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教育数字化战略下《大学物理实验》课程大中物理教学衔接的研究与实践

李滨 张智力 李一飞 牟艳秋 邓钰凡
  
大通媒体号
2024年62期
1.黑龙江工程学院 黑龙江哈尔滨 150006 2.哈尔滨市第九中学校 黑龙江哈尔滨 150040 3.东北农业大学 黑龙江哈尔滨 150006

摘要:本文针对大学物理实验课程与中学物理教学的衔接问题,从教学思想、内容、数字资源和大中交流等方面提出改革措施。通过调整教学内容,发展数字教育,加强大中师生交流,优化实验课程,解决学生适应难、操作不规范等问题。旨在提高学生的科学素养和创新能力,推动物理实验教学的发展。

关键词:大学物理实验;大中衔接;虚拟仿真

一.研究背景

在中学物理学科的实验教学中融入物理核心素养,以学生的学科理论知识和感性经验为基础,以科学探究为手段,以科学思维为核心,可以有效激发学生内在的学习动力,培养学生的物理实验技能。但刚升入大学的大部分学生习惯于用中学形成的固有实验方法、思维方式以及原有知识体系去进行大学物理实验。因此分析中学与大学物理实验的衔接问题,帮助学生尽快适应大学物理实验课程就显得至关重要。经调研、归纳发现中学、大学物理实验主要在教学思想、教学内容、教学资源、教学交流四个方面存在一定的衔接问题。在教学思想上,由于中学和大学在物理实验课程方面的教学目标与教学要求标准相差较大,使得学生刚步入大学时难以适应新的实验教学要求,实验课程达不到预计的教学目的和培养目标; 在教学内容上的差异导致学生在过渡阶段难以适应; 在教学资源上,中学由于实验器材、场地、高考压力等原因导致学生的物理实验素养没有得到应有的培养,导致进行大学基础物理实验时产生实验操作不规范等衔接问题。在教学交流上,存在一定程度仅以本阶段教学为目标的思想,缺少必要的大中校际交流,缺少承上启下的意识.

二.改革内容

1.教学思想:协调教育思想,统一教学目标。在普通高中物理课程标准、理工科类大学物理实验课程教学基本要求等政策的框架下,寻求大中物理实验教与学的平衡点,落实课程目标,为培养具有优秀科学素养的学生奠定基础。

2.教学内容:探索调整和优化各阶段教学内容。高中教学尝试兴趣优先、基础为主、适度提高的教学内容导向;大学教学落实预备实验课程内容,夯实实验基础;各阶段融入课程思政。

3.数字资源;发展数字教育,推动教育数字化转型。着力丰富、优化现有MOOC、虚拟仿真实验、新形态教材等数字资源。提供中学阶段更多的实验机会,拓展实验的广度,充分激发中学生的兴趣和潜力。提供大学阶段更丰富的实验预备知识、基础知识的在线学习内容和无时空限制的仿真练习机会。

4.大中交流:加强大中师师、生生、师生交流,推动物理实验课程健康发展。线下面向中学生开展大学实验学习体验、演示实验科普、走进科研实验等活动和学习方式;线上尝试搭建虚拟交流空间、虚拟教研室、虚拟实验室等更多沟通平台、创造更多合作机会,为数字社会发展聚势蓄力。

三.实施方案

1.高校教学实践情况

根据课题研究的计划,课题组在前期与中学师生调研基础上,对部分高校《大学物理实验》课程教学内容进行调整,例如:加强实验预备知识、基础知识,丰富贴近生活和实时、更利于激发青年人共鸣的课程思政元素,提供更加细化的差异化、个性化教学服务等。并在黑龙江工程学院约2600人的《大学物理实验》课程中应用,同时正在进行跟踪反馈中。同时,为丰富教学对象类型,我们还在黑龙江职业学院、黑龙江交通职业技术学院约200人的《大学物理实验》课程中应用。

