_卓越计划_背景下大学物理教学改革的探索与实践_赵树军

第２８卷第４期黑　龙　江　工　程　学　院　学　报Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４２０１４年８月Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｕｇ．，２０１４“卓越计划”背景下大学物理教学改革的探索与实践赵树军（黑龙江工程学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨１５００５０）摘　要：针对卓越工程师教育培养计划树立学以致用的教学理念，培养更好地适应当代科学技术发展需要的工程技术创新人才。

建立创新的教育观念，选择科学教学内容以及先进教学方法，构建理论紧密联系工程实际的教学体系。

在教学中培养学生科学思维、探索和创新精神，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，通过引进先进教学方法，学生对物理学的近代发展和成就及物理学在工程技术中的应用有了更多的了解。

通过大学物理教学改革，为学生学习专业知识和近代科学技术打下坚实的物理基础，并适应培养高质量工程技术创新人才所具备的基本要求。

关键词：卓越计划；教学改革；教学方法；教学体系中图分类号：Ｇ６４２．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－４６７９（２０１４）０４－００７８－０３Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃｓ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅ　ｐｒｏｇｒａｍＺＨＡＯ　Ｓｈｕ－ｊｕｎ（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｕｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌａｎ　ｆｏｒ　ｅｄｕｃａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　ｔｏ　ｌｅａｒｎ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒａｃｔｉｓｅ，ｉｔ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　ｔａｌｅｎｔｓ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂｅｔｔｅｒ　ａｄａｐｔａｂｌｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｉｄｅａ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ，ｔｈｅ　ｓｐｉｒｉｔ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｔｏｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ｍｏｒｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｐｈｙｓｉｃｓ，ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｏｆ　ｍｏｄｅｒｎ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｌａｉｄａ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃｓ　ｍａｊｏｒ，ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｍｅｅｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒｔｈｅ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｔａｌｅｎｔｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅ　ｐｒｏｇｒａｍ；ｒｅｆｏｒｍ　ｉｎ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ；ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ收稿日期：２０１４－０３－０２作者简介：赵树军（１９７０－），男，副教授，研究方向：大学物理教学． 卓越工程师教育培养计划是国家教育改革和发展的重大改革项目，是我国高等工程教育改革，促进高等工程教育质量全面提升的重要举措，是我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大措施［１］。

“卓越计划”的重要特点之一是强化培养学生的工程能力和创新能力［２］。

物理学是研究物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的科学。

物理学的研究对象具有极大的普遍性，基本理论在自然科学的各个领域中得到实现，渗透于工程技术的许多部门，并对现代工程技术的发展起着重要的先导作用。

以提高学生“卓越计划”背景下综合素质和创新能力为目标的大学物理教学改革既为“通才”教育提供理论技能训练和科学实践能力培养的教学技术环境，也为物理“专才”培养提供了科技创新的技术空间，满足不同层次学生的教学需要。

１　整合教学内容，补充现代科技理论１．１　对教学内容进行整合通过教学内容的整合，将原来各章节中相关内容进行新的整理与合并，使相关章节形成冗余度少、结构完整、相互协调的教学内容，充分发挥综合优势。

随着科学的不断发展，社会需求基础坚实、知识宽广、综合素质高、适应性强的复合型应用人才。

教学内容整合是一个非常复杂的新课题，各个学校都在探索和积极实践当中，还没有一个具体和比较完备的可推广的统一模式。

根据以往物理教学情况分析，“卓越计划”培养方案一方面通过教学内容的优化组合，扩大原有教学内容基础上，让学生所学内容更新、知识更具有渗透力；另一方面将当代学科发展的新理论、新技术以及新内容进行有机的组合，使大学物理课程成为符合时代发展的学科内容新体系［３］。

经典物理主要是培养学生的数理思想理念，开发学生的科学素质以及分析解决问题的能力。

以考试为考核形式保证学生学习经典物理的基础性和系统性。

近代物理的重点是进行基本的工程教育训练，加强创新意识和创新能力的培养。

将科研成果渗透到课堂教学中，充实、更新教学内容，扩大学生知识面，使学生的综合素质得到提高。

以考查为考核形式可以保证学生学习近代物理的积极性和实用性。

当代物理学能够开拓学生的视野，有利于人文教育，建立工程文化的概念。

以小论文的形式为考核形式可以增强学生文献查阅、论文写作、自我学习等方面能力的培养，并且能够保证学生学习当代物理的能动性和创新性。

１．２　对教学内容进行模块化处理从“卓越工程师培养计划”对大学物理教学要求出发，从知识的内在联系上将教学内容模块化，大大有利于“卓越计划”下教学模式的系统性、针对性、灵活性以及现实性特征得以体现。

