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“一带一路”来华留学本科生《大学物理实验》课程线上线下混合教学模式探索
——以江苏大学为例
摘要:随着我国“一带一路”国际重大战略的实施,沿线发展中国家来华工科留学生规模与日俱增。《大学物理实验》作为工科留学生必修课程之一,在培养留学生动手实践与创新能力方面发挥着至关重要的作用。而传统线下实验教学模式面临着课堂时间和空间有限、教学模式无差别、评价体系单一的问题以及新冠疫情的影响,教学效果难以提升。针对上述问题,本文积极探索面向工科留学本科生的线上线下混合教学模式,打破时间与空间限制,构建多层次教学与多元化评价体系,为培养具有国际视野的工程技术人才提供有力支撑。
关键词:来华留学生,大学物理实验,线上线下混合教学
2013年,我国提出了建设“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(简称“一带一路”)的国际重大战略,得到国际社会的高度认同。帮助“一带一路”沿线发展中国家培养具有创新思维与跨文化交流能力的工程技术人才,在促进“一带一路”沿线国家的文化交流、区域合作及经贸往来等方面发挥着举足轻重的作用,是当前高等教育人才培养模式改革的重要课题之一。
作为工科特色的综合性大学,江苏大学一直以国际化高水平大学作为建设目标,大力发展和推进国际化工程技术人才的培养及其相关国际教育合作项目。面向一带一路”沿线51个国家留学生,江苏大学开设了机械工程、电气工程、车辆工程、土木工程、计算机科学与技术、临床医学、化学工程与工艺等12个全英语授课本科专业,几乎涵盖所有的工科专业。五年来,江苏大学累计为“一带一路”沿线51个国家培养留学生2000多名,成为培养海外高层次工程技术人才的重要摇篮。
《大学物理实验》是一门工科专业必修的公共基础实验类课程,是各工科专业后续实验课程的基础,它所涉及的基本实验原理、实验操作与数据分析是工科人才所必备的基本技能。因此,《大学物理实验》是江苏大学工科留学生的必修课程。与《大学物理》等传统理论课程不同,《大学物理实验》课程旨在通过对实验物理现象的观察、分析及对物理量的测量,加深留学生对物理学原理的理解,同时还训练留学生的动手实践与创新能力,进而为工科留学生物理创新与工程应用能力的培养打下坚实的基础。
一、传统《大学物理实验》课程线下教学模式存在的问题
传统《大学物理实验》课程线下教学模式存在着以下几方面问题:
1. 课程教学体系直接整体移植中文课程体系,没有考虑来华工科留学本科生的具体学情,缺乏针对留学本科生特殊个体的差异化教学与创新实践教学。
2.传统线下实验教学模式中,课堂时间有限,教室空间有限,没有充分利用全部实验教学的时间、空间,教学效果无法进一步提升。
3.传统线下实验教学模式中考核指标点单一,无法综合地考核留学本科生的学习成效,并全面评价课程目标的达成度。
4.新冠疫情爆发以来,大部分来华留学本科生不能到校,无法参与线下实验操作,传统线下教学活动无法开展。
二、《大学物理实验》课程线上线下混合教学模式
1.线上线下教学资源建设
针对上述存在的问题,本工作不断完善《大学物理实验》课程线上教学资源,并依托大学物理实验中心现有线下资源,建设全英文大学物理实验线上线下混合教学平台,积极开展大学物理实验线上线下混合全新教学模式的探索与改革。目前,已撰写《大学物理实验》英文教材一部、全英文PPT与讲义一套,制作配套英文版实验微视频,整理完善预习和思考题库,购买虚拟仿真实验平台。此外,团队还整理、设计了6个DIY居家物理实验项目,实现线上展示线下居家实验的混合教学模式。这些资源为面向留学本科生的大学物理实验线上线下混合教学模式的顺利开展提供了有力支撑。
2.分层次全英文《大学物理实验》课程体系建设
