張帥一 夏豐金 郭廣海

摘要：工程教育專業(yè)認(rèn)證是我國工科專業(yè)與世界接軌的重大機遇，在此大背景下我國高等教育傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式面臨新的挑戰(zhàn)，大學(xué)物理的課程體系改革勢在必行。本文分析了傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式的主要問題，并提出了工程教育專業(yè)認(rèn)證大背景下大學(xué)物理課程改革的思考和具體措施。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證，大學(xué)物理，課程改革

1.引言

2016年6月2日，國際工程聯(lián)盟會議全票通過了我國由工程教育本科專業(yè)認(rèn)證國際互認(rèn)的《華盛頓協(xié)議》預(yù)備會員轉(zhuǎn)正。這表明我國工程教育質(zhì)量得到了國際社會的正式認(rèn)可，為我國工程技術(shù)人才全面走向世界舞臺提供了新的機遇，對于發(fā)展創(chuàng)新型國家和實現(xiàn)工業(yè)化強國的宏偉目標(biāo)具有重要推動作用，對于我國的高等教育國際化進(jìn)程具有重要里程碑意義。相比于傳統(tǒng)教育以課程為中心的教學(xué)設(shè)計，工程教育專業(yè)認(rèn)證強調(diào)以學(xué)生為本，以學(xué)生成果產(chǎn)出為導(dǎo)向（Outcome-based education，OBE），強調(diào)合格評價與質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)，旨在推動專業(yè)教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)和提高。

大學(xué)物理是理工科專業(yè)必修的重要公共基礎(chǔ)課程，主要內(nèi)容包括力、熱、電磁、光和近代物理五大模塊，它所涵蓋的科學(xué)思想和科學(xué)方法，對于學(xué)生專業(yè)和職業(yè)生涯的發(fā)展以及人文素質(zhì)的提高都會有潛移默化的影響。物理學(xué)科的發(fā)展對于高等院校，尤其是對一所學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的理工科院校，重要意義不言而喻。鑒于工程教育專業(yè)認(rèn)證新的教育理念，以及國家對新工科專業(yè)人才的迫切需求，進(jìn)行理工科高等院校大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容及設(shè)計的改革也迫在眉睫。本文將結(jié)合當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)存在的主要問題淺談工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下工科專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)改革的幾點思考與實踐。

2.當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)的主要困境

（1）大學(xué)物理教學(xué)并未得到應(yīng)有的重視。大學(xué)物理是培養(yǎng)理工科專業(yè)學(xué)生探索能力和創(chuàng)新能力的重要公共基礎(chǔ)課程，尤其近些年交叉學(xué)科的發(fā)展以及不同研究方向的互相融合大大促進(jìn)了科技的進(jìn)步，作為覆蓋力、熱、光、電等各大模塊的大學(xué)物理在理工科知識體系中的作用理應(yīng)越來越受重視。但每次高等教育改革來臨，需要調(diào)整課程體系的時候，由于大量的實踐素質(zhì)教育課程的加入，使得原有基礎(chǔ)課程的課時不斷被壓縮，而大學(xué)物理作為理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課首當(dāng)其沖的受到?jīng)_擊。這導(dǎo)致大學(xué)物理課程過于簡化，知識體系碎片化，尤其對一些學(xué)習(xí)主動性不強的學(xué)生來說，更是很難形成系統(tǒng)的知識體系，在學(xué)習(xí)過程中更多的是感到學(xué)習(xí)大學(xué)物理非常困難，體會不到大學(xué)物理與自己專業(yè)的本質(zhì)關(guān)聯(lián)，長此以往對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣和重視程度大大降低。

（2）教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法陳舊單一。與當(dāng)今社會快速的知識更新速度相比，傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容相對陳舊，經(jīng)典物理內(nèi)容與當(dāng)今物理前沿和高科技應(yīng)用脫離比較嚴(yán)重，同時物理實驗部分也缺乏創(chuàng)新，很多物理實驗只需學(xué)生按照步驟熟悉操作，只拘泥于形式，不能引導(dǎo)學(xué)生對物理現(xiàn)象進(jìn)行深入思考，同時近代物理實驗內(nèi)容過少。另一方面，針對不同的理工科專業(yè)缺少體現(xiàn)專業(yè)側(cè)重點的經(jīng)典教材，教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容幾乎沒有專業(yè)特色，雖然進(jìn)行了些許教學(xué)手段的改革，但實質(zhì)的教學(xué)理念沒有根本變化。缺少按照專業(yè)特點分層次構(gòu)建的教學(xué)設(shè)計，很難讓學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程時引起專業(yè)方面的共鳴。同時，目前中學(xué)階段的物理改革，學(xué)生可以對力、熱、光、電幾大模塊進(jìn)行有選擇地學(xué)習(xí)，這就會導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)以后物理基礎(chǔ)存在很大差異，同一個專業(yè)的同學(xué)物理基礎(chǔ)參差不齊，大學(xué)階段和中學(xué)階段的物理學(xué)習(xí)做不到無縫銜接，這也會大大影響大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量。

