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摘要：我校的大学物理教学体系以满足工科专业知识教学为出发点进行理论课教学，以培养学生的综合实验能力为根本点进行实验教学，以培养学生的人文精神和科学素养为着眼点进行选修课教学，聚焦学生的创新实践能力培养进行科技创新竞赛活动，从这四个方面着手，建立了“一体四翼”的大学物理课程教学体系。该教学体系有力地支撑了学校的新工科建设，取得了突出的教学改革成绩。
关键词：新工科；教学体系；人才培养
本文引用格式：邹艳,等.新工科大学物理“一体四翼”教学体系构建与实施[J].教育现代化,2019,6(71):166-168,173.
The Construction and Practice of the One-body-with-four-parts Physics Teaching System for the New Engineering Establishment
ZOU Yan,WANG Hong-mei,LI Jun,XU Shi-cai,LI Hai-yan,ZHAO Jie
(College of Physics and Electronic Engineering,Dezhou University,Dezhou,China)
Abstract：Dezhou University physics teaching system includes four parts:the theory physics teaching which meets the learning requirement of the engineering knowledge for students,the experiment teaching which improves the compositive experimental ability for students,the elective-course teaching which cultivate humanism and scientific spirit for students,and competitive activities of science and innovation which focus on improving innovative and practical abilities for students.The teaching system effectively supports the construction of new engineering,and the accomplishment of the curriculum revolution.
Key words:New engineering;Curriculum;Talent training
大学物理学是我国高等院校工科专业重要的必修基础课，课程涵盖的基本概念、基本理论和基本方法是工程技术人才必备科学素养的重要部分。德州学院的大学物理课程教学着眼于工科人才创新创业能力培养的需要，针对教学中课程与工科专业契合度、实践能力培养和人文教育等主要问题，充分发挥大学物理教学对专业知识、实践能力以及科学素养的基础作用。建设了具有时代特色和适用于地方本科院校的大学物理课程体系，教学效果得到了广大师生和学校督导专家的肯定，辐射并带动了学校其他基础课程的建设，有力地支撑了学校的新工科建设，取得了突出的教学改革成绩。
一 地方本科院校工科专业大学物理课程教学面临的主要问题
（一）大学物理理论教学与工科专业契合度低
大学物理课程涉及力学、热学、电磁学、光学、近现代物理等基本知识领域，是许多工科专业课的基础。传统的大学物理教学强调物理学科知识的系统性和完备性，偏重于数理逻辑，与工科专业知识脱节，不利于物理知识向工科延伸，不利于与工科知识的交叉融合。
（二）创新实践能力培养不足
大学物理实验教学是实践创新能力的基础，而传统的实验教学，机械地按照实验教材操作，追求数据的准确度，验证性实验为主体，设计性实验的开设量严重不足，缺乏课外科技创新训练活动，学生的实践能力得不到培养，难以将物理知识应用于工程和生活实际，对于以创新创业能力为核心能力的新工科人才培养目标缺乏支撑作用。
（三）物理教学的人文教育缺失
长期以来，物理课注重知识传授，注重理论的系统性、科学性，缺乏对学生进行科学素养和人文教育。使不少学生将物理视为一堆公式和事实的结合体，对它望而生畏，缺乏兴趣。不仅不利于培养学生的逻辑思维与创新思维，而且不利于提高学生自主学习能力和自我修养，严重影响了学生跨学科发展的综合能力，不能很好地服务于新工科人才综合素质和创新意识的培养。
二 对策与措施
随着教学改革的深入，大学物理课程的教学时数大幅压缩，2010年起，作为地方本科院校的德州学院，工科专业的大学物理理论教学逐渐从180学时压缩到现在的36学时、54学时、80学时（不同专业，学时数不同），同时，高等教育大众化导致生源质量逐年下降，经费紧缺导致教学资源建设投入不足。这些教学现状促使我们对大学物理课程教学进行了近8年的潜心研究和实践，形成了由理论教学（“大学物理学”）、实验教学（“大学物理实验”）、选修课教学（“物理学与人类现代文明”、“物理欣赏”、“力学与现代生活”）、科技创新竞赛等四个方面构成的“一体四翼”大学物理教学体系，有效解决了大学物理教学与工科专业契合度低、实践能力不足、人文教育缺失等突出问题。
