,授課對象人數(shù)多等特點,所以一般會對大學(xué)物理中的內(nèi)容進(jìn)行選講,對于電子工程類的專業(yè),選講“力學(xué)”與“電磁學(xué)”章節(jié),對于化學(xué)工程類的專業(yè),選講“力學(xué)”與“熱學(xué)”章節(jié),授課的方式也以課堂教學(xué)為主.因此要求大學(xué)物理中的課程思政建設(shè)主要在授課課堂中完成,采用知識點與思政元素相結(jié)合的方式進(jìn)行講解.本論文主要以“力學(xué)”和“電磁學(xué)”篇為例子,選用的教材為淵小春編著的《大學(xué)物理》[5],探討如何在大學(xué)物理課程中融入思政元素,對于“熱學(xué)”“光學(xué)”篇也可以延用本文相似的方法進(jìn)行設(shè)計.
2大學(xué)物理中課程思政元素的凝練
物理學(xué)的發(fā)展本來就遵守著科學(xué)的發(fā)展規(guī)律,其中蘊(yùn)含著大量的唯物主義觀念,與思政元素渾然天成,能夠在課程中進(jìn)行自然地融合[6].并且物理是一門與科學(xué)應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的學(xué)科,將基礎(chǔ)物理知識與現(xiàn)實中的應(yīng)用相聯(lián)系結(jié)合起來,提升學(xué)生對物理學(xué)習(xí)興趣的同時感受科技之美,喚起民族自豪感和時代責(zé)任心.本節(jié)凝練了可以與大學(xué)物理相結(jié)合的10個思政元素點:人文積累、辯證思維、善于反思、信息能力、審美意識、社會責(zé)任、家國情懷、國際視野、問題解決、知識運(yùn)用.從思政元素、思政目標(biāo)、實施方式、知識點或環(huán)節(jié)4個方面描述了如何在大學(xué)物理課堂中融入和體現(xiàn)思政要素并將其總結(jié)在表1中.思政點的融合與課程知識的講解相輔相成,滲透到課堂中的各個環(huán)節(jié)之中.比如:借助課堂的引入環(huán)節(jié)、課后任務(wù)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生知識運(yùn)用以及信息處理能力;借助課堂授課環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生人文積累、辯證思維、審美意識等;借助習(xí)題作業(yè)等培養(yǎng)學(xué)生問題解決、反思的能力以及提升學(xué)生的國際視野;借助課堂總結(jié)和討論環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任和家國情懷等.
3大學(xué)物理中課程思政的實踐
1問題的提出
物理學(xué)是大學(xué)理工科重要的必修基礎(chǔ)課,大學(xué)物理課程教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響科技人才培養(yǎng)的質(zhì)量.學(xué)學(xué)物理課程學(xué)生不但能夠掌握物理知識,更能夠培養(yǎng)和提高科學(xué)素質(zhì),科學(xué)思維方法,科學(xué)研究能力[1]近10年來大學(xué)物理教學(xué)發(fā)生很大的變革,尤其在教學(xué)理念、課程設(shè)置、教學(xué)模式等方面上都有巨大進(jìn)步.特別是2006年以來,大學(xué)物理教學(xué)研究論文在數(shù)量上有了顯著增長,研究內(nèi)容日益豐富,研究視角更加多元.為了進(jìn)一步促進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)研究,提高大學(xué)物理課的教學(xué)質(zhì)量,本文對近10年大學(xué)物理教學(xué)研究成果進(jìn)行了梳理與總結(jié).
2研究對象
物理教學(xué)的研究可以分為兩類:一類是關(guān)于如何展開教學(xué),主題與教育教學(xué)相關(guān),這類文章關(guān)于課程建設(shè)、教學(xué)方法、教材等;一類是關(guān)于教學(xué)的內(nèi)容,主題和關(guān)鍵詞是物理概念和規(guī)律,其研究對象是具體的物理學(xué)內(nèi)容.在如《大學(xué)物理》、《物理與工程》、《物理實驗》等期刊上刊登的文章,大多數(shù)圍繞物理學(xué)講授的課程內(nèi)容展開,很少有文章關(guān)于怎么教.本文梳理、分析和研究對象是第一類物理教育研究的期刊文章.本文采用文獻(xiàn)法,對2006年至今,國內(nèi)公開發(fā)表、中國知網(wǎng)收錄的大學(xué)物理研究論文進(jìn)行分析.為提高文獻(xiàn)檢索的查全率和查準(zhǔn)率,需要選擇正確的主題詞和邏輯運(yùn)算符[2].本文將主題概念作為檢索語言,選擇“大學(xué)”“物理”“教學(xué)”3個方面的主題詞.加入同義詞和選擇范圍更廣的上位詞,以防止文獻(xiàn)被漏檢.引入了“大學(xué)”的同義詞“高?!?,“教學(xué)”的上位詞“教育”進(jìn)行主題檢索.確定主題詞間的邏輯關(guān)系是進(jìn)行文獻(xiàn)檢索必要步驟.例如用“或”可以擴(kuò)大檢索范圍,而“并且”則可以避免檢索范圍過大.經(jīng)過分析與試檢索,最后本文以“大學(xué)”或者“高校”、“物理”、“教學(xué)”或者“教育”為主題詞進(jìn)行檢索,以保證高查準(zhǔn)率,避免漏檢.核心期刊通常對收錄論文審稿嚴(yán)格,質(zhì)量要求高,故文章的文摘率和引文率較高,具有一定的影響.同時,各個大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也將國內(nèi)核心期刊發(fā)表文章數(shù)目作為考核研究水平的參考[3].因此本文重點的研究對象為核心期刊發(fā)表的大學(xué)物理教學(xué)研究類文章提高文獻(xiàn)分析質(zhì)量和可信度.在中國知網(wǎng)上搜索2006年至2017年核心期刊發(fā)表的物理教學(xué)類文章有1072篇.選取其中主要的、有影響力的研究論文作為分析研究的重點.
