谈大学物理课程在工程教育中的作用

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谈大学物理课程在工程教育中的作用

1应用型本科教育与高等职业技术教育的主要区别

应用型本科教育与高等职业技术教育的主要区别体现在人才培养的知识结构和能力要求上,以工程教育为例,两者存在以下区别。在知识构建上,应用型本科教育要为学生搭建比较系统的知识体系,强调要具有较为扎实的专业理论基础和较为宽广的专业知识面,使学生具有足够的发展潜力和后劲;高等职业技术教育在学生理论知识构建上,以“够用”和“实用”为限,以满足学生掌握职业岗位技能和技术的操作性要求所需的知识为目标。

在能力培养上,应用型本科教育注重培养学生在行业或专业领域要具有较强的技术应用能力、技术转化能力和一定的技术开发能力;高等职业技术教育主要针对某些岗位培养学生的职业技能、技艺和运用能力,强调学生职业能力和职业素质的培养。用一句话表述,应用型本科教育是要培养出合格的工程师;高等职业技术教育是要培养出合格的技术员。

目前正在对新建本科院校进行本科教学合格评估,各个院校都要确定自己的人才培养目标定位。有的地方性本科院校的人才培养目标定位是“培养和造就综合素质高、理论基础实、实践能力强,有一定创新创业能力的高级应用型人才”;还有的是“厚基础、强技能、高素质,有一定创新创业能力的高级应用型人才”,不管是“理论基础实”,还是“厚基础”,虽字面说法不同,但实质相同,都强调了理论教学的重要性。

2大学物理课程工程教育中的作用

《大学物理》的内容包括力学、热学、电磁学、光学、近代物理,研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用和转化规律。不论是机械工程、自动化工程、信息工程,还是化工工程、制药工程、地质工程,都离不开物理学理论。物理学是一门成熟的学科,它有一套完美的科学方法:理论与实验完美结合(通过观察或实验——提出假说——通过实验验证——提出理论——再经过实验检验,如此循环)、理想模型法、演绎法、归纳法等。物理学已形成了一套科学的思维方法。彭振生将物理学的科学思维方法归纳为九条:“逆向思维、类比思维、并列对称、等价转换、等效假定、叠加显微、依次简化、共轭互补、无限延伸等,这一套科学思维方法对自然科学其他领域及工程领域都有所裨益。”

举几例说明:在动物园里,是把动物关在笼子里,人在笼子外面看;在野生动物园里,动物放在树林里,而人在“笼子”(汽车)里看,野生动物园的这种构想是运用了逆向思维。建筑桥梁,传统上都是用桥墩支撑桥体,这样桥下空间小,影响船只通行,现在建大桥,大多数用拉索换桥墩,运用的是等效转换思维。人们看病往往喜欢找老医生,认为老医生经验丰富,以前可能治好了同样病情的人,因此,只需要在以前开过的处方上稍作改动,这是运用类比思维。一个合格的工程师要具备分析问题和解决问题的能力,要具备创新思维能力。大学物理课程对工程师应具备的能力能进行很好的训练,物理学的基本理论和物理学的基本方法是一个合格的工程师必须掌握的。

3工程教育中如何改进大学物理课程教学

实施工程教育要加强学生的实践能力,这就要求增加实践环节的课时,减少理论课的课时。理论课的课时减少了,如何保证质量呢?这就要优化教学内容,改革教学方法和教学手段。几年来,笔者所在的大学物理课程组在优化教学内容、改革教学方法和教学手段方面做了如下尝试。

(1)王桂英等已发表的文章认为,基于不同专业,学生的物理基础不同、专业培养目标不同、后续学科专业课不同,对物理知识的需求也不同。作为教学改革的尝试,课程组采用“平台”+“模块”的方式,实施按专业分层次教学。这项改革取得了成功,获得宿州学院2012年优秀教学成果一等奖。

(2)建立大学物理资源共享网站,给学生提供自主学习的平台。大学物理资源共享网站内容丰富,包括教学大纲、课程描述、电子教案、教学课件、试题库、试卷库、学习指导、教学录像、在线答疑等。学生不受时间、空间限制,随时可以通过网络学习,培养了学生自主学习能力。大学物理资源共享网站的建立具有前瞻性,十年以后课堂可能不是高校学生获取知识的主要场所,而高校学生获取知识的主要途径可能是通过网络学习。

(3)开发综合性实验和设计性实验,使综合性实验和设计性实验超过30%。开通实验室管理系统,做到大学物理实验室全开放,使预习、实验操作、实验考核利用网络管理。

作者:彭振生 王桂英 毛强 王闻琦 单位:宿州学院机械与电子工程学院