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摘要:探索了大学物理课程思政建设的方法,凝练了在大学物理课堂中融合的10个思政元素,从思政元素、思政目标、实施方式、知识点或环节4个方面描述了如何在大学物理中融合思政元素并进行了实践举例,为大学物理中课程思政的实施提供了一定的借鉴.
关键词:大学物理课程思政唯物主义
1引言
党的十八大以来,多次强调中国教育的根本任务为“立德树人”,并在全国高校思想政治工作会议提出“要用好课堂教学这个主渠道、各类课程都要与思想政治理论课同向相行,形成协同教育”的要求[1,2].的讲话阐明了我国教育现代化理念的精髓,指示了我国现代化教育推进的指导思想[3].近年来,各个高校也围绕这一指导思想,进行了在各科专业课程中实现课程思政的教学探索,如文献[3]以电磁学为切入点探索了如何在专业课程上进行思政建设,文献[4]研究了如何在结构化学课堂中进行课程思政建设.课程思政的主要思想是以“润物细无声”的方式将思政元素融入到专业课堂的教学中,使学生在学习专业知识的同时受到思政元素的影响,形成正确的人生观、世界观、价值观,从而达到“立德树人”的目的.大学物理是本科院校中理工科的基础专业课,授课对象主要为理工科的大一新生,影响范围较广.就广西民族师范-🔥js1996注册登录而言,理工科如电子信息、应用电子学、化学工程、制药工程等专业一般开设共48课时的大学物理课程,有着授课任务重,授课时间紧,授课对象人数多等特点,所以一般会对大学物理中的内容进行选讲,对于电子工程类的专业,选讲“力学”与“电磁学”章节,对于化学工程类的专业,选讲“力学”与“热学”章节,授课的方式也以课堂教学为主.因此要求大学物理中的课程思政建设主要在授课课堂中完成,采用知识点与思政元素相结合的方式进行讲解.本论文主要以“力学”和“电磁学”篇为例子,选用的教材为渊小春编著的《大学物理》[5],探讨如何在大学物理课程中融入思政元素,对于“热学”“光学”篇也可以延用本文相似的方法进行设计.
2大学物理中课程思政元素的凝练
物理学的发展本来就遵守着科学的发展规律,其中蕴含着大量的唯物主义观念,与思政元素浑然天成,能够在课程中进行自然地融合[6].并且物理是一门与科学应用密切关联的学科,将基础物理知识与现实中的应用相联系结合起来,提升学生对物理学习兴趣的同时感受科技之美,唤起民族自豪感和时代责任心.本节凝练了可以与大学物理相结合的10个思政元素点:人文积累、辩证思维、善于反思、信息能力、审美意识、社会责任、家国情怀、国际视野、问题解决、知识运用.从思政元素、思政目标、实施方式、知识点或环节4个方面描述了如何在大学物理课堂中融入和体现思政要素并将其总结在表1中.思政点的融合与课程知识的讲解相辅相成,渗透到课堂中的各个环节之中.比如:借助课堂的引入环节、课后任务环节培养学生知识运用以及信息处理能力;借助课堂授课环节培养学生人文积累、辩证思维、审美意识等;借助习题作业等培养学生问题解决、反思的能力以及提升学生的国际视野;借助课堂总结和讨论环节培养学生社会责任和家国情怀等.
3大学物理中课程思政的实践
1问题的提出
物理学是大学理工科重要的必修基础课,大学物理课程教学质量的好坏直接影响科技人才培养的质量.学学物理课程学生不但能够掌握物理知识,更能够培养和提高科学素质,科学思维方法,科学研究能力[1]近10年来大学物理教学发生很大的变革,尤其在教学理念、课程设置、教学模式等方面上都有巨大进步.特别是2006年以来,大学物理教学研究论文在数量上有了显著增长,研究内容日益丰富,研究视角更加多元.为了进一步促进大学物理教学研究,提高大学物理课的教学质量,本文对近10年大学物理教学研究成果进行了梳理与总结.
