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重庆理工大学:打造一流物理课程 培育一流本科人才

2024年10月16日18:46 |
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“老师,这是一条姗姗来迟的感谢。今年二战华东师范大学,普物实现量变突破,您真是个宝藏老师!”

“老师,我被华南师范大学拟录取啦,感谢一路陪伴。”

“在职老师考研,普物135!谢谢老师的课程,让我对大学力学、电磁学有了更加系统的认识。”

……

近期,重庆理工大学理学院教师胡南收到了30多条学生的报喜信息。他们来自天南地北,皆因B站“渝语兰”分享的系统而全面的大学本科物理课程而获益匪浅。

据了解,“渝语兰”是胡南带领团队开展《大学物理学》课程群创新育人实践的一个缩影。十多年来,团队以国家级线上线下混合式一流课程标准为指引,以“依托教育学理论、数字技术、学科交叉的知识整合,理论与实验、线上线下教学的深度混合,物理课程群教师团队协同、学科竞赛和学生创新科研活动赛创融合”为特色,致力于培养具备科学思维、创新能力和解决复杂工程问题能力的本科人才。

课堂教学中,胡南为学生答疑解惑。重庆理工大学供图

课堂教学中,胡南为学生答疑解惑。重庆理工大学供图

知识整合:

打造“3平台+7类别”物理数字资源

在全球化和信息化的今天,跨学科学习对于学生适应快速变化的世界、解决现实世界问题具有重要意义。

在胡南看来,传统大学物理教学面临着知识形式守旧,无法满足信息时代创新人才培养需求;学生学习动力不足,浅参与,学而不思、思而不究、究而不行;物理学科素养目标达成度低等亟待解决的问题。

因此,团队基于认知灵活性建构学习理论,将物理内容分为结构良好领域的“物理知识”和结构不良好领域的“物理思想”“科学方法”“科学思维”以及“科学素养”,形成多维度、进阶式课程教学内容体系。同时,整合与中学重复的知识,显性强化如求导变化率、振动位相描述等物理思想,并结合观察、实验、对比、控制变量、分析综合等科学方法的教学,重点开展相关的教学设计。

此外,在数字技术的辅助下,团队打造出物理科普、课程知识、物理前沿递进式“3平台+7类别”分层分类的物理数字资源,包括超星学习通、B站“渝语兰”、微信公众号“思物理品生活”三大物理资源学习平台,7类582个8842分钟的课程学习视频和30余万字的课程学习配套文档,有力支撑了进阶式课程内容分类教学。

截至目前,超星学习通大学物理课程总浏览量达226万次;B站“渝语兰”吸引了复旦大学、浙江大学等400多所高校的6万余名学生在线学习,课程观看量达369万。据统计,该课程已帮助500余名校外大学生通过研究生物理相关课程考试。

“我们希望以知识广延丰富、形式多样、线上线下结合的立体多维课程知识体系,满足新时代人才培养的需求。”胡南表示。

深度混合:

形成学习共同体

胡南深知,简单地把线上线下内容做加法并不能发挥资源最大效能,也没有真正从学习者的角度培养好每一个不同个体的学生,开展科学的混合教学设计、革新教学模式迫在眉睫。

对此,团队一方面实施轮转式横纵深度混合式教学,即基于物理知识节段相对独立的特点,设计线上线下交替轮转式混合教学每一个知识节段,线上引导学生自主学习,线下开展融入知识的案例探究式教学。“课前思考+线上练习+课后作业+随堂测试+PBL项目”五步进阶式教学任务,驱动实现“导、学、练、展、结、悟”。

在一个学期多个知识节段的交替轮转式混合教学中,团队进一步强化学生物理学科素养的横向融合,使学生在不同应用中凝练物理思想,培养复杂工程应用问题中识别、判断、分析物理核心问题的能力,为专业人才培养打下坚实基础。

另一方面,课堂教学中,团队以“案”或“例”探究为主题,形成基于“物理实验、物理难题、工程应用、篇章图谱”四类师生、生生互动课堂。其中,实验课堂针对角动量守恒等不太好理解的概念或定理定律,开展课堂实验;难题课堂通过生讲生评的生生合作,实现知识内化;应用课堂通过老师选用典型跨学科工程案例设计问题链,师生探究实现知识在案例中的识别与应用学习;图谱课堂通过生生互动完成篇章知识图谱,构建知识框架,升华知识体系学习。

胡南给学生上课。重庆理工大学供图

胡南给学生上课。重庆理工大学供图

在这四类互动课堂基础上,学生的参与感和成就感、学习的积极性和主动性得到有效提升,有利于形成学习共同体。在近两年的混合教学课程问卷中,大量学生回复在混合教学中提升了自学能力、创新能力。每学期都有学生给胡南私发短信,或报喜,或表达感谢。

2021年,该课程被认定为重庆市首批线上线下混合式一流课程;2023年,被认定为国家级线上线下混合式一流课程。

赛创融合:

高阶能力育人成效愈发凸显

学生在深度混合的线上线下教学中具备一定的分析能力后,团队将物理类学科竞赛题目转化为学期PBL(Problem-BasedLearning)项目,提升其团队协作、沟通交流、独立思考等综合能力。

同时,团队还通过协同制作各类数字资源、开发理实结合的课堂案例、选拔指导学科竞赛、吸纳学生参与科研课题、开发专利、指导学生撰写科研论文等形式,实现“融科学研究进学科竞赛、融学科竞赛进PBL项目、融项目探究方法进课堂案例”。

为进一步深化赛创融合,团队充分利用物理实验资源、物理专业课程资源、专业教师资源,形成“大学物理+大学物理实验+专业物理”三方协同的赛创融合课程教师团队,打造基于大学物理为核心的服务于校内外的物理课程群,并吸纳结课的物理学科优秀学生,参与课程团队资源制作、辅导竞赛等工作。

近四年来,依托该大学物理课程,学生在国家级学科竞赛中实现零的突破,获国家级二等奖2次,省部级一等奖10次;学生科研能力显著提升,参与设备研发8项,参与发明专利20余项,发表学生科研论文20余篇。

胡南与获奖学生合影。重庆理工大学供图

胡南与获奖学生合影。重庆理工大学供图

该校电气与电子学院学生缪欣怡曾经十分内敛,在多次参加各级各类比赛后,思维能力、动手能力以及自信心得到极大提升,毕业后顺利考上电子科技大学研究生。同学院的李励鑫、陈乐、胡黔广,理学院的唐蔚明、曹杰、陈建宏等学生,积极参与指导低年级课程PBL项目、学科竞赛和各项科研活动,形成了良好的传帮带效果。

胡南表示,下一步,团队将深度融入人工智能技术,依托知识图谱实现学生个性化学习。同时,借助算法形成课程评价,对学生的学习行为、成绩等做相关度分析,构建学习行为聚类模型,利用生成式成绩预测系统实现学生学习预警、个性化督学,保障教学效果。(晏红霞)

(责编:秦洁、刘政宁)

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