新工科理念下工科物理教學改革與實踐

黃小益 金桂 丁淑芳 韓滔

摘? 要 針對新工科建設的要求，對工科物理教學進行改革，從教學內容優化、“雙師”型教學團隊建設、多樣化教學平臺使用、基于創新能力提升的課堂教學方式改革、多元化和過程化的考核評價方式等五個方面進行教學改革研究。結果表明，教學改革提升了學生的工科意識，有效地提高了大學物理教學質量。

關鍵詞 新工科;大學物理;雙師型教學團隊;教學改革;網絡教學平臺

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）02-0102-03

College Physics Teaching Method Research and Practics based on Innovative Idea of New Engineering//HUANG Xiaoyi， JIN Gui， DING Shufang， HAN Tao

Abastract According to the demanding of New Engineering idea， we?reformed the teaching method of college physics. The reform based on five aspects： Optimization of teaching content， construction of double-qualified teachers， a variety of teaching platforms to use， reform of classroom teaching method based on innovation ability， diversified and process evaluation methods. The result show that the?reform enhanced the Engineering consciousness， effectively improvedthe quality of college physics teaching.

Key words new engineering; college physics; double-qualified tea-chers; teaching reform; network teaching platform

1 前言

新工科是我國針對新一輪的產業革命而推動的新時期如何培養工科學生達成的初步共識。教育部2017年制定的《新工科研究與實踐項目指南》指出，新工科必須以產業需求為導向，對傳統的工科學科進行優化、升級和整合，用新工科的標準從人才培養目標、培養模式和培養內容三個方面進行了闡述[1-3]。至此，我國新時期工科人才培養的主旋律轉化為對新技術、新產業和新經濟模式服務，也開拓了工程教育改革新路徑。新工科建設離不開大學物理課程的教學改革，大學物理是工程技術和基礎科學的基石，除了促進理工科專業基礎課程學習，也深刻影響后續的專業課程和本學科研究進展，同時對培養大學生的創新思維和工科思維具有重要的作用。

同濟大學[4]率先研究了適合應用型本科院校的大學物理課程模式，該課程模式以提升學生創新能力為目的，對傳統的教學方式進行改革，豐富了教學內容和教學。中南大學[5]也探討了大學物理課程傳統教學模式與新工科要求的脫節問題，提出一些適應新工科建設的基礎課改革方法設計與具體改革措施，致力于培養復合型人才。

2 新工科理念下大學物理教學中存在的問題

在當前對大學物理課時普遍削減的狀況之下，如何實現物理課程對工程專業知識的滲透、與工程實踐知識的結合，是一個值得研究的問題。

大學物理教學內容與新工科的要求脫節? 傳統的大學物理課程著重于物理概念的講解，忽視了與工程應用相結合的通識教育，工科學生在基礎課學習過程中對大學物理知識點的輕視和進入專業課學習階段對于專業課程的吃力，是一個較為普遍的現象。因此，在新工科教學理念下如何將大學物理與工程應用結合起來是教學改革的側重點。

大學物理傳統教學方法與工程教育理念? 在新工科概念提出之前，大學物理教學改革主要側重于提升學生學習興趣的教學方法和基于新科技的教學手段，鮮少物理基本概念與工程應用相滲透的教學創新，這也給學生造成一種物理知識對專業課無用的錯覺，學生學習興趣不高。

新工科建設的高要求與教學評價體系的滯后? 傳統的評價體系均是以考試成績加平時成績，顯然，新工科建設下的大學物理教學不能走單純分數評價體系這種老路子，新工科對大學生的要求在于具有創新創業能力的創新型人才，雖然最終還是以分數的形式體現，但是理論課的教學與專業課的結合必須更加緊密，學習評價應該轉化為以實踐為主的評價方式。

3 新工科理念下大學物理教學改革探索

新工科理念下的工科物理教學內容優化? 湘南學院開設大學物理課程有理科、工科和醫學各專業，學生的來源有物理基礎較好的普高，也有物理基礎相對薄弱的職高。結合學生的學習基礎和各專業的特點，將大學物理課程分為四個層次，將物理內容分成多個模塊，根據專業方向選擇層次和最貼近的模塊。學生所學物理知識與專業的相關性大大加強，從而提高了學習物理的動力。為了更有效地使物理內容與新工科建設銜接，著力教材建設，不斷優化整合大學物理內容，打造適合學生學習、體現工程技術特色和反映現代科技前沿、與后續專業課建立必要聯系的教材。近幾年主編和參與編寫了《大學物理實驗》教程、《大學物理》教材和《普通物理學》教材，還編寫了一系列的實驗校本教材，結果表明，這些教材對于提升學生的工科意識、理論基礎和實踐能力產生良好的效果。

加強“雙師型”教學團隊建設，培養學生工程應用能力? 從歷年的畢業生就業走訪獲知，企業對學校培養的人才多有抱怨，諸如大學生不好用，對最新的技術不了解，上崗培訓要將近一年的時間，等等。從現實來看，企業掌握先進的設備和工藝技術，學校的培養不可能實現無縫對接，但是解決辦法還是有，學校可以培養自己的“雙師型”師資隊伍。

