以紅外物理課程為例的“金課”打造途徑探究

宦克為 陳衛軍 韓雪艷 岳丹 母一寧

［摘 要］一流本科課程建設是提高大學課堂教學質量、促進國家一流本科專業建設及本科教育發展的必然趨勢。文章以紅外物理課程為例，從課程建設的發展歷程、課程建設的主要內容、課程建設的實施步驟以及課程建設的具體實例等方面進行“金課”建設途徑探究，以期為國家一流本科課程建設以及一流本科專業建設提供參考依據。

［關鍵詞］紅外物理；金課；途徑探究

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2022）11-0077-03

2018年，教育部相繼出臺了《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》和《關于狠抓新時代全國高等教育本科教育工作會議精神落實的通知》，明確指出各高校要全面梳理各門課程的教學內容，淘汰“水課”、打造“金課”，合理提升學業挑戰度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質量。因此，探索以學生為中心的“金課”打造途徑成為提高大學課堂教學質量、促進特色高水平專業建設及本科教育發展的必然趨勢[1-2]。

一、紅外物理課程的基本情況及特點

紅外物理是長春理工大學（以下簡稱“我校”）電子科學與技術專業的主干專業課程，該課程于1991年被評為吉林省優秀課程，2005年被評為吉林省精品課程，2006年被評為國家精品課程，2013年被評為國家資源共享課程，2017年被評為吉林省在線開放課程，具有齊全的基本資源（包括授課錄像、電子課件、課后習題等）和拓展資源（包括案例庫、專家講座庫、實驗演示庫、前沿紅外技術庫等），到2021年已經在“愛課程”網站上線8年。課程組每年都對課程資源進行更新，截至2021年3月，課程組更新資源數為404，資源基數為913，更新率為44％，現有在線學習總人數3995人。

紅外物理課程具有地方院校培養軍地兩用人才的鮮明特色，適應當前國內外光電子技術產業發展的社會人才需求，始終保持地方院校為國防建設培養人才的特色。課程根據不同時期需求調整教學內容，強調思政教育與專業教育的有機結合，發揮紅外物理課程在整個專業課程體系中的基礎和引領作用，為專業課程的教學奠定堅實的專業理論基礎。紅外物理課程堅持以學生為中心進行教學設計，強調課程知識體系在拓寬專業領域和就業方面的作用，體現培養軍地兩用人才的設計思想。

二、線上線下混合式教學模式

線上線下混合式教學是將在線教學和傳統教學優勢結合起來的一種“線上+線下”的教學模式，通過兩種教學組織形式的有機結合，引導學生進行深度學習。其目的是通過優質的線上教學資源結合深度的線下課堂教學，有效提升課程的高階性、創新性和挑戰度。

在《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》的“國家級一流本科課程推薦認定辦法”中，對線上線下混合式一流本科課程的要求是安排20%～50%的教學時間實施學生線上自主學習，與線下面授有機結合開展翻轉課堂、混合式教學。現階段，對“20%～50%”的學生線上自主學習的理解主要有兩種：一種是“切蛋糕型”教學模式，另一種是“補足型”教學模式。“切蛋糕型”教學模式是指分配一定比例的課程學時用于線上學習，其余學時用于線下學習。“補足型”教學模式是指在現有的線下課程學時基礎上，匹配20%～50%的學生線上自主學習學時。例如，32學時的課程，可安排16學時的學生線上自主學習，這16學時可以和線下32學時有交叉，也可以是額外增加的16學時，即自主學習為課外學習，不占用課堂學時。這種“補足型”教學模式是在原有學校教務處安排線下課程學時的基礎上，按不同比例增加學生的總學時（線上自主學習學時+線下課堂學時），其中，線下課堂教學主要采用傳統課堂結合翻轉課堂的形式完成學生的深度學習，從而達到線上線下混合式教學的目的。

紅外物理課程線上線下混合式教學主要采用“補足型”教學模式，利用紅外物理課程的線上教學資源（包括基本資源、拓展資源等），結合線下翻轉課堂，提升課程的“兩性一度”，達到“金課”標準。

三、紅外物理“金課”建設的主要內容

（一）建設紅外物理“金課”的高階性

我校在紅外物理課程建設過程中將思政教育與專業知識有機融合，培養學生的綜合素質能力、高階思維、創新能力，促進學生全面發展，幫助學生堅定理想信念，真正將知識、能力、素養有機融合。建立以實時新聞報道為主要內容的紅外物理思政課堂公眾號及以前沿紅外技術介紹、紅外物理科普視頻等為主要內容的紅外物理課程典型案例庫，講述紅外技術對于國家科技發展的重要貢獻，讓學生明確世界觀、人生觀和價值觀，激勵學生主動學習，提升紅外物理課程的高階性。

