尹向?qū)?任常愚 丁紅偉

(黑龍江科技學(xué)院理學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150027 )

工科大學(xué)物理是一門重要的課程,理論性和實(shí)驗(yàn)性都很強(qiáng).它的內(nèi)容非常廣泛，是理工科學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程.物理學(xué)也是從事科學(xué)技術(shù)研究必備的基本知識(shí).隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，要求高等學(xué)校培養(yǎng)出的人才不僅要具有較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)，而且還要具備豐富的科學(xué)知識(shí)和較強(qiáng)的適應(yīng)性.特別是在新的世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)高素質(zhì)人才、綜合性人才的需求日益增長等，對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)提出了更進(jìn)一步的要求.關(guān)于“搭建大學(xué)物理教學(xué)支持服務(wù)平臺(tái)”的提法，雖然在一些教學(xué)改革研究中或多或少地有所涉及，但目前在國內(nèi)外并沒有被正式提出來.由于我們率先將“在CDIO模式下搭建與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的大學(xué)物理教學(xué)支持服務(wù)平臺(tái)”作為主題，因此有必要對(duì)這個(gè)課題的內(nèi)涵加以探索.

1 CDIO教學(xué)模式的內(nèi)涵

在面向高等理工科院校的教育教學(xué)改革中，CDIO工程教育模式是近年來國際理工科教育改革的最新成果.CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)4個(gè)英文單詞的縮寫.它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，為學(xué)生提供實(shí)踐與理論課程之間知識(shí)關(guān)聯(lián)的教學(xué)情境，鼓勵(lì)學(xué)生以主動(dòng)的方式學(xué)習(xí)工程[1].它是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”(Project based education and learning)的集中概括和抽象表達(dá).

作為“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的一種模式，CDIO是基于工程項(xiàng)目全過程的學(xué)習(xí)，是對(duì)以課堂講課為主的教學(xué)模式的革命.從2000年起，CDIO模式在國際上以麻省理工學(xué)院為首的幾十所大學(xué)操作實(shí)施,迄今已取得顯著成效，深受學(xué)生歡迎，得到產(chǎn)業(yè)界高度評(píng)價(jià).迄今為止,已有丹麥、芬蘭、法國、南非、新加坡等地幾十所大學(xué)加入了CDIO 國際組織,我國有汕頭大學(xué)、清華大學(xué)兩所.近年來，為全面落實(shí)教育部關(guān)于實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的精神，國內(nèi)有些高等工程技術(shù)大學(xué)已經(jīng)開始著手嘗試進(jìn)行CDIO的工程教育改革.CDIO專業(yè)和教學(xué)方式是為了滿足工業(yè)界的需要而建立的；CDIO教育模式是工程教育改革的成果.大多教學(xué)改革都是在實(shí)踐性很強(qiáng)的工科專業(yè)進(jìn)行.

2 大學(xué)物理教學(xué)支持服務(wù)平臺(tái)的內(nèi)涵

我校是以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)專門人才為主，重點(diǎn)服務(wù)于黑龍江地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的多學(xué)科性大學(xué),在長期的教育實(shí)踐過程中，逐漸地形成了“大德育，大工程，大實(shí)踐”的教學(xué)總體思路，即以培養(yǎng)學(xué)生成人成才、全面發(fā)展為宗旨，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，科學(xué)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)體系，深化教學(xué)改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，著力提升學(xué)生人文素質(zhì)、思想道德素質(zhì)、職業(yè)素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，努力增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力、就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力，使大學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng).生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)不但使課堂教學(xué)和實(shí)踐得到良好結(jié)合，而且對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)業(yè)技能起到重要的作用.利用物理演示實(shí)驗(yàn)基地能有效提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力;有利于協(xié)作學(xué)習(xí)方式的形成;有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)能力，有利于改善自身知識(shí)結(jié)構(gòu).

2.1 與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的內(nèi)涵

生產(chǎn)實(shí)踐本身不僅是物理學(xué)發(fā)展的源泉和動(dòng)力,為大學(xué)物理的傳授提出了許多新問題,還提供了運(yùn)用物理理論解決這些問題的廣闊空間[2];使學(xué)生初步了解企業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程，了解現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人才的要求，培養(yǎng)學(xué)生參與生產(chǎn)的實(shí)施過程,體驗(yàn)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的整個(gè)實(shí)踐過程;使學(xué)生有機(jī)會(huì)把所有的知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來，學(xué)會(huì)以探究方式獲取知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力;使學(xué)生能夠掌握深厚的大學(xué)物理基礎(chǔ)知識(shí)，為我省東部煤電化建設(shè)規(guī)劃的實(shí)施提供強(qiáng)有力的人才支撐，緊跟東部煤電化建設(shè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，將煤化工企業(yè)采用的先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)工藝引進(jìn)教材、引進(jìn)課堂；使學(xué)生及時(shí)掌握先進(jìn)的與生產(chǎn)接軌的新知識(shí)，知識(shí)內(nèi)容與生產(chǎn)零距離，適應(yīng)崗位需求.

