创客教育理念下地方高校的大学物理教学模式研究

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创客教育理念下地方高校的大学物理教学模式研究

陈欢 易煦农 李钱光 汤斐

湖北工程学院物理与电子信息工程学院

    要:

地方高校的大学物理教学涉及专业广,而教学方式过于统一化,不利于学生的能力培养。借助创客教育理念的大学物理教学是根据学生的基础和兴趣来进行的,真正实现了学习自主性,完全符合地方高校的教学培养方案。根据地方高校大学物理的特点出发,从课程体系、教学质量评价体系和考核方式进行分析,对大学物理的教学模式进行创客化改革提出建议。

关键词:

创客教育; 地方高校; 大学物理; 教学模式;

作者简介: 陈欢(1980-),女,湖南湘潭人,硕士,高级实验师。;

基金: 湖北工程学院教学研究项目:大学物理实验开放性教学的探索研究(项目编号:2017032);湖北工程学院教学研究项目:创业型光电工程人才培养的课程设置研究(项目编号:2016A24); 国家自然科学基金项目:矢量光束中的几何光子自旋霍尔效应研究(项目编号:11547017);

“创客”一词来源于“Maker”,参与实验课题的学生即为“创客”。2015年全国两会上总理李克强在《政府工作报告》中提出了“培育创客文化”的观点,将创客文化与教育结合就形成了创客教育理念。大学物理课程作为地方性高校的一门重要的公共基础课,涉及到多个专业的学生,在信息化技术不断进步的社会,如何利用新的教学理念来改革大学物理的教学模式是新时代提高大学物理教学质量的又一新举措。

1 创客教育在大学物理教学中的特色和优势

创客教育将信息技术、创新创业教育和体验教育融为一体,以学生为中心,利用课程教育为载体,有效地培养学生的创造力、动手能力以及解决问题的能力。在信息技术高速发展的时代将创客教育引入课堂将形成一种新的教育体系,让学生积极主动地投入大学生活,形成一种积极向上、自主学习和用于创新的校园文化[1]。目前,大学物理课程是地方性高校的一门公共基础课,涉及工程技术类、电子信息类和经济管理类等理工科专业,甚至有些高校还开设了面向艺术语言类专业的文科大学物理。大学物理教学在高校中覆盖面广,基本涉及全校学生,如何利用大学物理教学来使学生掌握基本的科学理念和思维方式就显得尤为重要。将创客教育应用于大学物理教学与当下新兴的教育理念不谋而合,既可以有效的完成大学物理教学任务还可以以学生为中心培养创新创业能力。

作为地方高校的公共基础课,大学物理课程有着其自身的特点。首先大学物理课程在第一学年开设,将这种“创造即学习”的创客理念带入大学物理课堂中,在入学初期就给学生建立了创造性思维模式,在后续专业课程的学习能给到启发性教育。尽管与大学物理同时开设的公共基础课有多门课程,如大学语文、大学英语等基础性的文科课程,但唯有大学物理课程可以很好的将创客理念融于其中,帮助学生在学习过程中培养学生发现问题,分析问题、解决问题的综合能力,并且可以融合在技术工程、理论研究以及艺术设计等各门学科中,培养学生主动学习探索的能力。其次,大学物理从本质上来说是一门实验学科,所以实验教学也是大学物理的重要组成部分。大学物理实验课程是与生活密切相关的课程,包括生活中的力热光电等方面,是自然学科的基础性实验。在实验课中注入创客教育理念,在理论学习的基础上,更好的培养学生的创新思维,打开动手操作的第一道门。通过创客教育使这样一门公共基础课程,在大学学习的初期给学生培养创新意识,带动后续专业课程的学习兴趣,在潜移默化中培养学生的学科专业素养。

2 构建基于创客空间的大学物理课程体系

目前地方性高校的大学物理课程基本涉及所有专业的学生,但是教材基本使用同一套,同时存在课时较少、教学内容多等问题,完全不能体现地方性高校特色人才培养的特点。所有专业的学生采用统一课程体系会导致一部分高中没有涉及物理学习的文科学生学习费劲的问题,而另一部分比如通信工程、电子信息、计算机等专业的学生后续课程需要利用大学物理知识的,又会觉得大学物理学得过于浅显。这种不同专业对大学物理知识的需求在内容和需求上的不一致就要求改变以往的大学物理课程体系,我们可以结合创客教育根据专业需求来制定大学物理的课程体系[2]

2.1 设定模块教学方式

地方性高校的专业设置一般是根据市场需求设定的,具有特色鲜明、有针对性等特点。在此基础上开设的大学物理课程也应该根据不同专业来设定,合理的处理教材内容。大学物理教学分成力学、热学、光学、电学和原子物理五大模块,对着几个模块根据难易程度和专业的关联度分成几个层次,根据不同的专业着重讲授不同的模块。例如:光电信息科学与工程专业对光学和电学的内容要求较高,对这两部分的内容就有必要根据专业需要来拓展知识;桥梁建筑等专业就要求有扎实的力学基础,同样的可以缩短其他模块的教学时间着重讲解力学。针对文科专业的大学物理可以将物理应用于实际生活中,将现代化的物理概念思想加入到教学内容中,中还可以穿插一部分物理学史,让文科学生觉得大学物理更为通俗易懂,通过大学物理教学来传递人文精神。这样根据专业合理的设置每个模块教学时间和授课方式辅助学生学习今后的专业课程,也让大学物理这样的公共基础课不再乏味。

