基于工程教育認證形勢下的大學物理實驗分類教學研究*

喬 輝 郭長立 張 濤

(西安科技大學 陜西 西安 710054)

基于工程教育認證形勢下的大學物理實驗分類教學研究*

喬 輝 郭長立 張 濤

(西安科技大學 陜西 西安 710054)

伴隨“卓越計劃”的實施，分專業(yè)進行工程教育認證也隨之開始．物理實驗作為理工科一門重要的基礎實驗課程，也應該不斷提高學生實驗素養(yǎng)，為專業(yè)認證服務．本文通過對工程教育和卓越計劃的異同點分析，結合本校自身辦學特點，提出分類實驗教學方法，并在實踐教學得到了良好的反饋．該方法不但能夠明顯提高教學實驗效率，同時對于其他公共課程教學也具有借鑒價值．

工程教育認證 物理實驗 分類教學

隨著我國產業(yè)升級，從事制造業(yè)的大中專以上人數(shù)比例亟需提高，預計將會由2010年的9.8%提高到2020年的20%，然而美國在2006年便達到30%，因此教育部2010年在天津大學啟動以提高學生能力為重點的“卓越計劃”．教育部從2015年開始分專業(yè)組織“卓越計劃”實施工作評估，同步完成卓越計劃工作評價和工程教育專業(yè)認證，將通過工程教育認證作為卓越計劃實施工作評價的基本要求[1]．

1 問題的提出

《大學物理實驗》是機械、化工、土木等諸多工科專業(yè)課程中的一門重要基礎實驗課程，在工程教育體系有著舉足輕重的作用．自2015年“卓越計劃”啟動以來，關于物理實驗的教學改革也隨之開展起來，在工程教育認證的形勢下，該課程又該如何為專業(yè)教學改革服務，則成了一個十分重要的課題．

2 卓越計劃工作評價和工程教育專業(yè)認證特點分析[2]

大學物理實驗課程教學是整個專業(yè)教學其中的一環(huán)，囊括了眾多專業(yè)，也無法以某個專業(yè)的評價和認證標準來衡量該課程．

由表1可得，專業(yè)認證和卓越計劃均是以提高學生實踐能力為重點，均有自己的評價標準．專業(yè)認證針對全體學生進行評價，卓越計劃對部分學生負責，因而實驗教學環(huán)節(jié)中如何實施分類教學便是重要的研究內容．

表1 專業(yè)認證與卓越計劃兩者比較

3 大學物理實驗分類教學

目前關于分類教學的方法有諸多研究，比如四、三、二、一”模式、AHP評價法、S-P評價法、考核量化法以及香港、國外等等教學方法[3～12]，考慮高校均存在特有的生源特征和辦學特色，結合本校實際情況進行分析便必不可少．

3.1 問卷調查

隨機抽選了我校2015屆150名學生做了調查，把得到的結果制成了表2.

表2 入學抽查統(tǒng)計表

由表2可以得到：

(1)個體實驗能力差距很大．由于不同的地區(qū)、不同的學校在經濟、教育方面不同，有的學生受過正規(guī)訓練，有的學生沒做過任何實驗．

(2)認知態(tài)度不同．在中學評價體系中，學習成績占有很大權重，大部分學生認為物理實驗課僅是大學物理的附屬課程．

(3)對教學方法仍然希望走教師講解—教師演示—學生重復的流程．由分析可以得出提高教學質量，分類教學是必不可少的．

3.1 教學內容分類

演示實驗、基礎實驗、綜合設計實驗和選修實驗相結合．

打破傳統(tǒng)力、熱、光、電、磁模塊教學，根據(jù)教學大綱要求，結合工程教育認證的通用標準，把實驗內容分為基礎實驗、綜合設計性實驗和選修實驗．設置物理趣味演示實驗室和走廊演示實驗板，內容均為最新科技成果．演示實驗室為全體學生開放，有專人指導和講解．選修實驗主要是以教師研究項目為出發(fā)點，結合學生學習興趣，發(fā)揮教師和學生的優(yōu)勢，對相關領域的前沿問題和熱點問題進行展開和討論．

3.2 教學方法分類因材施教

我校理工科學生生源主要由普招班、對口單招班和卓越工程師班組成，其知識水平和接受知識能力為卓越工程師班最好，普招班其次，單招班最后．在現(xiàn)有的實驗條件下最大限度滿足不同群體的教學質量，設計了新的教學思路；

第一，建立了演示實驗室、多媒體實驗室、基礎實驗室、綜合設計實驗室以及網(wǎng)絡學習平臺．針對不同的教學群體，難度不同的實驗，采取相對應的教學方法．如利用光電效應測普朗克常量實驗．知識量大，邏輯性比較強，要求單招班課前在網(wǎng)絡平臺進行學習模擬，課上還會在多媒體實驗室進行學習，完成后才可實驗．普招辦要求網(wǎng)絡學習模擬，不必多媒體實驗室演示．卓越班按規(guī)定寫完預習報告即可．

