張 琴 李文勝 黃海銘

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院理學(xué)系，湖北 十堰 442002）

1 研究背景

為培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)，教育部于2010年6月啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）［1］.

現(xiàn)在，全國(guó)已有194所高校啟動(dòng)了該計(jì)劃，目前對(duì)該計(jì)劃的人才培養(yǎng)方案、培養(yǎng)理念與課程體系的研究已成為國(guó)內(nèi)各校實(shí)施“卓越計(jì)劃”的重點(diǎn)與熱點(diǎn)，其中，汕頭大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)的“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)方案被教育部選定為典型案例在全國(guó)推廣，然而，國(guó)內(nèi)各校對(duì)促進(jìn)該計(jì)劃的實(shí)施與之相適應(yīng)的課程改革卻鮮有報(bào)道.

湖北汽車工業(yè)學(xué)院是全國(guó)惟一以汽車命名的本科院校，其專業(yè)設(shè)置緊緊圍繞汽車產(chǎn)業(yè)，具有鮮明的辦學(xué)特色.2010年9月，學(xué)校首先在機(jī)械工程系2010級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)開(kāi)始了“卓越計(jì)劃”試點(diǎn)，并為之確定了人才培養(yǎng)目標(biāo)和與之適應(yīng)的人才培養(yǎng)方案.

大學(xué)物理作為高等院校理工科各專業(yè)必修的一門重要基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新能力等方面具有不可替代的作用.目前，國(guó)內(nèi)高校啟動(dòng)了一批大學(xué)物理教學(xué)改革與實(shí)踐的項(xiàng)目.其中具有重要影響的大學(xué)物理教學(xué)改革與實(shí)踐的成果主要有：華中科技大學(xué)李元杰教授提出并建立的數(shù)字物理教學(xué)新模式；東南大學(xué)葉善專教授構(gòu)建的具有時(shí)代特色的“1＋選1”的大學(xué)物理教學(xué)新體系；南京大學(xué)盧德馨教授為了探索基礎(chǔ)型人才培養(yǎng)的新路子，創(chuàng)建了大理科模式，提出大學(xué)物理研究型教學(xué)新思路等［2］.通過(guò)不斷的教學(xué)改革與實(shí)踐，這三位教授在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面逐步形成了自己的特色，均取得了顯著成績(jī).總體而言，其改革的共同點(diǎn)在于：積極倡導(dǎo)以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的大學(xué)物理研究性教學(xué)模式，主張學(xué)生在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下進(jìn)行探索式、研究性學(xué)習(xí)，并及時(shí)給予評(píng)價(jià).

由于我校與上述幾所大學(xué)關(guān)于學(xué)校定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)有所不同，及學(xué)校軟、硬件條件等其他方面的限制，不能直接將上述教學(xué)成果在我校進(jìn)行推廣.因此，如果我們?cè)诮梃b其教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)與方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校“培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、工程創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力強(qiáng)、面向生產(chǎn)和管理一線的應(yīng)用型高級(jí)專門人才”的本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行探索與實(shí)踐，定能很好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在高校競(jìng)爭(zhēng)中提高核心競(jìng)爭(zhēng)力.

2 基于“卓越計(jì)劃”的大學(xué)物理研究性教學(xué)的探索與實(shí)踐

為探索出一條適用于“卓越計(jì)劃”的大學(xué)物理教學(xué)改革的新思路，根據(jù)對(duì)我院2009級(jí)工科各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行“學(xué)生大學(xué)物理學(xué)習(xí)情況調(diào)查問(wèn)卷”的分析結(jié)果［3］，2010—2011學(xué)年第二學(xué)期，以我院“卓越計(jì)劃”2010級(jí)試點(diǎn)班43名學(xué)生為對(duì)象，在大學(xué)物理教學(xué)中進(jìn)行研究性教學(xué)的探索.

首先，依據(jù)大學(xué)物理教學(xué)大綱、教材、學(xué)生專業(yè)與其人才培養(yǎng)特點(diǎn)以及學(xué)生實(shí)際水平和認(rèn)知規(guī)律，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，該學(xué)期大學(xué)物理的內(nèi)容以經(jīng)典為主，學(xué)生對(duì)此部分物理理論及規(guī)律較為熟悉，由于試點(diǎn)班學(xué)生的專業(yè)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，因此，對(duì)力學(xué)部分（尤其是剛體這一章節(jié)）作了詳細(xì)而深入的講解，學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)則放在以建立物理模型為主，在實(shí)際上課過(guò)程中，主要采用了啟發(fā)式教學(xué)方法.

物理模型建立起來(lái)后，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)模型進(jìn)行研究，引導(dǎo)其找出模型的特點(diǎn)、需要用哪些物理量來(lái)進(jìn)行描述，然后從各方面討論其性質(zhì)與物理規(guī)律，該階段主要采用了引導(dǎo)式教學(xué)方法，以達(dá)到讓學(xué)生了解物理科學(xué)研究的基本步驟之目的.

為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在教學(xué)過(guò)程中，我們鼓勵(lì)學(xué)生要能夠找出每一次課的重點(diǎn)內(nèi)容，新的一章結(jié)束后，要求學(xué)生能夠?qū)θ碌闹R(shí)結(jié)構(gòu)做出書面總結(jié)，并且要求其具備一定的表達(dá)能力，鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺(tái)為大家講解及展示.

經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，該班級(jí)學(xué)生各方面能力均有所提高，課堂教學(xué)氣氛活躍，師生互動(dòng)良好，期末考試通過(guò)率為100%，平均分比其他普通班級(jí)高出10分以上.