3數(shù)據(jù)與分析
1072篇大學(xué)物理教學(xué)研究論文.圖中顯示近十年每年發(fā)表的論文數(shù)量穩(wěn)步增長,近五年則保持在每年百篇以上,可見大學(xué)物理教學(xué)研究有了很大的發(fā)展.但與我國約有295所院校開設(shè)有物理學(xué)專業(yè),從事大學(xué)物理教學(xué)工作的數(shù)萬教師隊伍相比,可以說,從事大學(xué)物理教學(xué)研究的教師不算多.這也許與目前大學(xué)教師工作現(xiàn)狀有關(guān):大學(xué)教師多承擔(dān)科研與教學(xué)兩方面的任務(wù).對于物理學(xué)的研究屬于科學(xué)研究工作,大學(xué)物理教學(xué)屬于教學(xué)工作.大學(xué)對教師的考核以科研為主要,因此教師對物理學(xué)的研究顯然多于對教學(xué)的研究.雖然有極少數(shù)教師科研任務(wù)很少,但其教學(xué)任務(wù)非常之大,使得他們很難對物理教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)研究.總的來說,大學(xué)物理教學(xué)研究正在逐漸發(fā)展,受到關(guān)注,但是重視程度和投入量還需要更大加強(qiáng).關(guān)鍵詞是論文的“眼睛”,高度概括凝練論文內(nèi)容,代表研究方向,體現(xiàn)研究熱點.檢索到的1072篇文章的關(guān)鍵詞共線網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示,其中圖中節(jié)點大小表示該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次,連接線的粗細(xì)表征兩個節(jié)點間關(guān)聯(lián)程度.從圖2中可以看出:“大學(xué)物理”和“教學(xué)改革”關(guān)系密切.“大學(xué)物理”包括大學(xué)物理理論課堂教學(xué)和大學(xué)物理實驗教學(xué).理論課堂教學(xué)的研究與改革,與教學(xué)模式,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法,教學(xué)質(zhì)量等關(guān)鍵詞相聯(lián)系,說明近10年來大學(xué)物理課堂教學(xué)的改革與研究已從大學(xué)物理課程體系建設(shè)的宏觀架構(gòu)層面向通過教學(xué)模式、教學(xué)方法的變革提高教學(xué)質(zhì)量的微觀層面發(fā)展.另一方面,圖2中“實驗”二字反復(fù)出現(xiàn),如“大學(xué)物理實驗”、“物理實驗”、“實驗教學(xué)”等,這些關(guān)鍵詞都與“教學(xué)改革”聯(lián)系緊密,表明了近10年來實驗教學(xué)研究進(jìn)行了大量的改革.“創(chuàng)新能力”和多個與實驗相關(guān)詞均有聯(lián)系,充分說明了物理實驗對培養(yǎng)人才的創(chuàng)新能力作用巨大.圖2中還顯示實驗教學(xué)與“教學(xué)質(zhì)量”、“教學(xué)體系”、“教學(xué)方法”間有一定聯(lián)系.總之,圖2中圍繞著實驗的各個關(guān)鍵詞及關(guān)系體現(xiàn)了對物理實驗教學(xué)研究正在從多角度展開.本文對近10年大學(xué)物理教學(xué)研究將從兩個方面進(jìn)行梳理分析:一是大學(xué)物理課堂教學(xué)研究,二是物理實驗教學(xué)的研究.3.1大學(xué)物理課堂教學(xué)研究從圖2中可以看到,“教學(xué)模式”“教學(xué)方法”均和“教學(xué)改革”、“大學(xué)物理”相聯(lián)系,顯示出近10年來大學(xué)物理課堂教學(xué)研究主要圍繞著“如何教”展開.而在10多年前,伴隨著我國大學(xué)的改革,大學(xué)物理課程體系也處于改革與建設(shè)期,為此需要進(jìn)行大量的研究,以保證課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和必要性.在體系建設(shè)完成后,學(xué)生對大學(xué)物理課程的要求變得更加多樣,學(xué)生水平也更加參差不齊,為保證和提高大學(xué)物理課程的教學(xué)質(zhì)量,教師更加關(guān)注教學(xué)的方式與方法.特別是,近10年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有了快速發(fā)展,為改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式提供了很好的技術(shù)支持.因此,教學(xué)方法、教學(xué)模式成為近十年來大學(xué)物理教學(xué)研究的主要關(guān)注點.下面對其中具有代表性的工作進(jìn)行簡述.3.1.1慕課與翻轉(zhuǎn)課堂慕課MOOC即大規(guī)模開放在線課程.2011年秋,來自世界各地的160000人注冊了斯坦福大學(xué)SebastianThrun與PeterNorvig聯(lián)合開出的一門《人工智能導(dǎo)論》的免費(fèi)課程,此后慕課進(jìn)入了快速發(fā)展階段.我國慕課發(fā)展幾乎與國際同步,2013年同濟(jì)大學(xué)在物理課中展開慕課教學(xué)[4],并將慕課與傳統(tǒng)教學(xué)模式從教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)、教學(xué)測評及班級管理等四個方面進(jìn)行對比研究.結(jié)果顯示MOOC教學(xué)模式將學(xué)生被動接受改變?yōu)橹鲃铀伎迹岣吡苏n堂效率,也提升培養(yǎng)人才的質(zhì)量.雖然慕課起源于西方國家對于開放式教育的研究(OER)但是在我國推行過程中被本土化,更適應(yīng)我國情況.比如,同濟(jì)大學(xué)在實踐中所開發(fā)的視頻插入問題增強(qiáng)交互性,加強(qiáng)課程對學(xué)生的監(jiān)督力度;增加教員數(shù)量,滿足學(xué)生在線提問的教學(xué)需求,并整理學(xué)生問題;還提議通過開發(fā)游戲的形式增加趣味性獲得更好的學(xué)習(xí)體驗[4].翻轉(zhuǎn)課堂通過視頻將教師所講授內(nèi)容提供給學(xué)生供學(xué)生反復(fù)自主觀看學(xué)習(xí).將傳統(tǒng)教學(xué)部分放在預(yù)習(xí)階段,增加了學(xué)生預(yù)備知識學(xué)習(xí)的比例,還使得原來用于講授的課堂時間用于關(guān)注學(xué)習(xí)的重難點,結(jié)合傳統(tǒng)課堂和在線課堂,既保留了講授式教學(xué)法的高效和準(zhǔn)確,又可以在課堂上采用多種新式教學(xué)方法,例如研討式學(xué)習(xí),項目式教學(xué),等激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與自主性.