面向一流课程建设的教育教学策略研究与实践*

熊红彦

(河北工程大学数理科学与工程学院 河北 邯郸 056038)

陈建涛

(河北工程大学研究生部 河北 邯郸 056038)

李海宝

(黑龙江科技大学理学院 黑龙江 哈尔滨 150022)

为提高后疫情时期的教育教学效能，聚焦高校课程建设在新时代下新的内涵要求，结合“一流本科教育与一流课程建设”，我们将课程教学对接能力与素质培养，以“学生为中心”,以培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维为切入点，拓展内涵，融合创新，构建疫后课程教学策略，建设有特色的本科课程，提升教学效率，并将社会责任教育和物理文化传承融入教学，实现价值引领和能力培养.

课程学习是教育教学的主要环节，课程质量直接影响教育教学质量.以深化教育教学改革为契机，以提升高阶性、突出创新性、增加挑战性为原则，“以学生为中心”，强化能力培养、优化教学内容、创新教育教学模式、发展教学团队，推进专业教育与思政教育有机融合.

1 实施原则

结合工程专业培养目标、定位，拓展内涵、融合创新，解决部分学生学习精力投入不足，课程内容丰富与课时有限性等突出矛盾，课程教学体系中社会责任教育和物理文化传承彰显不足，学生学习评价体系单一等问题，提升课程的高阶性、突出创新性、增加挑战性.

首先立足专业人才培养目标定位，建设具有优势特色的课程.其次，将现代前沿的学术科研成果引入课程教学，指导学生进行自主学习，加大课外学习力度，使学生善于研究、敢于质疑，培养学生大胆创新的精神和能力.另外利用优质课程教学资源平台和先进融媒体技术，积极践行线上线下混合课程建设.注重内涵拓展，积极融入绿色工程教育理念，充分挖掘理工科基础课程如数学、物理等蕴涵的科学思想和研究方法，发挥其指导作用，不断发展和开发案例教学素材.

2 研究方法

我们主要运用文献分析、调查比对、经验总结等方法.通过问卷统计分析、收集学生对教学中讲授的内容、方法的建议、意见，拟定实施计划.从面上和点上总结，为构建一流课程的教学体系、深化教学改革、培养高质量应用人才积累经验.

3 研究内容

为深化教育教学改革，我们立足高等教育内涵式建设，坚持立德树人、课程教学对接能力与素质培养，拓展内涵，融合创新，建设有特色的本科课程，创新教学模式方法，提升教学效率，并将社会责任教育和物理文化传承融入教学，实现价值引领和能力培养.

3.1 应用分形观 积极探索教学内容结构的融合创新

我们把一些部分与整体相似的形体称为分形(fractal)，以广义分形观为理论基础，发现在同一门课程不同内容的逻辑体系、归纳推理、思想方法等，均不同程度地存在着自相似性或自仿射性[1].将复杂的理论、内容通过自相似思想重构，在教学实践中同时使用“专题式教学法” “问题驱动式教学法”“渗透式教学法”，加强课程内容的互联互通，注重知识能力、情感态度、价值观的培养，提高课堂教学效能.

从知识体系结构入手，通过思想方法引领、内容植入，把课程整体与部分之间，具有自相似性的内容(小树杈)整合成一个“系统”，让学生更形象地理解理论知识，实现教学内容结构的拓展和融合创新.

3.2 挖掘学科文化 拓展课程内涵 实现教育教学实践创新

我们以问题为导向，熔炼课程内容，在恰当重构知识体系的基础上，深度融入学科思想、方法与科学精神等反映学科文化、拓展课程内涵的教育教学案例.引导学生学习和探讨学科文化.以科学精神、工匠精神，拓展课程内涵建设.

在课程教学过程中，围绕绿色工程教育理念，梳理已有的专题内容，指导学生开展绿色工程与物理技术专题研讨，提出了“绿色工程与技术” 专题，深入挖掘环境生态建设中的物理学原理和思想，引导学生学习专业知识以及其新观念、新思想、新方法.在科学文化的视野下，引导学生树立良好的人生观、价值观，从而起到传承文化、价值引领、点燃学生智慧的作用.

我们通过学习通、雨课堂等公共网络教学平台，实现教学内容在线化、师生共建共享；特别是积极利用QQ群视频、共享建站等第三方共享网络技术支持和服务，有效地利用了公共资源，降低了师生使用的技术门槛，还破解了资金制约问题.

