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重慶理工大學(xué):打造一流物理課程 培育一流本科人才

2024年10月16日18:46 |
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“老師,這是一條姍姍來(lái)遲的感謝。今年二戰(zhàn)華東師范大學(xué),普物實(shí)現(xiàn)量變突破,您真是個(gè)寶藏老師!”

“老師,我被華南師范大學(xué)擬錄取啦,感謝一路陪伴?!?/p>

“在職老師考研,普物135!謝謝老師的課程,讓我對(duì)大學(xué)力學(xué)、電磁學(xué)有了更加系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)?!?/p>

……

近期,重慶理工大學(xué)理學(xué)院教師胡南收到了30多條學(xué)生的報(bào)喜信息。他們來(lái)自天南地北,皆因B站“渝語(yǔ)蘭”分享的系統(tǒng)而全面的大學(xué)本科物理課程而獲益匪淺。

據(jù)了解,“渝語(yǔ)蘭”是胡南帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展《大學(xué)物理學(xué)》課程群創(chuàng)新育人實(shí)踐的一個(gè)縮影。十多年來(lái),團(tuán)隊(duì)以國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程標(biāo)準(zhǔn)為指引,以“依托教育學(xué)理論、數(shù)字技術(shù)、學(xué)科交叉的知識(shí)整合,理論與實(shí)驗(yàn)、線上線下教學(xué)的深度混合,物理課程群教師團(tuán)隊(duì)協(xié)同、學(xué)科競(jìng)賽和學(xué)生創(chuàng)新科研活動(dòng)賽創(chuàng)融合”為特色,致力于培養(yǎng)具備科學(xué)思維、創(chuàng)新能力和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的本科人才。

課堂教學(xué)中,胡南為學(xué)生答疑解惑。重慶理工大學(xué)供圖

課堂教學(xué)中,胡南為學(xué)生答疑解惑。重慶理工大學(xué)供圖

知識(shí)整合:

打造“3平臺(tái)+7類別”物理數(shù)字資源

在全球化和信息化的今天,跨學(xué)科學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生適應(yīng)快速變化的世界、解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題具有重要意義。

在胡南看來(lái),傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)面臨著知識(shí)形式守舊,無(wú)法滿足信息時(shí)代創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求;學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足,淺參與,學(xué)而不思、思而不究、究而不行;物理學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度低等亟待解決的問(wèn)題。

因此,團(tuán)隊(duì)基于認(rèn)知靈活性建構(gòu)學(xué)習(xí)理論,將物理內(nèi)容分為結(jié)構(gòu)良好領(lǐng)域的“物理知識(shí)”和結(jié)構(gòu)不良好領(lǐng)域的“物理思想”“科學(xué)方法”“科學(xué)思維”以及“科學(xué)素養(yǎng)”,形成多維度、進(jìn)階式課程教學(xué)內(nèi)容體系。同時(shí),整合與中學(xué)重復(fù)的知識(shí),顯性強(qiáng)化如求導(dǎo)變化率、振動(dòng)位相描述等物理思想,并結(jié)合觀察、實(shí)驗(yàn)、對(duì)比、控制變量、分析綜合等科學(xué)方法的教學(xué),重點(diǎn)開(kāi)展相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

此外,在數(shù)字技術(shù)的輔助下,團(tuán)隊(duì)打造出物理科普、課程知識(shí)、物理前沿遞進(jìn)式“3平臺(tái)+7類別”分層分類的物理數(shù)字資源,包括超星學(xué)習(xí)通、B站“渝語(yǔ)蘭”、微信公眾號(hào)“思物理品生活”三大物理資源學(xué)習(xí)平臺(tái),7類582個(gè)8842分鐘的課程學(xué)習(xí)視頻和30余萬(wàn)字的課程學(xué)習(xí)配套文檔,有力支撐了進(jìn)階式課程內(nèi)容分類教學(xué)。

截至目前,超星學(xué)習(xí)通大學(xué)物理課程總瀏覽量達(dá)226萬(wàn)次;B站“渝語(yǔ)蘭”吸引了復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)等400多所高校的6萬(wàn)余名學(xué)生在線學(xué)習(xí),課程觀看量達(dá)369萬(wàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),該課程已幫助500余名校外大學(xué)生通過(guò)研究生物理相關(guān)課程考試。

“我們希望以知識(shí)廣延豐富、形式多樣、線上線下結(jié)合的立體多維課程知識(shí)體系,滿足新時(shí)代人才培養(yǎng)的需求。”胡南表示。

深度混合:

形成學(xué)習(xí)共同體

胡南深知,簡(jiǎn)單地把線上線下內(nèi)容做加法并不能發(fā)揮資源最大效能,也沒(méi)有真正從學(xué)習(xí)者的角度培養(yǎng)好每一個(gè)不同個(gè)體的學(xué)生,開(kāi)展科學(xué)的混合教學(xué)設(shè)計(jì)、革新教學(xué)模式迫在眉睫。

對(duì)此,團(tuán)隊(duì)一方面實(shí)施輪轉(zhuǎn)式橫縱深度混合式教學(xué),即基于物理知識(shí)節(jié)段相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn),設(shè)計(jì)線上線下交替輪轉(zhuǎn)式混合教學(xué)每一個(gè)知識(shí)節(jié)段,線上引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),線下開(kāi)展融入知識(shí)的案例探究式教學(xué)。“課前思考+線上練習(xí)+課后作業(yè)+隨堂測(cè)試+PBL項(xiàng)目”五步進(jìn)階式教學(xué)任務(wù),驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)“導(dǎo)、學(xué)、練、展、結(jié)、悟”。