2研究对象
物理教学的研究可以分为两类:一类是关于如何展开教学,主题与教育教学相关,这类文章关于课程建设、教学方法、教材等;一类是关于教学的内容,主题和关键词是物理概念和规律,其研究对象是具体的物理学内容.在如《大学物理》、《物理与工程》、《物理实验》等期刊上刊登的文章,大多数围绕物理学讲授的课程内容展开,很少有文章关于怎么教.本文梳理、分析和研究对象是第一类物理教育研究的期刊文章.本文采用文献法,对2006年至今,国内公开发表、中国知网收录的大学物理研究论文进行分析.为提高文献检索的查全率和查准率,需要选择正确的主题词和逻辑运算符[2].本文将主题概念作为检索语言,选择“大学”“物理”“教学”3个方面的主题词.加入同义词和选择范围更广的上位词,以防止文献被漏检.引入了“大学”的同义词“高校”,“教学”的上位词“教育”进行主题检索.确定主题词间的逻辑关系是进行文献检索必要步骤.例如用“或”可以扩大检索范围,而“并且”则可以避免检索范围过大.经过分析与试检索,最后本文以“大学”或者“高校”、“物理”、“教学”或者“教育”为主题词进行检索,以保证高查准率,避免漏检.核心期刊通常对收录论文审稿严格,质量要求高,故文章的文摘率和引文率较高,具有一定的影响.同时,各个大学和研究机构也将国内核心期刊发表文章数目作为考核研究水平的参考[3].因此本文重点的研究对象为核心期刊发表的大学物理教学研究类文章提高文献分析质量和可信度.在中国知网上搜索2006年至2017年核心期刊发表的物理教学类文章有1072篇.选取其中主要的、有影响力的研究论文作为分析研究的重点.
3数据与分析
1072篇大学物理教学研究论文.图中显示近十年每年发表的论文数量稳步增长,近五年则保持在每年百篇以上,可见大学物理教学研究有了很大的发展.但与我国约有295所院校开设有物理学专业,从事大学物理教学工作的数万教师队伍相比,可以说,从事大学物理教学研究的教师不算多.这也许与目前大学教师工作现状有关:大学教师多承担科研与教学两方面的任务.对于物理学的研究属于科学研究工作,大学物理教学属于教学工作.大学对教师的考核以科研为主要,因此教师对物理学的研究显然多于对教学的研究.虽然有极少数教师科研任务很少,但其教学任务非常之大,使得他们很难对物理教学进行系统研究.总的来说,大学物理教学研究正在逐渐发展,受到关注,但是重视程度和投入量还需要更大加强.关键词是论文的“眼睛”,高度概括凝练论文内容,代表研究方向,体现研究热点.检索到的1072篇文章的关键词共线网络图如图2所示,其中图中节点大小表示该关键词出现的频次,连接线的粗细表征两个节点间关联程度.从图2中可以看出:“大学物理”和“教学改革”关系密切.“大学物理”包括大学物理理论课堂教学和大学物理实验教学.理论课堂教学的研究与改革,与教学模式,教学内容,教学方法,教学质量等关键词相联系,说明近10年来大学物理课堂教学的改革与研究已从大学物理课程体系建设的宏观架构层面向通过教学模式、教学方法的变革提高教学质量的微观层面发展.另一方面,图2中“实验”二字反复出现,如“大学物理实验”、“物理实验”、“实验教学”等,这些关键词都与“教学改革”联系紧密,表明了近10年来实验教学研究进行了大量的改革.“创新能力”和多个与实验相关词均有联系,充分说明了物理实验对培养人才的创新能力作用巨大.图2中还显示实验教学与“教学质量”、“教学体系”、“教学方法”间有一定联系.总之,图2中围绕着实验的各个关键词及关系体现了对物理实验教学研究正在从多角度展开.本文对近10年大学物理教学研究将从两个方面进行梳理分析:一是大学物理课堂教学研究,二是物理实验教学的研究.3.1大学物理课堂教学研究从图2中可以看到,“教学模式”“教学方法”均和“教学改革”、“大学物理”相联系,显示出近10年来大学物理课堂教学研究主要围绕着“如何教”展开.而在10多年前,伴随着我国大学的改革,大学物理课程体系也处于改革与建设期,为此需要进行大量的研究,以保证课程设置和教学内容的科学性和必要性.