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用好“三个故事” 打造“三度”课堂 ——记甄玉花《材料物理》课程团队教学创新之路
发布时间:2021-10-22 19:46:14点击数:字号:
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教师 审核人 新闻中心总编室

《材料物理》课程团队成员(从左至右)凌翠翠、甄玉花(主讲教师)、薛庆忠、张立红 吴尧摄影

习近平总书记说过,“天边不如身边,道理不如故事”。故事让人印象深刻、更能触动人心。在材料科学与工程学院,有这样的一个课程教学团队,他们通过挖掘专业故事,引导学生谱写团队故事、演绎个人故事,打造有高度、有挑战度、有温度的课堂。他们就是以甄玉花副教授为负责人的《材料物理》课程教学团队。该课程将传统的填鸭式灌输变为引导启发,让学生由被动接受变为积极参与,激发了学生学习内动力,教学效果良好,创新成果显著,荣获全国首届高校教师教学创新大赛三等奖(副高组)。

挖掘专业故事,打造有高度的课堂

《材料物理》是材料类专业的专业必修课,课程内容晦涩难懂、理工交叉特色显著,需要学生运用所学的物理学、材料学等多门课程知识来融会贯通,学习难度较大。

“学习体验活动少导致学生‘能力弱’,学生付出多但效果差导致学习‘获得感弱’,学科认同低导致学生‘不愿学’!”甄玉花教学团队在教学实践中发现,老师讲、学生听或者回答的传统教学方式很难保证学生足够的注意力,教学效果不理想,必须加以改变。甄玉花教学团队迎难而上,在教学改革中试过很多种方式,最后选择用“故事情感”激发学生的学习情感和学习动力。

团队首先选择从教学内容上进行创新,讲述的是材料专业故事。材料学科发展日新月异,为了保证教学内容的先进性和前沿性,教学团队广泛选取材料学科前沿、材料改变生活、材料时事新闻和材料学家成长等多个方面的素材,挖掘与知识点紧密相关的材料“专业故事”,经过近10年的迭代积累,已创作出30多个材料专业故事。如通过讲述“如何选择你想要的玻璃”的故事,传授“材料特性分类”知识点;通过讲述“2060年如何实现碳中和目标”的时事新闻故事,传授“人类首次全太阳能环球飞行-新能源材料”知识点;通过讲述“为何他们被称为‘中国相’”的故事,普及科学家郭可信的事迹等等。

在讲述“余晖效应”这一半导体的物理特性时,团队老师挖掘到,中国发明制造的余晖材料在“9·11”事件中起到了关键性的助力疏散作用,拯救了上万人逃出世贸大厦的深度故事,在这样的专业故事背景下,引出其材料应用背后的机理“余晖效应”,既生动又温暖。

团队在课堂上讲述这些专业故事,利用“故事思维”刺激学生的右脑,大大提高学生的兴趣,让学生既感受到了知识的实用性,又感受到了材料学科知识的高阶性。

“专业故事,让甄老师的专业课生动形象,一点也不枯燥,我们在学习知识点的同时,让我们看到了材料学科的未来,激发了学习的兴趣,提高了学习效率!”保研到中国科技大学的材料物理专业2018级本科生刘雨淳表示,曾对于未来研究生阶段的学习很迷茫,在甄老师耐心地帮助下,确立了科研方向和职业规划。

谱写团队故事,打造有挑战度的课堂

“专业故事”的融入固然可以吸引学生注意力,但是只有老师讲、学生听的课堂,只能做到知识的传授,无法提升学生的创新能力和批判能力。经过研究和实践,团队将部分知识点凝练成综合性的问题,引导同学开展进行5-6人一组的分组讨论,实现互动探讨式学习。并在讨论之后进行课外分组创新实验,设计创新器件,将理论知识与实践能力的锻炼结合在一起。教学团队通过这样的学习和创造活动,引导学生进行深度思考,从感性体验走向理性分析,再开展批判性阐释,逐步提升学生的创新能力、协作能力和批判能力等核心素养。

“作为老师,要善于激发学生的潜能,循循善诱,引导学生通过集体学习、实践的方式,进行深度学习和知识应用。”甄玉花表示,这种通过谱写“团队故事”进行深度学习的方式已经开展了7年多。

团队故事实现了让学生从个体学习到团体学习的转变。材料物理专业2018级本科生杨立龙的团队在课外分组创新实验汇报中,上台展示耗时15小时制成的荧光材料——阿房宫,并赋诗一首,被大家纷纷点赞。

团队精彩展示的背后是曲折而有意义的小组协作过程。开始时,杨立龙团队结合老师创新教学中的联想类比教学,利用余晖材料完成作品,尝试制作夜间操场材料、太空城等等,但苦于无法将想法付诸实践。

“在制作内容上,我们各抒己见,正是老师对我们创新想法的鼓励让我们最终大胆地将荧光材料用在了古建筑上。”杨立龙和开课仪式上随机分配的队友们在甄老师的带领下逐渐熟悉彼此,在磨合和灵感的碰撞下找到了感兴趣的方向,在一次次的尝试中收获了成长。

最后制作时,六个大男孩从天亮忙到天黑,互相协作将“高楼”建起,还在操场上将“阿房宫”与圆月“合了张影”。

“通过严肃紧张而又活泼的团队合作付出,克服中间几次失败想放弃的困难,最后终于做出了属于我们自己的作品‘隐身材料’。若干年后我们可能早已忘记准晶体和分子轨道的含义,但我们依然会记得那些课堂内外热烈的讨论和积极的行动。”材料物理专业2018级大学生孙健涵表示。

