【申請書】構(gòu)建從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的工科物理教學(xué)新模式

教學(xué)成果獎申請書2014年國家級高等教育教學(xué)成果獎（二等獎）成果名稱：構(gòu)建從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的工科物理教學(xué)新模式口L成果簡介及主要解決的教學(xué)問題（不超過1000字）物理學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，物理課程對于人才培養(yǎng)具有不可替代的作用。工科物理課程包括大學(xué)物理和物理實驗兩門課，是量大面廣的必修基礎(chǔ)課。大學(xué)新生入學(xué)后，需要在培養(yǎng)自標(biāo)、學(xué)習(xí)方法和思維習(xí)慣等方面進行調(diào)整和轉(zhuǎn)型，作為本科生最先接觸的科學(xué)課程，工科物理起著至關(guān)重要的引導(dǎo)作用。（1）主要解決的教學(xué)問題長期應(yīng)試教育使學(xué)生養(yǎng)成了“要我學(xué)我就學(xué)”、“要我做我才做""的被動學(xué)習(xí)習(xí)慣。而以往的工科物理教學(xué)，沒有充分考慮學(xué)生基礎(chǔ)和能力的差異、興趣和關(guān)注點的不同，所以有的學(xué)生“吃不飽”，有的學(xué)生“吃不了”，繼續(xù)為應(yīng)付考試而被動學(xué)習(xí)。前一階段我們的工科物理教學(xué)改革，主要在教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)團隊與實驗室建設(shè)等方面做了大量工作，并取得較好的成績（包括2005年“開拓創(chuàng)新，建設(shè)一流物理演示與探索實驗室”獲得國家教學(xué)成果特等獎）。但相關(guān)研究表明（見我們的《Science》論文）：改變學(xué)生被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)、提高能力，還需要在教學(xué)模式上進一步改革。如何進行教學(xué)模式改革，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，正是本成果研究與解決的主要問題。（2）成果內(nèi)容簡介本成果以學(xué)生為中心r充分考慮大學(xué)新生調(diào)整轉(zhuǎn)型期的特點和差異性需求，根據(jù)認(rèn)知規(guī)律對課程進行系統(tǒng)設(shè)計。通過課內(nèi)開發(fā)和利用多種教學(xué)資源、課外提供多樣自主學(xué)習(xí)平臺、改變考核方式等，幫助學(xué)生解決“被動學(xué)、不會學(xué)、學(xué)不好”"的問題，形成促使學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)化的教學(xué)新模式，使普通學(xué)生強基礎(chǔ)，優(yōu)秀學(xué)生上水平。①改變整齊劃一的課堂教學(xué)模式,實行開放式選課和階梯式教學(xué)，給學(xué)生更大的選擇空間，適應(yīng)學(xué)生差異性需求。②將國際先進的課堂互動技術(shù)引入大學(xué)物理教學(xué)，研制隨堂演示系列實驗、建設(shè)視頰插播庫和互動題庫、對大學(xué)物理進行“一體化”課程設(shè)計，開發(fā)新的物理實驗、建設(shè)實驗教學(xué)題庫和導(dǎo)學(xué)系統(tǒng),全方位支持課堂教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。③編寫《進階式探究物理》學(xué)生用書、設(shè)立自主開放實驗室、開展學(xué)生創(chuàng)新實踐活動和各級各類物理競賽等，引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí)和探索實現(xiàn)他們"想多學(xué)、能學(xué)好”的愿望。④實施多元化考核方式，將學(xué)生個性化學(xué)習(xí)成果納入課程考核，強化過程評價，弱化應(yīng)試教育弊端。⑤借鑒國際物理教育研究理論開展實證研究，為進一步深入教學(xué)改革提供可靠依據(jù)。