工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的大學(xué)物理課程教學(xué)模式探索

張巧麗，賈 敏，王玉生，宋納紅

（華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450046）

1 結(jié)合不同專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行大學(xué)物理課程內(nèi)容的改革

大學(xué)物理課程中，主要包含的內(nèi)容是力、熱、光、電以及相對(duì)論與量子力學(xué)初步。而我校的理工科專(zhuān)業(yè)涉及機(jī)械類(lèi)、土木類(lèi)、水利類(lèi)、地質(zhì)類(lèi)、電氣類(lèi)、電子信息類(lèi)、材料類(lèi)等。不同類(lèi)別的專(zhuān)業(yè)對(duì)于大學(xué)物理要求的側(cè)重點(diǎn)是不一樣的，比如機(jī)械專(zhuān)業(yè)，在專(zhuān)業(yè)課方面更偏重于力學(xué)，在物理學(xué)中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量定理、剛體力學(xué)都屬于力學(xué)范圍，可以結(jié)合機(jī)械專(zhuān)業(yè)的理論力學(xué)及工程力學(xué)進(jìn)行更好的拓展延伸；材料專(zhuān)業(yè)則相應(yīng)的需要力學(xué)和熱學(xué)的基礎(chǔ)；而對(duì)于電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，電磁學(xué)部分則是非常重要的內(nèi)容，從本質(zhì)上了解電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，磁場(chǎng)對(duì)帶電物體的作用等。雖然不同專(zhuān)業(yè)對(duì)于大學(xué)物理知識(shí)的需求點(diǎn)不一樣，但調(diào)研發(fā)現(xiàn)有些高校對(duì)于不同專(zhuān)業(yè)的大學(xué)物理課時(shí)安排是相同的，這樣的安排沒(méi)有針對(duì)性。因此，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及需要，及時(shí)調(diào)整各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的課時(shí)是非常有必要的。需要明確指出的是，大學(xué)物理各個(gè)內(nèi)容都是相互支撐緊密聯(lián)系的，突出專(zhuān)業(yè)需要的知識(shí)點(diǎn)，弱化聯(lián)系不緊密的知識(shí)點(diǎn)，但并不意味著聯(lián)系不緊密的知識(shí)點(diǎn)就可以放棄不學(xué)。對(duì)于專(zhuān)業(yè)聯(lián)系緊密的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦黾訉W(xué)時(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)需要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)。

2 專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下的優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，修訂教學(xué)大綱

為了實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、支撐專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)目標(biāo)，最終滿(mǎn)足畢業(yè)的要求，教學(xué)大綱成為一種有效保障。在傳統(tǒng)教育過(guò)程中，不僅需要優(yōu)選教育內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，又要保障物理知識(shí)體系的完整性和系統(tǒng)性。

在我校的大學(xué)物理教學(xué)中，根據(jù)各個(gè)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程要求進(jìn)行了調(diào)整與優(yōu)化。強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的內(nèi)容，對(duì)后續(xù)課程中所包含的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)講解，同時(shí)適當(dāng)引入相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將不重要的知識(shí)點(diǎn)劃分為自學(xué)內(nèi)容。例如，對(duì)于機(jī)械系的學(xué)生來(lái)說(shuō)，適當(dāng)增加熱學(xué)內(nèi)容，弱化光學(xué)知識(shí)；對(duì)于水利和土木專(zhuān)業(yè)的學(xué)生重點(diǎn)講授力學(xué)內(nèi)容，減少光學(xué)的學(xué)習(xí)。這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又能增強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)之間的聯(lián)系。

