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构建创新人才培养的大学物理教学平台

2009-04-23罗春荣周王民郑建邦侯建平曹昌年

中国大学教学 2009年3期
关键词:精品课程

罗春荣 周王民 郑建邦 侯建平 曹昌年

摘要:本文总结了以实施新世纪教改工程中承担的项目为契机,以项目带动教学改革;以项目培育教学成果的探索与实践。在项目实施过程中突出教育教学创新意识,改革传统的教学手段和教学模式,构建了创新人才培养的大学物理教学平台,旨在提高本科教育质量。

关键词:新世纪教改工程;大学物理教学平台;精品课程;示范中心

我校在2002年召开的本科教学工作会议上就提出了以构建本科教育教学“六大体系”和建设“十大工程”为主要内容的“新世纪教改工程”。“六大体系”是创新人才培养体系、综合素质教育体系、个性化培养体系、教育教学环境保证体系、教学质量保障体系、高教研究体系。“十大工程”是基础课教学基地建设工程、名牌与特色专业建设工程、优质课程与系列课群建设工程、创新型设计性实验工程、教学名师工程、精品教材建设工程、质量保障系统工程、教学管理信息化工程、现代教育技术应用工程和优秀教学成果培育工程。

近年来,为确保本科教育教学“六大体系”顺利地发挥作用,学校以建设“十大工程”为目标,加大了本科教学工作投入力度。物理系在实施新世纪教改工程中受益较大,在物理教学基地建设工程、大学物理与大学物理实验优质课程与系列课群建设工程、物理创新型设计性实验工程、教学名师工程、大学物理精品教材建设工程等项目中,得到学校近600万元的投资,达到了国内一流的物理实验设施条件,大学物理教学平台建设在硬件、软件上都取得了长足的进步。在建设过程中突出教育教学创新意识,改革传统的教学手段和教学模式,使物理教学过程从传统的以“教师、课堂、书本”为中心的模式中解脱出来,最大限度地发挥学生的主观能动性,使学生在创新人才培养的各个环节得到素质的提升和创新能力的提高,有力地保证了具有研究特色的本科教育。

一、物理教学基地建设工程

标志性成果:物理实验教学中心2005年荣获陕西省实验教学示范中心。

2003年10月至2006年10月学校投入550万元建设物理教学基地,我们的建设目标是:按照教育部“物理实验教学示范中心建设标准”建成一个涵盖基础物理实验、综合设计应用物理实验、研究创新型物理实验和演示物理实验的国家级物理实验教学示范中心。

1建设了完备的基础、提高和研究创新型实验项目以及先进的实验室环境

物理实验教学中心下设大学物理实验室、大学物理演示实验室、开放性物理实验室、专业基础物理实验室、近代物理实验室、应用物理学专业实验室、材料物理专业实验室、光信息科学与技术专业实验室等8个实验室,面向全校45个本科生专业分两大类三个层次开设实验课程9门,可开出实验项目220多个,每学年接待学生70 000人次,课程人时数,年达到250 000。实验室总面积为3 000m2,配套建成教学实验室27个,其中综合物理实验室18个,多媒体物理实验教室9个。

实验室设施达到国内领先水平,创造了良好的实验室科学、文化氛围,设置了一批与物理实验有关的文化橱窗和相应的标志,使实验室的地面、照明、温度、湿度、通风等条件达到“高等学校基础课实验教学示范中心建设标准”的要求,并具有鲜明特色。

2建立了多层次的实验课程体系

为了加强物理实验在现代创新型人才培养中的基础作用,为培养学生科学和技术的创新能力提供强有力的支持,根据不同的专业需求将把大学物理实验课程分为三个层次和两种类型:

三个层次:

(1)基本层次——面向校本科生的大学物理实验必修课;

(2)提高层次——面向校本科生的近代物理实验和高新技术物理实验基础选修课;

(3)专题层次——面向优秀本科生和研究生的现代物理实验前沿专题选修课。两种类型:

(1)工科类——主要面对全校工科各专业;

(2)理科类——主要面对物理理科专业、教改班。

3实现了实验的分层次设置和实验室的开放

将物理实验按照内容和功能划分为四个层次:

(1)基本物理实验——开设10个典型的基础必修实验,每个35套采取集中指导方式,对学生进行基本的科学实验技能和素质的强化训练,其中包括4个科学实验的基础知识讲座;

(2)提高型物理实验——开出100个综合、近代、设计、应用性型物理实验,每个2套采取全开放预约选做方式,学生可根据自己的专业、兴趣和时间自由选择和组合自己的实验内容;

(3)研究创新型实验——开出20个现代专题物理实验,面向全校优秀本科生和研究生开放,进行专题性的实验研究训练:

(4)物理演示实验——开出120个物理演示实验,以分类陈列的方式向全校学生开放,使学生能直观地了解物理现象、物理过程和由物理学引发的高新技术。

4建立了网络化物理实验教学与管理体系

(1)建立了基于网络的开放式实验教学和多媒体联网实验教学系统;

