2022年第36期·应用型本科高校“大学物理”的“金课”建设与实践

2023.05.26

[出处] 教育教学论坛_2022年第36期

冯友君

(四川旅游学院 信息与工程学院,四川 成都 610100)

全面深化高等教育改革的核心在课程建设。2018年6月,在新时代全国高等学校本科教育工作会议上,陈宝生首次提出了“金课”的概念。同年8月,教育部印发《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》,第一次正式使用“金课”的概念。同年11月,教育部高教司吴岩司长在第11届中国大学教学论坛上,阐明了“金课”的“两一性一一度”标准:高阶性、创新性和挑战度,并指明了其深刻内涵。为各门课程的“金课”建设指明了方向。

“大学物理”作为理工科各专业的一门重要基础课程,在培养学生科学素质和创新能力方面具有其他课程所不能替代的作用,在应用型人才培养上具有举足轻重的地位。而各个应用型专业都有各自的特点与要求,各专业学生的物理学基础也各不相同,这就需要“大学物理”课程在教学内容、教学方法、教学模式、考核方式等方面与专业特点相呼应,为学生后期的专业课学习奠定坚实基础。

国内多所高校都在尝试进行“金课”建设,但大多教学改革模式不易复制。近年来,笔者所在的大学物理课程团队一直围绕“金课”建设的“两一性一一度”标准,对“大学物理”课程的教学进行了深入思考和不断改革,建设了本校的“大学物理”课程教学改革方法。

一、“大学物理”的“金课”建设内容

(一)“大学物理”课程内容的改革

第一,改革“大学物理”课程内容的教学顺序。目前,我校“大学物理”课程开设的情况如表1所示。由于不同专业“大学物理”课程的学时不同,所开设的教学内容不同。由于大一新生高等数学知识相对薄弱,导致学生学习“大学物理”课程时稍显吃力。针对此问题,我们调研了多所开设相关专业的兄弟院校,对开设两学期“大学物理”课程教学内容的顺序进行了适当调整,以便学生恰当应用高等数学知识解决大学物理中的问题。

表1 “大学物理”课程开设的情况

目前,市面上绝大多数大学物理教材上册的内容有:力学、电磁学,下册内容有:光学、热学、近现代物理等内容。针对这样的教材实际情况,笔者所在团队结合学生的实际情况,对上册、下册教材内容的授课顺序进行了调整,将需要较少高数知识的力学、光学调整至第一学期学习,而将需要更多高等数学知识的电磁学、热学及近现代物理等知识调整在第二学期开设,解决了学生运用高等数学知识的问题。

第二,将“大学物理”课程内容与专业内容相结合。“大学物理”是基础课,具有更广的适应性。因此,很多应用型高校的“大学物理”课程教学内容并没有根据专业特点及所需物理学基础有针对性地设置,导致教学内容缺乏实用性和趣味性。针对此情况,笔者所在团队要求教师认真学习专业课内容,比如:食品相关专业的教师需学习物理化学、食品工程原理等课程;建筑电气与智能化专业的教师需学习电路理论、建筑电气控制技术等专业课程,了解专业课中究竟涉及物理学的哪些内容,可以用物理学知识来解决什么问题等。同时,教师还需要了解本专业的人才培养方案,知道学生在校学什么、毕业后做什么,做到对专业特点“心中有数”,然后再来设置教学内容。这样,增加了更多与专业贴近的物理学内容与前沿内容,将物理知识与专业课程有机结合,让学生感受到“大学物理”课程是与本专业紧密相连的实用性课程。

