成果简介及主要解决的教学问题

创新人才培养是我国现代化建设的重要战略支撑。从1998年《高等教育法》实施到新时代教育评价改革系列政策出台,其战略地位持续强化。物理实验课程肩负着培养原始创新能力和塑造科学思维的双重使命。

我校自2004年依托国家工科物理教学基地,推进理科物理实验体系改革:以学生发展为中心,通过强化实验技能训练、深化创新思维培养、提升科技应用能力,构建了“梯度进阶-自主创新-反溯驱动”的培养体系,形成覆盖基础能力到创新突破的完整培养链条。

主要成果有:

1       双师协同,创设梯度进阶的课程体系


    立足学生视角,以前瞻性应用需求为导向,通过理论+实验融合教研室动态优化实验课程设置,通过思政融合、理念革新、内容创新、数字赋能四方联动,构建“基础实验科研启蒙创新实践专业拓展的梯度化物理实验教学体系。以创新能力培养为核心,贯通本科阶段递进式研究型实验课程链,实现理论与实践的协同育人。出版7部研究型实验教材,建成2门校研究型教学示范课程和3门课程思政特色示范课程。

1递进式理科物理实验课程设置与教材协同优化

 

2       自主研发,铸就虚实融创的资源矩阵


    团队深化科教融合、产学研融合,在传承经典实验体系基础上,建立“经典升级-前沿转化-自主研发-虚实联动”的实验项目更新机制。自主研发65项新实验及装置,其中8项获国家实用新型专利授权,50项创新实验编入教材,并在全国30余所高校推广。获全国高校自制仪器评比奖19项。完成13个经典实验项目升级,建成9个前沿转化的课题型实验平台。23个虚拟仿真项目、87个慕课资源、98个微课视频构建云端自主学习空间。

图2 四轴驱动的实验项目更新机制

 

3       双向赋能,构建反溯驱动的教学范式

团队首创兴趣导向型“反溯教学法”,通过逆向思维重构教学逻辑,实现科研反哺教学、教学启迪科研的双向赋能机制。构建“前沿引领-逆向溯源-建构模型-项目实践-反思迭代-迁移应用”闭环实验教学范式;反溯教学法教改论文下载量突破200/年,中国石油大学等多所高校已将该方法应用于物理实验课程改革。

成果解决的主要问题:

1)理论与实验融合度不够:理论与实验教学师资分立、课程脱节、时序错位,课程内容设置梯度不足限制能力进阶。

2)创新培养载体贫乏:实验内容与设备更新滞后、项目库老化,缺少面向前沿的常态化迭代与淘汰机制;多学科交叉整合与产学研协同不足,实践载体难以升级。

    (3)创新思维能力培养不足:教师中心化模式导致创新思维训练弱化,缺乏问题/项目/挑战驱动、研究型教学与开放性评价,学生内驱力难以激发。


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