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網(wǎng)絡(luò)化教學在大學物理教學中實踐淺談

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網(wǎng)絡(luò)化教學在大學物理教學中實踐淺談

摘要:大學物理是高等學校工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。在我國高等教育推行工程認證的背景下,推進網(wǎng)絡(luò)化教學是改善課程教學質(zhì)量、滿足新時代工科人才培養(yǎng)要求的重要手段。該文作者基于在多個工科專業(yè)開展大學物理課程教學的經(jīng)驗,結(jié)合常熟理工學院應用型本科的人才培養(yǎng)定位,在光電信息科學與工程專業(yè)中開展了網(wǎng)絡(luò)化教學和課堂教學結(jié)合的教學實踐。針對網(wǎng)絡(luò)化教學開展調(diào)查研究,對教學內(nèi)容、教學過程、考核方式和師生互動等方面存在的問題提出了改進意見和建議。

關(guān)鍵詞:應用型;大學物理;教學探索

提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等教育的核心。教育部出臺的《教育部關(guān)于深化本科教育教學改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》(教高〔2019〕6號),明確提出“積極發(fā)展‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’、探索智能教育新形態(tài),推動課堂教學革命。嚴格課堂教學管理,嚴守教學紀律,確保課程教學質(zhì)量”的要求。隨著我國高等教育的逐漸普及,探索新的教學手段對于改善教學質(zhì)量、培養(yǎng)高質(zhì)量本科人才具有重要意義[1-2]。大學物理是高等學校工科專業(yè)的必修課程,主要講授力學、熱學、電磁學、光學和量子力學等方向的基礎(chǔ)知識。大學物理的教學效果不僅影響學生對物質(zhì)固有特性和運動基本規(guī)律的認知,還對工科專業(yè)后續(xù)開展的一系列專業(yè)課程的學習有深遠影響。在我國工科專業(yè)全面啟動工程教育認證的大背景下,工程認證標準中的“學生為本、目標導向、持續(xù)改進”,對大學物理課程教學提出了更高的要求[3-4]?;诔J炖砉W院(以下簡稱我校)圍繞地方經(jīng)濟社會發(fā)展、培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的培養(yǎng)理念,筆者在光電信息科學與工程本科專業(yè)的大學物理教學過程中開展線上網(wǎng)絡(luò)教學與線下課堂講述相結(jié)合的教學嘗試,從網(wǎng)絡(luò)教學內(nèi)容選擇、教學過程、課程考核方式和師生互動等方面進行了總結(jié),對網(wǎng)絡(luò)化教學的優(yōu)缺點及未來改革的可行途徑提出了個人見解。

