雙融合下的“物理教學方法”類課程教學改革實踐

李鳳營, 張愛華

(渤海大學 物理科學與技術學院, 遼寧 錦州 121013)

教育部印發的教師〔2017〕13號文件《普通高等學校師范類專業認證實施辦法(暫行)》[1]中強調,認證以“學生中心、產出導向、持續改進”(outcome-based education, OBE)為基本理念。2022年9月27日,教育部召開發布會[2],介紹了首次修訂的《職業教育法》,明確了教育類型的定位,要求進一步深化產教融合、校企合作。在高等職業教育(簡稱高職)2023—2025年的招生計劃中,擬擴招413.3萬人,其實在2021年,高職(?？?院校共計招生552.6萬人,已是10年前的1.8倍[3]。目前全國職業學校開設了1 300余個專業和12余萬個專業點?？焖僭鲩L的高職(?？?招生必然會導致相關院校師資力量的緊缺,這不得不引起作為高校師范類人才培養者的教師們的深入思考,如何在師范類人才的課堂中探求以“學生中心、產出導向、持續改進”的教學模式。

“以賽促教、以賽促學、以賽促改、以賽促創”一直是高等院校人才培養所倡導的教學目標,在培養師資力量的師范類專業人才的培養方面更應關注這個目標。師范類院校作為未來師資力量培養的重要基地,培養在教育教學中具有創新精神和實踐能力的高素質創新型教師應是師范類院校的重要任務。隨著教育部明確將學科競賽工作納入實踐教學與人才培養模式的改革中[4-6],學科競賽已成為高校培養創新型人才的重要環節。本文以渤海大學物理學教育師范專業“物理教學方法”類課程為例,探索跨專業融合、專創融合(以下簡稱雙融合)下的物理師范類課程教學改革模式。

1 問題提出

在高校中開展雙融合下的課程教學改革,既是適應社會人才的需求,也是提高人才素質來更好適應社會競爭的必然選擇。教高〔2019〕8號文件《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》[7]中就曾提到,本科課程建設應多體現各個學科思維融合、產業技術與學科理論融合、跨專業能力融合、多學科項目實踐融合的一流本科課程理念。渤海大學物理科學與技術學院目前擁有物理學(師范)、電子信息工程、通信工程、微電子科學與工程4個專業,這不僅為推動跨專業融合下的課程教學改革提供了堅實的自然條件保障,同時也為培養創新型人才提供了可能。渤海大學物理科學與技術學院在物理學(師范)類人才培養中建立了高等學校物理師范類人才培養下的雙線人才培養目標,既考慮面向中小學的物理學科,又考慮面向高職(?？?師資綜合素質的需求,全面推進雙融合下的物理(師范)類人才培養模式。

對此,筆者提出了雙融合下的“物理教學方法”類課程教學改革實踐方法,可為同類或相近課程的教學提供參考和借鑒。

2 雙融合下的“物理教學方法”類課程教學改革

電子技術基礎課程是渤海大學物理科學與技術學院(簡稱本院)物理學(師范)、電子信息工程、通信工程、微電子科學與工程4個專業共同擁有的專業基礎課程,這足以說明該門課程在各專業人才培養中的重要地位。這門課程也是這4個專業學生培養實踐能力、工程素質和創新意識的“起點”。對于物理學(師范)專業人才培養而言,既要考慮專業特點,又要推進理工專業融合,而面向物理學(師范)所開設的“物理教學方法”這門課程的雙創融合下的教學改革至關重要。

2.1 “物理教學方法”類課程教學改革路線

為了強化本院物理學師范生教學基本素養,提升學生綜合實踐能力與創新意識,課程團隊探索形成了對象化、層次化及階段化,即3個對象、3個層次、3個階段(3-3-3)的“物理教學方法”教學改革路線(圖1)。3個對象,即面對小學、中學及高職(?？?設定3個教學目標培養對象;3個層次,即在捕捉、實踐及專創實踐層次上,分別培養物理學師范生教學設計中捕捉物理現象的能力、實驗能力以及專創實踐能力,以保證能夠培養出適應3個階段,即基礎教育階段、中學教育階段、高職(?？?教育階段的物理學師范生應具備的教學素養。

圖1 3-3-3“物理教學方法”教學改革路線Fig.1 3-3-3 teaching reform route of “Physics Teaching Method”

