
这个国庆假期,中国矿业大学大学物理教学团队负责人、国家级课程思政教学名师石礼伟一天未休,在不停调整大学物理课程知识图谱,为研发AI普通物理智慧课程群打基础。
今年9月初,中国矿业大学物理教学团队项目《思政引领、数智赋能、四维协同:面向新工科的数理基础教学改革与实践》荣获全国煤炭行业教学成果特等奖。“涉及书本课程知识和常见问题,AI能够协助进行更高效的解答,新工科背景下探索多种路径数理基础课教学改革与实践的新方法、新思路,一直是我们努力的方向。”石礼伟说。
自大学物理教学中心成立以来,团队成员累计获得的教学相关奖项达110余项,涵盖了全国教创赛、全国青教赛、全国基础物理教师讲课比赛等各种教学竞赛的最高奖项。昔日“满堂灌”的传统课堂如今变得越来越“有温度”,学生的“获得感”满满,大学物理这门课走进了千万学生的心里。许多学生毕业后选择了在相关专业继续深造,或从事相关领域的工作。
一门大学基础物理课,何以如此受到学生青睐?答案,其实就藏在团队教师日复一日、年复一年扎根讲台、乐教爱生的实践里。
把教学当成学术研究来做
“我以前不是物理专业的学生,唐军老师的课让我对物理产生了浓厚的兴趣,深思熟虑后我选择了转入物理专业学习。”每学期屡见不鲜的学生好评,让大学物理教学团队的老师们感到了作为一名基础课教师的“成就感”。
在大学物理教学团队的老师们看来,之所以有越来越多的学生因为上了大学物理课而爱上了物理,除了课堂内容、教学形式的与时俱进、不断创新,还得益于团队十年如一日“把教学当成学术研究来做”的教学理念。
每周三下午,是大学物理教学团队的集体备课时间,这一传统已延续了十余年。“参加一些教学比赛时,经常有同行感慨我们为什么对每一个课时都那么熟悉,其实,这得益于我们集体备课时对一门课128课时的精心雕琢,这种资源共享惠及每一位师生,促进教学质量的持续提升。”团队成员、全国基础物理教学竞赛一等奖获得者王莹副教授介绍说。
沉浸式地参与课程建设、参加教学竞赛、开展教学研讨,常态化教学观摩、说课、教学研讨等活动,团队教师在活动中反复锤炼教学本领。“基础课教师既要反复钻研教材内容,还要了解学生情况和课程反馈。多年来,我们坚持的目标很明确,就是把课上好、把学生教好。”从事教学工作20年的王洪涛副教授颇有感慨。
团队顺应时代所需,锚定“打造一个充满激情、充满互动、充满智慧、充满挑战、充满温度的高效物理课堂,带给学生一堂堂‘常讲常新、有血有肉’的物理课”目标,不断探索建立能够适应新课改变化的新的教师教育教学能力培养体系,锻造了一支全面过硬的队伍。
“每年我们新进的老师都要进行严格的‘系-院-校三级试讲’,安排老教师担任新入职教师的青年导师,进行‘传帮带’,不断探索更好的授课方式。”材料与物理学院副院长、教授唐军说。
五年来,团队承担国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国高等教育学会教育研究规划课题、江苏省教改课题等省部级以上科研和教改课题30余项。荣获了国家级课程思政名师团队、江苏省青蓝工程优教团队、江苏省优秀基层教学组织、徐州市彭城恩师集体等诸多荣誉。
课堂教学是一场“双向奔赴”
走进石礼伟的物理课,一个激情的声音传入耳帘。“共振腔消声器是怎么工作的?举个简单的例子,我们矿井下的侧壁上都有小孔,这个小孔与一个封闭的腔体相连。当声音通过小孔时,里面的空气开始振动。这个振动会消耗一部分声音的能量,减少噪音。特别是当声音的频率与腔体的特定频率相同时,振动会达到最强,从而消耗更多的声音能量,起到消声的作用。”……讲堂上,讲起与专业知识相关的案例,学生们听得十分专注。
