基于師范認證背景下的光學課程教學改革研究*

趙書瑞 關魁文 何 雷 王華麗 劉藝璇 李彥松

(保定學院汽車與電子工程學院 河北 保定 071000)

師范類專業(yè)認證是專門性教育評估認證機構對師范類專業(yè)人才培養(yǎng)質量狀況實施的一種外部評價過程.師范專業(yè)認證的一個重要理念是 “成果導向教育”(簡稱OBE).OBE理念的核心是:以學生的“學習成果、畢業(yè)目標”為教育導向,在OBE理念下,課程教學也要由專業(yè)的“培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求”反向設計而決定,這種理念的實施使課程教學更具有目的性、前瞻性、方向性,也更有利于提高教學質量和學生的培養(yǎng)質量[1-3].

物理學專業(yè)課程理論性強的特點使得課堂教學多以教師“講”為主體,課后評價方式單一,不能體現(xiàn)以學生為中心的OBE教學理念.因此,如何實現(xiàn)“以產出為導向、以學生為中心、持續(xù)改進”的教學理念顯得尤為重要[4].光學課程是高等師范院校物理學專業(yè)必修課之一,它為原子物理、電動力學、量子力學等后續(xù)課程提供必要的知識積累,也是中學物理教學中重要知識模塊之一,探討光學課程的教學改革,設置以學生為中心的光學課程體系勢在必行.

本文以OBE教育理念為基礎,針對我校物理學專業(yè)的光學課程進行了教學改革的初步思考和探索[5].總體目標歸納為3個方面:第一,基于師范認證的OBE教學理念修正課程教學大綱,體現(xiàn)以產出為導向的認證標準;第二,改進教學模式,體現(xiàn)以學生為中心的教學理念;第三,改進課后評價方式,逐步形成全過程、全方位評價方案.

1 光學課程教學過程中存在的主要問題

光學課程存在理論性較強、難度較大、知識點比較分散等特點.本校2020級之前的物理學專業(yè)分為物理學和應用物理兩個方向,而光學課程在教學要求上沒有細分,其教學方式主要存在以下幾個方面的問題.

(1)教學大綱內容仍側重于應用物理方向,缺少針對師范生素養(yǎng)的培養(yǎng),師范專業(yè)針對性不強,造成學生對課程內容存在畏難和懈怠情緒.

(2)課堂教學主要以教師為主體,不能體現(xiàn)以學生為中心、以產出為導向的教學理念,這種較為單一的教學模式不能充分調動學生學習的積極性,學生課堂參與度與獲得感較低.

(3)教學效果評價和考核方式較為單一,不能及時反饋教師的教學效果和學生的學習效果.

2 光學課程教學改革的對策與研究

2.1 結合培養(yǎng)目標 優(yōu)化教學大綱

我校的物理學專業(yè)的培養(yǎng)目標是為保定地區(qū)和雄安新區(qū)以及周邊區(qū)域培養(yǎng)能在初級中學及相關教育領域從事物理教育教學工作的合格師資,光學課程支撐3個畢業(yè)要求指標點.現(xiàn)有的教學大綱師范專業(yè)針對性不強,授課內容主要圍繞教材中的定律、定理、公式進行授課,缺乏與現(xiàn)代熱點以及先進技術相融合;另一方面,部分授課內容與中學教學內容脫節(jié).

本項目參與者基于師范認證的OBE教學理念進行了課程教學大綱修正,首先,項目組成員認真研究課程內容,并對中學教學進行調研,將課程內容進行模塊重新組合,分為必修模塊和拓展模塊兩部分.

必修模塊主要介紹光學學科的發(fā)展歷史以及基本原理、公式、定律、知識體系的理論推導;在理論分析的同時注重科技前沿、實際應用、思政元素等的滲透,授課過程力求做到重點突出、敘述簡潔、易教易學,通過多方位的知識滲透強化學生對光學關鍵知識點的領悟,同時注重與中學物理中光學部分相關內容的聯(lián)系,為做一名合格中學教師做好知識儲備.

