电磁学课程思政信息化教学探索与实践

富笑男, 王俊斐, 张软静, 祁园园

(河南工业大学 理学院,河南 郑州 450001)

0 引言

教育部高等教育司印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》明确全面推进高校课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措[1]。2021年教育部决定组建教育部高等学校课程思政教学指导委员会,为全面实施《高等学校课程思政建设指导纲要》迈出了重要一步。2022年8月,教育部提出要全面推进课程思政建设,探索思政育人新模式,将信息技术融入思政教学,形成信息化教学模式,使其达到“助力立德树人、促进教育均衡、探索教育未来”的目标[2]。目前,线上线下混合式教学作为一种新兴的教学模式,将传统教学和网络教学相结合,通过综合课前预习准备、课上知识传递、课后巩固提高,使课堂教学和课外教学有机地结合起来,突破了时空的限制,适应大部分学生的学习需求,能够使大部分学生在课下与课上的学习内容相互照应、相互弥补,为学生的学习提供了更多的便利,满足了“以学生为主体,教师为主导”的教育理念。

在传统教学模式下,电磁学课程教学存在着一些问题,比如课前预习形式化、教学内容片面化、教学形式机械化、成绩评定单一化。为解决上述问题,教学团队深入探讨了在线上线下教学模式下如何借助信息技术在专业课中融入思政元素,并进行了深入实践[3-4]。课程团队依托信息化教学平台(学习通移动学习专业平台、教学多媒体设备、智慧教室及虚拟仿真实验),采用多样化的信息技术,实现了电磁学课程思政信息化教学。

1 课程思政信息化构建

为落实立德树人教学目标,树立学生正确的价值观,实现学生的价值引领,需要优化电磁学课程内容体系。我们根据思政育人目标,结合学科专业育人要求和特点,通过多种渠道深入挖掘和归纳蕴含在电磁学课程中的丰富的思政元素,借助不同的教学方法、手段和网络平台系统梳理了教学内容,使思政教育全程融入整个教学中。这有助于教学内容的全面讲解,有效地克服了课前预习形式化、教学内容片面化、教学形式机械化和成绩评定单一化的问题。我们依据教学内容挖掘归类的思政元素为如下“四观”。

1)认知观。认知观的根本任务是透过现象抓住事物的本质和规律。学生认知观是通过专业知识学习而形成的。电磁学知识涵盖电和磁基本概念,基本公式,基本定理、定律及电和磁相互关系理论知识及其重要应用。通过系统讲解这些知识,学生不仅学会仔细观察事物的表象,还学会从这些现象中找到它们的规律,培养学生的思维能力,并使这些知识得以应用,从而形成正确的认知观。

2)方法观。方法观的根本任务是总结出解决问题一般性的方法。学生的方法观是通过系统总结专业知识而形成的。电磁学主要用于解决电场、磁场及电、磁相互作用等相关问题。通过这些知识的学习,学生学会正确解决问题、分析研究具体问题及找出解决具体问题的方法,并形成解决问题的一套系统的方法,再应用这些方法去解决类似问题,从而形成正确的方法观。

3)实践观。实践观的根本任务是通过实践不断提高自己的认知。学生的实践观是通过掌握电磁实验、了解电磁应用而形成的。学生从实际生活中的熟知现象或是著名实验开始,在后续学习过程中不断穿插实验演示和实验操作,以此掌握其知识点,进而应用到实际中。教师在整个教学过程中,重点强调实践与认识的辩证关系,从而让学生形成正确的实践观。

4)真理观。真理观的根本任务是以实践为基础,不断发现和认识真理。学生真理观可以通过学习电磁学基本知识而形成。通过学习电磁学章节内容,学生能够深刻地认识到电磁学基本知识是人们对电和磁的客观正确认识,同时也意识到这些知识只是在一定范围的正确认识,从而形成正确的真理观。

2 课程思政信息化实施

课程思政信息化教学不能只是简单停留在思政资源构建阶段,还需要将挖掘出的大量思政元素与专业知识深度融合,再借助信息技术形式灵活多变、信息传达快速及内容多样化的优势,采用多样化的教学手段,深入开展课程思政教学实践活动[5]。这解决了上述提到的形式化、片面化、机械化和单一化的问题。通过信息化教学将线上线下教学各环节形成课程思政一体化教学模式,教师及时反馈教学中存在的问题,全面激发学生兴趣,有效评估教学效果,达到提高教学质量目的。下面对思政信息化教学在整个教学过程中实践活动做简单介绍,如图1所示。

图1 教学实施流程图Fig.1 Teaching implementation process

2.1 课前预习

教师根据学生的课前学习任务,通过信息技术制作或收集相应的课前预习资源,如课件PPT、小视频、动画、作业、拓展资源等,并将这些预习资源分类放置在学习通对应的章节里面,方便学生预习使用。一方面,学生可登录学习通观看这些预习资源进行课前学习,以确保预习的多样性、有趣性等。同时,设置了视频防拖拽、限时答题和与章节内容相关的讨论题和简答题等作业,检查学生的预习掌握程度,预防预习形式化。另一方面,学生在预习中遇到的问题,可以通过学习通、QQ等随时留言询问,老师则及时回答。教师通过掌握学生预习情况,迅速、直观了解学生课前预习完成的数量、进度和质量,实时掌握学生的学习动态,以此及时调整后面的教学内容。综上所述,通过基于学习通等信息化平台多维度指导学生课前预习,有效地解决了预习的形式化,使得预习变得生动、有趣,不仅学生可以养成自主化学习习惯,而且教师针对预习情况及时进行教学反思与总结。

