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摘要:對新工科建設下的大學物理教學改革進行研究。分析了新工科建設背景下大學物理教學現(xiàn)狀，提出了針對不同工科專業(yè)物理課程的分層次模塊化教學方式，強調(diào)了在此基礎上的課堂演示實驗以及網(wǎng)絡化教學手段的更新，探索了與其適應的更加科學合理的考核方式，真正貫徹和滿足新工科建設對大學物理教學的綜合性、專業(yè)性、科學性的新要求。

關鍵詞:新工科;大學物理;模塊化教學

近年來，隨著世界科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的飛速發(fā)展，具有創(chuàng)新思維、數(shù)字化意識和跨專業(yè)工程科技人才，是我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和提高國際競爭的保障，新工科建設在這樣的背景下應運而生。為了培養(yǎng)人才以適應國家發(fā)展戰(zhàn)略需求，滿足新工科專業(yè)對學生的綜合性、系統(tǒng)性、科學性的新要求，大學物理課程改革亟待進行并面臨諸多挑戰(zhàn)。

1大學物理教學現(xiàn)狀

隨著大學物理教學改革的逐步深入，工科院校的本科生物理課程在教學內(nèi)容、教學方法和手段等方面較以前都有了很大的改進和提高［1］。在教學內(nèi)容上，加強了近、現(xiàn)代物理內(nèi)容的教學。課堂上采用多種教學方法和手段，例如以學生為主體的翻轉(zhuǎn)式教學方法、PPT動畫、網(wǎng)上實驗演示視頻等教學手段。但即便如此，也無法真正貫徹和滿足新工科專業(yè)的綜合性、系統(tǒng)性、科學性的新要求和普通物理課程為專業(yè)達成目標服務的思想。教師們在教學中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有課程在用經(jīng)典物理方法闡述專業(yè)應用技術內(nèi)容等方面嚴重欠缺，不利于培養(yǎng)學生工程能力和創(chuàng)新能力。針對目前大學物理教學的現(xiàn)狀，如何在教學內(nèi)容、教學方法和手段以及考核方式這些方面進行革新，能夠在物理教學中潛移默化培養(yǎng)學生科學的思考方式，提高學生創(chuàng)新能力，真正實現(xiàn)大學物理教學培養(yǎng)優(yōu)秀工程科技人才的輔助作用，是當前大學物理教育面臨的緊迫任務。

