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2018年6月,國務院學位委員會生態(tài)學科評議組發(fā)布了新的二級學科名單,建立了新的學科體系。該體系突破了傳統(tǒng)的學科框架,是順應學科發(fā)展和中國實際發(fā)展需要的產(chǎn)物。隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,生態(tài)環(huán)境保護已成為我國高質(zhì)量和轉(zhuǎn)型發(fā)展的剛性要求。在此背景下構(gòu)建新的研究生課程體系,培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的專業(yè)人才,不斷提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量,是當前生態(tài)學高等教育面臨的緊迫任務。本文回顧了陜西師范大學(簡稱“我?!保┰谏鷳B(tài)學專業(yè)碩士研究生課程體系改革和專業(yè)核心課程建設中的工作并總結(jié)其經(jīng)驗,為進一步探索提高生態(tài)學專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)質(zhì)量提供參考。
一、課程體系改革
(一)存在的相關問題陜西師范大學生態(tài)學學科于2000年獲得二級學科碩士學位授予權(quán)后,按照生物學一級學科下的二級學科來設置課程,構(gòu)建了首個生態(tài)學專業(yè)碩士研究生課程體系[1-2]。經(jīng)過實踐,我們發(fā)現(xiàn)該課程體系存在諸多問題,主要體現(xiàn)在以下4個方面。其一,畢業(yè)要求的最低總學分過高,要求達到35~36學分,學生課業(yè)負擔過重。其二,專業(yè)課(專業(yè)必修課與研究方向選修課)的學分占比高達68.6%~75%,課程結(jié)構(gòu)不完整、不平衡以及課程類別單一的問題比較突出。其三,專業(yè)課的設置與生物學學科的區(qū)分度不夠,缺少獨立性與針對性。其四,專業(yè)課設置偏重于理論知識類課程,且僅設有教學實踐課程,未設學術(shù)交流和科研實踐訓練等課程,這在一定程度上弱化了對學生科研實踐能力的培養(yǎng)。
(二)具體實踐2011年,我校生態(tài)學學科獲得生態(tài)學一級學科博士學位授予權(quán)后,我們重新凝練了學科研究方向,通過對國內(nèi)10余所高校生態(tài)學優(yōu)勢學科的調(diào)研,并針對我們自身以往存在的主要問題以及碩士研究生最欠缺研究方法類知識、跨學科知識和專業(yè)前沿知識的問題,重新構(gòu)建了由3大模塊8類課程構(gòu)成的生態(tài)學專業(yè)碩士研究生課程體系。模塊1是必修課,包括公共必修課(思政和外語類)和專業(yè)必修課(學科基礎、科學研究方法與大型儀器分析類);模塊2是選修課,包括公共選修課(教育、文史和社科類)、專業(yè)選修課(研究方向的理論、方法技術(shù)與前沿知識類)和跨學科選修課(生物、地學和環(huán)境類);模塊3為必修環(huán)節(jié),包括學術(shù)交流、文獻綜述與開題報告以及科研訓練與教學實踐課程。其主要的改革措施包括以下幾方面。其一,為體現(xiàn)一級學科獨立性的原則,新構(gòu)建的課程體系刪除了細胞分子生物學課程,將高級生態(tài)學、生態(tài)學研究方法論和生命科學實驗規(guī)范與大型儀器使用(包括生態(tài)倫理)這些課程設為專業(yè)必修課。其二,為體現(xiàn)基礎與創(chuàng)新統(tǒng)一的原則,刪除了與學科相關性小的選修課,遴選了一批確能代表學科特色、反映學科發(fā)展方向的專業(yè)選修課和專題課,并在每個研究方向設5~6門課程供選修。課程內(nèi)容涵蓋了各研究方向的基礎理論、研究方法與分析技術(shù)以及前沿知識。
其三,為體現(xiàn)跨學科和資源共享的原則,依托我校生物學一級學科、地理學一級學科和文科的優(yōu)質(zhì)課程資源,增設了生物、地學和環(huán)境類跨學科選修課以及教育、文史和社科類公共選修課,以使學生能夠進一步拓寬知識面,同時落實學科互補、文理滲透的培養(yǎng)理念。其四,為了抓好必修環(huán)節(jié)所設課程的質(zhì)量,規(guī)定學生在修讀其他模塊課程的同時須至少參加12次校內(nèi)外舉辦的學術(shù)講座和學術(shù)交流活動,在參加學位論文開題前必須真正參加過相關野外或室內(nèi)的科研實踐工作,并通過中期檢查與開題報告答辯考核其實際完成情況。此項考核不合格者,延期開題。其五,2018年,調(diào)整了二級學科設置,并基于本、碩、博貫通培養(yǎng)的原則調(diào)整了課程設置。將植物生態(tài)學、動物生態(tài)學和修復生態(tài)學設為二級學科。