高蘭香，許丹華

(上海電力大學(xué) 數(shù)理學(xué)院物理系，上海 2013036)

大學(xué)物理是高等院校理工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，是完善各類工程技術(shù)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)的重要步驟. 通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在掌握物理學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用這些原理及方法對(duì)生活實(shí)際問(wèn)題和工程問(wèn)題進(jìn)行理論分析和計(jì)算；培養(yǎng)學(xué)生分析與解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí). 大學(xué)物理課程在培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)上是其他課程所不能替代的.

1 課程面臨的問(wèn)題

1998年，聯(lián)合國(guó)教科文組織在世界高等教育大會(huì)宣言中，提出了高等教育需要轉(zhuǎn)向“以學(xué)生為中心”的新視角和新模式，要求高等教育決策者把學(xué)生及其需要作為關(guān)注的重點(diǎn)，把學(xué)生視為教育改革的主要參與者[1]，并預(yù)言“以學(xué)生為中心”的新理念必將對(duì)21世紀(jì)全世界高等教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響. 大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)華東地區(qū)工作委員會(huì)啟動(dòng)了華東地區(qū)高校大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)“兩課”的調(diào)研工作，調(diào)研指出[2]，在教學(xué)方法上，教師更多地選擇自我表現(xiàn)的教學(xué)方式，學(xué)生則更喜歡參與性的教學(xué)方式，希望能有提問(wèn)、討論和交流的機(jī)會(huì)，更多地參與到教學(xué)活動(dòng)中；在課程考核方式上，各高校的大學(xué)物理考試，統(tǒng)一命題形式合計(jì)占75.18%，且95.99%為閉卷考試，很少采用開(kāi)卷、半開(kāi)卷、寫(xiě)小論文以及專題答辯等方式. 調(diào)查指出，單一的閉卷考試不能被學(xué)生認(rèn)可，教師認(rèn)為需重點(diǎn)考察的內(nèi)容，讓學(xué)生感覺(jué)極不適應(yīng).

伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，大學(xué)物理課程教學(xué)改革也在不斷推進(jìn)，如探索基于互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放教育[3]以及教學(xué)信息化[4]，MOOC為教與學(xué)提供了另外一種途徑[5]，在金課建設(shè)中如何增強(qiáng)學(xué)生的自主性和探究性等[6]. 在2020年爆發(fā)的新冠肺炎疫情中，大學(xué)物理教師積極開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)[7]、在線教學(xué)[8]、線上線下混合教學(xué)[9]等多種教學(xué)方式，并且取得了一定的效果. 我校大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)自2019年起開(kāi)展“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，追求卓越教育”的教學(xué)實(shí)踐，從學(xué)習(xí)環(huán)境、課程內(nèi)容、教學(xué)方式以及課程評(píng)價(jià)四個(gè)方面入手，創(chuàng)設(shè)條件激發(fā)學(xué)生自主探索未知世界的潛能，激發(fā)課堂教學(xué)的活力.

2 以學(xué)生為中心的大學(xué)物理教學(xué)探索與實(shí)踐

我校大學(xué)物理課程開(kāi)設(shè)兩個(gè)學(xué)期，每學(xué)期48課時(shí)，共計(jì)96課時(shí). 每學(xué)期各類教學(xué)形式的課時(shí)數(shù)分配如下：?jiǎn)l(fā)式講授和分組討論約30課時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂10課時(shí)，學(xué)習(xí)成果匯報(bào)4課時(shí)，小組教學(xué)持續(xù)一個(gè)學(xué)期，課堂內(nèi)教學(xué)約占3課時(shí)，學(xué)生課外撰寫(xiě)課程報(bào)告；專家講座1課時(shí).

