基于新工科的《大学物理》课程改革
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[摘 要] 《大学物理》作为高等学校理工科各专业共同的基础课，是培养工程技术人员和科技人才的重要基础。对此课程体系进行深入的分析和研究，改进教学模式，充分发挥其在培养学生科学素质、工程素养和科学思维方法方面的重要作用，以适应新时代、新挑战的需要。
[关键词] 新工科;《大学物理》;教学改革
[基金项目] 2018年厦门理工学院教育教学改革项目（JG2018016）（JG2018022）
[作者简介] 王灵婕（1979—），女，福建漳州人，博士，厦门理工学院副教授，研究方向：大学物理教学科研工作、光电显示材料。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）19-0175-02 [收稿日期] 2019-09-11
一、背景
为了主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来教育部积极推进新工科建设，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。新工科是基于国家战略发展需求，国际竞争新形势而提出的工程教育改革的方向。
清华大学教育研究院林建教授认为，新工科中的“新”包含三方面含义：新兴、新型和新生。“新工科”更强调学科的实用性、交叉性与综合性，尤其注重信息通讯、电子控制、软件设计等新技术与传统工业技术的紧密结合。因此，加快建设和发展“新工科”的关键是：培养引领未来技术和产业发展的人才，培养具有创新创业意识、数字化思维和跨界整合能力的“新工科”人才。
物理学是整个自然科学的基础，物理学的思想方法和研究方法几乎应用于自然科学的每一个领域;物理学也是产生近代高新技术的主要源泉。由于物理学在自然科学和工程技术应用中的先导地位以及它与哲学、社会科学的联系，物理教育在培养学生科学素质、科学思维方法及科学研究能力，尤其是在培养创新人才方面具有其他学科无法替代的特殊作用。
《大学物理》作为高等学校理科、工科各专业共同的基础课，是培养工程技术人员和科技人才的重要基础。（1）培养学生独立获取知识的能力。要求学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为后继课程的进一步学习打下坚实的基础。（2）培养学生的科学观察和思维能力，培养学生的工程素养，促进理论与实践的相融合，理论与应用的相融合，提高分析复杂工程问题的能力。（3）培养学生的明辨性思维，培养求实的精神，树立科学的世界观。激发学生的探索精神、创新意识，提高应用型人才素质等。
二、意义和现状分析
我校《大学物理》教学过程中存在的突出问题：（1）内容多与学时少的矛盾。大学物理课程现有的教学体系是由力学、热学、电磁学、光学和近代物理五部分组成，在教学过程中存在课堂信息量过大，学生跟不上等的问题。（2）认识存在误区。物理学发展趋于完善，已经由原来的应用学科发展成为许多专业的基础理论。部分老师，特别是很多学生的认识存在误区，认为物理学的实用性不强，对专业学习、专业技能的掌握没有帮助，所以主观上不够重视，学习态度不端正。而且数学的基础影响物理课程的学习，学生存在着严重的畏难情绪。（3）重知识掌握，轻能力培养。教学中强调理论知识全面，公式推导严谨，注重知识掌握，忽略物理模型的建立和思维方式的培养。因此为了适应新时代，新挑战，按照教育部《非物理类理工科大学物理课程教学基本要求》及教材的基本框架，从实际出发，对我校《大学物理》课程体系进行深入的分析和研究，改进教学模式，充分发挥大学物理在培养学生科学素质、工程素养和科学思维方法方面的重要作用，以适应新时代、新挑战的需要。
三、教学改革实践
我校的《大学物理》的课程体系改革以大学物理课程大纲，以教学模式的改革为切入口，努力提升学生的主观能动性，突出工程能力的培养。
（一）优化课程体系建设
1.模块化教学。针对《大学物理》课程内容多，学时少的矛盾，进一步优化教学内容，体现少而精。并针对不同专业的专业特色及后继课程的要求，将大学物理分成力学、热学等几大模块，并对每个模块根据教学结合的难易程度和内容的深度分为A、B、C等三层次，对不同的专业类别制订差异化授课，体现模块化教学，多层次教学。
2.立体化教学。将物理学史，生活中的物理，物理原理在工程技术领域应用的案例，将能反映学科发展的新思想、新概念、新成果的元素加入教学内容。侧重物理思想、分析能力、建模能力的培养。教学内容要反映基本的科学概念及方法论，强调原理与应用的融合，渗透专业知识，培养工程意识，传递人文精神。
