以红外物理课程为例的“金课”打造途径探究_宦克为.pdf

University Education收稿时间 2021-04-23基金项目 吉林省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“特色高水平专业建设背景下的 红外物理 金课打造途径探究”（ZD20004）；吉林省高等教育学会科研课题“国家级一流本科专业建设背景下 红外物理 线上线下混合式一流课程建设研究”（JGJX2021D77）；吉林省高等教育学会科研课题“基于应用型人才培养的红外光学系统课程建设研究”（JGJX2021D110）；吉林省高等教育学会科研课题“翻转课堂环境下高校专业概论课程的线上教学模式研究”（JGJX2020D78）；吉林省教育科学“十二五”规划课题项目“大学生创业资源获取服务模式研究”（GH150132）；吉林省高等教育教学改革研究课题项目“新工科人才的创新创业资源获取能力培养方法研究与实践”（JLM5964120190719131252）；吉林省高教科研课题项目“以学科特色创业资源获取为导向构建新工科大学生创新创业能力培养机制研究”（JGJX2020D67）；长春理工大学教育科学规划课题“创新教育体制下理工院校本科科研能力培养研究”（20191127084758）。作者简介 宦克为（1982），男，吉林人，博士研究生，长春理工大学副教授，研究方向：红外技术与系统。2022年11月November，2022University Education摘要 一流本科课程建设是提高大学课堂教学质量、促进国家一流本科专业建设及本科教育发展的必然趋势。文章以红外物理课程为例，从课程建设的发展历程、课程建设的主要内容、课程建设的实施步骤以及课程建设的具体实例等方面进行“金课”建设途径探究，以期为国家一流本科课程建设以及一流本科专业建设提供参考依据。关键词 红外物理；金课；途径探究中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 2095-3437（2022）11-0077-032018年，教育部相继出台了 关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见 和 关于狠抓新时代全国高等教育本科教育工作会议精神落实的通知，明确指出各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”、打造“金课”，合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量。因此，探索以学生为中心的“金课”打造途径成为提高大学课堂教学质量、促进特色高水平专业建设及本科教育发展的必然趋势1-2。一、红外物理课程的基本情况及特点红外物理是长春理工大学（以下简称“我校”）电子科学与技术专业的主干专业课程，该课程于1991年被评为吉林省优秀课程，2005 年被评为吉林省精品课程，2006年被评为国家精品课程，2013年被评为国家资源共享课程，2017年被评为吉林省在线开放课程，具有齐全的基本资源（包括授课录像、电子课件、课后习题等）和拓展资源（包括案例库、专家讲座库、实验演示库、前沿红外技术库等），到2021年已经在“爱课程”网站上线8年。课程组每年都对课程资源进行更新，截至2021年3月，课程组更新资源数为404，资源基数为913，更新率为44，现有在线学习总人数3995人。红外物理课程具有地方院校培养军地两用人才的鲜明特色，适应当前国内外光电子技术产业发展的社会人才需求，始终保持地方院校为国防建设培养人才的特色。课程根据不同时期需求调整教学内容，强调思政教育与专业教育的有机结合，发挥红外物理课程在整个专业课程体系中的基础和引领作用，为专业课程的教学奠定坚实的专业理论基础。红外物理课程坚持以学生为中心进行教学设计，强调课程知识体系在拓宽专业领域和就业方面的作用，体现培养军地两用人才的设计思想。二、线上线下混合式教学模式线上线下混合式教学是将在线教学和传统教学优势结合起来的一种“线上+线下”的教学模式，通过两种教学组织形式的有机结合，引导学生进行深度学习。其目的是通过优质的线上教学资源结合深度的线下课堂教学，有效提升课程的高阶性、创新性和挑战度。在 教育部关于一流本科课程建设的实施意见 的“国家级一流本科课程推荐认定办法”中，对线上线下混合式一流本科课程的要求是安排20%50%的教学时间实施学生线上自主学习，与线下面授有机结合开展翻转课堂、混合式教学。现阶段，对“20%50%”的学生线上自主学习的理解主要有两种：一种是“切蛋糕型”教学模式，另一种是“补足型”教学模式。“切蛋糕型”教学模式是指分配一定比例的课程学时用于线上学习，其余学时用于线下学习。“补足型”教学模式是指在现有的线下课程学时基础上，匹配20%50%的学生线上自主学习学时。例如，32学时的课程，可安排16学时的学生线上自主学习，这16学时可以和线下32学时有交叉，也可以是额外增加的16学时，即自主学习为课外学习，不占用课堂学时。