李渝 樊英杰 鄒丹 張孟 薛小翠 周晨露

[摘 ?要]隨著“新工科”人才培養(yǎng)改革的持續(xù)推進，民辦高校培養(yǎng)學(xué)生逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詰?yīng)用型人才為主的培養(yǎng)模式。在存在資源投入不足、學(xué)生能力參差不齊等缺點的情況下，如何開展民辦高?！靶鹿た啤北尘跋碌拇髮W(xué)物理課程教學(xué)成為當(dāng)下亟待研究的問題。本文介紹了作者從事大學(xué)物理教學(xué)近十年的過程中，采用傳統(tǒng)課堂、雨課堂輔助的翻轉(zhuǎn)課堂、演示實驗和物理競賽等相結(jié)合的混合教學(xué)模式，對提高民辦高校大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力產(chǎn)生了積極影響，也為民辦高?！靶鹿た啤比瞬排囵B(yǎng)進行了有效探索。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理 ?民辦高校 ?新工科 ?混合模式教改

基金項目：陜西省教育廳科研計劃項目“基于‘新工科建設(shè)背景下的物理演示與探索實驗的開發(fā)與創(chuàng)新研究”（項目編號：18JK1168）。

引 ?言

黨的十九大報告指出，建設(shè)教育強國是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)性工程。習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想，從十四個方面系統(tǒng)闡述了新時代堅持和發(fā)展中國特色社會主義的基本方略，對高等教育發(fā)展提出了新的要求。在新時代背景下，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式對一流工程人才培養(yǎng)提出了新的要求，系統(tǒng)推進“新工科”人才培養(yǎng)改革，是服務(wù)新時代國家發(fā)展的戰(zhàn)略性舉措?！靶鹿た啤笔且詰?yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，所涉及的專業(yè)涵蓋了智能制造、云計算、人工智能、機器人等。

2017年2月以來，教育部積極推進“新工科”建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》《關(guān)于推進新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)。從學(xué)校人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)講，就是如何圍繞落實立德樹人這個根本任務(wù)，堅持以學(xué)生發(fā)展為中心，系統(tǒng)優(yōu)化“新工科”人才培養(yǎng)體系。民辦高校作為我國高等教育的重要組成部分，是推行“新工科”的“主戰(zhàn)場”之一。優(yōu)化“新工科”培養(yǎng)體系，構(gòu)筑“新工科”創(chuàng)新環(huán)境，建設(shè)“新工科”育人文化，已經(jīng)成為民辦高校推行“新工科”建設(shè)的主要方法。

值得注意的是，物理作為眾多自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，不僅是培養(yǎng)學(xué)生完整的物理知識體系、鍛煉邏輯思維能力和邏輯分析能力、樹立正確的科學(xué)觀的公共基礎(chǔ)課程，同樣還是激發(fā)學(xué)生開展學(xué)科交叉融合、構(gòu)筑學(xué)生“新工科”理念的基石。因此，大學(xué)物理課程教學(xué)已經(jīng)成為國內(nèi)高等院校的一門核心公共基礎(chǔ)課，包括理工類、經(jīng)管類、外語類等學(xué)科均開展了對應(yīng)層次的課程教學(xué)。特別是在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求下，大學(xué)物理在諸多民辦高校中順利開展。但是，民辦高校存在著資源投入不足、學(xué)科規(guī)模少、學(xué)生能力參差不齊等缺點，如何開展民辦高?！靶鹿た啤北尘跋碌拇髮W(xué)物理課程教學(xué)成為當(dāng)下亟待研究的問題。

民辦高校大學(xué)物理課程設(shè)置情況

“新工科”背景下的民辦高校，以新時代國家經(jīng)濟發(fā)展需求為方向，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才為目標，堅持“重視基礎(chǔ)、加強實踐、突出能力、提高素質(zhì)、注重創(chuàng)新”的教育教學(xué)理念，培養(yǎng)有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型本科人才。而學(xué)習(xí)大學(xué)物理不僅是掌握各專業(yè)和專業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)崗位所必需的基本物理原理的過程，更是培養(yǎng)學(xué)生用物理思想分析、解決工程問題的能力，從而使其有效地服務(wù)于專業(yè)課程的過程。因此，課程目標應(yīng)當(dāng)是服務(wù)于不同專業(yè)的實際需要，服務(wù)于能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育、終身發(fā)展。在此背景下，民辦高校的大學(xué)物理課程在傳遞和普及自然科學(xué)知識的基本要求下，還應(yīng)夯實學(xué)生自然科學(xué)理論與實驗基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生思考和解決問題的能力。

大學(xué)物理課程內(nèi)容涵蓋力學(xué)、振動和波、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、近代物理六大塊內(nèi)容。課程的一個重要特點是知識點多、關(guān)聯(lián)性弱。因此，鑒于學(xué)生課業(yè)負擔(dān)和后續(xù)應(yīng)用等原因，一些高校開始不斷縮減課時。在目前普遍對大學(xué)物理課程學(xué)時進行壓縮的情況下，如何保質(zhì)保量地完成大學(xué)物理的教學(xué)任務(wù)和目標，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性，成為開展民辦高校大學(xué)物理課程教學(xué)改革的重點和難點。針對這種現(xiàn)狀和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的總體趨勢，民辦本科院校已經(jīng)開展了諸多嘗試，積極推進大學(xué)物理課程教學(xué)改革，在有限學(xué)時的前提下嘗試突破授課方式陳舊、考核方式單一等現(xiàn)狀，同時積極探索理論與實踐的結(jié)合，提高教師綜合素質(zhì)，發(fā)展針對性強、目標和層次明確的教學(xué)手段。

