以电子信息工程专业创新人才培养为导向的大学物理课程教学改革探究
王玉玲 徐权 成宝芝 何巍巍 张宏伟
摘 要：在新世纪，随着互联网、大数据以及人工智能等技术的兴起和发展，对于电子信息工程领域产生了巨大的影响。在新工科背景下，对于大学物理课程教学来讲，如何以电子信息工程专业创新人才培养为导向，在知识更迭、激烈的竞争中脱颖而出，使大学物理教学质量得以提升，为社会主义培养真正接班人，成为新工科背景下亟待解决的问题。大学物理课程作为高校理工教学的根基，在新工科背景下，在立德树人的同时，应以专业创新人才培养为基本目标，提升大学生专业素养的同时，增强大学生的物理实践应用能力。大学物理课程教学改革的总体方针，要以新工科为时代背景，要有理念、有目标、有过程、有方法、有特色、有成效。
关键词：新工科;大学物理;教学改革
教育强国建设不仅是实现中华民族伟大复兴的关键，也是深化教育教学改革层次，促进教育现代化发展，力争使人民对教育满意的核心。大学物理课程作为高校理工科专业基础课程，是理工科教学的重要组成部分，要求在应用型人才培养、服务社会的能力和学科精神传承等方面蓄力。尤其是在新工科背景下，大学物理课程作为提升理工科学生逻辑思维能力、创新能力、强化社会责任感的重要教学环节，其教学水平关系着高校理工科专业发展的整体水平。
在新工科背景下，大学物理课程教学要求进一步提升大学生理论应用能力。新工科背景下大学物理课程育人理念、育人能力以及师资队伍等也应当同步提升。惟此，大学物理课程教学的整体水平才能够得到升华。以当前的发展情况而言，地方性本科院校大学物理课程教学改革与其它理工科教育水平高的院校正缩小差异，特别在部分领域甚至有赶超的趋势。就物理教学队伍来讲，经历了数年的发展，大学物理教师的学历得到大幅度提升，然而在大学物理课程教学效果方面，大学生物理实验动手能力以及综合知识应用能力、创新能力在方面需要通过进一步的教学改革，不断提升。
一、基于电子信息工程专业创新人才培养为导向的大学物理课程教学改革的困境
进入到21世纪后，就世界范围来讲，知识交融、汇集、再造以及创新的速度显著加快，对于大学生来讲也必须要提升学习和掌握知识的速度，往往学习、接收和转化知识的速度，直接决定着学生今后所能达到的高度。在工科相关的新兴产业中，产业结构升级和新旧技术不断转换的同时，对于大学物理课程培养的工程专业人才的创新性要求日益提升，尤其是需要大学物理教学中的团队协同、交叉学科知识掌握以及应用知识能力与专业发展俱进。特别是伴随着电子信息专业新性产业化的发展，迫使原有的传统行业以及创新型科技产业更新速度加快，对于未来从事相关领域工作的大学生来讲，其创新能力提升就显得非常必要，对于他们的意识以及工作活力也会提出更高的要求。这也为大学物理课程教学改革指引了方向。因此，引发了大学物理课程教学的问题：
（一）知识更新速度加快，要求教师和学生不断更新知识。尤为关键的是知识更新周期收缩，给予大学物理教学新的时代诉求。联合国教科文组织统计表明，信息化发展为人类知识更新和加速带来了新局面。能够理解成为课堂传授的教学知识，在大学生尚未走出学校大门时，知识就已经更新。这样的局势为大学物理教学带来了严峻的挑战。从当下高校大学物理课程教学的内容来看，大都集中于系统性知识传播，而对于专业性前沿知识尚未达成共识。
（二）大学物理学科与其它专业交叉融合问题。就大学培养计划而言，跨学科、专业和能力的交叉成为大学物理课堂教学人才培养方案制订的共识，也愈加受到人们的重视，在高校大学物理课堂教学改革中，如何展开跨学科、跨领域的交叉与融合是今后物理教学改革亟待解决的问题。
