“模塊化”教學(xué)法在《原子核物理學(xué)》課程中的探究與應(yīng)用

1、“模塊化”教學(xué)法在原子核物理學(xué)課程中的探究與應(yīng)用“模塊化教學(xué)法在原子核物理學(xué)課程中的探究與應(yīng)用9324202118-0215-02 前言國家中長期教育改革和進(jìn)展規(guī)劃綱要2021-2021年1中提出，到2021年，基本實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化，基本形成學(xué)習(xí)型社會(huì)，進(jìn)入人力資源強(qiáng)國行列的戰(zhàn)略目標(biāo)。原子核物理學(xué)是全部涉核專業(yè)的一門本科專業(yè)核心課程2。蘭州大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院開設(shè)有原子核物理、核工程與核技術(shù)、輻射防護(hù)與核安全、放射化學(xué)和核化工與核燃料工程五個(gè)本科專業(yè)，均在第六學(xué)期設(shè)置了原子核物理學(xué)課程。模塊化教學(xué)是一種新的教學(xué)方法3，它主要針對(duì)講授內(nèi)容特點(diǎn)，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，把完好系統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容劃分為若干互相關(guān)

2、聯(lián)又相對(duì)獨(dú)立模塊進(jìn)行教學(xué)的過程。作為該課程的一線教師，如何貫徹落實(shí)“以本為本的教學(xué)理念4，提高本科生課堂教學(xué)質(zhì)量是必需參加并思索的。為此，我們重新審視并確立了原子核物理學(xué)課程改革目標(biāo)和方向，構(gòu)建教學(xué)模塊，探究將“模塊化教學(xué)法應(yīng)用到原子核物理學(xué)的課堂教學(xué)中。一、原子核物理學(xué)課程簡介及課程模塊的構(gòu)建原子核物理學(xué)是從事核物理試驗(yàn)與理論討論、核工程設(shè)計(jì)與治理、核技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)等專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生把握有關(guān)核物理的基本概念、基本思想、基礎(chǔ)理論、主要結(jié)論、重要應(yīng)用等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他相關(guān)課程打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)要求學(xué)生了解核物理學(xué)科的最新進(jìn)展和討論前沿。蘭州大學(xué)原子核物理學(xué)

3、本科生教學(xué)多年來主要接受盧希庭主編，原子能出版社出版的原子核物理教材。依據(jù)學(xué)時(shí)支配，課程講授內(nèi)容主要包括：原子核物理進(jìn)展史2學(xué)時(shí)，原子核的基本性質(zhì)4學(xué)時(shí)，放射性和核的穩(wěn)定性8學(xué)時(shí)，核力2學(xué)時(shí)，衰變4學(xué)時(shí)，衰變10學(xué)時(shí)，躍遷10學(xué)時(shí)，原子核結(jié)構(gòu)模型10學(xué)時(shí)，原子核反應(yīng)16學(xué)時(shí)，專題報(bào)告6學(xué)時(shí)，共計(jì)72學(xué)時(shí)。從學(xué)時(shí)安排上，我們很簡單看出，原子核的基本性質(zhì)、放射性、三大衰變、原子核結(jié)構(gòu)和原子核反應(yīng)占了近90%。因此，在學(xué)問內(nèi)容方面，將講授內(nèi)容對(duì)應(yīng)分為幾大模塊分別對(duì)待。教師在授課的時(shí)候，統(tǒng)籌規(guī)劃，不需要完全根據(jù)課本章節(jié)內(nèi)容順序進(jìn)行備課;依據(jù)上述模塊分類，每位教師結(jié)合自身討論特長有重點(diǎn)的對(duì)待，把部分內(nèi)容

4、以專題報(bào)告形式呈現(xiàn)給學(xué)生，也同時(shí)讓學(xué)生熟識(shí)討論報(bào)告的格式和內(nèi)容分布。調(diào)整授課內(nèi)容和順序的過程就是一個(gè)構(gòu)建模塊化的過程，原子核物理學(xué)課程的模塊化可以以學(xué)問點(diǎn)為線、以核應(yīng)用為軸，把課程分為幾個(gè)大的模塊：1核的基本性質(zhì)、核力、核結(jié)構(gòu)等內(nèi)容可以構(gòu)建模塊一，稱為原子核基本學(xué)問模塊，在這一模塊中，對(duì)教師要求較少，只需對(duì)學(xué)生提出任務(wù)，讓學(xué)生自己搜尋相關(guān)的學(xué)問，構(gòu)成1-3篇報(bào)告專題;2模塊二即核衰變模塊，每一種衰變類型機(jī)理相類比，教師去講解很難有創(chuàng)新之作，完全可以讓學(xué)生根據(jù)肯定的模式去認(rèn)識(shí)，也就是教師提出，發(fā)覺背景、理論解釋、試驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、怎樣取得進(jìn)展、進(jìn)展應(yīng)用在哪些方面和存在的問題等，學(xué)生很簡單理解把握;3

5、模塊三涉及原子核反應(yīng)問題，如何認(rèn)識(shí)核反應(yīng)，特殊是人工核反應(yīng)，討論內(nèi)容包括原子核反應(yīng)定義、實(shí)現(xiàn)條件、反應(yīng)機(jī)理、實(shí)際應(yīng)用結(jié)果等，稱為核反應(yīng)模塊;4模塊四為原子核物理的學(xué)科進(jìn)展、分支、核能及核技術(shù)應(yīng)用等方面，構(gòu)成核應(yīng)用模塊。二、教師、學(xué)生專題報(bào)告模塊化的構(gòu)思和實(shí)施原子核物理基礎(chǔ)討論主要有兩個(gè)方面：一是通過試驗(yàn)觀看和模擬講解核現(xiàn)象本科生層次，討論原子核的性質(zhì)和互相作用，特殊是原子核內(nèi)核子間的微觀互相作用。二是原子核多體系運(yùn)動(dòng)的討論討論生層次，可以讓本科生，特殊是馬上讀研的學(xué)生參加進(jìn)來。在以往討論的基礎(chǔ)上，繼續(xù)商量高自旋態(tài)、高激發(fā)態(tài)、原子核反應(yīng)模型等特殊運(yùn)動(dòng)形態(tài)的討論，加強(qiáng)基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的試驗(yàn)學(xué)問，認(rèn)識(shí)

