基于问题导向和翻转课堂教学方式的“光电信息物理基础”课程改革
陈桂华 王红成 吴木营 谭艳珍
（东莞理工学院 广东·东莞 523808）
摘 要 翻转课堂是当前的研究热点问题之一，真正体现了教学统一发展理念，应用在教学过程中，可以最大程度提高教学质量，改善教学效果。本文主要针对“光电信息物理基础”课程改革进行分析，基于该课程中存在的问题，结合问题导向和翻转课堂教学方式，具体设计教学内容和教学环节，以供参考。
关键词 光电信息物理基础 问题导向 翻转课堂 课程改革
1 “光电信息物理基础”原有教学模式存在的问题
1.1 学生学习兴趣弱
“光电信息物理基础”本身就是一种基础理论性课程，教材中的实际案例相对较少，学生无法提起较大的兴趣。而且这门课程中对学生物理知识、数学知识的掌握程度有着较高要求，但实际上，大部分学生这方面基础较为薄弱，继而对后续教学效果产生负面影。更为重要的是，这门课程中含有的内容较多，知识点密集，想要全面消化吸收存在较大的困难，而单一的教学方式、考核形式让学生在学习过程中压力较大，丧失学习兴趣，缺少学习主动性，教学效率较低、教学活动效果不理想。
1.2 课程认识不明确
“光电信息物理基础”是光电专业的核心基础，也是光电专业其他课程的基础，由上可知，因为该门课程的理论知识较强，学生的学习兴趣较低，在这样的状态下，学生就会对这门课程形成错误的认识。一部分学生认为这门课程无用，甚至还有一部分学生认为不需要考生这门课程，这是十分严重的错误认知。虽然工科专业以创新创造应用实践为主，但是基础课程是必不可少的，理论是实践的基础，实践是理论的具体体现，二者相辅相成、缺一不可。在这样错误的认知下，大部分学生的课堂参与度较差，课堂注意力不集中，只是为了应付考试，“光电信息物理基础”的教学意义没有得到全面的发挥。
1.3 课时划分不合理
根据多年教学经验和实际调查情况来看，大部分院校中为“光电信息物理基础”安排了64个课时，对于一般的基础理论课程来看，课时充足，但是这门课程中综合了原有的三门课程，课时紧张。不仅是教师存在较大的教学压力，学生也面临着严重的学习考验，在有限的时间内掌握大量的物理概念和专业术语，存在现实上的困难。不仅如此，这门课程的课时安排中还会存在一些不合理的问题，经常合同期开设的其他类似课程出现内容重复，但教学侧重点不同的情况，学生不得不重复学习相同的内容，最终造成逻辑结构混乱，无法找出学习的侧重点。
妊娠期糖尿病（GDM）定义为特发于妊娠阶段的糖代谢或糖耐量异常，一般在妊娠结束后可自行恢复，但一些GDM患者的糖代谢紊乱会持续到妊娠后，且GDM患者或新生儿将来发生代谢性疾病的风险显著高于正常人[1]。在孕期采取合理的干预手段控制血糖，对降低GDM患者及其子代将来代谢性疾病的发生风险具有重要意义。根据相关报道，在GDM孕妇中采取系统性、个体化的保健干预措施能够降低并发症的发生风险并改善妊娠结局。该次研究在2017年3月—2018年8月收治的48例GDM孕妇中实施了系统性、个体化的孕期保健，旨在寻求一种合理有效的干预措施，用以改善GDM孕妇的妊娠结局，现报道如下。
对此，Dhirendra Kumar认为资产管理不能仅仅依靠软件系统，现场使用人员、实地调查数据以及各相关者的配合对资产管理非常重要。资产管理团队和临床使用人员应一起合作，开发出一套适合实际工作需要、简洁易操作的资产管理系统和工作流程。
2 基于问题导向的翻转课堂混合式教学模式构建
2.1 课前准备模块
经过上述两个模块后，就进入到正式的课堂教学，教师要根据课前准备以及学生自学情况，结合学生提出的无法理解或者重难点知识点，合理设计教学模块，引导学生在小组合作的方式下，讨论问题、解决问题。在课堂互动模块中，如果存在学生无法通过自己方式解决的问题，再由教师进行逐步的解析，最后，由教师对整个教学内容进行总结和评估。课堂互动模块的教学方式有很多不只是小组内的生生互动，教师可以根据学生课前完成的作业情况，和学生互相讨论其中存在得到问题，针对教学重难点，引导学生自主分析思考知识点内容。课堂上练习也十分关键，教师根据具体的教学内容，让学生自主完成练习，以此在课堂上对知识点内容进行巩固。
2.2 课堂互动模块
课前准备模块可以分为两个部分，一个是教师教学准备部分，另一个是学生自学研究部分。教师在课前要根据教学目标、教学内容、教学重难点、学生情况对课程进行具体的设计，提炼出教学内容中的关键知识点，并且在教学平台上布置具体的学习任务，发布微课视频、微课课件等教学资料。教师发布完成后，学生就可以登录到相应的平台上，观看视频，完成自主学习并且完成教师布置的作业，提取出无法理解或者重难点知识点，为课堂学习做好准备。除此之外，学生在这一阶段还可以利用这一平台和其他同学实现线上交流，自行讨论、分析、解决问题。
