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(一)大學物理課程具有重要的基石作用
大學物理是世界范圍內各理工科高等院校普遍開設的一門基礎課程,其基本理論滲透于自然科學各領域,應用在生產技術各方面,是其他自然科學和工程技術的基礎。昆明理工大學(以下簡稱“我校”)是一所以工為主,理工結合的研究教學型的綜合性大學。作為我校理工科各專業重要的公共必修基礎課,大學物理課程在為學生系統打造物理基礎,引導學生樹立科學的世界觀,增強學生分析及解決問題的能力,培養學生的探索精神和創新意識等方面,具有其他課程不能替代的重要作用。是后續專業課的基礎,對于培養高素質的科技人才尤為重要。
(二)大學物理課程具有較好的育人機會
大學物理課程具有四個特點:學生接觸較早,我校學生在進入大學的第二個學期即開始學習該門課程;課程受眾面廣,面向所有理工科專業的大學本科生開設,每一級約有5000名學生學習;授課學時較多,大學物理類課程分為A(144學時)和B(128學時)兩類,供不同的學院根據專業培養計劃選擇,兩類均要持續學習兩個學期;基礎性較強,該課程的基本理論滲透于自然科學各領域,為理工科學生未來的專業學習打造必要基礎。以上四個特點,使得大學物理課程具有較好的育人機會,成為高校課堂育人的重要載體。
(三)大學物理課程具有較強的思政功能
物理學源于自然哲學,建立在辯證唯物主義的基礎之上,后逐步發展為理論推演與實驗驗證相互依存的自然科學,是傳播辯證唯物主義觀點和方法的良好載體;物理學發展史及其中涌現出的一些杰出科學家,是培養學生科學精神及創新精神的優質素材;在人類追求真理、探索未知世界的過程中,很多科學家淡泊名利、實事求是,甚至不懼生死的事跡,是最好的塑造學生良好道德和高尚品質的教育資料;我國所擁有的悠久物理學研究歷史及近現代所取得的巨大發展成就,對于弘揚愛國主義和家國情懷,激發學生的愛國熱情和報國志向,也起到了很好的作用。
(一)大學物理課程建設中存在的問題
1.課程各方面的建設不夠融合協同在課程建設的過程中,沒有充分意識到課程資源建設、教學組織實施、課程考核及評價、師資培養、學生教導和思政建設等方面相互間的關聯,未能將其協同起來作為一個整體進行建設,這將在一定程度上影響課程建設效果。例如,采用翻轉課堂模式組織教學,如果沒有配合開展課程考核改革,學生的參與積極性會大大下降,影響實踐效果;又如,不重視師資培養,教師對課程思政理解不夠全面深入,也將影響思政建設效果。2.教師隊伍綜合素質不夠扎實全面大學教師對學生承擔著傳授知識、培養能力、塑造正確人生觀的職責。教師的綜合素質對課程實施效果影響極大。存在的問題主要是以下三個方面:第一,部分教師對教書育人的責任使命領悟不夠,課程思政建設的意識和能力需要提高;第二,新進教師和部分青年教師經驗不足,教學能力需要提高;第三,部分教師在教學中沒有形成教學與研究并進的意識,思維仍停留在單純教書的層面上,對業務素質提升及參與改革研究的主動性和積極性不夠。3.學生智育德育的發展未能同步問卷調查顯示,約70%的同學認為,只要考上大學就可以放松了。這一誤解,使得相當一部分學生的學習沒有目標及自我要求。一直以來受應試教育思想的影響,加之原來期末卷面成績在綜合成績中占比較高(70%),一部分學生習慣于期末突擊刷題,忽略了知識的掌握、思維的訓練及能力素質的培養。此外,部分學生還存在攻堅克難的精神不足、團隊協作的意識和能力不足、責任感不足等問題。這些對于“德智體美”全面發展的人才培養教育目標是不利的。
(二)新時代對理工科高校的人才培養提出要求
