“慣性力、熱力學定理、光柵衍射實驗、感生電場、密立根油滴實驗、狹義相對論、引力波……”
學院化學，這門理工科學生的選修基礎課，經(jīng)常被中學生們親切地稱為“大物”，而一份份化學實驗報告，也成為學院生活中的精典追憶。學院數(shù)學構(gòu)建起化學學的基本概念、基本思想、基本規(guī)律和基本技巧，成為學院專業(yè)課程學習和科技創(chuàng)新活動舉辦的基礎。
多年來，在北理工，時常提及“大物”，朋友們總會這樣分享自己的體會：“深入淺出的理論講解，生動直觀的演示實驗，豐富有趣的教學案例……”，在每一節(jié)精彩課堂的背后，似乎都離不開上海理工學院數(shù)學教學與實驗團隊為了培養(yǎng)一流人才的忘我拼搏。
“三求”的“大物”課
“物理我們學校就學過了，為何上學院還要再學呢？”雖然，還是熱學、熱學、光學、電磁學等，并且與小學數(shù)學相比，學院數(shù)學的深度與廣度極大拓展，囊括內(nèi)容愈加全面和精確，因而，讓中學生們“似曾相戀”的學院數(shù)學，常常會“入門慢”“上手難”。“同學們早已習慣了小學學到的處理特殊或簡單數(shù)學問題的思路和技巧，來到學院，接觸到在高等物理、微積分、矢量運算為背景的學院數(shù)學時，才會倍感十分不適應。”北理工學院數(shù)學課程負責人胡海云院長一語道破其中的關鍵。
胡海云進行課堂講課
“雖然，這樣的轉(zhuǎn)變是一種挑戰(zhàn)，但只要合理地安排課程難度，述說邏輯性強，例題、習題配置到位，輔之以高匹配度的教材，快速入門學院化學也沒有這么困難?！弊鳛閷W院數(shù)學教學團隊帶頭人，早已在北理工從教20余年的胡海云，除了教學經(jīng)驗豐富，更具有國際視野和創(chuàng)新精神。在她的率領下，這支30余人的學院數(shù)學教學團隊仍然保持著一股團結(jié)拼搏的精神和創(chuàng)新寬容的活力，涌現(xiàn)出3位上海市高等中學教學名師獎獲得者和1位上海市高等中學青年教學名師獎獲得者，也是我校獲T-more課堂教學優(yōu)秀獎等最多的團隊。
學院數(shù)學團隊的優(yōu)秀，最終彰顯在的人才培養(yǎng)的成效上。如何以中學生為本，讓中學生快速闖進學院數(shù)學的世界？多年的教學實踐，北理工學院數(shù)學教學團隊的老師們，逐步淬煉出自己的“三求”教學理念，也就是求實、求活、求新。
求實，扎實嚴謹，聯(lián)系實際。“儲藏生產(chǎn)巧克力用的餅干原料的庫房，存在煙塵爆燃的風險，這是因為膠狀的原料通過加工、輸送、儲存過程中積累的靜電放電(火花)燃起而導致的。這么，靜電引起的餅干倉煙塵爆燃車禍中煙塵爆燃發(fā)生的位置到底在那里？來自工人的靜電放電(火花)才能引起爆燃嗎？”將場景具象化，從而構(gòu)建模型，通過剖析估算管線輸送的奶油粉所帶靜電形成的電場硬度分布、電勢分布、人體存儲的靜電能等引出推論，這是學院數(shù)學課上，關于靜電場的教學案例。在這兒，具象的定律、公式被詮釋為實實在在的生活日常。
北理工的學院數(shù)學課除了扎實搞好數(shù)學概念和規(guī)律等基礎知識的教學，還積極建立以能力培養(yǎng)為宗旨的教學模式，探求從實際應用出發(fā)探討原理再回歸應用的教學實踐。“什么叫從實際中來，到實際中去？我們從生活中的案例出發(fā)，逐步講透原理，朋友們不僅把握化學知識，也明白了煙塵爆燃最容易發(fā)生在哪，以及怎樣防治?！?a href='http://m.njxqhms.com/redianxinxi/19455.html' title='江蘇慧升學深度剖析：2022院校投檔分數(shù)，準高二學子怎么打算中考' target='_blank'>大學數(shù)學青年講課班主任李軍剛介紹道。