在体系建设完成后,学生对大学物理课程的要求变得更加多样,学生水平也更加参差不齐,为保证和提高大学物理课程的教学质量,教师更加关注教学的方式与方法.特别是,近10年来互联网技术有了快速发展,为改变传统的教学模式提供了很好的技术支持.因此,教学方法、教学模式成为近十年来大学物理教学研究的主要关注点.下面对其中具有代表性的工作进行简述.3.1.1慕课与翻转课堂慕课MOOC即大规模开放在线课程.2011年秋,来自世界各地的160000人注册了斯坦福大学SebastianThrun与PeterNorvig联合开出的一门《人工智能导论》的免费课程,此后慕课进入了快速发展阶段.我国慕课发展几乎与国际同步,2013年同济大学在物理课中展开慕课教学[4],并将慕课与传统教学模式从教师的教学、学生的学习、教学测评及班级管理等四个方面进行对比研究.结果显示MOOC教学模式将学生被动接受改变为主动思考,提高了课堂效率,也提升培养人才的质量.虽然慕课起源于西方国家对于开放式教育的研究(OER)但是在我国推行过程中被本土化,更适应我国情况.比如,同济大学在实践中所开发的视频插入问题增强交互性,加强课程对学生的监督力度;增加教员数量,满足学生在线提问的教学需求,并整理学生问题;还提议通过开发游戏的形式增加趣味性获得更好的学习体验[4].翻转课堂通过视频将教师所讲授内容提供给学生供学生反复自主观看学习.将传统教学部分放在预习阶段,增加了学生预备知识学习的比例,还使得原来用于讲授的课堂时间用于关注学习的重难点,结合传统课堂和在线课堂,既保留了讲授式教学法的高效和准确,又可以在课堂上采用多种新式教学方法,例如研讨式学习,项目式教学,等激发学生学习热情与自主性.上海交通大学在2013和2014年期间开展“翻转课堂教学试点研究”,采用准实验研究设计和问卷调查法,探讨翻转课堂教学效果,学生适应性和倾向性的问题[5].慕课MOOC等开放教育资源结合翻转课堂,成为新教学模式,体现出现代社会互联网的发展对传统的教育教学产生的巨大冲击,反映出信息技术与课程整合日渐深入的大势所趋.3.1.2同伴教学法同伴教学法(PeerInstruction简称PI)是哈佛大学教授EricMazur受到合作学习理论的指导于上个世纪90年代提出.该方法针首先使用概念测试题,借助计算机投票系统反馈学生答案,根据学生作答正确率教师适当讲解.国外研究团队用十年研究数据表明,大班授课此教学方式效果优于传统讲授法[6].2010年开始北京师范大学在大学物理课程中构建课堂互动教学模式,使用同伴教学法配合教室交流系统CRS(ClassroomResponseSystemsorClicker)技术[7],将讲授为主的传统课堂模式转变为学生自主学习与探究,实现了学生的合作学习.具体教学流程如图4所示,包括要求学生课前预习,教师课堂上设置试题引发学生讨论.生生互动讨论中,穿插教师对重难点的讲解.并且该研究团队设计开发多元化评价模式,与教学方法改革共同促进学生学习与发展.3.1.3互联网技术在日常教学中的应用为提高大学物理大班教学的质量,清华大学与北京师范大学合作研究提出基于互联网技术的双重警戒、网络交互(Dualsafe-GuardWeb-basedInter-active,简称DGWI)教学模式,具体内容和相应的教学环节如图5所示[6].教学过程如下:首先,课前学生需要进行预习,并完成相应的、组成教学警戒网的物理试题,将答案上传至网上,教师从网上学生答题的正确率和是否讲解教学内容的投票情况了解学情.然后进行课堂教学,其教学内容由3部分构成[8]:原有必须知识体系内容,正确率低于阈值的内容,学生要求讲解的内容.课堂教学结束后是课后作业和讨论课环节.这一教学模式投入使用并采用定量研究,证实DGWI教学模式有效提高理工科大学物理课教学质量.实证研究的可靠性和科学性保证了该教学模式的真实有效.3.1.4双语教学随着全球一体化的快速发展,高校兴起和逐步开展了英文为主要语言,中文为辅助语言的双语课程.如东北大学理-🔥js1996注册登录连续五年在大学物理课进行双语教学,上课对象是全校所有理工科大一、大二学生.在课程开始和结束后采取问卷调查和座谈会形式,以及对部分学生长时间跟踪调查获得学生学习情况与教学效果.