從原有專業(yè)選修課中精選出11門課程作為碩士研究生的專業(yè)選修課,并不再規(guī)定每個研究方向的選修課,以便于導師根據(jù)研究需要和學生特點進行靈活組合。至此,我校生態(tài)學專業(yè)碩士研究生課程體系改革暫告一段落,新的課程體系方案經(jīng)學校主管部門審核通過后開始執(zhí)行。新課程體系較好地解決了過去存在的問題,實現(xiàn)了“瘦身”優(yōu)化目標,主要體現(xiàn)在以下3個方面。其一,將畢業(yè)要求的總學分降至25學分,必修課(14學分)、選修課(7學分)和必修環(huán)節(jié)(4學分)的學分占比分別達到56%、28%和16%,專業(yè)課(專業(yè)必修課與專業(yè)選修課)的學分占比降至44%,較好地平衡了理論課與實踐技能課的關系。其二,3大模塊8類課程的框架體現(xiàn)了完整性、前沿性和層次性的構(gòu)建原則,課程設置目標明確,與二級學科設置和培養(yǎng)目標結(jié)合緊密,知識結(jié)構(gòu)更趨多元化、前沿化和特色化。其三,課程體系具有很好的彈性,能為滿足個性化培養(yǎng)需求提供支持。通過3個課程模塊的組合,可為具有不同知識基礎和研究方向的研究生制訂不同的培養(yǎng)方案,既能滿足培養(yǎng)目標的指向性要求,又能幫助實現(xiàn)研究生的個性化培養(yǎng)。
二、專業(yè)核心課程建設
(一)注重教學內(nèi)容更新與教材建設高級生態(tài)學課程內(nèi)容的重點在于高深層級性,突出當代生態(tài)學的核心理論與發(fā)展、主流研究方向、新興熱點和重大論題。然而,一些現(xiàn)有教材[3-4]在此方面比較欠缺,在知識內(nèi)容方面與本科生所用優(yōu)秀教材[5-6]有較多重復。我們在持續(xù)更新教學內(nèi)容的同時,于2018年編寫出高級生態(tài)學講義。這個講義強調(diào)知識內(nèi)容的前沿性、系統(tǒng)性和應用性,各章內(nèi)容主要包括重要基礎理論、區(qū)域生態(tài)相關問題和重大科學論題,以顯著提升已有專業(yè)水準,引導學生進入學術(shù)最前沿,拓寬學術(shù)視野,形成核心課程的生成力和發(fā)揮其引導性作用。
(二)開展團隊授課高級生態(tài)學課程內(nèi)容范圍廣泛,理論性強,且有相當深度,對任課教師的學術(shù)素養(yǎng)要求較高,但教師個人的研究領域終究有限,很難精準把握所有內(nèi)容和深度,單人授課難以達到課程教學要求。因此,我們加強了該課程的師資力量,并將單人授課形式改為團隊授課形式。團隊中有教授和副教授各3人,博士生導師3人,碩士生導師2人,全部具有博士學位,3人為留學歸國教師,1人具有海外訪學經(jīng)歷。這些教師學有專長,均服務于教學科研一線,其研究方向覆蓋從微觀生態(tài)學到宏觀生態(tài)學的主要領域,能精準把握相關領域具有研究性、探索性和爭議性的科學問題,實現(xiàn)了師資學術(shù)水平的優(yōu)勢互補。
(三)優(yōu)化教學模式盡管互動式教學是有助于培養(yǎng)研究生懷疑精神的一種課堂教學模式[7],但在教學和研究關系的處理上,應以學術(shù)性的研究為取向,靈活地、彈性化地組織教學活動。我們在采用團隊授課形式的同時,也將互動式教學模式引入課堂教學,形成了互動式研究性課堂教學模式。教師要在課前一周向?qū)W生發(fā)送講授內(nèi)容的電子講義和2~3篇重要文獻,指出預習要點。在課堂上,教師用大概三分之一的時間講授重點和難點內(nèi)容,梳理課程內(nèi)容,其余時間用于開展課堂討論與文獻解讀、提問與答疑、點評與總結(jié)等環(huán)節(jié),師生間、生生間可充分互動,緊緊圍繞相關主題共同探討。這樣的教學模式對于學生提高學習興趣、準確理解教學內(nèi)容以及培養(yǎng)研究意識和問題意識大有裨益。此外,我們還采取了與課堂教學模式相匹配的考核方式??碱}都來自日常的課后思考題,內(nèi)容涉及“理論發(fā)展歷史與科學意義”“假說辨析與評價”“研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢”“研究熱點與學術(shù)爭議”“研究方法與比較分析”“研究方案設計”等多方面,屬于綜合性的和開放型的,往往沒有標準答案,需要學生課后閱讀相關文獻才能完成。這種考核實際上是要求學生在課堂教學后重視開展深度學習和研究體驗。
(四)開展課程建設成效評估
1.評估方法