求活，技巧科學，靈活多變。熱學與力學，震動、波動與光學，電磁學和近代化學，這是非數(shù)學專業(yè)理工類中學生的學院化學課的四大模塊?！拔覀儾粌H界定四大模塊，還按照知識點數(shù)目和難易程度將課程界定為A、B兩個層次，再結(jié)合多種時長搭配課程，這樣就可以為不同培養(yǎng)需求的專業(yè)提供靈活的選擇。”胡海云介紹說。
正是在“求活”理念的指導下，學院化學的考試也分為了兩個模塊分別進行考評，分模塊進行打分，這樣設計的本意是：假如那個模塊不及格了，中學生將來只須要重修單獨的模塊，另外模塊成績可以保留。這么一來，中學生既能取得學習實效，也增加了學習的壓力。
求新，轉(zhuǎn)變觀念，不斷創(chuàng)新?！按笪铩笔且婚T普通的“老課”，并且在北理工卻飽含了創(chuàng)新的活力。自2008年被評為上海市精品課程以來，學院數(shù)學教學團隊除了承當完成各種教改項目20余項，還舉辦了基于的交互式教學系統(tǒng)，開辦全中文學院數(shù)學課程、MOOC、SPOC等，出版了學院化學新形態(tài)教材，在課堂教學上創(chuàng)新運用聯(lián)通APP。
構(gòu)建“高科技”的學院數(shù)學“新課堂”
“如何培養(yǎng)中學生對化學的興趣，真正走入數(shù)學，是我們最重視的，所以我們?nèi)匀粯芬鈬L試最新鮮的教學方式，來教好這堂數(shù)學課。”胡海云老師說道。
2014年9月份，北理工“大物”開啟了自己的“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，學院數(shù)學慕課（MOOC）即將上線，成為了北理工學子學習學院數(shù)學的好幫手?！癕OOC上知識點面面俱到，還可以反復觀看大學物理實驗演示視頻，是我想要的高效學習方法?！毙畔⒋髮W的梅杰朋友說出了自己的心里話。
北理工《大學化學》MOOC主講班主任團隊
在128個學時、共計4555分鐘的學院數(shù)學慕課背后，卻是六位老師好幾個月高硬度鏖戰(zhàn)，課程錄制、后期剪輯、搭配字幕、視頻講義上傳等，這種技術她們一竅不通，憑著一股干事業(yè)的拼搏精神，夜以繼日，最終打贏了這場“戰(zhàn)役”?！拔矣浀媚且粋€月有好幾天都沒怎樣睡著，時間緊張，只能加班加點的趕。”電磁學和近代數(shù)學部份的慕課主講班主任繆雙井追憶道。以后，學院數(shù)學課程進一步推進對MOOC資源的使用，使之占有課程16%的計分考評，而對于重修的中學生，通過MOOC舉辦學習的比重達到50%。MOOC已經(jīng)成為北理工學院數(shù)學教學中必不可少的一環(huán)。2016年暑期起，學院數(shù)學教學團隊又完成了配套MOOC《大學化學典型問題解析》的制做，共計455個視頻合計時長3150分鐘。
北理工新形態(tài)《大學化學》教材
從無到有，建設起完備的線上MOOC課程，北理工的“大物”老師們并未止步于此。怎么讓MOOC與課堂教學結(jié)合的更加緊密，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，這個追求一直未變。此后，一套愈發(fā)創(chuàng)新的新形態(tài)教材又誕生了。“我們這一套四卷教材完全以MOOC為基準進行編撰，書里的題目邊和材料邊都印著二維碼，有疑惑的點只要掃碼就有老師的錄音解答。所以中學生不論在哪里，只要有書有網(wǎng)路，就可以隨時進行自學或則備考?！瘪T艷全老師說道。新形態(tài)教材除了趕超了通常的紙質(zhì)教材，還防止了網(wǎng)路學習中可能會出現(xiàn)的碎片物理習問題，做到了真正讓教材“活”起來，以書本為媒介引導中學生借助網(wǎng)路資源自主學習。