上海交通大學(xué)在2013和2014年期間開展“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)試點研究”,采用準(zhǔn)實驗研究設(shè)計和問卷調(diào)查法,探討翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果,學(xué)生適應(yīng)性和傾向性的問題[5].慕課MOOC等開放教育資源結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂,成為新教學(xué)模式,體現(xiàn)出現(xiàn)代社會互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對傳統(tǒng)的教育教學(xué)產(chǎn)生的巨大沖擊,反映出信息技術(shù)與課程整合日漸深入的大勢所趨.3.1.2同伴教學(xué)法同伴教學(xué)法(PeerInstruction簡稱PI)是哈佛大學(xué)教授EricMazur受到合作學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)于上個世紀(jì)90年代提出.該方法針首先使用概念測試題,借助計算機(jī)投票系統(tǒng)反饋學(xué)生答案,根據(jù)學(xué)生作答正確率教師適當(dāng)講解.國外研究團(tuán)隊用十年研究數(shù)據(jù)表明,大班授課此教學(xué)方式效果優(yōu)于傳統(tǒng)講授法[6].2010年開始北京師范大學(xué)在大學(xué)物理課程中構(gòu)建課堂互動教學(xué)模式,使用同伴教學(xué)法配合教室交流系統(tǒng)CRS(ClassroomResponseSystemsorClicker)技術(shù)[7],將講授為主的傳統(tǒng)課堂模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)與探究,實現(xiàn)了學(xué)生的合作學(xué)習(xí).具體教學(xué)流程如圖4所示,包括要求學(xué)生課前預(yù)習(xí),教師課堂上設(shè)置試題引發(fā)學(xué)生討論.生生互動討論中,穿插教師對重難點的講解.并且該研究團(tuán)隊設(shè)計開發(fā)多元化評價模式,與教學(xué)方法改革共同促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展.3.1.3互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常教學(xué)中的應(yīng)用為提高大學(xué)物理大班教學(xué)的質(zhì)量,清華大學(xué)與北京師范大學(xué)合作研究提出基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的雙重警戒、網(wǎng)絡(luò)交互(Dualsafe-GuardWeb-basedInter-active,簡稱DGWI)教學(xué)模式,具體內(nèi)容和相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)如圖5所示[6].教學(xué)過程如下:首先,課前學(xué)生需要進(jìn)行預(yù)習(xí),并完成相應(yīng)的、組成教學(xué)警戒網(wǎng)的物理試題,將答案上傳至網(wǎng)上,教師從網(wǎng)上學(xué)生答題的正確率和是否講解教學(xué)內(nèi)容的投票情況了解學(xué)情.然后進(jìn)行課堂教學(xué),其教學(xué)內(nèi)容由3部分構(gòu)成[8]:原有必須知識體系內(nèi)容,正確率低于閾值的內(nèi)容,學(xué)生要求講解的內(nèi)容.課堂教學(xué)結(jié)束后是課后作業(yè)和討論課環(huán)節(jié).這一教學(xué)模式投入使用并采用定量研究,證實DGWI教學(xué)模式有效提高理工科大學(xué)物理課教學(xué)質(zhì)量.實證研究的可靠性和科學(xué)性保證了該教學(xué)模式的真實有效.3.1.4雙語教學(xué)隨著全球一體化的快速發(fā)展,高校興起和逐步開展了英文為主要語言,中文為輔助語言的雙語課程.如東北大學(xué)理學(xué)院連續(xù)五年在大學(xué)物理課進(jìn)行雙語教學(xué),上課對象是全校所有理工科大一、大二學(xué)生.在課程開始和結(jié)束后采取問卷調(diào)查和座談會形式,以及對部分學(xué)生長時間跟蹤調(diào)查獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況與教學(xué)效果.關(guān)于雙語教學(xué)的研究論文以思辨方法為主,闡述雙語教學(xué)意義與方法為主.引用率較高的一篇實證文章證實雙語教學(xué)增加學(xué)生學(xué)習(xí)困難,但是雙語班和普通班學(xué)生對于物理知識的掌握程度沒有顯著差異[9].3.1.5其他教學(xué)研究除了以上有代表性的研究以外,還有一些其他有特色的研究.例如:對于非物理專業(yè)的物理課程開展研究.南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院研究團(tuán)隊對物理化學(xué)課程從師資隊伍,教材和課程建設(shè),教學(xué)內(nèi)容,方法各方面都進(jìn)行改革[10].陜西師范大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊針對物理化學(xué)課程存在的局限,構(gòu)建了具有特色的現(xiàn)代物理化學(xué)教學(xué)體系,提高學(xué)生對理科課程相關(guān)性的認(rèn)識[11].此外,高校研究學(xué)者介紹了國外先進(jìn)的、有影響的研究.例如:湖南大學(xué)的研究者在美國倫塞勒工學(xué)院(RensselaerPolytechnicInstitute,簡稱RPI)訪問一年回國后,介紹美國“工作室物理”教學(xué)模式(StudioPhysics).陜西師范大學(xué)研究者分析了一些國際一流大學(xué)(斯坦福大學(xué),耶魯大學(xué),麻省理工學(xué)院,牛津大學(xué),東京大學(xué))課堂教學(xué)模式、師生關(guān)系、培養(yǎng)目標(biāo)[12].西安交大理學(xué)院研究者前往美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UIUC)[13]考察學(xué)習(xí)該校物理課程教學(xué).以上研究關(guān)于教學(xué)方法、教學(xué)模式旨在提高大學(xué)物理教學(xué)的質(zhì)量.雖然目前傳統(tǒng)的班級講授模式仍是大學(xué)物理教學(xué)常態(tài),但其主要地位卻在不斷地減弱,新的教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式并行.