課程滿意度(coursesatisfaction,CS)的動態(tài)變化是客觀反映課程教學質(zhì)量的重要維度與指標。為了量化評估高級生態(tài)學課程的建設成效,我們分析了本校2015~2019級生態(tài)學專業(yè)共計60名學術(shù)型碩士研究生對該課程滿意度的問卷調(diào)查數(shù)據(jù),發(fā)放、收回和有效的問卷均為60份。問卷設5個級別[8]并打分賦值(見圖1)。分別以2015~2016級(25人)和2017~2019級(35人)代表課程建設前后的學生群體。對問卷調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析包括4項內(nèi)容,即CS各等級的學生百分數(shù),采用獨立樣本的t-檢驗分析CS分值在單人授課(2015~2016級)與團隊授課(2017~2019級)間的差異,通過單因素方差分析確定CS分值在年級間的變化,CS各等級的學生百分數(shù)在年級間的變化。方差同質(zhì)性檢驗顯示問卷調(diào)查數(shù)據(jù)符合統(tǒng)計分析所需要的正態(tài)假定(t-Test:F(58)=1.451,p=0.051;ANOVA:Lev?ene-Test(4,55)=1.377,p=0.254)。
2.評估結(jié)果及其分析
統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示,5個年級CS分值為87.62±7.46,滿意率達到90%,如圖(a)所示,明顯高于全國學術(shù)型研究生對課程教學69.2%的平均滿意率以及一流學科建設高校研究生對課程教學72.3%的平均滿意率[8],說明本專業(yè)碩士研究生對該課程教學的實際體驗與預期間的反差遠小于全國平均水平。分析結(jié)果同時顯示,雖然學生對單人授課(CS單人=85.08±8.80)與團隊授課(CS團隊=89.43±5.81)都達到“比較滿意”的等級,但CS團隊分值顯著高于CS單人分值(t(58)=?2.306,p=0.025),如圖(b)所示。盡管CS分值在5個年級間未顯示出統(tǒng)計學上的顯著差異(F(4,55)=1.451,p=0.230),但呈現(xiàn)出逐年提高的趨勢,如圖(c)所示?!胺浅M意”和“比較滿意”的學生比例都由2015級的38.5%增加到2019級的50%,感覺“一般”的比例由2015級的15.4%降低到2017~2019級的0,感覺“不太滿意”的比例由2015級的7.6%降低到2017~2019級的0,如圖(d)所示。這些結(jié)果表明,新課程體系建立后實施的課程綜合建設措施使課程教學質(zhì)量得到了顯著提升。
三、結(jié)語
上述改革實踐構(gòu)建了符合我校生態(tài)學專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)目標與學科特色要求的課程體系,體現(xiàn)了課程體系構(gòu)建的基本指導思想和原則。高級生態(tài)學課程的建設也取得了顯著成效,為全面開展專業(yè)課程建設積累了經(jīng)驗。經(jīng)研究證實,互動式研究性課堂教學模式有助于激勵碩士研究生提出和思考問題,培養(yǎng)學術(shù)志趣和批判性思維,為其在科研實踐中獲得新見解創(chuàng)造了條件,同時也證明了對課程滿意度進行長期動態(tài)監(jiān)測是客觀評價課程教學質(zhì)量和課程建設成效的有效辦法。目前,國內(nèi)碩士研究生教材建設普遍滯后于本科生教材建設,編寫高水平、有特色的碩士研究生教材已成當務之急。此外,隨著應屆考取的碩士研究生比重不斷加大,其科研和實際工作能力普遍欠缺的問題日益凸顯。因此,在碩士研究生培養(yǎng)過程中極有必要針對這些學生補充相關基礎知識,強化能力訓練。這需要導師深入了解碩士研究生的知識基礎狀況,考核其科研和實際工作能力,為不同學生量身定制培養(yǎng)計劃。課程體系改革和課程建設并不能一蹴而就,提高教育質(zhì)量是學校永恒的話題。我們希望通過進一步整合優(yōu)化現(xiàn)有教育資源,挖掘潛力,全面開展專業(yè)課程建設,通過不懈努力不斷提高碩士研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。
作者:朱志紅 郭華 錢增強 葉新 劉剛單位:陜西師范大學生命科學學院
大學課程教學范文2
近年來,教育部積極推進新工科建設,培養(yǎng)造就了一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才,為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭提供智力和人才支撐,既是當務之急,也是長遠之策。加快卓越工程師培養(yǎng),提升國家“硬實力”,解決“卡脖子”問題,是新工科建設的核心。本文以杭州電子科技大學為例,該校是實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的高校之一,對本科公共物理基礎課程的教學改革提出了新的更高的要求。在新工科背景下,大學物理的教育功能也從注重學生對基礎知識、基礎理論和基本技能的掌握,擴展為全面提高學生的工程實踐與應用的綜合能力,提升學生的創(chuàng)新意識和能力。為適應新工科建設與發(fā)展,充分發(fā)揮大學物理課程在新工科中的地位和作用,本文引入成果導向教育(OutcomeBasedEducation,簡稱OBE,也稱為產(chǎn)出導向教育)理念,研究新工科背景下大學物理課程教學內(nèi)容的改革與實踐。