3 工程認(rèn)證中與大學(xué)物理課程有關(guān)的畢業(yè)要求達(dá)成度情況

我校的《大學(xué)物理》課程大部分學(xué)時(shí)是96，一部分專(zhuān)業(yè)學(xué)時(shí)為80，通常為兩個(gè)學(xué)期學(xué)完，第一學(xué)期主要為力學(xué)、振動(dòng)波動(dòng)和熱學(xué)，第二學(xué)期安排的內(nèi)容是電磁學(xué)和光學(xué)部分。以農(nóng)水、水工專(zhuān)業(yè)為例，工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容的指標(biāo)點(diǎn)為：（1）學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的基本概念、理論和方法，并可以利用這些知識(shí)解決比較復(fù)雜的工程問(wèn)題；（2）學(xué)習(xí)力學(xué)基本原理，當(dāng)遇到水利、農(nóng)業(yè)等學(xué)科中比較復(fù)雜的工程力學(xué)問(wèn)題時(shí)可以靈活應(yīng)用；（3）面對(duì)復(fù)雜的農(nóng)業(yè)、水利工程問(wèn)題時(shí)，可以從數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的角度，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行識(shí)別并建模分析，以滿(mǎn)足相應(yīng)精度要求；（4）了解團(tuán)隊(duì)中每個(gè)角色的含義并意識(shí)到其對(duì)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的重要性，并能夠在跨學(xué)科背景下在團(tuán)隊(duì)中找到自己的定位；（5）綜合考慮每位團(tuán)隊(duì)成員的意見(jiàn)，進(jìn)行梳理并做出合理的判斷；（6）突出并強(qiáng)調(diào)自我探究和學(xué)習(xí)的重要性；（7）選擇適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法不斷提高自己未來(lái)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的能力。

從這些指標(biāo)點(diǎn)來(lái)看，要求學(xué)生不僅要掌握物理知識(shí)，把物理知識(shí)靈活運(yùn)用到自己專(zhuān)業(yè)當(dāng)中，而且對(duì)團(tuán)隊(duì)精神以及科學(xué)素養(yǎng)也有要求。這就使得我們教師在課堂上不僅要講好物理，而且要把思政內(nèi)容有機(jī)地融入課堂，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、家國(guó)情懷、團(tuán)隊(duì)意識(shí)及合作精神等。

4 專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下把思政內(nèi)容有機(jī)融入物理課堂

課程思政的實(shí)施是高等教育倡導(dǎo)立德樹(shù)人和培根鑄魂的必經(jīng)之路，同時(shí)也是響應(yīng)新時(shí)代高等教育改革發(fā)展的號(hào)召。全校理工科專(zhuān)業(yè)必修的公共基礎(chǔ)課就是大學(xué)物理，是相關(guān)科學(xué)世界觀和方法論的綜合體現(xiàn)，其包含豐富多樣的思政素材，首當(dāng)其沖成為課程思政開(kāi)展的課程。在探索運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，所有的重大發(fā)現(xiàn)和突破都促進(jìn)了新方向和新領(lǐng)域的發(fā)展。

把發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過(guò)程、物理學(xué)家的勵(lì)志故事等物理學(xué)史、物理規(guī)律在生活中的應(yīng)用等思政元素有機(jī)地融入課堂教學(xué)。引入物理學(xué)史不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠促進(jìn)學(xué)生的動(dòng)態(tài)思維，讓學(xué)生深切體會(huì)科學(xué)研究的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)家的科研進(jìn)取精神。將物理學(xué)原理在技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的案例引入課堂，讓學(xué)生多關(guān)注科技新成果，能夠增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心和自豪感。比如在進(jìn)行角動(dòng)量守恒知識(shí)點(diǎn)的講解時(shí)，通過(guò)介紹跳水運(yùn)動(dòng)員以及陀螺儀在飛機(jī)和衛(wèi)星上的應(yīng)用例子，既強(qiáng)調(diào)了物理原理在技術(shù)方面的應(yīng)用，還讓學(xué)生意識(shí)到經(jīng)典物理原理在技術(shù)飛速發(fā)展的今天仍然被廣泛應(yīng)用于新領(lǐng)域。再如，通過(guò)介紹偉大的發(fā)明家愛(ài)迪生在世界各地尋找到6000多種可以用于制造燈絲的竹子的案例，在助手都失去了信心的情況下，他不斷努力實(shí)驗(yàn)，最終創(chuàng)造了可以持續(xù)使用1000多小時(shí)的“碳化竹絲燈”。通過(guò)這個(gè)案例，可以幫助學(xué)生建立鍥而不舍、勇于探索、捍衛(wèi)真理的科學(xué)精神，以及勇敢接受挑戰(zhàn)，并且無(wú)所畏懼、迎難而上的優(yōu)良品質(zhì)。

