大學物理教學模式創新

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摘要：隨著科技的推動，CDIO工程教育模式已經成為國際工程教育發展的一個重要內容，本文主要針對大學物理傳統的教學模式具有的弊端，結合CDIO工程教育理論提出了基于CDIO理念的大學物理理論課程教學、實驗課程教學、實踐教學及評價體系設計四個方面的創新，全面提高人才培養的質量，同時，也可為高校開展工程教育提供理論參考和實踐借鑒。

關鍵詞：CDIO；大學物理；教學模式；創新

一直以來，高校就是培養專業人才的搖籃，對科技的發展、社會的進步起著不可替代的作用。如何全面提升高校人才培養質量，提高高校人才培養模式已經成為高校教育所必須考慮的問題。為培養出符合社會發展的高素質人才，一些高校正在不斷探索新的教學理念、教學方法，并進一步優化教學模式。作為高校理工科類專業的通識基礎課的大學物理，在培養學生創新思維、科學素養、實踐操作、探索精神、創新意識等方面具有其他課程不能替代的引領性作用。為此，本文把CDIO工程教育理念運用到大學物理教學模式中做了一些構想。

1基于CDIO理念的工程教育理念

基于CDIO理念的工程教育理念是美國麻省理工學院與瑞典的林克平大學、瑞典查爾姆斯技術大學及皇家工學院等4所大學一起于2001年共同提出的新的基于工程教育的教學理念及實施體系。CDIO是4個英文單詞的縮寫，它們分別是構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）[1]。CDIO反映了當代工業產品的整個生命過程，具體包括產品的研發、設計、實施、運行及最后的報廢。基于CDIO理念的工程教育理念就是基于工業產品實施的生命過程為載體，通過遞進式逐步培養現代大學生的工程實踐能力。這樣，學生所獲得的不僅僅是專業知識，同時也培養了個人的職業能力和態度、主動學習的能力、團隊工作和交流能力和跨學科的系統工程實施能力[2]。CDIO的人才培養目標與《中華人民共和國高等教育法》中規定的“高等教育的任務是培養具有社會責任感、實踐能力和創新精神的高級專門人才”高度契合，受到了教育界的普遍歡迎[3]。

2大學物理教學現狀分析

大學物理是高校理工科專業的學生一門必修的專業基礎課，所涵蓋的知識面比較廣泛，里面融入了大量的科學思維方法、思維思想，可以有效的對學生的創新創業能力和科學的思維觀念進行培養和引導。但大學物理教學一直延續著傳統的以教師為中心的“一言堂”教學模式，顯露出很多方面的不足，具體表現在：1）理論和實際脫節。學生喪失學習興趣，不利于培養學生的科學思維能力。2）學生自主學習的機會少。學生養成懶于思考的陋習，缺乏培養對于學生分析問題和解決問題的能力。3）封閉式的學習，缺乏交流與溝通，對于學生語言能力的表達、溝通協作能力的提升和團隊合作精神的培養都是不利的。4）教學評價體系單一。學生滿足考試過關，不利于學生的全面發展。

3基于CDIO理念的大學物理教學模式創新

CDIO工程教育理念強調結合學科和產業的特點，培養學生的綜合能力。CDIO中的構思和設計都與思維密切聯系，而實施和運行則突出了實踐性這一特點，科學的思維能力和實踐能力都可以通過“大學物理”課程教學加以培養和提高。因此，基于CDIO先進的教育理念，可以有效的將學生現有的知識和能力有機的結合起來，進行綜合素質的培養，將理論、創新和實踐有機地融為一體，對傳統的大學物理教學模式進行改革和創新，培養高素質人才。3.1理論課程教學。教育研究表明：自主—互動—合作的學習方式對構建知識及培養學生的綜合能力非常有效。因此，倡導自主、互動、創新的主體性教學模式，如圖1所示，采用問題引導式、啟發式等互動式教學，將傳統的“以教師講授為主”轉變為“教學做一體”的教學模式，提高學生各方面的能力，從而適應社會的需要[4]。3.2實驗課程教學。如上圖2所示，構建一體化的教學計劃，把一個具體的大學物理實驗看作為一個具體的項目，依照項目的生命周期階段：構思、設計、實現和運行，使學生應用“做中學”的項目學習方法，分工合作，密切配合，培養學生自主學習的積極性，同時，提升學生應用知識解決實際問題的能力、交流溝通的能力和團隊合作精神等[5]。3.3實踐教學。在實踐教學方面，注重學校與社會、外界環境的溝通，與合作單位共建實習實訓基地，把學生帶到對口企業中觀摩、學習，使學生明白一個工程項目的全過程，包括該項目最初的構思及設計，中間的實施與運行，在每一個過程中都需要哪些知識，都在做什么，還需要完成那些。在項目中進行自我能力的培養和提升的同時，開闊學生的視野，提高實踐能力，實現培養社會所需要的高素質人才的目標。3.4評價體系設計傳統的單一試卷考核方式，雖然能考核學生的基礎理論知識，但很難對于學生的科學思維、創新能力和實踐操作能力進行相應的考核。同時存在著考前突擊學習的模式，通過這種模式有一部分學生也能拿到高分，但很難考核學生的綜合能力。在CDIO理念下，教師對學生學習的評價應該是多元化的。比如理論考核、實驗考核及日常學習評價各占一定的比例，不僅能夠對學生理論知識掌握進行考核，而且對于學生自主學習、思考問題、解決問題等綜合能力進行相應的考核，這種考核方式符合CDIO標準中關于學生能力考核的標準（CDIO標準11）。同時，考核也起到鼓勵學生自主學習、積極實踐、勇于創新的的作用。通過這種評價體系，逐步培養學生各項能力，有利于學生全面發展。

4結束語

本文提出的基于CDIO理念的大學物理教學模式創新，是對工程教育實踐的一種探索，實踐證明它可以培養學生的學習能力、科研能力、思維能力、團隊工作與交流能力、創新能力等，也可以為高校開展工程教育提供理論參考和實踐借鑒。

參考文獻：

[1]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式———基于對CDIO課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28(4)：116-119.

[2]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009(5)：86-87.

[3]楊欣，蔡偉政.基于CDIO理念的大學物理教學改革探索[J].軟件導刊(教育技術)，2018，17(1)：58-60.

[4]葉根.基于CDIO理念下的大學物理教學模式設計[J].課程教育研究，2017(38)：171-172.

[5]劉崇進，貝承訓，彭傳正，等.基于CDIO模式的大學物理實驗的教學改革實踐[J].科技信息，2012(27)：21-22.

作者:楊小云 單位:荊楚理工學院數理學院