1基于OBE理念開展教學內(nèi)容改革
OBE理念是一種以學生“學習成果”為導向的教育理念。《華盛頓協(xié)議》作為國際上最具影響力的工程教育互認協(xié)議,已將OBE理念貫穿于工程教育認證標準的始終。我國始終把握高等教育發(fā)展的最先進理念,基于OBE理念樹立了“學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”的本科教育新理念,在本科階段工程教育領域產(chǎn)出了較為豐富的研究成果[1]。這些研究成果多是從專業(yè)人才培養(yǎng)方案或課程目標達成評價等方面就某一層面單一闡述OBE理念的實踐研究,而對如何應用OBE理念指導大學課程教學設計的實踐研究則較為薄弱。大學物理課程是學生學習工程技術(shù)知識的基礎,同時也是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要途徑。國內(nèi)高校積極引入OBE理念,開展了大學物理課程的教學改革。相關研究成果主要集中在理論研究、教學模式改革實踐、評價體系等方面[2-4],基于OBE理念的教學內(nèi)容改革研究較少。近年來,國內(nèi)多家高校開展了面向“新工科”的大學物理教學內(nèi)容改革研究,并取得了良好的教學效果[5-6]。教材是教學內(nèi)容的主要載體。不論國內(nèi)還是國外,都不乏經(jīng)典、精品,然而教材不等同于教學內(nèi)容。根據(jù)OBE的“反向設計”理念,相應的教學改革需要根據(jù)培養(yǎng)目標設計課程的學生學習成果,重新設計考評方法、設計教學內(nèi)容、設計教學活動等,各個環(huán)節(jié)相互支撐。
2大學物理課程教學內(nèi)容改革的探索
2.1教學內(nèi)容的改革需要完成從“教什么”到“學什么”的轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的大學物理課程內(nèi)容主要基于教材,知識更新速度落后于科技發(fā)展;追求完整的知識體系,注重知識的傳授,即“教什么”。OBE理念強調(diào)的不是老師講了多少,而是學生學會了多少,掌握了多少?;贠BE理念,課程設計是“至上而下”反向設計的,以最終目標(學生學習成果)為起點,反向進行課程設計,教學內(nèi)容根據(jù)培養(yǎng)目標來選擇,注重學生的學習成果,即“學什么”。為此課程內(nèi)容應反映前沿性和時代性,加強理論與工程應用、科學問題的結(jié)合;通過課程內(nèi)容改革,合理增加課程難度,拓展課程深度,激發(fā)學生的興趣和潛能。如何改革課程內(nèi)容,完成從“教什么”到“學什么”的轉(zhuǎn)變,支撐基于OBE理念的課程教學目標,讓學習真正激發(fā)學生的興趣和潛能,是本課題組開展課程教學內(nèi)容改革需要解決的主要問題。
2.2教學內(nèi)容的優(yōu)化整合教育部在《關于加快建設發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》中提到“樹立工程教育新理念,……著力提升學生解決復雜工程問題的能力,加大課程整合力度”,據(jù)此,我校大學物理課程教學目標確定為知識、能力和素養(yǎng)三個層次。其中,能力目標包括三個內(nèi)容:具有獨立獲取和應用知識的能力;具備科學觀察和思維的能力,能應用物理學知識解決日常及工程應用中的簡單問題;具備分析問題和解決問題的能力,能利用物理學知識對科學及工程問題進行分析、討論和制訂研究方案。結(jié)合新工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標和大學物理課程教學目標,本課題組將大學物理課程教學內(nèi)容優(yōu)化整合為兩大部分:“物理學原理”和“應用類專題”。“物理學原理”部分由基本的、核心的原理構(gòu)成;“應用類專題”部分將除核心原理以外的知識點模塊化,并結(jié)合實際應用,形成“工程應用和科學問題”專題,構(gòu)建以科學問題和工程應用實例為大框架、理論知識填充的知識結(jié)構(gòu)。例如質(zhì)點力學這章的教學內(nèi)容,“物理學原理”包括力學的基本概念、牛頓運動定律、動量定理和動量守恒定律、動能定理和機械能守恒定律、能量守恒定律;“應用類專題”為“嫦娥工程”,這一專題應用力學原理,從發(fā)射、環(huán)繞、變軌、著陸、返回五個方面展開簡要分析?!版隙鸸こ獭钡摹鞍l(fā)射”部分從兩方面討論了火箭的速度,一是火箭獲得的速度與火箭質(zhì)量的關系;二是第一、第二、第三宇宙速度的推導?!碍h(huán)繞”部分則由開普勒行星運動三定律引出角動量的定義以及角動量守恒定律。又如穩(wěn)恒磁場這章的教學內(nèi)容,“物理學原理”包括穩(wěn)恒磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理;“應用類專題”包括磁約束、霍爾效應、直流電動機和磁性材料及其應用。其中“磁約束”這節(jié)內(nèi)容圍繞“如何利用磁場來約束高溫的等離子體”,描述了磁約束的原理(帶電粒子在電場和磁場中的受力),詳細討論均勻磁場和非均勻磁場中的磁約束,介紹了實現(xiàn)磁約束的裝置以及與磁約束相關的自然現(xiàn)象。改革后的教學內(nèi)容具有以下特點:第一,注重知識的區(qū)分度。
