吉馭嬪　王時建

摘要：本文以理工類學(xué)校本科公共必修課《大學(xué)物理》實驗教學(xué)改革班為范例，思考如何改革工科院校的《大學(xué)物理》教學(xué)，為卓越工程師培養(yǎng)計劃起到支撐作用，力求在大學(xué)物理教學(xué)中引入工程思維訓(xùn)練。為此，我們?nèi)嫘薷慕虒W(xué)計劃，針對不同的工科專業(yè)合理安排教學(xué)板塊，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，做到因材施教；同時，將大量工程實例滲透到教學(xué)中，使學(xué)生能盡快進(jìn)入工程師的角色，為卓越工程師計劃的順利進(jìn)行添磚加瓦。

關(guān)鍵詞：卓越工程師計劃；工科物理；教學(xué)策略；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0105-02

一、引言

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的一個重大改革項目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[1]。

物理學(xué)是整個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的帶頭學(xué)科，物理教育在高等教育中具有極其重要的地位，特別是在工科專業(yè)教學(xué)中尤其重要。然而，現(xiàn)階段大多數(shù)高校針對不同的專業(yè)采用統(tǒng)一的物理教材、統(tǒng)一的學(xué)時、統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生將大量的時間和精力花費在基礎(chǔ)物理的學(xué)習(xí)和推導(dǎo)中，甚至花大量的時間學(xué)習(xí)跟本專業(yè)完全無關(guān)的知識，使他們覺得學(xué)無所用，書本知識和現(xiàn)實應(yīng)用長期脫節(jié)，降低學(xué)習(xí)的積極性和興趣。

近年來，隨著新材料、新能源、微電子技術(shù)等新興學(xué)科的迅速發(fā)展，國內(nèi)很多高校的大學(xué)物理課程教學(xué)緊跟時代步伐，在內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)行了大量的改革和探索。例如，同濟(jì)大學(xué)、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、成都信息工程大學(xué)[2]等，在這方面已經(jīng)做出很多嘗試。

二、教學(xué)改革探索

2013年，西華大學(xué)獲批立項8個省級卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項目。之后，各學(xué)院以此為契機，在優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)、更新教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法等方面下功夫，著力提高本科生的創(chuàng)新能力和實踐技能，逐步完善工程創(chuàng)新人才的培養(yǎng)體系。卓越工程師計劃的一個重要任務(wù)就是強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。為了在理工科大學(xué)中支持卓越計劃的順利進(jìn)行，作為一切工程技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的源泉——《大學(xué)物理》的改革迫在眉睫。為了探索這個問題，我們針對工科大學(xué)物理教學(xué)做出以下幾方面的改革。

（一）引入工程實例，改革講授內(nèi)容

1.對經(jīng)典與現(xiàn)代物理教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行合理的優(yōu)化與整合。傳統(tǒng)物理教學(xué)體系中，經(jīng)典物理所占的比重過大，現(xiàn)代物理所占的比重太小，很少涉及物理知識在工程技術(shù)中的應(yīng)用。我們壓縮經(jīng)典物理的內(nèi)容，并在經(jīng)典內(nèi)容的講授中打破原有框架的束縛，對經(jīng)典知識做進(jìn)一步的延伸，引入近現(xiàn)代物理內(nèi)容，并使兩者有機地結(jié)合起來。

2.在教學(xué)內(nèi)容中引入工程實例。所選內(nèi)容從工程實際出發(fā)，避開不必要的技術(shù)細(xì)節(jié)，把實際問題抽象成物理模型，并用物理原理進(jìn)行分析研究，提出合理的解決辦法，有利于鞏固和加深對基本概念的理解，有利于分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的求知欲。

（二）提高教師的工程素質(zhì)

在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，授課教師應(yīng)提高自身的工程素質(zhì)。授課教師要處于科研一線或者生產(chǎn)一線，具有一定的應(yīng)用研究經(jīng)歷，了解和掌握最新的學(xué)科前沿動態(tài)和工程應(yīng)用背景，更好地為教學(xué)總體水平的提升奠定堅實的基礎(chǔ)。

