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新工科背景下高校物理教学改革策略研究

2023-03-25董宏伟

科教导刊 2023年5期
关键词:工科背景物理

董宏伟

(山西大学 山西 太原 030006)

在诸多新概念、新理论、新实验方法不断衍生的当下,物理学的相关研究也随之快速发展,物理学知识存量不断增加,物理知识的覆盖范围不断拓展,并且推进着新技术的不断开发和应用[1]。在这种情况下,高校应提高物理教学质量,为社会培养出更多物理专业人才[2]。另外,以“新工科”为核心的教学建设核心是提高人才培养质量,为新时代的创新需求提供源动力。为了适应这一发展需求,结合“新工科”建设的实际需要,高校实施教学改革十分必要[3],以“新工科”为核心的教学建设核心与物理课教学改革目标不谋而合[4]。本文以新工科建设为基础,对新工科背景下的高校物理教学改革策略展开研究。在详细分析了高校物理教学新要求后,对现阶段大多数高校在物理课程教学中表现出的不足进行研究,结合分析结果,对高校物理教学改革的实施策略展开细化分析,以期为提升高校物理教学效果提供一定帮助。

1 新工科背景下对高校物理课程教学提出的“新”要求

想要准确分析高校物理课程教学面临的“新”要求,需进一步明确新工科背景下高校物理课程的研究对象[5]。物理教学内容主要分为三部分:物理结构、物质之间的相互作用、物质的运动规律。上述知识在实际工程中得到了广泛应用,也使得物理课程成为理工专业的必修课程之一[6]。在长期的教学过程中,高校物理课程以培养学生对物理问题的分析能力以及对物理相关问题的解决能力为核心目标,通过帮助学生建立正确的思维模式,使其能够在独立研究阶段具备良好的物理应用与创新能力[7]。新工科背景对高校物理课程教学提出了新的要求:

首先是教学理念。教学过程中要突出以学生为本的教学理念,在强调理论知识与专业技能重要性的同时,通过理论与实际应用之间的客观联系,将二者有效结合[8]。其次是教学质量。即针对新工科背景下对人才需求的变化,需要对高校物理教学质量的判定标准进行相应的更新,表现在:在实际的教学质量考核过程中,高校需要充分考虑物理专业对接经济发展与产业转型的迫切需要,以紧缺型人才的培养作为核心考核指标,通过这种方式使学生具备引领未来技术和产业发展的能力,实现人才培养的目标。因此在实际的物理教学过程中,需要加强对学生物理知识掌握程度的重视程度,同时兼顾学生建模能力、自我学习能力的培养,使学生具有快速学习与物理存在交叉关系学科知识的能力。最后是教学模式。为了满足新工科背景下对人才的需求,要求高校物理教学模式以结果作为实施导向。

2 高校物理教学存在的不足

2.1 教学课时与教学内容失调

通过分析大多数高校物理学科的课时配置情况可以发现,虽然大部分高校在一定程度上增加了物理课程的课时配置,但由于物理教学内容较多,现有课时仍然远远不足以完成所有知识的讲授。本文统计得到的高校物理教学课程的配置情况如表1 所示。

表1 高校物理教学课程配置情况统计表

结合表1 所示的数据信息可发现,物理教学课程总课时为426 课时,必修课程的总占比为60.56%,其中,基础类课程占比为37.80%,专业课程的占比仅为22.77%;在选修课程中,相应的课时占比为39.44%,其中,基础类课程占比为21.83%,专业课程的占比仅为17.61%。对于规模庞大的物理教学内容而言,这种课时配置使教师难以向学生们讲授完所有的知识点,为了完成教学任务,教师在实际教学过程中只能删减部分知识点,导致学生的知识储备减少,可见教学课时与教学内容失调应是高校物理课程改革的重点内容。

2.2 教学模式相对枯燥

通过分析现阶段的高校物理课程教学模式可以发现,物理课堂上相关知识点主要是通过教师讲解叙述的方式进行讲授,学生在知识学习过程中处于相对被动的状态,课堂上并未形成“以学生为主体,教师为主导”的互动关系。不仅如此,教师忽视学生学习反馈的重要性,对学生学习效果与薄弱点缺乏了解,导致教学工作成了单向输出。最后,对于物理课程而言,实践操作十分重要,但是受安全管理、教学资源配置等因素的影响,学生参与实践操作的机会较为有限,这也是导致学生实践能力较低的原因之一,严重制约着物理课程的教学效果。