拓展模塊側重理論知識與實驗設計、生活現(xiàn)象、實際應用、科技前沿,與中學知識的銜接等,在大綱中以*標注;倡導學生根據(jù)教師的課上滲透,再利用課下時間進行深入挖掘.這樣既提高了學生的學習興趣,提升了學生的實踐教學能力,又培養(yǎng)了學生批判性思維能力和知識遷移創(chuàng)新能力.

例如光的干涉和衍射章節(jié)既是光學課程的重點,又是其難點,由于知識點比較抽象,二者之間關聯(lián)度很大,造成很多學生對這兩個知識點理解困難、區(qū)分困難,從而導致掌握困難.在講授這部分知識的時候,除了必修模塊的相關知識體系的詳細講解之外,在拓展模塊教學中加入了以下內容.

(1)分組設計內容: “基于邁克爾孫干涉的精密測量技術已應用于各領域,請利用網(wǎng)絡查閱其應用并選取一個具體例子簡述其原理”“設計實驗測定CD光盤的光柵參數(shù)并闡述其原理”.

(2)專項討論內容:漂浮在水上的油膜在陽光下為什么呈現(xiàn)彩色條紋?改變角度顏色會發(fā)生變化嗎?

(3)個性展示內容:“光的干涉、衍射區(qū)別與聯(lián)系”思維導圖制作.

上述內容的設置既鞏固了學生對光的干涉、衍射等理論知識的掌握,又拓展了學生視野、增強了學生之間的溝通合作.

2.2 基于OBE教學理念 改進教學模式

在OBE教育教學理念下,學生是學習過程的主體,而授課教師只是教學過程的示范者、管理者和監(jiān)督者[6].教師要改變一言堂的傳統(tǒng)授課模式,做好角色轉換,針對學校師范生的專業(yè)需求和學習特點,借助學習通等在線智慧教學平臺構建線上、線下相結合的教學模式,強化師生互動、生生互動,產生即時雙向的教學效果和學習效果反饋,教師根據(jù)反饋結果可以有針對性地進行重點講解,從而充分調動學生學習的自主性、能動性和創(chuàng)造性.這種線上、線下相結合的模式主要分為課前、課上、課后3個環(huán)節(jié),學生作為學習主體,多以宿舍為單位進行結組,以方便組內隨時進行問題探究.

課前,教師利用學習通平臺上傳預習資料、討論問題、實際應用以及一些慕課資料,學生以學習小組的形式搜集、整理資料,上傳平臺.教師一方面可以有選擇地在課上展示優(yōu)秀作品,增強學生的積極性;另一方面教師可根據(jù)教學進度利用課前時間以小組為單位在課堂上展示成果,這種展示既增強了學生的互動性,達到取長補短之目的,又能夠鍛煉師范生的課堂表達能力.

課堂上,教師以光學實際應用以及光學的前沿動態(tài)為切入點進入授課環(huán)節(jié),根據(jù)課堂內容深入挖掘課堂思政元素,采用視頻、動態(tài)模擬、現(xiàn)象演示等形式加深學生對理論知識的理解;利用學習通平臺進行知識點隨堂測試;課堂上酌時加入案例研討環(huán)節(jié)鼓勵學生發(fā)表見解,課下學生以小組為單位總結與案例研討相關的知識點以及心得、體會.

課后,教師在學習通平臺布置習題作業(yè)、問題討論、章節(jié)測試,檢測學生對知識點的掌握程度;設置以章節(jié)或相關章節(jié)為中心的光學專題,以學習小組為單位完成專題內容,提升學生對相關內容的運用能力,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和批判性思維;設置章節(jié)思維導圖、知識點總結等課后作業(yè),加深學生對知識體系的理解.課后作業(yè)的形式不再局限于傳統(tǒng)的課后習題,而是借助于學習通平臺靈活布置多種形式的課后作業(yè),部分作業(yè)需要組內討論、共同完成,極大促進了學生的學習積極性.