（一）重构大学物理课程教学内容体系使之与工科专业需求相契合
首先，我们全面搜索和查阅相关研究文献，深入了解国内外大学物理教学改革的实施情况；同时，通过对部分教学管理人员、社会用人单位、教师及学生进行问卷调查，同时进行半结构化访谈，具体了解对大学物理教学的需求，掌握各专业需要的教学内容、实验教学、课外科技活动以及课程教学评价方式等第一手资料。
在此基础上，依据2010年高等学校物理基础课程教学指导委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》，本着突出基础、保持内容的先进性和前沿性的原则，力争在给学生全面物理学知识的同时，根据学生所学专业对大学物理的不同要求，确定了应用型本科院校工科专业大学物理教学内容，构建了与工科建设需求相协调的分层次教学体系[1]，编写了教材《大学物理学》（少课时）[2]，该教材已先后被德州学院、青岛大学、聊城大学、山东轻工业学院、滨州学院、绵阳师范学院、成都理工大学、山东劳动职业技术学院等全国多所高校选定为部分理工科专业教材，反映良好。
教学实施过程中，依据不同专业学生的认知结构的差异，教学方法也不相同。对于化学化工专业的学生，我们多以物质结构的视角去讲解知识，而对于电子类专业的学生我们多以信息处理的方式讲解，并帮助学生形成认知。
根据学生的专业需要开发科技创新项目，帮助学生实现物理知识的迁移，将成功案例纳入教学内容。例如“精细长度测微装置”就是利用物理学中的光电转换、光信息处理等知识实现对金属的线膨胀系数的测量[3-7]，物联网专业的学生通过这个项目对于传感器、信息处理等知识有了初步认识和运用。“离子浓度的测量”运用交流电桥和非平衡电桥两个学生实验的内容，设计和实现了对电解质溶液浓度的测量，化学化工和生物类专业的学生通过这个项目将物理知识应用于他们的专业中，有助于他们后续的专业学习和创新实践能力的增强。
（二）多措并举解决物理教学中实践能力培养不足的问题
主要通过三个途径解决：
（1）以项目研究为牵引，解决研究课题选取和经费问题。
通过申报学校、教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会、省教科院、省教育厅等教学研究项目进行各种教学问题研究，8年来共申报并完成了相关研究课题24项。例如，山东省教育科学“十二五”规划课题“非物理类专业大学物理教学内容和课程体系改革的研究与实践”、教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会高等学校力学课程教学研究项目“力学在线测试资源的建设、共享与应用研究”等课题，构建和研究了大学物理教学的内容体系和精品课程建设的具体问题。指导学生申报教育部大学生创新训练计划项目（双创项目），对学生进行实践能力培养和训练，例如“精细长度测量仪”、“刚体材料应变组合实验仪”、“熠辉实验器材有限公司策划书”等等，通过项目形式组织学生将物理学知识应用于具体问题中，目前课程组教师指导大学生双创项目18项。
（2）借助科技平台，解决仪器设备紧缺问题。
充分发挥我院省级研究平台的作用，组织学生参加各级各类大学生科技竞赛活动，解决了所需的仪器设备问题。依托我院省级生物物理重点实验室的原子力显微镜、飞秒激光器、生物电磁处理仪器等资源对学生进行科研训练，依托省级物理教学示范中心的教学实验设备和废旧仪器进行物理创新训练，依托学校的电工电子实验平台的教学仪器进行物理与工科的交叉训练[8-10]。近年来，进行物理科技创新活动的学生一直保持在80人以上，他们来自我校理工科各专业，努力将所学物理学知识与所学专业结合起来，有的加入教师的研究团队，有的自己组成活动小组，进行交叉研究或科技竞赛活动。
（3）挖掘教师潜能，完善实验教学体系。
我校建立了激励机制，对教师的发明专利进行重奖，通过实验技术立项给予经费扶持，调动教师积极性进行实验教学改进和实验仪器的升级改造。通过设计开发综合实验项目，整合了原来的实验内容，建立了演示实验、基础型实验、提高型实验、综合设计研究创新性实验的结构体系。仅金属线膨胀系数的测量实验，自制了不等臂杠杆与单缝衍射结合的实验仪器、平面镜反射与单缝衍射结合的实验仪器、自制霍耳效应等测量仪器，大大拓展了学生的视野。同时，教师获批专利36项，其中发明专利12项，编写了我校自己的实验教材—《大学基础物理实验》[11]。以此为实验教学主教材，不断地优化实验教学内容体系。
（三）以人为本解决大学物理教学人文教育缺失问题