2.1 構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新型智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

新時(shí)代高等教育40條明確提出，要推動(dòng)課堂教學(xué)革命，重塑教育教學(xué)形態(tài). 大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)確定“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，探索將新時(shí)代大學(xué)生高度依賴網(wǎng)絡(luò)的特征加以引導(dǎo)，為學(xué)生進(jìn)行泛在的、碎片化的、自在的學(xué)習(xí)提供條件，學(xué)生獲取知識(shí)的途徑更加方便快捷. 重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面入手重塑課程學(xué)習(xí)環(huán)境.

首先，智慧教室為學(xué)生開(kāi)展個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了硬件和軟件保障. 智慧教室內(nèi)的學(xué)習(xí)桌椅可以迅速快捷地進(jìn)行布局和轉(zhuǎn)換，可以滿足教師講授、分組活動(dòng)以及個(gè)性化學(xué)習(xí)等多種模式. 教師可采用普通上課、遠(yuǎn)程上課、錄播等多種授課方式，教學(xué)視頻可供學(xué)生和教師下載，學(xué)生可以課后觀看視頻進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師通過(guò)觀看視頻，分析教學(xué)不足，不斷改進(jìn)和優(yōu)化教學(xué)過(guò)程.

其次，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在智慧樹(shù)學(xué)習(xí)平臺(tái)上，挑選優(yōu)質(zhì)的國(guó)家精品課程資源，作為學(xué)生課外輔助學(xué)習(xí)資源，如同濟(jì)大學(xué)的國(guó)家精品大學(xué)物理課程、天津大學(xué)的共享課程等，同時(shí)上傳教師教學(xué)資源，如教學(xué)視頻、PPT以及習(xí)題解答視頻等，供學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí). 學(xué)困生可以通過(guò)反復(fù)觀看視頻，在上課之前彌補(bǔ)與其他同學(xué)的差距，實(shí)現(xiàn)因材施教. 教師在平臺(tái)上發(fā)布簽到、學(xué)習(xí)任務(wù)、作業(yè)以及測(cè)試，學(xué)生參與過(guò)程的數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成，以便教師督促學(xué)生學(xué)習(xí).

最后，智慧樹(shù)平臺(tái)的在線測(cè)試可以自動(dòng)批閱客觀題，并統(tǒng)計(jì)試題得分情況，生成成績(jī)分析，能夠發(fā)布成績(jī)以及答案. 智慧平臺(tái)讓測(cè)試變得快速、便捷(圖1).

圖1 平臺(tái)生成的成績(jī)分析

2.2 重構(gòu)物理課程知識(shí)+工程應(yīng)用+學(xué)術(shù)前沿的能源電力特色教學(xué)內(nèi)容

2017年，教育部提出新工科研究與實(shí)踐需圍繞工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系展開(kāi)，我校電氣工程與自動(dòng)化等專業(yè)相繼開(kāi)展了工程教育認(rèn)證. 通過(guò)認(rèn)證工作，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了大學(xué)物理課程在工科學(xué)生獲得自然科學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)思維以及提升解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力等方面的重要作用. 在課程建設(shè)和改革過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)始終關(guān)注學(xué)生的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和學(xué)習(xí)需要，圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)加強(qiáng)大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容建設(shè).

首先，依據(jù)大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員的基本要求，確定課程核心知識(shí)點(diǎn)以及拓展知識(shí)，在課堂內(nèi)精講核心知識(shí)點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻講授拓展知識(shí)點(diǎn)，重視物理基礎(chǔ)知識(shí)以及核心知識(shí)的學(xué)習(xí)，以此夯實(shí)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ). 以物理學(xué)家、物理學(xué)史、科學(xué)思想、科學(xué)方法等為載體，積極開(kāi)展大學(xué)物理課程思政教育的教學(xué)實(shí)踐，課程思政已經(jīng)成為教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分. 通過(guò)兩年的建設(shè)，逐漸形成了科學(xué)方法、名人名家、人文情懷以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等四個(gè)思政系列，并整理印刷成冊(cè)以供教師傳閱，交流學(xué)習(xí).