（3）教學(xué)資源和師資力量嚴(yán)重缺乏。優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和師資力量是辦好高等教育的基礎(chǔ)，近二十年中國高等教育的擴張?zhí)岣吡苏w的國民素質(zhì)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，為實現(xiàn)中國民族的偉大復(fù)興儲備了大量的人才，也必將為未來國家全面工業(yè)化的實現(xiàn)奠定重要的基礎(chǔ)。但我們也應(yīng)該清楚地看到大學(xué)擴招給大學(xué)原本就不充裕的教學(xué)資源帶來了強有力的沖擊，降低了高等教育的培養(yǎng)質(zhì)量，尤其對理工科院校的大學(xué)物理課程的負(fù)面影響格外嚴(yán)重。首先師資力量的短缺使大學(xué)物理課程不得不實行大班上課，有的高校甚至出現(xiàn)超過150人的大學(xué)物理課堂，這很難保證課堂的教學(xué)效果。同時，過多的教學(xué)任務(wù)占用了教師很多的時間和精力，尤其對于剛?cè)肼毜哪贻p教師，一方面的是沉重的教學(xué)壓力，另一方面還有學(xué)校高標(biāo)準(zhǔn)的科研考核壓力，這使得他們有時對于教學(xué)只能疲于應(yīng)付，很難有充裕的時間琢磨教學(xué)設(shè)計和教學(xué)方法，長此以往必然會影響教師的教學(xué)熱情和課堂的教學(xué)效果。

3.OBE理念下的大學(xué)物理課程教學(xué)改革措施與思考

（1）按專業(yè)優(yōu)化教學(xué)大綱，教材應(yīng)體現(xiàn)不同院校不同專業(yè)的個性化差異。由大學(xué)物理教師和各理工科專業(yè)教師協(xié)同分工，根據(jù)各個理工科專業(yè)的特點制定具有專業(yè)特色的大學(xué)物理教學(xué)大綱，將教學(xué)體系分層次構(gòu)建，按照不同專業(yè)的具體要求將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計，在各個模塊中突出相應(yīng)的專業(yè)特點。偏重物理類的專業(yè)比如通信、機械等對物理基礎(chǔ)的要求要比化學(xué)類的專業(yè)要高一些，同時不同專業(yè)對大學(xué)物理知識要求的重點也各不相同，比如通信專業(yè)應(yīng)該加強磁學(xué)、光學(xué)方面的講解，機械專業(yè)則應(yīng)更注重力學(xué)知識的學(xué)習(xí)。同時按照本專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)，調(diào)整重點教學(xué)內(nèi)容，編寫適應(yīng)新時代特征和短課時教學(xué)的教材，經(jīng)典教材固然有其突出的優(yōu)點，但并不適應(yīng)每個學(xué)校的每一個專業(yè)，尤其對一些大專院校的學(xué)生，經(jīng)典教材的難度有點偏高，編寫適合本專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)以及專業(yè)特點的教材至關(guān)重要。