(2)建立了物理实验课程网站,并与校园网连接,实现了学生的网上预习、复习、答疑、自测、预约选实验、仿真物理实验等;

(3)建成了课件研制开发与资源中心。

物理实验教学中心的教学理念、教学方法、教学效果及研究成果得到了国内外同行和专家的高度肯定。国际物理教育协会主席、柏林工业大学副校长Sahm教授曾访问参观我校物理实验教学中心,当时他对物理教学实验中心的评语是:“你们的实验室达到了国际一流水平”。

二、优质课程与系列课群建设工程

标志性成果(一):大学物理课程2004年荣获陕西省精品课程。

2003年10月学校立项投入经费建设大学物理精品课程,我们的建设目标是:建成国家级大学物理精品课程。

根据不同的专业需求已建成了三个层次的“大学物理”课程教学体系。主要面向全校工科各专业开设的“大学物理Ⅰ,Ⅱ”共116学时;主要面向文、管类等专业开设的“大学物理Ⅲ”共72学时;主要面向理科专业和教育实验学院开设的“大学物理Ⅳ”共128学时。满足了不同专业、不同类型和不同培养目标学生对物理基础的要求。

1形成了一套完整的具有较强适用性的现代化、立体化系列教材

在教材媒体上以纸质教材为主体,配以电子和网络教材,构建了多媒体、多视角的立体化教材体系,其中部分教材达到了国内先进水平。大学物理结构化习题是某一章节教学内容结束后每个学生完成一份综合性练习,它覆盖了相应部分教学基本要求的内容,题型丰富多样。结构化的物理作业以及印装形式由我校首创,现已被其他院校采用和移植。

2构建了以多媒体教学和传统的教学模式相结合、以网络技术为平台的新的适应信息时代教育特征的大学物理教学模式

配合精品课程建设建立了“大学物理”课程网站,将教学资源放进网络,实现了学生的网上预习、复习、答疑、

自测等功能,极大地方便和拓展了学生的学习空间,同时建成课程信息化管理系统。这种全新的教学模式大容量、高效率、音像结合、图文并茂,便于化解教学难点,使教学具有交互性和规范性。本课程的网上资源已经初具规模,电子教案、在线课堂、网络课程等各具特色。

同时,首创了全校由传统教学模式转向现代化多媒体网络建构下的面对面课堂讲授与虚拟在线课堂相互补的全新教学模式,这种“网络化‘大学物理教学体系的建设与应用”教学成果,经2004年陕西省教育厅组织的鉴定委员会认为该成果对于优化教学资源、提高教学效率、保证教学质量具有独特的优势,属国内领先,具有推广价值。

3建立了以演示课堂和课堂演示相结合的实践性教学体系

强调实验在科学研究中的重要性,为学生提供观察和实验的机会。作为物理教学新体系建设的重大举措,组建了物理演示实验室。并以此为技术支撑平台建立了以演示课堂和课堂演示相结合的实践性教学体系,为培养高素质的科技人才发挥独到的作用。

4开发了考试与评价系统,建立了考试后的成绩统计与分析机制

进行了课程考试管理和规范的研究和改革,改以前的期末一次考试为期中和期末两次考试,并研制了适于物理考试的机读答题卡和考试成绩统计分析系统,使得大课考试的组织更加便捷和科学。大学物理课程的考试内容主要由“两基两综”构成,两基是指基本概念和基本运算能力,两综是指综合分析能力和综合应用能力。成绩统计包括分小班成绩分布统计、分大班成绩分布统计、分学院成绩分布统计、分任课教师成绩分布统计和试卷成绩分布抽样分析。通过客观、全面和详细的成绩统计与分析获取有用的信息,考察和评价教学目标的实现程度和教学中存在的问题。同时通过三学年的实践,教学效果有了明显的提高。

标志性成果(二):大学物理实验课程2005年荣获陕西省精品课程。

2004年10月学校立项投入经费建设大学物理实验精品课程,我们的建设目标是:建成国家级大学物理实验精品课程。

大学物理实验教学按不同的类型和层次采取不同的教学模式、教学方法和考核方法,形成了以能力和素质培养为核心、以学生为主体的集中、自主、合作、研究等多模式的教学方法,以及多元化的考核方法。并引进了现代教育技术,采用了先进的实验教学手段。采用严格训练与灵活开放相结合的教学方法,在课程设置上采取“基础性、设计性、研究性”三个实验阶段,每个阶段在实验安排上采取“基础、提高、综合应用”三个进程,操作训练上采取“动手、认知、思维”三个层次,素质要求上采取“灵活多样、优良作风、探索创新”三个梯度,逐步形成了一整套从“基础”到“设计”再到“研究”的三段式物理实验教学方法。

1在基础物理实验层次,主要采取集中模式教学

内容以基础物理实验和基本的测量方法为主,在规定的时间,学生一人一套仪器完成规定的实验内容,由指导教师全程主动指导,上课前学生先预习,写出预习报告,上课后检查预习报告,教师讲课,作完实验后教师检查数据,课后学生完成实验报告。考核方法采取平时课堂考核、实验报告评分和期末考试相结合的方法,按比例给出课程成绩。