其次，在保證物理課程核心知識(shí)基礎(chǔ)上，拓展體現(xiàn)學(xué)校能源電力特色的前沿知識(shí). 每章挖掘與能源電力密切相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)搭臺(tái)階的方式，將專業(yè)知識(shí)、學(xué)術(shù)前沿滲透到教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的應(yīng)用性、新穎性、創(chuàng)新性、交叉融合性. 如，在法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)中，介紹能源電力發(fā)展史以及我校電力研究發(fā)展歷程；在光的干涉教學(xué)中，介紹多層減反射薄膜在太陽(yáng)能電池研究中的應(yīng)用；在光電效應(yīng)教學(xué)中，介紹我校太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)等. 另外，結(jié)合專業(yè)發(fā)展需求，增加專業(yè)特色內(nèi)容，如在能動(dòng)專業(yè)，加入傳熱、汽輪機(jī)原理、鍋爐等能源特色內(nèi)容；在電氣專業(yè)，拓展發(fā)電機(jī)原理以及太陽(yáng)能發(fā)電等內(nèi)容. 讓學(xué)生提前了解學(xué)校特色，既能激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，也能讓學(xué)生更好地適應(yīng)未來(lái)的工作崗位.

最后，實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)前沿內(nèi)容進(jìn)入課堂. 教學(xué)團(tuán)隊(duì)依靠自身專業(yè)背景，將新材料、新能源等最新科學(xué)研究成果自然地融入課堂教學(xué)(圖2). 如在講述了光電效應(yīng)原理后，從金屬到半導(dǎo)體，從外光電效應(yīng)到內(nèi)光電效應(yīng)，聚焦到太陽(yáng)能電池，最后由教學(xué)團(tuán)隊(duì)內(nèi)該領(lǐng)域?qū)＜覟閷W(xué)生講述了太陽(yáng)能電池研究的前沿內(nèi)容，開(kāi)拓了學(xué)生視野.

圖2 太陽(yáng)能電池知識(shí)進(jìn)課堂

通過(guò)為期兩年的教學(xué)實(shí)踐，逐步構(gòu)建了以物理核心知識(shí)為基礎(chǔ)、拓展到應(yīng)用和前沿的課程教學(xué)內(nèi)容體系，突出我校能源電力特色，并緊扣我校重點(diǎn)關(guān)注的清潔能源、能源安全等前沿領(lǐng)域，為學(xué)生適應(yīng)未來(lái)工作和學(xué)習(xí)奠基.

2.3 以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以導(dǎo)促學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)與合作

以學(xué)生為中心的教學(xué)，需要了解學(xué)生學(xué)習(xí)需求，需及時(shí)解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí). 大學(xué)生重體驗(yàn)、愛(ài)交互、具有目標(biāo)與成就導(dǎo)向、小組活動(dòng)傾向等時(shí)代特征，因此，在教學(xué)中應(yīng)多采用小組教學(xué)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，以真實(shí)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn).

課前預(yù)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力. 基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)，讓課堂教學(xué)前移. 教師在課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，給出明確的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)教學(xué)視頻、教材等自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，在做筆記的同時(shí)記錄難點(diǎn)問(wèn)題. 教師發(fā)布測(cè)試題檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果并找出學(xué)生的問(wèn)題，以便在課堂內(nèi)開(kāi)展討論和學(xué)習(xí). 智慧樹(shù)平臺(tái)會(huì)記錄學(xué)生觀看視頻、上傳筆記等情況，教師通過(guò)查看后臺(tái)數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并加以督促. 通過(guò)教師引導(dǎo)和督促，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.

課堂內(nèi)，教師可以就一些有爭(zhēng)議、應(yīng)用性強(qiáng)以及可以啟發(fā)思維的問(wèn)題，組織討論. 如在學(xué)習(xí)了光的偏振現(xiàn)象以后，讓學(xué)生討論光的偏振在生活中有哪些應(yīng)用；在學(xué)習(xí)了普朗克能量子假設(shè)后，讓學(xué)生討論，能量子的假設(shè)很好地解釋了黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，為什么不被世人所接受，等等. 在討論中，每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)發(fā)表自己的觀點(diǎn)，提出疑問(wèn)，通過(guò)師生交流討論解決問(wèn)題. 有效的小組討論可以促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的形成. 小組討論是否有效，與討論的話題、教師的引導(dǎo)以及課前準(zhǔn)備密切相關(guān)(圖3).

