大赛优秀案例分享丨姜晓宜团队：连接真实世界——大学物理教学创新与实践

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大赛

西浦全国大学教学创新大赛（简称“西浦大赛”，XJTLU National University Teaching Innovation Award）由西交利物浦大学主办，领导与教育前沿院（简称“西浦ILEAD”）承办，澳门同济慈善会北京办事处支持，旨在发现并奖励一批将“以学生为中心”作为教学理念的高等院校的老师，传播“以学生为中心”教学的创新举措。大赛通过帮助教师梳理个人教学创新思考、提供多重展示的机会，为教育创新者构建分享、交流、学习、成长、共创未来的平台，进而推动中国高等教育改革。2022年，中国高等教育学会将西浦全国大学教学创新大赛纳入全国普通高校教师教学发展指数的教学竞赛版块。

为了更好地支持和服务所有热爱教学创新的老师，西浦全国大学教学创新大赛组委会将逐一分享第八届西浦全国大学教学创新大赛获奖选手的教学创新案例，为教育创新者们带来更多交流、学习和成长的机会。

本期分享的是第八届西浦全国大学教学创新大赛年度教学创新一等奖获得者、来自大连交通大学姜晓宜团队的连接真实世界——大学物理教学创新与实践。

教学创新特色

教育的核心目标是对人的培养和塑造。姜晓宜团队试图以“连接、互动、体验”作为切入点，以“难上加难”的学习任务激发学生的学习兴趣，通过以“文图转换——选取模型——物理过程——物理意义——物理视角”五步法为核心的思维引导清单，让教学从现实中来、到现实中去，将具备了初步物理知识但尚未掌握科学方法、不具备科学思维的高中生培养成掌握科学的思维方法，具有发现问题、分析问题、解决问题的能力的大学生。

教学创新实践精彩展示

识别以下二维码，观看姜晓宜老师在第九届西浦全国大学教学创新大赛线上分享的精彩内容。

教学创新案例分享

课程简介

课程名称：《大学物理》

学生人数：每学期总人数约2100人，每个教学块 90~120人

课程性质：公共基础课程、通识类核心课程

课程目标

知识目标

1. 物理学的概念、理论和方法，系统掌握物理学中力学、电磁学、振动和波、狭义相对论和量子物理基础等的基本理论和原理；

2. 物理模型的构建过程；

3. 工程案例背后的物理知识；

4. 微积分在物理中的应用。

能力目标

1. 自主学习的能力；

2. 高等数学工具的应用能力，能够利用物理语言和高等数学工具（微积分、矢量分析）来描述物理图像和物理模型；

3. 物理模型的构建能力；

4. 发现、分析和解决问题的能力，面对新的物理问题，能够通过辨别、区分、分解、选择等方式来分析问题，建立起思维的路径。

素质目标

1. 探究问题的意识；

2. 科学的思维方法和理论联系实际、实事求是的科学态度；

3. 科学的物质观、方法论和世界观；

4. 创新的精神和科技报国的家国情怀。

教学创新要解决的问题

课程创新的基础和创新的空间问题

《大学物理》属于公共基础课程，涉及的教师多、学生多、专业多，受到诸多现实条件的制约，如课程统一排课、教学进度统一、考核统一，更强调课程的知识目标和课程内容的完整性，课程组教师对课程教学创新的认识也有差异。如何设计课程，既保留教学创新的空间，又兼容相对传统的授课模式，是一大难点。

课程目标的抽象性如何具象化及落地的问题

“掌握科学的思维方法，具有发现问题、分析问题、解决问题的能力”的课程目标相对抽象，如何将抽象的课程目标分解成具体的、可考核的指标对我们来说是要解决的关键问题。

教学内容和真实世界割裂。学生缺乏将现实世界和抽象的物理世界建立连接的能力，不能将构建好的抽象物理模型和规律应用到现实世界中。多数学生形成了形成思维定式，依靠经验和习惯处理问题，导致思维固化，缺乏发现问题、分析问题、解决问题的思维能力和路径。

