工程专业认证背景下的大学物理课程教学模式探索

张巧丽，贾 敏，王玉生，宋纳红

（华北水利水电大学，河南 郑州 450046）

1 结合不同专业特点进行大学物理课程内容的改革

大学物理课程中，主要包含的内容是力、热、光、电以及相对论与量子力学初步。而我校的理工科专业涉及机械类、土木类、水利类、地质类、电气类、电子信息类、材料类等。不同类别的专业对于大学物理要求的侧重点是不一样的，比如机械专业，在专业课方面更偏重于力学，在物理学中质点运动学、动量定理、刚体力学都属于力学范围，可以结合机械专业的理论力学及工程力学进行更好的拓展延伸；材料专业则相应的需要力学和热学的基础；而对于电子信息类专业，电磁学部分则是非常重要的内容，从本质上了解电子的运动规律，磁场对带电物体的作用等。虽然不同专业对于大学物理知识的需求点不一样，但调研发现有些高校对于不同专业的大学物理课时安排是相同的，这样的安排没有针对性。因此，根据专业特点及需要，及时调整各个知识点的课时是非常有必要的。需要明确指出的是，大学物理各个内容都是相互支撑紧密联系的，突出专业需要的知识点，弱化联系不紧密的知识点，但并不意味着联系不紧密的知识点就可以放弃不学。对于专业联系紧密的知识点，应当适当地增加学时，促进学生对本专业需要的知识点进行更加深入的学习。

2 专业认证背景下的优化教学内容，修订教学大纲

为了实现课程目标、支撑专业培训目标，最终满足毕业的要求，教学大纲成为一种有效保障。在传统教育过程中，不仅需要优选教育内容，强调重点，又要保障物理知识体系的完整性和系统性。

在我校的大学物理教学中，根据各个专业特点和后续专业课程要求进行了调整与优化。强调专业基础的内容，对后续课程中所包含的基础知识进行重点讲解，同时适当引入相关专业知识，将不重要的知识点划分为自学内容。例如，对于机械系的学生来说，适当增加热学内容，弱化光学知识；对于水利和土木专业的学生重点讲授力学内容，减少光学的学习。这样既可以调动学生学习的积极性，又能增强基础知识与专业知识之间的联系。

3 工程认证中与大学物理课程有关的毕业要求达成度情况

我校的《大学物理》课程大部分学时是96，一部分专业学时为80，通常为两个学期学完，第一学期主要为力学、振动波动和热学，第二学期安排的内容是电磁学和光学部分。以农水、水工专业为例，工程专业认证对应的教学内容的指标点为：（1）学习数学和自然科学的基本概念、理论和方法，并可以利用这些知识解决比较复杂的工程问题；（2）学习力学基本原理，当遇到水利、农业等学科中比较复杂的工程力学问题时可以灵活应用；（3）面对复杂的农业、水利工程问题时，可以从数学和自然科学的角度，对其参数进行识别并建模分析，以满足相应精度要求；（4）了解团队中每个角色的含义并意识到其对整个团队的重要性，并能够在跨学科背景下在团队中找到自己的定位；（5）综合考虑每位团队成员的意见，进行梳理并做出合理的判断；（6）突出并强调自我探究和学习的重要性；（7）选择适当的学习方法不断提高自己未来适应社会发展的能力。

从这些指标点来看，要求学生不仅要掌握物理知识，把物理知识灵活运用到自己专业当中，而且对团队精神以及科学素养也有要求。这就使得我们教师在课堂上不仅要讲好物理，而且要把思政内容有机地融入课堂，培养学生的科学素养、家国情怀、团队意识及合作精神等。

4 专业认证背景下把思政内容有机融入物理课堂

课程思政的实施是高等教育倡导立德树人和培根铸魂的必经之路，同时也是响应新时代高等教育改革发展的号召。全校理工科专业必修的公共基础课就是大学物理，是相关科学世界观和方法论的综合体现，其包含丰富多样的思政素材，首当其冲成为课程思政开展的课程。在探索运动规律和物质结构的过程中，所有的重大发现和突破都促进了新方向和新领域的发展。