2大學物理課程教學改革策略

2.1采用分層次模塊化教學。作為綜合性工科院校，一直以來我校大學物理教學全校十幾個專業(yè)的教學大綱相同、課程學時相同、講授內(nèi)容相同、考核方式相同。其優(yōu)點是能夠體現(xiàn)公平，在一定程度上提高了師生對大學物理的重視程度和教學質(zhì)量，但其缺點也很明顯，作為基礎學科，為了滿足所有專業(yè)的需要，其教學內(nèi)容必然要求廣泛，很難兼顧到專業(yè)性。社會和新工科建設的大環(huán)境對畢業(yè)生的要求是所學能夠所用，基礎理論為專業(yè)應用服務，為此建29立了大學物理分層次模塊化教學。目前，大學物理理論課內(nèi)容主要包含力學、熱學、電磁學、狹義相對論、量子力學初步五方面內(nèi)容，綜合考慮全校各專業(yè)課程與其聯(lián)系，可將課程分為A、B、C、D、E五個層次模塊課程群。其中A、B、C為理工科各專業(yè)所設，層次對應與物理聯(lián)系相對緊密的專業(yè)，課程共128學時，其中112學時所講授的基本內(nèi)容，所有專業(yè)必學，16學時針對不同專業(yè)分為幾大模塊，分別為礦業(yè)—土建類模塊、電氣—信息學類模塊、機械—材料類模塊等。課堂上教師需要把物理教學內(nèi)容與專業(yè)知識相結合，潛移默化地進行專業(yè)思想教育，如在電氣—信息學類模塊中，電磁學被列為重點講解內(nèi)容，且要聯(lián)系量子力學和固體物理的前沿知識，使學生更好地進行物理基礎和專業(yè)工程知識的銜接，相應減少力學和熱學授課學時，學生做基礎了解即可。這一模塊適應選修的專業(yè)有自動化、信息、通信、物理學、電子科學與技術、計算機等與電磁學聯(lián)系緊密的專業(yè)。土木工程、石油工程、儲運等專業(yè)學生要選擇礦業(yè)—土建類模塊，此模塊著重強調(diào)剛體、振動、波動等力學方面的知識。D層次則特別為希望能適當減少物理學時的少數(shù)專業(yè)開設，對應一般理工科專業(yè)，共96學時。課程內(nèi)容進行了一些刪減，適當降低課程難度和技能訓練程度，加入物理學發(fā)展的前沿知識來拓寬知識的廣度。E層次是文科物理，面向文科各專業(yè)開設，共40學時。內(nèi)容上適當?shù)卦黾恿私榻B守恒、對稱等物理美學知識以開拓視野，目的是讓人文、外語、經(jīng)管類學生了解物理在自然界各方面的應用，培養(yǎng)文科學生的邏輯思維和科學思維。2.2在多種教學方法和手段中強化演示實驗。學生是課堂的主體，學生的志趣是教學方法改革的方向。生動的物理實驗無疑是提高學生學習興趣的有效手段，尤其是在課堂上，一個有趣的演示實驗能夠迅速喚起學生的注意力，一個同專業(yè)技術相聯(lián)系的實驗能夠直觀有效地幫助學生理解晦澀的理論知識。目前，課程教學中存在教學內(nèi)容與相關實驗課程間隔時間較長的問題，例如這學期學習熱學知識，下學期才會做這部分實驗，且實驗多以驗證性為主，自主創(chuàng)造的實驗很少，缺乏對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，為滿足新工科人才培養(yǎng)要求，教師要做到講好科學實驗，鼓勵學生開發(fā)創(chuàng)新實驗，將特定的教學內(nèi)容用演示實驗的方法展示在學生面前，教師通過即時提問引導學生進行細致的觀察和系統(tǒng)的思考。在大學物理課堂教學過程中，演示實驗扮演著十分重要的角色，是課堂教學的有利補充。2.3改革大學物理考核方式。在新工科建設的背景下，需要更加科學、合理的考核方式反映教學效果以及專業(yè)課程目標的達成度。之前我校采用的是傳統(tǒng)的期末統(tǒng)一試卷進行考核的方法，其中學生平時成績占20%、期末考試占80%。這種考核的形式內(nèi)容都很單一，不利于學生科學素質(zhì)的養(yǎng)成。因此，應建立并優(yōu)化評價與考核系統(tǒng)。采用平時成績+期末考試+大作業(yè)相結合的考核方式，且對于不同層次的學生考核標準和考核內(nèi)容要有所區(qū)分。A類、B類和C類實行類似標準的考核，D類、E類分別單獨考核。平時成績包含課堂表現(xiàn)、章節(jié)作業(yè)和電子試卷隨堂考三部分，章節(jié)作業(yè)以小組為單位，經(jīng)過小組成員探討并給出最優(yōu)解，最后每人提交一份紙質(zhì)作業(yè)和本人的視頻講解。電子試卷通常為5～10道選擇題，由教師根據(jù)課程進度及本專業(yè)學生的課堂反饋結果靈活選擇考試時間及考試次數(shù)，督促學生養(yǎng)成良好的學習習慣，避免產(chǎn)生“平時不管不顧，考前一周突擊”的惡習，平時成績約占總成績的25%。期末成績包含期末考試和大作業(yè)兩部分，期末試卷主要考察112學時講授的基本內(nèi)容，以主觀計算題為主，占總成績的60%。大作業(yè)以小組為單位完成，主要以16學時的針對性教學內(nèi)容在專業(yè)上的應用為切入點由學生自選課題和案例，并用PPT和視頻的形式進行展示，占總成績的15%。在新工科建設中，增加對學生平時學習過程的評價有益于專業(yè)培養(yǎng)目標的達成，小組為單位完成作業(yè)并提供視頻講解是為了加強學生的團隊協(xié)作能力和表達能力。應綜合衡量教學過程中學生的學習態(tài)度、課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績，盡可能擴大課堂上的教學效果，并延伸至課后。

3結語

大學物理課程是面向理工科各專業(yè)學生開設的重要公共基礎課，建設新工科計劃的提出對各大高校物理教學提出了新要求［2，3］。在這個大環(huán)境下，大學物理教學既要涵蓋基礎知識又要兼顧前沿科學，同時要與學生所學專業(yè)技術融會貫通，大學物理教育的改革任重而道遠。對新工科建設下的大學物理教學改革進行研究，能夠培養(yǎng)適應國家發(fā)展戰(zhàn)略需求的人才，滿足新工科專業(yè)對學生的綜合性、系統(tǒng)性、科學性的新要求。

參考文獻:

［1］周戰(zhàn)榮，趙云芳，沈曉芳.“大學物理”課程考試改革探索與實踐［J］．物理與工程，2018，(A1):136－139.

［2］劉海蘭，顧牡，吳天剛，等.“大學物理”課程在線混合式教學的改革與實踐［J］．物理與工程，2020，(04):12－16.

［3］楊亞玲.大學物理課程按專業(yè)教學改革研究［J］．物理通報，2015，(12):13－15.

作者:李賢麗 姜曉嵐 秦顯榮 董相國 單位:東北石油大學物理與電子工程學院