總之,大學(xué)物理課堂教學(xué)正由傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作探究,并且課堂的界限逐漸模糊,學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)生不局限于教室而可以在任何一個零碎的時間.3.2大學(xué)物理實驗的教學(xué)研究文章的關(guān)鍵詞共線網(wǎng)絡(luò)圖2中可以看到,“大學(xué)物理實驗”、“物理實驗”與“教學(xué)體系”、“教學(xué)改革”、“改革”、“教學(xué)方法”等聯(lián)系緊密,這反映了物理實驗的改革不但包括有教學(xué)方法的革新,更有物理實驗教學(xué)體系的建設(shè).3.2.1物理實驗教學(xué)體系建設(shè)研究對于物理實驗教學(xué)體系的研究,有影響的工作是由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理實驗中心研究團(tuán)隊開展.中科大所建設(shè)的物理實驗課程體系與教學(xué)模式被概括為“一個核心,多個層次”.核心指的是“大學(xué)物理實驗”歷來是該校培養(yǎng)學(xué)生思維能力與工作能力的核心課程,多層次指的是實驗教學(xué)平臺包括有基礎(chǔ)物理實驗平臺、自主設(shè)計研究性實驗平臺、物理基礎(chǔ)高等實驗平臺與專業(yè)性最強(qiáng)的凝聚態(tài)等離子等物理實驗平臺共4個平臺,實現(xiàn)從低年級到高年級從物理專業(yè)到相關(guān)專業(yè)乃至全校各專業(yè)的物理課程全覆蓋[14].該校1998年組建物理實驗中心,2006年成為首批國家級物理實驗教學(xué)示范中心,至今在物理實驗課程體系方面展開的改革探索有:設(shè)立了本碩貫通的實驗選修課程、研究生實驗必修課程和實驗專題課程;構(gòu)建“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、多層次、開放創(chuàng)新研究型”的面向全體學(xué)生的物理實驗教學(xué)大平臺;對于物理材料類高年級學(xué)生在四級實驗基礎(chǔ)上還設(shè)立了3個創(chuàng)新研究型物理實驗教學(xué)平臺[15].北京大學(xué)基礎(chǔ)實驗中心團(tuán)隊規(guī)范化管理實驗室,充分發(fā)揮實驗室資源的作用,以期通過實驗教學(xué)為培養(yǎng)創(chuàng)新人才做出貢獻(xiàn).具體工作包括[16]:建立實驗室電子信息檔案,制作實驗教學(xué)服務(wù)工作指南,形成日常管理工作檔案.大連理工大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗教學(xué)中心從師資隊伍、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容三個方面展開改革,建立起一支素質(zhì)高技能強(qiáng)的師資隊伍,培養(yǎng)學(xué)生實驗基礎(chǔ)技能寬厚而扎實[17].西安交通大學(xué)物理教學(xué)實驗中心作為國家工科物理教學(xué)基地和國家級示范中心,系列教材被30多所高校常年使用[18],發(fā)文分享實驗教學(xué)辦學(xué)經(jīng)驗.這些探索工作都是抓住建設(shè)國家級物理實驗教學(xué)示范中心的契機(jī).以上這些高校近些年來做出改革舉措值得學(xué)習(xí)與借鑒.3.2.2信息技術(shù)對物理實驗教學(xué)的促進(jìn)計算機(jī)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,使得虛擬仿真數(shù)值分析成為實驗新途徑.電子科技大學(xué)在2002年成立數(shù)字物理實驗室,使用軟件如ANSYS,MATLAB等,開發(fā)實驗項目[19].吉林大學(xué)研究團(tuán)隊?wèi)?yīng)用“基于設(shè)計的研究”這一范式對大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗進(jìn)行設(shè)計與開發(fā)[20].計算機(jī)應(yīng)用于實驗教學(xué)的巨大優(yōu)勢在于可以解決不能進(jìn)行的實驗或者實驗代價過大的問題[19].進(jìn)行物理實驗仿真已經(jīng)是高等教育工作者需要面對的重要任務(wù).3.2.3將研究性學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于實驗教學(xué)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃和綱要(2010—2020)》中明確提出提高學(xué)生的“學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力”.這3個能力中創(chuàng)新能力是現(xiàn)代社會越來越重視的人才具有的品質(zhì),創(chuàng)新也是社會各界對教育提出的迫切要求[21].培養(yǎng)創(chuàng)新能力離不開“科學(xué)探究”的研究型教學(xué)模式.實驗培養(yǎng)學(xué)生動手能力,分析和解決問題能力,有利于開展學(xué)生研究性學(xué)習(xí).因此有人說,物理實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的豐沃土壤[21].電子科技大學(xué)物理實驗中心在傳統(tǒng)實驗中引入研究性教學(xué),實現(xiàn)創(chuàng)新能力的滲透式培養(yǎng)[19].其具體舉措是將實驗與科研結(jié)合,就具體課題展開教學(xué)實踐.山西大學(xué)物理實驗中心建立背景反思、設(shè)計互動、研究自主和項目踐行四者連動的實驗教學(xué)新模式,將研究性學(xué)習(xí)貫徹實驗始終[22].電子科技大學(xué)物理電子學(xué)院受到“STS教育(科學(xué),技術(shù),社會)”指導(dǎo)開發(fā)研究型教學(xué)新模式[23].東南大學(xué)物理系提出“案例教學(xué)”模式[24]實現(xiàn)研究性學(xué)習(xí).中國數(shù)字教學(xué)工作室發(fā)表系列文章《現(xiàn)代數(shù)字物理教學(xué)連載———在數(shù)字技術(shù)平臺上的研究式學(xué)習(xí)》共十二篇,介紹了多個大學(xué)物理實驗教學(xué)中利用數(shù)字技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)情況.關(guān)于大學(xué)物理教育研究主題發(fā)表的文章中研究性學(xué)習(xí)主題的文章大量存在,并且實踐證明,該方法用于培養(yǎng)學(xué)生效果顯著[25].3.2.4實驗評價方式的創(chuàng)新西南大學(xué)分析國內(nèi)高校物理實驗課程成績評定方式的弊端,改革本校課程評價方案后對2004級學(xué)生成績(傳統(tǒng)評定方式)和2005級學(xué)生成績(改革后的評定方式)對比發(fā)現(xiàn),兩者呈現(xiàn)顯著性差異,并且2005級學(xué)生成績呈現(xiàn)正態(tài)分布表明改革后的評定方式是更為科學(xué)有效的[26].華南師范大學(xué)提出發(fā)展性評價模式,即學(xué)生自評、同伴評價和教師評價相結(jié)合的方式,實驗結(jié)果證實這一評價方式改善實驗教學(xué)效果[27].大學(xué)物理實驗教學(xué)的研究既圍繞體系建設(shè)展開,各高校積極投入改革之中并分享實踐經(jīng)驗;同時關(guān)照引入新式教學(xué)方式方法提升教學(xué)效果,以研究性學(xué)習(xí)和計算機(jī)仿真實驗為典型代表;而且已有研究開始探索實驗評價的創(chuàng)新,突破傳統(tǒng)書面評價的局限.