“物理學原理”的內(nèi)容是依據(jù)教學過程的甄選和反復實踐而確定下來的,既突出核心原理,又保證知識體系的完整和內(nèi)容的基本框架不變?!皯妙悓n}”是依據(jù)課程教學目標,將除核心原理以外的大學物理知識點模塊化后,融入工程應用實例和科學問題中而形成。第二,強調(diào)內(nèi)容的應用性。“工程應用和科學問題”專題選取了利用大學物理知識可以分析的、與技術(shù)應用發(fā)展和科學前沿相關的內(nèi)容,旨在拓寬學生視野,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,適用于分層次教學。在注重內(nèi)容應用性的同時,也具有一定的學習挑戰(zhàn)性。第三,體現(xiàn)教學內(nèi)容的可教性。課程教學內(nèi)容的物理學原理部分選取時充分考慮課時,遴選核心知識點突出重點,精選例題加深原理的理解,設置思考題引導學生深入學習?!肮こ虘煤涂茖W問題”專題部分,選題時立足于引導學生提升學習興趣,注重學生創(chuàng)新能力及綜合能力的培養(yǎng),內(nèi)容難度適中,適用于以學生為主的研究性學習。
2.3拓展加深“應用類專題”,開展研究性教學傳統(tǒng)的教學強調(diào)知識的吸收而未能創(chuàng)造條件讓學生在實踐中去探索、發(fā)現(xiàn)?;贠BE理念以學生學習為基本邏輯展開教學,要求教師在充分了解學生特點的基礎上,全面設計教學活動和教學環(huán)節(jié),探索新型教學模式。教育部關于加快建設發(fā)展新工科的意見中也提出“推廣實施案例教學、項目式教學等研究性教學方法,注重綜合性項目訓練”。如何通過創(chuàng)新教學模式,強化創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng),是大學物理課程改革中需要解決的又一重要課題。為滿足實施研究性教學的需求,本課題組將“應用類專題”分為三個層次:通識模塊、專業(yè)限選模塊、學生自選模塊。“通識模塊”是由教學大綱要求掌握的知識點設計而成的工程應用實例或科學問題組成,例如質(zhì)點力學中“嫦娥工程的發(fā)射和環(huán)繞過程”,穩(wěn)恒磁場中的“磁約束”?!皩I(yè)限選模塊”是根據(jù)專業(yè)特點設計的典型案例,例如靜電學中的“口罩的防護學問”,研究駐極體材料在口罩中的應用,涉及的教學內(nèi)容為“靜電場中的電介質(zhì)”。在教學中引入我國在防疫抗疫中科技工作者的貢獻案例并對此進行分析與討論,增強學生的民族自豪感和愛國主義情懷,樹立攀登科學技術(shù)高峰的信心,擔負起民族復興的重任?!皩W生自選模塊”則由歷屆學生的自主選題組成,每學期會評選優(yōu)秀研究課題并加入此模塊。自主選題是學生在大學物理課教學內(nèi)容的范圍內(nèi)根據(jù)自己的興趣、特長等自由選擇的研究課題,例如“EMP(Electromagneticpulse,電磁脈沖)從原理到防御”屬于電磁學的研究內(nèi)容,學生由娃娃機的破解和電磁武器引入電磁脈沖的工作原理,制作了一個產(chǎn)生電磁脈沖的簡易裝置,并成功攻擊毀壞了一些小型電子設備(電子手表,電子鬧鐘)。又例如“《流浪地球》的數(shù)值模擬”,學生應用力學知識通過Matlab模擬了電影《流浪地球》的多個場景?!皯妙悓n}”的教學內(nèi)容以學生自主開展研究性學習為主,教師全程引導。在教學過程中,學生自主組隊選題,先進行調(diào)研,收集資料,確定具體的研究內(nèi)容;然后開展研究工作;取得研究成果以后在課堂上進行展示,成果展示環(huán)節(jié)中設置提問和回答,對研究內(nèi)容進行深入的討論。學生在研究性學習中體驗“發(fā)現(xiàn)問題―提出問題―分析問題―解決問題”的科學研究過程,提高了學習興趣,初步培養(yǎng)了科學研究能力,能應用物理知識解決問題,增強了學習的信心。在大學物理教學內(nèi)容改革的歷程中,本課題組最初是針對專業(yè)特點調(diào)整教學內(nèi)容,在理論知識講解中引入工程應用實例,后來通過設置“工程應用和科學問題”專題開展研討式教學,經(jīng)過多年的教學改革實踐,形成了由“物理學原理”和“應用類專題”組成的教學內(nèi)容。同時,我校增設了“物理學原理及工程應用”課程,其與大學物理課程平行設置,旨在拓展大學物理課程的深度與廣度,加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),滿足新工科人才培養(yǎng)的需求。
