工程教育專業(yè)認證背景下“大學物理”課程教學改革創(chuàng)新路徑研究

李妍

摘 ? ?要：工程教育專業(yè)認證以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，要求建立質(zhì)量持續(xù)改進機制，對高校“大學物理”課程教學提出了新要求，為“大學物理”課程的教學改革指明了新方向。新時代，高校應深入研究工程教育專業(yè)認證標準，堅持問題和成果導向，聚焦各專業(yè)畢業(yè)要求，對標培養(yǎng)目標，制定個性化教學目標，調(diào)整教學內(nèi)容，完善教學模式，健全考核方式，實現(xiàn)“一院一策”“一專業(yè)一方案”教學目標，積極構(gòu)建符合工程教育專業(yè)認證標準的“大學物理”課程教學體系，不斷提高工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證；“大學物理”課程；教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1002-4107（2023）08-0044-03

一、引言

“大學物理”是高校工科專業(yè)的必修課程，其所蘊含的物理學知識是人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，為工科學生學習夯實了認識、分析和解決問題的科學方法基礎(chǔ)，直接關(guān)系工科各專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。面對新時代的新挑戰(zhàn)和工程教育專業(yè)認證的新要求，高校應根據(jù)國家關(guān)于大力提升自主創(chuàng)新能力的戰(zhàn)略部署，聚焦知識、能力、素質(zhì)等核心目標，積極重構(gòu)“大學物理”課程教學體系，推動工程教育專業(yè)認證理念貫穿“大學物理”課程教學全過

程，努力實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)、價值引領(lǐng)“三位一體”人才培養(yǎng)目標。

二、結(jié)合工程教育專業(yè)認證標準開展“大學物理”課程教學改革的重要意義

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)，更是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口要求為導向的合格性評價。2016年，我國正式加入《華盛頓協(xié)

議》，中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會認證的中國工程專業(yè)本科學位得到該協(xié)議所有正式成員的承認，提升了我國工程師資格國際互認度，增強了我國工程技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭力[1]。目前，我國大多數(shù)“雙一流”高校都已參加工程教育專業(yè)認證，而通過認證的專業(yè)也將獲得國際認可，這有助于提升高校各專業(yè)的辦學質(zhì)量和人才培養(yǎng)的國際化水平。工程教育專業(yè)認證主要基于“以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，質(zhì)量持續(xù)改進”3大理念，現(xiàn)已逐漸滲透到高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的各環(huán)節(jié)、各方面，有效指導高校工科專業(yè)的建設和發(fā)展，對教學和課程改革具有積極的導向作用[2]。

工程教育專業(yè)認證的核心是要確認工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求。2015年，《工程教育認證標準》對工科本科畢業(yè)生要求進行了明確表述，即具備能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達，并通過文獻研究分析復雜工程問題的能力[3]。物理學是自然科學的基礎(chǔ)，“大學物理”課程的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成現(xiàn)代學生科學素養(yǎng)不可分割的組成部分，是一名科學工作者和合格工程技術(shù)人員必須具備的基本素養(yǎng)。“大學物理”課程所包含的力學、熱學、光學、電磁學和近代物理等知識，不僅為學生夯實了物理知識的基礎(chǔ)，而且有效提升了學生分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)的專業(yè)學習打牢了學科和方法基礎(chǔ)。“大學物理”課程教學改革事關(guān)高校工程教育專業(yè)認證的改革

效果，事關(guān)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)水平。

新時代，高校應結(jié)合工程教育專業(yè)認證積極推進的趨勢，認真開展“大學物理”課程教學改革。這不僅是適應線上線下教學模式新任務的需要，更是適應工程教育專業(yè)認證新要求的需要。在現(xiàn)有教學改革工作的基礎(chǔ)上，建立更加符合工程教育專業(yè)認證標準的“大學物理”課程教學體系，將有利于提升人才培養(yǎng)的專業(yè)化和國際化水平，有利于推動科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略的落實。

