“大学物理”数字化教学改革探索.pdf

第 卷第 期 年 月常 州 工 学 院 学 报 .:./.收稿日期:基金项目:教育部高等教育司产学合作协同育人项目(、)安徽工程大学本科教学质量提升计划项目()作者简介:章其林()男安徽枞阳人博士副教授主要研究方向为大学物理教学和纳米水通道通信作者:刘述光()男安徽霍邱人博士副教授.“大学物理”数字化教学改革探索章其林刘述光(安徽工程大学数理与金融学院安徽 芜湖)摘要:数字化教育是“大学物理”教学发展的必然趋势文章结合新工科的内在要求阐述了数字化教学在“大学物理”教学改革中的意义和实施策略希望以此推动高校“大学物理”教学改革的进程关键词:“大学物理”数字化教学改革中图分类号:.文献标志码:文章编号:()“”():“”.“”.:“”引言高等教育承担着为社会输送高级别专业人才的重要任务因此提高人才培养质量是高等教育发展建设的重中之重“大学物理”课程是学习其他理工课程的基础该课程能开发学生的思维帮助学生认识事物发展规律提高解决问题的能力 然而随着科学技术的突飞猛进和物理学科的不断发展传统的“大学物理”教学内容和方式显然已落后于时代的进步不利于对新时代人才的培养 因此如何让“大学物理”课程教学与时俱进适应社会和经济形势发展的需要成为高校物理教学改革重点关注的课题“大学物理”教学存在的问题“互联网 教育”模式以其不受时空的限制教学模式的灵活多样性和教学过程数据统计的先进性在疫情期间发挥的重要作用 然而根据大数据统计和大多数高校师生反映单纯依靠网络资源即便像慕课、微课这样的优质资源来进行播放式教学学生的学习效果也无法得到保障其实际效果远不如传统课堂教学 特别是“大学物理”这种逻辑性、专业性比较强的理工类学科简单的名师视频播放其实和课堂填鸭式教学基本没什么两样 此外由于不同高校、不同专业的学生基础不同线上网络资源无法照顾到各个层次第 期章其林等:“大学物理”数字化教学改革探索的学生多数学生并不能跟上视频中教师的思维和节奏加上无法做到面对面的师生交流学生在上课过程中很容易产生抵触情绪导致出现线上教学和线下学习基本脱节教学效果无法保障的情况一方面教学是“教”与“学”的结合体当前“大学物理”课堂教师过多地关注如何教较少关心学生的个性和专业特点以及学习方法 我们通过问卷调查发现大多数学生希望通过“大学物理”的学习来增强自己认识世界和探索事物的能力并且希望教师能结合不同专业特点和需要有侧重点地教学 然而在实际教学中大多数“大学物理”课程教师由于这样或那样的原因都有意或无意地忽视了不同层次和专业的学生对物理课程知识的期望和需求没有做到因材施教差异化教学 大部分教师在教学过程中基本还是一支粉笔、一块黑板上完一节课 这种传统灌输式教学法过多地以教师为中心以单一考试为导向很难跟上知识发展和社会进步的需求 这就导致大多数学生认为“大学物理”教师教授的知识是陈旧的、无用的因此渐渐失去了学习物理的兴趣和动力 另一方面新生代大学生对知识的了解是多渠道的他们习惯了从互联网获取信息传统单一的板书教学方式很难让他们提起学习的兴趣但是如果单靠他们自己利用互联网来学习他们又容易迷失自我失去方向因此单一课堂教学或单一网络教学都是不理想的只有将二者有机结合针对不同层次的学生辅以个性化数字资源才是理工类专业课程改革的正确方向 鉴于此本文主要聚焦“大学物理”数字化教学改革主张将课堂教学与数字资源教学有机结合利用优质的网络数字资源填补传统课堂教学的不足满足不同层级和不同专业学生对物理知识的需求 数字化教学改革措施.