新工科背景下农业院校大学物理实验教学的改革与实践_李鹏.pdf
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1、:新工科背景下农业院校大学物理实验教学的改革与实践李 鹏 李永平 王丽丽 于桂凤 李桂霞青岛农业大学理学与信息科学学院 山东青岛 摘 要:新工科背景下大学物理实验教学面临着挑战与压力,本文分析了实验教学现状和存在的问题,从教学内容、教学模式和考核方式三个方面探索了农业院校教学改革的思路和措施,提出了以学生为中心、以培养具有现代科学技术和创新思维能力为要求的教学实践体系,让农业院校的大学物理实验教学更符合新工科发展的需要,为培养复合型工程科技人才提供参考。关键词:新工科;大学物理实验;以学生为中心;教学改革中图分类号:,:,:;为应对新一轮科技革命和产业变革带来的严峻挑战,为服务创新驱动发展、“
2、中国制造”等一系列国家重大战略,年教育部先后组织研讨会,形成了“复旦共识”“天大行动”以及“北京指南”,颁布了教育部办公厅关于推荐新工科研究与实践项目的通知,拉开了新工科建设发展的大幕。新工科建设是我国培养适应时代需求的新型人才提出的高等教育发展战略,新工科概念的内涵是在立德树人的理念下,培养多元化、创新型高素质工程科技人才。新工科建设背景下,各个高校不仅积极开展工程学科的建设与探索,并且不断尝试教育教学实践活动的改革与创新,以建设符合新工科内涵与发展的人才培养新模式。大学物理实验是高等院校理工科学生的一门必修基础课程,是学生接受系统实验能力和实验训练的开端,是各专业后续实验和科研的基础。大学
3、物理实验课程的实验思想和实验方法体现了工科实验的科学共性,在培养各专业大学生严谨的科学态度、扎实的科学作风、分析解决问题能力、创新意识与创新能力等方面起着十分重要的作用。虽然大学物理实验地位重要,但是随着新经济的兴起和新产业革命的到来,在新工科视域下,大学物理实验课程仍然存在许多不足,无法满足新时代建设下人才培养的需求。因此,探索和实践新型教育教学模式,使大学物理实验课程适应新时代提出的要求,以培养具有复合知识体系和工程思维的科技人才,是高等院校物理教师必须思考的课题。大学物理实验教学情况分析 教学内容单一,专业区分度不够农业院校大学物理实验的教学内容主要以基础性实验为主,大多是一些经典的验证
4、性操作实验,学生的学习兴趣不高,不能发挥培养创新型人才的教学功能。大学物创新教学科技风 年 月理实验课程从具体教学内容上分析,一般可分为力、热、电、磁、光五个部分,再根据不同专业开设物理实验课程的学时数分为工科物理实验、农科物理实验或文科物理实验等几类。然而,同一类别的物理实验教学没有进一步细分,相同学时不同专业的教学内容大致相同,专业区分度不高,这可能导致物理实验教学难以针对专业背景进行侧重点知识教学,也可能在一定程度上影响学生综合能力的培养。教学模式传统,不能适应新教育时代的学情,不利于大学生创新能力的培养当下大学生现代化信息素养高,乐于接受新事物,能够熟练操作线上学习平台快速查找网上资源
5、,对线上线下混合式学习适应度强,而且他们思维活跃,活动参与意识强。传统的大学物理实验教学主要采用的是教师为主导的三段式教学流程,即讲授、演示、模仿。这种相对固定的教学模式比较枯燥,学生只是机械地重复教师的演示过程,难以激发学生的学习热情,难以培养学生独立的思考能力和创新能力。传统教学模式多体现为教师的“一言堂”,忽视了学生的主观能动性和个体差异性,忽视了学生对知识的诉求和未来职业规划的需求。我国当代教育家叶圣陶先生曾说过“教师之为教,不在全盘授予,而在相机诱导”,如何优化教学模式,潜移默化地帮助学生提高主动学习能力、实现知识的内化、达成人才培养目标是教育工作者反复思考的问题,也是新工科背景下教
6、学工作的内在需求。考核评定片面,不能对标于新工科人才培养目标大学物理实验的考评基本以实验报告为重点,课前预习环节和中间操作环节的考评占比很少或者流于形式。这种重结果轻过程的考评方式比较片面,不仅不能促进学生动手能力的培养,也难以启发学生的科学思维和创新思维能力,甚至容易导致学生消极的学习态度。新工科背景下,只有全方位、多角度地评价学生的学习过程,真正提高学生的学习兴趣和学习效率,切实引导学生培养自主管理、自主学习、自主思考的意识和能力,才能实现农业院校创新复合型人才培育目标。大学物理实验教学改革 整合教学资源,优化教学内容,体现专业特色目前对于农业院校来说,大学物理实验课程的课时量相对较少,只
7、有积极探索对现有实验教学内容的整合与拓展,才能适应新工科人才培养发展的要求。传统的实验教学内容,尤其是经典实验的仪器和方法,可以帮助学生学习科学方法、理解物理规律、强化科学思想,在培养学生科学素养方面具有重要的作用。因此,教学内容改革不是抛弃经典基础性实验,而是对经典的强化和创新。通过集思广益,精选传统实验题目,开发设计与学生所学专业有交叉点或者契合点的实验教学内容,增强学生的学习兴趣,为学生成为合格的新工科人才奠定必要的思维基础。例如,对于环境科学、环境工程、药学、生命科学等专业的学生,可以整合已有的教学资源,如“落球法测液体的粘滞系数”“毛细管法测液体的表面张力系数”“电流量热器法测液体的
8、比热容”,设计测量液体性质相关的综合实验项目。还可以挑选传统的牛顿环实验进行拓展设计,引导学生测量液体的折射率。将经典的学习型实验拓展为研究型实验,使学生体验实验研究的魅力,既能够开拓研究思路、激发学习热情,还可以培养学生分析问题、解决问题的能力。以学生为中心,实践新型教学模式根据当代大学生特点和现有条件,充分利用“互联网”技术,打破传统的老师为主体的灌输式授课方式,创新教学模式适应新工科建设。依靠现代化教学手段,结合微课、慕课、在线教学平台等数字化和信息化教学手段,学生可以随时随地进行预习、复习和知识查询,师生之间讨论交流的时空能够延伸,提高教学效率和教学效果。通过小组合作、伙伴式学习等方式
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