三、契合工程教育專業(yè)認證推進“大學物理”課程教學改革存在的問題

“大學物理”是面向高校工科專業(yè)本科生開設的一門學科基礎(chǔ)課，是本科階段一門非常重要的基礎(chǔ)課程。近年來，各高校積極關(guān)注工程教育專業(yè)認證背景下的教學改革研究，融合“以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，質(zhì)量持續(xù)改進”的理念，借助互聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)代信息技術(shù)，打破傳統(tǒng)固化的教學模式，對標工程教育專業(yè)認證的要求和標準，取得了一定的改革效果，但還存在一些問題和不足，具體如下。

（一）教學目標不夠聚焦

工程教育專業(yè)認證要求高校人才培養(yǎng)目標應符合學校定位、適應社會經(jīng)濟發(fā)展需要。目前，高校“大學物理”課程教學目標依然具有普適性和通識性等特點，在目標制定和實施過程中，沒有很好地結(jié)合學校實際和工程教育專業(yè)認證的新要求，沒有把各專業(yè)的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求細化落實到位，未能實現(xiàn)“一專業(yè)一方案”的預期目標。工程教育專業(yè)認證提出的“知識、能力、素質(zhì)”等核心目標，是指引“大學物理”課程改革的航標。各高校應在提高學生獲取知識、科學分析、創(chuàng)新創(chuàng)造的能力上持續(xù)下功

夫，提高各學院、各專業(yè)教學目標的針對性，不斷促進理論與實踐的有機結(jié)合，激發(fā)學生的探索精神和創(chuàng)新意識，為學生后續(xù)的專業(yè)學習奠定堅實的學科理論基礎(chǔ)。

（二）教學內(nèi)容不盡合理

按照工程教育專業(yè)認證的要求和標準，“大學物理”課程教師應精選教學內(nèi)容，突出教學重點，同時還要保持物理學知識的系統(tǒng)性和完整性。部分高校針對不同專業(yè)課程的學習特點，對“大學物理”課程教學內(nèi)容進行了調(diào)整，如將教材中與高中內(nèi)容重復的知識點進行壓縮或刪減，并按專業(yè)需求側(cè)重強化基本理論和基本概念等，取得了一定成效。但從長期發(fā)展來看，教學內(nèi)容還缺少對物理學知識的有效整合，與現(xiàn)代工程技術(shù)相關(guān)的物理知識未能得到及時補充，如液晶、紅外、半導體、原子能、激光、納米技術(shù)等知識在相關(guān)專業(yè)的教學中較少涉及。如果能結(jié)合專業(yè)特點適當調(diào)整和增加物理學前沿知識，將能有效地拓展學生的知識面，有利于培養(yǎng)學生的科學思維和工程應用能力。

（三）教學方法單一

2020年，新冠疫情的暴發(fā)，對傳統(tǒng)的教學模式提出了新挑戰(zhàn)，各高校結(jié)合工程教育專業(yè)認證要求開拓線上線下相結(jié)合的教學新模式，采取啟發(fā)式、討論式等教學方

法，積極調(diào)動學生學習的主動性和積極性，推動“大學物理”課程教學改革走深走實。就目前的整體情況來看，大多數(shù)教師仍然以多媒體教學、模擬演示等“灌輸式”的方法為主，在教學中注重公式和概念的推導過程，而忽視物理模型思維方式的培養(yǎng)，同時，在課堂上還存在信息量過

大、師生交流研討少等問題，鮮少有教師采用翻轉(zhuǎn)課堂等發(fā)揮學生主觀能動性的教學方式，學生聽課狀態(tài)一般，教學效果有待進一步提高。

（四）考核方式較單一

考核是教學環(huán)節(jié)中的重要部分，對教學而言，其具有指揮棒的作用。部分高校通過增加平時作業(yè)、期中考試等形式豐富考核方式，取得了一定效果。目前，多數(shù)高校“大學物理”課程的考核方式仍以傳統(tǒng)考試為主，日常考核的方式較少，沒有將學生創(chuàng)新意識和動手能力作為考核的重要指標，因此，無法落實工程教育專業(yè)認證的以成果為導向的理念。另外，習題是輔助學生學習的重要工具，但目前物理習題存在同質(zhì)化嚴重的問題，選題陳舊、缺乏新意，在現(xiàn)代化和工程化方面與實際差距較大，因此，應增加物理學在工程技術(shù)應用方面的習題，以及定性和半定量的習題，將習題完成情況作為日常考核的重要方面[4]。