2.2 “物理教學方法”類課程教學模式設計

針對基于OBE模式下的物理學師范生人才培養方案、授課模式、課程進度與社會需求的現狀,物理教學方法課程授課團隊與電子技術類課程教學團隊進行分工協作、優勢互補,在協同設置雙創融合下的課程融合教學內容與教學方案下,幫助學生構建知識圖譜、知識多元化遷移,實現課程教學中的融會貫通?！拔锢斫虒W方法”類課程教學中采用了工程實踐中應用為先導,激發學生學習興趣的“工程應用+理論教學+實驗驗證”三融合的教學理念?？紤]物理學師范生人才培養實踐目標,在課程教學開展中,與電子技術類課程共建項目實驗(實踐)案例資源庫,并行推進雙創教育引領下的專業課程教學方法。教學團隊設計1-2-2教學模式(圖2):設立1條以培養物理學師范生教學素養能力發展的教學主線;設立2種教學方法(即工程實踐案例引導法與學生研討法),促進學生對OBE需求下“物理教學方法”類課程的專創融合、跨專業融合的把握;利用2種教學展示(即教師展示、學生展示),深入推進實際實踐應用,最終通過教師點評、師生互評、生生互評的方式,提升師范生教學方法的多樣性與教學能力。一方面培養學生在物理學教學方法中不斷探究優良的教學方法,另一方面使學生養成良好的創新思維。

物理學傳統教學中包括實驗與理論2個部分,特別是實驗教學是物理教學的重要組成部分,它是概念規律、理論教學必不可少的基礎,也是培養學生科學探究與實踐能力的保證。因此,“物理教學方法”類課程應對其常規教學設計進一步優化,以達到雙融合的目的。教學過程中基于物理理論、推進物理實驗與應用的“物理教學方法”類課程教學思維導圖如圖3所示,并基于此建立了相關物理實驗及工程應用案例資源庫。

圖3 “物理教學方法”類課程教學思維Fig.3 Teaching thinking of “Physics Teaching Method”

在教學設計中, 物理實驗展示階段與物理理論教學階段可考慮小學生或中學生進行先后順序的調整, 因為小學生多適應直觀認知,而中學生則可以先通過理論學習, 然后利用實驗驗證來深化理解與掌握相關知識。 物理應用則對3個層次對象要求有所不同, 特別是高職(?？?學生應具備通過實踐來解決工程實際問題的能力。 通過圖3“物理教學方法”類課程的教學思維訓練, 推動物理學師范生在未來的教學中強調以物理知識為載體的物理文化教育, 培養完整的物理認知能力。 如針對氣體壓強的學習, 3個對象下的教學案例設計思維與流程如圖4所示。 通過建立知識與實際工程問題的關聯, 激發學生學習動力, 進一步引導學生認識問題, 基于相關理論建立物理模型, 從而發展學生的科學思維,完成科學推理與論證。 在此基礎之上, 培養學生學以致用、理念解釋或預測物理現象,形成系統性知識, 勾畫知識圖譜下的知識新體系的能力。 本文分別對3種對象設定了不同的引入視頻、實驗性質及物理工程應用案例。 最后通過課程思政的小故事, 馬德堡半球實驗故事, 教育學生做一個“力行、知行合一”的人。

圖4 3個對象下的教學案例設計思維與流程Fig.4 The design thinking and process of teaching caseunder three objects

“物理教學方法”類課程在推行1-2-2教學模式中,充分利用超星學習通學習平臺,通過在線優秀資源課程+SPOC方式,實現課前、課中、課后一體化的多融合教學方式,將電子技術教學方法融入“物理教學方法”類課程中去,提升學生雙線走路能力,培養既適應義務教育階段教學,又滿足中職、中專、高職(?？?類需求的師資人才。

2.3 “物理教學方法”類課程教學環境

“數智時代”的“教”與“學”的界限正在變得模糊,這是2.0時代的一個特征。教育部實施“高等教育數字化戰略行動”中打造的“國家智慧教育公共服務平臺”[8-9],匯聚了全國金師、金課的在線“金課堂”。這也是信息技術的迅猛發展中互聯網+教育的真實體現。無論對教師還是學生,它均能提供一種便捷的一站式服務,在優質資源開放共享中,實現了“人人能學,處處能學,時時可學”的多學暢想。這也是在雙向的教與學中推出新型教學環境[10-11](圖5)的重要原因。

