《大学物理》教改项目成果概述

《大学物理》教改项目成果概述

一、项目成果的具体内容及主要特色

1.撰写了卓越工程师班《大学物理》项目主报告，对项目研究工作进行了总结；

2.研究型卓越工程师的培养目标，就是一定要有创新新产品的意识，并且能够构思、设计新产品，将其应用到实践中进行顺利地操作、运行。这个培养目标的实现是十分困难的，但又是必须进行的。所以为了强化，在物理课的开始就硬性规定每一位学生必须参加一项创新产品项目，成绩记入期末总成绩，占总成绩的30℅-40℅。关于项目模式具体规定如下：题目自主，内容不限，但必须有很强的可行性，至少有一个创新点，并且，具有一定的实践性和应用价值，最重要的是，不能纸上谈兵，最后要有产品做出来。另外，项目运行过程中的每一个科研环节都不可缺，包括确定项目、开题申请、中期总结，结题报告等。并且，每两个星期向辅导老师汇报一次项目的进展情况。

3.物理学是一门自然基础科学，是推动社会产业发展的主要动力。就知识本身来说，物理学是其它工科各专业知识的基础。因此，在物理基础知识讲授过程中，加强所讲授知识的应用性，多介绍相关领域的与之相联系的科学背景、实践应用、前沿发展都是十分必要和重要的。这不仅可以提高学生的学习兴趣，而且可以开阔学生的思维、拓展知识面，更重要的是可以提高卓越工程师的融会贯通及实践应用能力。当然拓展知识的内容可以是定性的，也可以是定量的。可以以课外作业的形式留给学生，也可以进行小组讨论。

4. 研究型卓越工程师不同于普通工程师，所有学生毕业后即进入应用研究生的科研工作阶段，基于这个要求在实际教学中按专业将学生分组，然后将物理知识拓展与专业知识结合，选定一些用所学的物理学知识提升一下就可以解决的专业性问题。例如，对于地质科学专业的学生，在讲授流体力学时，与专业课老师联系，共同确定一个与分析深盆气层藏机理相关的一个流体力学问题：“液体中的气泡在毛细管中上升的临界尺度”。对于机械专业的学生则让他们去解决“喷气发动机燃料的选择及其机理”，等等。以上这些问题都是专业性较强的问题，有的还是其专业领域的最新研究内容，因此，在具体实施中可以两三个人一组，完成时间定为半学期或一学期不等，为了鼓励学生最后将结果记入期末总成绩。

5. 学生期末评估由三部分构成：平时成绩（自主创新项目和知识拓展内容的完成情况）、期末考试成绩构成。自主创新项目过程中包括申请开题、中期报告、解题报告等内容。

二、实践运用情况及效果评价

通过“卓越工程师班《大学物理》”项目研究和实践，我们总结出了一套针对应用型卓越工程师班的教学模式和方法，这为今后的培养过程和工作打下了良好基础。

上学期根据学生的专业和人数，最后经过开题申请、专家讨论最后主要确定了六个产品项目，其构思、设计全部来自于同学们的自主创新，内容主要集中在三个方面，一是防灾减灾方面，例如“防灾型电塔的设计”项目，“防火警报饮水鸟的设计”项目。二是能源开发与利用方面，例如节能优化设计的”金属轴单项受热膨胀形与温度关系的初探”项目，节能

的“360°风力发电叶片的设计”项目，以及节水的“新型清洁防护栏小车的设计”项目。另外还有用于生活保健的“电热力鞋的开发”项目等。目前项目运行的非常好，新产品已经设计并安装成型，测试性能基本达到预期目的，其中，除了“防灾型电塔的设计”项目之外均可以结题。值得一提的是在中奖几率不高的情况下，这六组产品项目中有四组通过申报、专家组评议，最后获得了学校给予的大学生创新奖金的资助。另外，王慧等同学撰写的文章《金属轴单项受膨胀形变与度关系的初探》，刚刚被《大学物理实验》杂志录用。

实践表明，物理知识拓展与实践和专业挂靠这种教学模式的应用效果非常之好，一方面，学生的学习不再是只见树木不见森林了，通过拓展不仅很好地进行了知识的过渡，对学生将来专业的选择也起到了抛砖引玉的作用，可以在基础课和专业课之间建起桥梁使学生快速平稳过渡，快速进入科研的角色。同时也提高了学生的学习兴趣，拓展了知识面，提高了理论应用实际的能力。更重要的是，在这个过程中建立起来的独立构思和团队合作科研能力是十分重要的，这也正是研究型卓越工程师应该具备的能力之一。