其中關(guān)于知識和能力相關(guān)性的研究論文發(fā)表在《Science》上（并被《Nature》轉(zhuǎn)載）。⑥采取多種措施,提升教師的教學(xué)能力，有效支撐教學(xué)改革。.成果解決教學(xué)問題的方法（不超過1000字）（1）適應(yīng)學(xué)生差異性需求，創(chuàng)造有利于學(xué)生“主動學(xué)”的條件①大學(xué)物理課設(shè)置工科、偏管理、基礎(chǔ)強化等課程類型，以及雙語、全英文的授課方式:任課教師在滿足教學(xué)基本要求前提下，可以體現(xiàn)各自的教學(xué)特色，學(xué)生可在試聽基礎(chǔ)上自由選擇任課教師。②大學(xué)物理實驗課提供3倍以上應(yīng)做實驗項目數(shù)，每個實驗內(nèi)容又設(shè)計成由易到難二至四級階梯。學(xué)生可根據(jù)自身的興趣、特點和能力加以選擇。（2）開發(fā)多祥課內(nèi)教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生“會學(xué)習(xí)”①把先進的課堂互動技術(shù)引入大學(xué)物理教學(xué)，建成10個專用教室:開發(fā)符合我國學(xué)生特點的互動題庫(千余題)，形成人人參與，師生互動的課堂教學(xué)新局面。②新開發(fā)64項隨堂演示實驗，精選200多段、錄制100多段視頻插播片，結(jié)合互動題庫和自編的國家級“十二五”規(guī)劃新教材，設(shè)計成大學(xué)物理“一體化”課件，調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。③自主研制新物理實驗16項，開發(fā)實驗教學(xué)題庫(課前預(yù)習(xí)、課中操作、課后思考題700余道)和導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)(46個實驗項目)；新開發(fā)的演示實驗導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)二期，資源量是一期的2倍；為學(xué)生個性化自主學(xué)習(xí)提供了更加豐富的資源。(3)建設(shè)多種課外學(xué)習(xí)平臺，支持學(xué)生“能學(xué)好”①運用認(rèn)知沖突理論和腳手架原理編寫《進階式探究物理》學(xué)生用書，引導(dǎo)學(xué)生漸進式學(xué)習(xí)。②設(shè)立自主開放物理實驗室，配備多種儀器,安排教師指導(dǎo)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索搭建平臺。③鼓勵并組織學(xué)生參加各級各類物理競賽;如全國和某市物理實驗競賽、全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽、全國部分地區(qū)大學(xué)物理競賽以及挑戰(zhàn)杯賽等。通過組團、立項、參賽，深入開展學(xué)生創(chuàng)新實踐活動，為學(xué)生提供展示能力的更大舞臺。(4)將學(xué)生個性化學(xué)習(xí)效栗納入課程考核，全面評價學(xué)習(xí)成績①大學(xué)物理課將課堂互動、演示實驗、課程論文、物理競賽以及教師的特色教學(xué)要求等，以不小于50%的比例計入總評成績。②物理實驗課將實驗項目按階梯式教學(xué)安排進行逐級考核，學(xué)生完成附加實驗項目、科技制作獲獎、物理實驗競賽獲獎等均可獲得加分。(5)借鑒國際物理教育研究理論,采用科學(xué)評測工具，開展實證研究。對各種教學(xué)改革措施的認(rèn)可度、教學(xué)效果等進行了定性與定量研究，為進一步深入教學(xué)改革提供可靠依據(jù)。(6)依托學(xué)校設(shè)立的物理學(xué)科下的物理教育博士點，聘請國際物理教育專家為博導(dǎo)，開展教育研究。通過國際、國內(nèi)交流合作、學(xué)習(xí)國際先進教育理念和方法、為青年教師配備導(dǎo)師、設(shè)立教研項目、開展教學(xué)亮點交流、微課程研討等多種方式提升教師教學(xué)能力，有效支撐教學(xué)模式改革。.