圖3 學(xué)生分組討論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)活動(dòng)和體驗(yàn)是學(xué)生獲得知識(shí)和能力的重要途徑. 知識(shí)學(xué)習(xí)不純粹靠理解和記憶來(lái)進(jìn)行，而是一種親歷性、情感性、領(lǐng)悟性的體驗(yàn)活動(dòng). 物理教學(xué)中，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生的潛力、才智以及生命價(jià)值充分發(fā)展. 如，要求學(xué)生在一個(gè)學(xué)期內(nèi)，以小組合作形式完成1篇課程學(xué)習(xí)報(bào)告，學(xué)生需要完成文獻(xiàn)檢索、報(bào)告撰寫(xiě)以及答辯等工作，報(bào)告中需指出研究的主要問(wèn)題、解決的途徑以及效果，等(圖4、圖5). 通過(guò)團(tuán)隊(duì)分工合作，共同分析解決問(wèn)題，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，鍛煉批判精神，對(duì)學(xué)生知識(shí)能力素質(zhì)的全面提升有積極作用.

圖4 課程學(xué)習(xí)報(bào)告

圖5 學(xué)生匯報(bào)學(xué)習(xí)報(bào)告

在翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)上，教師對(duì)該模式進(jìn)行升級(jí)，營(yíng)造輕松的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生彼此互教，開(kāi)展體驗(yàn)和合作式學(xué)習(xí)，這是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的有效手段，也是激發(fā)課堂活力的有效組織形式. 明確任務(wù)，教師及時(shí)指導(dǎo)，協(xié)助學(xué)生完成任務(wù)建立自信，讓學(xué)生有勇氣接受更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)(圖6).

圖6 學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)規(guī)律

2.4 建立以結(jié)果為導(dǎo)向的綜合評(píng)價(jià)體系

在建立物理課程評(píng)價(jià)體系時(shí)，遵循課程評(píng)價(jià)與課程目標(biāo)相一致的原則，教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)以促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成為原則，多角度、多層面地對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià). 每個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)，都設(shè)定明確的考察點(diǎn)，以此檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果. 課程評(píng)價(jià)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)考核重知識(shí)、輕能力和素質(zhì)的不足，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生能力與素質(zhì)的考核，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程.如，課程評(píng)價(jià)體系全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)結(jié)果，并充分考慮學(xué)生的原有基礎(chǔ)，將學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)按照教學(xué)目標(biāo)收集、整理、歸類，對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行達(dá)成性評(píng)價(jià)，而不是比較性評(píng)價(jià)(圖7).

圖7 課程綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)以及考察點(diǎn)

平時(shí)成績(jī)占課程評(píng)價(jià)的20%，除了傳統(tǒng)的作業(yè)與考勤，增加了教學(xué)中學(xué)生的互動(dòng)情況，該考核點(diǎn)主要考察學(xué)生互動(dòng)次數(shù)和質(zhì)量、批判性思維，以及解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)合作能力.

過(guò)程化成績(jī)，占課程考核的80%，其目的是引導(dǎo)學(xué)生重視學(xué)習(xí)的過(guò)程. 學(xué)生普遍反映大學(xué)物理課程難學(xué)，并且不知道自己的學(xué)習(xí)效果如何，因此，評(píng)價(jià)中增加了線上學(xué)習(xí)成績(jī)，主要考察學(xué)生觀看視頻的時(shí)長(zhǎng)；增加了階段測(cè)試，幫助學(xué)生及時(shí)查缺補(bǔ)漏. 另外，課程學(xué)習(xí)報(bào)告，能全面提升學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、寫(xiě)作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及口頭表述能力，也能為教師考察學(xué)生的能力和素質(zhì)提供豐富的素材. 期末考試，改變一貫的標(biāo)準(zhǔn)化命題形式，新增了一些開(kāi)放性試題，考察學(xué)生的解決問(wèn)題能力以及對(duì)物理學(xué)科思想的理解(圖8).

