鄒丹　周晨露

摘 要

隨著教育的推進(jìn)，獨(dú)立學(xué)院的數(shù)量和質(zhì)量都在逐步上升。這類(lèi)學(xué)院中，物理課程是工科學(xué)生必修課程。在當(dāng)今教育部開(kāi)展的“新工科”大背景下，如何讓物理教學(xué)能夠適應(yīng)新工科的理念，是每一位一線教師面臨的課題。本文根據(jù)獨(dú)立學(xué)院物理課程本身特點(diǎn)，結(jié)合“新工科”的要求，提出物理教學(xué)“五新”，以適應(yīng)新環(huán)境下的教學(xué)要求。

關(guān)鍵詞

獨(dú)立學(xué)院;新工科;大學(xué)物理

中圖分類(lèi)號(hào)： G642;O4-4 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 23

自2017年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)。在2月20日，教育部發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展“新工科”研究與實(shí)踐的通知》，希望各地高校開(kāi)展“新工科”的研究實(shí)踐活動(dòng)，從而深化工程教育改革，推進(jìn)“新工科”的建設(shè)與發(fā)展?！靶鹿た啤庇形逍拢盒吕砟?、新質(zhì)量、新結(jié)構(gòu)、新模式、新體系?！靶鹿た啤睂?zhuān)業(yè)主要針對(duì)的是新興產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)業(yè)，如智能科學(xué)與技術(shù)、智能電網(wǎng)信息工程、機(jī)器人工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、光電信息科學(xué)與工程等，也包括對(duì)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)按照當(dāng)今需求進(jìn)行改造。2月24日，教育部、人力資源和社會(huì)保障部和工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)了《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，其中列出了“制造業(yè)十大重點(diǎn)領(lǐng)域人才需求預(yù)測(cè)”，有新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車(chē)、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等10個(gè)專(zhuān)業(yè)，數(shù)據(jù)顯示到2025年這些重點(diǎn)領(lǐng)域的人才缺口量將達(dá)三千萬(wàn)。隨著新工科建設(shè)的推行，復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)等60余所高校深入系統(tǒng)地開(kāi)展新工科研究和實(shí)踐。與老工科相比，“新工科”更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性，尤其注重信息通訊、電子控制、軟件設(shè)計(jì)等新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合。

1 提出背景

在新工科背景下，培養(yǎng)新經(jīng)濟(jì)急需緊缺人才，培養(yǎng)引領(lǐng)未來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才，已經(jīng)成為獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生的方向。因此培養(yǎng)新工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生的思路應(yīng)該從原來(lái)的單一專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)以及單一專(zhuān)業(yè)技能的掌握，轉(zhuǎn)換為既具備本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)及技能，又具有相應(yīng)的學(xué)習(xí)新知識(shí)和新技術(shù)的能力，具備進(jìn)入交叉學(xué)科的學(xué)習(xí)能力。所以在專(zhuān)業(yè)設(shè)置方面應(yīng)盡量以當(dāng)今及未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求為基準(zhǔn)，在學(xué)生培養(yǎng)方面，除了理論知識(shí)的傳輸之外，還應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐，并讓學(xué)生在實(shí)踐中運(yùn)用理論，在理論中找到與實(shí)際的切入點(diǎn)，讓他們明白理論學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用，把學(xué)生培養(yǎng)成為工作崗位需要的人。

2 如何將“新工科”融入教學(xué)中

在新工科背景下，筆者結(jié)合自身學(xué)校，從“五新”與人才培養(yǎng)方面，探討在獨(dú)立學(xué)院中如何將“新工科”理念融入物理課程教學(xué)中。

1）“新理念”：在教學(xué)理念上應(yīng)從傳統(tǒng)的物理知識(shí)的灌輸轉(zhuǎn)變成為“工”提供理論支撐。首先課程教材的選取應(yīng)以學(xué)生為本，教材內(nèi)容及難易程度要適應(yīng)所面向的學(xué)生群體。以筆者學(xué)校為例，由于面對(duì)的學(xué)生為獨(dú)立學(xué)院二本層次錄取的學(xué)生，涉及的專(zhuān)業(yè)有：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、物聯(lián)網(wǎng)工程、電子信息工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、飛行器制造工程、自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器等，因此選用的教材為《工科物理教程》[1]。該教材所編內(nèi)容緊貼本校理工科學(xué)生專(zhuān)業(yè)，深度與廣度都與學(xué)生能力與教學(xué)要求相匹配。其次，教育理念也應(yīng)由傳統(tǒng)的理論知識(shí)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撝R(shí)與專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，理論與現(xiàn)代應(yīng)用相結(jié)合。

2）“新質(zhì)量”：在“新工科”背景下需要重新定義物理課程教學(xué)質(zhì)量，我們教育出來(lái)的學(xué)生應(yīng)該具備什么樣的能力。

“新工科”的人才培養(yǎng)方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)急需緊缺人才，能夠引領(lǐng)未來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才，因此物理教學(xué)的質(zhì)量評(píng)估要根據(jù)工科發(fā)展要求進(jìn)行調(diào)整。教學(xué)質(zhì)量評(píng)判依據(jù)可以由以下幾方面構(gòu)成：（1）物理基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度;（2）建立建模思想的能力;（3）在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得的自我學(xué)習(xí)能力，例如能否將物理知識(shí)與當(dāng)今科技應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行聯(lián)系，是否具備能力在衍生學(xué)科或交叉學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí);（4）物理課程與學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)交叉滲透程度，將學(xué)生專(zhuān)業(yè)課程中與物理課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，體現(xiàn)教學(xué)的交叉性。