（二）建設紅外物理“金課”的創新性

要與時俱進地更新紅外物理課程教學內容，將紅外技術在生活中的應用案例和社會發展中的新技術、新理念、新方法融入課程教學，不斷挖掘課程的可創新元素，發展學生創新思維，培養學生創新能力。根據課程特點和授課需求，課程采用信息技術創新教學模式，提倡學生自主、協作、研究、創新，培養學生創新精神，提高實踐能力。通過微信、雨課堂等平臺解決傳統課堂課前、課中、課后的主要問題；利用微信群開展主題班會、進行討論和答疑；通過雨課堂，采集分析學生學習交流大數據，將每個學生的學習情況可視化，更好地實現針對性教學，通過學習痕跡與數據進行全面課程評價，進而持續改進教學方法，提升教學效果，突出紅外物理課程的創新性。

（三）建設紅外物理“金課”的挑戰度

紅外物理課程堅持需求導向、問題導向、目標導向，鼓勵學生通過設計興趣實驗、參與科研等方式，把所學理論知識同實際應用結合在一起，做到學以致用，同時提高教師的個人能力和教學水平。開展線上線下深度融合的教學活動，主要包括生講生評、生生問答、邊講邊練、邊做邊評、研討辯論、案例點評、項目探究以及科研教學等，讓學生以小組為單位進行上述活動，通過“秀成果”“矛碰盾”“解疑惑”等翻轉課堂形式，提高學生的交流、協作、探究、創新等能力，幫助學生深入理解課程重難點內容。同時，讓學生參與典型紅外系統設計、紅外目標模擬仿真等科研課題的論證、設計、實驗等，實現科研反哺教學，增加課程挑戰度。

（四）建設紅外物理“金課”的多階段、定權重個性化考核模式

通過視頻觀看、課后拓展、章節習題、在線簽到、訪問次數、在線討論、發帖次數、線上考試、主觀作業、課堂互動、期末考試、科技成果等方式對學生進行考核，采用過程性與結果性相結合的學習評價方式檢驗學生的學習效果。

四、紅外物理“金課”建設的實施步驟

紅外物理課程采用四段式混合式教學設計模式[3]。

（一）課前導學

課前提出導學任務，學生在課前通過對雨課堂線上平臺發布的多樣化學習資料進行初步了解后，明確自己的學習任務，然后通過平臺交流，實現點對點的督學、導學與促學。

（二）課中教學

有效利用線上課程的講授視頻及配套學習資源，結合國內外紅外技術發展現狀與發展趨勢，輔以區塊化、案例式的講解，將基礎理論研究與紅外技術發展相結合，使學生能學以致用，激發學生對科學問題的關注。利用慕課、雨課堂等網絡平臺，采取生講生評、案例點評、研討辯論、項目探究、生生問答等方式開展線下線上深度融合的教學活動，提高學生的交流、協作、探究、創新等能力，解析課程的重點與難點。

（三）課后拓展及評價

通過前沿紅外技術介紹、紅外目標模擬追蹤案例等調動學生學習積極性；通過微信群開展主題班會、進行討論和答疑；開設紅外物理課程微信公眾號，建立思政課堂；利用雨課堂采集分析學生學習交流大數據；邀請紅外探測、紅外光譜領域專家進行講座交流。采用過程性與結果性相結合的學習評價考核方式，主要包括視頻觀看、課后拓展、章節習題、翻轉課堂、實驗成績、期末考試等。

（四）教學反思

教師要總結線上線下課程情況，了解學生對課程的接受度、滿意度等，并進行教學反思。

五、紅外物理“金課”線上線下混合式教學改革實例

（一）紅外物理課程體系安排

根據軍地兩用人才培養的需要和現代社會人才的需求情況，課題組對課程知識模塊順序及對應的學時在不同的時期進行相應的調整。目前我校紅外物理課程共計48學時，其中理論40學時，實驗8學時。其課時分配如下：緒論占2學時，主要講解紅外技術的基本概念及國內外發展現狀；第一章占12學時，主要講解光度學與輻射度學基礎理論；第二章占14學時，主要講解熱輻射的基本定律；第三章占6學時，主要講解紅外輻射源的組成、分類及其應用等；第四章占6學時，主要講解紅外輻射在大氣傳輸中傳輸的一些理論及計算。另外，還配備了8學時的課內實驗，主要是讓學生能夠實現理論聯系實際，對所學內容進行深入理解。