圖8 期末考試開(kāi)放性測(cè)試題目

一些難以量化的考察點(diǎn)，如學(xué)生能力和素質(zhì)的提升，可以綜合學(xué)生與教師兩方面的意見(jiàn)進(jìn)行定性評(píng)價(jià). 學(xué)生可以通過(guò)自我評(píng)價(jià)、學(xué)生日志以及學(xué)習(xí)心得體會(huì)等形式，自評(píng)能力和素質(zhì)的達(dá)成情況；通過(guò)撰寫(xiě)專題論文、小組討論、小組匯報(bào)，師生、生生互動(dòng)等，展示專業(yè)能力、寫(xiě)作能力、態(tài)度、素質(zhì)等方面的達(dá)成度. 教師認(rèn)真觀察學(xué)生在解決問(wèn)題、論文撰寫(xiě)、匯報(bào)表達(dá)、人際交往等各類教學(xué)活動(dòng)中的表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生的能力和素質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià).

3 教學(xué)實(shí)施案例——“光電效應(yīng)”教學(xué)案例

光電效應(yīng)是近代物理學(xué)一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn). 課前教師通過(guò)調(diào)研，了解到學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)都有一定的基礎(chǔ)，因此光電效應(yīng)原理部分，采用學(xué)生匯報(bào)的形式開(kāi)展. 教師在正式上課一周前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，詳細(xì)說(shuō)明每組同學(xué)需要完成的具體任務(wù). 教學(xué)安排如下.

第一部分是學(xué)生學(xué)習(xí)成果匯報(bào)，以學(xué)生活動(dòng)為主，教師講解為輔；學(xué)生需要完成知識(shí)的加工以及意義構(gòu)建，并以團(tuán)隊(duì)形式匯報(bào)學(xué)習(xí)內(nèi)容.

第二部分是光電效應(yīng)原理的工程應(yīng)用，結(jié)合視頻資源，師生進(jìn)行討論，并邀請(qǐng)?jiān)擃I(lǐng)域?qū)＜易鰣?bào)告，介紹光電效應(yīng)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域——太陽(yáng)能光伏電池，并通過(guò)專家講座形式，了解該領(lǐng)域前沿，體會(huì)專家的科研經(jīng)歷，感受科研精神.

學(xué)習(xí)成果匯報(bào)環(huán)節(jié)，教師見(jiàn)證了學(xué)生豐富的想象力以及表演力. 陰極、陽(yáng)極、電子、光電流，這些核心要素以人物形式展示，結(jié)合語(yǔ)言藝術(shù)，形象生動(dòng)地演繹了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中存在紅限頻率這一事實(shí)；學(xué)生們的表演獨(dú)具一格、耳目一新，借助肢體動(dòng)作、道具以及語(yǔ)言等可視化的手段，直觀地將抽象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律以角色表演的形式展示出來(lái). 學(xué)生的知識(shí)加工體驗(yàn)過(guò)程，為教育教學(xué)改革注入活力，原來(lái)教學(xué)可以如此生動(dòng).

提問(wèn)環(huán)節(jié)，學(xué)生做足功課“有備而來(lái)”. 由于任務(wù)明確，學(xué)生對(duì)本組知識(shí)點(diǎn)都掌握得很透徹. 當(dāng)有同學(xué)問(wèn)到多電子光電效應(yīng)時(shí)，學(xué)生給予了正確的解答，教材上找不到答案的問(wèn)題他們?cè)谖墨I(xiàn)上找到了答案，還有關(guān)于光電子最大初動(dòng)能的回答，也分析到位.