(二)“大学物理”课程授课模式的改革

第一,授课形式多样化。当前,授课的模式有多种,如翻转式、对分式、混合式等。实质都是以学生为主体的参与式学习方式。这种学习模式的理论基础源于学习成效的“金字塔”模型。该模型的具体内容如图1所示,它是指学习保留率与学习方式之间的关系所形成的金字塔形状。从图中可以看出在两周后应用不同的学习方式的学生的知识保留率不同。仅采用听讲、阅读、视听、演示等被动学习方式的学生,两周后知识保留率很低,分别为5%、10%、20%、30%;而采用讨论、实践、教授给他人等主动学习方式的学生,两周后的知识保留率分别为50%、75%、90%。因此,为了让知识保留率高,必须让学生主动学习。

图1 学习成效的“金字塔”模型[8]

基于此理论,笔者所在团队分别将“课堂派”“学习通”等平台融入线下课程,查看出勤率、提问、提交课堂练习等情况,使课堂形式多样化,让学生主动参与学习。

第二,调研“生活中的物理学知识”。由图1可知,应用“传授给他人”的主动学习方式,知识的保留率最高,也就是说如果某一知识点,学生能自如地讲解给其他同学听,并让其他同学听懂,那就说明他自己已经深入理解并掌握了该知识。

基于此理论,我们将教材内容按照物理学知识的分类,将所学内容分为:力学、光学、电磁学、热学等几个部分。在每一部分内容学习结束后,以小组为单位,调研生活中的这一部分知识,并让学生自拟题目,以Word、PPT或拍摄小视频等形式,在课堂上讲授,讲授结束需现场回答教师及同学的提问。

为避免个别学生浑水摸鱼不认真调研的情况,在现场讲解环节,教师及其他组的学生可以向该组任意一位学生提问,而回答的结果直接影响本组学生的得分。学生需要灵活掌握这部分知识才能做到这一环节不扣分,从而提高了这部分知识的“挑战度”。

通过这样的形式,学生学习大学物理的主动性大大提高,课堂中学生的抬头率、讨论度也上升很多。

(三)“大学物理”课程考核方式的改革

为提高学生的学习效果,将大学物理的考核方式由原来平时成绩占总成绩的30%、期末闭卷纸质化试卷考试成绩占总成绩的70%,改为平时成绩占40%、期末闭卷纸质化试卷成绩占60%的考核评价方式。增加了平时成绩的占比,更加注重学生的学习全过程。平时成绩评价包括:课后书本纸质作业、课后调研成果、网络平台使用情况及出勤等方面综合评定,具体情况如表2所示。课程的成绩来源包括:任课教师、学生互评、平台,不再是任课教师一评到底,增加了学生参与环节。

表2 成绩考核构成

二、教学结果对比

该改革在某一个专业的2019级学生中进行了实践。结果证明,教改取得一定成果,现列举相关数据进行说明。

图2是该专业2019级实践组与2020级非实践组学生的期末考试成绩分布情况。明显看出,通过教学改革,实践组的低分数段人数明显较少,70~79分数段与80~89分数段的人数明显较多。同时,整个实践组的平均分比非实践组的平均分高4.3分。

图2 学生期末试卷考试成绩对比图

期末试卷的基础题总分为48分,图3列出了学生的基础题得分对比图。可以看出,实践组基础题得分情况明显好于非实践组,得分40分以上的人数也明显比非实践组人数多。

图3 学生期末试卷基础题得分对比图

通过这些数据的分析,充分说明本次教学改革取得了一定成效。

结语

通过对应用型本科高校“大学物理”的“金课”建设过程中的多年教学改革实践,笔者介绍了所在团队的教学改革方法:即课程内容与专业特征有机结合,增加了课程的高阶性;适当利用网络教学平台、学生课后调研本课程的相关知识并讲授;任课教师不再是大学物理课程成绩的唯一评判员等方法,增加了课程的创新性与挑战度。这些改革极大地调动了学生的学习积极性,学习成绩也大幅提高。这种教学改革方法具有较强的可复制性,易于推广至其他的公共课或部分专业课,以及其他高校。课后学生调研相关内容可以倒逼学生主动参与学习,进而加快应用型本科高校提升人才培养质量的进程。