关于双语教学的研究论文以思辨方法为主,阐述双语教学意义与方法为主.引用率较高的一篇实证文章证实双语教学增加学生学习困难,但是双语班和普通班学生对于物理知识的掌握程度没有显著差异[9].3.1.5其他教学研究除了以上有代表性的研究以外,还有一些其他有特色的研究.例如:对于非物理专业的物理课程开展研究.南京大学化学化工-🔥js1996注册登录研究团队对物理化学课程从师资队伍,教材和课程建设,教学内容,方法各方面都进行改革[10].陕西师范大学物理化学教学团队针对物理化学课程存在的局限,构建了具有特色的现代物理化学教学体系,提高学生对理科课程相关性的认识[11].此外,高校研究学者介绍了国外先进的、有影响的研究.例如:湖南大学的研究者在美国伦塞勒工-🔥js1996注册登录(RensselaerPolytechnicInstitute,简称RPI)访问一年回国后,介绍美国“工作室物理”教学模式(StudioPhysics).陕西师范大学研究者分析了一些国际一流大学(斯坦福大学,耶鲁大学,麻省理工-🔥js1996注册登录,牛津大学,东京大学)课堂教学模式、师生关系、培养目标[12].西安交大理-🔥js1996注册登录研究者前往美国伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)[13]考察学习该校物理课程教学.以上研究关于教学方法、教学模式旨在提高大学物理教学的质量.虽然目前传统的班级讲授模式仍是大学物理教学常态,但其主要地位却在不断地减弱,新的教学模式与传统的教学模式并行.总之,大学物理课堂教学正由传统的“灌输式”教学变为学生自主学习与合作探究,并且课堂的界限逐渐模糊,学生的学习发生不局限于教室而可以在任何一个零碎的时间.3.2大学物理实验的教学研究文章的关键词共线网络图2中可以看到,“大学物理实验”、“物理实验”与“教学体系”、“教学改革”、“改革”、“教学方法”等联系紧密,这反映了物理实验的改革不但包括有教学方法的革新,更有物理实验教学体系的建设.3.2.1物理实验教学体系建设研究对于物理实验教学体系的研究,有影响的工作是由中国科学技术大学物理实验中心研究团队开展.中科大所建设的物理实验课程体系与教学模式被概括为“一个核心,多个层次”.核心指的是“大学物理实验”历来是该校培养学生思维能力与工作能力的核心课程,多层次指的是实验教学平台包括有基础物理实验平台、自主设计研究性实验平台、物理基础高等实验平台与专业性最强的凝聚态等离子等物理实验平台共4个平台,实现从低年级到高年级从物理专业到相关专业乃至全校各专业的物理课程全覆盖[14].该校1998年组建物理实验中心,2006年成为首批国家级物理实验教学示范中心,至今在物理实验课程体系方面展开的改革探索有:设立了本硕贯通的实验选修课程、研究生实验必修课程和实验专题课程;构建“以学生为主体、教师为主导、多层次、开放创新研究型”的面向全体学生的物理实验教学大平台;对于物理材料类高年级学生在四级实验基础上还设立了3个创新研究型物理实验教学平台[15].北京大学基础实验中心团队规范化管理实验室,充分发挥实验室资源的作用,以期通过实验教学为培养创新人才做出贡献.具体工作包括[16]:建立实验室电子信息档案,制作实验教学服务工作指南,形成日常管理工作档案.大连理工大学基础物理实验教学中心从师资队伍、教学体系、教学内容三个方面展开改革,建立起一支素质高技能强的师资队伍,培养学生实验基础技能宽厚而扎实[17].西安交通大学物理教学实验中心作为国家工科物理教学基地和国家级示范中心,系列教材被30多所高校常年使用[18],发文分享实验教学办学经验.这些探索工作都是抓住建设国家级物理实验教学示范中心的契机.以上这些高校近些年来做出改革举措值得学习与借鉴.3.2.2信息技术对物理实验教学的促进计算机的发展与科学技术的进步,使得虚拟仿真数值分析成为实验新途径.电子科技大学在2002年成立数字物理实验室,使用软件如ANSYS,MATLAB等,开发实验项目[19].