首先,建立因材施教的分层次全英文《大学物理实验》课程体系。基于本校工科留学生物理实验基础薄弱的现状,编写了合适的工科留学生预科物理实验英文教学大纲,设置物理实验预科项目,形成“预科、基础、综合、创新”四个不同层次的课程体系。此外,针对不同工科专业,团队还分类设置不同的物理实验模块,主要分为A、B、C三个模块。其中A模块主要面向机械工程与土木工程专业留学生,偏重力学;B模块面向计算机科学与技术等专业留学生,偏重电学和磁学;C模块面向化学工程和药学等专业留学生,偏重声学和光学。同时,增加留学生物理创新实验模块,从实际工程问题与教师科研项目中凝练创新实验项目,培养工科留学本科生的物理创新与工程应用能力。
其次,探索全空间—全时间覆盖(线上线下混合)的实验教学模式。在本文中,我们系统整合了我校物理实验中心的线上、线下教学资源,开展线下和线上混合教学方式,主要分为课前、课中与课后三个环节。
(1) 课前:作者以及教学团队所有老师选定预习实验资料,制定实验方案,通过线上发放预习资料并答疑,布置线上虚拟仿真实验项目。留学生在规定的时间内完成线上自主预习,提交预习报告。
(2) 课中:对于在校留学生,指导教师线下讲授实验原理,示范具体操作步骤,全程指导学生实践操作,并针对个别留学生做好个性化指导,完成对课堂表现的评价;留学生在教师指导下完成实验项目,做好实验原始数据记录。对于因疫情而不能参与线下课堂教学的留学生,指导教师依托虚拟仿真实验教学云平台,发布线上实验教学微视频,实时在线指导留学生学习并完成虚拟实验;留学生在线提交实验报告。同时,实验教学团队还设计若干DIY物理实验项目,通过线上平台向非在校留学生发布DIY物理实验任务;留学生完成居家实验项目,并提交实验视频、照片以及实验报告。
(3) 课后:指导教师通过线上平台发布实验思考题、虚拟仿真实验复习项目以及线上拓展实验视频,随时与学生互动,解答学生疑问,指导学生完成实验报告;留学生提交英文版实验报告以及问题反馈。
3. 线上线下混合教学模式评价体系建设
与线上线下混合教学模式相对应,本工作积极探索多元化的过程考核实验评价体系,覆盖课程教学的每个过程,具体如下:
(1) 课前预习评价。对留学生完成的预习问题与线上虚拟预习实验项目进行评价;同时,鼓励留学生积极提问,依据留学生在预习阶段的提问予以一定的加分。
(2) 课中实验实践操作评价。对于线下课堂教学,指导教师主要考察留学生在实验中的实际操作能力,对每位留学生的操作过程进行评价,根据留学生实际的操作表现给出基础成绩;同时,考察留学生的应变能力,发现问题、分析问题以及解决问题的能力,指导教师根据留学生在此过程中不同的表现予不同的加分。对于线上虚拟实验项目,指导教师根据学生提交的在线实验数据,给出基本成绩;同时,指导教师还预设一些实验中常见的问题,通过在线通讯系统实时提问,留学生在规定的时间内给出答案,教师依据回答情况予以一定加分。
(3) 课后实验数据处理与分析评价。线下完成实验的留学生及时提交完整的纸质实验报告;完成线上虚拟实验项目的留学生提交完整的电子实验报告;完成居家实验的留学生在线提交实验视频、照片以及实验报告;指导教师依据留学生提交的资料的进行评价。
(4) 团队协作与创新表现评价。对于综合实验和创新实验,需要2-3名留学生组成实验小组,指导教师依据留学生实验时相互协作表现,给出相应评价。
三、总结
《大学物理实验》课程是一门基础实验课程,也是江苏大学工科来华留学本科生必修的课程。本课程旨在培养来华工科留学生的物理科学素养以及实践与创新能力,为其进一步学习后续专业课程打下坚实的基础。作者及其所在教学团队通过《大学物理实验》线上线下混合教学模式的探索与实践,不断完善课程线上教学资源的积累,促进课程线上线下混合教学平台的建设,有效提高江苏大学来华留学本科生的教学质量,为培养具有创新思维与跨文化交流能力的工程技术人才提供有力的支撑。
参考文献:
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基金项目:江苏大学高等教育教改研究课题 (编号:2019JGYB054),江苏大学留学本科生英文授课精品课程 资助项目。