4總結(jié)與展望
摘要:大學(xué)物理是醫(yī)學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)課,但是教學(xué)效果通常不甚理想。文章分析了醫(yī)學(xué)專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)存在的問題,并詳細(xì)介紹了幾點改進(jìn)教學(xué)的新嘗試。
關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)類專業(yè);大學(xué)物理教學(xué);醫(yī)學(xué)生;教學(xué)改革
一、引言
大學(xué)物理是醫(yī)學(xué)類專業(yè)醫(yī)學(xué)生第一學(xué)年的一門基礎(chǔ)課,根據(jù)我們在教學(xué)實踐中的經(jīng)驗,醫(yī)學(xué)生大學(xué)物理的教學(xué)主要存在以下幾個方面的問題:(1)課時少,任務(wù)重。以我們的教學(xué)安排為例,一個學(xué)期共設(shè)72個學(xué)時,需要完成大學(xué)物理上、下兩冊所有內(nèi)容的教學(xué)。大學(xué)物理本身就是難度較大的一門課,又要在有限的時間內(nèi)講授較多的知識。對教師來說,難免會因為趕進(jìn)度造成課堂內(nèi)容的枯燥;對學(xué)生來說,沒有足夠的時間消化和吸收學(xué)到的新知識。(2)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣不足,這是很多非物理專業(yè)學(xué)生的通病。具體到醫(yī)學(xué)類專業(yè),很多學(xué)生認(rèn)為,物理與醫(yī)學(xué)沒有關(guān)系,要做一名醫(yī)生,只要學(xué)會看病就行了,學(xué)物理沒有實際意義。有了這種想法,學(xué)生就只會機(jī)械式地應(yīng)付考試,學(xué)習(xí)效果也會大打折扣。為了解決這兩個問題,我們從以下兩個方面做出了一些嘗試。
二、強(qiáng)調(diào)物理與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系
大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,對其他學(xué)科的發(fā)展具有推動作用,與很多學(xué)科有交叉。在醫(yī)學(xué)方面,某些疾病的病因與治療方法有其物理原理,醫(yī)學(xué)儀器大多也是根據(jù)基礎(chǔ)的物理原理制造和使用的。為了使學(xué)生更好地認(rèn)識學(xué)學(xué)物理的意義,我們在教學(xué)過程中努力將物理與醫(yī)學(xué)結(jié)合起來,在完成基礎(chǔ)知識講授的前提下,介紹一些與物理原理對應(yīng)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。以下列舉幾個在教學(xué)過程中使用的例子。1.流體力學(xué)。在大學(xué)物理教學(xué)中,流體力學(xué)并不是重點。但是在醫(yī)學(xué)中,流體力學(xué)與血流關(guān)系密切。因此,我們抽出一部分時間介紹一些流體力學(xué)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。如動脈粥樣硬化和血壓的測量,動脈粥樣硬化的形成過程可用初步的流體力學(xué)知識解釋,將血液看成在動脈中穩(wěn)定流動的理想流體。由于動脈內(nèi)有脂質(zhì)堆積使該處動脈的橫截面積縮小,從而該處血液的流速變大、壓強(qiáng)變小,更多脂質(zhì)再堆積,形成惡性循環(huán),造成動脈粥樣硬化。用血壓計測量血壓則涉及湍流。液體作湍流時,會產(chǎn)生人耳聽覺范圍之內(nèi)的聲音。測量血壓時,當(dāng)血壓計袖帶中的壓強(qiáng)稍低于心臟的收縮壓時,血液通過被壓扁的血管形成湍流,此時在聽診器中可聽到湍流聲;當(dāng)袖帶中的壓強(qiáng)繼續(xù)降低,血管完全恢復(fù)原狀時,湍流聲消失,這時袖帶的壓強(qiáng)恰好與心臟的舒張壓一致。2.聲學(xué)。提到聲學(xué)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用,學(xué)生們很容易就能想到超聲成像。我們在上課時通過播放科普視頻向?qū)W生們系統(tǒng)介紹了超聲成像的原理。超聲在人體內(nèi)傳播的時候,在兩種不同組織的界面處會發(fā)生反射和折射,在同一組織中傳播的時候也會因為人體組織的不均勻性發(fā)生折射。超聲通過不同的器官和組織就會得到不同的反射和散射信號,這些信號最后通過處理轉(zhuǎn)化為我們看到的超聲圖像。進(jìn)一步學(xué)習(xí)的多普勒效應(yīng)又可用于彩色多普勒超聲成像。3.光學(xué)。我們的眼睛就是一套精密的光學(xué)系統(tǒng)。有的同學(xué)眼睛近視,要戴近視眼鏡。這樣我們就很容易地把凸透鏡、凹透鏡以及組合透鏡的原理與學(xué)生們的專業(yè)和生活聯(lián)系起來了。此外,還有許多例子,如力學(xué)在骨骼和運(yùn)動中的應(yīng)用、電磁學(xué)在核磁共振成像中的應(yīng)用、核物理在核醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用以及醫(yī)用直線加速器的原理和應(yīng)用等。這樣可以使學(xué)生更多地了解物理在醫(yī)學(xué)中的作用和意義,也可以使教師在教學(xué)過程中更好地與學(xué)生互動,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中減少恐懼感,同時提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、作業(yè)形式多樣化