報(bào)告互動(dòng)環(huán)節(jié)，專家與學(xué)生之間的互動(dòng)很驚艷. 課堂內(nèi)邀請(qǐng)了物理系從事太陽(yáng)能電池技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的教授，作太陽(yáng)能電池前沿領(lǐng)域的專題報(bào)告，介紹了中國(guó)太陽(yáng)能光伏電池研究在世界上所處的地位，認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率提升的來(lái)之不易. 教授以博士期間的研究經(jīng)歷為例，講述科學(xué)研究的艱辛，鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)谟龅嚼щy時(shí)要堅(jiān)持不放棄，終將收獲成功.

4 教學(xué)實(shí)踐效果

團(tuán)隊(duì)教師集體備課，精心設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心的教學(xué)實(shí)施過(guò)程，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，為學(xué)生營(yíng)造輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境，師生互動(dòng)顯著提升，解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式單一、師生互動(dòng)有效性不足的問(wèn)題；建立了科學(xué)合理的綜合評(píng)價(jià)體系，將能力和素質(zhì)納入考核范圍，并給出考察點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)重知識(shí)、輕能力和素質(zhì)評(píng)價(jià)的問(wèn)題.

4.1 多樣化教學(xué)形式催生高質(zhì)量的互動(dòng)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)立足物理學(xué)科特色，采用切實(shí)可行的教學(xué)形式，讓課堂變得生動(dòng)活潑起來(lái). 啟發(fā)式講授、翻轉(zhuǎn)課堂、小組教學(xué)、成果匯報(bào)、專家講座等形式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了多樣化的互動(dòng)形式. 學(xué)生提出疑問(wèn)、表達(dá)觀點(diǎn)、尋求幫助的機(jī)會(huì)顯著增加，以提升解決問(wèn)題能力為目的互動(dòng)，讓教育教學(xué)活動(dòng)成為師生情感、態(tài)度以及認(rèn)知的交流與碰撞.

學(xué)生表示，課前自己預(yù)習(xí)，帶著問(wèn)題進(jìn)入教室，在課堂內(nèi)通過(guò)師生問(wèn)答的形式，填補(bǔ)了自學(xué)的漏洞，對(duì)知識(shí)有了更完善的理解和更深的印象.

師生互動(dòng)的話題，從物理學(xué)科跨越到其他領(lǐng)域，如膽怯的學(xué)生，在教師鼓勵(lì)下完成了第1次課堂匯報(bào)；為了更好地組織組員展示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，組長(zhǎng)一次次與教師探討如何表述，如何組織語(yǔ)言，如何改進(jìn)等等. 學(xué)生與教師的交流，觸及認(rèn)知，觸及態(tài)度，觸及了學(xué)生發(fā)展的方方面面(圖9).

圖9 學(xué)生與教師討論匯報(bào)發(fā)言稿

4.2 多元化評(píng)價(jià)指標(biāo)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

課程增加了反映學(xué)生能力和素質(zhì)的多元評(píng)價(jià)指標(biāo)，如解決復(fù)雜問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、論文寫(xiě)作能力、求實(shí)精神以及批判性思維等. 在明確的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，在多樣化教學(xué)形式中，學(xué)生充分展示自己的才能，為能力、素質(zhì)評(píng)價(jià)提供了豐富的素材.采用學(xué)生自評(píng)、他評(píng)和教師評(píng)價(jià)等定性方式，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的發(fā)展與提升.

學(xué)生表示，團(tuán)隊(duì)合作中，成員相互溝通進(jìn)行團(tuán)隊(duì)決策，互相討論，研究解決方案，能激發(fā)出成員的內(nèi)在潛力，每個(gè)人發(fā)揮出最強(qiáng)力量，最終實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)力量大于個(gè)人力量的總和，學(xué)生有信心完成更高階的挑戰(zhàn)性任務(wù)(圖10).