吉林大学研究团队应用“基于设计的研究”这一范式对大学物理网络虚拟实验进行设计与开发[20].计算机应用于实验教学的巨大优势在于可以解决不能进行的实验或者实验代价过大的问题[19].进行物理实验仿真已经是高等教育工作者需要面对的重要任务.3.2.3将研究性学习方法应用于实验教学《国家中长期教育改革和发展规划和纲要(2010—2020)》中明确提出提高学生的“学习能力、实践能力、创新能力”.这3个能力中创新能力是现代社会越来越重视的人才具有的品质,创新也是社会各界对教育提出的迫切要求[21].培养创新能力离不开“科学探究”的研究型教学模式.实验培养学生动手能力,分析和解决问题能力,有利于开展学生研究性学习.因此有人说,物理实验教学是培养学生创新意识、创新思维、创新能力的丰沃土壤[21].电子科技大学物理实验中心在传统实验中引入研究性教学,实现创新能力的渗透式培养[19].其具体举措是将实验与科研结合,就具体课题展开教学实践.山西大学物理实验中心建立背景反思、设计互动、研究自主和项目践行四者连动的实验教学新模式,将研究性学习贯彻实验始终[22].电子科技大学物理电子-🔥js1996注册登录受到“STS教育(科学,技术,社会)”指导开发研究型教学新模式[23].东南大学物理系提出“案例教学”模式[24]实现研究性学习.中国数字教学工作室发表系列文章《现代数字物理教学连载———在数字技术平台上的研究式学习》共十二篇,介绍了多个大学物理实验教学中利用数字技术引导学生开展研究性学习情况.关于大学物理教育研究主题发表的文章中研究性学习主题的文章大量存在,并且实践证明,该方法用于培养学生效果显著[25].3.2.4实验评价方式的创新西南大学分析国内高校物理实验课程成绩评定方式的弊端,改革本校课程评价方案后对2004级学生成绩(传统评定方式)和2005级学生成绩(改革后的评定方式)对比发现,两者呈现显著性差异,并且2005级学生成绩呈现正态分布表明改革后的评定方式是更为科学有效的[26].华南师范大学提出发展性评价模式,即学生自评、同伴评价和教师评价相结合的方式,实验结果证实这一评价方式改善实验教学效果[27].大学物理实验教学的研究既围绕体系建设展开,各高校积极投入改革之中并分享实践经验;同时关照引入新式教学方式方法提升教学效果,以研究性学习和计算机仿真实验为典型代表;而且已有研究开始探索实验评价的创新,突破传统书面评价的局限.
4总结与展望
摘要:大学物理是医学生的一门重要的基础课,但是教学效果通常不甚理想。文章分析了医学专业的大学物理教学存在的问题,并详细介绍了几点改进教学的新尝试。
关键词:医学类专业;大学物理教学;医学生;教学改革
一、引言
大学物理是医学类专业医学生第一学年的一门基础课,根据我们在教学实践中的经验,医学生大学物理的教学主要存在以下几个方面的问题:(1)课时少,任务重。以我们的教学安排为例,一个学期共设72个学时,需要完成大学物理上、下两册所有内容的教学。大学物理本身就是难度较大的一门课,又要在有限的时间内讲授较多的知识。对教师来说,难免会因为赶进度造成课堂内容的枯燥;对学生来说,没有足够的时间消化和吸收学到的新知识。(2)学生对物理的学习兴趣不足,这是很多非物理专业学生的通病。具体到医学类专业,很多学生认为,物理与医学没有关系,要做一名医生,只要学会看病就行了,学物理没有实际意义。有了这种想法,学生就只会机械式地应付考试,学习效果也会大打折扣。为了解决这两个问题,我们从以下两个方面做出了一些尝试。
二、强调物理与医学的联系