教学创新的方法和实践

针对“发现、分析、解决问题的能力”，姜晓宜团队拆解出了具体的高阶目标。通过创设不同场景，帮助学生建立现实世界和物理世界的连接，实现从现实到抽象再回归现实的跨越；通过“案例引入——物理原理——抽象模型——合作学习——内化应用——竞赛输出”的教学流程和“文图转换——选取模型——物理过程——物理意义——物理视角”五步法引导学生在场景中学习，实现能力内化，从而达到认知维度上的分析、评价、创造的高阶学习目标。

教学创新的基础构建——教学内容重构及资源建设

1. 课程体系的重构

对大学物理课程体系进行“模块化重构与设计”。在保证《大学物理》核心内容的前提下，结合各专业对大学物理的内容的需求，对课程内容进行选择、甄别、排列、重组，制定构建了“基础模块（70学时）+专业大类模块（24学时）+专业特色模块（2学时）”，组成了新的教学内容体系。

2. 课程数字资源的建设

利用超星“学习通”平台建设了网络课程《大学物理AI》和《大学物理AII》，完成了课程测验题库建设，模块化在线考试题库的建设，制作了新的教学课件，完成了部分教学视频的录制，建成了与模块化教学体系相适应的教学辅导材料《大学物理A练习与提高》，构建了完整的线上作业库和试卷库。

3. 专业案例的积累

针对不同专业进行工程案例和例题编制，将工程案例的背景引入到大学物理课程中，将例题设置成工程的背景。

学习场景中的教师活动——设计、引导和支持

物理之难，难在抽象、难在思维。姜晓宜团队尝试构建真实世界的场景，化虚为实引导学生进入情景进行学习、理解、内化，促进思维方式的转变、思维能力的提高。

1. 场景设计者：连接现实的课堂引入和例题改造

用调查问卷调研学情，从生活或工程实践中选择案例。案例来自现实的世界，涉及的数据具有真实性和发生的可能性，背后隐含着概念和原理。案例聚焦于提升学生的思维能力和分析问题、解决问题的能力。不同的知识点创设的学习场景侧重点也会不同。

在场景设计中，课程团队注意引导学生关注真实的现实场景，注意理论的应用范围和边界；要求学生以小组为单位，搭建真实场景设置问题，融入知识和计算的元素自主编写物理题；通过课堂抢答、师生对话、课堂练习、课下思维导图、内容小结、PBL项目作业等各种形式组合形成场景；每节课后会设计“学习效果调查问卷”，帮助学生复习知识，引导学生进行反思和评价。

2. 场景观察者、引导者和互动参与者：多次互动反馈，使学习真正发生、促进能力养成

在教学过程中通过教学案例，着重引导学生关注真实场景、物理理论的边界。通过文图转换、选取模型、物理过程，让学生的解题思路从现实中来，通过物理意义和物理视角让学生的思维回归到现实中去。

在课堂上采用对分课堂的方式，将知识讲授、随堂测验、师生对话、生讲师评、归纳总结等教学手段与对分课堂的流程进行有机的融合，根据流程在学生的学习活动中安排多次反馈。在某个模块学习完成后，利用调查问卷的形式，引导学生进行思维能力的反思。

3. 落地实战，指导竞赛

姜晓宜团队将实验竞赛引入到课程教学中，包括实验装置赛、讲课赛和学术赛，将往年的和最新的竞赛题目直接转化成实战场景；通过调查问卷来了解学生参赛的意愿，并要求学生在课下观看竞赛说明的相关视频，对每一个竞赛题目进行细化并给出可能的思考路径；引导学生组建项目团队，定期进行组内讨论；编制小组设计方案，完成汇报PPT并录制相关的视频。优秀的小组会直接搭建实验装置，进行数据测量和分析，完成项目书直接参加校级或省级的物理竞赛。