圖10 學(xué)生反饋信息

4.3 教學(xué)改革顯著提升教學(xué)效果

智慧型的學(xué)習(xí)環(huán)境，重應(yīng)用和前沿的教學(xué)內(nèi)容滲透專業(yè)知識(shí)，多樣化的教學(xué)形式以及綜合性評(píng)價(jià)體系，讓物理課堂變得生動(dòng)有趣，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣日益濃厚，學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力逐漸提升，課程成績(jī)明顯提升，物理學(xué)科競(jìng)賽成績(jī)優(yōu)異. 在2019年舉辦的全國(guó)部分地區(qū)大學(xué)生物理競(jìng)賽中，學(xué)生獲得上海賽區(qū)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)7項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng)、三等獎(jiǎng)6項(xiàng)的優(yōu)異成績(jī)，特等獎(jiǎng)上海市獨(dú)此1項(xiàng). 在2020年全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽(創(chuàng)新賽)中，學(xué)生獲得二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)、鼓勵(lì)獎(jiǎng)1項(xiàng)的好成績(jī).

經(jīng)過(guò)為期兩年的教學(xué)實(shí)踐，團(tuán)隊(duì)已基本形成可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，通過(guò)典型的教學(xué)案例在教研室、系、學(xué)院等多個(gè)層面進(jìn)行宣傳和推廣. 如今，學(xué)院公共課程都搭建了信息化學(xué)習(xí)平臺(tái)，采用綜合性課程評(píng)價(jià)體系，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，立足學(xué)科特色，力求在教學(xué)實(shí)踐中不斷推進(jìn)和完善.

5 教學(xué)實(shí)踐中的問(wèn)題與解決措施

以學(xué)生為中心的教學(xué)模式改革，取得了一定的效果，同樣也遇到了不少問(wèn)題. 團(tuán)隊(duì)教師積極應(yīng)對(duì)，引導(dǎo)學(xué)生逐漸適應(yīng)新模式，解決教學(xué)實(shí)踐中的問(wèn)題，不斷推進(jìn)教學(xué)模式改革.

首先，新的教學(xué)模式需要學(xué)生投入較多的課外時(shí)間，最初很多學(xué)生難以接受也不適應(yīng)這種改變.調(diào)研中學(xué)生反映，新模式下學(xué)習(xí)物理的時(shí)間明顯增多了，如觀看視頻、撰寫(xiě)課程報(bào)告基本都在課外完成. 為了幫助學(xué)生及早適應(yīng)，學(xué)期初教師與學(xué)生說(shuō)明，學(xué)習(xí)任務(wù)與教學(xué)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，評(píng)價(jià)體系與教學(xué)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等，并強(qiáng)調(diào)教師會(huì)隨時(shí)提供督促、幫助以及指導(dǎo)等. 經(jīng)歷一段時(shí)間后，學(xué)生普遍認(rèn)為，付出多收獲也多. 平臺(tái)提供的學(xué)習(xí)視頻，短小精悍，針對(duì)性強(qiáng)，可以利用碎片化時(shí)間隨時(shí)觀看，課內(nèi)答疑解惑，學(xué)習(xí)的效果更好. 利用課外時(shí)間撰寫(xiě)報(bào)告，時(shí)間充裕，與團(tuán)隊(duì)成員一起討論寫(xiě)作，學(xué)生能充分鍛煉和展示自己的綜合才能. 更重要的是，新的教學(xué)模式拉近了師生之間的距離，師生的交流互動(dòng)明顯增多. 學(xué)生能夠感受到，新模式下教師對(duì)課程的準(zhǔn)備以及對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)更細(xì)致全面，教師與學(xué)生一樣“增負(fù)”了. 當(dāng)師生“增負(fù)”轉(zhuǎn)化為學(xué)生知識(shí)能力素質(zhì)的全面提升時(shí)，絕大部分學(xué)生都能逐漸認(rèn)可并接受這種教學(xué)模式.

