淺議大學(xué)物理教育中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的能力

白龍+韓奎+張榮+葉世旺

【摘要】物理學(xué)是解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的重要理論基礎(chǔ)，是培養(yǎng)創(chuàng)新型的工程技術(shù)人才的關(guān)鍵。本文在分析當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)過程中忽視培養(yǎng)學(xué)生解決工程技術(shù)問題的事實(shí)基礎(chǔ)上，闡述了培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)的能力必要性和途徑。

【關(guān)鍵詞】物理學(xué) ?現(xiàn)代工程技術(shù) ?理論聯(lián)系實(shí)際 ?創(chuàng)新

【中圖分類號】G640 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）05-0004-02

一、缺乏解決工程技術(shù)問題的大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前我國處于推進(jìn)創(chuàng)新型國家的建設(shè)關(guān)鍵時(shí)期。培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和解決實(shí)際問題的工程技術(shù)人員，成為教育界乃至全社會(huì)普遍關(guān)注的問題。物理學(xué)是在人類認(rèn)識自然和生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來的自然科學(xué)。它的內(nèi)容、思想與研究方法已經(jīng)滲透、延伸和拓展到自然科學(xué)的其他領(lǐng)域，成為解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的重要基礎(chǔ)。教育部高等學(xué)校《非物理類專業(yè)理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》明確指出：在大學(xué)物理教學(xué)環(huán)節(jié)中，在傳授知識的同時(shí)，應(yīng)注重學(xué)生分析和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

然而，國內(nèi)很多理工科高校的大學(xué)物理教學(xué)依然受傳統(tǒng)教學(xué)思維的影響，教師在課堂上灌輸系統(tǒng)的物理知識，學(xué)生在課后做一定量的習(xí)題強(qiáng)化對知識的理解和運(yùn)用，這導(dǎo)致學(xué)生對物理知識的應(yīng)用變得膚淺，對其理解也拘囿于死板的書本。這種教學(xué)模式不僅抹殺了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，而且對學(xué)生的創(chuàng)新思維訓(xùn)練也不利，難以適應(yīng)時(shí)代對教育發(fā)展的要求。過于重視基本理論的學(xué)習(xí)而輕視物理在生產(chǎn)實(shí)際中（特別是現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域）的應(yīng)用使得學(xué)生普遍感到大學(xué)物理無用。大學(xué)物理課程的理論性強(qiáng)、公式較多以及概念抽象等特征導(dǎo)致了很多學(xué)生普遍感到物理難學(xué)，難以對大學(xué)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，制約了學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、大學(xué)物理教育中培養(yǎng)大學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)能力的必要性

培養(yǎng)具備解決實(shí)際工程問題的創(chuàng)新型人才是時(shí)代發(fā)展的需要，也關(guān)乎到民族的興衰。物理學(xué)是一門基礎(chǔ)性較強(qiáng)和應(yīng)用性很廣的自然科學(xué)，它的基本原理是從生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的?？v觀人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)基本的物理理論和應(yīng)用性很強(qiáng)的工程技術(shù)雖然起的作用不同，但二者的聯(lián)系非常緊密。特別是20世紀(jì)以來，物理學(xué)在工程技術(shù)革新中起著至關(guān)重要作用。例如蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)、晶體管、集成電路、計(jì)算機(jī)、光纖通訊等一系列重大的技術(shù)發(fā)明均包含有物理學(xué)原理的具體應(yīng)用。物理學(xué)原理是現(xiàn)代工程技術(shù)的研究的先導(dǎo)，而現(xiàn)代工程技術(shù)問題的解決不僅直接推動(dòng)生產(chǎn)力的革新，反過來也開拓、深化了物理學(xué)研究的范疇。物理學(xué)原理與現(xiàn)代工程技術(shù)問題互相促進(jìn)和相互滲透，推進(jìn)了人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。