教學(xué)改革方法與實踐

學(xué)校講授大學(xué)物理課程的專業(yè)范圍廣，涵蓋了計算機科學(xué)與技術(shù)、通信工程、機械設(shè)計制造及自動化、機械電子工程、自動化、飛行器制造工程、電氣工程等本科專業(yè)，在此情況下，學(xué)校大學(xué)物理教研組也在積極開展課程教學(xué)改革，探索民辦高校在“新工科”背景下的教育教學(xué)新模式。在秉承突出物理概念、物理思想和物理方法的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)基礎(chǔ)上，積極探索和推進漸進式教學(xué)改革。

1.雨課堂、學(xué)習(xí)通在翻轉(zhuǎn)教學(xué)中的應(yīng)用

探究式學(xué)習(xí)是現(xiàn)代教學(xué)的關(guān)鍵。物理教研室成員針對各個知識點，共錄制了約1750分鐘、涵蓋78條知識內(nèi)容的教學(xué)微課視頻，同時設(shè)計了與知識點主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、素材課件、練習(xí)測試等輔助性的教學(xué)資源，在學(xué)習(xí)通上構(gòu)建了完整的大學(xué)物理微課體系。

我們采用三段式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，覆蓋課前、課中、課后全過程。教師課前在學(xué)習(xí)通上發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)點，上傳有關(guān)微課資料，為學(xué)生呈現(xiàn)多元化的視頻資源和案例分析。學(xué)生自主選擇時間、地點進行課前預(yù)習(xí)，并利用平臺相關(guān)功能進行交流討論。教師通過后臺統(tǒng)計信息，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)完成情況、難點等反饋情況。課中，實施面對面交流、討論、重難點分析等方法，通過剖析案例的方法分解和總結(jié)知識點。課堂教學(xué)的重點在于啟發(fā)學(xué)生主動思考，充分掌握相關(guān)知識點。課后，發(fā)布課程作業(yè)，通過系統(tǒng)收集作業(yè)提交情況，分析易錯點，輔助教師批改分析，強化課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，推動學(xué)生完成知識的消化吸收和鞏固。

2.充分發(fā)揮演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)中的作用

線下授課過程中，將傳統(tǒng)理論與現(xiàn)代工程技術(shù)相結(jié)合，從工程技術(shù)中凝練出物理問題，并通過演示實驗的形式作為研究性教學(xué)的切入點。演示實驗是大學(xué)物理教學(xué)重要的輔助教學(xué)方式，通過啟發(fā)式的教學(xué)，更能夠激發(fā)學(xué)生在實際問題和環(huán)境中尋找物理本質(zhì)，同時也能夠讓學(xué)生感受到基礎(chǔ)物理知識與其他學(xué)科的融合，提升學(xué)習(xí)的樂趣。

比如在講授駐波時，用弦駐波演示儀形象地為學(xué)生展示一維駐波的形成、特征，并進一步將這種一維現(xiàn)象通過魚洗實驗拓展到二維。通過簡單的實驗演示，讓學(xué)生更加深刻地理解了駐波形成的條件，駐波展現(xiàn)的振動特點、周期特性等，同時也啟發(fā)了學(xué)生探究駐波現(xiàn)象在實際應(yīng)用中的體現(xiàn)和價值。

3.積極開展物理競賽，探索理論與實踐緊密結(jié)合的教學(xué)新模式

中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽（China Undergraduate Physics Tournament，簡稱CUPT）是主要借鑒國際青年物理學(xué)家錦標賽的模式創(chuàng)辦的全國賽事。目前，該競賽已經(jīng)被列入中國物理學(xué)會物理教學(xué)指導(dǎo)委員會的工作計劃，是實踐國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要和國家教育中長期發(fā)展規(guī)劃綱要的重要大學(xué)生創(chuàng)新競賽活動之一。從2018年開始，學(xué)校多次組織學(xué)生參加CUPT競賽。

首先，面向全校學(xué)生進行選拔競賽，通過分組實驗和答辯進行選拔。其次，按照CUPT競賽規(guī)則進行分組、分題訓(xùn)練。不僅聘請校內(nèi)經(jīng)驗豐富的教師進行指導(dǎo)，同時還聘請了外校教師給學(xué)生開設(shè)專題講座，從題目分析、實驗思路、實驗器材購買、問題討論、數(shù)值模擬等多方面進行指導(dǎo)。通過物理競賽，不僅鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、團隊合作精神、交流表達能力，使學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)得到全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

結(jié) ?語

“新工科”對學(xué)生能力提出的新要求必然需要教學(xué)模式的同時創(chuàng)新。大學(xué)物理作為高等院校的一門必修基礎(chǔ)課程，如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中做到夯實基礎(chǔ)、注重實踐、培養(yǎng)能力、突出創(chuàng)新，已經(jīng)成為民辦高校課程改革的重要環(huán)節(jié)。作者在實際教學(xué)過程中，借助雨課堂、學(xué)習(xí)通開展翻轉(zhuǎn)教學(xué)，同時充分發(fā)揮演示實驗在大學(xué)物理教學(xué)中的作用，積極組織開展物理競賽，通過混合式的教學(xué)探索理論與實踐緊密結(jié)合的教學(xué)新模式，不僅能有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)和探索的積極性，全面提升大學(xué)物理教學(xué)效果，還能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力。

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作者單位：西安明德理工學(xué)院通識教育學(xué)院 ?陜西西安