“新工科”背景下大學物理課程智慧教學改革的探究與實踐

劉文彥,齊麗晶,楊 雪

(吉林化工學院 理學院,吉林 吉林 132022)

根據教育部“新工科”建設要求[1-6],《大學物理》課程基于培養學生運用物理的語言、思維與研究方法對其專業領域的問題進行理解、判別、分析與解決的能力,從“兩性一度”的角度開展了智慧教學模式的創新探索,以解決教學模式老舊、課程思政建設不足、考核評價體系不全面等問題。

1 課程教學存在的主要問題

1.1 教學模式陳舊,難以達成“兩性一度”金課標準

大學物理課程理論性強、知識體系涵蓋面廣,因而為了使學生“聽得懂”,重于理論講解的“單聲道”式的教學模式是多數大物教師的選擇。但這種上課模式學生參與度低、知識學習碎片化、理論與應用脫節,因而難以支撐高水平應用型人才培養目標的最終達成,更與教育部“兩性一度”的金課標準相差甚遠。因而如何從“兩性一度”的角度開展大學物理教學模式創新就成為我們急需解決的問題。

1.2 課程思政建設不足,難以取得實效

課程思政在大學物理課程中“落地”的難點在于如何將思政育人功能“隱身”于教學過程當中并“顯現”在學生的學習效果與能力培養上。此前通常的做法是找到契合點在教學內容上融入思政元素,但育人成效難以顯現。因而如何拓展思路,將課程思政建設融入教學全過程是我們需要深刻思考的難點問題。

1.3 考核評價體系難以對學生的能力、育人成效進行評價

原有考核評價體系的關注點集中于學生對知識性目標的達成度上。如何設計一個貼合“兩性一度”課程標準,能全方位多維度地對學生知識生成性、能力目標的達成與育人成效進行考核的評價體系就成為我們必須面對的一個難題。

2 教學創新的思路與舉措

智慧教學模式旨在借助智能化的技術手段實現啟迪學生的智慧。為此采取了以下創新舉措:

2.1 建設在線開放課程,為學生個性化學習提供必要的線上資源

凝練大學物理課程的核心概念及知識要點,形成了圍繞知識點展開、清晰表達知識框架的短視頻模塊集,借助超星泛雅智慧教學平臺建設了大學物理在線開放課程。學生根據自己專業所需選擇學習內容,實現了“類而不同,分而不散”的線上分類式教學,精準支撐了各專業人才培養目標。

豐富的線上資源也為學生個性化地學習提供了可能。教學大綱、教學計劃、電子教材等學習資料使學生能夠對本課程的教學目標、教學內容、授課方式及進度有明確的認知,便于學生制定學習計劃;知識點微課視頻與拓展性學習資源便于學生根據自己的學習能力與興趣安排自學內容,實現自主性、個性化的學習。

迄今為止,已有近8千多人次參與了本課程的線上學習,線上頁面累計瀏覽量1 268萬人次。這為大學物理智慧教學改革提供了必要的線上資源支持。

2.2 利用信息技術重構教學過程,為學生打造智能化的教學環境

借助超星泛雅智慧教學平臺提供的信息化技術重構教學過程(教學過程結構圖見圖1),實現了教學組織由課內向課外延展;其數字化的教學反饋為教師的教學決策與學生的學習自查提供了可靠的依據;智能化的教學手段改變了傳統“我講你聽、我問你答”的師生交互模式,強化了教師、學生、課程三者之間的交流與互動。最終打造出了智能化的教學環境,為后續課程目標的達成創設了智能化的教學空間。91.3%的學生認為在這種環境下的學習有效的提升了他們的學習參與度(見圖2)。

圖1 教學過程結構圖

圖2 學生就“學習參與度”的反饋

2.3 提出TNFAM五步教學法重塑課堂教學內容,激發學生智慧

智慧教學不是簡單的知識傳授或學習,而是師生情感與智慧綜合生成的過程。因而基于構建主義教學模式,融合五星教學設計模型提出了TNFAM五步教學法(步驟圖見圖3),并在此基礎上重塑教學內容,減少知識性講授(內容上做減法),增加生成性探究內容(活動上做加法)。

圖3 TNFAM五步教學法步驟圖

該教學法是在錨定某一特定問題的基礎上,搭建支架,引導學生進行探索。(1)Task:以任務(多數為學生自行設計的小實驗)設置問題情境,讓學生明白“為什么學?”該環節注重學生對知識的產出度;(2)New knowledge:以舊知引新知,使學生找到新舊知識間的關聯性,凝練出物理學的基本方法與思維方式,注重學生的反思性學習與整合性學習;(3)Flipped:翻轉講新知,通過自學自講、自問自答使學生明白“學什么?”提升學生的認知參與度;(4)Application:應用練新知的目的是讓學生掌握“怎么用?”通過小組討論、生生互糾等教學活動解決學習難點問題,培養學生分析、應用、評價的實際應用能力;(5)Mind map:學生通過繪制思維導圖進行知識總結,幫助學生構建物理學知識體系,注重學生知識的生成性。該教學方法支撐了課程知識性目標與能力目標的最終達成。

從學生的反饋來看(見圖4),學生認為TNFAM五步教學法使得枯燥的理論學習變得有趣且富有挑戰性,教學過程中開展的各種教學活動能有效提升他們的學習效果,并獲得滿足感。

圖4 學生對實施TNFAM五步教學法后的反饋

2.4 增設服務性學習任務,拓展課程思政育人途徑

為實現課程思政育人目標,拓展課程思政育人新途徑,我們增設了服務性學習任務。鼓勵學生將典型類型題錄制成微課小視頻作為團隊的學習資源,或組成學習小分隊開展實驗設計、錄制學習微視頻、電腦繪制思維導圖等教學活動。

從學生在課后問卷(見圖5)上來看:91%學生認為服務性學習有效提升了他們的學習能力,93%的學生從他人的任務中獲得了幫助,97.1%的學生在幫助他人的過程中感受到了成就感和愉悅感,77.5%的學生表現出有繼續幫助他人的意愿。這表明服務性學習任務是實現課程育人功能的有效途徑,也在一定程度上實現了思政育人目標的可量化。

圖5 學生對服務性學習任務的反饋

2.5 以學生學習為中心,設計“兩化兩度一性”考核評價體系

“兩化兩度一性”考核評價體系(見圖6)是以學生學習為中心,注重教學評價的多元化,以智能信息化的評價手段對學生的課程參與度、知識的生成性與產出度進行評價,其各項考核內容所占比例見圖7。

圖6 “兩化兩度一性”考核評價體系

圖7 考核內容各項所占比例

“兩化兩度一性”考核評價體系涵蓋了知識、能力、育人成效三個方面,智能化的信息技術也使得整個評價體系呈現出數字化、實時化、個性化的特征。

3 結 論

TNFAM五步教學法、服務性學習任務、“兩化兩度一性”考核評價體系幾乎適用于所有學校的所有課程,這為解決其他課程教學中的共性問題提供了有益的借鑒;大學物理智慧教學模式近兩年的實踐證明了其在促進學生知識的生成性,提升學生認知參與度,強化學生應用、分析、評價、創新能力,實現課程育人功效等方面的效果明顯,這為其他課程的教學改革提供了實證。