理工科院校是我國培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人才的“搖籃”，肩負(fù)著為國家培養(yǎng)和輸送工程技術(shù)人才的歷史重任。物理學(xué)是產(chǎn)生近現(xiàn)代技術(shù)發(fā)明的主要源泉，是解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的重要支柱。大學(xué)物理課程是高等院校理工科各專業(yè)的一門重要必修基礎(chǔ)課，大學(xué)物理知識的學(xué)習(xí)和思考方法對后繼課程的學(xué)習(xí)和科學(xué)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)起著重要作用。大學(xué)物理教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的能力不僅符合理論聯(lián)系實(shí)際的認(rèn)知規(guī)律，而且是建立創(chuàng)新型國家對人才培養(yǎng)的要求。

三、大學(xué)物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)能力的途徑

1.轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，更新教學(xué)理念

大學(xué)物理在培養(yǎng)工程技術(shù)人才的知識體系方面處于基礎(chǔ)地位。這需要在大學(xué)物理教學(xué)過程中教師要改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式和教學(xué)理念，不是簡單地向?qū)W生灌輸物理知識，使得學(xué)生處于被動(dòng)和不假思索的接受知識的境地。相反，教師在教學(xué)過程中要積極引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生如何用物理原理解決實(shí)際工程技術(shù)問題，激發(fā)學(xué)生興趣。教師要深入研究教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過程中突出物理理論知識與實(shí)際工程技術(shù)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新意識。例如講解聲波的多普勒效應(yīng)內(nèi)容，可以把利用多普勒效應(yīng)測量汽車超速結(jié)合起來講述，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)原理分析解決交通運(yùn)輸領(lǐng)域的問題，使學(xué)生感受到物理學(xué)在生產(chǎn)實(shí)踐中巨大價(jià)值，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理和探索未知領(lǐng)域的欲望，這有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理原理解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的能力。

2.大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)滲透物理學(xué)科發(fā)展前沿的知識

物理教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注本學(xué)科的前沿領(lǐng)域。大學(xué)教師通常也是科學(xué)研究人員，如果教師在自己的科研過程中凝練一些大學(xué)物理知識可以解決的實(shí)際問題，利用科研促進(jìn)教學(xué)，使學(xué)生參與其中，向?qū)W生滲透物理學(xué)發(fā)展前沿的動(dòng)態(tài)，使學(xué)生切實(shí)感受物理學(xué)的巨大魅力和應(yīng)用價(jià)值。另外，在教學(xué)過程中把現(xiàn)代高科技成果與物理原理結(jié)合起來講解，將現(xiàn)代工程技術(shù)前沿和創(chuàng)新理念引入課程教學(xué)，這對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程意識十分有益。例如在講解光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)的時(shí)候，教師可以向?qū)W生介紹阿貝的光學(xué)顯微鏡分辨率的極限知識，講述2014年三位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者是如何超越這個(gè)極限把光學(xué)顯微技術(shù)帶入到納米尺度，引發(fā)了常溫下生物學(xué)研究的一場革命的。這樣使學(xué)生明白物理學(xué)原理是怎樣運(yùn)用到實(shí)際工程技術(shù)中的，體會(huì)物理學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。

3.建立工程訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致對大學(xué)生的要求不斷提高，培養(yǎng)能夠解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的大學(xué)生成為理工科高校的重要目標(biāo)。高校需要加大公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)投入和建設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，自己設(shè)計(jì)模型，模擬和參與現(xiàn)代工程技術(shù)中的個(gè)別環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。教師根據(jù)自己現(xiàn)有研究項(xiàng)目的特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律找出一些適合學(xué)生解決的課題，利用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)加以解決。這樣就把物理理論知識和現(xiàn)代工程技術(shù)問題有機(jī)地結(jié)合起來。學(xué)生在參與課題的過程中不僅鞏固了基礎(chǔ)知識，而且鍛煉了學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的能力，使得實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成為培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題能力的重要基地。

四、結(jié)束語

培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)代工程技術(shù)問題的能力是一個(gè)師生共同參與和建設(shè)的過程，在大學(xué)物理教學(xué)過程中把物理原理滲透到實(shí)際工程問題中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

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課題項(xiàng)目：本課題得到了中國礦業(yè)大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（編號：2014QNA72）的資助。endprint