（2）改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高學(xué)生的課堂參與度。傳統(tǒng)的教學(xué)理念以課程為教學(xué)設(shè)計的中心，便于發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，尤其高等教育擴招以后，教師往往選擇采用在課堂上直接向?qū)W生灌輸大量知識的教學(xué)方法，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性則受到很大的抑制，教學(xué)效果難以保證。OBE理念強調(diào)以學(xué)生作為教學(xué)設(shè)計的中心，強調(diào)學(xué)生的個性發(fā)展和主體地位。所以，教師結(jié)合不同教學(xué)方法和手段，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如使用現(xiàn)代教學(xué)媒體，如多媒體和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等先進(jìn)教學(xué)手段，發(fā)揮它們直觀、生動、形象的特點，提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣和參與教學(xué)活動的積極性，使他們成為知識的主動探索者和發(fā)現(xiàn)者;針對某一物理原理或定律，將前沿的研究成果深入淺出地應(yīng)用于教學(xué)實踐中，并自然引入與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的物理學(xué)史以及科學(xué)家軼事，甚至引申出這一物理原理的哲學(xué)意義，使每一個物理原理都能有源可尋，并讓學(xué)生感受到學(xué)以致用的魅力所在，增加課堂的生動性;另外，高度重視大學(xué)物理實驗環(huán)節(jié)，結(jié)合不同專業(yè)的特點，科學(xué)設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容及專業(yè)特點相契合的物理實驗，加大教學(xué)硬件設(shè)備的投入，提高探究性和設(shè)計性實驗的比例，真正體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

（3）制定合理切實可行的考核方式，充分調(diào)動教師和學(xué)生的積極性。要保證一堂高質(zhì)量的課堂教學(xué)，從教師的角度來說，課前需要投入足夠多的精力來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，但目前高校教師尤其是青年教師，面臨教學(xué)、科研和職稱晉升各種壓力，很難有足夠的精力和時間投入到課堂教學(xué)中。一方面，學(xué)校應(yīng)該增加優(yōu)質(zhì)師資的引入，分擔(dān)教師沉重的教學(xué)工作量，使他們有時間去琢磨課程的精華和具體設(shè)計;另一方面，職稱晉升是調(diào)動教師積極性的重要指揮棒，學(xué)校應(yīng)該改變目前這種職稱晉升唯科研論的評價體系，提高教學(xué)在職稱晉升中所占的比重，或者采取分系列晉升的方式，單獨增列教學(xué)型高級崗位，充分調(diào)動教師投入教學(xué)的工作熱情。再者，目前各大高校正在實行的督導(dǎo)制也需要真正起到“督導(dǎo)”的作用，盡量選擇本專業(yè)的專家進(jìn)行督導(dǎo)，高校督導(dǎo)工作的重點不應(yīng)在體態(tài)、語調(diào)等形體語言上，更應(yīng)該深入到物理原理的講解以及課堂設(shè)計是否合理等方面，這樣才能切實提高青年教師的教學(xué)水平。在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)大積極性方面，為了使他們更愿意參與到大學(xué)物理的課堂學(xué)習(xí)中，加強過程性考核也是很必要。多設(shè)置一些學(xué)生可以參與的項目作為平時考核，并增加平時過程性考核在期末成績中所占的比例，避免臨時抱佛腳，死記硬背暫時過關(guān)的情況。同時，鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生物理競賽，提高他們對大學(xué)物理知識點更深度理解的需求。

4.結(jié)束語

工程教育專業(yè)認(rèn)證是對高等院校工科專業(yè)實施的專門性認(rèn)證，其主要目的是為了提高我國工程專業(yè)人才的國際競爭力。大學(xué)物理作為工科專業(yè)重要的公共基礎(chǔ)課，理應(yīng)順勢而為，以工程教育專業(yè)認(rèn)證的OBE理念為指導(dǎo)，圍繞各理工科專業(yè)的不同特點進(jìn)行大學(xué)物理課程改革。這將是一個長期的、不斷改進(jìn)的過程，需要高校、教師和學(xué)生的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]姜宇，劉艷磊，趙言誠，孫秋華，姜海麗，姜富強，趙文輝.新工科背景下大學(xué)物理案例教學(xué)的探索[J]，高教學(xué)刊，2019（20）：102-104.

作者簡介：

張帥一（1982-），漢族，山東青島人，博士，青島科技大學(xué)副教授，研究方向：激光技術(shù)及非線性光學(xué)。

夏豐金（1985-），漢族，山東臨沂人，博士，青島科技大學(xué)講師，研究方向：新型半導(dǎo)體薄膜器件制備及應(yīng)用研究。

郭廣海（1976-），漢族，遼寧大連人，博士，青島科技大學(xué)教授，研究方向：黑洞物理學(xué)、宇宙學(xué)。

基金項目：基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的大學(xué)物理課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革的設(shè)計與探索（青島科技大學(xué)教改項目2018ZC19）。

（青島科技大學(xué)數(shù)理學(xué)院 山東青島 266061）