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物理学开发与教学设计研究

1.课程开发的动因和意义

高职院校的学生与本科生相比,自律意识、综合素质和专业技能相对薄弱些。如何提高高职学生的综合素质和专业技能,使之能够更好地满足社会对人才培养的需求,这是目前作为高校教师共同努力且具有研究意义的一个课题。目前我院课程设置本着“必需、实用、够用”的原则,施行了“学分制”改革,以培养技能为核心,突出实践性教学。物理学课程已经由72学时消减到54学时并完全被砍掉;这极大可能会造成学生对自然科学类知识方面的缺失,而我院开设公选课的课程也多以人文社科类和教育类的为主。考虑到社会对高职院校毕业生人才需求,我们在全院范围内开设自然科学类的《生活中的物理学》公选课就显得很及时必要。《生活中的物理学》公选课是门有趣、精彩、有用的学科,我们今天的生活,离不开物理学。从照明用的电灯、到通信用的电话、再到出行用的汽车,都是有了物理学而被发明出来了。可以说,我们的幸福生活处处都离不开物理学。这门公选课融合了自然科学与人文素质教育,不仅对培养学生科学逻辑思维方式、掌握自然科学文化知识起着很重要的辅助作用,同样也会对培养学生的人文素质修养达到一个理想的效果[1]。

2.课程的结构体系

物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面,从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的自然科学。现在的物理学已经渗透到自然科学的各个领域,应用于科学技术、建设、管理和人类生活的各个方面[2]。不仅是自然科学的基础学科,也是高新技术的源头学科。开设《生活中的物理学》公选课的目的是力图使学生大概在两个月的上课时间内了解生活中用到的物理学知识精华;引导学生主动探究物理学的科学能力;提供当代高职学生的现代化观念和创造性思维方式;开拓视野,提升自己[3]。让学生了解生活中用到的物理学知识;了解物理学与社会发展、环境污染、能源利用、工程技术、医疗医学等方面的关系;了解物理科学家成功的背景及钻研问题的苦干精神和探索方法,用科学家的一生事迹激励我们更好地去学习;教学过程中渗透现代物理学前沿知识是大学物理教学适应当代科学技术发展的需要;因此,《生活中的物理学》公选课对培养学生的判断观察力、空间想象力、物理逻辑思维能力、自主创新能力都有很大的启发作用[4]。《生活中的物理学》公选课在优化学生力、热、电、热、磁学等方面的知识层面结构,提升学生的综合文化素质。促进学生用心观察了解身边的物理学,增强学生的自然科学和人文知识应用能力,是一般学科无法去代替的;也是高职院校为满足社会需求培养学生为实用、技能型人才的一条重要途径。

3.课程教学过程的设计

(1)充分把高职生生源的特点和高职院校各专业人才培养目标结合起来考虑;高职生具备较强的组织协调能力和人际沟通能力,但学科专业技能与创新的能力比不上本科生。况且高职生的生源质量参差不齐,主要来自于普高、职高、中职院校等。高职院校各专业的课程设置都以围绕“必需、实用、够用”原则和专业技能培养的人才需求。强调以培养技能应用型人才为目标,专注于学生的核心专业课程建设、实践动手能力培养,大量缩减一些基础课程如自然科学类及人文教育类的学时,却造成了学生在计算、口语交际、传统文化等一些方面的缺失。因此,大学教师要充分根据高职生的特点和高职院校人才培养目标需求讲授公选课《生活中的物理学》。教学内容要侧重点和难点,灵活采用多种教学手段和方法,及时反馈课堂教学评价,有效地提高课堂效率。(2)《生活中的物理学》公选课教学过程中必须秉持学院“立德树人”的办学宗旨和“修能致用、笃学致远”的校训精神,坚持以人为本,以内涵求发展、以特色求发展、以创新求发展的教学原则。高校教师不仅仅是传授学生掌握知识,更重要的以人才培养目标为基准培养学生为一和谐发展的人。爱因斯坦曾说的“和谐发展的人”,是达到自然科学和人文素质文化完美统一的人。培养和谐发展的人是一切教育的根本[5],高职教育也要做到这些。因此,在《生活中的物理学》公选课的教学过程中要高度实现创新发展和人文素质培养,以弥补学生知识素养方面的欠缺,从而达到提高学生整体综合素质的目的。