6、多體波函數(shù)描述的信息，進(jìn)而討論原子核結(jié)構(gòu)問題等。這種基礎(chǔ)性討論為專題報(bào)告模塊化開展提供了豐富的資料來源。對(duì)任課教師體出更高要求，要求在支配課程前已經(jīng)把握全局，從而做到以下兩個(gè)方面：1任課教師適時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容順序，對(duì)原子核物理中的重要物理思想和代表性試驗(yàn)整理出報(bào)告方向，以課堂講授教師和學(xué)術(shù)報(bào)告教師、學(xué)生，加深學(xué)生對(duì)學(xué)問的理解，充分表達(dá)學(xué)生的課堂主體地位;2教師預(yù)留課題和學(xué)生自主選題相結(jié)合的方式，確保每個(gè)學(xué)生每一學(xué)期至少公開做一次專題報(bào)告，提前參加科研報(bào)告的預(yù)備與鍛煉。較好地促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。根據(jù)課程基礎(chǔ)性討論的內(nèi)容可以將專題報(bào)告模塊細(xì)分為下面幾個(gè)小模塊：1歷史進(jìn)展模塊，由教師講授以及學(xué)生

7、調(diào)研共同完成，圍繞原子核物理學(xué)相關(guān)重大發(fā)覺的歷史回憶，包括核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展史對(duì)人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的影響，核武器進(jìn)展史，包含了討論前沿領(lǐng)域等方面的學(xué)術(shù)報(bào)告。2概念和試驗(yàn)?zāi)K，包括那些具有里程碑式的物理思想和試驗(yàn)等，例如，中微子、介子、波函數(shù)概念，宇稱是否守恒，三種衰變和人工可控的核反應(yīng)試驗(yàn)等，讓學(xué)生不局限于教材，開拓思維。3分析技術(shù)模塊，包括原子層次的分析技術(shù)原理與應(yīng)用。4學(xué)科進(jìn)展前沿討論模塊，這一部分內(nèi)容許多，像超重核的討論進(jìn)展過程、中微子振蕩試驗(yàn)、大科學(xué)裝置的建設(shè)和意義等，任何一個(gè)概念都可以深入討論，都有其認(rèn)識(shí)和進(jìn)展的過程。5課程規(guī)劃模塊，在這一模塊內(nèi)，邀請校外專家、學(xué)院其他任課教師和學(xué)生都可以發(fā)

8、表自己的見解，有選擇地開展。圍繞學(xué)生職業(yè)規(guī)劃設(shè)想、課程的應(yīng)用型討論、世界核電與中國核電進(jìn)呈現(xiàn)狀與前景、原子核物理學(xué)的人才培育方向、如何進(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告和認(rèn)識(shí)核武世界、怎樣理解核武世界的“雙刃性等方向開展該模塊的實(shí)施。6核技術(shù)應(yīng)用及交叉模塊，也即交叉學(xué)科，在這一模塊設(shè)置中，我們根據(jù)核技術(shù)應(yīng)用展開，內(nèi)容涵蓋了以下幾個(gè)方面：核能的開發(fā)服務(wù)、同位素的應(yīng)用技術(shù)、射線輻照在生物技術(shù)方面的應(yīng)用、中子束在醫(yī)學(xué)中的探傷應(yīng)用、高能離子束在外表分析方面的應(yīng)用等。7大學(xué)生在研“創(chuàng)新項(xiàng)目模塊，為表達(dá)高校應(yīng)用型層面，學(xué)校資助，由感興趣的學(xué)生自發(fā)組織開展實(shí)施，圍繞原子核物理學(xué)的相關(guān)學(xué)問開展的一些項(xiàng)目模塊。 三、“模塊化討論型教

9、學(xué)方法的探究及應(yīng)用從2021年至今，我們在多個(gè)學(xué)期開展了課程內(nèi)容模塊化，教師、學(xué)生專題報(bào)告模塊化相結(jié)合的課堂教學(xué)方法改革。實(shí)施過程中，本著與學(xué)生興趣相近、與畢業(yè)論文設(shè)計(jì)相近、與討論生階段保研討論方向相近、與就業(yè)工作性質(zhì)相近等原則，每學(xué)期每生至少進(jìn)行一次專題報(bào)告。教師和學(xué)生專題報(bào)告涉及到以上的各個(gè)模塊，涵蓋原子核物理學(xué)各個(gè)分支。為了了解學(xué)生對(duì)專題報(bào)告討論型教學(xué)模式的評(píng)價(jià)與反饋，我們每年還特地設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，在第七學(xué)期對(duì)我院學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)覺教學(xué)方式中意度、報(bào)告投入與收獲中意度都能到達(dá)90%以上。四、總結(jié)本教學(xué)方法的改革和探究結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，通過轉(zhuǎn)變以“學(xué)問點(diǎn)講授、以單一教材為依托的傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式，依據(jù)學(xué)院師資力量將教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化重組，構(gòu)建原子核物理學(xué)教學(xué)內(nèi)容模塊，開展“模塊化教學(xué)方法探究，實(shí)行課程內(nèi)容的模塊化和教師講授、專題報(bào)告討論型教學(xué)模塊化二者有機(jī)統(tǒng)一結(jié)合的形式，最