工程教育专业认证背景下“大学物理”课程教学改革创新路径研究

时间:2023-10-29 17:44:02 来源:网友投稿

李妍

摘    要:工程教育专业认证以学生为中心,以产出为导向,要求建立质量持续改进机制,对高校“大学物理”课程教学提出了新要求,为“大学物理”课程的教学改革指明了新方向。新时代,高校应深入研究工程教育专业认证标准,坚持问题和成果导向,聚焦各专业毕业要求,对标培养目标,制定个性化教学目标,调整教学内容,完善教学模式,健全考核方式,实现“一院一策”“一专业一方案”教学目标,积极构建符合工程教育专业认证标准的“大学物理”课程教学体系,不断提高工科专业人才培养质量。

关键词:工程教育专业认证;
“大学物理”课程;
教学改革

中图分类号:G642      文献标识码:A      文章编号:1002-4107(2023)08-0044-03

一、引言

“大学物理”是高校工科专业的必修课程,其所蕴含的物理学知识是人才培养体系的重要组成部分,为工科学生学习夯实了认识、分析和解决问题的科学方法基础,直接关系工科各专业人才培养质量。面对新时代的新挑战和工程教育专业认证的新要求,高校应根据国家关于大力提升自主创新能力的战略部署,聚焦知识、能力、素质等核心目标,积极重构“大学物理”课程教学体系,推动工程教育专业认证理念贯穿“大学物理”课程教学全过

程,努力实现知识传授、能力培养、价值引领“三位一体”人才培养目标。

二、结合工程教育专业认证标准开展“大学物理”课程教学改革的重要意义

工程教育专业认证是国際通行的工程教育质量保障制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础,更是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。2016年,我国正式加入《华盛顿协

议》,中国工程教育专业认证协会认证的中国工程专业本科学位得到该协议所有正式成员的承认,提升了我国工程师资格国际互认度,增强了我国工程技术领域的国际竞争力[1]。目前,我国大多数“双一流”高校都已参加工程教育专业认证,而通过认证的专业也将获得国际认可,这有助于提升高校各专业的办学质量和人才培养的国际化水平。工程教育专业认证主要基于“以学生为中心,以产出为导向,质量持续改进”3大理念,现已逐渐渗透到高校工科专业人才培养的各环节、各方面,有效指导高校工科专业的建设和发展,对教学和课程改革具有积极的导向作用[2]。

工程教育专业认证的核心是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求。2015年,《工程教育认证标准》对工科本科毕业生要求进行了明确表述,即具备能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达,并通过文献研究分析复杂工程问题的能力[3]。物理学是自然科学的基础,“大学物理”课程的基本概念、基本理论和基本方法是构成现代学生科学素养不可分割的组成部分,是一名科学工作者和合格工程技术人员必须具备的基本素养。“大学物理”课程所包含的力学、热学、光学、电磁学和近代物理等知识,不仅为学生夯实了物理知识的基础,而且有效提升了学生分析问题、解决问题的能力,为后续的专业学习打牢了学科和方法基础。“大学物理”课程教学改革事关高校工程教育专业认证的改革

效果,事关工科专业的人才培养水平。

新时代,高校应结合工程教育专业认证积极推进的趋势,认真开展“大学物理”课程教学改革。这不仅是适应线上线下教学模式新任务的需要,更是适应工程教育专业认证新要求的需要。在现有教学改革工作的基础上,建立更加符合工程教育专业认证标准的“大学物理”课程教学体系,将有利于提升人才培养的专业化和国际化水平,有利于推动科教兴国战略、人才强国战略的落实。

三、契合工程教育专业认证推进“大学物理”课程教学改革存在的问题

“大学物理”是面向高校工科专业本科生开设的一门学科基础课,是本科阶段一门非常重要的基础课程。近年来,各高校积极关注工程教育专业认证背景下的教学改革研究,融合“以学生为中心,以产出为导向,质量持续改进”的理念,借助互联网及现代信息技术,打破传统固化的教学模式,对标工程教育专业认证的要求和标准,取得了一定的改革效果,但还存在一些问题和不足,具体如下。

(一)教学目标不够聚焦

工程教育专业认证要求高校人才培养目标应符合学校定位、适应社会经济发展需要。目前,高校“大学物理”课程教学目标依然具有普适性和通识性等特点,在目标制定和实施过程中,没有很好地结合学校实际和工程教育专业认证的新要求,没有把各专业的培养目标、毕业要求细化落实到位,未能实现“一专业一方案”的预期目标。工程教育专业认证提出的“知识、能力、素质”等核心目标,是指引“大学物理”课程改革的航标。各高校应在提高学生获取知识、科学分析、创新创造的能力上持续下功