这种“补足型”教学模式是在原有学校教务处安排线下课程学时的基础上，按不同比例增加学生的总以红外物理课程为例的“金课”打造途径探究宦克为陈卫军韩雪艳岳丹母一宁长春理工大学理学院，吉林长春13002277学时（线上自主学习学时+线下课堂学时），其中，线下课堂教学主要采用传统课堂结合翻转课堂的形式完成学生的深度学习，从而达到线上线下混合式教学的目的。红外物理课程线上线下混合式教学主要采用“补足型”教学模式，利用红外物理课程的线上教学资源（包括基本资源、拓展资源等），结合线下翻转课堂，提升课程的“两性一度”，达到“金课”标准。三、红外物理“金课”建设的主要内容（一一）建设红外物理建设红外物理“金课金课”的高阶性的高阶性我校在红外物理课程建设过程中将思政教育与专业知识有机融合，培养学生的综合素质能力、高阶思维、创新能力，促进学生全面发展，帮助学生坚定理想信念，真正将知识、能力、素养有机融合。建立以实时新闻报道为主要内容的红外物理思政课堂公众号及以前沿红外技术介绍、红外物理科普视频等为主要内容的红外物理课程典型案例库，讲述红外技术对于国家科技发展的重要贡献，让学生明确世界观、人生观和价值观，激励学生主动学习，提升红外物理课程的高阶性。（二二）建设红外物理建设红外物理“金课金课”的创新性的创新性要与时俱进地更新红外物理课程教学内容，将红外技术在生活中的应用案例和社会发展中的新技术、新理念、新方法融入课程教学，不断挖掘课程的可创新元素，发展学生创新思维，培养学生创新能力。根据课程特点和授课需求，课程采用信息技术创新教学模式，提倡学生自主、协作、研究、创新，培养学生创新精神，提高实践能力。通过微信、雨课堂等平台解决传统课堂课前、课中、课后的主要问题；利用微信群开展主题班会、进行讨论和答疑；通过雨课堂，采集分析学生学习交流大数据，将每个学生的学习情况可视化，更好地实现针对性教学，通过学习痕迹与数据进行全面课程评价，进而持续改进教学方法，提升教学效果，突出红外物理课程的创新性。（三三）建设红外物理建设红外物理“金课金课”的挑战度的挑战度红外物理课程坚持需求导向、问题导向、目标导向，鼓励学生通过设计兴趣实验、参与科研等方式，把所学理论知识同实际应用结合在一起，做到学以致用，同时提高教师的个人能力和教学水平。开展线上线下深度融合的教学活动，主要包括生讲生评、生生问答、边讲边练、边做边评、研讨辩论、案例点评、项目探究以及科研教学等，让学生以小组为单位进行上述活动，通过“秀成果”“矛碰盾”“解疑惑”等翻转课堂形式，提高学生的交流、协作、探究、创新等能力，帮助学生深入理解课程重难点内容。同时，让学生参与典型红外系统设计、红外目标模拟仿真等科研课题的论证、设计、实验等，实现科研反哺教学，增加课程挑战度。（四四）建设红外物理建设红外物理“金课金课”的多阶段的多阶段、定权重个性化定权重个性化考核模式考核模式通过视频观看、课后拓展、章节习题、在线签到、访问次数、在线讨论、发帖次数、线上考试、主观作业、课堂互动、期末考试、科技成果等方式对学生进行考核，采用过程性与结果性相结合的学习评价方式检验学生的学习效果。四、红外物理“金课”建设的实施步骤红外物理课程采用四段式混合式教学设计模式3。（一一）课前导学课前导学课前提出导学任务，学生在课前通过对雨课堂线上平台发布的多样化学习资料进行初步了解后，明确自己的学习任务，然后通过平台交流，实现点对点的督学、导学与促学。（二二）课中教学课中教学有效利用线上课程的讲授视频及配套学习资源，结合国内外红外技术发展现状与发展趋势，辅以区块化、案例式的讲解，将基础理论研究与红外技术发展相结合，使学生能学以致用，激发学生对科学问题的关注。利用慕课、雨课堂等网络平台，采取生讲生评、案例点评、研讨辩论、项目探究、生生问答等方式开展线下线上深度融合的教学活动，提高学生的交流、协作、探究、创新等能力，解析课程的重点与难点。（三三）课后拓展及评价课后拓展及评价通过前沿红外技术介绍、红外目标模拟追踪案例等调动学生学习积极性；通过微信群开展主题班会、进行讨论和答疑；开设红外物理课程微信公众号，建立思政课堂；利用雨课堂采集分析学生学习交流大数据；邀请红外探测、红外光谱领域专家进行讲座交流。采用过程性与结果性相结合的学习评价考核方式，主要包括视频观看、课后拓展、章节习题、翻转课堂、实验成绩、期末考试等。（四四）教学反思教学反思教师要总结线上线下课程情况，了解学生对课程的接受度、满意度等，并进行教学反思。五、红外物理“金课”线上线下混合式教学改革实例（一一）红外物理课程体系安排红外物理课程体系安排根据军地两用人才培养的需要和现代社会人才的需求情况，课题组对课程知识模块顺序及对应的学时在不同的时期进行相应的调整。目前我校红外物理课程共计48学时，其中理论40学时，实验8学时。其课时分配如下：绪论占2学时，主要讲解红外技术的基本概念及国内外发展现状；第一章占12学时，主要讲解光度学与辐射度学基础理论；第二章占14学时，主要讲解热辐射的基本定律；第三章占6学时，主要讲解红外辐射源的组成、分类及其应用等；第四章占6学时，主要讲解红外辐射在大气传输中传输的一些理论及计算。