现代职业教育杂志社 > 论文中心 >

应用型人才培养模式下基于OBE理念的量子力学教学设计与实践

2022-03-25  |  点击:  |  栏目:论文中心

本文作者:张成园 丁勇 王军平 李永庆 发表期数:现代职业教育 2022年10期 本文字数:2566

  [摘           要]  以应用型人才培养为目标导向,针对量子力学课程中教法、学法及评价机制等存在的问题,基于OBE教育理念为指导,借助“雨课堂”和“学堂云”等一体化平台,对量子力学课程进行教学改革,将过程评价与结果评价相融合,探索和实践多途径的人才培养模式。
  [关    键   词]  OBE理念;量子力学;教学改革
  [中图分类号]  G642                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603(2022)10-0043-03
  随着现代科技和社会的发展进步,新兴产业不断涌现并蓬勃发展,社会对人才的专业基础和创新意识的需求变得越来越多元化,量子力学作为现代物理学的基础理论之一[1,2],其在原子能技术、航天航空技术、电子技术等方面得到广泛应用,并逐步渗透到各个科学领域,例如生物学、材料科学、信息科学和计算机等,交叉学科的应运而生,推动了交叉领域的重大进展。科学技术的不断进步,对人才的专业基础和创新意识提出了新的要求。随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《中国教育现代化2035》等教育信息化改革文件的推广,在教育体系中,信息资源和技术成为实现教育改革的关键因素。“互联网+”、大数据、新一代人工智能等教育手段和資源已经广泛应用于教育教学,引领着教育理念和教育模式的重新构建。与此同时,自OBE教育理念[3](Outcome-based Education,成果导向教育)提出后,我国高等教育教学和工程教育的改革备受影响,取得了丰硕成果,尤其是在为国家培养需求人才的教育方面,实现了重大突破。作为应用型本科院校,在推动课程信息化建设的同时,确定了“以学生为中心”和以“产出为导向”的课程建设理念。
  经过三年的教学实践,教学团队已初步完善了量子力学课程体系建设,体现出了OBE教育理念在教学改革中的优势,加强了学生的学习能力和实践能力,有效提高了应用型人才的培养质量。
  一、教学手段和方法
  在OBE教育理念作为量子力学教学体系的指导思想下,以培养应用型人才为目标,在教学过程中,教学团队主要采用的教学手段和方法如下。
  (一)以产出为导向,,运用多媒体和网络技术,加强可视化教学
  量子力学理论性强,物理概念抽象,理解起来难度较大。为有效解决此问题,在教学实践中,教学团队调整了部分内容的授课方式,加强了可视化教学比例,借助于Matlab、Maple和Mathematic等软件强大的数值计算及绘图能力,使抽象的理论通过绘图等方式形象化[4],加深学生对量子力学知识点的理解和掌握。例如讲解氢原子问题,应用Matlab进行数值求解其能量本征值和波函数,并将概率密度进行可视化。
  (二)融合线上教学和线下教学优势,开展混合式教学
  通过“学堂云”“超星”等教学平台,将部分难度适中的内容设置为线上自主学习,安排线上讨论、线上练习以及针对线上学习内容的线下课堂分组讨论,以便于教师充分掌握学生学习情况,保证学生线上学习的质量。线下授课部分,借鉴对分课堂模式,引入分组讨论,调动学生的学习积极性。把讨论和讲授的时间错开约一周,让学生在这期间充分消化吸收线上课程资源。通过网络对学生进行教学,既可以打破传统教学带来的局限性,又可以提高学生的学习效率。在上课的过程中学生不仅可以学习文化知识,同时也能掌握一些计算机知识,现实中的老师跟学生在网络中互相交流,减少了传统教学老师在课堂中的监管行为,给学生营造自由、轻松、愉快的学习氛围,有利于提高学生的学习成绩。
  (三)设计反映量子科技发展新成果的科学研究题目
  结合本科生的学习特点,遵循量子力学的教学规律,努力吸收近年来在教育思想、教学内容、课程体系以及教学方法等方面已经取得的新成果,综合力、热、光、电和原子等本科课程,在不断完善量子力学授课内容的基础上,紧密结合当前量子力学学科发展前沿,在教学过程中融入思想政治元素。不断设计和持续更新反映目前量子物理相关学科科学技术发展新成果的科学研究项目。
  (四)全面实行导师制,构建校企联合培养模式
  基于学校组织的创新创业训练计划项目和国家或辽宁省组织的物理学术竞赛,教学团队开设面向竞赛和项目的相关辅助性实践课程。在学校和企业导师的联合指导下,以培养学生的综合素质和创新创业能力为目的,让学生个人或团队自主完成研究项目设计、项目实施和撰写研究报告等工作。
  (五)开展专业创新实验,建设虚拟仿真教学中心
  为更好地与专业教育融合,教学团队在教学中应用创新类实验[5],学生依托省级“物理综合虚拟仿真实验教学中心”教学平台,以及拥有自主知识产权的“斯特恩-盖拉赫虚拟仿真实验中心”,大力推进把“问题导向”融入量子力学课程教学和实验实践教学,深化教学的内涵建设,突出综合性、设计性、创新性和研究性项目的设计和训练。同时加强了校内外实践基地建设,以量子力学教学内容作为主体,积极引导学生参加学科竞赛、课外科技创新活动和创业实践,通过查阅资料、熟悉硬件、编写程序等环节,完成设计内容,提高学生的实践能力,增强学生的创新精神。
  (六)完善考核方式和评价体系
  教学的考核评价是教学的重要环节,它能起到导向的作用。基于OBE成果产出教育理念[6],减少对学习方式、学习时间等的关注,注重学习成果。根据教学目标设立相应的考核内容,将过程评价由原来的20%提高到30%[7],其中包括出勤、课后作业、线上学习、分组情况讨论和创新实验设计等科研任务式考核方式,有效改进了教学不足的问题。

相关文章:
  • 1 小学班主任如何构建班级良好的道德风尚
  • 2 小学班主任管理过程中与学生和谐关系的构建
  • 3 基于“互联网+”视角的小学数学作业优化途径
  • 4 “双减”背景下小学数学作业分层设计策略
  • 5 “双减”背景下小学英语课后作业的质变
  • 6 “双减”政策下小学英语作业布置的探索实践
  • 7 基于“双减”背景的小学语文作业多元化设计研究
  • 8 “双减”政策下中段语文作业设计研究
  • 9 探讨“双减”背景下如何优化小学语文作业设计
  • 10 浅析“双减”背景下以小学语文作业促教学效能提升策略
  • 现代职业教育杂志论文在线投稿
    刊物简介
      现代职业教育
    • CN :14-1381/G4
    • ISSN:2096-0603
    • 邮发代号:22-382
    • 邮箱投稿:xdzyjy@163.com

    • 国家新闻出版总署收录
    • 中国知网、万方数据—数字化期刊群
    • 龙源期刊网、维普数据库全文收录。
    期刊目录
    杂志动态
    最近更新