1.工程教育專業認證對人才培養提出要求工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度,也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。學生取得經過認證合格的專業的畢業文憑,相當于拿到了進入國際就業市場的“通行證”。推進工程教育專業認證,強化工科專業內涵建設,這對工科專業建設和人才培養提出了要求,也提供了契機[3]。申請認證的各高校應該如何做?關鍵是深化課堂教學改革,推進一流專業及一流課程的建設,提高課程教學質量及人才培養質量,這是達成認證標準的重要基礎。2.新工科對人才培養提出要求當前全球新一輪科技革命和產業變革正驅動著新經濟的形成和發展,并在加速拓展,我國已進入高質量發展階段,迫切需要科技引領和支撐,這些都對高等工程教育的變革發展提出了新的挑戰。新工科建設的主要目標可以表述為:“主動布局、設置和建設服務國家戰略、滿足產業需求、面向未來發展的工程學科與專業,培養造就一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型卓越工程科技人才”[4]。“新工科”人才培養的最終落腳點是工程人才的關鍵能力,強調的主要是工科學生在接受系統的工程教育后,逐步形成的能夠促進自我持續發展、適應當前工程活動鏈條需求以及支撐并引領未來工程活動發展所需的綜合能力[5]。3.中國特色社會主義教育事業對人才培養提出要求我國高等教育肩負著“培養德智體美全面發展的社會主義事業建設者和接班人”的重大任務,高校的思想政治工作關系高校“培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題”。
(三)大學物理課程進行一體化建設的時代使命
新時代背景下,各理工科高校努力創建“雙一流”大學的同時,積極建設一流專業和一流課程。讓各類課程與思想政治理論課同向同行,積極推進工程教育專業認證與新工科建設,是堅持為黨育人、為國育才,提升國家硬實力和國際競爭力的關鍵。我校是一所以工為主,理工結合的研究教學型的綜合性大學。前已述及的大學物理課程的四個特點,使其成為課堂育人的重要載體。該課程的良好建設,對于后續課程所需的基礎打造及畢業要求的達成能夠形成較好的支撐。教學團隊多措并舉,通過對教學資源建設、師資隊伍培養、教學過程重構及課程思政建設等方面整合協同,形成合力,對大學物理課程進行一體化建設———這既是深化教育教學改革、提高課程教學質量的需要,也是充分發揮課程基石作用,配合一流專業建設,助力達成工程教育專業認證及“新工科”人才培養目標的需要;更是踐行為黨育人、為國育才初心使命的需要。
三、大學物理課程一體化建設實踐與探索
(一)資源建設,增強載體效能
1.教學內容及教材建設(1)對教學內容進行建設充分挖掘思政元素[6-7]、收集物理學相關知識、物理學家故事及能反映本學科領域的最新科技成果,配合于學校專業人才培養目標,將有益元素有機融入到教學中[8],助力學生所在專業的工程教育認證和新工科建設人才培養目標達成的同時,努力達成課程的育人目標。一方面,對現有教學內容進行優化與更新。例如選擇一些物理學在生活中的應用實例、部分物理相關的新發展、培養學生在生活中愛觀察的習慣,使學生對物理學及有關交叉學科的前言熱點課題有所了解,并加強將理論應用于解決實際問題的能力培養。讓學生了解一些重要物理理論的產生原因、發展過程及思想體系,培養學生的科學思維、科學方法和科學精神,把知識的歷史發展過程、蘊含的方法啟示、在實際中的應用及有待完善的地方進行完整地表述。另一方面,對課程思政元素進行挖掘與融入。我們圍繞傳播辯證唯物主義的觀點和方法、弘揚愛國主義和家國情懷、培養科學精神和創新意識、塑造崇高道德和高尚品質四個方面[7],對課程思政元素進行挖掘,并努力融入課程的教學中。例如:物理教學中引入“FAST”這一重大的科技發展事例,向學生介紹南仁東工程師為祖國的科技發展奮斗終身的事跡;對比該射電望遠鏡與光學望遠鏡的不同,增長學生的知識見解;2021年全國數學建模比賽恰好將其作為賽題,我們安排學生查閱,激發學生對復雜系統設計的探知欲望,培養其創新意識。(2)對教材進行建設為彌補現用教材中大學物理教學內容與工程技術應用脫節的情況,我們正組織編寫新教材。教材中各章附有與內容相關的專題,把新發展及其在工程技術中的新應用吸收到教材中,加入與物理學相關的交叉學科的知識,突出物理學在當代科技的應用,便于學生對物理學及有關交叉學科的前言熱點課題有所了解,利于培養學生的探索精神和創新意識。2.線上教學資源的建設筆者最早于2010年開始在學校校園網上建設大學物理網絡課程,于2017年獲學校經費支持后又在超星泛雅平臺上建設“大學物理”MOOC課程。截至目前,該平臺課程中建有大部分的知識點微課視頻、教學配套PPT課件、習題講解視頻、習題庫和教學參考資料等。此外,還專門設置了一個版塊———擴展資料,里面安排了“物理學發展史”“物理學家故事”“勵志資料”“物理相關的工程應用及高新技術”等內容。該資源已廣泛應用于我校大學物理課程的線上線下混合式教學及過程化管理中。新冠肺炎疫情爆發后,線下傳統教學模式受到極大沖擊,除了保障我校的線上教學外,該資源還被多所高校四十多個班級選擇使用。