工程教育專業(yè)認證要求專業(yè)課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等應圍繞學生畢業(yè)能力達成這一核心任務開展，并強調(diào)建立專業(yè)持續(xù)改進機制以保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力。工程教育專業(yè)認證背景下的“大學物理”課程教學改革是一項系統(tǒng)工程，需要不斷革新完善，因此，高校應結(jié)合當前形勢任務，進一步改革現(xiàn)有教學目標、教學內(nèi)容、教學模式和評價體系，構(gòu)建符合工程教育專業(yè)認證標準的教學新體系。

四、符合工程教育專業(yè)認證標準的“大學物理”課程教學改革創(chuàng)新路徑

物理學在自然科學和工程技術(shù)應用中的先導地位，以及其與哲學、社會科學的聯(lián)系，使其在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、科學思維方法及科學研究能力等方面具有其他學科無法替代的特殊作用。為實現(xiàn)工程教育專業(yè)認證目標和改革實效，高校應立足專業(yè)人才培養(yǎng)中心任務，對標工程教育專業(yè)認證要求和“大學物理”課程教學大綱，以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，持續(xù)改進教學目標、教學內(nèi)容、教學模式和評價體系，不斷提高教學效果，進而更好地支撐專業(yè)建設、畢業(yè)要求等核心指標，促進工科專業(yè)認證取得新突破，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（一）調(diào)整教學目標

高校應深入研究中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會關(guān)于工程教育專業(yè)認證目標的要求，從知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)3個層次探究“大學物理”課程改革方向，滿足工程教育專業(yè)認證對專業(yè)人才能力培養(yǎng)的要求，提高“大學物理”課程的教學指標契合度；將“大學物理”課程教學目標與工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案對接，改變以往千篇一律的教學目標，根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)目標和工程教育專業(yè)認證標準，制定符合專業(yè)需求的知識目標、能力目標、素質(zhì)目標，有效融入課程思政元素，明確思想政治教育與專業(yè)知識相結(jié)合的教學目標；注重對往屆畢業(yè)生和用人單位的調(diào)研，了解相關(guān)能力對就業(yè)的支撐度，準確收集相關(guān)數(shù)據(jù)，為教學目標的調(diào)整提供重要依據(jù)；通過設定科學合理的教學目標，培養(yǎng)學生獨立獲取知識的能力、科學觀察和科學思維的能力，以及不斷探索和求實創(chuàng)新的能力，為工程教育專業(yè)認證改革和專業(yè)人才培養(yǎng)提供堅實基礎(chǔ)。

（二）優(yōu)化教學內(nèi)容

工程教育專業(yè)認證對“大學物理”課程教學和人才培養(yǎng)提出了更高要求。高校應全面系統(tǒng)地分析工程教育專業(yè)認證標準對學生畢業(yè)達成度的要求，為不同專業(yè)制定教學內(nèi)容，提高教學內(nèi)容的針對性和實效性。例如，針對電氣專業(yè)的學生，可以適當增加電磁感應和渦電流的內(nèi)容，減少熱力學的內(nèi)容；針對機械專業(yè)的學生，可以增加熱力學的內(nèi)容，減少光學的內(nèi)容。針對不同專業(yè)進行教學內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化，突出專業(yè)基礎(chǔ)部分，重點講授后繼課程所涉及的基礎(chǔ)知識，將課程弱化的知識點作為學生自學、選學內(nèi)容，同時適當增加專業(yè)的前沿知識，如載人航天、探月探火、核電技術(shù)等，通過理論聯(lián)系實際增強課堂的趣味性。在教學過程中，教師既要根據(jù)專業(yè)特點精選教學內(nèi)容，又要積極發(fā)揮課程思政的育人作用，適時融入思政案例和人物事跡，構(gòu)建科學的課程思政內(nèi)容體系，培養(yǎng)學生堅定的理想信念、科學的思維方式、嚴謹?shù)那髮W態(tài)度和過硬的專業(yè)本領(lǐng)。