4.课程的教学形式

《生活中的物理学》公选课与传统物理学课程在教学内容、教学方法、教学手段等方面明显存在着差异,这门公选课在教学过程中不是以系统全面的物理学理论知识学习和公式推导为主,而是从欣赏物理学美的角度,以科普视频专题的形式挖掘生活中的物理学,力求兼顾有意义且趣味性,以消除学生的畏难物理学心理,这样学生学习的兴趣和主动性就会被激发和调动起来[6]。教学计划上可以考虑学科间的知识衔接并开设与物理学有关的若干专题讲座,如物理学的发展史、物理学的各种美、大学生对手机的过度依赖、高空坠物、物理与现代化的高新技术等等。授课过程中多采用案例教学、科普小视频、DIY实验演示及学生互动一些手段方式方法讲解;由于高职学生的高考入学成绩只过高职分数线档,文化基础相对比本科生薄弱,再加之《生活中的物理学》公选课是面向我院在校大学生开设,好多文科学生也选修这门课程。因此为了让选修学生对生活中用到的物理学有明确的框架认识,授课教师应改变传统的“黑板上板书,学生用心记”的教学手段和方法,降低学生对物理学知识的定量要求,避免繁琐的公式推导,简单地阐述物理学的概念、现象、定理定律。注重用通俗易懂的语言讲授生活中有关的物理学基本内容知识点;并注意将探究方法、思维方法渗透公选课教学中,以使学生对这门课程感兴趣,提升课堂教学的质量。

5.课程的教学手段

《生活中的物理学》公选课教学手段和方法多样化,宜采用PPT课件、演示视频、信息化网络等辅助教学。信息化网络教学手段的应用能扩大课堂教学的信息量,“纵观宇宙的微观到宏观”。授课教师借助多媒体网络手段收集大量文献材料,对于一些抽象难懂的理论过程通过文字、图片、声音制作成flash动画、PPT电子课件或小视频,形象生动地向学生演示物理学的奥妙。比如讲授“高空坠物”问题时,flash动画演示蚂蚁从高空落下来却安然无恙,人若从高楼上摔下来会摔伤甚至摔死。接着教师用生活中的物理学力学知识解释原因。我们知道所有物体都会受到重力、空气阻力及物体和空气所接触表面积的因素影响。越是像蚂蚁这样小的物体受到的空气阻力就容易和自身具有的重力相持平,它从高空坠落的下降速度慢而不至于被摔死。接着考虑若把蚂蚁放在抽走空气的真空玻璃管中再从高处下落,它还能安然无恙吗;以案例视频再播放一些高空坠物的事例,以图文并茂、案例演示等方法和手段丰富公选课的课堂内容教学,尽量克服大学生学习物理学的畏难心理,更好地提高学习的兴趣。