夫,提高各学院、各专业教学目标的针对性,不断促进理论与实践的有机结合,激发学生的探索精神和创新意识,为学生后续的专业学习奠定坚实的学科理论基础。

(二)教学内容不尽合理

按照工程教育专业认证的要求和标准,“大学物理”课程教师应精选教学内容,突出教学重点,同时还要保持物理学知识的系统性和完整性。部分高校针对不同专业课程的学习特点,对“大学物理”课程教学内容进行了调整,如将教材中与高中内容重复的知识点进行压缩或删减,并按专业需求侧重强化基本理论和基本概念等,取得了一定成效。但从长期发展来看,教学内容还缺少对物理学知识的有效整合,与现代工程技术相关的物理知识未能得到及时补充,如液晶、红外、半导体、原子能、激光、纳米技术等知识在相关专业的教学中较少涉及。如果能结合专业特点适当调整和增加物理学前沿知识,将能有效地拓展学生的知识面,有利于培养学生的科学思维和工程应用能力。

(三)教学方法单一

2020年,新冠疫情的暴发,对传统的教学模式提出了新挑战,各高校结合工程教育专业认证要求开拓线上线下相结合的教学新模式,采取启发式、讨论式等教学方

法,积极调动学生学习的主动性和积极性,推动“大学物理”课程教学改革走深走实。就目前的整体情况来看,大多数教师仍然以多媒体教学、模拟演示等“灌输式”的方法为主,在教学中注重公式和概念的推导过程,而忽视物理模型思维方式的培养,同时,在课堂上还存在信息量过

大、师生交流研讨少等问题,鲜少有教师采用翻转课堂等发挥学生主观能动性的教学方式,学生听课状态一般,教学效果有待进一步提高。

(四)考核方式较单一

考核是教学环节中的重要部分,对教学而言,其具有指挥棒的作用。部分高校通过增加平时作业、期中考试等形式丰富考核方式,取得了一定效果。目前,多数高校“大学物理”课程的考核方式仍以传统考试为主,日常考核的方式较少,没有将学生创新意识和动手能力作为考核的重要指标,因此,无法落实工程教育专业认证的以成果为导向的理念。另外,习题是辅助学生学习的重要工具,但目前物理习题存在同质化严重的问题,选题陈旧、缺乏新意,在现代化和工程化方面与实际差距较大,因此,应增加物理学在工程技术应用方面的习题,以及定性和半定量的习题,将习题完成情况作为日常考核的重要方面[4]。

工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等应围绕学生毕业能力达成这一核心任务开展,并强调建立专业持续改进机制以保证专业教育质量和专业教育活力。工程教育专业认证背景下的“大学物理”课程教学改革是一项系统工程,需要不断革新完善,因此,高校应结合当前形势任务,进一步改革现有教学目标、教学内容、教学模式和评价体系,构建符合工程教育专业认证标准的教学新体系。

四、符合工程教育专业认证标准的“大学物理”课程教学改革创新路径

物理学在自然科学和工程技术应用中的先导地位,以及其与哲学、社会科学的联系,使其在培养学生科学素养、科学思维方法及科学研究能力等方面具有其他学科无法替代的特殊作用。为实现工程教育专业认证目标和改革实效,高校应立足专业人才培养中心任务,对标工程教育专业认证要求和“大学物理”课程教学大纲,以学生为中心,以产出为导向,持续改进教学目标、教学内容、教学模式和评价体系,不断提高教学效果,进而更好地支撑专业建设、毕业要求等核心指标,促进工科专业认证取得新突破,提升人才培养质量。

(一)调整教学目标

高校应深入研究中国工程教育专业认证协会关于工程教育专业认证目标的要求,从知识、能力、素质培养3个层次探究“大学物理”课程改革方向,满足工程教育专业认证对专业人才能力培养的要求,提高“大学物理”课程的教学指标契合度;
将“大学物理”课程教学目标与工科专业人才培养方案对接,改变以往千篇一律的教学目标,根据不同专业人才培养目标和工程教育专业认证标准,制定符合专业需求的知识目标、能力目标、素质目标,有效融入课程思政元素,明确思想政治教育与专业知识相结合的教学目标;
注重对往届毕业生和用人单位的调研,了解相关能力对就业的支撑度,准确收集相关数据,为教学目标的调整提供重要依据;
通过设定科学合理的教学目标,培养学生独立获取知识的能力、科学观察和科学思维的能力,以及不断探索和求实创新的能力,为工程教育专业认证改革和专业人才培养提供坚实基础。