2.3 课后巩固模块
基于问题导向和翻转课堂教学模式中，也要落实完善的考核评价工作，但是和传统的考核评价工作存在一定的差别。新时期，考核要分为线上、线下两个部分，线上考核成绩占比35%，线下考核成绩占比65%，线上考核项目包括：视频观看、线上测试、讨论数量、访问数量，线下考核项目包括：课堂表现、线下作业、期末笔试。以视频观看为例，在课堂开始前，课程视频全部看完满分为100分，如果没有全部看完，按照具体比例进行计分。以此充分调动学生的学习主动性和自主学习能力。[1]
2.4 课后考核阶段
教师根据学生课前遇到的问题，为学生布置课后作业，帮助学生在课后主动思考问题，对重难点或者复杂问题进行巩固，同时也能够起到查缺补漏的作用。学生在课后巩固阶段对学习到的知识进行深层次的巩固思考，配合教师布置的作业，可以对学习内容进行一步拓展。不仅如此，教师还可以在教学平台上形成自测和单元测试，为学生提供多样化的测试方式和自我检验手段，在这样的情况下，学生根据自身的学习情况，有针对性地选择具体的题目，完成复习巩固。除此之外，学生可以在教学平台上相互解答问题疑惑，以此让学生之间的协作能力得到提升。
3 “光电信息物理基础”课程改革的实际应用案例
3.1 研究对象
根据“光电信息物理基础”为实践载体，对其进行教学设计，本课程一共64个课时，分为理论和实验两个阶段，其中理论48学时，实验16学时。不同知识点采用不同的教学模式，课后考核评价采用过程性和终结性评价两种方式，计算成绩内容。
3.2 研究过程
以该校2016级光电信息科学与工程专业本科生为研究对象，分为两个班级，一个为实验班共70人，另一个为基础班共61人，实验班采用问题导向和翻转课堂的教学方式，基础班则采用传统教学模式。
在实验阶段，大部分是一些理论操作验证实验，因此采用案例教学和翻转课堂教学模式，大学生在课下也可以对基本原理和操作步骤进行反复巩固，从而更好的理论知识，提高自身的操作应用能力，继而从根本上解决问题。[2]
在理论阶段，教学内容以基本概念原理等陈述性知识为主，采用问题导向和翻转课堂的教学方式，根据教材的九个章节提炼具体知识点，并且设计具体的教学任务和问题，分别为：矢量代数和矢量函数、电磁场的能量和能流、电磁场的波动性、电磁波在导电介质表面上的反射和折射、光电效应与光量子假说、轨道角动量和氢原子的量子力学描述、自由电子理论、半导体中的载流子浓度、半导体的光生伏特效应。同时让学生在课下观看视频、完成相应的学习任务和学习作业，在课上和教师和学生一起观看视频，讨论解决问题。
试验以红皮白肉火龙果皮火龙果果皮为原料，采用单因素试验结合响应面分析法对火龙果果皮甜菜苷类色素提取工艺条件进行优化，得到最佳的提取工艺参数为醇浓度40%、浸提时间60 min、浸提温度40 ℃及浸提pH 6.6。该条件下火龙果果皮甜菜苷类色素提取量为4.35 mg/100g，提取率为87.19%，与预测值的相对误差为4.13%，说明参数有效。各因素对浸提率的影响依次为乙醇浓度>浸提时间>浸提pH>浸提温度。表明，响应面分析法可用于确定火龙果果皮甜菜苷类色素提取的最佳条件，为火龙果果皮甜菜苷类色素的浸提提供了理论依据。
循环经济的实践，品牌商的推动都是举足轻重，越来越多的品牌企业宣布加入回收利用的环保行动。2017年，阿迪达斯售出100万双由海洋塑料垃圾制成的跑鞋，计划到2024年前停止使用全新塑料而仅使用再生塑料为原料进行生产。卡夫亨氏宣布到2025年，将在全球范围内100%采用可回收、可重复使用或可降解的包装。可口可乐、联合利华、沃尔沃、宜家、耐克、H&M等龙头企业，也纷纷公布使用再生塑料的计划。家电巨头格力电器也斥巨资设立再生资源公司，从事废旧电子电器产品的回收拆解，让原料再生，从而实现家电产业链的生态循环。
以光电效应这一知识点教学为例，教师在教学过程中要充分结合光学领域的应用情况，从教学的重点出发，以激发学生的学习兴趣，结合其他应用类专业课程进行教学，让理论知识以实际的案例展现出来。而在实验教学中，教师组织学生开展实习、社会调查、其他实践活动，帮助学生构建出合理的知识体系，让学生积极参与其中，提高具体的学习成效。在课后利用该校提供的Blackboard网上学习平台，学生可以对光电效应进行进一步的学习讨论、联系。在实际应用的过程中，考核方式采用了综述题目进行考察，如：为何经典理论无法解释光电效应，如何成功解释光电效应等。只有学生真正理解光电效应的物理意义，才能够回答这些问题。
3.3 实验结果