6.课程的教学实施

总体来说,《生活中的物理学》公选课的教学内容重难点要从四个方面考虑。(1)教学内容和教学的各个角度、方向覆盖面要广阔;课程教学除了介绍物理学的概念、发展史、物理学家的科学事迹、物理学知识在日常生活、生产实践、医疗和科学发明中的应用、物理学的原理,还要阐明物理学与其它学科内容之间的融合交叉。(2)教学内容要丰富多样化;教学过程中教师要有意侧重于抓住生活中用到物理学的实例,特别是引用与社会有意义的新闻价值事件,如高空抛物的危害案例、高压线下不能钓鱼、环境污染、航空航天宇宙飞船、手机和电脑等电子产品给人们所带来的电磁辐射等等;挖掘其中物理学的奥妙,欣赏物理学中的各种“美”;谈谈物理学中蕴含的生活哲理和定理、定律等在高新技术材料中的应用。教师引导学生进行自主学习和独立思考,以积极的心境主动地探索身边的物理问题,在情景中发现问题在探究中解决问题,用物理学知识解决实际生活中问题的意义和重要性。(3)授课内容应创新、与时俱进,丰富多彩;渗透前沿物理以体现物理学课的时代性特点。熟悉理论知识,随时随地跟踪物理学的最新发展趋势,关注物理学在生产生活中的实际应用问题和社会发展的影响。以便学生全面了解最新热点的物理学知识理论应用到人们的日常生活及高科技中的发展情况。《生活中的物理学》公选课教学把生活中的物理学应用和物理学的时代热点问题全面结合在一起,让学生感受到物理学的美妙趣味和神奇的物理学世界,更好地提高学生的空间想象力和创造力。(4)公选课教学内容生活化,激发学生兴趣。教育家陶行知的生活教育理论:“学校即社会”,“教育即生活”,“教育即生长”,提倡探究式教学方法,教学内容生活化,培养学生的创造精神和实践能力,鼓励学生自主学习,激发他们的学习兴趣。教师在《生活中的物理学》这门公选课授课过程中,教学内容应与日常生活、高科技、发明创造、学习等有机地结合起来,通过大量收集材料、PPT实验演示,案例小视频、交流讨论等活动,让学生感受到生活中的物理学无处无时不在。例如“大气压存在的生活事例”的教学中,引导学生到生活中找原型实例:用吸管吸饮料入口;挂钩会吸在墙上,能挂东西不掉下来;杯子装满水盖上纸板再倒置杯中的水不流下来等等。这样的事例再配合课堂上的演示实验,让学生切身感受到大气压存在我们身边,多让学生到生活中“找”物理,真切感受生活中处处有物理。教师不但要把生活的事例引进课堂教学中,学生也要把熟悉的生活案例带进课堂的探究学习中。

7.课程的教学评价

教学评价是对教师的“教”和学生的“学”的过程进行评价。公选课与传统课程教学评价方式会有所不同,公选课教学内容呈现新颖多样,增加论述物理学美的主观性、综合实用性的题目,这样可以提升学生观察欣赏、归纳总结、探究分析的综合能力;并能从物理学角度观察身边的实物用物理学语言表达。教学考核的方式应带有灵活性,具体做法是对学生综合成绩采用期末考核与平时学生出勤按7:3或6:4的比例相结合的方式记入学科成绩;具体考核方式以采用撰写小论文为主,或就自己学习心得及电脑、手机对大学生的依赖等为专题内容写一篇论文,对论文的格式、字数有明确要求和标准的评分细则;同时,公选课的开设问题先经系部初审,制定严格的教学评价和考核方案细则,再由教务处审核把关、备案,以保证《生活中的物理学》公选课教学健康稳定的持续发展。作为物理公选课教师应根据我院人才培养方案和大学生的特点,采用最新的教学理念及多种教学方法和手段,构建理想的课程教学体系。是实现高职《生活中的物理学》公选课有效教学目标的重要途径[7]。

总之,为我院在校大学生开设《生活中的物理学》公选课就是为了开阔他们的视野,扩大他们的综合知识面,激发他们的学习兴趣,有助于他们的科学文化素质的提升。同时,也是为满足社会需求培养技能型人才。因此作为物理学公选课教师,根据职业教育发展中教学改革实践和学生的特点,结合多种教学手段和方法的新理念教学,构建理想有效的课程教学体系,满足社会对职业岗位的需求选上课程内容,以实现开设这门公选课课程的意义和大学生职业能力的培养。要真正做到这些,就需要我们在公选课教学内容和教学理念上不断进行创新和实践。

【参考文献】

[1]孟祥林.高校教学管理中“选课制”存在的问题与对策分析[J].扬州大学学报(高教研究版),2016(4).

[2]李遒伯,李寿松等.物理学(第二版).高等教育出版社,2015:1-2.

[3]梁金荣.探析《大学物理》课程的教学方法[J].课程教育研究,2017(5).

[4]朱小萍.对高职公选课《物理欣赏》公选课的探讨[J].春华秋实,2010(11).

[5]吴才章.高校公选课建设与管理中存在的问题及对策-以河南工业大学为例[J].河南工业大学学报(社会科学版),2009(9).

[6]王博,张凤丽.高校公选课教学过程中存在的问题及对策-以《农业经济学》公选课为例[J].和田师范专科学校学报,2016(10).

[7]孙大威,孙丙西.大学物理课程实例教学法初探[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2016.

作者:梁金荣 黄金超 单位:滁州职业技术学院

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