2.4教學內(nèi)容、考評方法、教學活動相互支撐在整個課程教學環(huán)節(jié)中,教學內(nèi)容不是孤立的,為實現(xiàn)培養(yǎng)目標,取得理想的學習成果,教學內(nèi)容、考評方法、教學活動都需要精心設計,相互支撐。在改革實踐中,本課題組為線上線下混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等教學模式,整合教學資源,形成集教材、視頻、習題、研究性項目、實驗等多種內(nèi)容為一體的教學內(nèi)容體系。為構(gòu)建科學有效的考核體系,支撐教學目標的達成,需要以產(chǎn)出為導向,增大學習過程考核成績在課程總成績中的比重;細分形成性評價指標,通過作業(yè)、研討式學習、學習活動參與等環(huán)節(jié)的綜合表現(xiàn)對學生的學習過程進行評價。3結(jié)語新工科建設對大學物理課程教學提出了更高的要求,物理學科將更強調(diào)應用性和與其他學科的關聯(lián)性?;贠BE理念的大學物理課程教學內(nèi)容的改革,堅持“學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”的教育理念,注重實踐研究,改革后的教學內(nèi)容突出核心原理、強化理論與工程應用和科學問題案例的結(jié)合。大學物理課程教學內(nèi)容改革的研究成果將有助于優(yōu)化教學環(huán)節(jié),提高教學質(zhì)量,持續(xù)改進,提高高校人才培養(yǎng)的目標達成度,可為創(chuàng)新工程應用型人才的培養(yǎng)提供可借鑒的實踐經(jīng)驗。
作者:吳玲 邵春強 石小燕 尤素萍 單位:杭州電子科技大學理學院
大學課程教學范文3
物理學作為一門基礎的自然科學,是理工科學生認識自然現(xiàn)象、學習科學知識、開展創(chuàng)新活動的基礎。該學科以實驗觀察為基礎,物理實驗和物理理論同等重要,二者都是后續(xù)專業(yè)實驗和科研工作的基礎。隨著高等教育改革的深入,高校嘗試將各種新教學模式、教學手段直接應用于實踐教學。物理理論課的講授很多由線下搬至線上,翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC教學等新教學模式在國內(nèi)外高校發(fā)展迅速。由于物理實驗課本身的操作局限性,全部轉(zhuǎn)為線上教學難度較大,線上實驗使學生無法感知實際操作帶來的附加信息[1]。而未來的新興產(chǎn)業(yè)和新興業(yè)態(tài)需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型人才。新工科建設之所以體現(xiàn)在“新”字上,不僅是指高等院校對傳統(tǒng)工科、新型工科和新興專業(yè)進行“轉(zhuǎn)型升級”“存量更新”和“增量互補”,還體現(xiàn)在對工程學科的建設工作和卓越人才的培養(yǎng)始終要處于“新”的狀態(tài)[2]。大學物理實驗課程作為工科學生實驗課的開端,是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的基礎,旨在讓學生學會運用一般的物理實驗方法駕馭基本物理量的測量步驟,挖掘物理理論和實驗之間的聯(lián)系。美國提倡物理設計實驗的趣味性,儀器的透明度較高,學生在整個實驗過程中可以交流互動討論;德國要求學生在實驗前進行大量準備工作,如閱讀大量與實驗相關的書籍,熟悉實驗儀器使用方法等。我國要求各個學校根據(jù)自身情況開展分層次教學,努力培養(yǎng)一專多能的人才,尤其是“雙高計劃”的提出和“雙創(chuàng)”教育的開展,對工科專業(yè)的人才實驗能力培養(yǎng)提出了更高的要求。實驗能力的培養(yǎng)過程也是創(chuàng)新能力、交際能力、觀察能力等綜合能力的提升過程。對于部分地方院校而言,目前的大學物理實驗課程已難以滿足新工科建設下的人才培養(yǎng)要求,因此分析大學物理實驗課程的教學現(xiàn)狀,找準癥結(jié),已成為地方高校新工科建設的迫切需求。
1大學物理實驗課程的教學現(xiàn)狀教學團隊對山東省內(nèi)的理工類高校開設的大學物理實驗課程進行調(diào)研后發(fā)現(xiàn),大學物理實驗課程在課程地位、實驗內(nèi)容、教學模式、教學方式、實驗項目、考核評價方式、師資隊伍等方面存在一些問題。
1.1課程地位低一方面,高校一般將大學物理實驗課程設置為基礎通識實驗課,其配置遠不如新興的優(yōu)勢學科,存在實驗室儀器設備陳舊、實驗場地數(shù)量和質(zhì)量不足等問題,影響教學效果,阻礙學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另一方面,由于大學物理及大學物理實驗課程相對于工科其他課程而言更加難以學習和掌握,而且其在多數(shù)工科專業(yè)碩士生入學考試中又不是必考科目,因此多數(shù)二本及三本院校的學生對這兩門課程的學習興趣不高,甚至存在抵觸情緒,重視程度較低。