改变传统课堂模式将课堂教学和数字资源教学的内容和时间细化分配使二者相辅相成科技的发展让数字化资源的制作和获取变得越来越容易将线上资源和线下教学有效融合以此实现“大学物理”教学模式的创新发展是大势所趋 结合教育部“新工科”建设指南按照“大学物理”课程人才培养方案以培养满足行业发展和地方经济需求的创新应用型人才为导向将“新工科”的要求融入“大学物理”课程的教学内容中建设具有高校特色的“大学物理”数字化资源库包括不同专业分类的教学大纲、教案、教学课件、授课视频、试题库、趣味物理知识、拓展应用等电子资源 实现自身的特色服务和对口服务 采取课堂教授物理基础知识为主数字资源(如动画、视频、慕课等)为辅的方式例如对一些复杂的理论和公式教师的细致讲解和步步演算的板书有利于学生的理解和记忆理论联系实际环节可以配合大数据平台、动画、视频等辅助方式来实现 这样一是丰富了教学手段和方法提升了教师的教学水平并减轻了教师的工作量让教师有更多的时间思考如何提高教学质量二是文字、声画、视频 种手段的结合有利于提高学生的学习兴趣和积极性有特色的数字资源不仅能从理论到实践全方位提高学生对知识的认识也能增强他们的自主学习能力和实践创新能力.基于数字化技术坚持兼顾基础重点突出的原则加强理论与实践相结合“大学物理”既要注重基础知识的教学也要重点突出前沿科技的讲授 我们主张重点章节借助网络资源来设计案例进行实践教学采用“理论实际前沿”的模块化教学模式 根据“大学物理”的学科特点结合新工科背景教学案例方案的制订也要针对当今社会热点和学科前沿对国家被“卡脖子”的技术难题(例如半导体芯片、光刻机、大数据、人工智能等)进行分析探究提高学生对交叉学科的认识和兴趣增强政治责任感和历史使命感 案例的选择应突破传统物理教学注重与现代科技相结合保证实用性与创新性并制订多种可行方案作为课堂上学生讨论研究的素材 同时结合理论知识在教师指引下学生自主探索一些物理前沿问题并将得到的相关实践结果在课堂上进行分享在主动学习、思考和交流讨论过程中得到锻炼和提高 每一届学生对案例的讨论成果可以作为数字化资源保留下来教师进一步充实案例的内容继续与下一届学生分享如此循环反复实现教学相长常州工学院学报 年.加强数字资源建设将多样化元素融入课程并进行分类供不同层次的学生学习网络上的数字资源非常丰富但是良莠不齐即使是优秀的数字资源也无法满足不同层次学生的学习需求 因此各高校物理教师必须根据自己学校学生的层次和特点依据“大学物理”课程大纲采用自录和网络视频资源相结合的方式制作适合的视频一方面供课堂教学配套使用另一方面可以上传到互联网平台供学生随时随地根据自己的兴趣和专业有选择地学习一些内容从而达到差异化教学的目的 视频内容应包括物理思维创新、人物传记、科学发现历史、科技前沿等还应包括教研室优秀教师关于某个物理知识点的讲解 此外还应收集与“大学物理”理论和实验有关的能提高学生学习兴趣的优质教学视频资源 同时穿插一些内容较为丰富的物理学发展史、物理大家的传记、人文物理、物理中的艺术、前沿物理等相关内容拓展学生视野激发和提高学生对物理学习的兴趣 对于一些对科学研究有兴趣的学生我们还可以录制一些教师的优秀研究成果供其学习引导他们一步步走向科研之路.利用数据监控教育质量大数据平台对“大学物理”数字化教学过程实施全面的追踪和监控“大学物理”属于受众极广的公共基础学科庞大的学生群体的学习情况需要大数据来进行跟踪和分析以准确掌握其真实情况 根据学生学习“大学物理”的相关数据不仅可以了解他们学习“大学物理”的情况也能从侧面反映一所高校的整体学风帮助高校管理者有针对性地采取措施 因此我们建议依托大数据平台创建云班级在课前、课中、课后和学生进行全方位的交流和互动 如在课前发布通知任务课中进行签到、抢答、随堂测验课后布置作业、抛出讨论课题等帮助学生对所学知识进行深层次的领会 这些数据都会被平台记录在案通过数据分析就能对学生的学习过程进行全面了解从而采取有效措施进一步提高教学质量 此外应建设一个开放性的校内应用平台学生可以通过电子设备随时查看“大学物理”课程每一节课的教学目标和教学内容可以提前学习相关的教学视频和电子教案还可以通过课程网络平台的习题库和试题库检验自己对知识的掌握情况.