（三）教学内容和形式难以满足大多数学生求知的需求。就大学物理课程教学组成形态而言，部分高校组建理学院或者工学科，意在强化物理与其它专业交融，然而其中的教学质量、水平难以有效提升，特别是当前的大学物理课程教学内容、形式仅仅服务于部分学生，难以满足大多数学生共同的需求，迫切要求对其传统的教学内容、形式等方面进行创新的革新，探寻综合能力培养的有效方式、方法。
二、基于电子信息工程专业创新人才培养导向的大学物理课程教学改革路径
在新工科背景，以电子信息工程专业创新人才培养为导向，要使学生创新能力和综合应用能力得以提升，解决大学物理课程教学中的诸多问题。这不仅要强化以学生为主体的教学改革目标，还要求强化师资队伍建设，还要求保证教学仪器的与时俱进。
（一）贯彻创新人才培养目标，树立学生为主体的教学思想
大学物理课程教学改革不仅要求突破传统习惯，尤其是以目标导向为课程教学改革的载体，然而其中“发现问题、创设问题以及解决问题”根本性目标，其核心是以学生为主体。因此，在大学物理课程教学中要激发学生潜能与创新意识，使学生适应能力和整体素质得以升华。长期以来，大学物理课程教学在众多高校理工科教学中事实上并未占据主体地位，与其在学科中的地位并不匹配。因此，要想贯彻电子工程专业创新人才培养目标，必须树立学生为主体的教学思想。
当代学生相对更注重开放，相对更关注自我超越，相对更强调关注社会，相对更关注成长。总体上，他们的价值观呈现出更加积极进取、健康向上的状态特征。基于此，在教学设计上，要改变传统授课中教师知识传授的角色，要科学设计课堂环节，把传统的知识灌输式学生变成学生为课堂参与的主体，教师是引导者。在课堂教学初，即在线下实体课程前，通过网络学习平台（学习通、雨课堂或智慧树等）发布学习任务单。任务单建议最好采取图示形式，学生一目了然，同时印象深刻。通过课前任务单，让学生明确待学课程将要学习的主体内容，和上一节课所学知识点的关系，在本章中的地位和作用。同时任务单也要明确指出本节课的重点、难点，让学生通过教学平台网络资源预习时，能够把握重点。最重要的时，任务单中要有预设讨论题，每一节课前，设置围绕核心知识点的、与学生专业相关的应用案例讨论题目。案例式的讨論题目，不仅能够让学生明确学习目标，同时也能够激发学生学习兴趣。课中教学中，依据网络平台统计出来的学情分析，有侧重点的做知识点学时分布。学情分析数据主要依据平台视频观看回放数据，视频中设置的对应知识点回答情况等。课上教学实际上变为解决问题的过程，学生通过课上学习，解惑课前问题，通过讨论环节和检测环节进一步加深知识点印象。大物物理注重培养的学生分析问题、解决问题的能力，而这些一定要给学生思考时间，要引导学生通过思考自己得出结论，以此加深知识的理解。课后，以出门测的形式，考核学生知识掌握程度，对于考核中，出错比较多的题目，分析对应的知识点，找出原因，以网络见面课的形式和学生共同解决问题。课后阶段，要及时做好教学反思，对于一节教学中遇到的问题，解决方法及时记录，教学研讨会时，可以和同行讨论，优化教学方法，提升个人教学能力。
（二）围绕专业创新人才培养目标，主动强化物理师资队伍和课程资源建设
大学物理课程教学改革要想成功实现，即要摒弃高校中长期以来存在的“重理论轻实践”思想，还要注重大学物理教学改革的体系化、科学化和实践化的路径。其中的重中之重就是大学物理师资队伍建设，教师承担着传播文化知识、传递思想以及真理传播的社会责任，是中华民族伟大复兴的基础，同时也是实现美好生活重要基石。大学物理课程教学改革的师资队伍成为主要教学力量，要充分发挥其在新工科背景下物理教学改革的生力军作用，为大学物理实验教学改革提供保障。