3）“新結(jié)構(gòu)”：首先對(duì)教材內(nèi)容要按照“新理論”、“新質(zhì)量”的要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，不同專(zhuān)業(yè)側(cè)重不同的知識(shí)點(diǎn)，注重物理與專(zhuān)業(yè)的滲透。教師在授課中針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生，可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)及特點(diǎn)側(cè)重某些知識(shí)點(diǎn)，注重理論與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系[2]，比如針對(duì)通信工程專(zhuān)業(yè)，在電磁學(xué)篇章中應(yīng)注重物理知識(shí)在其專(zhuān)業(yè)課程體系中的地位，在講解電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)上，引入電磁場(chǎng)與電磁波的研究前沿，為學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課打下基礎(chǔ)及建立建模思想，激發(fā)學(xué)生的興趣[3]，比如：飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)，可以在牛頓力學(xué)、能量守恒及剛體這幾部分把知識(shí)的深度和寬度增加，以適應(yīng)專(zhuān)業(yè)課程的需求。其次，物理課程考核方式應(yīng)做適當(dāng)?shù)母母铩Ｎ锢砝碚撜n程傳統(tǒng)考核方式為閉卷考試，卷面總分值一百，考試題型大致分為選擇、判斷、填空、計(jì)算及簡(jiǎn)答五類(lèi)，考試內(nèi)容以教學(xué)大綱為藍(lán)本，學(xué)生最終成績(jī)?yōu)槠綍r(shí)成績(jī)與卷面成績(jī)進(jìn)行加權(quán)組成。在新工科背景下，倡導(dǎo)學(xué)科交叉，以及理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用，可將物理理論課程的考核分為理論知識(shí)的考核，以及相關(guān)應(yīng)用的考核。理論知識(shí)的考核可以涵蓋經(jīng)典物理的基本知識(shí)、概念、以及與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)相交叉的理論知識(shí)。應(yīng)用考核方式一：可以讓學(xué)生將物理原理與生活現(xiàn)象結(jié)合，或者是將物理原理與當(dāng)今前沿科技結(jié)合，再或者是將物理與他們所在專(zhuān)業(yè)相結(jié)合撰寫(xiě)科技小論文;方式二：可以讓學(xué)生將物理及本專(zhuān)業(yè)結(jié)合制作科技作品。最終成績(jī)按照理論百分之五十五、應(yīng)用百分之四十五進(jìn)行加權(quán)。這樣既能體現(xiàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，又能體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

4）“新模式”：要達(dá)到物理課程教學(xué)“新質(zhì)量”，教學(xué)模式和教學(xué)方法應(yīng)以“新工科”為背景進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)今隨著全國(guó)高校各學(xué)科教學(xué)改革的發(fā)展，在課堂教學(xué)模式上可以引用美國(guó)的一些先進(jìn)的教學(xué)模式和方法，比如：物理工作室[4-5]、翻轉(zhuǎn)課堂、同伴教學(xué)法[6-8]等。這些教學(xué)模式在我國(guó)一些高校中獲得了較好的教學(xué)成果[9-11]，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率及學(xué)習(xí)主動(dòng)性，將傳統(tǒng)地灌輸式教學(xué)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。

5）“新體系”：根據(jù)學(xué)校所屬層次以及人才培養(yǎng)體系，將教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。推進(jìn)學(xué)校特色的工程教育辦出特色。對(duì)于獨(dú)立學(xué)院，人才培養(yǎng)目標(biāo)是社會(huì)緊缺型工科人才，物理教學(xué)應(yīng)服務(wù)于工科各專(zhuān)業(yè)。根據(jù)各二級(jí)學(xué)院培養(yǎng)目標(biāo)，建立相應(yīng)的教學(xué)大綱，教師除了具有物理教學(xué)能力外，還應(yīng)了解工科專(zhuān)業(yè)知識(shí)背景。在獨(dú)立學(xué)院，物理課程為基礎(chǔ)課程，面授對(duì)象為全校理工科學(xué)生，在組織體系上，除了物理教師本身所在的物理基礎(chǔ)教研室以外，還可與各專(zhuān)業(yè)分別建立交叉機(jī)構(gòu)，使物理中體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)、專(zhuān)業(yè)中透著物理，相互促進(jìn)。

總之，獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)的理工科人才是以社會(huì)需求為導(dǎo)向，是應(yīng)具備良好的理論基礎(chǔ)及實(shí)踐能力，更是具有一定自我學(xué)習(xí)能力的新型人才。物理作為各理工科課程基礎(chǔ)及新興行業(yè)的奠基石，在教學(xué)運(yùn)行中應(yīng)以“五新”為指導(dǎo)，讓物理教學(xué)為“新工科”建設(shè)服務(wù)，提高人才質(zhì)量，培養(yǎng)出具有綜合能力的復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]《工科物理教程》（第四版）宋世賢，吳平等.高等教育出版社. 2017.

[2] “新工科”背景下大學(xué)物理課程與專(zhuān)業(yè)的有效銜接[J].許媛，侯麗，焦錚，陳珍海.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2019（1）.

[3]“新工科”背景下《電磁場(chǎng)與電磁波》教學(xué)新思考[J]. 梁快，胡順仁，鄭大青，李雙，劉偉. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2018（36）

[4]Installing studio physics[J]. T. E. Furtak，T. R. Ohno. The Physics Teacher.2001（9）.

[5]Exploring of students Performances，Motiva—tion Processes and Learning Strategies in Studio Physics. G k，Tolga. Latin—Amercian Journal of Physics Education.2011.