1大學物理教學中存在的不足

根據(jù)光電信息科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,大學物理課程屬于通用基礎(chǔ)類必修課,安排在大一下學期(48課時)和大二上學期(32課時)進行。針對光電專業(yè)的特色,大學物理在工科專業(yè)數(shù)理基礎(chǔ)教學目標的基礎(chǔ)上,重點強調(diào)機械振動與機械波、電磁學、光學等方面的內(nèi)容[5]。根據(jù)工程教育認證中成果導向教育(Outcomebasededucation,簡稱OBE)理念的要求,通過學學物理課程,學生應取得以下學習成果:(1)掌握物理學的基礎(chǔ)知識和基本理論知識,掌握基本的物質(zhì)運動規(guī)律,掌握高級工程技術(shù)人員必需的物理基礎(chǔ)知識。(2)培養(yǎng)物理學的科學思維方法,提高分析問題、解決問題的能力。樹立實事求是的科學態(tài)度和辯證唯物主義世界觀,培養(yǎng)獨立閱讀教材、參考書及有關(guān)文獻資料的能力。(3)能夠運用所學物理概念、定理、定律對具體的物理系統(tǒng)進行分析,建立相應的物理方程并進行求解。(4)能夠?qū)σ粋€具體的物理過程進行分析,得出過程中各物理量的關(guān)系并進行求解。以上四個學習成果對應“能夠?qū)?shù)學、物理的基本知識用于光電子信息工程問題的建模和仿真”和“能夠運用數(shù)學物理和工程基礎(chǔ)知識,分析技術(shù)方案的優(yōu)劣、合理性和可行性,獲得有效結(jié)論”兩個畢業(yè)要求指標點。這兩個指標點體現(xiàn)了大學物理課程的基本理論對現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展起到的重要先導作用,是學生后續(xù)深入學習專業(yè)相關(guān)知識的必要基礎(chǔ)。但根據(jù)在多個工科專業(yè)開展課程教學的實踐來看,大學物理課程教學目前仍存在許多不足之處,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)與光電信息科學與工程專業(yè)的其他專業(yè)課相比,大學物理具有數(shù)學基礎(chǔ)要求高、知識點更新慢、抽象性強的特點。這一方面對教師教學限制較大,教師難以借助課堂實物演示或?qū)嶒灥茸寣W生對所學內(nèi)容形成直觀印象,另一方面也對學生前期的數(shù)理基礎(chǔ)和學習積極性提出了較高要求[6-7]。我校作為一所地方應用型本科高校,學生的數(shù)理基礎(chǔ)與“雙一流高?!睂W生相比存在一定差距,如何提升教學效果、讓學生掌握課程相關(guān)知識以滿足后續(xù)課程的學習需要,是大學物理教師迫切需要解決的問題。(2)根據(jù)學校的招生計劃,我校工科專業(yè)的生源來自國內(nèi)不同地區(qū)。由于不同地區(qū)的高考模式和基礎(chǔ)教育水平存在差別,如何在課堂上協(xié)調(diào)不同知識基礎(chǔ)學生的學習、維持班級的教學進度,是大學物理課程教學的一個難題。(3)大學課程教學與中學課程教學存在很大區(qū)別,大學的學習更強調(diào)學生的主觀能動性和自主思考,而中學則更多地采用強制性學習的模式。很多學生尚未從被動學習、重記憶輕思考的中學學習模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習、靈活應用知識、理論和實踐并重的大學學習模式,這導致了一系列問題:①部分學生反映在課堂上跟不上教師的進度;②部分學生難以理解課程內(nèi)容,出現(xiàn)畏難情緒,學習積極性不足;③部分學生反映課程知識點講解較多,而習題測試較少,導致對知識點的掌握不充分。這些現(xiàn)象表明,傳統(tǒng)的教師課堂口述和板書的教學模式已不能完全滿足目前的教學需要,為了改善大學物理課程的教學效果,滿足工程教育認證提出的以學生為中心、以成果導向教育為主導的要求,必須對大學物理課程教學方法進行適度改革。

2教學改革的實踐

2.1教學過程的改革

在借鑒兄弟高校和我校其他工科專業(yè)教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,經(jīng)過教研組內(nèi)部討論研究,針對光電信息科學與工程專業(yè)大學物理教學設(shè)置了線上和線下兩種教學流程:線上線下并行開展,線上預習、課堂重點講授、在線開展測試、課后復習。首先,根據(jù)教學大綱的要求,將大學物理的教學內(nèi)容分為六大模塊,再根據(jù)教材,將每一個模塊的內(nèi)容細分為核心知識點、補充知識點和拓展知識點三類,制作相應的課件和練習題。然后,在藍墨云班課平臺上設(shè)定好每節(jié)課的課件和習題,根據(jù)學期課程教學進度表,每個教學周的周一在云班課平臺上提前課件,要求學生在正式上課之前自主預習。在課堂教學時,教師不再對學生已學習過的內(nèi)容進行回顧,而是直接開展本次課程的核心知識點講解,講解完成后安排學生進行在線測試。利用云班課平臺統(tǒng)計學生答題的準確率和時間,及時了解學生對核心知識點的掌握程度。若學生對核心知識點掌握較好,教師可繼續(xù)講解補充知識點和拓展知識點;若學生對核心知識點的掌握不理想,教師則進行一輪補充講述。課堂教學完成后,繼續(xù)利用云班課平臺習題測驗,這樣學生有課堂測試和課后測試兩次做題機會,教師取兩次測試中的最高分作為學生的課堂測驗成績。網(wǎng)絡(luò)化教學解決了數(shù)理基礎(chǔ)不同的學生掌握知識速度不一的問題,讓學生能夠自主把握學習進度,提升了教學的成效。

