大学物理教学模式创新

摘要：随着科技的推动，CDIO工程教育模式已经成为国际工程教育发展的一个重要内容，本文主要针对大学物理传统的教学模式具有的弊端，结合CDIO工程教育理论提出了基于CDIO理念的大学物理理论课程教学、实验课程教学、实践教学及评价体系设计四个方面的创新，全面提高人才培养的质量，同时，也可为高校开展工程教育提供理论参考和实践借鉴。

关键词：CDIO；大学物理；教学模式；创新

一直以来，高校就是培养专业人才的摇篮，对科技的发展、社会的进步起着不可替代的作用。如何全面提升高校人才培养质量，提高高校人才培养模式已经成为高校教育所必须考虑的问题。为培养出符合社会发展的高素质人才，一些高校正在不断探索新的教学理念、教学方法，并进一步优化教学模式。作为高校理工科类专业的通识基础课的大学物理，在培养学生创新思维、科学素养、实践操作、探索精神、创新意识等方面具有其他课程不能替代的引领性作用。为此，本文把CDIO工程教育理念运用到大学物理教学模式中做了一些构想。

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国麻省理工学院与瑞典的林克平大学、瑞典查尔姆斯技术大学及皇家工学院等4所大学一起于2001年共同提出的新的基于工程教育的教学理念及实施体系。CDIO是4个英文单词的缩写，它们分别是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）[1]。CDIO反映了当代工业产品的整个生命过程，具体包括产品的研发、设计、实施、运行及最后的报废。基于CDIO理念的工程教育理念就是基于工业产品实施的生命过程为载体，通过递进式逐步培养现代大学生的工程实践能力。这样，学生所获得的不仅仅是专业知识，同时也培养了个人的职业能力和态度、主动学习的能力、团队工作和交流能力和跨学科的系统工程实施能力[2]。CDIO的人才培养目标与《中华人民共和国高等教育法》中规定的“高等教育的任务是培养具有社会责任感、实践能力和创新精神的高级专门人才”高度契合，受到了教育界的普遍欢迎[3]。

2大学物理教学现状分析

大学物理是高校理工科专业的学生一门必修的专业基础课，所涵盖的知识面比较广泛，里面融入了大量的科学思维方法、思维思想，可以有效的对学生的创新创业能力和科学的思维观念进行培养和引导。但大学物理教学一直延续着传统的以教师为中心的“一言堂”教学模式，显露出很多方面的不足，具体表现在：1）理论和实际脱节。学生丧失学习兴趣，不利于培养学生的科学思维能力。2）学生自主学习的机会少。学生养成懒于思考的陋习，缺乏培养对于学生分析问题和解决问题的能力。3）封闭式的学习，缺乏交流与沟通，对于学生语言能力的表达、沟通协作能力的提升和团队合作精神的培养都是不利的。4）教学评价体系单一。学生满足考试过关，不利于学生的全面发展。

3基于CDIO理念的大学物理教学模式创新

CDIO工程教育理念强调结合学科和产业的特点，培养学生的综合能力。CDIO中的构思和设计都与思维密切联系，而实施和运行则突出了实践性这一特点，科学的思维能力和实践能力都可以通过“大学物理”课程教学加以培养和提高。因此，基于CDIO先进的教育理念，可以有效的将学生现有的知识和能力有机的结合起来，进行综合素质的培养，将理论、创新和实践有机地融为一体，对传统的大学物理教学模式进行改革和创新，培养高素质人才。3.1理论课程教学。教育研究表明：自主—互动—合作的学习方式对构建知识及培养学生的综合能力非常有效。因此，倡导自主、互动、创新的主体性教学模式，如图1所示，采用问题引导式、启发式等互动式教学，将传统的“以教师讲授为主”转变为“教学做一体”的教学模式，提高学生各方面的能力，从而适应社会的需要[4]。3.2实验课程教学。如上图2所示，构建一体化的教学计划，把一个具体的大学物理实验看作为一个具体的项目，依照项目的生命周期阶段：构思、设计、实现和运行，使学生应用“做中学”的项目学习方法，分工合作，密切配合，培养学生自主学习的积极性，同时，提升学生应用知识解决实际问题的能力、交流沟通的能力和团队合作精神等[5]。3.3实践教学。在实践教学方面，注重学校与社会、外界环境的沟通，与合作单位共建实习实训基地，把学生带到对口企业中观摩、学习，使学生明白一个工程项目的全过程，包括该项目最初的构思及设计，中间的实施与运行，在每一个过程中都需要哪些知识，都在做什么，还需要完成那些。在项目中进行自我能力的培养和提升的同时，开阔学生的视野，提高实践能力，实现培养社会所需要的高素质人才的目标。3.4评价体系设计传统的单一试卷考核方式，虽然能考核学生的基础理论知识，但很难对于学生的科学思维、创新能力和实践操作能力进行相应的考核。同时存在着考前突击学习的模式，通过这种模式有一部分学生也能拿到高分，但很难考核学生的综合能力。在CDIO理念下，教师对学生学习的评价应该是多元化的。比如理论考核、实验考核及日常学习评价各占一定的比例，不仅能够对学生理论知识掌握进行考核，而且对于学生自主学习、思考问题、解决问题等综合能力进行相应的考核，这种考核方式符合CDIO标准中关于学生能力考核的标准（CDIO标准11）。同时，考核也起到鼓励学生自主学习、积极实践、勇于创新的的作用。通过这种评价体系，逐步培养学生各项能力，有利于学生全面发展。

4结束语

本文提出的基于CDIO理念的大学物理教学模式创新，是对工程教育实践的一种探索，实践证明它可以培养学生的学习能力、科研能力、思维能力、团队工作与交流能力、创新能力等，也可以为高校开展工程教育提供理论参考和实践借鉴。

参考文献：

[1]王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式———基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28(4)：116-119.

[2]王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究，2009(5)：86-87.

[3]杨欣，蔡伟政.基于CDIO理念的大学物理教学改革探索[J].软件导刊(教育技术)，2018，17(1)：58-60.

[4]叶根.基于CDIO理念下的大学物理教学模式设计[J].课程教育研究，2017(38)：171-172.

[5]刘崇进，贝承训，彭传正，等.基于CDIO模式的大学物理实验的教学改革实践[J].科技信息，2012(27)：21-22.

作者:杨小云 单位:荆楚理工学院数理学院