（三）完善教學模式

新時代給高校教學帶來了新挑戰(zhàn)，線上線下相結(jié)合的教學模式已成為新常態(tài)。高校應結(jié)合新形勢、新任務，認真研究工程教育專業(yè)認證對學生素質(zhì)的要求和線上教學平臺的特點，總結(jié)線下教學的優(yōu)勢與不足，分析線上課程的功能作用，重視線下教學的講授環(huán)節(jié)，突出線上平臺全過程指導作用，構(gòu)建線上線下無縫對接的教學模式。例如，建立互動式學習模式，緊跟學科專業(yè)前沿，提倡采用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，充分發(fā)揮學生的主體作用；建立探究式學習模式，結(jié)合專業(yè)特點創(chuàng)設研究話題，關(guān)注深海探

測、載人航天、射電望遠鏡等超級工程，引入科學小實驗，激發(fā)學生自主學習的熱情，培養(yǎng)學生的學術(shù)能力和創(chuàng)新意識。同時，高校應深入開發(fā)網(wǎng)絡資源，推薦教師使用中國大學MOOC（慕課）資源，鼓勵并組織教師錄制“大學物理”微課，注重挖掘?qū)W習通、微信、QQ等網(wǎng)絡平臺功能，建立完善的閉合式教學管理模式，構(gòu)建更受學生歡迎的多元化教學模式。針對不同專業(yè)設計不同教學資源數(shù)據(jù)庫，注重物理學原理在工程技術(shù)中的應用，建立較完善的教學案例庫。

（四）改革評價體系

工程教育專業(yè)認證對學生能力要求更高、知識維度要求更廣，因此，高校應聚焦工程教育專業(yè)認證的核心指標，不斷改革評價體系，切實提高“大學物理”課程教學效果。深入分析“大學物理”課程以往考核方式存在的問題，改變傳統(tǒng)單一考核方式，推動考核方式的多樣化、科學

化。同時，教師應不斷創(chuàng)新考核內(nèi)容和方式，將課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、研究報告、創(chuàng)作發(fā)明等以科學、合理的考核比例納入到考核內(nèi)容中，推出模型設計和實驗發(fā)明等考核新模式，增加過程性考核比重，構(gòu)建科學的評價體系，注重學生能力的日常積累和提升，充分調(diào)動學生學習積極性。動態(tài)聚焦工程教育專業(yè)認證對學生能力的核心指標要求，針對專業(yè)培養(yǎng)目標和“大學物理”課程學習目標，兼顧知識目標的實現(xiàn)和創(chuàng)新能力的提升，設計匹配度高的考核方式，如課堂展示、研究報告和實驗實踐等，充分體現(xiàn)各專業(yè)考核的針對性[5]。通過教師和學生的反饋情況，積極探索并建立更加科學有效的評價體系，多方面、多角度考查學生，客觀合理評估學生的學習情況，持續(xù)推動教學體系的優(yōu)化和完善，不斷提高教學水平。

五、結(jié)束語

新時代，工程教育專業(yè)認證對“大學物理”課程教學提出了新的更高的要求，明確了“大學物理”課程教學改革的新方向和新任務。高校應結(jié)合當前新形勢，充分利用現(xiàn)代信息化技術(shù)，將工程教育專業(yè)認證理念貫穿“大學物理”課程教學全過程，積極構(gòu)建“以學生為中心，以成果為導向，質(zhì)量持續(xù)改進”的教學體系，更好地實現(xiàn)培養(yǎng)復合型、創(chuàng)新型人才的教學目標，為全面建成社會主義現(xiàn)代化強國、實現(xiàn)第二個百年奮斗目標、以中國式現(xiàn)代化全面推進中華民族偉大復興提供人才保障和智力支持。

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編輯∕陳晶