[摘要]大學(xué)物理作為理工科專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程,在學(xué)科交叉發(fā)展的大背景下,不僅是物理學(xué)專業(yè)的入門課程,同時對非物理專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)起著鋪墊作用。通過該課程的學(xué)習(xí),重點培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)角度提出問題,靈活運(yùn)用物理學(xué)知識分析問題,提升使用物理學(xué)解決問題的能力,從而達(dá)到提升學(xué)生創(chuàng)新思維能力、適應(yīng)社會需求的教學(xué)目標(biāo),這也符合新時代社會對人才培養(yǎng)的要求。通過總結(jié)大學(xué)物理課程教學(xué)的體會,圍繞提高學(xué)生的課堂參與度和創(chuàng)新性,增加學(xué)生的自學(xué)能力,探討提高本科生自主學(xué)習(xí)及學(xué)以致用能力的具體措施。
[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理;課堂模式改革;自學(xué);創(chuàng)新能力
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,2007年教育部對高等教育人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革,主要是不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量,從而滿足國家和社會對具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型、創(chuàng)造型人才的需求。隨后,教育部相繼實施了一系列項目和計劃,如2015年,教育部啟動“雙一流”建設(shè);2019年,啟動“雙萬計劃”。近年來,黨中央、國務(wù)院為深化高等教育改革采取了一系列有效措施,旨在突破傳統(tǒng)的高等教育人才培養(yǎng)模式,順應(yīng)社會時展的需求,更加注重培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力,不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量,從而打破社會復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才緊缺與國家面臨的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型之間矛盾的窘境。高校作為高等教育改革發(fā)展與人才培養(yǎng)的前沿陣地任重而道遠(yuǎn)。在工程教育專業(yè)認(rèn)證體系下,學(xué)生表現(xiàn)將作為教學(xué)成果的評量依據(jù)。為了適應(yīng)社會發(fā)展的需求,進(jìn)一步推動相關(guān)專業(yè)的工程認(rèn)證工作,摒棄傳統(tǒng)的教育觀念,確保學(xué)生掌握必備的近現(xiàn)代物理學(xué)知識體系,提高其靈活使用物理工具解決相關(guān)工程問題的能力,加強(qiáng)思維方式和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),全國各大理工類院校對大學(xué)物理從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)手段等方面進(jìn)行不同程度的改革探索與嘗試。
而課程體系的改革由于與學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量直接相關(guān),成為課程教學(xué)改革的重中之重。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用的飛速發(fā)展,涉及到物理技術(shù)的高科技產(chǎn)品日新月異,新材料、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn),使大學(xué)物理類的課程體系及教學(xué)內(nèi)容不斷更新和豐富。廣東工業(yè)大學(xué)是地方高水平工科學(xué)校,秉持“與廣東崛起共成長,為廣東發(fā)展作貢獻(xiàn)”的教學(xué)方針,肩負(fù)著為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和企業(yè)發(fā)展培養(yǎng)人才的重任。依托廣東地域優(yōu)勢,服務(wù)廣東發(fā)展是我校辦學(xué)的基本理念和重要目標(biāo)。在增長方式轉(zhuǎn)型升級的背景下,要求培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才,因此探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和機(jī)制,培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才,是時代的要求,更是高校的根本任務(wù)。探索具有廣東特色、適應(yīng)廣東發(fā)展要求的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,這是對學(xué)生個人的負(fù)責(zé),更是對國家和民族的擔(dān)當(dāng)。人才的培養(yǎng)在于人文素養(yǎng)和專業(yè)技能的培養(yǎng),因此對于專業(yè)課程體系的設(shè)置必須經(jīng)過目標(biāo)設(shè)定、嚴(yán)格討論和科學(xué)設(shè)計。采用先進(jìn)的軟硬件設(shè)施引導(dǎo)學(xué)生的興趣,并注重開放性、創(chuàng)新性、包容性,從而形成綜合、科學(xué)的完整課程體系。全面加強(qiáng)對學(xué)生人文素養(yǎng)、科學(xué)態(tài)度、專業(yè)技能的培養(yǎng),對學(xué)生獨立思考、靈活運(yùn)用、創(chuàng)新能力以及理論結(jié)合實踐的能力培養(yǎng),使學(xué)生具備扎實的知識體系、優(yōu)秀的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和良好的實踐能力,并進(jìn)一步將學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)納入教學(xué)質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn),完善教學(xué)質(zhì)量和監(jiān)控體系,最終滿足人才市場對畢業(yè)生知識多元化、能力專業(yè)化的要求。隨著招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大,大學(xué)生的就業(yè)問題逐漸成為被廣泛關(guān)注的社會現(xiàn)象。在招聘市場,許多單位采取不同的方式限制應(yīng)屆畢業(yè)生的入職比例,究其原因無非是企業(yè)需要額外增加重新培訓(xùn)的成本。而在企業(yè)看來,這項工作本應(yīng)是學(xué)生在其畢業(yè)前就完成的。