2.2教學內(nèi)容的改革

大學物理課程知識點比較抽象、對數(shù)學基礎(chǔ)要求高、知識體系連貫性強,采用網(wǎng)絡(luò)化教學、多媒體教學不僅可以讓抽象的知識點變?yōu)榭梢?、動態(tài)的圖像或視頻,便于學生體會和理解,還可以把教師從重復性、機械性的板書和畫圖中解放出來,把課堂教學的時間集中用于講解公式背后的關(guān)聯(lián)規(guī)律和習題測試。光電信息科學與工程專業(yè)具有實用性強、應用范圍廣、知識點更新快的特點,在該專業(yè)的大學物理教學過程中,教師應將國際和國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)穿插到課堂教學中。利用短視頻與板書、口述相結(jié)合的方法,讓學生把書本上的抽象知識點與日常生活中常見的具體實物結(jié)合起來,激發(fā)學生學習的積極性。例如在講解光學衍射的部分時,教師將手機攝像頭分辨率的發(fā)展過程與衍射分辨極限的知識點關(guān)聯(lián)起來,讓學生體會光學基礎(chǔ)理論在日常生活中的應用,調(diào)動學生自主學習的積極性,將傳統(tǒng)課堂教師一言堂的局面轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒嗷ビ懻摗?/p>

2.3成績判定的改革

過去工科專業(yè)大學物理課程的期末總成績僅包含期末試卷成績和平時作業(yè)兩部分,占期末總成績的比例分別為70%和30%,導致學生輕視平時作業(yè),在期末考試之前突擊復習。為了從根本上改善這一情況,我校對大學物理課程期末總評成績的判定方式進行了改革。改革后的大學物理課程期末總成績包括以下幾個部分:期末試卷成績(50%)、期中測試成績(10%)、課程論文/調(diào)研報告(15%)、平時作業(yè)/課堂測試(25%)。將平時課堂教學中在云班課上的在線測試、課后作業(yè)、課堂提問與討論計入平時作業(yè)分。這樣的成績判定方法大大改善了學生忽視平時教學積累、期末突擊復習的不合理現(xiàn)象,調(diào)動了學生的學習積極性,也為教師及時了解學生的學習情況提供了有力依據(jù)。

3教學效果分析和存在的問題

通過課堂調(diào)查、課程評教、云班課在線習題測驗和期末課程考核四個維度,對光電信息科學與工程專業(yè)大學物理課程教學改革效果進行了檢驗。根據(jù)課堂調(diào)查和課程評教的反饋,約66%的學生認為網(wǎng)絡(luò)化教學是提升教學質(zhì)量的有效手段,約90%的學生認為最佳的教學方法是教師課堂口述與網(wǎng)絡(luò)化教學資源相結(jié)合。根據(jù)云班課在線測試和期末課程考核的結(jié)果反饋,80%的學生取得了優(yōu)秀或良好的成績,僅5.5%的學生最終成績不及格。按照工程認證標準,大學物理課程的完成度達到80%,高于改革前,滿足了工程認證對持續(xù)改進的要求。分析網(wǎng)絡(luò)教學過程的數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn),90%以上云班課在線成績優(yōu)秀的學生在期末都取得了良好以上的成績,這表明網(wǎng)絡(luò)化教學手段可實時、有效地監(jiān)控教學效果,為進一步改進教學內(nèi)容、提升教學質(zhì)量提供了有益途徑,有利于提升大學物理課程教學的質(zhì)量。雖然網(wǎng)絡(luò)化教學得到了大多數(shù)學生的積極評價,但仍存在一些有待改善的問題:(1)部分學生反映網(wǎng)絡(luò)化教學的內(nèi)容難度較高,理解起來有一定難度,需要花費較長的時間。這是因為現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)化教學資源大多來自“985”“211”高校,這些高校的教學要求、教學進度安排和應用型本科高校相比存在較大差異。針對這一問題,在接下來的教學過程中,一方面要有針對性地選擇網(wǎng)絡(luò)教學資源,另一方面要盡可能錄制針對本校學生的教學網(wǎng)絡(luò)視頻。(2)部分學生反映平時測驗成績占期末總成績的比例偏高,希望回歸過去30%的比例。針對這一問題,教師要引導學生轉(zhuǎn)變思維模式,使學生認識到加強過程考核、淡化期末考核更有利于知識的掌握。

4結(jié)語

實踐表明,網(wǎng)絡(luò)化教學是提升大學物理課程教學質(zhì)量、實現(xiàn)應用型工程人才培養(yǎng)目標的有益手段。在應用型本科高校工科專業(yè)開展網(wǎng)絡(luò)化教學,對教師提出了更高的要求。在未來的教學過程中,要進一步根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標選擇教學內(nèi)容,合理整合校內(nèi)外資源,改進教學環(huán)節(jié),以更好地滿足應用型本科高校人才培養(yǎng)的需要。

作者:路海雙 李中國 顧利萍 陳維霞 單位:常熟理工學院電子信息工程學院