圖5 新型教學環境Fig.5 Novel teaching environment

新型教學環境是一種全新的教學環境, 涉及教學場所、教學時空、教學平臺、教學資源及教學模式上的創新與變革。 正如清華大學副校長楊斌教授在與耶魯大學的對話活動“數智時代的教與學”上的發言所述, “雖然我們不可回避地認知當前的互聯網+數智教學還歸屬于傳統課堂形式的一種互聯網化平移, 這種本應借助學習者端來推動范式轉移的力量還沒有得到充分發揮?！盵8]現在的學生都是網絡的“原住民”, 天生就是以網絡精神為自然而然、以互聯網與生活的融合為自然而然的一代, 更能夠充分發揮出互聯網天生具有的線索式學習、社群性學習、角色扮演性學習的優勢, 是更樂于從問題導向、廣度與深度并重進行探究學習的一群人[12], 也是最能推動教育理念升級迭代“范式轉移”優勢的一群人。 因此,新型物理環境的構建是非常必要的, 而這種設施環境由于互聯網+,使教育新形態沖出本校的教學場所, 要以跨越時空實時進行教與學、實驗等。這要求學習有更強的視覺沖擊以帶來現場“全觀”感受,更多彩的互動、跨越時限和時空的溫情互動。 這不僅限于教學環境的變化, 也需要對教學用具設置相應的功能。

2.4 “物理教學方法”類課程教學評價

教學評價是指按照一定的教學目標,運用科學可行的標準和方法,對教學活動的過程及其結果進行測量和價值判斷的過程[13-14]。事實上,針對“物理教學方法”類課程的教學評價應是一個全動態化的過程,它以課程教育目標為引領,通過設計系列的雙向“物理教學方法”教學活動,引領學生參與,并在此基礎上建立針對學生學習效果的1-2-2考核方式(圖6)。同時,依據此考核結果不斷優化調整1-2-2教育模式下的課程設計。1-2-2考核方式全面關注了學生的過程性與總結性的學習效果。在課程前,將設計的教學內容與教學目標上傳至超星學習通平臺工程實踐案例資源庫,即構建如圖1所示的3-3-3“物理教學方法”教學改革路線中3個階段的工程實踐案例庫,在課堂教學過程中,通過師生研討,互動展示各自的教學課程設計方案,再進行片段的課堂教學模擬,師生互評。課后,所有學生均將教學課程設計上傳到超星學習通平臺,通過教師評定、生生互評的形式進行評價反饋。將50%的考核比重賦予基本要求達標的過程性評價,20%的考核比重賦予高階要求達標的過程性評價,而總結性評價調整為30%的比重。

圖6 1-2-2教學模式下的考核方式Fig.6 Evaluation method under 1-2-2 teaching model

3 推廣及應用

雙融合下的物理師范“物理教學方法”類課程1-2-2教學改革模式受到渤海大學其他師范類專業相關任課教師的廣泛認可。同時,在省內相關專業學科人才培養交流會中受到與會人員的認同。近年來,渤海大學物理學師范生在年度的微課教學訓練中,有約60%的學生采用了此種教學模式進行教學自我訓練與提升,并在就業面試中受到用人單位的一致好評。渤海大學直接培養學生參加各類專業競賽獲獎項50余項,獲批全國大學生創新創業項目20余項,其中1項利用1-2-2教學改革模式推出《國色添“鄉”----意境國學德育繪本》,并成功推廣至百余所村落幼兒教育課堂。該學生成果在2022年遼寧省互聯網+創新創業大賽紅色筑夢之旅賽道中獲一等獎。2021年,獲批首批工信部校企協同“智慧教育方向”就業創業創新示范實踐基地,雙融合下的1-2-2教學改革模式充分體現了渤海大學在師范類人才培養上的數智教育實力?；诖私虒W模式的教學改革成果在2022年的遼寧省本科教學成果獎評定中獲批一等獎,獲批遼寧省一流課程1門。

4 結 語

以培養既具備中小學物理學科教育能力,又滿足面向高職(?？?師資綜合素質的需求為目標,物理教學方法課程與電子技術類課程教學團隊分工協作、優勢互補,提出3-3-3“物理教學方法”教學改革路線。課程經過3年的探索與實踐,不斷地更新教學理念,團隊探索出專創融合下的跨專業、物理師范類“物理教學方法”類課程1-2-2教學改革模式,構建了新型教學環境,推行過程性考核為主的1-2-2教學考核評價方式,凝練了“物理教學方法”類課程教學的思維。授課教師作為師范生的培養者,學生作為授課對象和未來人才培養師,應關注在教學中增強學生的主體意識,提高師生角色的定位。教師是創新的激發者、引導者,要發揮好“袖手頷首”的價值,這樣才會有利于學生在未來課堂中對相應角色有更清晰的認知。

致謝感謝2022年度渤海大學教學改革項目“通創融合下的跨學科專創融合教育體系構建”(BHUKCJS2022004)的支持。