1.2實驗內(nèi)容與專業(yè)不匹配缺乏針對性大學物理實驗課程是理工類學生入學后接觸的第一門實驗實踐課,是學生系統(tǒng)學習實驗方法和技能的基礎。由于各專業(yè)對物理實驗內(nèi)容的需求和側(cè)重點不同,對于較容易的實驗項目,如長度測量、密度測量等存在重復開設的問題,這對于基礎較好的學生而言缺乏挑戰(zhàn)和創(chuàng)新;而較難的實驗項目,如阿貝成像原理實驗、弗蘭克-赫茲實驗等,又會讓基礎較差的學生感覺困難,學生做完實驗后往往不能真正理解和掌握實驗的原理和操作方法,使得實驗教學失去了實際意義。實驗內(nèi)容的層次性較模糊,廣度與深度缺乏科學性,不同專業(yè)的實驗內(nèi)容雷同,針對性較差。
1.3教學模式單一部分高校仍然沿用“教師演員、學生觀眾”的單一教學模式,學生缺少主動實踐的機會,與開設大學物理實驗課程的目標相悖,阻礙了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng),為后續(xù)專業(yè)課程實驗的開展增加了難度,難以滿足當前形勢下的新工科建設要求。
1.4教學方式枯燥目前,部分高校采用的仍是以教師為主導的實驗教學方式,即“講授—演示—模仿”的三段式教學流程,教學方法固定且單一,教學效果不佳。學生只能被動接受課程內(nèi)容,缺乏對實驗的深入思考,不利于培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力[3]。
1.5實驗項目陳舊在調(diào)查的大學物理實驗課程的實驗項目中,大部分都是偏重經(jīng)典的和基礎的驗證性實驗,缺少與現(xiàn)代科技、工程技術(shù)相結(jié)合的綜合性實驗和設計性研究實驗[4]。此外,拓展性和交叉性的實驗與當代科技前沿的交融性較差,不能與時代接軌,影響了學生對物理學價值的認知。
1.6考核評價方式單一大學物理實驗課程的教學過程包括三個階段,即實驗前、實驗中、實驗后,因此,對學生的考核評價也應是一個動態(tài)監(jiān)管的過程,不應僅局限于實驗報告或?qū)嶒灁?shù)據(jù)處理是否準確。目前,部分高校將課前預習、實驗操作、數(shù)據(jù)處理和實驗報告四部分成績加權(quán)匯總后作為大學物理實驗課程的期末總成績,并將重點放在了實驗報告上,導致學生將大部分時間用來撰寫實驗報告,甚至為了取得好成績,不惜抄襲、篡改實驗數(shù)據(jù),這種做法嚴重違背了物理實驗嚴謹求實的原則。1.7師資隊伍建設與現(xiàn)狀不協(xié)調(diào)實驗師資隊伍建設是創(chuàng)新實驗管理、服務實驗教學的關鍵,但目前在師資隊伍建設過程中存在一些不協(xié)調(diào)因素,如職稱評聘與業(yè)務不協(xié)調(diào)、年度考核與工作業(yè)績不協(xié)調(diào)等,這些因素阻礙了實驗教師工作的積極性和教師隊伍的穩(wěn)定性。此外,缺乏相應的激勵機制、“雙師型”教師數(shù)量不足、實驗教師工程經(jīng)驗較少且指導能力較弱等問題也日益凸顯。
2大學物理實驗課程的教學改革思路
根據(jù)新工科建設的要求,針對當前部分理工類高校大學物理實驗課程的教學現(xiàn)狀,筆者結(jié)合多年來在教學過程中開展的一些嘗試,提出以下教學改革思路。
2.1構(gòu)建多層次的教學體系在深入調(diào)研各工科專業(yè)對大學物理實驗課程教學內(nèi)容需求的基礎上,建立專業(yè)集群,并以專業(yè)群為基礎制訂教學計劃和教學目標。在保證物理實驗知識體系完整的基礎上,根據(jù)專業(yè)集群的教學計劃和教學目標,按各課程層次調(diào)整教學大綱,做到因材施教。
2.2優(yōu)化教學內(nèi)容大學物理實驗課程的教學內(nèi)容是培養(yǎng)學生實驗能力和創(chuàng)新能力的基礎,高校應高度重視教學內(nèi)容建設,并在全校層面優(yōu)化教學內(nèi)容,將教學重點放在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、分析能力、動手實踐能力上來,為工科其他課程的開展奠定基礎。打破原有的教學理念和思維方式,強化大學物理實驗課程在工科學生能力培養(yǎng)方面的突出地位,盡可能在軟硬件配套建設方面給予政策和經(jīng)費支持。在教學內(nèi)容方面,第一,根據(jù)各學科培養(yǎng)方案、課程體系、課程定位,及時調(diào)整實驗內(nèi)容,開展分層次模塊化教學;突出學科特點,根據(jù)學科需求增加相應的實驗項目,如為電子、電氣類專業(yè)適當增加電磁學實驗,為航空、航天、機械、土木類專業(yè)適當增加力學實驗,為化學、儀器儀表類專業(yè)適當增加光學實驗,增加與專業(yè)關聯(lián)度高、能夠反映學科前沿的實驗項目。