3.3 创新学生学习效果评价体系 建立起体现学生志趣的学习效果评价办法

学生的志趣不同，能力表现会有所不同.他们会在数字模拟环节、文本报告等环节表现不同……，因此，需要建立起体现学生志趣的学习效果分类评价办法.为实现对学习效果的分类评价，我们把平时的过程性考核环节分成基础理论和自选两大模块，基础理论模块包括课程的基本理论、基本思想和方法；而自选模块包括视频演讲、设计方案、文本报告等，对接“一流”人才核心素养的培养要求.学生可根据自己的兴趣、特长选择作业形式，以突出因材施教和促进志趣发展[2].

4 实施过程

4.1 面向一流应用型人才培养教学内容的重构与拓展

我们注意在教学实践中渗透学科文化、绿色工程教育.融入学科思想、方法与科学精神等反映学科文化、拓展课程内涵的教育教学案例.通过绿色工程教育引领学生学习专业知识以及其新观念、新思想、新方法.深入挖掘环境生态等要素中的物理学原理和思想，引导学生学习和探讨学科文化.注重信息化教学手段的融合利用，实现教育教学实践创新的具体操作经验和经典案例.

4.2 引入PI与PBL模式 促进学生自主探究

PBL(Problem-Based Learning)是一种基于问题的学习模式，PI(Peer Instruction)是一种同伴合作学习的模式.在创新教育观和创新人才观下，在创新实验班的“大学物理”和“发展中的物理学”中采用了PI与PBL教学模式，如图1所示.教师创设情境提出问题，学生以问题为中心，先后以小组讨论和班级讨论的形式展开探究，教师适时地加以启发，最后通过总结反思使学生自主构建物理知识，促进合作学习.在这种模式下，学生不仅掌握了更加牢固的知识，而且发散性思维能力以及深度思考问题的习惯得到了锻炼.此外，在课堂教学中还开展了学生的学术演讲活动.

图1 PBL模式示意图

4.3 充分利用现有教学团队 以科研促进教学

采取教学与科研协同教育教学机制.以课堂教学内容为研讨对象，把科研前沿成果转化为教案内容，实现课程教学内容的相互融合、渗透；实行本科生导师制，引导本科生参与到科研项目中来，创造更多机会参与研究过程，加强对人才培养的科研素养训练；开放双创中心、工程技术中心等科研平台，通过参与科研项目、研究专题、学科竞赛等多种方式，促进学生全面地掌握作为研究者对问题的提出、分析和解决的手段和思路，从而使学生具有创新能力的基本素质，有效提升学生学习动力和效能.近年来学生在多项学科知识与技能竞赛中获奖，表现出优异的分析能力和竞技水平.

依托国家、省杰出青年基金、自然科学基金等众多项目，紧跟科学研究前沿，充实课堂授课内容，授予学生最新专业知识及应用，指导研究生和本科生学位论文，使他们受到更为系统的学术训练.

将教师团队的科研成果渗透至课堂教学中，使教学内容与时俱进.鼓励学生课下参与教师的项目或自己承担创新项目，发展“做、学、研”模式.引导学生通过科研实验学懂相关知识，边研究相关问题，进而提升其创新能力.

通过大学生科技活动、创新实验以及实践教学等多维度教育教学，对学生进行专业化、个性化的指导等等举措，使我们培养的学生在名校云集的中国大学生学术竞赛方面成绩突出.这得益于多种手段激励学生获取知识的主动性，解决工程实际问题的积极性，让枯燥的理论知识学习起来轻松愉快而且有趣味，并最终使参加上述活动的学生，在国家级、省级学科等各类竞赛中成绩斐然.这些成效可以作为一流应用型人才培养目标的重要指标.

5 结论

面对后疫情时期教育教学的新要求以及高等教育改革发展的新任务,将分形理论应用于课程改革中，提出系统与“分形”式教学法有着极其重要的科学方法论意义.目前成果已推广到省内外同类学校，通过教学对比实验表明，试点班学生比非试点班的学习兴趣和成绩提高明显，在参加各项科技创新活动中的获奖率也明显优于非试点班.近3年物理省级竞赛一等奖获得率高出非试点班50%以上；成功申请国家专利50余项，2017年学生发明专利20多项.学生工程实践意识培养效果明显，实施效果良好.

坚持课程教学对接能力培养，以学习成效为导向,教学研究融合专题式、 “分形”式、PBL模式等等，至此教学法已仿射到了光学、地质、水电等工程专业课程，教学创新有益于学生知识应用能力和实践水平的培养,促进了教学有效支撑培养目标的达成，对相关专业认证夯实了基础；有助于教师教学能力的提升、融媒技术与教育教学的深度融合，为全面推进“一流”建设夯实了基础，极具借鉴、推广价值.