2在综合设计物理实验层次,主要采取开放自主模式教学

内容以近代物理实验和现代技术基础物理实验为主体,体现了科学技术研究和工程应用性的特点,在给定的实验项目中,由学生自主选题,自行选择实验内容,拟定实验方案和步骤,在教师的指导下,无时间限制,独立完成实验并写出实验报告。考核方法采取由学生提交完整的实验报告,教师按其选题和完成情况给出评分。

3在创新型物理实验层次,主要采取开放研究模式教学

内容以专门学科的科学技术研究及应用为主体,充分体现综合性、应用性和先进性实验技术的特点,以一个专门技术或学科为中心由一个或数个实验组成模块,学生可根据自己的专业和兴趣选择不同的模块和实验项目进行研究型实验,由学生自主选题,相互合作,不限时间,独立完成并写出实验报告和研究论文。考核方法采取由学生提交完整的实验报告和研究报告,教师按其选题和结果给出评分。

4开展高水平的实验教材建设工作,在实验教学中采用先进的实验教学手段,引进现代教育技术,融合多种教学方式

已立项“十一五”国家级规划教材《大学物理实验》1套,并由国防工业出版社出版了《大学物理实验》文字教材,编写了《大学基础物理实验》、《近代物理实验》文字教材,编写了《专业物理实验》文字教材。

在大学物理实验教学中,每个教学实验都配有多媒体教学设施,并配套出版了22部“物理实验系列片,,音像教材,开通了网上物理实验教学系统。

三、大学物理精品教材建设工程

标志性成果:出版“十五”国家级规划教材1套《大学物理学》(高等教育出版社)、“十一五”国家级规划教材1套《工科物理教程》(国防工业出版社),立项“十一五”国家级规划教材1套《大学物理实验》(国防工业出版社)。

2002年10月至2005年10月学校分别立项投入建设经费完成3套系列精品教材建设,我们的建设目标是出版国家级规划教材。

普通高等教育“十五”国家级规划系列教材《大学物理学》由高等教育出版社出版,西安交大、西工大、西安电子科大三校合编。包括文字版教材《大学物理学》(2004年)、《大学物理学习题分析与解答》(2005年)和电子教材《大学物理学(电子教案)》(2006年)。

“十一五”国家级规划教材《工科物理教程》是我校工业大学承担的又一项系列教材,包括文字教材《工科物理教程》(2006年)、《工科物理大作业》(2006年)、《工科物理教程教师参考书》(2008年)和电子教材《工科物理教程(电子教案)》(2008年)。

另外,我们还编写出版了《新编大学物理》、《新编大学物理习题集》和《新编大学物理学习指导》等教材。

四、师资队伍建设与教学名师工程

实验中心现有人员29人,其中教授7人,副教授5人,高级工程师5人,讲师7人,助教5人:具有博士学位的教师14人,具有硕士学位的教师6人,平均年龄38.5岁,形成了一支以课指委为带头人的结构合理的高水平的实验教学队伍。大学物理任课教师16人,其中教授5人(博导3人,陕西省教学名师2人),副教授5人,讲师2人;中青年教师中已获博士学位3人、在读博士6人,硕士学位3人,形成了一支以省级教学名师为带头人的高水平教师队伍。

制定了青年教师上岗培训制度、任课资格审查制度、老教师对青年教师传帮带制度以及校、院两级教学督导等多项管理制度,以保证教学质量的稳步提高,促进青年教师队伍的迅速成长。近五年来,已有17名具有博士和硕士学位的青年教师,经过一年培训的必备环节,顺利地通过任课资格审查,成为教学一线的生力军。

以项目带动教学改革,以项目培育教学成果。教学成果的内容主要体现在四个方面:

1建设了完备的基础、提高和研究创新型实验项目以及先进的实验室环境,形成了多层次的课程体系,实现了实验的分层次设置和实验室的开放,建立了网络化物理实验教学与管理体系。2005年物理实验中心成为首批陕西省物理实验教学示范中心。

2构建了以传统的教学模式和多媒体教学相结合、以网络技术为平台的新的适应信息时代教育特征的大学物理教学模式;形成了以演示课堂和课堂演示相结合的实践性教学体系、考试与评价系统;培育了以省级教学名师为带头人的高水平教师队伍。大学物理课程2004年被评为省级精品课程。

3强化了“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”的实验教学理念,重视实验教学与科学研究的融合,引入了多模式、多元化的实验教学方法、考核方式和现代化的实验教学手段。大学物理实验课程2005年被评为省级精品课程。

4是国内最早构建了纸质教材+电子教材+网络平台为一体的现代化立体化大学物理教学体系单位之一,目前已形成了多套完整的具有较强适用性的立体化系列教材,其中国家“十五”、“十一五”规划系列教材2套,已由高等教育出版社、国防工业出版社出版。

[责任编辑:文和平]

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