另外，还配备了8学时的课内实验，主要是让学生能够实现理论联系实际，对所学内容进行深入理解。（二二）红外物理课程线上线下混合式教学设计红外物理课程线上线下混合式教学设计依据我校教务处的要求（首次混合式课程教学的线上课时比例不大于20%），课题组对红外物理课程进行了“线上线下混合式”教学设计，如图 1所示。“MOOC+SPOC”线上教学主要进行理论内容学习，学生需完成规定的网上测试任务，教师在课堂上进行主题内容的讲解78University Education与讨论。翻转课堂根据班级人数分为N组，每组58人，以组为单位进行任务安排，教师提前一周布置课堂研讨题目并要求每个组围绕规定的主题制作PPT，主要包括“秀成果、碰矛盾、解疑惑”三个主要部分。每个组随机选择一名学生作为主讲进行讲解，组内其他学生可以进行内容补充，然后组内学生进行“自评”打分，最后由教师进行点评与总结，并完成翻转过程中以及重点知识环节的答疑。每次翻转时都给学生发评分表，并按相应比例折成总分。“秀成果”主要是检查学生MOOC学习成果，学生需要在翻转课堂学习前利用SPOC完成相关视频的学习，并以Word文档的方式整理出学习笔记并制作成PPT，通过知识脉络图、思维导图、关键知识点的案例示意图等形式展示其对知识点的深入理解。在“秀成果”环节学生容易出现只学习书本基本知识的现象，未对所学知识进行拓展训练，因此，通常在“秀成果”环节中结合“找金子”和“亮功夫”环节来解决其对重点知识点的理解，要求学生除了展示对所学基本知识点的理解，还需深入强化对知识点的应用，以达到深度学习的目的。“矛碰盾”是指学生相互之间以质询答辩的形式进行交流，采取现场开放回答的形式，主要是检查学生思辨与应辩能力。“矛碰盾”环节学生容易出现互不提问的现象，主要原因在于部分学生未完成SPOC相关视频学习，导致在翻转组学生讲知识点的时候，个别学生不能够很好地理解所学内容，无法提出问题，使得在该环节学生的参与度不高。教师在此环节应该注意布置好导学任务，充分调动学生的学习积极性，实现课前的督学、导学、促学，避免上述情况发生。“解疑惑”主要是教师根据各个小组提出的问题，集中进行答疑，同时深入讲解本节课程的知识点和要点。此环节在所有小组任务完成后进行，是教师对于翻转组学生所讲知识点的深入补充，教师应理论联系实际，强化知识点训练，多举实例，将平时所主持的科研项目以及指导竞赛项目中遇到的实际问题，对应分解成相关知识点，这样有助于学生进一步消化理解。六、结束语大学的课程设计是以学生为中心的，学生的学习效果直接影响学校的人才培养质量，不同的课程设计及课程教学模式也会使学生的学习效果有所不同。高校的课程建设是高校专业建设的核心内容，是提升一流本科教育教学质量的根本，是实现高层次创新应用型人才培养的基本保障，一流课程建设在培养新时代大学生的创新能力方面起着举足轻重的作用4-5。红外物理课程将思政教育融入课堂教学中，充实课程内涵，提升课程高阶性；运用现代化手段，贯彻以学生为中心的现代信息技术与课程教学深度融合的教学理念，打造特色化教学资源，突出课程创新性；采用线上线下混合式教学设计，坚持以学生为中心和深度学习的原则，运用理论讲授、兴趣教学、案例教学、科研教学等多种手段构建课程体系，促进线上线下深度结合，增加课程挑战度；通过拓展多阶段、定权重的个性化考核模式，检验课程是否达到“金课”标准，并提出打造“金课”的有效途径。参考文献1 吴岩.建设中国“金课”J.中国大学教学，2018（12）：4-9.2 徐学绥，张勇.从“立德树人”谈新时代本科教育的“金课”建设 J.教育观察，2019（16）：40-41.3 薛山，江文辉，李变花.新工科浪潮下四段式混合教学金课建设探索与实践：以 食品安全与卫生学 为例 J.食品与发酵工业，2020（10）：303-308.4 常莉俊.自由选择：以学生为中心的一流大学课程建设J.黑龙江高教研究，2019（305）：149-151.5 黄煜镔，钟轶峰.翻转课堂教学模式中教师的重要性探讨 J.大学教育，2021（4）：29-31.责任编辑责任编辑：刘凤华刘凤华图1红外物理课程线上线下混合式教学设计图教务处安排学时：48学时（实验8学时），实验学时不计入课堂教学学生总学时理论50学时=MOOC+SPOC线上：10学时线上自学+线上互动+线上小测+线下课堂线下：40学时传统课堂30学时+翻转课堂10学时学生：分为N组，5次翻转课堂+15次传统课堂123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20次数教师：翻转课堂组织学生检查MOOC学习情况，进行传统课堂+翻转课堂任务布置，强化知识点深度理解，设计线上平台互动、小测等环节传统课堂传统课堂传统课堂传统课堂传统课堂翻转课堂传统课堂传统课堂传统课堂传统课堂翻转课堂传统课堂传统课堂传统课堂传统课堂翻转课堂传统课堂翻转课堂传统课堂翻转课堂79