突破知识本位的束缚，针对不同专业的特点和不同层次学生的需要，不注重学生获得知识的多少与深度，而是关注知识的探索、归纳、吸收的过程。将物理思想理解问题逻辑的高度精准，物理文化认识客观事物的真实多样，物理史料反映事实信息的丰富完整等物理文化宝库作为人文教育的主要内容[6,10,12]。在大学物理教学中注重认识论、方法论的渗透，必修课之后，给学生开设了选修课“物理学与人类现代文明”、“物理欣赏”、“力学与现代生活”，讲述物理学家发现物理学规律的历程，以及物理学知识在生活和高科技中的应用。鼓励学生大胆思索和想象，加强培养学生在物理学习和研究中的创造性和想象力。充分挖掘物理学中科学美的因素，促进学生掌握物理知识、发展美学思维，提高鉴赏美和创造美的能力，培养学生的科学素养。
三 大学物理课程教学改革的实践成效
（一）构建了具有时代特色和适用于地方本科院校的大学物理课程体系
聚焦大学物理教学中存在的与新工科建设适应性和针对性不强的问题，我们创新性地转变为实施分类、分层次教学，重新构建适应学生专业需求的物理学知识体系。通过建设和挖掘实验教学资源，优化了大学物理实验教学；针对学生专业和自身的发展需求，开设系列注重科学精神和人文素养的选修课；指导学生开展实践创新项目，参与科创竞赛活动，将所学的大学物理知识用于工程实际问题，很好地解决了学时有限与知识无限的矛盾。解决了物理教学对工科专业教育的支撑不够、实践教学资源不足和工科专业人文教育缺失等问题，更加聚焦新工科需求和学生发展。
（二）培养了学生的科学素养和创新实践能力
聚焦新工科建设，我们在理论课教学中不是仅仅传授知识,还注重与工科知识交叉融合，注重科学研究过程和方法、科学史等方面的内容；在选修课教学中主要教学内容是物理学原理与所学专业、科技进步、现实生活的联系；增强课程与学生自我发展的联系，既要学习知识，又要培养相关的能力。
帮助学生科学素养的形成,促进学生全面发展。实验教学和科创竞赛着眼于培养学生的实践创新能力。例如，指导学生进行双创项目研究，从选项、立项、执行到最终结项，给予学生全程指导，学生在教师的言传身教与沟通探讨中拓宽了视野，不仅迅速、全面、正确地掌握了科研基本方法和步骤，接受了科研技能培训，而且科研思维、科研方法和动手能力均得到了进一步的锻炼与提高，提升了学生的创新实践能力。近四年来，课程团队指导学生参加挑战杯、山东省物理创新大赛、电子设计大赛等省级以上比赛，共获得奖励114项。
四 结语
针对地方本科院校工科专业大学物理理论教学与工科专业契合度低、实践能力不足、人文教育缺失等突出问题，近8年来，以培养学生的科学素养和创新实践能力为改革目标，通过依托24项教改项目，25篇教改论文及36项专利建设途径，以理论教学（“大学物理学”）、实验教学（“大学物理实验”）、选修课教学（“物理学与人类现代文明”、“物理欣赏”、“力学与现代生活”）、科技创新竞赛等四个方面为抓手，构建了具有时代特色和适用于地方本科院校的“一体四翼”大学物理教学体系。
该教学体系的实施过程中，充分发挥了省级生物物理重点实验室的科研资源、省级物理教学示范中心和校级电子电工实验平台的实验设施的作用。每年应用于全校2000多学生的大学物理教学，引导学生将物理学知识向工科延伸，实现与工科知识的交叉融合，学生和学校督导专家对教学效果给予了高度评价。省内外多所学校使用了我们编写的《大学物理学》（少课时）和《大学基础物理实验》教材，给予了良好的评价。团队成员获富民兴鲁劳动奖章、教学名师、山东省高校首席专家等各种荣誉奖75项，指导学生科技竞赛获奖114项。2018年1月该教学效果荣获山东省第八届高等教育优秀教学成果二等奖。该教学体系的构建与实践对德州学院的大学数学、公共计算机等公共基础课程的教学改革起到了示范和引领作用。
参考文献
[1]邹艳.基于创新性应用型人才培养的大学物理教学内容的构建[J].物理与工程,2013,23(06):48-50.
[2]邹艳，王红梅.大学物理学（少课时）[M].机械工业出版社，2014
[3]邹艳.单缝衍射法测量金属线胀系数装置的研究[J].物理实验,2014,34(07):20-23.
[4]栗军,许士才,王吉华.基于光学偏振试验的量子概念分析[J].大学物理,2016,35(03):5-7+33.
[5]邹艳.光杠杆液体体胀系数测量仪[J].大学物理实验,2014,27(01):52-54.
[6]栗军,荆莉,王红梅,等.偏振光干涉实验的量子阐释[J].实验室研究与探索,2017,36(11):166-168+219.
[7]邹艳,王红梅.衍射精细测量仪的设计与实现[J].大学物理实验,2015,28(04):27-30.
[8]王红梅,邹艳,王吉华.多学科交叉创新实践育人平台的研究与实践[J].实验技术与管理,2014,31(11):23-25.
[9]邹艳,王吉华,王红梅.学科交叉的大实践协同育人平台构建与应用[J].实验室研究与探索,2015,34(01):219-221.
[10]王红梅,邹艳,王吉华.生物物理实验教学示范中心的建设与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(02):130-134.
[11]赵杰.大学基础物理实验[M].北京航空航天大学出版社，2011.
[12]张晓森,肖玉林.大学物理教学中引入人文教育的研究[J].高师理科学刊,2016,36(09):80-82.
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