当前国际竞争愈加激烈,针对工科类的人才要求有所提升,我国教育部门要求加强新工科建设,为此,这就要求教师们做好大学物理教学改革工作。但是,在实际进行大学物理教学时,由于物理课程涉及知识较多,而且受到传统灌输教学等思想的影响,导致新工科物理教学效果不佳,难以满足高等学校物理教学的要求。因此,有关教师需要转变对于大学物理教学的思想认识,并注意改革教学内容、模式等,从而培养学生科学素养、创新精神等,加快新工科建设。
1新工科概述
1.1基本内涵
就“新工科”概念而言,主要指的是在国家发展战略新需求以及国际环境变化形势下的教育改革方向,未来“中国制造2025”、“一带一路”等重大战略的实施将急需工科人才。所以新工科教育建设过程中,强调立德树人,培养多元化、创新型的工程类人才。“应对变化、塑造未来”是其中的建设理念,通过“继承与创新、交叉与融合、协调与共享”加以实现。基于“新工科”概念的提出,教育部门必须落实新工科教育理念,加强新思维以及新方法的应用。现阶段,很多高校都已经设置工科专业,新工科下人才培养模式成为很多教育工作者所思考的问题。
1.2基本内容
大学高等教育课程中,涉及新工科知识的专业较多,大学物理是其中的重要课程之一,其中的内容包含机械设计与制造、航海技术、土木工程以及智能控制等,这些专业都具有工科特色,与社会工科类岗位相对应,为新工科专业技能学习的基础课程。未来新工科教育建设阶段,将会围绕教育新理念、专业结构、培养模式、教学质量以及分类发展等构建新的新工科教学体系,搭建其中的基础内容。
1.3基本意义
新工科教育工作的开展意义重大,尤其在互联网急速发展时代背景下,新工科教育方式发生变革,教师可以引入MOOC,SPOC等教学方法,有效开展工程教育理论与实践课程,更好地推进大学教育改革与发展,真正达到丰富工程教育的目的,同时契合中国模式的内涵,更好地加强教育强国建设,培养优秀新工科岗位人才。
1.4基本要求
新时代背景下,我国高等教育发展应当予以突破,加快由高等教育大国向着高等教育强国的转变与发展。为此,高等院校应当注意新工科人才的培养,加强工科类专业的建设,尤其要创新其中的教学课程,改变以往的教师灌输式教学方式,以学生为中心积极创新教学改革。作为新工科中的关键课程,大学物理课程改革工作必须加以重视,除了要引入新理念,还应当创新教学模式与方法,强化复合型人才的培养,更好地应对未来社会发展形势。
2新工科视角下大学物理教学现状
由于物理学在自然科学和工程技术应用中的先导地位以及它与哲学、社会科学的联系,使得物理学在培养创新人才方面具有独特的作用。虽然近些年随着大学物理教学改革的不断深入,大学物理教学在教学内容、教学方法和手段等方面都有了很大的改进和提高,但是仍存在许多不足,无法满足新工科背景下人才培养的需要。首先,教学内容上,尽管加强了近、现代物理内容的教学,但在用现代观物理点审视和改革经典物理、用普通物理方法阐述近代物理,在经典物理中增加应用技术内容等方面明显不足,无法真正贯彻和实现“普通物理现代化和现代物理普通化”的思想,更不利于培养学生的工程能力和创新能力。其次,在教学方法和手段上,尽管大家都尝试采用了参与式、讨论式、渗透式等多种先进的教学方法,采用电子教案、录像和演示实验等教学手段,但总体上仍主要以“灌输式”方法为主,整体教学效果并不理想。针对目前大学物理教学的现状,如何在教学内容、教学方法和手段、提高教师工程素质等方面进行全方位改革,真正发挥大学物理课程在培养和提高学生创新能力和科学素质方面的优势,实现大学物理在跨界复合人才培养上的支撑指导作用,是目前我国高等学校新工科建设面临的紧迫任务。
3新工科视角下大学物理教学改革对策
3.1教学理念改革
很多大学物理教学课堂上,物理教师采取灌输知识的教学方法,这种以教师为中心教学理念存在误区,甚至很多教师依然将考试分数看得较重,作为教学质量验证的唯一标准,这对于工科类人才的培养极为不利,未能满足未来工科类岗位人才的需求。因此,改革过程中,需要注意创新教学理念,注重以学生为中心,提高学生学习主动性以及创造性。例如,在学习清华大学出版社大学物理教材《多普勒效应》这一内容时,某教师主要围绕学生展开教学,先进行课前提问“大家知道声音音调的决定因素有哪些吗?”而后借助多媒体播放赛车视频,引导学生注重赛车声音变化,而后再分成6个学习小组进行讨论,最终给出答案。若是学生观点不一致,学生可以相互说服和讨论,在这种相互教学氛围下,更有利于加强多普勒效应的理解,引发学生思考。区别于以教师为中心的教学理念,学生可以对某一事物进行从现象到本质的具体探究,最后由教师进行总结,不仅课程活跃度有所提升,新的教学理念得以渗透,而且取得较好的教学成效。