2.2 多样化的授课方式

针对不同的专业制定不同的授课内容的同时,也要求授课的方式多元化,这样才能更加的体现出模块化教学体系。地方高校的大学物理学生多,一般都是采用大班教学的方式,这样的授课方式容易让学生产生一种不重视的感觉,教师面对“人满为患”的教室也会打不起精神,可以采用多样化的授课方式来改变大学物理教学的现状。第一,采用以学生为主的教学方式,在教学过程设计多个教学主题,由学生参与课堂讨论,这样可以活跃教学氛围,引导学生科学思维方式。第二,充分利用网络资源,推进微课慕课等网络教学工具,让学生学习不受时间和地点的限制,随时随地想学就学,课后也可以和老师同学交流大学物理知识。第三,利用实验室创建实验教学模式,将一部分晦涩难懂的物理理论在实验室直观的呈现在学生面前,引导学生分析物理现象,培养学生建立物理模型,发挥动态思维。第四,设计与专业相关的大学物理研究性课题,组织有兴趣有能力的学生参与研究,在不断解决问题的过程学会查阅文献书籍,学生学会一些分析工程案例的方式方法,同时也会发现大学物理存在生活的每一个角落。

3 利用创客教育制定新的教学质量评价指标,推动教学反馈机制的改革

课程教学质量评价体系一般包括教学文件、教学条件、教学过程、教学改革和教学效果等多个方面的内容。要是大学物理教学质量评价指标科学可行,最主要的就是围绕这几个方面的内容及相互之间的衔接关系来建立质量指标和量化标准[3]。地方性高校的大学物理课程融入了创客理念,具有一定的先进性,相对应的教学质量评价体系也应当将这种先进性和可行性有机结合,才利于大学物理教学管理,充分调动教师参与教学改革的积极性,提高大学物理的教学质量。

3.1 制定新的教学文件

大学物理课程分专业分层次进行授课,相对应的教学大纲、教材、教案和课时安排都要进行修改。根据每个专业大学物理模块的倾向性重新选定新的教材,可以是专业课教师根据需求和大学物理教师共同编写新的教材,也可以是选取大学物理经典教材中的偏向该专业的模块重点讲解。选定适合的教材之后就应当制定相应的教学大纲及课时安排,大学物理的教学更加具有专业导向性,这也对大学物理教师提出了更高的要求,需要重塑教学角色,培养专业的大学物理创客式教学师资队伍。

3.2 改革教学方式

地方性高校招生的层次参差不齐,学生的入学起点不同,个体差异较大,有普通高中生,也有中职考生,还有一部分艺术生。大学物理教学要改变以往大班制教学,分层分专业的设定小班教学。根据入学前的物理摸底考试成绩将学生分层次进行教学,对一部分没有学过高中物理的学生增设大学物理的预科班,以便更好的学习后续课程。在分层教学时适当的注意专业分类,将一部分相近专业的学生放在一起学习,可以更好的根据专业需求设定物理学习模块,满足学生个性化学习、内容扩展的需要。

3.3 通过教学效果的反馈合理化改变教学过程

大学物理分层分模块教学之后,要确保这种方式合适地方性高校,就需要教学效果能够实时反馈。教学效果的反馈有多种形式来完成,包括课后作业、单元检测、问卷调查、实验报告等。反馈是一种很好的促进方式,教师可以根据反馈的信息及时调整教学进度和教学安排,合理的安排授课方式和教学过程,精心设计教学思路,使学生更有效地学习,提高大学物理的教学效果。

4 设定“创客+竞赛”考核模式,营造良好的创客文化氛围

现阶段高校的一些基础性课程考核仍以传统的期末闭卷考核方式,大学物理教学也不例外,导致教学效果不容乐观。以竞赛为突破口,建立创客式的考核模式,更注重学习过程,在评价学生能力方面更具有优势。通过竞赛反映的有对大学物理知识的要求,还有对学生素养的要求,更反映出学生对大学物理掌握的全面性[4]。文科专业的大学物理考核方式可以采用小论文竞赛的形式,论文的内容偏重于物理哲学等方面,例如:牛顿世界观、薛定谔的猫、宇宙的构建、谐振在生活中的应用等等。竞赛的结果作为考试成绩的等级,这样文科学生在大学物理论文中可以用他们的专业方式来表现,感受到大学物理的文学魅力。理工科学生相比而言要重视大学物理的学习,根据他们所学的专业设定各种相对应的竞赛形式。以电子信息类学生为例,他们的专业需要足够的大学物理基础,可以在学习完每个模块后进行小测验,没有通过考核的同学必须重新学习该模块直达考核通过。在学期结束是利用多样化的物理知识竞赛来衡量考核成绩,竞赛考核可以是知识抢答赛、实验大赛、制作大赛等多种形式分比例的计入考核成绩。将大学物理考核方式以竞赛式分专业的区别对待,不再是书本知识的单纯考试,可以解决所学专业的真实问题,培养学生一种“带得走的能力”。

5 总结

地方性高校的大学物理教学一直在寻找新的教学模式,创客与教育的融合给大学物理教学带来了新的机遇,给学生提供了一种全新的大学物理学习体验。创客教育在大学物理教学中以专业为导向,建立创客化的课程体系,采用多样化的竞赛考核模式,学生从被动接受知识变成课堂的主导者,在创客学习环境中不断进行自学学习。

参考文献

[1] 胡福文,徐宏海,张超英,等.基于创客文化的实验室开放平台建设研究与探索[J].实验技术与管理,2015,32(7):244-248.

[2] 杨刚.创客教育:我国创新教育发展的新路径[J].中国电化教育,2016(3):8-13.

[3] 姜红梅.创客教育与大学英语教学的改革与创新[J].宁波职业技术学院学报,2016,20(4):35-38.

[4] 张争光.创客教育与物理教学的有效融合[J].教学与管理,2016(10):47-49.

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