成果的創(chuàng)新點(不超過800字)(1)構(gòu)建了從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的工科物理教學(xué)新模式實行開放式選課和階梯式教學(xué)，滿足學(xué)生差異性的需求，創(chuàng)造有利于學(xué)生“主動學(xué)”的條件:開發(fā)多樣課內(nèi)教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生“會學(xué)習(xí)”：建設(shè)多種課外學(xué)習(xí)平臺，支持學(xué)生"“能學(xué)好”；將學(xué)生個性化學(xué)習(xí)效果納入課程考核，全面評價學(xué)習(xí)成績，弱化應(yīng)試教育弊端。形成了“普通學(xué)生強基礎(chǔ),優(yōu)秀學(xué)生上水平”的育人環(huán)境。(2)研究、開發(fā)了支撐教學(xué)新模式的系列物理教學(xué)資源平臺根據(jù)我國學(xué)生的認(rèn)知特點開發(fā)互動題庫，并建立專用教室供大面積使用：編寫《進階式探索物理》學(xué)生用書；隨堂演示系列實驗開發(fā)和大學(xué)物理一體化課程設(shè)計，在國內(nèi)均屬首創(chuàng)。(3)對教學(xué)新模式的效果進行實證研究借鑒國際物理教育研究理論，采用科學(xué)評測工具，開展物理教育實證研究，對把我國的物理教學(xué)改革工作從經(jīng)驗總結(jié)走向科學(xué)研究做了有益的探索。4.成果的推廣應(yīng)用效果(不超過1000字)⑴課堂互動技術(shù)與互動題庫：2008年在10個教室裝備了課堂互動系統(tǒng);開發(fā)千余題的互動題庫；形成人人參與，師生互動的課堂教學(xué)新局面已有9所高校前來交流并采納試用。⑵大學(xué)物理“一體化”課程設(shè)計:將新開發(fā)的隨堂演示實驗64項,課堂視頻插播300多段、千余道互動題庫，與自編的國家級“十二五”規(guī)劃新教材集成，設(shè)計成大學(xué)物理“一體化”課件，用于教學(xué)，全校本科生受益。(3)新物理實驗、教學(xué)題庫及導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)：自主研制新實驗16項，教學(xué)題庫700余題，在線導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)含46個實驗項目，導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)上線四年來，瀏覽量愈10萬人次，2011年獲教育部“高等教育信息化應(yīng)用創(chuàng)新獎"。(4)《進階式探究物理》與課外自主開放物理實驗室：《進階式探究物理》學(xué)生用書，引導(dǎo)學(xué)生漸進式學(xué)習(xí)，大面積學(xué)生受益并被其他高校試用。課外自主開放實驗室每年吸引學(xué)生2000人次以上，有效挖掘了學(xué)生的潛能。(5)學(xué)生創(chuàng)新實踐活動與物理競賽:五年來，每年近百名學(xué)生參加物理創(chuàng)新實踐活動：獲國家級大學(xué)生創(chuàng)新實驗立項15項，某市級26項：申請專利和軟件著作權(quán)19項：16名學(xué)生因科技特長被推薦為免試研究生:獲物理實驗競賽國家級一等獎1項、三等獎2項，某市級一等獎13項、二等獎14項;全國部分地區(qū)大學(xué)物理競賽特等獎1人，一等獎18人，二等獎69人，三等獎173人:工科學(xué)生參加兩屆大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽，均獲二等獎。(6)多元化考核方式：該考核方式已連續(xù)實行了5年，實證研究表明，該方式體現(xiàn)了個性化發(fā)展成效，弱化了應(yīng)試教育弊端，最受學(xué)生歡迎。(7)實證研究：定性研究表明，最受歡迎的教學(xué)策略依次為：多元化考核評價方式、隨堂演示實驗、課堂互動：平行班比對定量結(jié)果:應(yīng)用新的教學(xué)模式，學(xué)習(xí)效果提高了12-14%。(8)教學(xué)交流與示范輻射:2008年組團去相關(guān)大學(xué)等訪問交流：多次邀請國內(nèi)外著名教授來校做教學(xué)交流報告及示范講課。近三年，連續(xù)主辦某市高校物理實驗教學(xué)與實驗室建設(shè)研討會，每次吸引30余所在京高校參與；2008年舉辦國際物理與科學(xué)教育研討會，近百人參會:五年來，