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国科大三项课程教案获评“优质本科教案”

  •   近日北京市教育委员会公布2022年北京高校“优质本科教案”评选结果,中国科学院大学三个课程教案获评“优质本科教案”。

      《热学》在高等教育领域中具有独特地位,在物理、化学、材料、生命、信息,甚至于社会科学中,都有所应用。国科大本科生均要用一学期的课时,学习热学相关理论。

      在教学中,《热学》教案注重科教融合,结合授课老师团队实验室的分子束外延实验设备,融入热磁效应和磁致冷等研究成果;聚焦物理概念、原理讲解,补充量纲分析,培养学生数量级估算能力;注重实例介绍,适当拓展课程内容,讲解热学基本原理在化学、生物、大气、信息等学科中的应用,如玻尔兹曼分布解释化学反应速率、自然界焚风现象、信息熵和黑洞熵的联系等;注重人文修养培养,适当将物理定律和诗词典故等进行类比讲解等。

      在课堂上,《热学》采取多媒体形式展现物理概念、图像、发生过程,加深学生理解;课外分享热学相关文献和文章,在线研讨答疑,引导学生多阅读、多提问、多思考;结合国科大科教融合特点,将教学活动延伸到科研实验平台。

    成昭华与学生们

      多年来,基于学生的学术背景和知识结构,《热学》教案内容不断优化,广受学生好评。

      在2020级计算机科学与技术专业本科生李家驹看来,“成老师对待教学十分认真,会用小测的形式来告诉同学们本节课的重点,并了解同学们的掌握程度以做出相应调整。”

      2021级人工智能专业本科生骆敏言表示,“成老师的课堂内容非常充实,每节课都能学到很多东西。课后去问问题的时候,老师都会很耐心的解答,非常好评!对于非物理专业的同学们来说,是一门非常‘友好’的课程。”

      还有学生曾在课程结束后发邮件表示:“我想在这里表达我对您的感谢之情,我觉得您的热学课程教授得特别特别好。您把热学里面与热统有关的基本内容都用深入浅出的语言教授给了我们……我目前初步打算,把姆潘巴现象作为我的毕业设计主题来做。”

      “把知识和从实验中遇到的问题与教学结合起来”,是成昭华编制《热学》教案的信念。“新时代的学生拥有更多的机会,希望学生们把课件中的优质内容吸收消化,运用到实践中。”成昭华说。

      《化学原理》作为国科大本科生一年级基础课,注重与高中知识衔接,结合高中新课标,开展学情分析,从知识点、学生基础、思维和情感三个维度做好课程准备;作为化学、生命、材料和力学等专业的专业课程,注重与数学、物理等其他课程形成完整知识体系重视将专业英语糅合到教学中,提高学生阅读专业文献的能力,开阔眼界;通过引入思维导图、开源科学计算软件等方法,将“标准答案”转化为开放式方法研讨,转变学生学习方法。

      授课团队为中科院院士、中科院化学研究所研究员、国科大专任教师和博士生导师,他们将专业认知融会进教案,以学科前沿的视角引导学生理解问题,让学生了解哪些知识还不具备,需要去发现、去创造。

      李永舫院士在讲课过程中,没有拘泥于知识传授,而是结合了现代技术利用。比如讲到“盐桥”在电池中构成离子流通道的作用时,他告诉学生,实际使用的电池因为追求高能量密度、体积微小化,不采用“盐桥”技术,而是采用隔膜,实现电子绝缘、离子导通。

    李永舫院士为本科生讲授《化学原理》

      教案编制团队的老师认真负责,课程内容安排得当,历次教学评估中,《化学原理》均获得全优成绩。

      2021级生物科学专业本科生刘羽骐说,“在课本知识的基础上,老师也会结合自身科研成果与科研经验进行传授。我认为,这样具有‘走进研究前沿’的课程内容设置正是国科大的特色之一。

      让刘羽骐印象深刻的,还有老师布置的翻译作业。“在翻译哈佛大学George M. Whitesides教授的Reinventing Chemistry文章过程中,我了解了化学的发展与‘黄金时代’的结束,了解了化学面临的全新的机遇和挑战,也更真切地明白了化学不仅仅是一个‘制造牙膏与胶水’的学科,而是正在以它的方式成为一个‘改变人们生死方式’的学科。”

      在2021级化学专业本科生陈卓看来, “王栋老师和崔巍老师两人讲课相辅相成。王老师讲述每一章后,崔老师会抽出知识重点带我们加深印象,其风趣幽默经常能逗得大家大笑。

      “热爱+用心+努力+认真=成功”,教案编制团队表示,要把眼光、胸怀、品格、性情和气质的熏陶放在首要位置,把教育与育人有机结合。

      作为目前常用的软件质量保障方法,软件测试与分析领域的技术发展与软件开发方法的发展相同步。由于软件开发方法的不断演进,《软件测试与分析》教案中黑盒测试、白盒测试和程序分析技术等概念内涵也一直在演化,引导学生理解解决真实问题的方法,而非局限于领域的传统知识点。

      教案编制团队长期在软件领域开展学术研究,对领域技术发展有较全面的理解,将重要的经典方法和前沿技术分类介绍给学生,让学生能够“全景式”掌握,了解基本的程序分析技术,并应用相应工具进行实践

      为了增强趣味性和实操性,团队选择了哥德尔编码器、游戏寻路算法、房价计算器、GitHub开源项目等多种类别的程序作为测试对象,帮助学生体验真实的bug发现过程。实践不设标准答案,学生可以按照特长和兴趣选择合理的技术路线,通过课堂展示、答辩和自由提问环节交流互动,了解不同技术路线方案的优劣点。

      同时,团队邀请国内专业测评机构工程师进课堂,介绍安全关键软件对软件质量的要求和业界采用的测试方法,强化学生认知。

    张健在指导学生

      学生参与技术研讨,通过学习、上台演讲和答辩等方式,培养主动思考、大胆质疑和表达的能力与素质,反响良好,近三年来,课程评价为全优。

      2019级计算机科学与技术专业本科生楼持恒表示,“严老师喜欢使用现实生活中的软件测试应用场景作为例子,同时也鼓励同学们上台进行汇报,受益匪浅。”

      “布置的课程任务借助真实应用程序进行测试,能够帮助我们理解并运用课堂知识。我从这门课中学到了很多。”2019级计算机科学与技术专业本科生张玉龙说。 

      授人以鱼不如授人以渔,教案内容和课程讲授除了概念细节,还重点介绍技术的主要思路,启发学生思考,鼓励学生进一步开展研究。

    责编 :张文静