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哈尔滨工程大学 - 《工学周报》

《大学物理》教学创新改革与实践

2024-10-17     浏览(137)     (0)

物理学院姜海丽教授针对大学物理教学中存在的问题进行了创新改革。通过聚焦物理基础、知能协同、学生发展、智慧启迪等方面,优化了考核评价,构建了“过程化、多元化、数据化”评价体系,促进了学生成长成才。


物理学院 姜海教授

我目前承担《大学物理》《CollegePhysics》以及中俄班的大学物理等其他物理类课程教学,年均学时360学时。物理学是支撑工科人才培养的基础学科。但是教学中存在的一些痛点问题让学生在目标达成的路上受到阻力。物理知识庞杂抽象理论性强,学生难以直观掌握课程内容,概念理论领悟不畅;传统大班授课注重知识传授,理论和实践脱节,学生解决问题能力不足;课程与学校行业背景、国家战略需求结合不紧密,学生的科研精神引导不够。

针对教学痛点,我们对课程进行了创新改革,聚理融工优化新内容,聚知汇能建设新资源,聚情施策创设新课堂,聚智启新完善新评价,共同助力学生成长成才。

一、聚焦物理基础,突显行业特色

以身边熟悉案例为抓手,使物理概念深入浅出。其中不仅包含激发学生兴趣的科学冷知识,比如“光有质量吗”,而且还包括培养学生科学思维的物理学史,比如“万有引力常数测量”。这些案例使基础知识化抽象为具象,帮助学生直观地理解所学知识;为了培养学生工程实际应用能力,将教学内容与工程案例有机结合,比如讲到牛顿定律时引入航天员聂海胜是如何实现在天宫一号中测量质量,讲到磁场力时引入电动机的原理;为适应学生未来发展,我们打造了既聚焦科学前沿又体现专业应用的典型案例,例如将船舶减摇鳍等案例融入教学中,引导学生探究前沿科学问题。同时我们以学校行业特色为主线深入挖掘思政元素,将课程思政与授课内容平滑衔接。

二、聚焦知能协同,创设研学资源

我们深知特色化内容的实施离不开资源的建设。依托国家级实验教学示范中心、国家级科普教育基地,团队模块化建设了汇集知识、能力、素质为一体的教学资源新平台。基于基础知识的理论教学资源,包括自制慕课视频101个;基于应用能力的理实融合资源,其中包含课堂演示实验126套,自制仪器36套;基于创新能力的学科交叉资源,包含自制的光镊、量子超导干涉仪等在内的前沿虚仿实验。

三、聚焦学生发展,创设新课堂

课堂教学更专注于学生在课前课后无法完成的线下互动。我们采用参与式教学活动促进对知识的理解,激发学生深度钻研的兴趣,激励学生挑战自我。一是同伴研讨,针对大班授课人数多研讨不足等问题,我们创新地将同伴教学法与雨课堂相结合,同伴研讨前后的数据通过雨课堂直观的呈现,激发了学习兴趣;二是自问自答,将部分内容设计为教师引导学生自己设计题目自己解答,促进了知识的内化,激发了学生的学习兴趣;三是正误配对,将易错例题教师讲改变为从雨课堂平台投屏出学生典型的正确和错误答案,学生通过同伴研讨的方式判断谁对谁错,加深学生对易错知识点的理解;四是故设陷阱来找“茬”,为了让学生加深印象,设计教学陷阱,让同学来找茬。比如在讲到切向加速度时,就是多了一个矢量箭头含义大不相同,考察学生对基础概念掌握的精准度,培养学生敢于质疑权威的精神。

我们还拓展了第一课堂,搭建了不同需求的课外学习平台。《大学物理》知识图谱为学生提供了结构化、可视化的自主学习空间,智能系统为学生个性化的规划学习路径,根据推荐的学习资料,学生自主决定学习内容和时间。教师根据学习数据,为学习有困惑、有深度需求的同学提供学习支持;依托国家科普教育基地,学生志愿者积极参加系列公益科普活动,我们的学生既是学习者,也是小老师,还是科普推广员。

四、聚焦智慧启迪,优化考核评价

为了保障上述措施的实施落地,大学物理教学团队深入改革并完善了评价方法,构建“过程化、多元化、数据化”评价体系。将学习过程变成形成性评价过程,从考“知识”变考“能力”。团队认为比学会知识更重要的是学会学习,在课后作业中增加了课堂笔记、思维导图等内容。培养严谨治学态度。理实联动的非标准化考试将离散的知识点考核变成系统性知识链条的考核,对工程技术中物理原理的分析又能够将知识链结成互相交叉的知识网,有利于发散思维,挖掘潜力,提高学生的自主学习能力和实践创新能力的培养。期末考试不仅注重基础知识的考核,同时加大了物理知识在工程应用中的比重。