首先，針對工科物理教學團隊缺乏工程實踐背景，一方面定期選派教師深入企業一線，參與企業產品研發、產線流程和產品質量體系監控，培養教師的工程應用能力;另一方面鼓勵教師考取相應的技術資格證書，通過學習獲取相應的職業資格。

其次，鼓勵教師指導學生參加學科競賽和創新性項目，帶領學生到企業進行專業認知實踐，通過大學物理競賽、電子設計大賽和光電設計大賽等競賽項目，提升學生的實踐動手能力和創新能力。近五年，指導學生獲得一系列國家級和省級的競賽獎項，指導學生申報大學生研究性學習和創新型實驗項目，立項國家級和省級項目多項。

目前，團隊10名核心成員中有六名獲得學校“雙師型”教師資格認證，進一步提升了教師的工程教學水平。

利用多樣化的教學平臺培養學生的創新思維? 在教學平臺建設上，改變了原有的單一化教學手段，充分利用新興的媒體技術。

1）充分利用學校日益完善的實踐教學平臺，如基礎物理實驗中心、教育部國家大學生創新性實驗平臺、省電工電子實踐中心、大學物理演示實驗室和大學物理開放性實驗室，提高學生的實踐能力。

2）在課堂形式上，改變以往的大班上課方式，全部實行小班制，便于更好地實施教學改革。

3）充分利用網絡教學平臺和各種信息化手段，如雨課堂、超星爾雅慕課平臺、大學物理精品在線課程等，開展翻轉式教學和混合式教學，形成以拓寬視野、有利于實踐能力培養的大學物理教學模式。

基于創新能力提升的課堂教學方式改革? 針對學生基礎參差不齊的情況，采用分成若干小組開展課堂內外討論、幫扶，以及合力解決問題的方式來促使學生共同進步。通過教學方法改革，開學初將各班學生分成若干學習小組，大約六個學生一個小組;每個小組指定組長，學習委員管理組長，并向任課教師匯報;每周要求小組至少討論一次，組長做好筆記，將內容整理交由學習委員匯總上報教師。討論的內容具有多樣性。

1）比較簡單的內容，方法和原理已在課堂闡述，只是已有知識在某個領域的應用，教師提前一個星期布置由學生單獨自學，然后小組討論，互相解答自學時的疑問。小組不能解答的交由學習委員，學習委員通過QQ發給教師，在課堂進行解答。

2）通過基本概念、基本知識的學習，培養學生解決實際問題的能力。教師布置一些作業（生活現象、工程實際），以故事、視頻等形式的內容呈現，通過QQ群發給學生，小組討論進行解答。

3）習題解答。工科物理由于課時有限，不可能有很多時間在課堂講解習題。通常是布置作業后，學生先獨立完成，再由小組集中討論每個學生的疑難問題，學習委員再把大家沒把握或不知如何解決的問題整理由教師課堂解決。

4）把一些章節處理讓學生自學，教師先把主要的內容、重點、難點以問題的形式發給學生，讓學生通過自學嘗試一一解答所有問題;對于其中無法理解的問題在小組討論中提出，并委派代表在課堂上回答。

5）提前將學習內容讓學生討論，并培養學生以問題的方式呈現出主要的內容和思路。課堂上以一個組提問、另一個組解答的方式進行。

6）撰寫小論文。大約在開學三分之一時間布置學生任務，題目各小組自擬，共同討論，每個學生在放假前交一份小論文，小組為單位進行答辯。

實施教學改革，對于任課教師來說，工作量是增多了，還需要不斷想策略使所有學生都認真參與，而不是應付了事。通過QQ群、微信群等網絡方式，在線上探討問題、布置作業，因此擴大了教學容量，也增加了教師與學生的聯系和情感。付出的背后，收獲也許是意想不到的。

形成多元化和過程化的考核評價方式? 為促進學生平時對課程學習的參與程度，考核方式實現多元化和過程化，將考核貫穿于整個學習階段，并加大平時成績的占比。考核形式涵蓋小論文、作業、具有物理背景的工程問題分析講解、隨堂小考和課堂內外討論等。考試成績的比例依照學校規定，30%平時成績+70%期末考試成績。以后逐步提高平時分數的百分比，以此加強對學生的過程管理。平時分50%是上課的表現情況，包含聽課是否認真、回答問題和提出問題的積極程度;另50%是以小組的表現統一判分，以此加強學生合作意識。

4 結語

綜合以上研究成果，結合新工科建設要求，從五個方面對大學物理教學模式進行改革：教學內容優化、“雙師型”教學團隊建設、多樣化的教學平臺使用、基于創新能力提升的課堂教學方式改革、多元化和過程化的考核評價方式。結果表明，教學改革有效地提升了學生的學習興趣和工科意識，有效地提高了大學物理教學質量。

參考文獻

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