将学科竞赛模式化、数字化以赛促教突出应用型本科实践育人特色注重成果转化与“大学物理”相关的竞赛项目很多教师要有针对性地将其模式化和数字化并进行推广保存 课堂教学要结合物理学科竞赛主题以课堂考核为基础增加专业学科竞赛考核内容并推荐优秀课堂案例作品参加各类相关科技和学术竞赛达到以赛促教、以赛促学、以赛促检的良性效果 通过相关竞赛来检验课堂教学成果既能激发学生的学习兴趣和进取欲望增强学生成就感又能借助竞赛结果多方位综合评价学生分析和解决科学问题的能力践行实践育人的理念 课程实践成果也可应用于申请大学生创新创业计划项目利用国家资金支持进一步改善大学生创新实践条件促进以科学创新为灵魂的创新创业教育氛围的形成同时通过在课中和课后开展一些物理小制作比赛并将其数字化保存让学生对实践的兴趣和热情得以延续推荐优秀作品参加理工类学科竞赛和大学生创新创业项目形成热爱物理、热爱科学、敢于创新的氛围使学生的创新创业思维的训练和科学实践能力的培养能贯穿于整个“大学物理”课程体系中最终形成基于理论面向应用利用专业知识解决工程实际问题的良性循环.借助数字化平台建立科学的成绩评价机制提高实践创新能力在成绩中的比重传统的对“大学物理”的考核方式常以试卷考查的方式进行在这种考核导向下要求学生注重实践能力的培养实际上是一纸空谈 因此我们建议“大学物理”要采取多样化考核方式并行注重平时成绩增强期末试题的前沿性和实践性“大学物理”课程考核要适当降低期末试卷成绩比重注重对学生的思维能力、应变能力、实践能力和创新能力的综合考察 课程成绩采用综合评定方式不拘泥于传统卷面成绩即是学生最终成绩学生的最终成绩由课堂表现、竞赛成绩、创新成果和考试成绩四部分构成科学地引导学生走上热爱物理、热爱科学的道路 平时成绩的考核需要借助数字化平台将平时的出勤、作业、课堂表现、问题讨论、实践成果等记录在案 这既能让教师随时随地了解学生的学习状态和动向从而第 期章其林等:“大学物理”数字化教学改革探索有针对性地加强教育也能让平时成绩的评价更为科学合理 结语总之“大学物理”课程教学改革要围绕课堂教学和数字化教学相结合的方式建设具有特色的“大学物理”数字化资源库包括电子教案、教学课件、授课视频、试题库、趣味物理知识等实现课堂教学和数字化教学的有机结合 通过网络连接教师的教和学生的学使数字资源融合于课堂教学有助于减轻教师的教学工作量丰富教学手段和方法提升教师的教学水平有助于增大课堂容量和提高课堂教学效率有利于提高学生的学习兴趣和积极性帮助他们提高自主学习的能力和专业创新能力 本文提出的改革思路和途径能够有效解决新时期“大学物理”教学的困境完善“大学物理”教学模式对培养创新型实践人才具有非常重要的现实意义参考文献王尊志.大数据背景下大学物理课堂教学的设计技巧与实践.北华航天工业学院学报():.夏齐萍 张慧慧.面向应用型人才培养的大学物理混合式学习模式创新.廊坊师范学院学报(自然科学版)():.方丽梅 孙云卿 王慧 等.“数字化、结构化、探究式”教学模式在工科大学物理教学中的运用:电子科技大学“大学物理”精品课程建设的探索与实践.实验技术与管理():.陈志刚姜伟杨娜等.“线上 线下”混合式教学模式的探讨.中外企业家():.责任编辑:刘景平(上接第 页)参考文献胡志坚冯楚健.国外促进科技进步与创新的有关政策.科技进步与对策():.张永安耿喆王燕妮.区域科技创新政策分类与政策工具挖掘:基于中关村数据的研究.科技进步与对策():.汤天波卢超薛奕曦等.基于 框架的我国企业研发国际化政策研究.科技进步与对策():.袭著燕迟考勋杨阜城.区域科技创新政策设计理论框架构建:基于山东省文件()的文献计量分析.科技进步与对策():.赵筱媛苏竣.基于政策工具的公共科技政策分析框架研究.科学学研究():.王霞郭兵苏林.基于内容分析法的上海市科技政策演进分析.科技进步与对策():.范柏乃郑启军段忠贤.自主创新政策的演进:理论分析与浙江经验.中共浙江省委党校学报():.高峰赵绘存贾蓓妮.我国科技创新政策演进路径研究:基于政策研究热点的视角.情报杂志():.张雪梅王双.国外科技政策模式对我国构建区域自主创新体系的启示.科学学研究():.申皓何成军.欧盟科技政策浅析.科技进步与对策():.苏敬勤李晓昂许昕傲.