“雨課堂”界面
創(chuàng)新“一而再，再而三”，北理工的學院化學還開啟了“翻轉(zhuǎn)課堂”“雨課堂”創(chuàng)新探求。在“翻轉(zhuǎn)課堂”實驗班上，中學生以MOOC學習為主，課堂成為她們主動分享學習成果的“舞臺”，極大釋放了MOOC的潛力。“為了完成我在課堂上的講解，我確實是主動投入了更多的精力到學習上，我對知識的理解顯得更深刻?！眳⒓舆^“翻轉(zhuǎn)課堂”的徐晨朋友這樣追憶道。至今，兩屆翻轉(zhuǎn)班中學生的期終平均成績分別為84.8和86.1分，除了低于普通班的平均成績，但是高分段的中學生比列也遠低于普通班。而將聯(lián)通APP“雨課堂”引入教學，又是學院數(shù)學一項最新的創(chuàng)新探求?！袄蠋熣n前通過‘雨課堂’把習題、課件推獻給我們預習，上課‘雨課堂’還可以掃碼簽到，課堂上‘雨課堂’能實時答題，反饋結(jié)果，我們能夠進行彈幕互動，這讓我感遭到了不通常的學習體驗?！笔褂眠^“雨課堂”學習的李靖朋友這樣分享了自己的體味。
拼搏耕耘，結(jié)出豐碩的成果。成都理工學院《大學化學》課程除了榮獲教育部愛課程“中國學院MOOC”平臺首批建設課程和“學堂在線”首批自主模式慕課，也得到了廣泛認可，該課程每位模塊在線選課人數(shù)，累計平均達到6萬余人次，涉及院校400余所。另外，《物理之妙里看“花”》也被評為國家精品視頻公開課，《大學化學（上、下）》被評為南京高等教育精品教材，由高等教育出版社出版的新形態(tài)教材，也是國外惟一一套配套學院數(shù)學慕課的新形態(tài)教材。
化學實驗，用啟迪培植創(chuàng)新的種子
化學是一門基于實驗基礎，忠于實驗數(shù)據(jù)的學科。理論來始于對實驗的總結(jié)，只學理論不做實驗相當于“紙上談兵”。說起北理工的“大物”，化學實驗不可或缺。
在北理工昌平學校，位于著作為上海省級實驗示范中心的?；瘜W實驗中心，創(chuàng)立于1999年的中心現(xiàn)今由熱學實驗室、電磁學實驗室、光學實驗室、近代化學實驗室、演示化學實驗室和學院生創(chuàng)新開放實驗室六個實驗室組成，承當著全校理工各專業(yè)每年3000余名大專生“大學化學實驗”、應用數(shù)學學專業(yè)“近代化學實驗”等課程教學任務，再者還為大專生提供創(chuàng)新研究實驗平臺，每年完成中學生實驗時數(shù)22余萬學時。
化學實驗中心在教學過程中漸漸產(chǎn)生了既強化基本實踐動手能力訓練和科學素質(zhì)培養(yǎng)，又注重拔尖人才創(chuàng)新能力和學術品質(zhì)提高的“兩目標、三階段”一流人才培養(yǎng)新模式?！啊畠赡繕恕褪桥囵B(yǎng)中學生的學術品格以及學術能力，‘三階段’則是指課堂教學、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和深入科研一線鍛練提高科研能力。”物理實驗課程負責人劉偉老師這樣解釋道。
本學期開學，光學實驗組老師集體備課