為了實踐教改規(guī)劃，我們選擇數(shù)學(xué)與計算機專業(yè)、物理和信息科學(xué)專業(yè)的學(xué)生共60人作為試驗班，進(jìn)行工科大學(xué)物理教學(xué)改革的初探索。為此，我們制訂了詳細(xì)的教學(xué)計劃，設(shè)計了一系列針對物理和信息科學(xué)專業(yè)相關(guān)的設(shè)計實驗，力求做好試驗班的教學(xué)過程管理。考慮到學(xué)生能力的參差不齊，我們設(shè)計動手小實驗的思想是將可完成性作為主要目標(biāo)，力求小實驗的思維難度不大，但是完成方案具備多樣性，能夠鍛煉和開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神。并且，實驗所需的器材是學(xué)生在日常生活中能尋找到的普通材料。

實踐教學(xué)初期，我們將考試分?jǐn)?shù)所占比例進(jìn)行調(diào)整，加重平時創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)的比例，減低期末考試成績所占的比例；并將試驗班上的57個學(xué)生分成10組，一組6人左右，讓他們自己推選組長，作為小組負(fù)責(zé)人組織大家進(jìn)行課堂討論和創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)。講授中減少物理公式的推導(dǎo)過程，增加物理知識在工程實例中的講解。每章設(shè)計一些與現(xiàn)實生活和生產(chǎn)有關(guān)的情境類題目，要求大家分組討論這些情境里包含的物理知識，以及怎么利用所學(xué)知識解釋這些現(xiàn)象，甚至解決這些問題。每個小組成員要輪流到講臺上闡述自己的觀點。經(jīng)過這個環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，學(xué)生開始變得喜歡表達(dá)自我，思維開始活躍起來，學(xué)會用科學(xué)的思維審視周遭的事物，提高了解決問題的能力，訓(xùn)練了邏輯思維和表達(dá)能力。

每兩章布置一個創(chuàng)新小設(shè)計，要求以組為單位上交設(shè)計實物，最后這兩部分要計入最終成績。同時，西華大學(xué)理學(xué)院創(chuàng)新實驗室向試驗班學(xué)生開放。實驗室中備有一些常用的實驗器材和原料，有需要的學(xué)生可到實驗室進(jìn)行產(chǎn)品的制作。當(dāng)然，由于缺乏動手的經(jīng)驗，絕大多數(shù)學(xué)生剛開始做第一個設(shè)計題目時大多比較茫然，感覺無從下手，畏難情緒比較嚴(yán)重。但是由于分?jǐn)?shù)的壓力，在任課教師的鼓勵和指導(dǎo)下，學(xué)生只好硬著頭皮做。經(jīng)過幾次的設(shè)計訓(xùn)練后，學(xué)生交上來的產(chǎn)品的質(zhì)量越來越高。

特別是在期末召開的大學(xué)物理試驗班座談會上，學(xué)生紛紛認(rèn)同了我們的全新教學(xué)模式，并表示在教學(xué)過程中，教師的鼓勵和引導(dǎo)，激勵他們獨立思考，極大地鍛煉了他們的工程思維。同時，由于課堂教學(xué)教法的多樣性，沉悶的課堂開始變得活躍起來，學(xué)生不再像以前那樣談物理“色變”，覺得物理就是大量公式的推導(dǎo)和死記硬背，開始發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)物理的樂趣，甚至是學(xué)習(xí)的樂趣，極大地調(diào)動了物理學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生將物理知識轉(zhuǎn)化為工程技術(shù)動力的主觀能動性。

三、小結(jié)

總之，通過《大學(xué)物理》教學(xué)教法的改革，我們希望能豐富課堂教學(xué)，使課堂變得活躍起來。同時，重視物理課堂和工程應(yīng)用的結(jié)合，為卓越工程師計劃的順利進(jìn)行提供支撐作用。當(dāng)然，一個教學(xué)模式的好壞，除了有先進(jìn)的理念作為前提，還須在實踐加以證明。經(jīng)過一學(xué)期試驗班的教學(xué)實踐，我們積累了經(jīng)驗，為接下來將此教學(xué)模式推廣到全校打下基礎(chǔ)，希望在今后的實踐中不斷地調(diào)整教學(xué)模式，使教和學(xué)真正地結(jié)合在一起，讓學(xué)生找到學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)會能用到未來生產(chǎn)實踐的科學(xué)思維和方法，力求能盡快進(jìn)入工程師的角色。

參考文獻(xiàn)：

[1]卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，http：//baike.haosou.com/doc/

5437115-5675422.html

[2]陳敏，代群，朱興華，物理學(xué)[M].高等教育出版社，2012.