以光學第四章第 4.5節(jié)——“望遠鏡的放大本領”為例介紹這種授課模式的應用,如圖1所示.

圖1 線上-線下教學模式實例圖

2.3 改進課后評價方式

基于師范認證的持續(xù)改進的CQI理念,努力改進課后評價方式,逐步形成全過程、全方位評價方案,改變一張試卷定成績的考核模式.光學考核分為平時考核和期末考試兩部分,平時考核占比40%,其考核形式和特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)采用多種考核方式,加大平時成績占比.

利用學習通平臺優(yōu)勢加大隨堂測試、章節(jié)測試的占比,通過測試學生可以了解自己學習中的不足,尋找差距迎頭趕上.另外,在學習通平臺教師發(fā)布討論議題,學生針對教師發(fā)布的議題既可發(fā)表自己的見解,也可以在討論區(qū)發(fā)布議題,這些都計入學生平時成績,討論區(qū)的設定極大地提高了學生的學習興趣.

(2)加大課堂展示、案例收集和總結在平時成績中的占比.

課堂展示主要體現(xiàn)在習題課上,教師改變傳統(tǒng)的章節(jié)習題課就是教師講解習題的模式,而是把習題課交給學生,學生以小組為單位進行習題講解,且以習題為切入點引申出與之相聯(lián)系的知識點,組與組之間可以進行補充和互評,互評成績取平均計入平時成績.這種形式的習題課課堂氣氛活躍、學生參與度高.

案例收集和總結主要是通過學習通的分組任務,以小組為單位完成,同樣采用組內互評+組間互評+教師評閱的形式給出成績.

(3)通過平時成績加分的形式鼓勵學生在課堂上與教師積極互動,在教學平臺上發(fā)布相關討論、小論文、光學知識的應用等,以達到提高學生學習主動性的目的.

改進后的課后評價形式以及成績占比如表1所示.

表1 光學課程課后評價形式及成績占比

3 教學成效

期末試卷成績作為評價指標,是衡量課程改革成效的一個重要手段之一.2020級學生(教學改革后)與2019級學生(教學改革前)期末考試試卷均為試卷庫隨機抽取,因此試卷難度相當,考試模式相同,考試成績對比如表2所示.90～100分數(shù)段的人數(shù)分布中2019級為5人,2020級上升為17人,占比上升了12%,不及格人數(shù)2019級20人,2020級降為零.2020級平均成績由2019級的68.03分上升至81.08分.成績分布數(shù)據(jù)表充分說明光學課程的教學改革成效明顯,教學效果良好.

表2 光學課程2020級與2019級期末考試成績分布對比

學生的滿意度調查也是衡量課程教學質量的另一個關鍵指標,為了了解課堂教學情況,學校教務處學期末會展開課程滿意度調查,表3是2020級物理學專業(yè)學生對光學課程課堂教學部分的滿意度調查情況統(tǒng)計,有效參評學生人數(shù)為70人 ,滿意度平均分為94.183 8.說明學生對光學課程教學滿意度較高,課程教學改革效果良好.

表3 光學課程課堂教學滿意度調查表

4 結論

本文基于對OBE教育理念的認知,探討基于師范認證背景下的光學課程教學改革思路.筆者結合本校學情,以培養(yǎng)目標為依據(jù)進行教學大綱的優(yōu)化、探討以學生為主體的教學模式、課后評價方式的光學課程改革策略.對于教學大綱進行了模塊重組;通過多種形式的課堂教學模式的改革來體現(xiàn)學生的主體地位;多種考核形式的課后評價方式的改革既激發(fā)了學生課上學習的積極性,又增強了學生課下自主學習的主動性,形成課上、課下相互結合、相互補充的教學模式,為提升課堂教學質量打下了堅實基礎.