新工科視域下大學物理課程教學改革思考

曲忠偉

摘要：新工科已成為高等工程教育的新范式，大學物理作為工科院校學生必修的一門基礎必修課程，對學生后續專業課的學習起著重要作用。指出目前影響物理教學質量提高的主要因素，基于“新工科”建設的基本思想，對大學物理課堂教學改革方向提供可行性思路分析，為物理學科建設和發展提供有益的借鑒，以培養具有扎實物理功底的新工科人才。

關鍵詞：新工科;大學物理;課程設置;教學改革

引言

大學物理作為工科類專業的必修課程之一，在科學技術及行業需求的驅動下，尤其需要教學改革創新，突出學生的中心地位，探索適合自身發展的教學改革之路。高等院校必須在新工科背景下加快大學物理課程教學改革步伐，引入教育教學新理念，以培養多元化、創新性人才為目標，以更好地適應新形勢下新技術發展需求，實現相關課程的多角度融合，激發學生的學習熱情，培育學生的創新能力，以適應時代發展的需求。

1、響教學質量的主要因素

1.1教學模式單一缺乏師生互動

大學物理教學改革在工科類院校中常常具有先導性、全局性及基礎性的地位和作用。由于歷史原因，現在課堂上大多數教師還是以傳統的講授為主，學生幾乎是處于被動地接受教師所講的知識。在生源方面，大部分本科院校都是面向全國招生，各地的教育及教學水平不同，造成來自不同地域的學生對基礎知識掌握的平均水平也存在很大的差異。致使同一個教學班級中學生聽課的效果也參差不齊，教師在授課的過程中難以很好地把握講課的深度與廣度。在課堂授課方面，由傳統的板書模式轉變為“板書+PPT”模式，由于在PPT中可以編輯文字、插入圖像、音頻和視頻等功能，在教學過程中可以給學生帶來更多的視覺沖擊與活力，豐富了課堂教學的內容。但有的教師往往由于過度的依賴PPT，在課堂教學時變成了課件放映員和講解員，課堂授課“單聲道”，尤其缺乏師生互動的環節，難以反映出學生對本堂課教師所講的主要內容的掌握程度;有的教師在上課過程中板書不規范，缺乏邏輯性，甚至無板書，導致學生對所學新知識的重難點把握不夠精準，這樣從根本上不利于新工科所提出的創新性卓越工程人才的培養。

1.2教學理念陳舊缺乏學科融合

物理是一門以實驗為基礎的學科，也是與工科相關的其它課程有著密切聯系的學科，為了使學生更好地理解和掌握所學基礎知識和基本理論，通過物理實驗可以使學生獲得豐富的感性知識。通過物理知識在其它學科中的應用以更加體現其價值，同時可以培養學生實事求是的科學態度。而現在大學物理課堂基本上還是“以教師為中心”的傳道、授業、解惑，在課堂上教師“一言堂”，學生的參與度不高，沒有真正做到是以學生為中心的發展理念。以學生為中心理念，在高校意味著樹立4個層次的中心，即在高校整體工作中以提高人才培養質量為中心，在人才培養模式設計中以學生終身發展為中心，在教學過程中以學生主動學習為中心，在學生學習過程中以學習效果為中心。而在實際的大學物理課堂教學中，往往出現各學科自行發展，缺乏融合理念，理論教學與實驗教學甚至是與高等數學及后續專業學科脫節現象經常出現，如有的航海技術專業的學生在學習與大學物理中的熱力學基礎知識點密切相關的專業課——工程熱力學與傳熱學時，大學物理課已結束1年有余;在教材、所開設課程、教學學術、教學團隊和專業方向等方面沒有形成更好的融合發展。通過在新工科背景下的教學改革，促進大學物理知識向其他學科的有機滲透與融合，由各科相互分割向課程之間相互協助、相互融合進行轉變。學生的主要時間分配由單一課堂教學向課堂教學、實驗和社會實踐等轉變。

2、“新工科”視域下的教改舉措

2.1打破傳統壁壘樹立教學新理念

“新理念——應對變化，塑造未來”是新工科的內涵與特征之一。這就要求必須要打破傳統教學過程中長期形成的壁壘，創新教學理念，從根本上改變成為以學生為中心，在課堂教學中注重學習主動性的提高，促進能力的提升。由傳統的同時同地的面授模式轉變為傳統模式與MOOC（大型開放式網絡課程）、PI（教學法和SPOC（小規模限制性在線課程）等現代信息化教學模式相結合。針對大學物理課程教學中的重點和難點，教師可以首先提出讓學生自主完成學習的目標，然后適時推送個性化的學習資源，提供網絡上的預習;課后要根據學情對學生進行精準化的輔導，這樣線上線下教學相輔相成、相得益彰。

2.2構建課程TA制推進融合建設

多元化、實踐性與國際化是新工科的教育特色。構建課程TA制是讓學生參與到教學過程中來，課程助教的主要任務是協助教師做好課程建設的各項工作，如在課前幫助教師了解和收集學生在學習過程中存在的疑問及想法，幫助教師批改作業及課堂輔導等工作。助教者通常是由高年級成績較好的學生或課代表擔任，他們與學生之間年齡相當，有著相同的學習環境，更容易溝通和交流，更好地了解和掌握學生的學習情況。這樣教師根據學生的實際情況能夠更好地、有針對性地實施教學，有效地提高課堂教學質量。還需將物理原理與當下熱點問題、最新科研成果和自然現象等關聯起來，使課程的講授趨向基礎性和廣博性，增加通識教育的比重。新工科姓工還是姓理都不重要，重要的是學生具有更寬廣的學科視野，在更深的創新鏈下成長。其中創新教材形式是打牢融合的基礎，逐步改變目前教材以知識點的講授為核心的現象，把提高學生運用所學知識解決實際問題的能力及新工科所要求的創新能力的培養作為重要因素，并納入到教材體系結構中，進一步體現學科價值，建立“理論-實驗-應用-創新”的新路徑，從而提升課程品質，創造融合環境。近年來，隨著信息化、網絡化的迅速發展，很大程度上改變了知識的傳播方式及人們的學習方式，國家精品開放課程建設項目的實施以及國家在線開放課程項目的積極推進，也促進了高校教學方法的改革。

3、結束語

大學物理課堂教學改革是在新工科背景下培養學生科學素養和專業基礎的內在組成部分，是適應新技術、新業態、新模式和新產業的人才培養需求。當前，新工科已成為高校工程教育的新范式，隨著其建設的不斷深入，要不斷促進大學物理教師用新的教育理念武裝頭腦，不斷轉變和優化傳統教學方式，提高學生學習的積極性和主動性。新工科背景下的大學物理課程改革和探索，離不開學校及各部系的政策支持、條件保障及不同學科之間的配合，調整對學生的考核及對教師的評價體系等方面。只有大家一起抓住新工科大力發展的契機，共同努力、深入探索、不斷改進，找出真正適合自身快速發展的路徑，為培養未來多元化、創新型卓越工程人才提供知識儲備和智力支持。

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