2.3 考核模式相对单一

部分院校的教师仍然采用较为传统的物理课程考核模式,考核评价方式相对单一,主要表现在考核内容方面。课程考核内容主要分为平时成绩和考试成绩两部分,其中,平时成绩主要是根据考勤情况和平时作业的完成情况进行打分。考试成绩主要是学生在期末测试中的笔试成绩。而物理是实践性极强的学科,这种考核方式使得学生更加注重对物理习题的分析以及对物理知识点的背诵,这种考核方式无法激发学生的学习兴趣,难以满足学生的求知欲,制约着学生综合素质和创新能力的发展,与新工科背景下对人才的需求相违背。

3 物理课程教学改革策略

3.1 构建高校物理课程新体系

在构建新的高校物理课程体系的过程中,首先需要对物理内容进行分析。一般情况下,大学阶段的物理课程主要可以分为六个核心部分,分别为力学、机械振动与机械波、电磁学、热学、光学及近代物理。针对物理课时配置较少的问题,除了可以适当增加课时设置外,还可以对教学内容进行适应性整合[9]。基于此,本文以新工科背景下的课程设计需求为基础,提出可对教学内容中相对重复或不重要的知识点进行适当压缩,同时增加现代物理学知识、物理学工程应用知识的占比。通过这种方式以避免出现物理专业知识与实际需求脱节,课程课时不足以开展全部知识点教学等问题,并且可以减少教师的课时教学压力,保障教学效果,满足新工科背景下的人才培养要求。需要注意的是,在重构高校物理课程体系的过程中,要避免“压缩式”的构建方式,而是要采用“增删式”的方式,有侧重地对不同课程模块的内容进行合理调整。在实施过程中,具体的实现方式如图1 所示。

图1 高校物理课程新体系构建方式

由图1 可知,应首先将物理教学内容划分为若干个不同模块,按照教学内容的性质,采用“增删式”的基本原则对教学内容中的基础理论知识和实践应用知识进行增删管理,由此实现物理教学课程新体系的构建。

3.2 探索大学物理教学新模式

首先,研究问题的导入需要以真实的物理情景为基础,借助现代信息技术延伸课堂活动范围,利用视频、动画和图片,创建与教学内容相契合的物理情景,将对应的问题嵌入到情境之中,通过这种方式激发学生的学习兴趣。其次,在课堂形式上,可以将问题研究作为教学实施的主线,采用交流-辩论-归纳的伙伴式学习方式提高学生的学习积极性和分析问题的深度。最后,要利用教育平台实现混合式教学。在传统的教学模式下,教师主要在课堂上对学生进行教学和管理,课余时间的学习主要靠学生的自律性。为充分利用课下时间,教师可以借助教学软件在线上布置作业或发布教学任务相关通知,为学生寻找适合的教育平台,使学生能够随时随地根据自己的实际需求开展学习活动,另外通过教学软件中反馈的信息,使教师进一步了解学生的学习情况,为后续的教学调整提供可靠依据。

3.3 建立多元化的考核方式

以考试成绩和平时成绩为核心的考核方式虽然可以在极大程度上提高学生的解题能力,但存在单一性较强的弊端,对于培养学生创新能力而言表现出了明显不足。而且新工科背景下要求专业人才具有较强的应用理论知识解决实际工程问题的能力,这已成为高校考核方式改革需要重点关注的问题之一,现在这种考核方式显然不符合新工科提出的要求。为此,高校可以加大对学生实践方面的考核,适当提高平时成绩在综合成绩中的占比,但是占比最高不宜超过50%,最低不宜低于30%。并且在平时成绩中可以加入部分开放性题目或者与物理工程应用相关的论文内容,通过这种方式全面考核学生的学习态度以及对物理知识的应用能力。另外,在期末试卷组卷时,除必须要掌握的知识内容外,还可以适当增加关于应用物理知识解决实际问题的内容,通过这种方式将理论知识与实践应用进行整合。需要注意的是,该类测试内容的占比也应最高不高于50%,最低不低于30%,以避免学生忽视基础知识。通过上述方式提高考核结果的可靠性和全面性。

4 结语

为了更好地适应新工科背景下对人才的需求,实施适应性改革是十分必要的。为此,本文研究了新工科背景下高校物理教学改革的策略。结合新工科建设对高校物理教学提出的新要求,对现阶段物理教学中存在的不足展开详细研究,根据研究结果从多个角度制订了具体的教学改革策略。通过本文的研究,以期能够为相关院校的改革发展提供借鉴,帮助其更好地适应新工科背景下的人才培养需求,为社会输送优质人才,助力物理在社会建设发展过程中发挥更大价值。

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