大学物理作为一门基础学科,对其他学科的发展具有推动作用,与很多学科有交叉。在医学方面,某些疾病的病因与治疗方法有其物理原理,医学仪器大多也是根据基础的物理原理制造和使用的。为了使学生更好地认识学学物理的意义,我们在教学过程中努力将物理与医学结合起来,在完成基础知识讲授的前提下,介绍一些与物理原理对应的医学应用。以下列举几个在教学过程中使用的例子。1.流体力学。在大学物理教学中,流体力学并不是重点。但是在医学中,流体力学与血流关系密切。因此,我们抽出一部分时间介绍一些流体力学的医学应用。如动脉粥样硬化和血压的测量,动脉粥样硬化的形成过程可用初步的流体力学知识解释,将血液看成在动脉中稳定流动的理想流体。由于动脉内有脂质堆积使该处动脉的横截面积缩小,从而该处血液的流速变大、压强变小,更多脂质再堆积,形成恶性循环,造成动脉粥样硬化。用血压计测量血压则涉及湍流。液体作湍流时,会产生人耳听觉范围之内的声音。测量血压时,当血压计袖带中的压强稍低于心脏的收缩压时,血液通过被压扁的血管形成湍流,此时在听诊器中可听到湍流声;当袖带中的压强继续降低,血管完全恢复原状时,湍流声消失,这时袖带的压强恰好与心脏的舒张压一致。2.声学。提到声学在医学方面的应用,学生们很容易就能想到超声成像。我们在上课时通过播放科普视频向学生们系统介绍了超声成像的原理。超声在人体内传播的时候,在两种不同组织的界面处会发生反射和折射,在同一组织中传播的时候也会因为人体组织的不均匀性发生折射。超声通过不同的器官和组织就会得到不同的反射和散射信号,这些信号最后通过处理转化为我们看到的超声图像。进一步学习的多普勒效应又可用于彩色多普勒超声成像。3.光学。我们的眼睛就是一套精密的光学系统。有的同学眼睛近视,要戴近视眼镜。这样我们就很容易地把凸透镜、凹透镜以及组合透镜的原理与学生们的专业和生活联系起来了。此外,还有许多例子,如力学在骨骼和运动中的应用、电磁学在核磁共振成像中的应用、核物理在核医学中的应用以及医用直线加速器的原理和应用等。这样可以使学生更多地了解物理在医学中的作用和意义,也可以使教师在教学过程中更好地与学生互动,让学生在学习物理的过程中减少恐惧感,同时提高学生的学习兴趣。
三、作业形式多样化
[摘要]大学物理作为理工科专业一门重要的基础课程,在学科交叉发展的大背景下,不仅是物理学专业的入门课程,同时对非物理专业学生的专业课程学习起着铺垫作用。通过该课程的学习,重点培养学生从物理学角度提出问题,灵活运用物理学知识分析问题,提升使用物理学解决问题的能力,从而达到提升学生创新思维能力、适应社会需求的教学目标,这也符合新时代社会对人才培养的要求。通过总结大学物理课程教学的体会,围绕提高学生的课堂参与度和创新性,增加学生的自学能力,探讨提高本科生自主学习及学以致用能力的具体措施。
[关键词]大学物理;课堂模式改革;自学;创新能力
为了培养学生的创新能力,2007年教育部对高等教育人才培养模式进行改革,主要是不断提高人才培养的质量,从而满足国家和社会对具有创新能力的复合型、创造型人才的需求。随后,教育部相继实施了一系列项目和计划,如2015年,教育部启动“双一流”建设;2019年,启动“双万计划”。近年来,党中央、国务院为深化高等教育改革采取了一系列有效措施,旨在突破传统的高等教育人才培养模式,顺应社会时展的需求,更加注重培养学生自主创新能力,不断提高人才培养的质量,从而打破社会复合型拔尖创新人才紧缺与国家面临的经济转型之间矛盾的窘境。高校作为高等教育改革发展与人才培养的前沿阵地任重而道远。在工程教育专业认证体系下,学生表现将作为教学成果的评量依据。为了适应社会发展的需求,进一步推动相关专业的工程认证工作,摒弃传统的教育观念,确保学生掌握必备的近现代物理学知识体系,提高其灵活使用物理工具解决相关工程问题的能力,加强思维方式和创新能力的培养,全国各大理工类院校对大学物理从教学内容、教学方法以及教学手段等方面进行不同程度的改革探索与尝试。
而课程体系的改革由于与学生培养质量直接相关,成为课程教学改革的重中之重。随着现代科学技术与工业应用的飞速发展,涉及到物理技术的高科技产品日新月异,新材料、新技术、新工艺不断涌现,使大学物理类的课程体系及教学内容不断更新和丰富。广东工业大学是地方高水平工科-🔥js1996注册登录,秉持“与广东崛起共成长,为广东发展作贡献”的教学方针,肩负着为地方经济建设和企业发展培养人才的重任。依托广东地域优势,服务广东发展是我校办学的基本理念和重要目标。在增长方式转型升级的背景下,要求培养更多具有创新精神和创业能力的高素质人才,因此探索创新人才培养模式和机制,培养高素质创新人才,是时代的要求,更是高校的根本任务。