3.全方位教学。完善大学物理课程中心的资源建设，为学生的自主学习提供良好的环境和网络平台。将一些内容深度较浅，介绍性，应用性的学习内容上传网络，设计相关的问题，引导学生自主学习。并且通过学堂在线引入国内名校的大学物理精品课程。不但可以缓解课程学时少的矛盾，还能扩宽学生学习空间。对于学习中的疑惑，可以在网络平台上开展在线讨论，或者在QQ、微信等其他平台进行交流、沟通。让学生的学习更加灵活化、碎片化、网络化。
（二）改变课堂教学模式，激发学生的主动性和创造性
1.激发学习兴趣，引导自主学习模式。采用多样化的教学手段，营造良好的教学氛围，充分发挥学生的主动性。逐步建立以学生为主，教师为辅的教学模式。将引导学生进行课堂讨论，积极参与课堂，活跃课堂气氛，调动学生学习的积极性，引导学生应用科学思维方法思考问题。
2.推进智慧教学模式，提高教学效率。充分利用学堂在线的网络资源，推进智慧教学工具“雨课堂”的使用。
3.創建情景教学模式，培养工程素养。引入物理学史，发展学生的动态思维，培养学生的科学素质，领会科学研究过程。利用演示实验和仿真实验，引导学生观察物理现象、分析物理问题，抓住主要矛盾，建立物理模型，培养学生从形象思维向抽象思维过渡，从模仿思维向独立思维过渡。介绍工程技术领域的应用前沿，引导学生应用物理的基础知识分析其工作原理，培养分析复杂工程问题的能力，提高知识转化能力。 4.采用探究性學习模式，激发创新能力。创新研究问题，组织学生查阅相关的文献书籍，引导学生应用所学的物理原理，建立物理模型，分析实际生活的物理现象和工程应用案例，解决实际问题。进行小组交流讨论，撰写专题研究报告。
（三）改革评价体系
针对大学物理课程的学习目标及学习成果，设计匹配的评估方式。评价体系除了考核知识目标的掌握情况，还应体现获取知识的能力和创新能力。体现过程性评价，多方面，多角度地考查学生，合理评估学生的学习情况。根据每项学习成果，采用不同的评估方式，如课外调查、模型设计、作报告、专题论文、实验和考试等多种方式评价学生的学习质量。
四、结语
新工科建设的主要任务是要能创新，能够交叉融合，因此《大学物理》课程改革的目标首先为专业学习提供理论支撑和方法，其次培养学生具有一定的工程素养，拓展“新视野”，实现“理工融合”，突出科学思维方法和创新能力，展现人文精神。大学物理课程建设将在新工科建设的大潮中不断地实践与创新，更好地为培养新工科复合型创新人才奠定基础。
参考文献
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The Reform of "College Physics" Based on Emerging Engineering
WANG Ling-jie， YANG Yu-lin， CHENG Zai-jun
（College of Opto-electric and Communication Engineering， Xiamen University of Technology， Xiamen， Fujian 361024， China）
Abstract："College Physics"， as a basic course shared by science and engineering majors in colleges and universities， is an important foundation for training engineering technicians and scientific and technological talents. This paper makes an in-depth analysis and research on the course system， improves the teaching model to give full play to its important role in cultivating students' scientific quality， engineering literacy and scientific thinking methods to meet the needs of the new era and new challenges.
Key words：Emerging Engineering; "College Physics"; teaching reform
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