第二，教學課堂上側重點分層，對于單招班，講授實驗知識較多，按要求認真完成實驗即可．對于普招班，必須對實驗原理、具體操作完全掌握．對于卓越班，橫向和縱向擴展知識以及在課堂對部分報修的實驗儀器進行學習和研究．

第三，以新的實驗器材設計和新的方法引入物理量測量為基礎全校物理實驗創(chuàng)新設計大賽，每年舉辦一次，可供動手實驗能力較強的學生選擇．

3.3 評價體系分類

眾所周知，考核不僅是檢查和評價教學效果的重要手段，而且對教學活動有明顯導向作用．學生成績由預習、實驗操作、實驗報告和創(chuàng)新能力共4部分組成，不同的班級所占權重不同．單招班所占比例為20%，30%，50%，0%． 普通班所占比例為20%，30%，30%，20%．卓越班所占比例為0%，30%，50%，20%．

3.4 教學成果反饋

在全校理工科專業(yè)中選取了化學工程與工藝專業(yè)、地質工程專業(yè)、機械設計及其自動化專業(yè)、測繪工程專業(yè)、土木工程專業(yè)、采礦工程專業(yè)、安全工程專業(yè)進行實驗教學改革實踐．期末考試成績如表3和表4所示.

表3 普通班實驗成績對比表

表4 非普通班實驗成績對比表

由表3和表4可以看出，實驗組班級的成績，分布在優(yōu)和良的百分比均高于對照組，在平時實驗課程中，任課教師反饋實驗組的學生學習興趣和班級學習氛圍，明顯強于對照組．試點專業(yè)的相關學院教師反饋此教學改革對學生參加國家、省級和校級的各類創(chuàng)新設計比賽項目，均有明顯的幫助促進作用．

表4中，實驗組和非實驗組的單招班所處在及格和不及格的百分比明顯高于其他班級，分析主要是班級基礎知識薄弱組成，今后應更注重基礎知識教學．表3和表4沒有體現(xiàn)出學生個體差異化教學，如何在現(xiàn)有的條件下，盡可能滿足不同個體的教學，是否有必要建立個體差異化考核方式等，將是今后研究的一個重要工作．

1 周愛軍.工程教育認證理念和特點.南京:中國工程教育認證協(xié)會，2015

2 侯永峰.我國工程教育改革發(fā)展與卓越計劃實施工作評價.南京:中國工程教育認證協(xié)會，2015

3 金恩培．淺談美國、加拿大幾所大學物理實驗的教學情況.物理實驗，2002,22(1)：45～48

4 鄭曙東．大學物理實驗教學質量的S-P評價法.青海大學學報，2004,22(6)：98～101

5 李麗榮，董大明，毛愛華，等．大學物理實驗課課堂教學實踐及探索.大學物理實驗，2011，24(6):101～103

6 饒益花，尹嵐，李寰，等．AHP在大學物理實驗綜合成績評定中的應用.物理實驗，2009,29(10)：8～10

7 鄭維民，張曉娟．大學物理實驗多層次教學模式研究.大學物理實驗，2013,26(1)：100～102

8 鄒志純，徐軍華，呂軍戰(zhàn)．大學物理實驗的教學改革實踐.陜西師范大學學報，2005(33):266～267

9 任才貴，艾劍鋒．大學物理實驗分級開放教學改革與實踐.大學物理，2007，26(12)：36～40

10 朱世坤，馮笙琴，王正清．地方綜合性大學物理實驗教學改革研究與實踐.大學物理，2009，28(10)：54～57

11 張增明，孫臘珍，霍劍青，等．創(chuàng)新研究型物理實驗教學平臺的建設與實踐.物理實驗，2009,29(7)：14～17

12 徐晶，王國余．大學物理實驗分層次教學與創(chuàng)新能力的培養(yǎng).大學物理實驗，2013,26(2)：94～96

Highlights:Along with the implementation of the “Plan for Educating and Training Outstanding Engineers”,points to the accreditation of Engineering Education has been started. As an important basic experiment course of science and engineering, physical experiment also should serve for it,and constantly improve quality . This paper analyzes the similarities and differences between engineering education and excellence program,combined with own characteristics ,puts forward classification teaching methods and got good feedback in practice.At the time of improving the teaching efficiency, also has the reference value to other public course teaching.

ClassifiedTeachingResearchonUniversityPhysicalExperimentBasedontheSituationofEngineeringEducationAccreditation

QiaoHuiGuoChangliZhangTao

(Xi′anuniversityofscienceandTechnology,Xi′anShannxi710054)

the accreditation of engineering education;physical experiment;classification

*高等學校教學研究項目，項目編號：DWJZW201417xb；陜西高校在線開放課程建設與研究項目，項目編號：16MY21；西安科技大學教改項目，項目編號：JG14012，JG16009

2017-02-27)