3.2教学内容改革
教学内容改革过程中,教育工作者应当从多角度进行分析,加强多角度内容的融合,以便培养学生综合能力。具体而言,大学物理教学内容改革对策如下:第一,将教学内容和学科专业相融合。因为各个院系和专业的物理知识学习内容有所不同,所以,在教学内容改革时,为体现内容安排的合理化与科学化,有关教育工作者应当结合各个专业特点,明确其具体的教学内容,从而构成相应教学模块,更容易体现其课程实用价值等。第二,将教学内容和工程实践相融合。众所周知,工程实践是有效的教学方式之一,而且不同专业的工程实践内容不同,为取得理想的实践教学效果,需要教育工作者结合教学内容以及专业特点确定具体的工程实践题目,而后划分实践小组,课外展开调研并进行报告总结,使得学生实践能力有所提升。第三,将经典物理和现代物理相融合。针对经典物理内容而言,必须要加以精简,同时探寻经典物理和现代物理中的相同点,可以将前沿内容加以渗透,并紧密联系学生生活中的物理现象,使得学生的物理学习兴趣提升,加快创新能力的培养和锻炼。第四,将理论内容和实验内容相融合。除了安排大学物理理论教学内容外,还要注重实践课程的添加,在各类实验中培养学生科学精神,锻炼他们的思维能力等,进而实现新工科人才的有效培养。
3.3教学模式改革
3.3.1理工融合教学模式
理工融合教育模式是关键的教学模式之一,在大学物理教学中值得加以运用。在该模式应用下,可以将自然科学前沿知识与工程实践情况相连接,并加强有关学科知识的联系和运用,方便学生进行知识的探索和创新,达到素质教育的目的。比如,在学习清华大学出版社大学物理教材《理论力学》这一内容过程中,教师可以结合某土工工程实例进行讲解分析;再比如,在对印刷工程专业学生讲解《静电场中的导体》一课时,教师则可以先简单介绍静电除尘、喷墨打印的实际原理,方便了解物理现象的本质,加强各个学科知识的联系,从而提高学生对于物理知识的理解能力等。
3.3.2探究式教学模式
探究式教学模式也是常见教学模式,大学物理教学改革中,教师可以尝试采取该教学模式,激发学生的兴趣以及探究欲望,更好地开展教学工作。例如,在学习《热学》知识过程中,某教师鼓励学生自主开发创新实验,主要验证所学知识。提前先进行科学实验的讲解,而后让学生自行选择开放性的实验题目,再每4人为一组展开分工协作,要求学生带着热学知识的相关问题加以探究实验,最后总结实验思路、流程以及结果,并撰写实验报告。在具体探究实验过程中,学生会利用学习到的热学知识以及实验器材等进行物理问题验证,真正做到学以致用,培养工科人才的创新能力。
3.4考核方式改革
大学物理教学改革过程中,除了要改革教学理念、内容以及模式外,还应当注意考核方式的创新。因为考核目的是为检验学生学习成果,若是考核方式单一,将容易打击学生物理知识学习信心,也可能存在不公平等问题。所以,在实际考核方式改革中,教师可以从以下两个方面进行思考:一方面,注意考核时间的多元化。主要在大学物理课程教学中融入阶段化考核方式,除了开展月考、期中考试、期末考试外,还可以进行章节小测验等,通过开展分层次的阶段考试,便于起到一定的督促租用,帮助学生提升自我认知能力以及自主学习能力。另一方面,注重考核方式的多样化。不再以最后的考试成绩作为单一考核结果,其考核项目中还要考虑阶段考试成绩、课堂出勤率以及课外作业成绩等,按照一定比例进行计算考核,使得学生物理知识学习的创造性有所提升,有益于新工科教育背景下创新型人才培养。
4结语
伴随高等教育的实施,我国正在向教育强国转变和发展,基于新工科视角下,大学物理教师应当积极进行教学改革,更好地契合我国教育战略发展目标。但是,如何进行大学物理教学改革成为关键,有关教师可以从教学理念、教学内容、教学模式以及考核方式入手进行分析,加强各个阶段的创新,融入新的教学理念以及教学手段,不仅要合理设计教学内容,还要优化教学模式,以学生为中心开展大学物理教学,符合新工科的教学要求,加快人才培养的同时,更好地促进我国现代化教育事业发展。
参考文献
[1]何军,潘长宁,柳闻鹃.新工科背景下大学物理教学改革探讨[J].教育界:高等教育研究,2018,000(004):P.71-72.
[2]熊伟,陈姣姣,方保龙,等.应用惠更斯原理探索"新工科"中的大学物理教学改革[J].合肥学院学报(综合版),2020,v.37;No.156(02):132-134.
[3]徐筠,张立云,李唐宁.新工科背景下大学物理教学的思考[J].教育现代化,2020,v.7(07):52-53.
[4]袁贤,何玉平,聂招秀,等.基于"新工科"建设的大学物理实验教学改革思考[J].教育教学论坛,2019,412(18):153-154.