面向工程能力培养的大学物理教学模式创新

徐志锋

【摘要】教学改革作为一项全面系统的工程，培养学生面向工程能力是众多目标之一。多样化差异化的教学模式与方案，可以充分促使学生全面发展，为社会企业培养创新型科技人才提供充分保障。围绕新教育背景下对工程技术人才的需求，针对大学物理工程能力培养过程中存在的不完善之处，提出了面向工程能力培养的大学物理教学模式新思路，以期提高学生的综合能力。

【关键词】工程能力培养;大学物理;教学模式

引言：近年来，我国提出“新工科”建设模式，随着社会经济市场的发展进入新的阶段，旧有的高等工程教育人才培养方式难以适应社会的需要，主要表现为学生工程能力缺乏。在建设模式不断发展阶段中，已初步建成基础物理教学模式，并取得了一定的成效，為工程人才的培养奠定了基础。在新的经济背景下，我国以多元化、创新的优秀工程人才培养模式为主线，通过培养具有创新创业能力和跨境融合能力的工程科技人才，实现教育强国梦与伟大复兴梦。

一、大学物理教学在工程能力培养中的作用

作为高等教育中工科专业的公共基础课，大学物理课程在系统地为学生培养学生工程能力等方面起着不可或缺的作用。尽管近年来，大学物理教学在教学内容和模式都有了很大的改善，但仍不能满足“新工科”背景下应用型人才培养的需要。物理学旨在培养学生对物理学基本概念、理论和方法的全面准确理解，其揭示了各种自然现象相互转化、量变与质变等深刻的规律，充分反映了世界的物质性和物质世界的统一性。作为一门内容较广且难度较深课程，它可以极大地激发学生的创造激情，提高工程能力和培养探索创新精神。

二、面向工程能力培养的大学物理教学模式现状分析

1.教学缺乏系统性

为了使学生系统掌握专业知识，现有教学系统的缺陷必然远远不够。目前，很多高校对大学物理教学模式的工程能力培养环节的认识存在不足。过分强调实践环节或只注重理论课程，而忽视了理论课程与实践环节的联系。这导致了大部分学生在实践环节中处理问题不会灵活变通，理论与实践严重脱节，工程能力的培养也没有达到真正社会企业相应要求。

2.教学模式普遍重理论轻实践

实践过程不仅有助于学生更好地理解理论知识‚而且更有益于工程思维能力的培养。基于限制，实践环节不可能取代理论教学的主要地位，但仍能体现其培养学生工程能力的重要意义。很多高校实践教材内容严重滞后，导致学生在实践过程中的发展受较大限制。此外，许多高校物理实验仪器设备陈旧‚实验内容与理论教学内容脱节。传统的以理论教学和课程考试为核心的手段严重削弱了学生工程能力的培养过程。

3.教学方式缺乏新颖性

对于大学物理教学而言，虽然部分教师能充分做好备课工作，但多数教师仅按照教学计划对学生进行课堂教学，未能与学生互动，课堂缺乏新颖性，同时也不能及时掌握学生的学习状态。针对相关的物理实验，传统的教学方法导致学生只关注实验报告，很少关注实验过程。这样既不能促进学生拥有良好的物理基础，也不利于工程能力的培养，甚至会助长抄袭行为。

三、强化工程能力培养的教学模式创新思路

1.完善能力培养过程的监督体系

为了提高学生的工程能力，校企之间应共同建立一套系统的能力培养过程监督体系，确保大学物理教学的质量。能力培养体系应从过程控制开始，在学生进入企业培训环节之前，制定详细的培训计划与流程。为了使能力培养计划具有可操作性，需要对每个环节和过程制定质量相关管理体系和检验标准，并逐步将企业培训过程管理与学校教学相结合。以“刚体的定轴转动”为例，高校教师应提前设计课程内容，熟悉企业工程实际中知识应用的重点。学生通过学习应能准确地推导出基本的物理定义，这不仅能使学生有深厚的物理基础，而且能初步培养学生在未来专业领域所应具备的科学严谨的能力态度。

2.加强工程型师资队伍培养

要做到学生工程能力的进一步提升，要求高校加强工程型教师团队建设。组织开展教师到企业进行培训，深入工程前线，参与操作实践和技术创新过程，在实践中启发教学新思路，掌握新技能。此外，应鼓励教师参加各种专业资格测试，以更好地了解社会对大学物理知识和技能的要求。以“振动的合成”为例，充分备好理论课程的同时，深入到企业专业集团，了解企业相关知识领域要求，如解决振动危害、振动控制技术等，以培养工程能力为导向进行物理教学。

3.采用全面客观的课程评价方式

为保证学生学习积极性，采用多种手段进行教学评价，及掌握学生学习效果。例如学院应定期对学生的学习情况进行评审，所有教师和学生代表均应参加该会议。这种课程评价方法对端正学生的学习态度，保持持续的学习状态起到了很好的作用。除此之外还要适时举行口试，以“牛顿运动定律”这一部分知识为例，要求学生阐述牛顿运动定律的运用实例等内容，这不仅要求学生解决问题，而且要求学生清楚地表达自己的想法。这样不仅提高了学生系统地掌握知识的能力，而且锻炼了学生规范准确的表达能力和激发了学生的创造能力。

4.将实践教学与理论教学相结合

课堂教学只能让学生对理论知识有初步认识，而这种理解仍然是抽象的，不能确保学生在工程实践中能够熟练运用知识，理论与实践不仅可以帮助学生更好理解知识，而且可以帮助学生积累实际经验和提升工程能力。针对教学理论和实际内容脱节等问题，应让学生系统深入具体项目与实际工作流程中。此外，开展更多创新性实验，由学生在导师指导下通过研究项目独立设计和完成。以“狭义相对论基本原理”这一部分知识为例，针对抽象概念的引入，除利用多媒体进行大量的演示实验外，还可以组织学生在实验室进行基础实验，帮助学生理解一些抽象概念，激发学生的求知欲。

结语

物理学是一门分析物质运动一般规律和物质结构的课程，工程教育的要求是强调物理知识的扎实性和物理思维的培养。随着高等教育改革的不断推进，高校要将大教学理论与实际工程应用相结合，不断完善能力培养过程的监督体系，同时加强工程型师资队伍培养，采用全面客观的课程评价方式，充分将实践教学与理论教学相结合，以此培养工程教育模式下符合时代发展的人才。

参考文献：

[1]赵朝军. 大学物理教学与工程应用的结合[J]. 科技风，2021（25）：33-35.

[2]胡雪兰，张艳峰，杨新湦，徐舟. 面向工程能力培养的大学物理教学模式创新[J]. 实验技术与管理，2020，37（06）：10-14.