(二)优化教学内容

工程教育专业认证对“大学物理”课程教学和人才培养提出了更高要求。高校应全面系统地分析工程教育专业认证标准对学生毕业达成度的要求,为不同专业制定教学内容,提高教学内容的针对性和实效性。例如,针对电气专业的学生,可以适当增加电磁感应和涡电流的内容,减少热力学的内容;
针对机械专业的学生,可以增加热力学的内容,减少光学的内容。针对不同专业进行教学内容的调整和优化,突出专业基础部分,重点讲授后继课程所涉及的基础知识,将课程弱化的知识点作为学生自学、选学内容,同时适当增加专业的前沿知识,如载人航天、探月探火、核电技术等,通过理论联系实际增强课堂的趣味性。在教学过程中,教师既要根据专业特点精选教学内容,又要积极发挥课程思政的育人作用,适时融入思政案例和人物事迹,构建科学的课程思政内容体系,培养学生坚定的理想信念、科学的思维方式、严谨的求学态度和过硬的专业本领。

(三)完善教学模式

新时代给高校教学带来了新挑战,线上线下相结合的教学模式已成为新常态。高校应结合新形势、新任务,认真研究工程教育专业认证对学生素质的要求和线上教学平台的特点,总结线下教学的优势与不足,分析线上课程的功能作用,重视线下教学的讲授环节,突出线上平台全过程指导作用,构建线上线下无缝对接的教学模式。例如,建立互动式学习模式,紧跟学科专业前沿,提倡采用翻转课堂教学模式,充分发挥学生的主体作用;
建立探究式学习模式,结合专业特点创设研究话题,关注深海探

测、载人航天、射电望远镜等超级工程,引入科学小实验,激发学生自主学习的热情,培养学生的学术能力和创新意识。同时,高校应深入开发网络资源,推荐教师使用中国大学MOOC(慕课)资源,鼓励并组织教师录制“大学物理”微课,注重挖掘学习通、微信、QQ等网络平台功能,建立完善的闭合式教学管理模式,构建更受学生欢迎的多元化教学模式。针对不同专业设計不同教学资源数据库,注重物理学原理在工程技术中的应用,建立较完善的教学案例库。

(四)改革评价体系

工程教育专业认证对学生能力要求更高、知识维度要求更广,因此,高校应聚焦工程教育专业认证的核心指标,不断改革评价体系,切实提高“大学物理”课程教学效果。深入分析“大学物理”课程以往考核方式存在的问题,改变传统单一考核方式,推动考核方式的多样化、科学

化。同时,教师应不断创新考核内容和方式,将课堂表现、平时作业、研究报告、创作发明等以科学、合理的考核比例纳入到考核内容中,推出模型设计和实验发明等考核新模式,增加过程性考核比重,构建科學的评价体系,注重学生能力的日常积累和提升,充分调动学生学习积极性。动态聚焦工程教育专业认证对学生能力的核心指标要求,针对专业培养目标和“大学物理”课程学习目标,兼顾知识目标的实现和创新能力的提升,设计匹配度高的考核方式,如课堂展示、研究报告和实验实践等,充分体现各专业考核的针对性[5]。通过教师和学生的反馈情况,积极探索并建立更加科学有效的评价体系,多方面、多角度考查学生,客观合理评估学生的学习情况,持续推动教学体系的优化和完善,不断提高教学水平。

五、结束语

新时代,工程教育专业认证对“大学物理”课程教学提出了新的更高的要求,明确了“大学物理”课程教学改革的新方向和新任务。高校应结合当前新形势,充分利用现代信息化技术,将工程教育专业认证理念贯穿“大学物理”课程教学全过程,积极构建“以学生为中心,以成果为导向,质量持续改进”的教学体系,更好地实现培养复合型、创新型人才的教学目标,为全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标、以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴提供人才保障和智力支持。

参考文献:

[1]  李恒梅,王震,万志龙,等.工程教育认证背景下应用

型地方本科院校“大学物理”课程教学改革研究[J].

高教学刊,2017(5):53.

[2]  周哲海,王君,马牧燕,等.将工程教育理念贯穿于课程

教学全过程的探索与实践[J].教育教学论坛,2020

(12):219.

[3]  中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准

[EB/OL].(2022-07-15)[2022-10-19]. https://www.

ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gcjyrzbz/tybz/630662

/index.html.

[4]  笪诚.工程化背景下大学物理理论及实验课教学改

革初探[J].巢湖学院学报,2016(3):128.

[5]  刘振兴,王引书,李晓文,等.大学物理实验课程的分

类指导教学改革研究[J].物理实验,2018(增刊):71.

编辑∕陈晶

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