在一個(gè)學(xué)期多個(gè)知識(shí)節(jié)段的交替輪轉(zhuǎn)式混合教學(xué)中,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的橫向融合,使學(xué)生在不同應(yīng)用中凝練物理思想,培養(yǎng)復(fù)雜工程應(yīng)用問(wèn)題中識(shí)別、判斷、分析物理核心問(wèn)題的能力,為專業(yè)人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

另一方面,課堂教學(xué)中,團(tuán)隊(duì)以“案”或“例”探究為主題,形成基于“物理實(shí)驗(yàn)、物理難題、工程應(yīng)用、篇章圖譜”四類師生、生生互動(dòng)課堂。其中,實(shí)驗(yàn)課堂針對(duì)角動(dòng)量守恒等不太好理解的概念或定理定律,開(kāi)展課堂實(shí)驗(yàn);難題課堂通過(guò)生講生評(píng)的生生合作,實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化;應(yīng)用課堂通過(guò)老師選用典型跨學(xué)科工程案例設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈,師生探究實(shí)現(xiàn)知識(shí)在案例中的識(shí)別與應(yīng)用學(xué)習(xí);圖譜課堂通過(guò)生生互動(dòng)完成篇章知識(shí)圖譜,構(gòu)建知識(shí)框架,升華知識(shí)體系學(xué)習(xí)。

胡南給學(xué)生上課。重慶理工大學(xué)供圖

胡南給學(xué)生上課。重慶理工大學(xué)供圖

在這四類互動(dòng)課堂基礎(chǔ)上,學(xué)生的參與感和成就感、學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性得到有效提升,有利于形成學(xué)習(xí)共同體。在近兩年的混合教學(xué)課程問(wèn)卷中,大量學(xué)生回復(fù)在混合教學(xué)中提升了自學(xué)能力、創(chuàng)新能力。每學(xué)期都有學(xué)生給胡南私發(fā)短信,或報(bào)喜,或表達(dá)感謝。

2021年,該課程被認(rèn)定為重慶市首批線上線下混合式一流課程;2023年,被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)線上線下混合式一流課程。

賽創(chuàng)融合:

高階能力育人成效愈發(fā)凸顯

學(xué)生在深度混合的線上線下教學(xué)中具備一定的分析能力后,團(tuán)隊(duì)將物理類學(xué)科競(jìng)賽題目轉(zhuǎn)化為學(xué)期PBL(Problem-BasedLearning)項(xiàng)目,提升其團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流、獨(dú)立思考等綜合能力。

同時(shí),團(tuán)隊(duì)還通過(guò)協(xié)同制作各類數(shù)字資源、開(kāi)發(fā)理實(shí)結(jié)合的課堂案例、選拔指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽、吸納學(xué)生參與科研課題、開(kāi)發(fā)專利、指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)科研論文等形式,實(shí)現(xiàn)“融科學(xué)研究進(jìn)學(xué)科競(jìng)賽、融學(xué)科競(jìng)賽進(jìn)PBL項(xiàng)目、融項(xiàng)目探究方法進(jìn)課堂案例”。

為進(jìn)一步深化賽創(chuàng)融合,團(tuán)隊(duì)充分利用物理實(shí)驗(yàn)資源、物理專業(yè)課程資源、專業(yè)教師資源,形成“大學(xué)物理+大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)+專業(yè)物理”三方協(xié)同的賽創(chuàng)融合課程教師團(tuán)隊(duì),打造基于大學(xué)物理為核心的服務(wù)于校內(nèi)外的物理課程群,并吸納結(jié)課的物理學(xué)科優(yōu)秀學(xué)生,參與課程團(tuán)隊(duì)資源制作、輔導(dǎo)競(jìng)賽等工作。

近四年來(lái),依托該大學(xué)物理課程,學(xué)生在國(guó)家級(jí)學(xué)科競(jìng)賽中實(shí)現(xiàn)零的突破,獲國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)2次,省部級(jí)一等獎(jiǎng)10次;學(xué)生科研能力顯著提升,參與設(shè)備研發(fā)8項(xiàng),參與發(fā)明專利20余項(xiàng),發(fā)表學(xué)生科研論文20余篇。

胡南與獲獎(jiǎng)學(xué)生合影。重慶理工大學(xué)供圖

胡南與獲獎(jiǎng)學(xué)生合影。重慶理工大學(xué)供圖

該校電氣與電子學(xué)院學(xué)生繆欣怡曾經(jīng)十分內(nèi)斂,在多次參加各級(jí)各類比賽后,思維能力、動(dòng)手能力以及自信心得到極大提升,畢業(yè)后順利考上電子科技大學(xué)研究生。同學(xué)院的李勵(lì)鑫、陳樂(lè)、胡黔廣,理學(xué)院的唐蔚明、曹杰、陳建宏等學(xué)生,積極參與指導(dǎo)低年級(jí)課程PBL項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽和各項(xiàng)科研活動(dòng),形成了良好的傳幫帶效果。

胡南表示,下一步,團(tuán)隊(duì)將深度融入人工智能技術(shù),依托知識(shí)圖譜實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)。同時(shí),借助算法形成課程評(píng)價(jià),對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、成績(jī)等做相關(guān)度分析,構(gòu)建學(xué)習(xí)行為聚類模型,利用生成式成績(jī)預(yù)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)警、個(gè)性化督學(xué),保障教學(xué)效果。(晏紅霞)

(責(zé)編:秦潔、劉政寧)

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