(二)教學重構,提升教學效果
課程的教學是以學生為中心,加強能力培養及思政教育為原則;以學習認知過程具有高階性、教學內容和方式具有創新性、學生完成學習具有挑戰度為教學要求進行設計的[9]。1.以教師為中心向以學生為中心轉變對學生進行目標管理,促進其主動學習[10]。人生沒有方向和學習動力不足是影響學生學習的主觀因素。因為對大學生活的誤解及人本身的惰性,相當一部分學生的學習沒有目標及自我要求。筆者重點推薦的“高三班主任寫給已上大學學生的一封信”等文章,在學生中引起了較大反響;課堂上,將科技發展,特別是中國科學家所作的貢獻,融入教學中,有意識地培養學生的科學精神及樹立民族自信心。積極向上的素材有利于激發學生的學習主動性,規劃有意義的大學生活、從而引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。根據學情及學科特點,以學生為中心開展教學。結合學生情況及物理知識難易程度,融合翻轉課堂與傳統課堂教學模式,輔助以線上資源等,充分利用現代教育工具,以學生為中心開展教學。依托現代教育技術工具加強過程化管理。例如,采用“雨課堂”教學工具,實現在課上現場做題,及時解決學生疑問;利用超星平臺隨機組題的優勢,實現學生課下章節自主測試。2.以知識灌輸為中心向以能力培養為中心轉變引入思維導圖,構建知識框架[11]。指導學生利用思維導圖梳理知識,找到知識點之間的關系,進而構建知識立體框架,并通過作業互評實現互學共進。緊扣專題內容,開展物理探究活動。要求學生組成團隊,圍繞指定內容,查閱資料,拍攝講解視頻,并通過超星平臺進行組間互評互學。通過上述活動,訓練學生思維、提高學生能力,培養團隊精神。3.以分數評價為中心向全面評價轉變加強過程化管理,降低期末考試卷面成績在綜合成績中的比重,從開始的70%降到55%,增加章節測試、小組任務等內容。對學生的評價更多地關注了學生未來的發展。學生的認可度對于改革實施的有效性也是一個重要的參考依據。由匿名問卷統計顯示,學生對改革給予了“增加平時成績,對能力培養更有利”“讓我們在小組合作中認識到團隊合作的重要性”“更愿意融入到課堂中去”等積極評價。
(三)師資培養,保障育人質量
良好的教學能力與師德師風,是教書育人質量的有效保障。1.以優示范,以強帶弱請經驗豐富、教學水平高的資深教師,以課堂教學示范、經驗交流和名師講座等形式,分享課堂教學經驗及技巧,幫助其他教師快速成長。資深優秀教師,或作為督導,參與課堂教學指導;或一對一培養新進教師。另外,教師間相互聽課,相互學習。2.以賽促教,以會促研組織中青年教師參加教學比賽,并做好賽前培訓。安排老教師結對輔導參賽教師;動員教師參加教學研討會議,及時獲得教學改革經驗及最新研究成果;積極開展教學及研究討論,組織教師參與教改研究,使教學及研究能力不斷提升。3.以學促進,以練促強加強教師的教學相關培訓及學習,組織參加一流課程建設及課程思政建設等學習培訓[1,12]、教學研討等,不斷擴展教學視野,促進教師課程思政建設的意識;結合課程思政精神及我校人才培養計劃,制定新版教學大綱及課程教學中思政融入的教學設計,加強教師課程思政建設能力。
四、結束語
作為理工科學校普遍開設的一門公共必修基礎課,大學物理課程的重要性是毋庸置疑的。新時代背景下,教學團隊通過對課程資源建設、課程重構、師資培養和課程思政建設等方面整合協同,形成合力,對大學物理課程進行一體化建設,提升了課程教學效果,助力學校人才培養目標的達成,努力踐行為黨育人、為國育才的重要使命。
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作者:樓宇麗 王曉琴 王敏 衛婷婷 吳學華 伏云昌 單位:昆明理工大學