学生的学习活动

在创新课堂活动中，学生的学习活动包含内容如下：

• 课前任务：问卷调查，主题讨论。

• 课上参与式活动：抢答、师生对话、在线课堂练习、投票、主题汇报。

• 课后作业：练习性作业、针对性作业、PBL项目作业。

• 课后评价与反思：每节课后的学习效果调查问卷、章节总结或思维导图。

• 实验竞赛：观看相关视频、参加竞赛宣讲和题目解读会、方案设计、装置搭建与改进、答辩PPT制作等。

课程的考核方式

期末的终结性考核成绩占60%，模块化内容在线随机题库测评占20%，剩余的20%实验项目成绩和大学物理实验课程联动。完成物理实验竞赛的设计方案和答辩PPT的同学，可以顶替一个实验项目的成绩。完成实验装置搭建并成功参加比赛的同学，顶替实验项目的成绩直接评定为优等。

除了期末终结性书面考核及实验竞赛相关项目以外，其他所有考核在学习通平台进行，基于大数据进行定量评定。

教学创新的效果

学生主动学习参与度和学习兴趣提高

课程中与专业相关的场景化设置、互动和及时反馈增加，学生在课堂上和课下的主动学习参与度和学习兴趣有了很大提高。

物理实践活动参与度上升

大学物理实验竞赛（装置赛、讲课赛和学术赛）参与程度逐年提高，近四年参加校赛的队伍数量分别为9、15、61、110， 推荐到省赛并获得省级奖项的数量逐年提高，2022年获得省级竞赛一等奖5项、二等奖11项、三等奖11项。团队成员段志欣任教机械专业2021级4个班，120人中完成竞赛申报书的小组有12队36人，最终推荐到省赛有7队，获1等奖2项、2等奖3项、3等奖3项。

教学创新参与度提升

在创新班的影响下，同一门课程中更多的老师也开始参与到教学创新的活动中来，整个课程面貌有了很大的更新。

教学创新实践的普适性

在现实条件的制约下，提供了数理类公共基础课程教学创新的思路和实现路径

学校建设了线上资源库，将创新成果进行共享。各位教师可以随时借鉴、使用教学创新教师建设的各项线上资源，从而逐步推进公共基础课程整体的教学改革和教学创新。

场景化学习的探索

场景化学习关注连接、互动和体验，关注破除学习者原有的认知障碍，实现知识——能力——行为——结果的转化。我们对于场景化学习的探索，有助于实现“以学生为中心”，对相对抽象、理论性强的理工类课程有一定的借鉴意义。

教学创新背后的故事

Q：您做教学创新的初衷是什么？

姜晓宜：近几年我校数理类基础课程的学时受到了严重的压缩，《大学物理》课程的学时从120调整112，再压缩到96学时。教务处或者其他专业课的老师讨论时都会强调大学物理基础课不重要，专业课更重要。我会自问：我所讲授的课程到底能够培养学生什么？

为了对抗课程学时被压缩和来自不同工科专业的压力，同时也基于工程教育专业认证的标准，我们开始对课程教学内容进行了重构。但在最初的起步阶段，我们只是简单地将教学内容进行了机械分配，距离有机融合还差距甚远。

疫情使得我们有机会学习、使用其他学校建设的优质课程资源，超星学习通平台上的各种智慧工具也开阔了我们的眼界，更激发了我们也要进行教学创新的想法。我们开始进一步的思考：我们的课程的最主要目标到底是什么？课程在学生的学习、成长中哪些能起到作用？

课程团队的成员都是物理学相关专业毕业，能够切身感受到通过物理知识的学习可以塑造一个人灵活深邃的思维能力和严谨认真的做事态度。

在教学实践中，团队成员发现，刚进入大学物理课程学习的同学，受到学习高中物理时方式和方法深刻的影响，很多同学机械化的推导公式、大量的刷题、不能够把学习的物理知识迁移到后续的课程学习和现实中。特别是随着学习的理论公式越来越多、越来越复杂，同学们对大学物理的学习也越来越痛苦。

