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工程教育下的大学物理课程教学改革

2019/09/25 阅读:

摘要:文章首先阐述了工程教育视角下大学物理课程教学改革的必要性,然后提出了工程教育视角下大学物理课程教学的改革策略,包括教学内容的改革、教学模式的改革、课程考核的改革三个方面,最后分析了工程教育视角下大学物理课程教学改革效果。

关键词:工程教育;应用型本科院校;大学物理

地方院校向应用技术型高校的转型已经成为国家教育深化改革的主要方向,国家实施技能型人才培养的方针为应用型本科院校的人才教育提供了指导。地方高校逐渐对区域经济发展和产业转型升级发挥了支撑作用。培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才已成为应用型本科院校的历史使命。对本科院校的工科专业的工程教育专业认证已经成为新工科教育的必然趋势。目前,工程教育专业认证作为世界水平高等教育质量保证体系的重要组成部分,逐渐得到我国高等院校的重视[1-3]。从2005年开始我国部分“985”和“211”高校首先开展了对工科专业工程教育专业认证的试点工作。特别是2016年6月2日中国加入工程教育专业认证的华盛顿协议,推动了普通本科院校对工科专业工程教育认证工作的进一步发展。许多高校针对自己学校的工科专业不断开展工程教育专业的认证工作,截至2017年底,教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会共认证了全国198所高校的846个工科专业。通过专业认证,标志着这些专业的质量实现了国际实质等效,进入全球工程教育的“第一方阵”。这对于提高我国高等工程教育质量,促进高等教育发展具有深远意义。因此,对本科院校特别是应用型本科院校的工科专业的教育教学改革势在必行。大学物理课程作为工科专业课程体系的重要组成部分,其相应的课程内容和课堂教学等方面的改革将会对工程专业的工程教育专业认证工作起到积极的促进作用。本文分析了大学物理课程目前的教学现状,对该课程在应用型人才培养中的教学改革进行了探索,并进一步提出了工程教育认证视角下应用型本科院校大学物理课程教学的改革措施。这将有利于促进应用型本科院校的大学课程体系改革,完善产出导向型的教育教学人才培养模式。

一、工程教育视角下大学物理课程教学改革的必要性

大学物理作为理工科专业学生的公共基础课,在课程体系中具有不可替代的地位。大学物理课程在应用转型教学中的体现和实践将更加有力地促进本科院校的应用型教学实践活动。工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心,把全体学生的学习效果作为关注的焦点。这与目前应用型本科院校的教育教学理念是相吻合的。该工程教育模式强调科学教育、人文教育、工程教育的有机统一,并在理论和实践两个维度追求平衡,实现对学生的知识、能力、素质的全面培养[4]。这就要求目前的教育模式要向产出导向型教育模式进行转变;教学设计和实施步骤要以学生的学习效果为目标;教学的目标是学生在教学活动中学到了什么,而不再是教师都教了什么。因此,要求教师在大学教学中要转变以往单纯教授的授课模式,以学生的专业培养目标和专业毕业要求为指导,从课程体系设计入手,开展相应的教学活动。目前,大学物理课程的教学内容缺乏相应的改革与创新,课程设置与知识、素质和能力培养的目标严重不匹配,知识结构偏重于基础理论知识的教学,与培养应用型人才的目标明显脱节[5]。大多数本科院校开展的大学物理教学仍旧停留在“一支粉笔、一本书、一份幻灯片”的传统教学模式上,高生师比和拥挤的课堂、过时的教学方法、以教师为中心的课程体系、过长的学习时间等已经不能满足现代高等教育的需求。积极提升大学物理课程的教学理念,改进相应的课程体系,探索和打造合适的教学模式,将为应用型人才的培养提供有力支撑。因此,工科专业中大学物理课程的改革势在必行,而工程教育视角下大学物理课程改革的探索将对应用型人才的培养模式提供实践指导。

二、工程教育视角下大学物理课程教学改革策略

在对前期大学物理教学研究的基础上[6-7],从工程教育专业认证的角度,以产出导向教育为目标,笔者将从以下几个方面相继进行大学物理课程的改革探索,为应用型本科院校进行工程教育专业认证的工科专业教学改革提供重要参考。

(一)教学内容的改革以工程教育专业认证的具体要求为指导,依据教学大纲,将大学物理的教学内容从学科体系转变为工程过程体系。改变以往按章节实施的大学物理教学的设计,依托不同专业的培养目标和课程体系,按“章节+模块”的形式开展大学物理教学活动。同时,教师要因材施教,针对不同专业、不同院系的学生,注重不同物理知识点的侧重及与专业课程的衔接问题,对教学目的、教学计划和教学内容进行改革创新。另外,为激发学生学习大学物理的兴趣,有效提高学生的学习积极性和课堂参与度,加强其对物理知识的掌握和应用,教师应在“模块”中创新性地加入物理学史和科技前沿的相关内容,在强调科学教育的同时提升理工科学生的人文教育,增强学生学习自主性、树立学生正确的历史意识,提高学生的人文素养和综合素质,实现工程教育专业认证下以学生为中心的教学理念。