5 “教育產(chǎn)出和實(shí)際成效”的評(píng)價(jià)與考核方式

在教學(xué)的過(guò)程中，按照經(jīng)過(guò)多方認(rèn)證的“以學(xué)生為中心的教育理念、以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、注重教育產(chǎn)出和實(shí)際成效、堅(jiān)持全體學(xué)生共同達(dá)標(biāo)、以持續(xù)促進(jìn)教育質(zhì)量不斷提升”工程教育原則，可以培養(yǎng)出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、綜合能力較強(qiáng)的學(xué)生。

工程認(rèn)證要求教學(xué)以學(xué)生為中心，保證每個(gè)學(xué)生都達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)不是教師想教什么，而是要按產(chǎn)出的目標(biāo)來(lái)確定需要教什么內(nèi)容。因此，筆者的理解是：大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)以物理知識(shí)為載體，以培養(yǎng)學(xué)生能力為主線，促進(jìn)學(xué)生達(dá)到“專(zhuān)業(yè)認(rèn)證”的“畢業(yè)要求”。我們將“自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考與科學(xué)思維”作為大學(xué)物理課程的“產(chǎn)出目標(biāo)”。具體來(lái)說(shuō)，學(xué)生通過(guò)大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，在對(duì)大學(xué)物理中的基本概念、理論和基本方法有較為系統(tǒng)、全面認(rèn)識(shí)和理解的同時(shí)，還應(yīng)具備“自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考與科學(xué)思維”的能力。如果大學(xué)生能夠在基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段養(yǎng)成“自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考與科學(xué)思維”的習(xí)慣，不僅對(duì)他們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)十分有益，而且能使學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求，在畢業(yè)后的工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)、不斷更新知識(shí)方面受益終身。

工程認(rèn)證不是評(píng)優(yōu)，而是合格性評(píng)價(jià)。在工程認(rèn)證背景下，如何以一種科學(xué)、合理的考核評(píng)價(jià)方式反映課程目標(biāo)是否達(dá)成，如何通過(guò)學(xué)生掌握知識(shí)情況反饋教學(xué)中存在的問(wèn)題，為教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改進(jìn)提供依據(jù)，仍舊是需要思考的問(wèn)題。按照我們多年大學(xué)物理教學(xué)的實(shí)踐，為達(dá)到大學(xué)物理課程的“產(chǎn)出目標(biāo)”，在實(shí)施“預(yù)習(xí)+講授+雨課堂答題+分組討論”的課堂教學(xué)模式的同時(shí)，要同步建立“教育產(chǎn)出和實(shí)際成效”的評(píng)價(jià)與考核方式。目前我們采用平時(shí)雨課堂簽到、預(yù)習(xí)、答題占20%，慕課作業(yè)占20%，期末考試60%的評(píng)價(jià)體系，并結(jié)合期末考試命題的更新，引導(dǎo)學(xué)生“怎么考、怎么學(xué)”，改變學(xué)生“平時(shí)不學(xué)、考試突擊”的惡習(xí)，把注意力集中到平時(shí)學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)全新的課程考核內(nèi)容及方式，調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)心態(tài)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到大學(xué)物理課程對(duì)畢業(yè)要求的達(dá)成度[3]。

工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是我國(guó)高等教育質(zhì)量評(píng)估的未來(lái)趨勢(shì)，同時(shí)也加速推動(dòng)了工程教育改革。我校的大學(xué)物理課程改革有諸多方面，比如教學(xué)大綱、課程目標(biāo)等，均取得了優(yōu)異的成績(jī)，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升作用顯著。作為一門(mén)工科基礎(chǔ)課，大學(xué)物理需要進(jìn)行多方面的創(chuàng)新和改革。在未來(lái)，工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證給大學(xué)物理課程改革提出了新的任務(wù)與挑戰(zhàn)，需要鍥而不舍的研究、探索和實(shí)踐。