把发现物理规律的过程、物理学家的励志故事等物理学史、物理规律在生活中的应用等思政元素有机地融入课堂教学。引入物理学史不仅可以激发学生的学习兴趣，而且能够促进学生的动态思维，让学生深切体会科学研究的过程，体会科学家的科研进取精神。将物理学原理在技术领域应用的案例引入课堂，让学生多关注科技新成果，能够增强学生的民族自信心和自豪感。比如在进行角动量守恒知识点的讲解时，通过介绍跳水运动员以及陀螺仪在飞机和卫星上的应用例子，既强调了物理原理在技术方面的应用，还让学生意识到经典物理原理在技术飞速发展的今天仍然被广泛应用于新领域。再如，通过介绍伟大的发明家爱迪生在世界各地寻找到6000多种可以用于制造灯丝的竹子的案例，在助手都失去了信心的情况下，他不断努力实验，最终创造了可以持续使用1000多小时的“碳化竹丝灯”。通过这个案例，可以帮助学生建立锲而不舍、勇于探索、捍卫真理的科学精神，以及勇敢接受挑战，并且无所畏惧、迎难而上的优良品质。

5 “教育产出和实际成效”的评价与考核方式

在教学的过程中，按照经过多方认证的“以学生为中心的教育理念、以培养目标为导向、注重教育产出和实际成效、坚持全体学生共同达标、以持续促进教育质量不断提升”工程教育原则，可以培养出具有国际竞争力、综合能力较强的学生。

工程认证要求教学以学生为中心，保证每个学生都达成教学目标。教学目标不是教师想教什么，而是要按产出的目标来确定需要教什么内容。因此，笔者的理解是：大学物理教学应以物理知识为载体，以培养学生能力为主线，促进学生达到“专业认证”的“毕业要求”。我们将“自主学习、独立思考与科学思维”作为大学物理课程的“产出目标”。具体来说，学生通过大学物理课程的学习，在对大学物理中的基本概念、理论和基本方法有较为系统、全面认识和理解的同时，还应具备“自主学习、独立思考与科学思维”的能力。如果大学生能够在基础课学习阶段养成“自主学习、独立思考与科学思维”的习惯，不仅对他们后续课程的学习十分有益，而且能使学生达到毕业要求，在毕业后的工作中进一步学习新知识、新技术、不断更新知识方面受益终身。

工程认证不是评优，而是合格性评价。在工程认证背景下，如何以一种科学、合理的考核评价方式反映课程目标是否达成，如何通过学生掌握知识情况反馈教学中存在的问题，为教学内容、教学方法的改进提供依据，仍旧是需要思考的问题。按照我们多年大学物理教学的实践，为达到大学物理课程的“产出目标”，在实施“预习+讲授+雨课堂答题+分组讨论”的课堂教学模式的同时，要同步建立“教育产出和实际成效”的评价与考核方式。目前我们采用平时雨课堂签到、预习、答题占20%，慕课作业占20%，期末考试60%的评价体系，并结合期末考试命题的更新，引导学生“怎么考、怎么学”，改变学生“平时不学、考试突击”的恶习，把注意力集中到平时学习的各个环节，通过全新的课程考核内容及方式，调整学生学习心态，调动学生学习积极性，达到大学物理课程对毕业要求的达成度[3]。

工程专业认证是我国高等教育质量评估的未来趋势，同时也加速推动了工程教育改革。我校的大学物理课程改革有诸多方面，比如教学大纲、课程目标等，均取得了优异的成绩，对学生综合素质的提升作用显著。作为一门工科基础课，大学物理需要进行多方面的创新和改革。在未来，工程教育专业认证给大学物理课程改革提出了新的任务与挑战，需要锲而不舍的研究、探索和实践。