當(dāng)前的教育體制多以教育投入作為衡量標(biāo)準(zhǔn),很大程度上忽略了相應(yīng)的教育產(chǎn)出,這使得產(chǎn)、學(xué)、研嚴(yán)重脫鉤,培養(yǎng)出的學(xué)生與企業(yè)的需求相差較大。從我國目前的人力資源分布看,學(xué)術(shù)型人才嚴(yán)重過剩,而應(yīng)用型人才又極度緊缺,從而導(dǎo)致一方面學(xué)術(shù)人才嚴(yán)重過剩;另一方面產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級又缺乏相關(guān)人才,究其原因還是人才培養(yǎng)模式的問題。雖然此前有一系列的制度安排想要打破這一矛盾局面,如“卓越工程師培養(yǎng)計劃”,但收效甚微,因為即便強(qiáng)調(diào)理論與實踐的結(jié)合,但受限于軟硬件設(shè)施、教學(xué)模式以及企業(yè)合作困難,實施該計劃的院校很難完整、切實地執(zhí)行。學(xué)生從理論到工程的綜合運(yùn)用素質(zhì)以及適應(yīng)能力相對較低,使得學(xué)生的就業(yè)缺乏競爭優(yōu)勢化,這對當(dāng)今的高等教育模式帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何有效提升在校大學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力并使其符合社會和企業(yè)的需求?關(guān)于這個問題,國內(nèi)外專家也做了大量研究。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,未來社會對人力資源的要求一定會傾向于理論與實踐的綜合,而產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量越高,資本越是密集化,社會分工越是精細(xì),并且最終對勞動力的排斥越大;因此,高等教育要更加注重對在校大學(xué)生創(chuàng)新、實踐、適應(yīng)能力的培養(yǎng)以及學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng),達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo),并激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和探索精神。課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識的一種重要途徑,也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的直接渠道。
高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式對高校教師的課堂教學(xué)也提出了更高的要求,如何以自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo)來設(shè)計課堂形式和內(nèi)容成為關(guān)鍵問題。目前大多數(shù)高校的課程教學(xué)仍然是“講課+考試”的模式,偏重理論知識的解析,很大程度上忽略了實踐能力、分析問題能力的鍛煉。在以教師為核心的“單向輸出”課堂中,學(xué)生難以養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和獨立思考的習(xí)慣;課堂上缺乏老師及時的引導(dǎo)與激勵,容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)注意力不集中、積極性不高、參與感不強(qiáng)的情況,極大地限制了自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),不能滿足社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展對高素質(zhì)創(chuàng)新人才的現(xiàn)實需求。以筆者講授的大學(xué)物理課程為例,課堂采用的仍然是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,基本沿用了中學(xué)階段“滿堂灌”的教學(xué)方法,簡單地依靠老師的“單向輸出”,很大程度上磨滅了學(xué)生們對實踐性學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣,同時課堂也缺乏生機(jī)。目前的課堂教學(xué)一般使用多媒體設(shè)備,多媒體提供的圖像直觀清晰,信息量大;但另一方面也容易造成學(xué)生上課走馬觀花,不容易把握重點,大量公式的推導(dǎo)用多媒體演示容易導(dǎo)致速度過快,只有少同學(xué)能跟得上老師的節(jié)奏,而大部分同學(xué)可能聽起來吃力,進(jìn)而導(dǎo)致注意力不集中、學(xué)習(xí)松懈等現(xiàn)象。如何在兩個45分鐘的課堂里持續(xù)調(diào)動學(xué)生的積極性,并讓學(xué)生跟上老師的節(jié)奏,是一個需要好好研究的問題。大學(xué)物理是我校理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程,通過該課程的學(xué)習(xí),旨在培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)角度提出問題,運(yùn)用物理學(xué)方法分析問題和使用物理學(xué)語言解決問題的能力。
