电磁学教学中的翻转课堂实践探索

摘要：电磁学是应用物理学专业的基础课程，旨在让学生全面系统地掌握电磁学的基本现象、概念和规律，具备在电磁学领域分析和解决问题的能力，在专业培养中有承前启后的重要作用。文章以电磁学课程为例，在翻转课堂中进行课程改革探索，充分挖掘课程内容中的思政元素并有机融入课程教学，设计多样性的课堂活动，搭建多元化的成绩评定体系，从而将立德树人的根本任务落实到专业课程教学实践的各个环节。

关键词：电磁学；翻转课堂；课程思政

一、引言

自2017年“课程思政”被纳入《关于深化教育体制机制改革的意见》以来，高校纷纷开启了相关的理论研究与实践探索，而在专业课程中切实开展课程思政是实现“立德树人”和“全方位育人”目标的重要举措。电磁学课程作为应用物理学专业学生的必修课，在专业教育中具有承前启后的重要作用。

因此，河南工业大学理学院电磁学课程团队（以下简称课程团队）充分挖掘课程内容中的思政元素，将课程内容中的职业道德、科学精神、大国工匠、辩证法等思政元素有机融入知识体系和课程教学，在知识、能力、素质目标之外补充设置每节课的思政目标，借助信息化技术，践行“专业课程+思政教学”改革，不断完善、优化教学内容和方法。课程团队优化课程体系，丰富教学内容和教学方法，设置多样性的课程环节，实现价值塑造、知识传授和能力培养三者的紧密融合，翻转课堂是其中必不可少的重要环节。

翻转课堂是一种以学生为中心、教师为指导的新兴教学模式，强调学生学习的主动性。教师通过课前自学、课中讨论和课后拓展的教学模式，锻炼学生的自主学习能力，培养学生的团队合作精神和创新精神。

为切实保证课堂讨论的有效性，课程团队不仅要不断提高知识水平、教学水平和专业水平，还要深入挖掘教学资源，巧妙融入思政元素，精心制作课件，合理设计讨论环节，充分调动学生的学习积极性和主动性。下面，基于电磁学翻转课堂的实操经验，笔者分享课程团队在翻转课堂组织过程中的探索。

二、以多维度的线上课程资源助力“课前线上学知识”

课程团队依托学习通等信息化教学平台建设电磁学线上课程，发布与教学内容相关的多样化学习资料，如教学短视频、动画、拓展性学习资料、科学家故事等，设置合理的课程目标并发布线上学习任务，提高学习的趣味性，激发学生的学习主动性。

课程团队通过发布多元化的线上资源，将课程思政自然地融入学生的学习和阅读，如发布与电磁学发展史有关的内容，学生阅读这些内容能够了解电磁学发展历程及其中蕴含的物理思想和实验方法，同时了解科学进步的来之不易和对社会发展产生的深远影响，从而具备辩证唯物主义世界观和科学思维方法。课程团队还更新与电磁学相关的科研前沿动态，如介绍诺贝尔物理学奖等，开阔学生的国际视野，同时提高学生的专业认同感；讲述法拉第等物理学家的生平故事，引导学生树立坚持不懈、不断思考、持续拼搏的精神。

课程团队要合理设置课前练习题和讨论题，并详细分析课前练习题的完成情况，据此设计翻转课堂的教学内容、教学方法和教学环节，并将线上和线下的授课内容无缝衔接起来。

此外，课程团队选择与课程内容密切相关的实际应用案例作为翻转课堂的课题，提供相关的文字资源和视频资料，布置小组合作学习任务，要求学生以小组的形式进行充分调研并整理成演示文稿在课堂上汇报。

目前，课程团队已精心组织过8次翻转课堂，课题包括静电复印、磁流体发电、电磁波的应用、无线充电的奥秘、车子飞起来等。一般情况下，6个学生为一组，通过合理分工，每个组员均能参与到课题中，最终由一个学生进行课堂汇报。在实践过程中课程团队发现，学生通过大量调研相关课题知识并制作演示文稿汇报，不仅能够加深对知识的理解，提高对知识的应用能力，而且能够培养团队合作精神。

电磁学课程线上教学依托学习通、慕课等提供教学资源，学生自主完成线上学习任务。学习通中录制视频379个，演示文稿制作168个，习题制作616份，话题讨论456次，还有大量的拓展类教学资源、模拟测试、章节总结等内容。物理实验中心虚拟仿真平台涵盖动态磁滞回线的测量、霍尔效应等重要的电磁学内容。以上资源充分拓展了学生的学习空间和时间，能提供多样化的学习内容，满足不同学生的需求，加深学生对物理概念的理解和应用。通过翻转课堂，课程团队成功将学生由被动接受知识的状态转变为主动探究知识的状态，进一步激发了学生的学习兴趣，深化了学生对知识的理解程度。

三、以多样性的课堂活动实现“课中互动练方法”