根据实际考察情况来看，实验班的平均分为74.9，基础班的平均分为71.1，同时对不同分数区间的人数百分比情况进行了详细分析，可以看出实验班中成绩优秀的占比明显高于基础班，而成绩较差的占比则低于基础班。由此可以看出，基于问题导向和翻转课堂教学方式的“光电信息物理基础”课程改革对成绩中等和基础能力一般的学生具有较大的促进作用，学习成绩优秀或者学习成绩较差的学生则没有较大的影响。同时根据具体的教学效果上看，采用这种教学方法可以最大程度提高学生的学习积极性，提高教学效率。除此之外，还对实验班的学生进行了问卷调查，根据学生反应的情况来看，学生对基于问题导向和翻转课堂教学方式满意度较高，并且乐于接受这种教学模式。这是因为在这种教学模式下，理论和时间得到了全面的集合，学生的学习积极性、操作性、协作合作能力都得到根本上的提升，更为主要的是，在运用翻转课堂之后，不仅学习成果得到提升，学生的意识形态也发生了改变，创新创造能力也在无形之中得到提高，这对于后续的教学活动而言，具有着十分重要的意义，因此，新时期，要将问题导向和翻转课堂教学方式在“光电信息物理基础”课程改革活动大幅度推广。[3]
4 总结
综上所述，通过本文对基于问题导向和翻转课堂教学方式的“光电信息物理基础”课程改革研究分析，可知想要提高教学效果，提升教学质量，就要对教学过程、教学实践、考核方法进行改革，利用问题导向和翻转课堂教学方式可以针对整个教学过程进行改革，以满足当代社会对复合型人才的培养需求。
参考文献
[1]屈苏平,曾爱云,傅院霞,程荣龙.“光电信息物理基础”课程的教学探索[J].科教文汇(中旬刊),2018(05)：55-56.
[2] 孙娜,田园,黄霞.基于问题导向的翻转课堂混合教学模式本土化研究[J].计算机教育,2018(03)：77-80.
[3]张伟.《光电信息物理基础》课程教学的研究与探索[J].课程教育研究,2016(34)：182-183.
Course Reform of"Photoelectric Information Physics Foundation"Based on Problem-Oriented and Flipped Classroom Teaching Method
CHEN Guihua,WANG Hongcheng,WU Muying,TAN Yanzhen
(Dongguan University of Technology,Dongguan,Guangdong 523808)
Abstract Flipped classroom is one of the hot topics in current research.It truly embodies the concept of unified development of teaching.When applied in the teaching process,it can maximize the quality of teaching and improve the teaching effect.This paper mainly aims at the analysis of the curriculum reform of"Photoelectric Information Physics Foundation".Based on the problems existing in the curriculum,combining with the problem-oriented and reversal of classroom teaching methods,the teaching contents and links are specifically designed for reference.
Keywords Photoelectric Information Physics Foundation；problem-oriented；flipped classroom；course reform
中图分类号： G424
文献标识码： A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.10.051
基金项目： 东莞理工学院教学改革项目（2017）；东莞理工学院质量工程项目（专业核心课程建设）“光电信息物理基础”（2019）；广东省《大学物理》精品资源共享课，东莞理工学院《大学物理课程群建设》
标签：光电信息物理基础论文; 问题导向论文; 翻转课堂论文; 课程改革论文; 东莞理工学院论文;