作為從事實驗教學的學院數(shù)學老師，練好扎實的基本功是一項最基本的要求,在“上崗”前，老師們必需要對30多種儀器設備親自上手操作，熟練把握使用方式、特點及常見問題。每學期，實驗課程全體班主任們還會在開學、課程中期和結(jié)課前，根據(jù)不同模塊實驗分組進行三次集體全員備課，每次備課時都要進行說課，研討教學中碰到的問題，這也給青年班主任提供了最好的觀摩學習機會?！皞湔n時，有著豐富經(jīng)驗的老師也常指出，要把引導性的思路也帶入日常的實驗課中?！边M入教學工作不久的青年班主任竇玲玉體會深刻。
化學實驗中心班主任隨團考察法國國立學院化學實驗課堂教學
為了甩掉仍然以來讓中學生們重復固定套路實驗的乏味，培養(yǎng)中學生們自主實驗的能力和創(chuàng)新的能力?；瘜W實驗中心教學團隊還積極對標世界一流學院，開辦半開放性實驗項目，不事先設定實驗方案，只給出實驗器材和實驗課題，讓中學生自己進行實驗設計，再完成實驗。
2016年上海市學院生化學大賽王巨擘參展海報及主要實驗裝置
作為接受了化學實驗中心系統(tǒng)培養(yǎng)的“老同志”，化學大學2015級中學生王巨擘的經(jīng)歷頗有代表性，化學實驗課程成績優(yōu)異的她對實驗動手情有獨鐘，報考出席了2016年上海市學院生化學實驗大賽，在中心魯長宏老師的啟發(fā)下，王巨擘把激光巧妙地應用在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動力矩實驗儀上，發(fā)明出一款才能檢測月球重力加速度的實驗儀，除了獲得上海市學院生化學實驗大賽銀獎，還在中心史慶藩老師的鼓勵和指導下大學物理實驗演示視頻，發(fā)表了一篇國外核心刊物論文。以后，她對水波的折射現(xiàn)象形成了濃郁興趣，史慶藩老師再一次鼓勵她深入探究，設計了“水波三棱鏡”的實驗，并將研究成果投稿到印度數(shù)學刊物AJP(of)，早已接收步入更改階段。“從大二開始，我就仍然在化學實驗中心做實驗項目，不管是大賽、‘大創(chuàng)’還是發(fā)表論文，都得到中心老師們特別多的支持。老師們啟發(fā)性的指導，讓我獲益頗豐。”王巨擘說道。
正是在中心老師們常年的辛苦付出與奮斗拼搏下，近些年來，化學實驗中心堪稱成果豐碩，獲準國家級虛擬仿真實驗教學中心，獲得“全國高等中學數(shù)學基礎課程（實驗課）青年班主任授課大賽”一等獎，“大學化學實驗課”被評為“北京市精品課程”，獲得上海市高等教育教學成果獎二等獎，指導大專生第一作者發(fā)表論文56篇，在國家級學院生創(chuàng)新大賽中得獎15項，上海省級得獎50項。
“《大學化學》和《大學化學實驗》是我校規(guī)模最大的公共基礎課程之一，對全校理工科人才培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。學院數(shù)學和實驗教學團隊，常年以來秉持‘立德、擔當、愛崗、奮斗’的育人工作使命，以高度的責任意識和奉獻精神開拓創(chuàng)新、耕耘不輟，在三尺講臺上結(jié)出了累累碩果，為中學人才培養(yǎng)作出了重要貢獻！未來，大學將以‘雙一流’建設為目標，繼續(xù)加強工作力度，不斷凝聚和培養(yǎng)一流師資、不斷筑牢和構(gòu)建一流成果，努力為中學一流人才培養(yǎng)作出更大的貢獻！”物理大學黨委主任姜艷說道。
1940年，自然科大學在漢中創(chuàng)建，數(shù)學課就成為創(chuàng)校的“開門”課程。歲月如梭，78載時光過往，學院數(shù)學為一代代北理工人的學習成長作出了不可取代的貢獻。
新時代，續(xù)作為，伴隨著中學的發(fā)展，學院數(shù)學教學與實驗團隊仍然固守品質(zhì)，開拓創(chuàng)新，拼搏不輟！
我理“大物”，仍然在路上！