2.中学教学实践情况

在中学方面,根据调研中中学师生的需求。一方面,课题组建立了“大中物理衔接”专栏。专栏包括更适合中学知识需求的实验预备知识、实验理论基础、基础实验项目、提高实验项目、探索实验项目等学习内容。同时还为中学生提供超过30个虚拟仿真实验的完整学习内容。鉴于高中的实际情况,以上内容作为师生的课外学习拓展与补充,提供更为方便的全线上学习模式。另一方面,项目组为中学生提供了线下的交流体验活动。目前已组织一次大学物理实验体验研学活动。活动中,组织中学生来到黑龙江工程学院大学物理实验中心,聆听主题讲座、参观大学物理实验教学、参与物理演示与探索实验、体验VR物理仿真实验。活动旨在激发中学生学习物理的兴趣,培养创新意识和实践能力。

四.具体措施

一流课程拓展建设:为了充分体现混合式国家级一流本科课程在课程使用、运行、管理中,数字技术和资源的重要作用,在提升大学实验教学效果的同时,提供中学生学习物理实验的新途径、新方法。为满足包括高中在校学生在内的各类社会学习者学习需要。陆续将超过20个实验项目的完整教学内容发布在微信公众号和B站等平台,提供更为灵活的实验学习途径,拓展一流课程的辐射能力。

新形态教材完善:目前已将超过15个修订过的教学视频提交高等教育出版社,审核后将更新现有已发行《大学物理实验》新形态教材中教学资源,提供更适合大中衔接的教学内容。

建立“大中物理教育衔接”专栏:便于整合和分享大中物理教育衔接的研究成果和实践经验,为高校和中学之间的物理教育搭建沟通和交流的平台。黑龙江工程学院大学物理实验中心能够将其在本科物理实验教学、课程建设以及非本科实验教学、社会学习、物理科普等领域的探索和成果分享给更广泛的受众。这样的举措有助于实现终身学习的目标,并落实高校在促进社会学习和科普方面的社会责任。

教学模式推广:目前修订的教学内容在黑龙江工程学院2023级、黑龙江职业学院2021级、黑龙江交通职业技术学院2022级学生约2800人的《大学物理实验》课程中应用。同时参与中学为哈尔滨第九中学,参与学生约100人。

五.结语

项目的研究与实践,充分利用教育数字化优势,实施教育数字化战略行动,推动实现教育数字化转型,共同推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。大力推进虚拟仿真实验教学的建设、改进和应用,着力拓宽开放人群,尤其是在中学生中的应用,扩大物理学科普的疆域。探索大学物理实验室面向社会,尤其是高中学生开放使用的方式方法。充分发挥虚拟仿真实验的优势,面向高中生开放适合的实验项目和实验过程,体验未来实验学习方式的变革。最终,大大丰富中学生物理实验的兴趣度、广度和深度。

参考文献

[1]郭惠,陈文钦,周诗文.物理核心素养视角的课程思政教学设计[J].科教导刊, 2021(25):4.

[2]王力.基于OBE理念的"大中衔接"物理强基课程的教学研究[D].西南大学,2023.

[3]邹含月,朱民.物理教育的衔接现状及教师策略研究[J].物理通报, 2021(2):4.

[4]张晓娟,郑维民.教育数字化背景下大学物理实验教学创新与探索[J]. 2024.

作者简介:李滨 (1977.10),男 汉族 黑龙江哈尔滨人 黑龙江工程学院  硕士,教授,从事大学物理实验教学及研究。

研究项目:

教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会大中物理教育衔接研究课题-教育数字化战略下《大学物理实验》课程大中物理教学衔接的研究与实践-(项目编号:WX202318)

教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会高等学校教学研究项目-教育数字化战略下多模式实验教学的研究与实践-(项目编号:DJZW202305db)

黑龙江工程学院教育教学改革研究项目“虚拟仿真教学中课程思政的探索与研究”(项目编号:JG202154)

*本文暂不支持打印功能

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