2.2 课中授课

针对课前预习情况,教师凝练教学重难点,采用多样化的信息技术和启发式、探究式等多种教学方法,除了将专业知识深入讲解,还将思政元素融入课堂教学内容,在引导学生熟练掌握重难点知识的同时还要促进学生对课程思政的内化。这有效地解决了教学内容的片面化及教学形式的机械化。下面以“库仑定律”作为课程思政案例,介绍在课堂授课中,如何采用信息技术,逐步化解重难点知识,同时让学生在润物细无声中受到思政教育。

采用多媒体讲解电磁学家库仑如何通过实验给出电荷之间相互作用的定量表述,例如库仑巧妙地设计扭秤,并在实验时反复测量,通过分析最后终于得到了两个等量同种电荷之间的斥力,并用同样方法得到了了两个等量异种电荷之间的引力。同时在学习通发布话题讨论“你学‘库伦定律’的心得是什么?”,要求学生发散思维,写出感想。通过多媒体与学习通相结合的教学手段,不仅让学生深入掌握了“库仑定律”,还强化了学生要勇于实践、坚持在实践中形成正确的实践观和认知观的意识。

2.3 课后拓展

利用学习通平台布置课程作业,可以是选择题、判断题及综合计算题,也可以是课程小论文、章节总结及翻转课堂等内容,实现作业的综合性及多样性;并在学生完成这些专业知识作业的过程中了解学生是否掌握了解决这些问题的方法,同时通过信息平台上的大数据分析了解学生在学习过程中产生的问题,为后面的教和学提供参考。在课程小论文等拓展部分,主要来提高学生运用相关电磁知识分析问题、解决问题的综合应用能力与素质。同时,借助QQ群、学习通等建立师生交流平台,及时引导学生形成正确的上述“四观”。多样化的作业及师生交流有效地解决了教学内容的片面化及教学形式的机械化。

通过学习通为主的信息化平台开展课后拓展作业训练,加强实践能力教育(实验设计、制作和实施、分组讨论及专题辩论)、重视能力培育(沟通能力、表达能力及团队协作能力)、关注情感体验(竞争意识、创新意识及爱国意识)、强调人文关怀(指出不足、督促改进及正面引导),切实培养了学生的综合能力与素质,也达到了专业知识教育与思政教育的深度融合的目的。

3 课程思政信息化评价

在电磁学课程思政信息化教学探索与实践中,教学团队建立了全面、科学、客观的课程评价体系,有效衡量学生的学习效果,促进教师不断改进教学过程,提高电磁学课程的教学质量。最近学生关于本课程思政信息化实施效果调查问卷(表1)显示,大部分学生能够熟练掌握专业知识,并且科学素养、文化素养均得到一定程度的提高。

表1 实施效果调查问卷结果统计Tab.1 Statistical results of the survey on implementation effect

教学团队为解决课程成绩评定单一化的问题,将考试模式设置为线上考核与期末考试相结合的方式。即,利用学习通平台设定线上多元化过程性考核模式,教师通过查看学生线上思政资源观看时长、作业正确率、上课参与度、互动频次、参与话题讨论度、阶段性测试结果、期末考试成绩等多个过程进行科学评价。

电磁学课程目标是学生通过学习系统认识、掌握解决问题方法,使其具备良好科学素养、文化素养而达成的。而我们通过上述教学模式培养学生具备这样的素养,这可以从学生在各种赛事所取得的成果窥见一斑。近3年本专业学生积极参与各级各类科技创新活动,在“挑战杯”、大学生物理实验竞赛等各类竞赛中获奖人数达200余人次,全体学生参与教师科研项目达90余人次,参与发表学术论文20余篇,获得专利5项,为下一阶段进一步深造打下坚实的基础。由此综合看出基于信息化平台的多元化考核模式下,学生的综合素质已得到极大提高。

与此同时,团队教师的业务能力得到了很大提升,具体表现在团队成员近年来获得省级及校级教学技能竞赛奖17项,获教学改革项目8项,发表论文11篇,其中2022年发表思政论文1篇。

4 总结

在现阶段课程思政及信息化教育观念导向下,课程团队借助多样的信息化平台,运用丰富的信息技术,构建了丰富的课程思政资源、优化了课程思政信息化教学模式及完善了课程思政评价体系。在线上线下信息化教学模式下,教师课前进行线上思政资源建设及动态化指导学生的课前预习;课中帮助学生熟练掌握重难点知识,同时将案例式思政教育引入课堂教学;课后采用多元化作业拓展训练来加强思政教育。此外我们还采用多元化过程性考核模式来提升学生的综合素质。通过对电磁学课程进行课程思政信息化教学探索与实践,解决了电磁学课程目前存在的课前预习形式化、教学内容片面化、教学形式机械化及成绩评定单一化的问题,最终提升了课程思政信息化教学水平,培养了符合社会需求的综合型人才。