在翻转课堂中，课程团队秉持“以学生为中心”的教学理念设计教学过程，以多样性的课堂活动突出学生的主体地位，调动学生的积极性和主动性。教师作为主导者也要参与课堂讨论，给予学生及时、正确的引导和个性化的指导。

物理是一门理论与实验并重的学科，蕴含着丰富的科学哲理。课程团队在翻转课堂中设置虚拟仿真实验操作环节，如动态磁滞回线的测量、霍尔效应、测量锑化铟片的磁阻特性等，能够破除传统实验的时空限制，让学生在课堂中进行实验操作和观察，引导学生根据所学理论知识分析实验现象，发现、思考和解决实验过程中存在的问题，同时提高学生理论联系实际的能力。

当前，理工科学生能够接触到丰富的新媒体资源，享受科技带来便利的同时也容易受到各种思潮和多元化价值观的影响。在实施翻转课堂的过程中，课程团队可以设置分组讨论和辩论环节，使学生真正地参与课堂，锻炼辩证思维，学会用辩证的眼光看待事物，不盲听盲信。

此外，在学生展示小组作品时，课程团队可以引导全体学生参与讨论，并给予补充，恰当地开展课程思政。例如，在讨论电磁感应的应用案例时，课程团队可以引入我国科技成果，如上海磁悬浮列车示范运营线是世界第一条磁悬浮列车示范运营线，运行30多千米只需要7.5分钟，最快速度可以达到430千米每时，促使学生主动思考科技发展对社会的影响，激发学生的创新精神和社会责任感，增强学生的民族自豪感和使命感。

四、以多元化的成绩评定体系巩固“课后拓展提素养”

课程团队利用信息化平台设定成绩考核多元化模块，如理论知识、实验操作、能力扩展等，依据模块大数据分析结果，构建了具有指导性的全过程自动化跟踪成绩考核体系，以便及时、有效地了解教学效果，随时调整教学内容，改善教学方法，以达到育人目标。

在翻转课堂中，为了激励学生积极参与自主学习和课堂活动，课程团队对学生采用多元化的测评方式：第一，评价学生课前阅读学习资料、观看教学视频、完成课前作业等情况；第二，评价学生课中参与课堂讨论、辩论、演讲、小组演示文稿展示、小型竞赛等情况；第三，评价学生课后完成课后练习、总结、小论文等情况。课程团队通过采用过程性评价和结果性评价相结合的方式，调动学生学习的积极性和主动性，为学生形成良好的学习习惯奠定基础。

在教学活动中，课程团队鼓励学生开展自评和互评，充分发挥学生的主体作用，激发学生的自主性。学生自评和互评完成以后，课程团队及时对评价过程进行总结，包括评价的内容及评价中产生的问题，使学生查缺补漏，明确自己努力的方向，也为以后开展自评积累经验。同时，课程团队开通多种师生沟通渠道，在平台上设立讨论区，建立课程QQ群，使师生交流的时间和空间更加灵活。

此外，课程团队持续营造鼓励探索、自主创新的学习氛围，如引导学生参加教师的科研课题和学科竞赛，为学生开展科学研究和参与竞赛搭建平台，调动学生的学习积极性。同时，课程团队为学生提供个性化的指导，引领学生充分认识专业成长与未来发展的关系，以实现全方位育人。

五、结语

在运用翻转课堂的同时，课程团队坚持“以学生发展为中心、成果导向、持续改进”的教学理念，构建了具有开放性、共享性、交互性的课程管理信息系统，将课程思政全面覆盖教学全过程，真正实现了“课前线上学知识、课中互动练方法、课后拓展提素养”的教学目标。课程团队还在授课过程中结合应用物理学专业育人要求和电磁学课程的特点，深入挖掘思政教育元素，将其与专业知识深度融合并案例化、趣味化、个性化，实现价值引领、知识传授与能力培养的有机统一。同时，课程团队采用多元的教学方法，如质疑激趣、自主探究、小组协作等开展课程思政，并结合虚拟仿真实验提高学生的实践能力、创新能力。

尽管电磁学课程在教学改革中已取得了一定的成果，但关于课程思政的思考和探索依然还需加强。随着教学改革的不断深入，为满足课程人才培养质量提高要求，课程团队将持续进行课程建设，紧密结合物理学科发展前沿，建设数字化教学资源，将课堂知识教学、虚拟仿真实践、科学问题研究内容有序化，优化课程在各个环节的组织；继续改革课堂知识传授的教学模式，优化线上虚拟仿真实验项目内容，深化线下科学问题研究；建设及时、高效的线上教学效果反馈系统，合理设置考核要素，建立过程可回溯的多元化考核方式，提高学生的学习效率。

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基金项目：河南省课程思政样板课程资助项目，项目编号：教高〔2022〕400号；河南工业大学理学院本科教学研究类项目“聚焦课程思政，推动教学改革——线上线下混合式《电磁学》课程思政的探索与实践”，项目编号：LXYJY202201。

（作者单位：河南工业大学理学院）