探索具有广东特色、适应广东发展要求的创新人才培养模式,这是对学生个人的负责,更是对国家和民族的担当。人才的培养在于人文素养和专业技能的培养,因此对于专业课程体系的设置必须经过目标设定、严格讨论和科学设计。采用先进的软硬件设施引导学生的兴趣,并注重开放性、创新性、包容性,从而形成综合、科学的完整课程体系。全面加强对学生人文素养、科学态度、专业技能的培养,对学生独立思考、灵活运用、创新能力以及理论结合实践的能力培养,使学生具备扎实的知识体系、优秀的创新创业精神和良好的实践能力,并进一步将学生创新能力的培养纳入教学质量的衡量标准,完善教学质量和监控体系,最终满足人才市场对毕业生知识多元化、能力专业化的要求。随着招生规模的不断扩大,大学生的就业问题逐渐成为被广泛关注的社会现象。在招聘市场,许多单位采取不同的方式限制应届毕业生的入职比例,究其原因无非是企业需要额外增加重新培训的成本。而在企业看来,这项工作本应是学生在其毕业前就完成的。
当前的教育体制多以教育投入作为衡量标准,很大程度上忽略了相应的教育产出,这使得产、学、研严重脱钩,培养出的学生与企业的需求相差较大。从我国目前的人力资源分布看,学术型人才严重过剩,而应用型人才又极度紧缺,从而导致一方面学术人才严重过剩;另一方面产业转型升级又缺乏相关人才,究其原因还是人才培养模式的问题。虽然此前有一系列的制度安排想要打破这一矛盾局面,如“卓越工程师培养计划”,但收效甚微,因为即便强调理论与实践的结合,但受限于软硬件设施、教学模式以及企业合作困难,实施该计划的院校很难完整、切实地执行。学生从理论到工程的综合运用素质以及适应能力相对较低,使得学生的就业缺乏竞争优势化,这对当今的高等教育模式带来严峻的挑战。如何有效提升在校大学生的实践创新能力并使其符合社会和企业的需求?关于这个问题,国内外专家也做了大量研究。随着科学技术的不断发展,未来社会对人力资源的要求一定会倾向于理论与实践的综合,而产业技术含量越高,资本越是密集化,社会分工越是精细,并且最终对劳动力的排斥越大;因此,高等教育要更加注重对在校大学生创新、实践、适应能力的培养以及学生分析问题和解决问题能力的培养,达到学以致用的目标,并激发他们的创新思维和探索精神。课堂教学是学生获取知识的一种重要途径,也是培养学生创新能力的直接渠道。
高等教育创新人才培养模式对高校教师的课堂教学也提出了更高的要求,如何以自主学习和创新能力的培养为目标来设计课堂形式和内容成为关键问题。目前大多数高校的课程教学仍然是“讲课+考试”的模式,偏重理论知识的解析,很大程度上忽略了实践能力、分析问题能力的锻炼。在以教师为核心的“单向输出”课堂中,学生难以养成自主学习和独立思考的习惯;课堂上缺乏老师及时的引导与激励,容易导致学生出现注意力不集中、积极性不高、参与感不强的情况,极大地限制了自主学习和创新能力的培养,不能满足社会经济持续发展对高素质创新人才的现实需求。以笔者讲授的大学物理课程为例,课堂采用的仍然是传统的教学模式,基本沿用了中学阶段“满堂灌”的教学方法,简单地依靠老师的“单向输出”,很大程度上磨灭了学生们对实践性学科的学习兴趣,同时课堂也缺乏生机。目前的课堂教学一般使用多媒体设备,多媒体提供的图像直观清晰,信息量大;但另一方面也容易造成学生上课走马观花,不容易把握重点,大量公式的推导用多媒体演示容易导致速度过快,只有少同学能跟得上老师的节奏,而大部分同学可能听起来吃力,进而导致注意力不集中、学习松懈等现象。如何在两个45分钟的课堂里持续调动学生的积极性,并让学生跟上老师的节奏,是一个需要好好研究的问题。大学物理是我校理工科学生必修的基础课程,通过该课程的学习,旨在培养学生从物理学角度提出问题,运用物理学方法分析问题和使用物理学语言解决问题的能力。