但是，需要教师的责任心和良心，因为知识拓展内容的选择是十分困难的，需要耗掉教师大量的业余时间进行查询和备课。事实表明，上学期的物理教学模式在研究型卓越工程的培养中的应用是成功的，不仅没有耽误学生的理论知识学习，而且创新、设计、构思等科研能力大大提高，现在的学生已经能够积极主动地去创新、构思、设计新的产品，奇思妙想源源不断，并且其中很多都是很有科技含量和应用价值的。

本项目“卓越工程师班《大学物理》”的研究和实践是我校首次进行的教学项目，，希望在今后的实践工作中能够不断地得到完善和发展。

三、项目成果支撑材料目录

1. 学生撰写的自主创新产品结题报告；

2. 学生撰写的即将发表的论文；

3. 学生产品构思、设计、制作过程中拍摄的VCR；

4. 学生结题答辩所用的PPT；

5．期末考试试卷。

项目研究主报告

一、项目研究与改革的背景、思路和方法

1．项目研究与改革的背景

目前，我国正处于工业化的发展阶段，经济增长还是过多地依赖于“中国制造”这一利润链上最低端的积累，而将“中国制造”转变为“中国创造”则需要大量的具有创新精神和能力的技术类工程人员。“卓越工程师培养计划”是教育部为落实国家中长期教育改革和发展规划纲要于2010年推出的首个重大教育改革计划。该计划的实施标志着我国大规模工程教育质量工程的启动。其目标就是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类高质量工程技术人才，以促进我国快速走上新型工业化的发展道路，从而尽快建设成为创新型国家和技术人才的强国。

根据教育部的卓越计划的通用目标，卓越工程师班的建立分三个层次，一是对应于本科学生的应用型卓越工程师，目标是胜任在现场从事产品的生产、营销和服务或工程项目的施工、运行和维护。二是对应于研究生的研究型卓越工程师，目标是这些研究型卓越工程师将来主要从事的是产品或工程项目的设计与开发或生产过程的设计、运行与维护，并且一定具备开发出拥有自主知识产权的新产品或新工程项目的能力，而且，设计开发的产品和工程项目在国内市场应具有较强的竞争力。三层次是博士层次的卓越工程师，目标是主要从事复杂产品或大型工程项目的研究、开发以及工程科学研究，具备创造出具有国际竞争力的准里技术、专有技术、尖端产品或高科技含量的工程项目能力，所研究开发的技术、产品或项目应具有国际竞争力。

为响应教育部的卓越工程人才的培养计划，为建设一流的研究型大学,我校从2011年起每年在本科新生中组建研究型卓越工程师班，目的是培养石油石化领域创新应用型的高端工程人才.根据学校的办班精神,本科毕业后卓越工程师班人数的40—60% 可以免试或优先推荐为我校的应用型工程研究生。具体地说，这些研究型卓越工程师将来主要从事的是石油石化领域产品或工程项目的设计与开发等。因此，研究型卓越工程师除了具备应用型工程师的熟练操作和灵活运用知识的能力外，还必须掌握扎实的专业知识，同时具有创新性思维和系统性思维的能力，以及很强的分析问题解决问题的能力，当然还要有创新开发和工程设计能力，以及团队合作和国际交流等能力。以上这些基本素质和综合能力是一名研究型卓越工程师所必备的，要获得这些能力和素质必须进行多方面的多学科的有目的的学习和训练，其中，物理学知识的学习和相关能力的训练起到关键的作用。

物理学是人类认识自然界的基础，它揭示和阐述了物质世界基本构成及其运动和相互作用的基本规律。当今物理学已是现代科学的基石，也是现代前沿技术的先导和源泉。纵观历史毫不夸张地说物理学的发展使我们的世界发生了巨大的变化，现代高新技术的出现正是物理学在各行各业中应用的结果。在信息技术中，现代传感遥感技术、现代通信技术、计算机技术都与物理学密切相关；在材料科学中,超导材料、磁性材料、纳米材料与纳米加工、先进陶瓷材料、新型金属材料等都与物理学密切相关；在生命科学中，光学显微镜、扫描遂道