材料物理课程团队就是通过布置开放式、有深度的作业,如前沿文献调研与翻译、专题随机汇报、章节思维导图、团队创新实验等,提高了课程的挑战度,并促使每位同学积极、用心参与,锻炼了高阶性能力。

演绎个人故事,打造有温度的课堂

团队教师在多年的教学实践中发现,分组讨论和创新实践虽然可以促进同学们动脑和动手,提升其思维和创造力,但是在分组教学中,很多学生很难将学过的知识灵活运用到复杂问题的解决中。

那么如何让学生融会贯通?课程团队经过学习调研,并借鉴斯科特·杨的著作《如何高效学习》中的学习经验,形成了新的创新思路:教师在备课以及学生在学习时,为了达到对章节知识点的内化,可利用“整体性学习”方法,先绘制思维导图,再找到知识点与自己以往生活经验的相似点进行类比,并整理形成学习报告,进行2分钟“闪讲”。“闪讲”的段段文字就是学生们进行反思的“个人故事”,而课程团队的授课讲义中,也丰富了很多与材料特性紧密相关的生活感悟等个人故事。

如在学习完“荧光效应”与“余晖效应”这两个物理现象的课堂上,材料物理2018级大学生胡云峰上台进行即兴闪讲“我觉得可以用两个成语来类比这两个物理效应,荧光效应是‘一鸣惊人’,余晖效应则是‘厚积薄发’。我们唯有在平时的学习生活中踏踏实实的积累,才有可能在将来需要的时候一鸣惊人。”这样的个人感悟得到了大家的共鸣,同学们纷纷鼓掌赞同。

个人故事带有鲜明个人色彩,让整个课堂也变得鲜活起来。2分钟“闪讲”,不仅演绎了老师和学生的个人故事,而且通过教学相长,让知识学习、问题理解更加透彻。

材料物理2017级大学生张晨欣巧妙地将材料物理中N型半导体电导率随温度变化过程中出现的温度继续升高时电导率维持在一个常量耗尽区,与生活中遇到的种种困难、无法进步时的“瓶颈期”相类比:“人生当中的耗尽区相当于‘扎根期’,经历过知识的沉淀后,会迎来更快速的进步,更上一个台阶。”这样的反思类比不仅让知识点更加通俗易懂,也让学生在联想、演绎和归纳的过程中提高了高阶创新思维能力,给予学生面对困难的信心。

材料物理课程团队在2018年春率先在全校使用信息化教学技术进行有效课堂互动,通过每节课的问题互动,能够及时掌握每个同学的学习情况。

甄玉花老师指着微助教界面中一键导出的平时动态图说:“看这张图,我们做到了节节有问答、章章有检测,这里的每一条横线上,绿色代表答对的,红色是错误的,能看得到每位同学的学习足迹。”

课程团队还组织各小组长为代表的“诸葛会”,了解同学们的学习状态并予以反馈。在这样强互动、强互助的学习氛围下,每个人的状态都在发生变化。

“大学的前5个学期我都是在迷茫中度过的,自从学习材料物理之后,我感觉一下将之前所学科目都串起来,感受到了材料学科的魅力,坚定了我的考研志向。”材料物理2018级大学生苏畅结课后感慨。

除此之外,课程团队还创新实施了三段式课程仪式,让每位同学都能有机会“被看见”,每位同学的发言、上台的视频图像资料都上传到云端共享,提升学生付出努力之后的获得感,如在开课仪式上设置“学长示范”“小组宣誓”,以此正向激励学生,树立正确的学习观;在课程中设置“个人闪讲”“专题汇报”,促进个人展示和团队合作;在结课仪式上各小组同学邀请嘉宾老师到场,同学们进行“创新实验展示”,嘉宾老师进行“建设性点评”。通过三段式仪式和具体教学活动,打造了有温度的课堂,激发了学生内动力。

为了让个人故事在课堂上更加“鲜活”,课程团队教师广泛扩容知识,深入挖掘新时代大学生的兴趣点。整个团队实行“人、事、网、书”的信息收集模式,将相关课题老师的研究内容与生活中有趣的现象相结合,多角度多方位让专业知识“鲜活起来”。学生在课堂上不仅收获了书本知识,还有能力的进步与提升。

《材料物理》课程改革后创新效果显著,获得了全国高校教师教学创新全国赛三等奖、首届山东省高校教师教学创新大赛一等奖、山东省首届课程思政示范课程、山东省一流课程等荣誉,广受学生、同行、专家好评,并在校内、省内进行了推广示范。2014年至今,甄玉花主讲的课程《材料物理》一直被列为学校青年教师上岗培训的示范公开课,她也是学校教学比赛史上唯一一位特等奖获得者。

许多青年教师听过团队课程后深受启发,将学到的教学模式用于自己的教学。更多的师生从甄玉花在朋友圈等自媒体平台上分享的课程视频、课堂故事、课堂心得、教学策略等获得新颖的教学方法和灵感。

甄玉花教学团队通过用好“三个故事”,打造“三度”课堂,引导学生更好地进行学习、思考、实践,也吸引越来越多的教师加入“创新教学”这个队伍中,在课程改革道路上增进交流、共同成长。

【 作者:王大勇 杨相宜 吴尧 刘旭华 来自:中国石油大学报  责任编辑:李卓霖 审核:新闻中心总编室】

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