第二,為滿足新工科建設要求,進一步加強大學物理實驗課程與其他工科課程的交叉融合,在保證順利完成基礎性實驗和設計性實驗的前提下,增加探索性和開放性實驗的比例,幫助學生實現(xiàn)向?qū)I(yè)課程實驗的過渡;引進和更新與專業(yè)課相關的物理實驗項目,尤其是將最新的研究成果融入大學物理實驗課程的教學之中,能夠更好地調(diào)動學生的學習積極性和主動性,有利于學生理論聯(lián)系實際能力、工程實踐能力、動手能力的培養(yǎng)。第三,為滿足新工科培養(yǎng)復合型人才的要求,在大學物理實驗課程中增加人文科學知識內(nèi)容,充分挖掘中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和諾貝爾獎中蘊含的隱形教學資源,培養(yǎng)學生的探索精神,增強學生執(zhí)著鉆研的科學素養(yǎng),提升大學物理實驗在科學研究過程中的權(quán)威性。第四,充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段,將具有激勵作用的音頻和視頻以鏈接或二維碼的形式展示給學生,這種方式更符合當代學生的學習習慣。
2.3改革教學模式針對不同專業(yè)的特點,構(gòu)建多元化的大學物理實驗課程教學模式,致力于發(fā)揮學生的主觀能動性。目前,很多重點高校積極探索分層次教學、項目引導式教學[5]、虛實結(jié)合的網(wǎng)絡化教學、實景體驗互動式教學等新型教學模式,從不同方面對原有的大學物理實驗課程教學模式進行了改進和補充,使實驗項目由校內(nèi)延伸到校外、從課內(nèi)拓展到課外,實現(xiàn)了遞進式的產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新。此外,高校應充分利用物理實驗類競賽,鼓勵學生積極參賽,挖掘?qū)W生潛力,以賽促學,實現(xiàn)教學相長。
2.4轉(zhuǎn)變教學方式在教學方式上,需要師生轉(zhuǎn)變角色定位,充分發(fā)揮學生的主體作用。對于不同類型的實驗,應采用不同的教學方式。如基礎性實驗應采用集中授課,有助于學生盡快熟悉實驗操作過程;綜合性實驗應采用同伴教學法,促使學生根據(jù)教師創(chuàng)設的問題情境,從多方面、多維度思考問題,培養(yǎng)團隊合作意識;創(chuàng)新拓展性實驗應采用自主實驗法,充分體現(xiàn)個性化教學,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。
2.5構(gòu)建多元化的考核評價體系大學物理實驗課程的教學是一個動態(tài)過程,加強對實驗過程的考查,以及對延拓性實驗設計的可行性考查是實現(xiàn)全方位考查的重點工作。教學團隊通過調(diào)研,制訂了“課堂實時評價+過程性評價+素質(zhì)教育”三者相結(jié)合的多元化考核評價標準,標準中包含了“知識能力考核+應用實踐能力考核+創(chuàng)新研究能力考核+團隊合作意識考核”的內(nèi)容,更能突出考核的全面性和過程性。在實施過程中,為避免考核標準過于抽象,應將評分細則規(guī)范化,分類、分層次進行科學計分。
2.6建設復合型實驗教師隊伍對于新工科教學改革而言,課程是重點,教師是關鍵,高素質(zhì)的實驗教師隊伍是培養(yǎng)優(yōu)秀人才的保障。為此,教師一方面要樹立自主學習意識,實時關注相關領域的最新科研動態(tài),努力提升自身的理論知識水平和實踐水平;另一方面也要積極投身相關專業(yè)或?qū)W科的研究,為學生營造教學與科研相互促進的和諧教學環(huán)境。對學校而言,一方面要加大實驗教師隊伍考核和管理體系建設力度,激發(fā)教師的工作熱情;另一方面要通過校企聯(lián)合培養(yǎng)、引進高素質(zhì)復合型人才等措施充實實驗教師隊伍,不斷增加“雙師型”、復合型教師的人員比例。
3結(jié)語
本文基于新工科建設的要求,分析了大學物理實驗課程的教學現(xiàn)狀,并從構(gòu)建多層次的教學體系、優(yōu)化教學內(nèi)容、改革教學模式、轉(zhuǎn)變教學方式、構(gòu)建多元化的考核評價體系、建設復合型實驗教師隊伍等方面闡述了大學物理實驗課程的教學改革思路。經(jīng)過教學改革后的大學物理實驗課程既滿足了多數(shù)學生的基本學習要求,也滿足了部分學生的個性化學習需求,最大限度地激發(fā)了學生進行創(chuàng)新探索的動力,取得了良好的教學效果,同時也為其他專業(yè)的實驗課程開展教學改革提供了借鑒和參考。
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作者:秦玉嬌 李勤玉 單位:曲阜師范大學實驗教學與設備管理中心 廣西師范大學