新工科大學物理課程教學改革措施與實踐分析

王愛華 盛智銘 姬曉旭 趙慶懷 黃金書

摘 要：新時代開啟，教育行業(yè)發(fā)展迅猛，就當前新工科大學物理課程教學的情況來講，高等工程教育已經(jīng)探尋新的發(fā)展道路，以新工科為發(fā)展目標。大學物理作為工科院校必修課程的重要組成部分，能夠為學生的專業(yè)課程學習奠定良好的學習基礎(chǔ)。根據(jù)“新工科”的建設(shè)目標，本文立足于工科大學中存在的問題，積極探索工科大學物理課程改革策略，以此為大學物理課程改革提供參考意見。大學工科物理課程教學，內(nèi)容應(yīng)該與教師的傳授方法及手段有效結(jié)合，實現(xiàn)中學和大學物理知識的緊密連接轉(zhuǎn)換，從而提高教學效果。

關(guān)鍵詞：新工科大學物理;教學改革;實踐

一、根據(jù)“新工科”理念，革新教學內(nèi)容

做好知識體系的構(gòu)建很重要。新工科的學生在物理學習基礎(chǔ)上不夠扎實，大學物理知識的學習要求學生本身對物理知識擁有一定的認識和理解，雙重要求下，學生的學習壓力增加，導致學生對物理學習的積極性降低，教師面對一問三不知的學生，也無法提高教學熱情。因此，在大學物理教學活動上，教師應(yīng)該針對學生的現(xiàn)有物理水平進行調(diào)查，以便于后續(xù)的教學內(nèi)容在學生的理解范圍之內(nèi)，不會給予學生理解上的負擔。另外，還應(yīng)該加強理工科學生對所學專業(yè)的認識，從內(nèi)心體會到與專業(yè)的聯(lián)系?？梢砸龑W生在日常生活中，從身邊的事物里，感受現(xiàn)代科技中所蘊含的物理知識，也能使學生更加容易理解物理的魅力。大學物理中的熱力學、電磁學等內(nèi)容，在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，這部分的知識也相對重要，教師應(yīng)該明確課堂活動的重點所在，因為學時有限，合理利用才能夠增加教學質(zhì)量，為專業(yè)課學生規(guī)劃好課程重點，以便于學生能夠在學習上有所側(cè)重，不會無所適從，進而提高自己的物理學科素養(yǎng)。也可以增加一些物理學史方面的內(nèi)容，通過對物理學史中名人的介紹，來影響學生們學習物理的內(nèi)心品格。

工科專業(yè)有他自己的特點，因材施教，根據(jù)理工科專業(yè)的特性，制定好適合物理教學的大綱并準備好教學內(nèi)容?；A(chǔ)物理理論是學生應(yīng)該重點學習的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，增加學生物理知識的實際應(yīng)用技能能力。大學物理內(nèi)容中含有一些中學物理中已經(jīng)教授過的內(nèi)容，當大學物理課程學習課時不變時，應(yīng)適當刪減中學已經(jīng)學習過的內(nèi)容，經(jīng)典內(nèi)容可適當刪減。合理設(shè)計安排教學，可以增加現(xiàn)代科技的物理知識體系，工科學生可在學習中體會到大學物理與實際的聯(lián)系，來讓教學更具實用性和趣味性。

在新工科大學物理實際教學中，教師也可通過自身教學經(jīng)驗，通過課程內(nèi)容，讓學生了解到一下當代學科前沿的情況，這樣不僅能使學生對學科有更深的了解，也能促進學生的思想和時代相接軌，更能領(lǐng)會到物理學科知識和生活之間的關(guān)系。

二、打破傳統(tǒng)觀念，樹立教學新理念

“新理念——應(yīng)對變化，塑造未來”是新工科的內(nèi)涵與特征之一。在課堂教學活動中應(yīng)該重視學生的課堂參與度，讓學生成為課堂教學活動的核心組成部分，革新教學模式，將以往的學生和教師在教室進行教學知識傳播的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫€下模式和MOOC（大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程）、PI（Peer Instruction）教學法和SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）等現(xiàn)代信息化教學模式相結(jié)合的教學方式。為此，大學物理教師應(yīng)該明確物理教材中的重點和難點，在課堂開始初期，給予學生網(wǎng)上預習的時間，讓學生能夠根據(jù)教材內(nèi)容確定課堂聽課目標。教師也應(yīng)該熟悉線上教學和線下教學的特點，以便于能夠靈活應(yīng)用兩種教學方式，滿足學生多樣化的學習需求。這樣線上預習和線下聽課相結(jié)合，能夠提高大學物理教學活動的質(zhì)量。比如講解大學物理中多普勒效應(yīng)時，可設(shè)置以下環(huán)節(jié)：首先，針對上節(jié)課堂內(nèi)容布置相應(yīng)作業(yè)，幫助學生更好地了解頻率以及聲音的音調(diào)，讓學生知曉決定音調(diào)的因素是什么以此為學生學習多普勒效應(yīng)學習奠定基礎(chǔ)。其次，分組討論，利用多媒體教學輔助工具展示賽車視頻，讓學生注意傾聽賽車飛馳而過時聲音所出現(xiàn)的變化，讓學生在組內(nèi)進行討論，統(tǒng)一答案以后進行小組成果分享。接著，讓學生探索影響聲音變化的因素。依舊是小組討論，讓學生通過聲音變化的現(xiàn)象看到引起聲音變化的原因這一本質(zhì)，提高學生的探究能力。最后，教師利用多媒體中的動畫功能，構(gòu)建不同的情境對理論進行分析和推導，以此得出相應(yīng)的結(jié)論。而師生互動環(huán)節(jié)則可以在網(wǎng)絡(luò)上完成，將課堂探索交給學生，教師只是處于引導人的位置。