师资队伍围绕相同或相近专业的原则进行组建，教师团队要具有稳定性，这有利于团队凝聚力量进行课程资源建设。课程资源的完善程度直接决定着课堂教学的水平和灵活度。大学物理存在着内容多、学时少的困境，为保证教学的完整性、大学物理知识体系的完整性，网络课程资源的建设尤为必要。网络课程资源包括教学大纲、教学进度表、教学PPT、教学视频、互动问题库、试卷库等。其中，教学视频最好是课程团队基于本校学生的实际学情进行录制。教学视频录制是一项系统工程，为快速、优质的完成此项工作，团队化的录制是最优方案。教学团队话也有助于提升互动问题库和试卷库内容的数量和质量。
课程建设、课程教学改革，基础在实践，目标在提升。通过教学改革，不仅仅是提高学生成绩，更重要的是提升学生知识的实际应用能力、创新能力和解决问题能力。教学改革过程，也是提升课程质量的过程，教学团队要制定课程发展规划，设置好远景目标和近期目标。发展规划中不仅包含课程目标，也包含教改立项目标。总之，要通过多途径、多方式提升教学团队综合教学、教研能力，为社会主义建设培养合格的接班人。
（三）以专业创新人才培养目标为导向，充分发挥实验教学的重要作用
大学物理教学分为理论教学和实验教学。物理实验课是一门和理论衔接紧密的验证性课程。实验教学中同样也要以专业创新人才培养目标为导向，重构实验教学体系，依据专业人才培养目标，将教学内容进行模块化划分。大学实验教学和理论教学通常由不同教师完成，实际上课的过程中，经常出现理论和实验时间脱节的现象，即理论知识学生已经学习了很久，实验还没有上课的情况，这种情况违背知识记忆原理，实验课加深理论学习效果的作用，没有的到充分发挥。解决该问题的方法有两种：①理论和实验教师为同一教师完成，教师可以根据理论授课进度，灵活调整实验时间;②实验教师和理论教师沟通，掌握理论课程进度，依据大学物理理论进度，安排实验时间。及时性的实验对接，能够进一步加深理论知识的理解，培养其创造能力。
实验教师要和理论课教师一样，教学方法也要面向创新人才培养要求做对应调整，将重实验结果、轻实验过程的传统方法，改革为重实验过程、实验设计的研究性实验教学，充分发挥好实验教学的作用。要进行实验教学的课程资源建设，通过资源平台学生可以课前进行实验预习，也可以通过虚拟仿真进行实验操作。大学物理实验教学的考核方式要与时俱进，传统的仅仅通过实验报告和期末操作检测的方式无法考核学生的分析问题、解决问题能力。在考核中，要增加实验过程性考核，也可以依据实验內容，提出自主设计性题目，达到真正考核学生实际能力的目的。
在新工科背景下，特别是以电子信息专业创新人才的培养，物理教学的仪器和设备是大学物理课程教学的根本性保障。其一要强化对于现代大学物理实验仪器设备的改造与升级工作，增加课程教学中的使用效率和使用程度。另外还要以电子信息专业创新人才培养为导向对设备进行升级改造，以强化大学物理课堂教学管理的科学化、现代化和应用性水平。大学物理实验教学设备更新和科学管理，不仅关系到大学生们的安全，也关系到高校固定资产的折旧与损耗，因此在对大学物理课程进行改革的同时，还要求展开专项检查工作，夯实大学物理教学的仪器后盾。
三、结论
在新工科背景下，大学物理课程教学改革以要电子信息工程专业人才培养目标为导向，清醒认识当前大学物理课程教学的短板。特别是工业高速发展新的时代背景下，大学物理课程教学改革要全面遵循党的教育方针，以立德树人为根本方向，服务于中华民族伟大复兴战略，将提升人才培养质量为旨归，以新标准、新方法、新手段和新模式，不断强化大学生物理实践能力，创新教学和学习精神、增强师生的社会使命感，积极开创大学物理教学发展的新局面和新成就。
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基金项目：黑龙江省高等教育教学改革一般研究项目，项目编号：SJGY20190008。
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