（二）紅外物理課程線上線下混合式教學設計

依據我校教務處的要求（首次混合式課程教學的線上課時比例不大于20%），課題組對紅外物理課程進行了“線上線下混合式”教學設計，如圖1所示。“MOOC+SPOC”線上教學主要進行理論內容學習，學生需完成規定的網上測試任務，教師在課堂上進行主題內容的講解與討論。翻轉課堂根據班級人數分為N組，每組5～8人，以組為單位進行任務安排，教師提前一周布置課堂研討題目并要求每個組圍繞規定的主題制作PPT，主要包括“秀成果、碰矛盾、解疑惑”三個主要部分。每個組隨機選擇一名學生作為主講進行講解，組內其他學生可以進行內容補充，然后組內學生進行“自評”打分，最后由教師進行點評與總結，并完成翻轉過程中以及重點知識環節的答疑。每次翻轉時都給學生發評分表，并按相應比例折成總分。

“秀成果”主要是檢查學生MOOC學習成果，學生需要在翻轉課堂學習前利用SPOC完成相關視頻的學習，并以Word文檔的方式整理出學習筆記并制作成PPT，通過知識脈絡圖、思維導圖、關鍵知識點的案例示意圖等形式展示其對知識點的深入理解。在“秀成果”環節學生容易出現只學習書本基本知識的現象，未對所學知識進行拓展訓練，因此，通常在“秀成果”環節中結合“找金子”和“亮功夫”環節來解決其對重點知識點的理解，要求學生除了展示對所學基本知識點的理解，還需深入強化對知識點的應用，以達到深度學習的目的。

“矛碰盾”是指學生相互之間以質詢答辯的形式進行交流，采取現場開放回答的形式，主要是檢查學生思辨與應辯能力。“矛碰盾”環節學生容易出現互不提問的現象，主要原因在于部分學生未完成SPOC相關視頻學習，導致在翻轉組學生講知識點的時候，個別學生不能夠很好地理解所學內容，無法提出問題，使得在該環節學生的參與度不高。教師在此環節應該注意布置好導學任務，充分調動學生的學習積極性，實現課前的督學、導學、促學，避免上述情況發生。

“解疑惑”主要是教師根據各個小組提出的問題，集中進行答疑，同時深入講解本節課程的知識點和要點。此環節在所有小組任務完成后進行，是教師對于翻轉組學生所講知識點的深入補充，教師應理論聯系實際，強化知識點訓練，多舉實例，將平時所主持的科研項目以及指導競賽項目中遇到的實際問題，對應分解成相關知識點，這樣有助于學生進一步消化理解。

六、結束語

大學的課程設計是以學生為中心的，學生的學習效果直接影響學校的人才培養質量，不同的課程設計及課程教學模式也會使學生的學習效果有所不同。高校的課程建設是高校專業建設的核心內容，是提升一流本科教育教學質量的根本，是實現高層次創新應用型人才培養的基本保障，一流課程建設在培養新時代大學生的創新能力方面起著舉足輕重的作用[4-5]。

紅外物理課程將思政教育融入課堂教學中，充實課程內涵，提升課程高階性；運用現代化手段，貫徹以學生為中心的現代信息技術與課程教學深度融合的教學理念，打造特色化教學資源，突出課程創新性；采用線上線下混合式教學設計，堅持以學生為中心和深度學習的原則，運用理論講授、興趣教學、案例教學、科研教學等多種手段構建課程體系，促進線上線下深度結合，增加課程挑戰度；通過拓展多階段、定權重的個性化考核模式，檢驗課程是否達到“金課”標準，并提出打造“金課”的有效途徑。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 吳巖. 建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）：4-9.

[2] 徐學綏，張勇.從“立德樹人”談新時代本科教育的“金課”建設[J].教育觀察，2019（16）：40-41.

[3] 薛山，江文輝，李變花. 新工科浪潮下四段式混合教學金課建設探索與實踐：以《食品安全與衛生學》為例[J].食品與發酵工業，2020（10）：303-308.

[4] 常莉俊.自由選擇：以學生為中心的一流大學課程建設[J].黑龍江高教研究，2019（305）：149-151.

[5] 黃煜鑌，鐘軼峰.翻轉課堂教學模式中教師的重要性探討[J].大學教育，2021（4）：29-31.

［責任編輯：劉鳳華］