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新工科背景下大学物理教学改革研究

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  摘  要:基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势及立德树人新要求而提出的“新工科”建设目标,给高等学校大学物理教学提出了新要求。该文以”新工科”为背景对大学物理教学进行反思,通过转变教学理念、精心设计教学内容、优化教学模式及创新考核方式进行大学物理教学改革研究,以期培养具有创新性及复合型的新工科人才。
  关键词:新工科  大学物理  教学改革  人才培养
  中图分类号:G642    文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)01(b)-0136-02
  近年来,国家战略发展不断产生新的需求,国际竞争形势日新月异,国家对工程人才的要求越来越高,需求也越来越大。因此,教育部提出“新工科”建设目标[1]。新工科要求我们培养出具有很好理工科基础的创新性、复合型人才。而作为高等学校各理工科专业学生通识性教育必修课的大学物理课程,其教育目标是培养学生的科学思维、科学素养、探索精神和创新意识。可见,大学物理课程正是为理工科创新型人才培养服务的。新工科建设对人才培养的标准更高了,要求更具体了,自然对理工科大学物理教学也有了新要求。但是纵观当今各高等学校大学物理的教学,仍存在许多不足[2]:(1)教学理念陈旧。现在大学物理课堂基本上还是“以教师为中心”的传道、授业、解惑,在课堂上教师“一言堂”,学生的参与度不高,没有真正做到是以学生为中心的发展理念。(2)教学内容陈旧。教学内容与专业知识严重脱节,理论教学与实验教学甚至与各学科脱节,缺乏融合理念,导致学生对大学物理的学习感到乏味,学习兴趣不高,认为大学物理的学习对专业学习帮助不大。(3)教学模式单一。由于大学物理课程内容多,课时少,教师为完成规定的教学内容,教学主要以传统板书和PPT授课相结合,照本宣科,很少对大学物理的知识点与实际问题及专业方向联系,学生的学习显得很被动,导致学生缺乏学习热情,不利于综合能力的培养。(4)考核方式单一。成绩考核基本上由课堂出勤率、课外作业情况和期末考试情况三方面决定,无法客观真实地反映大学物理的教学效果,也无法提高学生的大学物理自主学习的兴趣。这些远远不能满足新工科所提出的创新型卓越工程人才的培养。因此,在新工科背景下,要真正发挥大学物理课程在培养和提高学生创新能力和综合素质方面的优势,实现大学物理在跨界复合人才培养上的支撑指导作用,大学物理教学改革势在必行。
  1  新工科背景下大学物理教学改革措施
  为提高人才培养质量,对大学物理教学进行改革创新,以适应新工科建设的要求[3]。
  1.1 教学理念的改革
  在大学物理教学中,我们应该深刻认识到大学物理是为理工科培养高素质、创新型人才服务的。而传统的以教师为中心的教学理念,教师单向向学生灌输知识,把考试分数看作衡量教学质量的唯一标准,导致学生学习不主动,难以激发学生的创新精神,不利于人才的培养。因此,我们应该更新教学理念,以现代的素质教育理念为支撑,理论联系实际,注重对学生进行素质教育培养,提倡“以学生为中心”的OBE成果导向教育[4],并结合CDIO工程教育理念[5],有针对性地加大实践教学的力度,将“做中学”的教学理念引入课堂教学,课堂教学由“教”转变为“学”,从而激发学生学习的积极性和主动性,实现学生知识、能力和素质的协调发展。
  1.2 教学内容的改革
  目前使用的大学物理教材特点是经典物理的内容(包括力、热、声、光、电、磁等)过多,而代表着当今高科技前沿的近代物理的内容太少而且要求很低,物理学原理在工程技术中的应用和近代物理的发展及重大科技成果等都没有纳入到课堂教学中,这就导致理工科专业的学生对当今科技领域知之甚少,这样一来,导致学生心理上出现“想学的学不到,不想学的总学不完”的落差与失望,造成学生厌学的心理。因此,对大学物理教学内容必须进行整合和优化。