我们意识到，必须在课程中纠正学生学习方向的误区，必须从真实世界的现象出发，形成清晰的物理图像，去构造出物理模型和解释物理问题，去培养学生真正的物理思维能力。

Q：教学创新过程中您遇到的最大挑战是什么，您是如何解决的？

姜晓宜：在最初阶段，最大的挑战就是课程的安排统一性与教学创新个性化的矛盾。《大学物理》课程量大面广、涉及的教师、学生、专业多，课程由教务统一安排，课程的教学进度表、课程考核统一进行，强化知识目标，而忽略能力、素养目标。当我们试图引入能力和素养目标后，知识目标被弱化，不能符合课程原来的设计要求，不进行教学创新的同课程教师和教学督导也会提出意见和建议。其实这也是很多地方院校数理类公共基础课程面临的共同困境。

课程组将课程的内容进行了系统的梳理、以大学物理课程教学指导委员会颁布的《非物理类理工科大学物理课程教学基本要求》规定的“核心内容”为基础，通过对各专业对大学物理课程的需求进行调研，对教学大纲和课程教学目标进行了修改，在课程内预留了充足的进行教学创新的空间。

在解决课程教学创新的空间后，特别是在引入高阶的能力目标和素养目标后，最大挑战变成了如何将这些高阶目标真正地去落地。物理思维能力、特别是分析问题和解决问题能力的提升必须落实在具体的场景中。我们将物理思维能力进行了拆解，在每一节课针对具体的学习目标来设计学习活动、创制学习场景，让学生在这些场景中不断破除固有的、线性的思维模式，建立科学的思维模式并提升物理思维的能力。

Q：请简述您对教学创新本身的理解。

姜晓宜：我认为教学创新的根本目标是“有效教学的提升”。这需要教师必须对学生和学生的发展有很好的认知，依据学生认知发展的规律、未来社会对学生能力的要求，站在学生的视角来设计教学内容和教学活动，最终达到提升学习体验，实现有效教学的目标。

教无定法，但有规律。新型的教学创新手段一定是经过实践，寻找到了学习的基本规律，可以推广、使用的方法。

西浦大赛线上分享 ·第5期预告

2023年7月26日19:30—21:00，第八届西浦全国大学教学创新大赛两位一等奖选手将依次分享他们的优秀教学创新案例和教学创新诞生的过程。

1

面向师范生创意教学能力培养的师生共创教学探索

分享嘉宾：第八届西浦全国大学教学创新大赛一等奖获得者、华南师范大学张倩苇

2

以岗位胜任为导向促主动输出型E-SITE外科学教学创新与实践

分享嘉宾：第八届西浦全国大学教学创新大赛一等奖获得者、甘肃中医药大学李军良

请点击下方预约按钮，在西浦ILEAD公众号预约第九期西浦全国大学教学创新大赛第5期线上分享，或识别以下二维码，在CCtalk预约观看。

报名第九届西浦全国大学教学创新大赛

报名通道及方式

选手报名：2023.05.21 - 2023.11.17

调研员报名：2023.05.21 - 2024.04.05

请参赛选手及调研员扫描下方二维码注册并提交信息：

选手报名

调研员报名

上传参赛材料通道及方式

请参赛选手及调研员登录西浦学习超市平台上传参赛材料及调研报告。上传材料的详细步骤及流程指南将于2023年8月31日前通过“西浦ILEAD”官方微信公众号（XJTLU_ILEAD）发布。

参赛选手提交材料截止日期：2023.11.24 14:00

调研员上传材料截止日期：2024.05.06 14:00

联系大赛组委会

邮箱：[e-mail]
电话：王老师 0512-88161893
微信：请搜索XJTLUILEAD，或识别以下二维码添加艾力小助手微信。

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