课程思政融入BOPPPS教学结构在大学物理实验中的教学探索——以“小型棱镜读谱仪测氢原子光谱”实验为例

期刊: 素质教育 DOI: PDF下载

杨亚杰,宋佳洺

(北京交通大学 物理科学与工程学院,北京 100044)

摘要

以“小型棱镜读谱仪测氢原子光谱”实验为例,探索课程思政元素融入BOPPPS教学模式在大学物理实验教学中的具体方法。研究如何以学生为中心,融入思政元素,重视学生的价值观塑造,努力培养学生追求真理、科技报国的责任感和使命感。


关键词

课程思政;BOPPPS;大学物理实验;读谱仪

正文


20205月教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》[1],纲要指出高校必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体。全面推进课程思政建设,就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。理学、工学类专业课程要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来,注重强化学生工程伦理教育,培养学生探索未知、追求真理的责任感和使命感,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

大学物理实验是一门重要基础课程,以实验为主要手段研究自然界客观规律,与辩证唯物主义哲学有着密不可分的关系,是渗透马克思主义哲学思想的理想途径。同时大学物理实验课程内容以诺贝尔奖的科研成果为主,每一个实验都是推动人类探索自然、科技进步的重要节点,蕴含着深刻的物理学史,恰当地引入相关物理佳话,以史为鉴,树立正确的人生观和价值观,通过对这些实验的理论学习和实际操作,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。

BOPPPS教学模式由教学技巧工作坊提出,强调以学生为中心,以教学目标为导向,重视教学互动与反思。六个要素构成BOPPPS教学结构设计:导言(Bridge-in, B)、学习目标(Objective, O)、前测(Pre-assessment, P1)、参与式学习(Participatory learning, P2)、后测(Pose-assessment, P3)、总结(Summary, S),六个环节承上启下,形成闭环教育结构[2]BOPPPS融入大学物理实验教学,增加老师和学生之间的互动,引导学生进行深刻反思,夯实课堂上所学到的知识。

1 BOPPPS模式下课程思政教学实施

1.1  导言

   导言对整堂课的教学效果有决定性作用。一个好的导言能快速激发学生的学习兴趣,让学生明白本节课的授课目的。导言提出问题:我们如何分析太阳大气层成分?引发学生思考的同时引出实验主题——光谱仪。虽然在最初的光谱学史中,中国科学家并不多见,但随着综合国力的提升,中国正加速提升科技实力。接受特定时期国家科技实力不足的现实,激发学生的使命感和责任感;介绍当前国家先进技术,提升学生民族自豪感。

1.2  学习目标

   学习目标的作用是阐明本节课的学习目的,即让学生明白这堂课结束后应该知道什么、能做什么,应该有什么样的态度和价值观。学习目标包括知识、能力、素养三个方面,本次实验的目标为:(1)了解棱镜读谱仪的结构和原理,初步掌握棱镜读谱仪的调整和使用方法。(2)掌握线性内插法测定待测谱线波长的原理和方法。(3)培养规范使用仪器的习惯,培养实验过程中遇到问题发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1.3  前测

   前测是保证教学活动高效开展的重要条件。通过教师提问等手段,提出与本实验学习目标紧密相连的问题,使学生的关注点迅速聚焦到课堂目标,同时检测学生对本实验的预习情况,调整实验重点的讲解方式。结合本实验知识目标和素养目标,前测提出问题:我们都学过白光透过棱镜会发生色散,从而显示出七色光。那为什么太阳光透过家里的玻璃不会色散为七色光?结合棱镜色散的常识,引出读谱仪的核心部件棱镜,检测学生对棱镜色散原理的掌握情况。

1.4  参与式学习

参与式学习是BOPPPS教学模式的核心要素,是体现以学生为中心,重视学生的参与和反馈的重要环节。小型棱镜读谱仪由准直系统、棱镜色散系统和照相系统三部分组成。如图1所示,S为光源,L为透镜,S发出的发散光L变成会聚光均匀照亮狭缝S1透镜L1使入射的发散光成为平行光入射到棱镜P上,由于棱镜的色散作用,入射光中不同的波长成分将被分开,以不同的出射角由棱镜射出,再经过透镜L2的作用成像于照相底片F上的不同位置,形成光谱。

图片13.png 

1  棱镜读谱仪结构

1.5  后测

后测的目的是检查学生的学习情况,验证是否达达到了学习目标。基于大学物理实验的授课方式,针对不同的学生采用不同的后测问题。在学生做实验的同时,通过提问的方式引导学生,检测学生对于本实验相关知识的掌握情况。实验数据的记录和处理,误差分析是辅助课上检测的其他后测方式,通过检阅实验报告进一步掌握学生对预期目标的达成情况。

1.6  总结

BOPPPS的最后一个元素是总结,总结所学内容,帮助学生整合的同时引起学生反思。总结主要以学生为主导,体现在实验报告上。通过对实验报告的书写,回顾在课堂上的收获,整理在动手实验过程以及实验数据记录和处理中遇到的问题和相应的解决办法,对实验的改进意见等等。在总结的过程中引发学生思考,尝试举一反三、融会贯通,积累解决问题的方法,为今后的学习生活起到指导作用[3]

2  

“小型棱镜读谱仪测氢原子光谱”为例,探讨了课程思政元素融入BOPPPS教学模式在大学物理实验教学中的具体做法。BOPPPS闭环教育结构应用于大学物理实验教学,使其结构清晰、目标明确,各环节之间相互呼应、相辅相成,使学生清晰定位,快速融入课堂,以主角身份完成整堂课的学习。思政元素的融入瞬间升华了课堂教学,让学生认识到课堂不仅仅是学习课本知识的地方,更是提升自身能力、塑造自身价值的殿堂。


参考文献

[1]  教育部高等学校课程思政建设指导纲要[EB/OL]. (2020. 05. 28)

[2]  李爽, 付丽. 国内高校BOPPPS教学模式发展研究综述[J]. 林区教学, 2020(2): 19-22.

[3] 刘竹琴, 张君甫. 大学物理实验课程思政的探讨[J]. 物理通报, 2023(3): 66-68.


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