新工科背景下大學物理課程教學改革研究

劉冬梅

(東南大學成賢學院基礎部，江蘇 南京 210088)

1 引言

隨著現代科學技術與信息技術的迅猛發展，為了培養適應和引領新一輪科技革命和產業變革的卓越工程科技人才，教育部積極推進新工科建設，以產業需求、學科交叉融合為導向，以實現工科專業建設和新型工程人才培養為目標，以面向未來主動布局、綜合全面突出創新為指導，打造世界工程創新中心和人才高地，提升國家硬實力和國際競爭力[1]。在新工科建設背景下，對應用型本科院校的課程建設提出了更高的要求。大學物理課程是高等學校理工科各專業學生一門重要的通識性必修基礎課，在為學生系統地打好必要的物理基礎，培養學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的探索精神和創新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。2018年10月，教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》[2]指出：課程是人才培養的核心要素，必須深化教育教學改革，把教學改革成果落實到課程建設上。大學物理課程作為本科教學的一門重要基礎性課程，必須堅持與時俱進，不斷深化教學改革，實現課程縱深發展，進而幫助學生具備科學的物理思維方法。針對當前大學物理存在的常見問題，結合物理教學實踐和有關教育理論，大學物理課程可在教學理念、教學內容、評價方式等方面做出改進，促進課程教學改革。

2 更新教學理念

理念是行動的先導，若想上好一堂課，教師首先需要樹立先進的教學理念，即要把握學科發展趨勢、堅持以學生為中心、緊跟信息時代變化、樹立正確的教師觀等，教師應緊跟時代步伐，明確改革指導思想，樹立時代性教學理念，從而指導物理教學內容與時代融為一體[3]。有了先進科學的頂層設計，課程才能建立良好的出發點，進而為上好一節課提供可能。例如程運華[4]等基于“費曼理念”開展了課程教學改革，增加了課程吸引力，有效提升了課程教學質量；尚濤等[5][6]以OBE(以成果為導向)的教學理念對大學物理進行教學改革與實踐，激發了學生的積極性，提高了學生學習效率。

堅守教育初心，堅持立德樹人。教育的最終目的是培養人，無論時代如何發展，課程教學如何變革，教師都應堅守教育初心，將“立德樹人”教育理念深入貫徹落實到課程教學中去，一方面注重對學生的人文關懷，幫助其培養物理思維和職業素養，另一方面也要重視自身的德行修養，教師的言行舉止在很大程度上影響著學生對于物理學科的學習興趣、學科見解，甚至影響其價值觀和人生觀的確立，這要求教師在課堂內外應起到良好的示范帶頭作用。

堅持以學生發展為中心，樹立“生本理念”。課程教學到底堅持“教師中心論”還是“學生中心論”，是教育界一直以來的熱點話題，隨著時代的發展，二者由對立走向融合，提倡“教師主導，學生主體”的教學模式，即堅持以學生發展為中心，貫徹“生本理念”。興趣是吸引學生專注力、促進其探索知識的內在動力，課程教學以學生的需求和興趣為出發點，結合專業內容和特有情境，充分激發學生的學習興趣，從而營造良好的課堂氛圍，提高學生的課堂參與度，促進課程總體水平的提高。

樹立終身學習理念，更新教育觀念。任何教學改革對于教師來說都是一個不小的挑戰，教師應了解所授課程的學科內容和學生的專業素養，進行教學設計，巧妙銜接物理學理論和專業課程知識[7]。時代飛速發展，學生的學習特點和心理需求也會隨之變化，教師要通過課堂實踐、教學觀摩、案例研究等方式增強學習，掌握學生的心理特征和經驗背景，主動關注學生的課堂表現并根據反饋適時調整課程進度和教學策略，還可通過分析學習數據，構建預測模型，促進學生思維能力的發展[8]，真正實現因材施教，提升課程質量。

3 豐富教學內容

好的課程教學內容至少具備前沿性、通俗性、思政性、開放性等特點。“前沿性”要求教學內容緊跟前沿學科與社會發展，通過自我革新和完善，發揮高等教育的社會功能，同時兼具國際性與本土化特征；“通俗性”即教學內容對學生來說是循序漸進的，需要考慮學生認知規律和接受特點；“思政性”即要將育人元素有機融入到課程教學中，起到潤物細無聲之作用；“開放性”則指擴大物理學習面，實現資源共建共享。

精選學習教材，嚴把質量關。教材作為課堂教學的重要工具之一，一定程度影響著課程教學質量，必須滿足學生的學習需求和老師的教學目標，因此，所選教材應該具有歷史性與現代性相結合、科學性與適用性相結合、邏輯性與層次性相結合、重點與難點突出的特征。保證經典物理內容，加強近代物理內容，適當介紹現代工程技術的新發展和新動態，注意物理學與實際生產生活的聯系，特別是生活實際、工程實際和科技前沿實際，以激發學生學習物理的興趣[9]。此外，教材的選擇還應體現多樣性和個性化，既能適用于多種教學模式，又能滿足不同學生個體的學習特點，實現“一生一教材”，做到因材施教。