三、構(gòu)建課程TA制，推進融合建設(shè)

多元化、實踐性與國際化是新工科的教育特色。構(gòu)建課程TA（Teaching Assistantship）制是給予學生參與課堂活動的機會，課程助教的主要工作就是協(xié)助教師制定課程教學計劃。比如，在課程開始初期，對學生的課堂學習情況進行調(diào)查和信息的匯總，讓教師及時知曉學生學習過程中存在的困難，以便于對癥下藥。一般而言，助教人員都是從高年級中選拔學習友誼的學生擔任，這樣，助教和學生之間年齡相仿，有同樣的學習經(jīng)歷，彼此之間更容易產(chǎn)生共鳴，學生更愿意將自己的學習情況告知助教，以便于教師對學生的學習有一個清晰化的認識，發(fā)揮教學活動的應(yīng)用價值。同時，在大學物理教學活動中，應(yīng)該重視課程的內(nèi)在規(guī)律，歸納總結(jié)大學物理、高等數(shù)學等課程的基本特征，以及存在的自相似性或自仿射性，以便于能夠?qū)⑦@些課程內(nèi)容構(gòu)建成系統(tǒng)化的知識體系。大學物理課程應(yīng)該注重時代性，能夠和當下熱點問題、最新科研成果和自然現(xiàn)象等相結(jié)合，能夠用物理原理解釋熱點問題，以此提高課程的時代性和延展性，發(fā)揮通識教育的作用。另外，還應(yīng)該重視學生的實踐應(yīng)用能力，在大學物理知識講解過程中，不應(yīng)該一味強調(diào)知識點的講解，而應(yīng)該重視學生應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力，并且還應(yīng)該提高學生的創(chuàng)新意識，讓學生能夠運用創(chuàng)新意識進行知識應(yīng)用，構(gòu)建“理論—實驗—應(yīng)用—創(chuàng)新”的新體系，以此提高大學物理教學的質(zhì)量。最為重要的是，還應(yīng)該在教學活動中引入學術(shù)成果，讓學生知曉物理學科的最新研究動態(tài)，以此培養(yǎng)學生的科學思維，以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度對待物理教學活動，為物理學術(shù)的推進培養(yǎng)相關(guān)人才。

四、改革考核方式，使其多元化

就當前來講，學生的考核方式過于單一，大多數(shù)學校都是根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)和期末成績進行學科評價，對于學生的學習情況來說，這種方法不利于全面準確的評判，因為物理學習并非單單只是考驗學生的理論知識，學生的綜合素質(zhì)得不到很好的體現(xiàn)。有一部分學生在學期中并沒有認真學習，但是最后突擊也可以取得一個很好的成績，然而這并達不到培養(yǎng)國家人才的效果。國家需要高素質(zhì)、具有嚴謹?shù)目蒲心芰?、?chuàng)新能力和實踐能力的人才，突擊性學習并不符合這一標準。因此，改革考核方式，使考核多元化，完善考核制度，使考核更具有考核意義是必要的，對學生的評核也應(yīng)該能夠評價到多方面的能力。筆者認為，可采取一些措施，比如，精確的劃分平時成績，課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、課上測試、回答問題情況等等環(huán)節(jié)，可以明確劃分分數(shù)，教師根據(jù)這些環(huán)節(jié)的評定，確定一個學生上課是否認真，且可以適當提高平時成績在總成績中的占比，以達到激勵同學們認真學習和端正學習態(tài)度的目的。大學物理課程學習中，物理實驗是重要的一個內(nèi)容，實驗的考核形式也可進行合理調(diào)整。同時，也可以讓學生之間彼此評價作業(yè)和表現(xiàn)，這樣有利于提升學生們的課堂表現(xiàn)和學習效率。在一學期的課程學習之后，規(guī)定每個同學都需要上臺向同學們做一個關(guān)于本學期所學所收獲的知識的匯報，教師在學生匯報之后給出意見，最后給出評分。考核方式多元化的改革，能夠很大程度上的改善學生學習不認真的現(xiàn)狀，有利于提升學生綜合素質(zhì)和學習能力。

五、結(jié)語

隨著社會的不斷進步，大學物理課程教學也應(yīng)進行改革，然而改革是一個漫長的過程，需要很多因素的配合，對大學物理教師和專業(yè)學生都有很大的要求。大學物理教育者需要認真的總結(jié)經(jīng)驗，大膽實踐并勇于樂于改革自己的教學方法和手段，在實踐中獲取前進的動力和答案。本文是筆者經(jīng)過幾年來的大學物理教學經(jīng)驗，分析探索了一些改革工科大學物理教學的方法，希望對大學物理教育者進行教育改革提供一點幫助，筆者提供的思路和方法也還需要更多的實踐，在實踐中謀求更好的改革思路，不斷打磨修改，以求能夠摸索出更加正確有效的改革方案。

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