黃小益 金桂 丁淑芳 韓滔

摘? 要 針對新工科建設(shè)的要求，對工科物理教學(xué)進(jìn)行改革，從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、“雙師”型教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、多樣化教學(xué)平臺使用、基于創(chuàng)新能力提升的課堂教學(xué)方式改革、多元化和過程化的考核評價方式等五個方面進(jìn)行教學(xué)改革研究。結(jié)果表明，教學(xué)改革提升了學(xué)生的工科意識，有效地提高了大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 新工科;大學(xué)物理;雙師型教學(xué)團(tuán)隊;教學(xué)改革;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)業(yè)革命而推動的新時期如何培養(yǎng)工科學(xué)生達(dá)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(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，對傳統(tǒng)的工科學(xué)科進(jìn)行優(yōu)化、升級和整合，用新工科的標(biāo)準(zhǔn)從人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)內(nèi)容三個方面進(jìn)行了闡述[1-3]。至此，我國新時期工科人才培養(yǎng)的主旋律轉(zhuǎn)化為對新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)模式服務(wù)，也開拓了工程教育改革新路徑。新工科建設(shè)離不開大學(xué)物理課程的教學(xué)改革，大學(xué)物理是工程技術(shù)和基礎(chǔ)科學(xué)的基石，除了促進(jìn)理工科專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，也深刻影響后續(xù)的專業(yè)課程和本學(xué)科研究進(jìn)展，同時對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和工科思維具有重要的作用。

同濟(jì)大學(xué)[4]率先研究了適合應(yīng)用型本科院校的大學(xué)物理課程模式，該課程模式以提升學(xué)生創(chuàng)新能力為目的，對傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行改革，豐富了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)。中南大學(xué)[5]也探討了大學(xué)物理課程傳統(tǒng)教學(xué)模式與新工科要求的脫節(jié)問題，提出一些適應(yīng)新工科建設(shè)的基礎(chǔ)課改革方法設(shè)計與具體改革措施，致力于培養(yǎng)復(fù)合型人才。

2 新工科理念下大學(xué)物理教學(xué)中存在的問題

在當(dāng)前對大學(xué)物理課時普遍削減的狀況之下，如何實現(xiàn)物理課程對工程專業(yè)知識的滲透、與工程實踐知識的結(jié)合，是一個值得研究的問題。

大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容與新工科的要求脫節(jié)? 傳統(tǒng)的大學(xué)物理課程著重于物理概念的講解，忽視了與工程應(yīng)用相結(jié)合的通識教育，工科學(xué)生在基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過程中對大學(xué)物理知識點的輕視和進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段對于專業(yè)課程的吃力，是一個較為普遍的現(xiàn)象。因此，在新工科教學(xué)理念下如何將大學(xué)物理與工程應(yīng)用結(jié)合起來是教學(xué)改革的側(cè)重點。

大學(xué)物理傳統(tǒng)教學(xué)方法與工程教育理念? 在新工科概念提出之前，大學(xué)物理教學(xué)改革主要側(cè)重于提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法和基于新科技的教學(xué)手段，鮮少物理基本概念與工程應(yīng)用相滲透的教學(xué)創(chuàng)新，這也給學(xué)生造成一種物理知識對專業(yè)課無用的錯覺，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。

新工科建設(shè)的高要求與教學(xué)評價體系的滯后? 傳統(tǒng)的評價體系均是以考試成績加平時成績，顯然，新工科建設(shè)下的大學(xué)物理教學(xué)不能走單純分?jǐn)?shù)評價體系這種老路子，新工科對大學(xué)生的要求在于具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的創(chuàng)新型人才，雖然最終還是以分?jǐn)?shù)的形式體現(xiàn)，但是理論課的教學(xué)與專業(yè)課的結(jié)合必須更加緊密，學(xué)習(xí)評價應(yīng)該轉(zhuǎn)化為以實踐為主的評價方式。

3 新工科理念下大學(xué)物理教學(xué)改革探索

新工科理念下的工科物理教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化? 湘南學(xué)院開設(shè)大學(xué)物理課程有理科、工科和醫(yī)學(xué)各專業(yè)，學(xué)生的來源有物理基礎(chǔ)較好的普高，也有物理基礎(chǔ)相對薄弱的職高。結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和各專業(yè)的特點，將大學(xué)物理課程分為四個層次，將物理內(nèi)容分成多個模塊，根據(jù)專業(yè)方向選擇層次和最貼近的模塊。學(xué)生所學(xué)物理知識與專業(yè)的相關(guān)性大大加強(qiáng)，從而提高了學(xué)習(xí)物理的動力。為了更有效地使物理內(nèi)容與新工科建設(shè)銜接，著力教材建設(shè)，不斷優(yōu)化整合大學(xué)物理內(nèi)容，打造適合學(xué)生學(xué)習(xí)、體現(xiàn)工程技術(shù)特色和反映現(xiàn)代科技前沿、與后續(xù)專業(yè)課建立必要聯(lián)系的教材。近幾年主編和參與編寫了《大學(xué)物理實驗》教程、《大學(xué)物理》教材和《普通物理學(xué)》教材，還編寫了一系列的實驗校本教材，結(jié)果表明，這些教材對于提升學(xué)生的工科意識、理論基礎(chǔ)和實踐能力產(chǎn)生良好的效果。