“上物理课之前还有畏难情绪,害怕枯燥听不懂,没想到老师讲得这么生动,我们平时专业课就经常讲到这些案例,理解起来就更容易了,我现在对学好物理更有信心了!”安全工程学院2023级本科生廖彩彬说。
为了实实在在把课“上到学生的心里”,真正实现与教与学、教师与学生的“双向奔赴”,团队探索出了一套“龙头+牛肚子+凤尾”教学设计理念,通过引人入胜的开头、敦实详尽的内容、意犹未尽的结尾,创新教学形式和内容,激发学生内驱力,真正让学习物理变得有趣、有谱、有用。
信息与控制工程学院2017级学生王瑞,前不久专程回学校看望了恩师石礼伟,“石老师改变了我的人生,让我找到了真正热爱并愿意为之奋斗一生的事业。”大学时,出于兴趣爱好,王瑞加入了石礼伟作为指导老师的矿大星河天文学社,便一发不可收拾地爱上了天文学、爱上了物理。毕业后,他成为了一名中学物理老师,经常带着学生在操场上用望远镜“数星星”。
然而王瑞不满足这样的生活,他深知自己对于天文学的热爱远不止于此,思忖之下,他考研到了国家天文台兴隆观测基地,如今正在河北兴隆的燕山腹地进行研究学习。“当我第一次见到2.16米的天文望远镜,我感觉所有的努力都是值得的。”王瑞说。
其实,像王瑞这样的学生还有很多,此刻正在祖国各地实现着青春梦想。“我们有10多位学生考到了国家天文台、紫金山天文台、上海天文台读研,物理学带给他们的影响是深远的。希望年轻一代能够在我们国家实现强国梦的新征程上贡献青年力量,这也是我们作为老师的时代价值。”石礼伟说。
教学的灵魂是热爱
采访中,大学物理教学团队的老师们提到的最多的一个词,便是“热爱”。
今年校庆前夕,作为杰出校友返回母校的中国科学院金属研究所研究员、博士生导师王春阳,在电梯里一眼认出了当年最喜欢的教授大学物理课的张荣老师。“张老师的物理课是我读书时最喜欢的课之一,这么多年依然记忆犹新。”王春阳激动地说。
“十几年过去了,真让我没想到,还能被学生‘记在心里’,我想这就是对于热爱教学的老师们最大的馈赠吧!”张荣表示。
傍晚的物理教研室里,刚刚结束了一天忙碌工作的老师们正在开总结会,这是团队每年雷打不动的又一个“惯例”。会议结束回到家时已是晚上十点多,黄志敏副教授悄悄看了一眼熟睡的女儿,就又重新投入到了紧张的工作中……连日奋战的还有陈华老师,前一天睡眠不足导致的疲惫感袭遍全身,但第二天站上讲台的那一刻,他感觉“精神一下子就回来了”。
实际上,团队教师不仅肩负着每年全校近5000名学生的基础课程教学,依托网络平台建成的4门MOOC课程也已面向全社会开放8轮,总选课人数超过12万人,学员遍及全国100余所高校。
“虽然物理课教学团队成员授课方式各有不同,但是都有一个共同点——胸怀热爱、甘于奉献、心有大我、至诚报国。”材料与物理学院党委书记刘建光说,“大力弘扬教育家精神,是教育引导教师担当时代责任、潜心教书育人的关键所在。”
如今,矿大大学物理教学团队已经稳步走在全国基础课教学的前列,但他们前行的脚步未曾停歇。团队还在探索物理课程未来式,创建知识图谱和AI赋能普通物理智慧课程群,以及训练模拟真人版的AI数字人助教。
今年9月,科睿唯安发布最新ESI数据,中国矿业大学物理学学科首次进入ESI全球前1%顶尖学科行列,石礼伟表示:“当前教育、科技、人才统筹谋划一体发展,要求不断提高人才自主培养质量,我们深感重任在肩,要为国家培养合格接班人积极贡献矿大力量。”