2011—2012學(xué)年第一學(xué)期，仍以我院“卓越計(jì)劃”2010級(jí)試點(diǎn)班學(xué)生為對(duì)象，在大學(xué)物理教學(xué)中進(jìn)一步開(kāi)展了研究性教學(xué)的探索與實(shí)踐.

經(jīng)過(guò)上一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已了解一定的科學(xué)研究步驟，具備一定的能力與素質(zhì)，該學(xué)期我們將學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)放在將物理理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生活、提高學(xué)生的科學(xué)研究能力、語(yǔ)言表達(dá)能力方面.在實(shí)際上課過(guò)程中，主要采用了討論式、探究式教學(xué)方法.

在課堂上，向?qū)W生發(fā)放一些玩具小車，讓其課后進(jìn)行拆裝、研究與設(shè)計(jì)；以教師申請(qǐng)的教科研項(xiàng)目為例，向?qū)W生展示了科學(xué)研究的一般步驟與方法，鼓勵(lì)大家積極了解并參與研究.為了更好地鍛煉學(xué)生，我們以一個(gè)月為期限，要求大家以個(gè)人或小組合作的形式，提出物理創(chuàng)新研究課題，并且拿出特定的時(shí)間在課堂上進(jìn)行了展示，展示時(shí)間控制在10分鐘以內(nèi)，該活動(dòng)我們稱為物理創(chuàng)新展示.從2011年10月11日開(kāi)始一直到課程結(jié)束，共有28組學(xué)生在課堂上進(jìn)行了展示（請(qǐng)見(jiàn)附表：物理創(chuàng)新展示一覽表）.

在物理創(chuàng)新展示活動(dòng)中，學(xué)生參與率達(dá)到75%以上，展示完畢要求學(xué)生與教師對(duì)每一個(gè)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中不乏有優(yōu)秀的作品產(chǎn)生，尤其以《基于有限元分析解決力學(xué)問(wèn)題》、《突發(fā)奇想——可伸縮式掛衣桿》最為出色，前者通過(guò)自學(xué)有限元分析軟件Pro／M，建立力學(xué)模型及簡(jiǎn)化模型，對(duì)自己所設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行分析，獲取云圖及運(yùn)動(dòng)圖像動(dòng)畫，從而分析出所設(shè)計(jì)的零件在拐角處最容易斷裂的結(jié)論；后者通過(guò)觀察生活實(shí)際，結(jié)合可伸縮天線與可折疊小凳的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出可伸縮式掛衣桿，獲得學(xué)生和教師的一致好評(píng).

通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的綜合素質(zhì)能力如理論聯(lián)系生活實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、積極與教師交流、勇于向教師質(zhì)疑等能力普遍得到了提高.學(xué)期結(jié)束后，教師課堂測(cè)評(píng)結(jié)果顯示為99.53%，學(xué)生對(duì)本門課程教師的教學(xué)質(zhì)量滿意程度為100%，這樣的研究性教學(xué)嘗試既拓寬了學(xué)生視野，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，還提高了教學(xué)效果，同時(shí)也對(duì)教師起到了激勵(lì)作用.

3 基于“卓越計(jì)劃”的大學(xué)物理研究性教學(xué)的反思

雖然對(duì)試點(diǎn)班進(jìn)行大學(xué)物理研究性教學(xué)取得了一定的成績(jī)，但是也出現(xiàn)了許多困惑，需要在今后的教學(xué)中不斷探索與解決：

（1）試點(diǎn)班的學(xué)生可以說(shuō)是我院機(jī)械系的精英，其本身的素質(zhì)、學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)習(xí)慣與方法均比其他班級(jí)要強(qiáng)，采用小班教學(xué)，研究性教學(xué)實(shí)施起來(lái)比較容易，如果能夠在全校大范圍內(nèi)進(jìn)行推廣，將使得更多的學(xué)生受益.

（2）學(xué)生已具備一定的計(jì)算機(jī)水平，教師如何指導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)編程軟件如C、C＋＋、Matlab等繪制出相關(guān)物理模型，來(lái)增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)是一個(gè)值得深究的問(wèn)題，對(duì)教師的能力也提出了挑戰(zhàn).

（3）進(jìn)一步拓寬應(yīng)用實(shí)例，結(jié)合學(xué)校特色、學(xué)生自身專業(yè)與生活實(shí)際，建立相關(guān)物理模型，指導(dǎo)學(xué)生撰寫高質(zhì)量的研究報(bào)告也是今后有待努力的方向.

（4）開(kāi)展研究性教學(xué)，對(duì)課程、學(xué)生如何實(shí)施有效的評(píng)價(jià)是值得研究的.

4 結(jié)語(yǔ)

大學(xué)是培養(yǎng)人才的地方，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師要更新教學(xué)理念，始終將培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與邏輯思維能力放在首位，結(jié)合學(xué)校辦學(xué)特色、人才培養(yǎng)特點(diǎn)與生活實(shí)際，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目的，開(kāi)展形式多樣的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生多方面能力，與學(xué)生共同學(xué)習(xí)，才能有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量，與所有高校教師共勉之.

附表 物理創(chuàng)新展示一覽表

續(xù)表

［1］http：／／baike.baidu.com／view／3863873.htm

［2］張琴，李文勝.應(yīng)用型工科院校大學(xué)物理教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考［J］.科教文匯，2010，（129）：91～92

［3］張琴，李文勝，黃海銘.地方工科院校學(xué)生大學(xué)物理學(xué)習(xí)情況調(diào)查研究［J］.物理與工程，2011，21（3）：49～51