(二)教学模式的改革以修订的教学内容为指导,紧紧围绕教学大纲开展课堂教学活动,改变传统的教学模式,通过翻转课堂、第二课堂、游戏化学习等现代化教学形式开展教学活动。教师应将教学课堂从工程科学时代与基础理论教学相结合的传授式教学模式转变为学生主动学习的模式。从而使教学课堂真正成为以学生为中心的知识乐园,让学生在其中通过选择自己喜欢和感兴趣的方式学习物理知识,以期达到工程教育专业认证下产出导向教育的效果。教师还应充分利用前期大学物理教改项目的研究成果,进一步将物理课堂分为线上和线下两部分。线下以教室为载体,以小组讨论、设计项目、案例研究、应用练习等主动的学习模式展开教学活动;线上以前期开发的大学物理课程网站为载体辅导学生的学习。同时提高大学物理理论知识和实验项目相结合的教学授课方式,实现学生全程参与的教学新模式。学生可按照既定的学习目标,选择各种学习资源,采用多种学习方式,以达到最佳的学习效果。突出对学生研究性学习能力、实践能力和创新能力的培养。

(三)课程考核的改革在学校规定的大学物理课程考核范围内,对教师自主评价的部分成绩(即学生的平时成绩)采用学术论文、物理知识竞赛和创新实验项目等多种考核办法。教师以培养学生的综合素质为目标,以学生的学习效果为指导,探索制定一系列非考试环节的考核办法。在该考核办法中明确规定评价标准和记分办法,并在教学过程中合理实施考核。通过合理的考核方式,加强对学生分析问题和解决问题能力、科研能力、团队协作能力的培养,以提高学生的培养质量,达到良好的培养目标和毕业要求。同时,不断总结教学过程的得与失,及时解决教学中存在的问题,并进一步构建课程考核评价的持续改进机制,建立工程教育专业认证下大学物理的“评价—反馈—改进”闭环工程。从而实现大学物理教学的持续改进,提高教学质量,增强教学效果。此外,结合应用型本科院校专业和课程设置的实际情况,太原工业学院(以下简称“我校”)编写了与应用型人才培养相匹配的《大学物理简明教程》教材一套,且配套了数字课程网站,以便为学生提供在线学习和交流。其中网络课程中提供了13个教学在线课程、28个微课视频、39个拓展文档、15个电子教案、13个实验演示视频及部分习题的讲解视频,以便学生的常态学习。我校还进一步修订了相应的教学大纲,提出了教学考核评价的改革方案。为检查教学改革的效果,我校通过采用多种方式(如考试、测验、问卷调查和访谈)收集学生学习情况的凭证,调查学生对大学物理课程改革的态度、想法、意见和建议。根据学生的学习情况和课程评价质量报告,检测改革效果,查找工程教育专业认证下大学物理课堂的优势与不足,并总结教学过程的得与失,建立长效机制以推动持续改进。

三、工程教育视角下大学物理课程教学改革效果

笔者以机械电子工程、能源化学工程、汽车服务工程和电子信息工程等工科专业的学生为教学对象,选取一部分班级实施课改后的大学物理课程教学,通过观摩指导、学生测评与访谈等方式开展该课程的调研,并通过非考试考评环节给出学生课程评价质量报告。结果发现,通过实施课改后的大学物理课程,能够更有效地实现学生知识、能力、素质的培养;通过物理学史和科技前沿等模块的开设,可以提高学生学习大学物理课程的兴趣;通过开展大学生创新实验项目,能够增强学生学习大学物理的效果和解决实际工程问题的能力。

四、结语

结合教育部所倡导的以学生为本的教育理念,本文首次提出工程教育专业认证下的大学物理课程改革,通过以上大学物理课程改革的实施将提升学生主动学习和主动参与的积极性,提高学生学习大学物理课程的兴趣及解决实际工程问题的能力,增强学生学习大学物理的效果,并进一步强化科学与人文素养的融合与平衡,真正做到对学生知识、素质与能力“三位一体”的培养。这不仅为应用型本科院校的学生培养工作提供了创新理念,还将为工程教育专业认证相关专业的培养方案和课程体系的设置提供参考。

参考文献:

[1]周凌波,王芮.从《华盛顿协议》谈工程教育专业建设[J].高等工程教育研究,2014(4):6-14.

[2]许晓东,卞良.本科工程教育研究性教学探索与实践[J].高等工程教育研究,2014(2):43-49.

[3]余天佐,刘少雪.从外部评估转向自我改进[J].高等工程教育研究,2014(6):28-34.

[4]邱学青,李正,吴应良.面向“新工业革命”的工程教育改革[J].高等工程教育研究,2016(4):16-22.

[5]程永喜,李文君,李淑青.应用型本科院校大学物理课程改革探索[J].西部素质教育,2017,3(15):156-157.

[6]程永喜.加强物理学史中的人文教育,提高高校理工科学生的人文素质[J].西部素质教育,2016,2(21):63,67.

[7]李淑青.开放物理实验促进学生主动学习[J].实验室研究与探索,2010,29(8):133-135.

作者:程永喜 李淑青 任全年 景银兰 单位:太原工业学院理学系

工程教育下的大学物理课程教学改革

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