淺議大學物理教育中應注重培養學生解決現代工程技術問題的能力

白龍+韓奎+張榮+葉世旺

【摘要】物理學是解決現代工程技術問題的重要理論基礎，是培養創新型的工程技術人才的關鍵。本文在分析當前大學物理教學過程中忽視培養學生解決工程技術問題的事實基礎上，闡述了培養學生解決現代工程技術的能力必要性和途徑。

【關鍵詞】物理學 ?現代工程技術 ?理論聯系實際 ?創新

【中圖分類號】G640 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）05-0004-02

一、缺乏解決工程技術問題的大學物理教學現狀

當前我國處于推進創新型國家的建設關鍵時期。培養具有創新意識和解決實際問題的工程技術人員，成為教育界乃至全社會普遍關注的問題。物理學是在人類認識自然和生產實踐中產生和發展起來的自然科學。它的內容、思想與研究方法已經滲透、延伸和拓展到自然科學的其他領域，成為解決現代工程技術問題的重要基礎。教育部高等學校《非物理類專業理工學科大學物理課程教學基本要求》明確指出：在大學物理教學環節中，在傳授知識的同時，應注重學生分析和解決實際問題能力的培養，注重培養學生的創新意識和探索精神，努力實現學生知識、能力和素質的協調發展。

然而，國內很多理工科高校的大學物理教學依然受傳統教學思維的影響，教師在課堂上灌輸系統的物理知識，學生在課后做一定量的習題強化對知識的理解和運用，這導致學生對物理知識的應用變得膚淺，對其理解也拘囿于死板的書本。這種教學模式不僅抹殺了學生的積極性和主動性，而且對學生的創新思維訓練也不利，難以適應時代對教育發展的要求。過于重視基本理論的學習而輕視物理在生產實際中（特別是現代工程技術領域）的應用使得學生普遍感到大學物理無用。大學物理課程的理論性強、公式較多以及概念抽象等特征導致了很多學生普遍感到物理難學，難以對大學物理學習產生興趣，制約了學生科學精神和創新能力的培養。

二、大學物理教育中培養大學生解決現代工程技術能力的必要性

培養具備解決實際工程問題的創新型人才是時代發展的需要，也關乎到民族的興衰。物理學是一門基礎性較強和應用性很廣的自然科學，它的基本原理是從生產實踐和科學實驗中總結出來的。縱觀人類社會的發展進程，我們會發現基本的物理理論和應用性很強的工程技術雖然起的作用不同，但二者的聯系非常緊密。特別是20世紀以來，物理學在工程技術革新中起著至關重要作用。例如蒸汽機、電動機、晶體管、集成電路、計算機、光纖通訊等一系列重大的技術發明均包含有物理學原理的具體應用。物理學原理是現代工程技術的研究的先導，而現代工程技術問題的解決不僅直接推動生產力的革新，反過來也開拓、深化了物理學研究的范疇。物理學原理與現代工程技術問題互相促進和相互滲透，推進了人類社會發展進程。

理工科院校是我國培養高素質工程技術人才的“搖籃”，肩負著為國家培養和輸送工程技術人才的歷史重任。物理學是產生近現代技術發明的主要源泉，是解決現代工程技術問題的重要支柱。大學物理課程是高等院校理工科各專業的一門重要必修基礎課，大學物理知識的學習和思考方法對后繼課程的學習和科學創新思維的培養起著重要作用。大學物理教學過程中注重培養學生解決現代工程技術問題的能力不僅符合理論聯系實際的認知規律，而且是建立創新型國家對人才培養的要求。

三、大學物理教學中培養學生解決現代工程技術能力的途徑

1.轉變教學方式，更新教學理念

大學物理在培養工程技術人才的知識體系方面處于基礎地位。這需要在大學物理教學過程中教師要改革傳統的教學方式和教學理念，不是簡單地向學生灌輸物理知識，使得學生處于被動和不假思索的接受知識的境地。相反，教師在教學過程中要積極引導和啟發學生如何用物理原理解決實際工程技術問題，激發學生興趣。教師要深入研究教學內容，在教學過程中突出物理理論知識與實際工程技術的聯系，培養學生解決實際問題的能力和創新意識。例如講解聲波的多普勒效應內容，可以把利用多普勒效應測量汽車超速結合起來講述，引導學生運用物理學原理分析解決交通運輸領域的問題，使學生感受到物理學在生產實踐中巨大價值，激發學生學習物理和探索未知領域的欲望，這有利于培養學生運用物理原理解決現代工程技術問題的能力。

2.大學物理教學中應滲透物理學科發展前沿的知識

物理教師應當關注本學科的前沿領域。大學教師通常也是科學研究人員，如果教師在自己的科研過程中凝練一些大學物理知識可以解決的實際問題，利用科研促進教學，使學生參與其中，向學生滲透物理學發展前沿的動態，使學生切實感受物理學的巨大魅力和應用價值。另外，在教學過程中把現代高科技成果與物理原理結合起來講解，將現代工程技術前沿和創新理念引入課程教學，這對培養大學生的創新思維和工程意識十分有益。例如在講解光學顯微鏡的分辨本領的時候，教師可以向學生介紹阿貝的光學顯微鏡分辨率的極限知識，講述2014年三位諾貝爾化學獎獲得者是如何超越這個極限把光學顯微技術帶入到納米尺度，引發了常溫下生物學研究的一場革命的。這樣使學生明白物理學原理是怎樣運用到實際工程技術中的，體會物理學的應用價值。

3.建立工程訓練的實驗技術平臺

社會經濟發展和科學技術的進步導致對大學生的要求不斷提高，培養能夠解決現代工程技術問題的大學生成為理工科高校的重要目標。高校需要加大公共實驗平臺投入和建設，引導學生利用實驗平臺，自己設計模型，模擬和參與現代工程技術中的個別環節，培養學生解決實際問題的能力。教師根據自己現有研究項目的特點和學生的認知規律找出一些適合學生解決的課題，利用學校的實驗平臺加以解決。這樣就把物理理論知識和現代工程技術問題有機地結合起來。學生在參與課題的過程中不僅鞏固了基礎知識，而且鍛煉了學生解決現代工程技術問題的能力，使得實驗平臺成為培養學生解決工程問題能力的重要基地。

四、結束語

培養學生解決現代工程技術問題的能力是一個師生共同參與和建設的過程，在大學物理教學過程中把物理原理滲透到實際工程問題中，培養學生發現和解決問題的能力，不斷培養學生的創新精神。

參考文獻：

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課題項目：本課題得到了中國礦業大學基本科研業務費（編號：2014QNA72）的資助。endprint