其次，新的教學(xué)模式需要學(xué)生有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力和自制力，而大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力普遍較差，缺乏恒心和毅力，難以堅(jiān)持. 為了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，督促學(xué)生持之以恒的學(xué)習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)以及實(shí)時(shí)提醒督促很重要. 因此，任課教師堅(jiān)持發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)以及詳細(xì)的任務(wù)指導(dǎo)，一般在精講課前1天發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，在翻轉(zhuǎn)課前1周發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)；通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)，對(duì)未完成任務(wù)或是作業(yè)的學(xué)生進(jìn)行及時(shí)提醒(圖11，圖12).

圖11 發(fā)布明確的學(xué)習(xí)任務(wù)

圖12 學(xué)生觀看視頻時(shí)長(zhǎng)提醒

最后，撰寫(xiě)課程報(bào)告對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的課題，會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題. 教師第一堂課布置任務(wù)時(shí)，學(xué)生表現(xiàn)出濃厚的興趣，但要完成任務(wù)，教師的全程指導(dǎo)很重要. 如指導(dǎo)學(xué)生查找期刊文獻(xiàn)，確定報(bào)告大綱，撰寫(xiě)以及修改報(bào)告等等. 從布置任務(wù)到學(xué)生完成報(bào)告的匯報(bào)，教師通過(guò)課堂內(nèi)集體指導(dǎo)、課外組長(zhǎng)培訓(xùn)以及組員單獨(dú)輔導(dǎo)等多種方式，助力學(xué)生完成任務(wù). 學(xué)生表示，撰寫(xiě)論文能夠全面提升自己的綜合能力，也完全沒(méi)想到能夠完成那么多文獻(xiàn)的收集整理工作，沒(méi)想到能完成一篇2萬(wàn)多字接近30頁(yè)的報(bào)告.

6 結(jié)論

以學(xué)生為中心的教學(xué)，對(duì)教師的教學(xué)理念、專業(yè)能力、教學(xué)能力乃至教學(xué)熱情都是極大的考驗(yàn).課前設(shè)計(jì)教學(xué)，分解學(xué)習(xí)任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生等，教師需要付出大量的時(shí)間和精力；課中師生互動(dòng)，開(kāi)放的課堂、無(wú)法預(yù)設(shè)的生成性教學(xué)以及應(yīng)對(duì)課堂中不可預(yù)知的問(wèn)題，對(duì)教師專業(yè)能力、教學(xué)技能等提出了更大的挑戰(zhàn). 學(xué)生匯報(bào)環(huán)節(jié)、點(diǎn)評(píng)學(xué)生的匯報(bào)以及提問(wèn)、回答問(wèn)題等等，是對(duì)教師課堂組織以及管理能力的考驗(yàn). 以學(xué)生為中心的教學(xué)改革，對(duì)學(xué)生和教師都提出的了新的挑戰(zhàn)，面對(duì)挑戰(zhàn)，教師不能退縮，以學(xué)生為中心，應(yīng)當(dāng)成為教師內(nèi)在自覺(jué)，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)回歸育人本質(zhì).

以學(xué)生為中心的活動(dòng)與體驗(yàn)是深度學(xué)習(xí)的核心特征，學(xué)生在經(jīng)歷學(xué)習(xí)活動(dòng)的過(guò)程中，獲取學(xué)習(xí)感受和體驗(yàn)，是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、卓越教育的應(yīng)然選擇和必由之路. 對(duì)于大學(xué)物理課程而言，更應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，關(guān)注學(xué)生是如何學(xué)的，在此過(guò)程中，既要激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，尊重個(gè)體差異，也要支持自主學(xué)習(xí)以及協(xié)作學(xué)習(xí)；既要強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體的體驗(yàn)和感受，也要加強(qiáng)師生交互，增強(qiáng)師生體驗(yàn)的靈活度，不斷推動(dòng)課堂真正成為共同學(xué)習(xí)、交流、研討、提升的場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)以信息技術(shù)賦能的課堂教學(xué)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)卓越教育.