加強(qiáng)“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力? 從歷年的畢業(yè)生就業(yè)走訪獲知，企業(yè)對學(xué)校培養(yǎng)的人才多有抱怨，諸如大學(xué)生不好用，對最新的技術(shù)不了解，上崗培訓(xùn)要將近一年的時間，等等。從現(xiàn)實來看，企業(yè)掌握先進(jìn)的設(shè)備和工藝技術(shù)，學(xué)校的培養(yǎng)不可能實現(xiàn)無縫對接，但是解決辦法還是有，學(xué)?？梢耘囵B(yǎng)自己的“雙師型”師資隊伍。

首先，針對工科物理教學(xué)團(tuán)隊缺乏工程實踐背景，一方面定期選派教師深入企業(yè)一線，參與企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)線流程和產(chǎn)品質(zhì)量體系監(jiān)控，培養(yǎng)教師的工程應(yīng)用能力;另一方面鼓勵教師考取相應(yīng)的技術(shù)資格證書，通過學(xué)習(xí)獲取相應(yīng)的職業(yè)資格。

其次，鼓勵教師指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽和創(chuàng)新性項目，帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行專業(yè)認(rèn)知實踐，通過大學(xué)物理競賽、電子設(shè)計大賽和光電設(shè)計大賽等競賽項目，提升學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。近五年，指導(dǎo)學(xué)生獲得一系列國家級和省級的競賽獎項，指導(dǎo)學(xué)生申報大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新型實驗項目，立項國家級和省級項目多項。

目前，團(tuán)隊10名核心成員中有六名獲得學(xué)?！半p師型”教師資格認(rèn)證，進(jìn)一步提升了教師的工程教學(xué)水平。

利用多樣化的教學(xué)平臺培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維? 在教學(xué)平臺建設(shè)上，改變了原有的單一化教學(xué)手段，充分利用新興的媒體技術(shù)。

1）充分利用學(xué)校日益完善的實踐教學(xué)平臺，如基礎(chǔ)物理實驗中心、教育部國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗平臺、省電工電子實踐中心、大學(xué)物理演示實驗室和大學(xué)物理開放性實驗室，提高學(xué)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(xué)改革。

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

基于創(chuàng)新能力提升的課堂教學(xué)方式改革? 針對學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊的情況，采用分成若干小組開展課堂內(nèi)外討論、幫扶，以及合力解決問題的方式來促使學(xué)生共同進(jìn)步。通過教學(xué)方法改革，開學(xué)初將各班學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，大約六個學(xué)生一個小組;每個小組指定組長，學(xué)習(xí)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(nèi)容整理交由學(xué)習(xí)委員匯總上報教師。討論的內(nèi)容具有多樣性。

1）比較簡單的內(nèi)容，方法和原理已在課堂闡述，只是已有知識在某個領(lǐng)域的應(yīng)用，教師提前一個星期布置由學(xué)生單獨自學(xué)，然后小組討論，互相解答自學(xué)時的疑問。小組不能解答的交由學(xué)習(xí)委員，學(xué)習(xí)委員通過QQ發(fā)給教師，在課堂進(jìn)行解答。

2）通過基本概念、基本知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。教師布置一些作業(yè)（生活現(xiàn)象、工程實際），以故事、視頻等形式的內(nèi)容呈現(xiàn)，通過QQ群發(fā)給學(xué)生，小組討論進(jìn)行解答。

3）習(xí)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(xí)題。通常是布置作業(yè)后，學(xué)生先獨立完成，再由小組集中討論每個學(xué)生的疑難問題，學(xué)習(xí)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(jié)處理讓學(xué)生自學(xué)，教師先把主要的內(nèi)容、重點、難點以問題的形式發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生通過自學(xué)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(xué)習(xí)內(nèi)容讓學(xué)生討論，并培養(yǎng)學(xué)生以問題的方式呈現(xiàn)出主要的內(nèi)容和思路。課堂上以一個組提問、另一個組解答的方式進(jìn)行。

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

實施教學(xué)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(xué)生都認(rèn)真參與，而不是應(yīng)付了事。通過QQ群、微信群等網(wǎng)絡(luò)方式，在線上探討問題、布置作業(yè)，因此擴(kuò)大了教學(xué)容量，也增加了教師與學(xué)生的聯(lián)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(jìn)學(xué)生平時對課程學(xué)習(xí)的參與程度，考核方式實現(xiàn)多元化和過程化，將考核貫穿于整個學(xué)習(xí)階段，并加大平時成績的占比。考核形式涵蓋小論文、作業(yè)、具有物理背景的工程問題分析講解、隨堂小考和課堂內(nèi)外討論等?？荚嚦煽兊谋壤勒諏W(xué)校規(guī)定，30%平時成績+70%期末考試成績。以后逐步提高平時分?jǐn)?shù)的百分比，以此加強(qiáng)對學(xué)生的過程管理。平時分50%是上課的表現(xiàn)情況，包含聽課是否認(rèn)真、回答問題和提出問題的積極程度;另50%是以小組的表現(xiàn)統(tǒng)一判分，以此加強(qiáng)學(xué)生合作意識。

4 結(jié)語

綜合以上研究成果，結(jié)合新工科建設(shè)要求，從五個方面對大學(xué)物理教學(xué)模式進(jìn)行改革：教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)、多樣化的教學(xué)平臺使用、基于創(chuàng)新能力提升的課堂教學(xué)方式改革、多元化和過程化的考核評價方式。結(jié)果表明，教學(xué)改革有效地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工科意識，有效地提高了大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量。

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