重視思政教育，打造課程思政。將思政元素有機融入教學內容，已成為學科評估的考核指標之一。應充分挖掘與課程相關的育人元素和教學內容，將有利于培養“愛國主義、歷史情懷、社會與家庭擔當、科學精神、法制觀念、文化傳承與發揚”等育人元素融入貫徹到課程建設當中，在知識教學與技能培養的過程中融入價值觀教育，引導學生形成正確的價值觀；也可以結合物理學領域的科學家事跡，介紹我國的物理發展歷史和前沿技術，例如在電磁學和量子物理部分介紹我國5G 移動通信、FAST 天眼、“墨子號”衛星等科技成就[10]，有助于學生學習偉大精神，培養優良品質，樹立職業理想。

加強實驗室建設，促進資源共享。良好的實驗室是大學物理課程縱深發展的重要基礎，當前我國高校對物理實驗室和實驗技術隊伍的重視程度逐步提升，建設成效顯著，大大提升了學生對物理學科的學習興趣，增強了動手實操能力。物理教師不僅僅是理論課程的承擔者，同時也是專業實驗室建設的主要負責人，應結合學科專業特點和課程進度，合理地建議更新實驗儀器設備、擴大實驗室開放（延長開放時間、改進開放形式）等，即使共享實驗室資源。

4 提升教學策略

提升教學策略。從廣義上包括教師教的策略和學生學的策略，狹義上專指教師教的策略，即教師在課堂教學過程中，為完成特定課程教學目標、滿足學生學習需要而使用的實施措施。隨著科學技術進步和教育學科發展，教師由傳統課堂的知識灌輸者逐步轉變為學生學習的組織者和促進者，學生也由知識接受者逐步轉變為主動學習者[11]。二者角色的轉變，要求教師以變應變，不斷提升教學策略，主要體現在教學方法的改進和教學新模式的構建兩個方面。

改進教學方法。教學方法主要有包括講授法、演示法、探究法、討論法、參觀教學法、讀書指導法等，課程教學既應實現整體學習效果，也應滿足學生的個性化需求。因此，教師可綜合多種教學方法，實施分層次教學，根據學生的認知規律和認知特點，劃分不同的教學階段，提供有針對性的學習輔導。分層次教學，可從教學組織和教學內容兩方面進行分層。教學組織分層要求教師依據學生的興趣特點、動手能力等因素進行分組教學，使學生在討論與合作中分工明確，相互取長補短，發揮個體優勢，針對部分學生的困惑給予及時輔導；教學內容分層主要是根據難度對內容進行組織劃分，比如將物理實驗按照基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗劃分三個層次，逐步培養學生的試驗技術能力，提升教學水平。

構建新的教學模式。現代教學模式一般包括探究式、合作式、案例式、仿真式、啟發式等,為更好地實現教學目標，貫徹新的教育教學理念，大學物理教師應在課程中創新探索與之相適的混合教學模式。混合教學模式主要指的是教師針對學生發展實際調整教學方式，為師生之間的深入交流暢通渠道，使學生能夠結合所學知識及實踐經驗，進一步發現問題、解決問題，養成良好的學習習慣和濃厚的學習興趣，提升科學素養，進而引導學生積極地進行自我實現。針對大學物理實驗課程，教師可創設物理問題情景，采用“自主預習、學生實驗、實驗報告、主題討論、自主復習、科學論文、課外探究”的混合教學模式，根據學生在實驗原理理解、實驗意義認知、實驗疑問探析、課程達標程度、實驗興趣意愿等方面的表現[12]，適時調整教學進度和教學策略，逐步探索出與課堂相適應的新的教學模式。

5 完善評價體系

科學合理的考核評價方式不僅能幫助教師準確掌握學生的學習程度，也能督促學生重視課堂學習，改善學習態度。一是評價體系的構建應堅持定性與定量相結合的原則，重視過程性考核，將學生的課堂表現、出勤率、單元測試、作業完成情況、物理競賽獲獎情況等多個方面納入平時成績考核范圍，并將平時成績的占比提升至不少于40%。二是增加學生互評環節，根據自愿報名原則，成立學生課堂評委小組，每學期期末，要求班上學生根據本學期所學內容，任選主題進行匯報，形式可靈活多樣，教師點評后，由學生評委小組對上述匯報給出評分[13]。三是調整大學物理實驗的考核形式，結合學生的實驗操作熟練程度、實驗項目評定成績、數據分析處理結果等具體方面給予實驗成績，讓學生隨機抽取相關實驗進行操作，結合學生對于理論知識的應用情況和對基本注意事項的掌握程度，現場打出分數。

6 小結

在新工科課程建設背景下，針對當前大學物理課程教學中存在的一系列問題，傳統工科專業的大學物理課程教學顯得不合時宜，為了適應新工科應用型人才培養要求，結合新工科專業建設目標，從大學物理課程的教學理念、教學內容、教學策略、評價方式等方面進行研究，促進大學物理課程教學改革，提升大學物理課程教學質量，為新工科人才培養打下牢實的基礎。