大学物理是大部分专业后续专业课程学习必不可少的基础课,也是培养创新型、复合型、应用型人才的基石课程。本论文总结笔者在大学物理课程教学过程中的心得体会,结合香港培养学生自主学习能力的方式,围绕提高学生的课堂参与率和创新性,增加学生的自学能力,探讨提高本科生自主学习以及学以致用能力的具体措施。大学物理作为理工科专业的骨干课程,理论性和系统性强,学生需要掌握的概念、理论和方法较多,对这门课程掌握的熟练程度会直接影响后续专业课程的学习。大学物理课程内容丰富,涉及面广,所涉及的领域发展快,但面临课时量少的问题。其优势是在原来高中物理基础上加深,所涉及的基本概念和定律跟高中物理差不多,在空间维度和运动的复杂性上有更高的要求,包括从标量到矢量的计算、从一维空间到三维空间的转变,以及运动方式从线性到曲线,都需要运用大学数学中的建模和微积分思想,从而实现高中课程到大学的飞跃。充分结合这个优势和目前大学物理教学存在的问题,进行课堂教学改革是非常必要的。为了让每堂课都处于活而不乱的气氛当中,要求教师对所教课程熟悉,提前备课,拟好问题,并对学生可能提出的问题提前做好准备。其次,要求学生做好预习,不仅预习课本,还要查找其他资料。如何使预习不流于形式,教师布置学生预习时,应该充分考虑到学生的兴趣点,通过合适的兴趣点引导学生做好课前预习。目前大学物理课程的学时已压缩至48学时,要使学生在短学时中充分掌握课程内容有一定难度,所以必须根据实际情况和当前大学物理的特点对教学内容和方法做一定的调整。
[摘要]长春师范大学科学教育专业的大学物理课程于2006年被评为吉林省省级精品课程。面向科学教育专业开设的大学物理,按照培养方案规定是专业教育中的学科基础必修课,因此在课程建设上具有自己鲜明的特色:突出专业特色,精选教学内容;发挥主观能动,探索有效教学方法;传统与现代并举,灵活运用教学手段;整合优质资源,创设实践平台;打破模块结构,重新编写教材;教学科研相促进,加强教学团队建设。
[关键词]大学物理;科学教育专业;课程建设
大学物理是为非物理专业的学生,包括理、工、农、医、经管,甚至少部分人文专业开设的一门公共必修课程[1],其受众面相当广泛,涉及的教学层次复杂,教学人员众多。而面向科学教育专业开设的大学物理,按照培养方案规定是专业教育中的学科基础必修课,因此在课程建设上具有自己鲜明的特色。长春师范大学的科学教育专业,其前身是理科综合培养试点,在历时十五年的发展中,从教学内容、教学方法、教学手段、实践平台、教材建设、教学团队几个方面对大学物理课程进行了全方位的改革与构建,此课程于2006年被评为吉林省省级精品课程。
一、突出专业特色,精选教学内容
为了与科学教育专业的培养目标相契合,大学物理课程在教学内容的选取上舍弃了过多繁杂的公式推导,而更加注重物理思维方式的培养以及科学精神的点滴渗透。联系生活实际,以工程实例讲解物理。[2]目前大学物理教学中存在大量的理想模型,很多公式习题涉及的范围只针对理想情况,而在实际应用中,如何解决理想模型的局限则是教师需要积极探索的。例如,在热机循环的讲解上,以往较注重卡诺循环效率的推导技巧,但卡诺循环是理想循环,在工程实际中无法实现,此时,教师可以引导学生利用互联网查找相关资料,从中了解朗肯循环是实际中应用较为成熟的热机循环。注重大学物理与其他课程的相互渗透与融合。大学物理、大学化学、大学生物作为科学教育专业的三门学科基础课,形式上虽然各自独立,但内容上有着千丝万缕的联系。例如,熵增加原理描述了热力学过程进行的方向性,而任何生物体的衰老消亡也同样遵循这个规律;物理中的气体定律则在气体化学反应中有更广泛的应用。
二、发挥主观能动,探索有效教学方法
突出课后自主学习。对于这门课程90%的概念,学生都已有接触,具备了一定的自主学习基础。另外,网络的普及,高校精品课程资源实现共享,学生自主学习的便利性大大提高。特别是课后的延展性学习,激发了学生的主观能动性。学生能够自主提出问题,形成讨论小组,为课堂教学打下了良好基础。有效的课堂教学。教师在开展课堂教学时,应争取一定的课堂留白,培养学生提出问题的能力;在数学知识相对较少、科普性质较强的章节,鼓励学生事先预习并自主讲授;增设讨论课,对有争议的问题提出质疑,加强师生讨论互动,培养科学的探究精神。及时的辅导答疑。除组织集体答疑外,教师还可设立讨论小组,要求负责人及时反馈学习中遇到的困难;设立专业答疑电子邮箱,并配合网络平台定期在线答疑,随时解决课堂疑问。