根据知识的内在联系进行模块化分类为力学、振动与波动、电磁学、热学、光学、近代物理学基础以及现代科学物理基础７个模块。

例如：力学篇，将刚体的定轴转动用来研究质点系动力学的特例，在整个力学的教学中得到渗透；为了更好地把经典力学与狭义相对论时空观紧密相联在一起，将狭义相对论纳入力学篇，使学生的视野得到全面的开拓；电磁学篇，将真空中的静电场和导体、电介质中的静电场合并成为一章，将恒定电流和真空中的恒定磁场还有磁介质中的磁场调整为一章，更进一步强化场源关系，使知识点更具有关联性，简单讲解电介质和磁介质问题，删除高中教材里面所讲述的直流电路和电源部分的相关内容；热力学篇，加强对一般循环过程的讲授和具体分析，从而使卡诺循环以及卡诺定理得到充分的证明和应用［４］。

１．３　加强科研和教研以及工程技术与教学内容的融合 教学内容是教学的中心要素。

教师通过参加科学研究不断提高经验和科研能力，获得新知识，积累丰富的科学研究成果，使教师的专业水平获得提高，也有利于提高教师的教学能力。

学生在教师带领下开展科学研究工作，教师从中了解学科新动态，掌握学科新成果，也有利于增加教师教学的广度和深度，不断地提高教学效果，更好激发学生的学习兴趣与创造性思维，使学生分析问题和解决问题的能力获得提高，从而使学生综合素质和创新能力得到提升［５］。

２　探求新教学模式，采用多种教学手段和方法２．１　基本原理方面以提高学生基础知识、创新能力、综合素质为目标，坚持在教学中以学生为主体、教师为主导的教育教学理念，积极推进教学改革，构建不断提高学生综合素质和创造能力培养的物理课程教学新体系，加强学生的自学能力和课堂教学过程中的积极性和主动性。

２．２　教学手段方面采用板书与多媒体相结合的课堂教学法，利用演示实验更直观地帮助学生观察物理现象，通过感性认识，增强学习的兴趣。

成立开放性的演示实验室，完善与教材对应的演示动画库，提高学生在实验中的主导地位以及思考问题的能力。

２．３　教学方法方面采用启发式、互动式、开放式、讨论式等多种有利于学生综合素质和创新能力的教学方法。

正确引导学生养成研究性学习的理念，具体方法是：１）对基本概念充分理解和掌握。

对新的物理量的引入、基本涵义、基本属性以及物质的运动状态的描述等。

２）对基本公式熟练掌握。

充分讲解公式中各相关量的意义和数学图像相关性，如数量积和矢量积公式在数学和物理学中的作用及意义。

３）充分利用习题课，做到以做代练达到对知识点的掌握和理解。

真正把学生所学的高等数学到大学物理的平稳过渡，使学生以后的专业课学习保持连续性和一贯性。

４）加强学生对大学物理体系的全面认识，增强不同篇目相关性的认知能力，从而加强物理课程体系之间的联系。

５）强化学生的综合应用能力、理论和实际应用能力。

使教材中的有关公式、结论进一步推广和应用，理论知识和实验内容·９７·第４期 赵树军：“卓越计划”背景下大学物理教学改革的探索与实践相互联系，做到自行设计实验和解决实验中出现的问题或利用一章以至多章的相关知识来解决实际应用题中出现的问题。

６）充分利用习题课和讨论课开发学生思维，培养学生处理和解决问题的能力，在习题课和讨论课中建立以学生为主导，在教师引导下完成教学任务，习题课和讨论课的学时数最少占到总学时的２０％［６］。

７）利用第二课堂组织学生开展讲座、实验探索和小课题及小论文研究，因材施教发展学生主观能动性和积极性，充分发挥学生的智力和潜能，提高学生学习的综合素质和创新能力。

３　改革传统课堂教学，构建大学物理立体化教学体系 改变以往问题尽量解决于课堂的教学方式，做到课堂教学重点是讲思路、讲方法、引问题、重讨论，而将许多通过思考可以自己掌握的内容留给学生自己去做。

采用案例分析、专题报告、精品习题课讨论等多种途径培养学生的自主学习能力；通过实物演示、录像视频、动画演示、数值模拟等多种手段激发学生的学习兴趣；注重引入现代工程技术实例的工程教育；采用启发、讨论、小型课题研究、撰写小论文等多种形式引导学生进行应用型学习。