  (1)教学内容与学科专业有机融合。根据不同院系、不同专业对物理知识的需求程度不同,由专业特点来确定教学内容体系,形成不同的教学模块,让学生认识到大学物理课程的实用价值,从而激发学生对大学物理课程的重视,培养他们对大学物理的学习兴趣。
  (2)教学内容与工程实践有机融合。根据教学内容,对不同专业提炼出与专业知识联系紧密且有工程实践应用的题目,然后把班级分成几个实践小组,要求以小组为单位在课外进行调研并完成调研报告。各小组在下次课上阐述本组调研报告内容,然后讨论,最后由任课老师总结。这样,激发学生对大学物理的学习兴趣,提高学生的实践能力。
  (3)经典物理与现代物理有机融合。精简经典物理内容,在经典物理与现代物理中找到结合点,把相应的物理前沿内容渗透进去,将联系生活中的物理现象及相关内容紧密联系的高科技的发展介绍给学生,激发他们学习大学物理的兴趣,培养学生的创新能力。
  (4)理论教学与实验教学有机融合。在大学物理理论教学中加强实验教学的比重,课堂教学中可以通过PPT演示实验,让学生体会到实验的思想、思路和过程,从而培养他们良好的思维习惯和科学精神。
  总之,教学内容多角度融合,激发学生的学习热情,培养学生的综合能力,为新工科人才[4]的培养服务。
  1.3 教学模式的改革
  按照CDIO工程教育理念,理论教学和实践教学有机融合,教学模式由“以教师讲授为主”转变为“教学做一体”。在移动互联网络环境下,结合课堂与课外并重的教学模式。教师构建系统化和碎片化相结合的教学设计,学生在课前通过智能手机等移动终端学习教师提供的微课视频和PPT完成对知识的接纳,课上通过提出问题、讨论问题、解决问题完成对知识的吸收,课后运用线上线下多种学习和交流工具完成对知识的合并,从而完成对知识的内化,增强学生学习的热情,提高学生的学习能力。
  1.4 考核方式的改革
  (1)考核时间的多元化。把考核有机融合到课程教学中,在学习的各个阶段,进行与课程进度相适应的分层次的阶段考核。比如章节小测验、课程讨论会、月考、期中考试等,并给出相应的考核成绩,这样有利于促进学生自主学习。
  (2)考核方式的多样化。平时的阶段考试、课堂外作业、课堂出勤率、课程设计及期末考试等可以各占一定比例。加强对学生学习过程的考核,这样有利于激发学生学习的主动性与创造性。
  2  新工科背景下大学物理教学改革拟解决的主要问题
  (1)转变教学理念,关注学生的学习成果,加大实践教学的力度,激发学生的学习热情与创造性。
  (2)精心设计教学内容,制定合适的教学大纲和教学计划。
  (3)优化教学模式,使教与学不受时间、空间的限制,让课堂从封闭走向开放,引导学生主动探究知识。
  (4)创新考核方式,把考核转化为促进学生学习的有效工具。
  3  结语
  总之,新工科背景下大学物理教学改革需要大学物理教师不断用新的教育教学理念武装头脑,精心设计教学内容,不断转变和优化教学模式,创新考核方式,关注学生的学习成果,促进学生自主学习,实现学生知识、能力和素质的协调发展,为新工科要求的创新性、复合型人才的培养打下坚实的基础。
  参考文献
  [1] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.
  [2] 王朝晋,馬晓敏.浅谈新时期下大学物理教学改革[J].经济师,2018(9):209-211.
  [3] 张玉强.新工科视域下大学物理课程教学改革思考[J].高师理科学刊,2019,39(2):95-98.
  [4] 刘中晓,徐金寿.应用型本科院校新工科建设思考[J].扬州大学学报:高教研究版,2019,23(2):27-31.
  [5] 杨欣,蔡伟政.基于CDIO理念的大学物理教学改革探索[J].软件导刊,2018,17(1):59-60.
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