緊跟世界煤化工發(fā)展前沿，將物理原理及其在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的典型實(shí)例講授給學(xué)生，營造物理情境，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解;增強(qiáng)學(xué)生的工程閱歷.將世界先進(jìn)技術(shù)和工藝引進(jìn)課堂，讓學(xué)生掌握煤化工領(lǐng)域的前沿科技，讓學(xué)生有發(fā)展?jié)摿Γ晃锢斫處熃M織學(xué)生參觀科技館、天文臺(tái)等；利用假期到工廠、企業(yè)實(shí)習(xí)，了解工廠和企業(yè)在發(fā)展中遇到的技術(shù)困難，同時(shí)把自己在課堂上所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到解決這些問題的實(shí)踐中去.由于與工程實(shí)際聯(lián)系緊密,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到有關(guān)物理理論的重要性,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)物理的興趣與學(xué)習(xí)的積極性.在教學(xué)中,我們特別注意“從理論到實(shí)踐是一個(gè)質(zhì)的飛躍,有許多技術(shù)(或理論)問題需要解決,這個(gè)過程實(shí)際上就是一個(gè)創(chuàng)新的過程”,以培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系工程實(shí)際及創(chuàng)新意識(shí).

2.2 物理演示實(shí)驗(yàn)基地的內(nèi)涵

21世紀(jì)的競(jìng)爭是人才的競(jìng)爭,是人才的能力與素質(zhì)的競(jìng)爭.能力與素質(zhì)的培養(yǎng)，是教育工作者的頭等大事[3].在充分發(fā)揮演示室作用的同時(shí)，結(jié)合大學(xué)物理教學(xué)，我們以物理演示室為基地，進(jìn)行了素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)實(shí)踐的探索.在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，開展物理演示儀器科技制作活動(dòng).進(jìn)一步開放演示實(shí)驗(yàn)基地，提高學(xué)生科研創(chuàng)新能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力發(fā)揮了較好的作用.讓他們自主立項(xiàng)，申請(qǐng)課題，自主進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究，培養(yǎng)其科學(xué)探索精神和創(chuàng)新能力.依托物理演示實(shí)驗(yàn)基地，開展教學(xué)改革、教學(xué)研究.為教師課堂理論教學(xué)服務(wù)是物理演示實(shí)驗(yàn)基地最基本的職能;為實(shí)施素質(zhì)教育服務(wù)是其拓展職能;為社會(huì)科普服務(wù)是其輻射職能.

演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)入課堂,受到學(xué)生熱烈歡迎.根據(jù)演示儀器可難、可易、可簡、可繁的特點(diǎn)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手制作.作為實(shí)踐基地，我們首先為學(xué)生提供場(chǎng)地、工具及材料，在指導(dǎo)中啟發(fā)創(chuàng)新.這首先表現(xiàn)在課堂上演示的那些典型實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)所演示的物理現(xiàn)象不但使學(xué)生感到新奇，更加強(qiáng)了其對(duì)基本規(guī)律的理解，同時(shí)也最容易看到設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新思維，從中受到啟迪.另外，物理演示實(shí)驗(yàn)基地還對(duì)學(xué)生開放，其中有一些實(shí)驗(yàn)由學(xué)生操作，這不但從設(shè)計(jì)思想上，而且在原理、結(jié)構(gòu)等方面都為學(xué)生提供了借鑒.教學(xué)實(shí)踐表明，加強(qiáng)教師的指導(dǎo)，是成功的關(guān)鍵.這項(xiàng)活動(dòng)的開展，要求教師必須進(jìn)行大量的初期準(zhǔn)備，查閱大量資料，以便對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo).首先，我們把住了設(shè)計(jì)審查這一關(guān).學(xué)生交出設(shè)計(jì)方案后，經(jīng)教師審查認(rèn)為可行者，方可投入制作.在制作過程中，由任課教師跟蹤指導(dǎo)，并在演示室設(shè)專人負(fù)責(zé)指

導(dǎo).在制作過程中，教師的工作重點(diǎn)在調(diào)試階段，特別是預(yù)期現(xiàn)象不出現(xiàn)時(shí)，幫助學(xué)生分析原因并給予及時(shí)指導(dǎo).

CDIO模式下，與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的大學(xué)物理教學(xué)支持服務(wù)平臺(tái)以在工程問題和實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)物理知識(shí)，講述知識(shí)的應(yīng)用為前提，通過專題工程問題解析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行工程思維，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力.學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到了明顯的提高；并且利用物理演示實(shí)驗(yàn)基地有效提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，把創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)滲透到大學(xué)物理教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)效果顯著提升.

參考文獻(xiàn)

1 王碩旺,洪成文.CDIO：美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式——基于對(duì)CDIO課程大綱的解讀.理工高教研究，2009(4) : 39～44

2 包秋燕.基于CDIO理念探討大學(xué)生現(xiàn)代工程意識(shí)培養(yǎng).福建工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(10) : 29～31

3 江松琦. EIP-CDIO:一種高等工程教育培養(yǎng)模式改革.中國電力教育, 2008 (10): 32～33