大學(xué)物理是大部分專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)必不可少的基礎(chǔ)課,也是培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才的基石課程。本論文總結(jié)筆者在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中的心得體會,結(jié)合香港培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的方式,圍繞提高學(xué)生的課堂參與率和創(chuàng)新性,增加學(xué)生的自學(xué)能力,探討提高本科生自主學(xué)習(xí)以及學(xué)以致用能力的具體措施。大學(xué)物理作為理工科專業(yè)的骨干課程,理論性和系統(tǒng)性強(qiáng),學(xué)生需要掌握的概念、理論和方法較多,對這門課程掌握的熟練程度會直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。大學(xué)物理課程內(nèi)容豐富,涉及面廣,所涉及的領(lǐng)域發(fā)展快,但面臨課時量少的問題。其優(yōu)勢是在原來高中物理基礎(chǔ)上加深,所涉及的基本概念和定律跟高中物理差不多,在空間維度和運(yùn)動的復(fù)雜性上有更高的要求,包括從標(biāo)量到矢量的計算、從一維空間到三維空間的轉(zhuǎn)變,以及運(yùn)動方式從線性到曲線,都需要運(yùn)用大學(xué)數(shù)學(xué)中的建模和微積分思想,從而實現(xiàn)高中課程到大學(xué)的飛躍。充分結(jié)合這個優(yōu)勢和目前大學(xué)物理教學(xué)存在的問題,進(jìn)行課堂教學(xué)改革是非常必要的。為了讓每堂課都處于活而不亂的氣氛當(dāng)中,要求教師對所教課程熟悉,提前備課,擬好問題,并對學(xué)生可能提出的問題提前做好準(zhǔn)備。其次,要求學(xué)生做好預(yù)習(xí),不僅預(yù)習(xí)課本,還要查找其他資料。如何使預(yù)習(xí)不流于形式,教師布置學(xué)生預(yù)習(xí)時,應(yīng)該充分考慮到學(xué)生的興趣點,通過合適的興趣點引導(dǎo)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)。目前大學(xué)物理課程的學(xué)時已壓縮至48學(xué)時,要使學(xué)生在短學(xué)時中充分掌握課程內(nèi)容有一定難度,所以必須根據(jù)實際情況和當(dāng)前大學(xué)物理的特點對教學(xué)內(nèi)容和方法做一定的調(diào)整。
[摘要]長春師范大學(xué)科學(xué)教育專業(yè)的大學(xué)物理課程于2006年被評為吉林省省級精品課程。面向科學(xué)教育專業(yè)開設(shè)的大學(xué)物理,按照培養(yǎng)方案規(guī)定是專業(yè)教育中的學(xué)科基礎(chǔ)必修課,因此在課程建設(shè)上具有自己鮮明的特色:突出專業(yè)特色,精選教學(xué)內(nèi)容;發(fā)揮主觀能動,探索有效教學(xué)方法;傳統(tǒng)與現(xiàn)代并舉,靈活運(yùn)用教學(xué)手段;整合優(yōu)質(zhì)資源,創(chuàng)設(shè)實踐平臺;打破模塊結(jié)構(gòu),重新編寫教材;教學(xué)科研相促進(jìn),加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)。
[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理;科學(xué)教育專業(yè);課程建設(shè)
大學(xué)物理是為非物理專業(yè)的學(xué)生,包括理、工、農(nóng)、醫(yī)、經(jīng)管,甚至少部分人文專業(yè)開設(shè)的一門公共必修課程[1],其受眾面相當(dāng)廣泛,涉及的教學(xué)層次復(fù)雜,教學(xué)人員眾多。而面向科學(xué)教育專業(yè)開設(shè)的大學(xué)物理,按照培養(yǎng)方案規(guī)定是專業(yè)教育中的學(xué)科基礎(chǔ)必修課,因此在課程建設(shè)上具有自己鮮明的特色。長春師范大學(xué)的科學(xué)教育專業(yè),其前身是理科綜合培養(yǎng)試點,在歷時十五年的發(fā)展中,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實踐平臺、教材建設(shè)、教學(xué)團(tuán)隊幾個方面對大學(xué)物理課程進(jìn)行了全方位的改革與構(gòu)建,此課程于2006年被評為吉林省省級精品課程。
一、突出專業(yè)特色,精選教學(xué)內(nèi)容
為了與科學(xué)教育專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)相契合,大學(xué)物理課程在教學(xué)內(nèi)容的選取上舍棄了過多繁雜的公式推導(dǎo),而更加注重物理思維方式的培養(yǎng)以及科學(xué)精神的點滴滲透。聯(lián)系生活實際,以工程實例講解物理。[2]目前大學(xué)物理教學(xué)中存在大量的理想模型,很多公式習(xí)題涉及的范圍只針對理想情況,而在實際應(yīng)用中,如何解決理想模型的局限則是教師需要積極探索的。例如,在熱機(jī)循環(huán)的講解上,以往較注重卡諾循環(huán)效率的推導(dǎo)技巧,但卡諾循環(huán)是理想循環(huán),在工程實際中無法實現(xiàn),此時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)查找相關(guān)資料,從中了解朗肯循環(huán)是實際中應(yīng)用較為成熟的熱機(jī)循環(huán)。注重大學(xué)物理與其他課程的相互滲透與融合。大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)、大學(xué)生物作為科學(xué)教育專業(yè)的三門學(xué)科基礎(chǔ)課,形式上雖然各自獨立,但內(nèi)容上有著千絲萬縷的聯(lián)系。例如,熵增加原理描述了熱力學(xué)過程進(jìn)行的方向性,而任何生物體的衰老消亡也同樣遵循這個規(guī)律;物理中的氣體定律則在氣體化學(xué)反應(yīng)中有更廣泛的應(yīng)用。
二、發(fā)揮主觀能動,探索有效教學(xué)方法
突出課后自主學(xué)習(xí)。對于這門課程90%的概念,學(xué)生都已有接觸,具備了一定的自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。另外,網(wǎng)絡(luò)的普及,高校精品課程資源實現(xiàn)共享,學(xué)生自主學(xué)習(xí)的便利性大大提高。特別是課后的延展性學(xué)習(xí),激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生能夠自主提出問題,形成討論小組,為課堂教學(xué)打下了良好基礎(chǔ)。有效的課堂教學(xué)。教師在開展課堂教學(xué)時,應(yīng)爭取一定的課堂留白,培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力;在數(shù)學(xué)知識相對較少、科普性質(zhì)較強(qiáng)的章節(jié),鼓勵學(xué)生事先預(yù)習(xí)并自主講授;增設(shè)討論課,對有爭議的問題提出質(zhì)疑,加強(qiáng)師生討論互動,培養(yǎng)科學(xué)的探究精神。及時的輔導(dǎo)答疑。除組織集體答疑外,教師還可設(shè)立討論小組,要求負(fù)責(zé)人及時反饋學(xué)習(xí)中遇到的困難;設(shè)立專業(yè)答疑電子郵箱,并配合網(wǎng)絡(luò)平臺定期在線答疑,隨時解決課堂疑問。