“新工科”背景下大学物理课程智慧教学改革的探究与实践

刘文彦,齐丽晶,杨 雪

(吉林化工学院 理学院,吉林 吉林 132022)

根据教育部“新工科”建设要求[1-6],《大学物理》课程基于培养学生运用物理的语言、思维与研究方法对其专业领域的问题进行理解、判别、分析与解决的能力,从“两性一度”的角度开展了智慧教学模式的创新探索,以解决教学模式老旧、课程思政建设不足、考核评价体系不全面等问题。

1 课程教学存在的主要问题

1.1 教学模式陈旧,难以达成“两性一度”金课标准

大学物理课程理论性强、知识体系涵盖面广,因而为了使学生“听得懂”,重于理论讲解的“单声道”式的教学模式是多数大物教师的选择。但这种上课模式学生参与度低、知识学习碎片化、理论与应用脱节,因而难以支撑高水平应用型人才培养目标的最终达成,更与教育部“两性一度”的金课标准相差甚远。因而如何从“两性一度”的角度开展大学物理教学模式创新就成为我们急需解决的问题。

1.2 课程思政建设不足,难以取得实效

课程思政在大学物理课程中“落地”的难点在于如何将思政育人功能“隐身”于教学过程当中并“显现”在学生的学习效果与能力培养上。此前通常的做法是找到契合点在教学内容上融入思政元素,但育人成效难以显现。因而如何拓展思路,将课程思政建设融入教学全过程是我们需要深刻思考的难点问题。

1.3 考核评价体系难以对学生的能力、育人成效进行评价

原有考核评价体系的关注点集中于学生对知识性目标的达成度上。如何设计一个贴合“两性一度”课程标准,能全方位多维度地对学生知识生成性、能力目标的达成与育人成效进行考核的评价体系就成为我们必须面对的一个难题。

2 教学创新的思路与举措

智慧教学模式旨在借助智能化的技术手段实现启迪学生的智慧。为此采取了以下创新举措:

2.1 建设在线开放课程,为学生个性化学习提供必要的线上资源

凝练大学物理课程的核心概念及知识要点,形成了围绕知识点展开、清晰表达知识框架的短视频模块集,借助超星泛雅智慧教学平台建设了大学物理在线开放课程。学生根据自己专业所需选择学习内容,实现了“类而不同,分而不散”的线上分类式教学,精准支撑了各专业人才培养目标。

丰富的线上资源也为学生个性化地学习提供了可能。教学大纲、教学计划、电子教材等学习资料使学生能够对本课程的教学目标、教学内容、授课方式及进度有明确的认知,便于学生制定学习计划;知识点微课视频与拓展性学习资源便于学生根据自己的学习能力与兴趣安排自学内容,实现自主性、个性化的学习。

迄今为止,已有近8千多人次参与了本课程的线上学习,线上页面累计浏览量1 268万人次。这为大学物理智慧教学改革提供了必要的线上资源支持。

2.2 利用信息技术重构教学过程,为学生打造智能化的教学环境

借助超星泛雅智慧教学平台提供的信息化技术重构教学过程(教学过程结构图见图1),实现了教学组织由课内向课外延展;其数字化的教学反馈为教师的教学决策与学生的学习自查提供了可靠的依据;智能化的教学手段改变了传统“我讲你听、我问你答”的师生交互模式,强化了教师、学生、课程三者之间的交流与互动。最终打造出了智能化的教学环境,为后续课程目标的达成创设了智能化的教学空间。91.3%的学生认为在这种环境下的学习有效的提升了他们的学习参与度(见图2)。

图1 教学过程结构图

图2 学生就“学习参与度”的反馈

2.3 提出TNFAM五步教学法重塑课堂教学内容,激发学生智慧

智慧教学不是简单的知识传授或学习,而是师生情感与智慧综合生成的过程。因而基于构建主义教学模式,融合五星教学设计模型提出了TNFAM五步教学法(步骤图见图3),并在此基础上重塑教学内容,减少知识性讲授(内容上做减法),增加生成性探究内容(活动上做加法)。

图3 TNFAM五步教学法步骤图

该教学法是在锚定某一特定问题的基础上,搭建支架,引导学生进行探索。(1)Task:以任务(多数为学生自行设计的小实验)设置问题情境,让学生明白“为什么学?”该环节注重学生对知识的产出度;(2)New knowledge:以旧知引新知,使学生找到新旧知识间的关联性,凝练出物理学的基本方法与思维方式,注重学生的反思性学习与整合性学习;(3)Flipped:翻转讲新知,通过自学自讲、自问自答使学生明白“学什么?”提升学生的认知参与度;(4)Application:应用练新知的目的是让学生掌握“怎么用?”通过小组讨论、生生互纠等教学活动解决学习难点问题,培养学生分析、应用、评价的实际应用能力;(5)Mind map:学生通过绘制思维导图进行知识总结,帮助学生构建物理学知识体系,注重学生知识的生成性。该教学方法支撑了课程知识性目标与能力目标的最终达成。

从学生的反馈来看(见图4),学生认为TNFAM五步教学法使得枯燥的理论学习变得有趣且富有挑战性,教学过程中开展的各种教学活动能有效提升他们的学习效果,并获得满足感。

图4 学生对实施TNFAM五步教学法后的反馈

2.4 增设服务性学习任务,拓展课程思政育人途径

为实现课程思政育人目标,拓展课程思政育人新途径,我们增设了服务性学习任务。鼓励学生将典型类型题录制成微课小视频作为团队的学习资源,或组成学习小分队开展实验设计、录制学习微视频、电脑绘制思维导图等教学活动。

从学生在课后问卷(见图5)上来看:91%学生认为服务性学习有效提升了他们的学习能力,93%的学生从他人的任务中获得了帮助,97.1%的学生在帮助他人的过程中感受到了成就感和愉悦感,77.5%的学生表现出有继续帮助他人的意愿。这表明服务性学习任务是实现课程育人功能的有效途径,也在一定程度上实现了思政育人目标的可量化。

图5 学生对服务性学习任务的反馈

2.5 以学生学习为中心,设计“两化两度一性”考核评价体系

“两化两度一性”考核评价体系(见图6)是以学生学习为中心,注重教学评价的多元化,以智能信息化的评价手段对学生的课程参与度、知识的生成性与产出度进行评价,其各项考核内容所占比例见图7。

图6 “两化两度一性”考核评价体系

图7 考核内容各项所占比例

“两化两度一性”考核评价体系涵盖了知识、能力、育人成效三个方面,智能化的信息技术也使得整个评价体系呈现出数字化、实时化、个性化的特征。

3 结 论

TNFAM五步教学法、服务性学习任务、“两化两度一性”考核评价体系几乎适用于所有学校的所有课程,这为解决其他课程教学中的共性问题提供了有益的借鉴;大学物理智慧教学模式近两年的实践证明了其在促进学生知识的生成性,提升学生认知参与度,强化学生应用、分析、评价、创新能力,实现课程育人功效等方面的效果明显,这为其他课程的教学改革提供了实证。