導(dǎo)語：公共基礎(chǔ)課教學(xué)理念的構(gòu)建一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］“新工科”建設(shè)提出工程教育要促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的人才。公共基礎(chǔ)課程教學(xué)要圍繞新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，與時(shí)俱進(jìn)，不斷地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法方面的改革，為新工科建設(shè)保駕護(hù)航。

［關(guān)鍵詞］新工科；工程教育；工程認(rèn)證；基礎(chǔ)課教學(xué)

綜觀人類社會(huì)發(fā)展史可以看出，每當(dāng)人類在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破時(shí)，人類知識(shí)就會(huì)快速增長(zhǎng)，同時(shí)必將伴隨工業(yè)革命的發(fā)生。而新知識(shí)帶來新思維，為培養(yǎng)適應(yīng)新工業(yè)革命需求的人才，人類教育方式、學(xué)習(xí)方式也會(huì)發(fā)生巨大變革。目前世界正處在第四次工業(yè)革命的前夜，這次革命以互聯(lián)網(wǎng)和人工智能在生產(chǎn)、生活各個(gè)方面的廣泛應(yīng)用為其主要特點(diǎn)，世界上發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體都在努力抓住這一歷史機(jī)遇，爭(zhēng)取成為領(lǐng)航者。“新工科”建設(shè)正是在這樣的背景下提出的，它是高等教育為了適應(yīng)第四次工業(yè)革命對(duì)人才的需求而進(jìn)行的一次教育變革。指出：“我們對(duì)高等教育的需要比以往任何時(shí)候都更加迫切，對(duì)科學(xué)知識(shí)和卓越人才的渴求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈。”[1]“復(fù)旦共識(shí)”和“天大行動(dòng)”提出工程教育要培養(yǎng)新興工程科技人才，探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程教育“新質(zhì)量”，建立完善中國(guó)特色工程教育的“新體系”，實(shí)現(xiàn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。工程教育要推動(dòng)學(xué)科交叉整合和跨界整合，產(chǎn)生新的技術(shù)，培育新的工科領(lǐng)域，積極發(fā)展新興工科，大力培養(yǎng)工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才，服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。促進(jìn)科學(xué)教育、人文教育、工程教育的有機(jī)融合，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的人才[1-2]。工程教育要改革教學(xué)方法和考核方式，形成以學(xué)習(xí)者為中心的工程教育模式。“復(fù)旦共識(shí)”和“天大行動(dòng)”提出的對(duì)工程人才知識(shí)和能力的要求與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)工科專業(yè)畢業(yè)生的知識(shí)和能力要求相統(tǒng)一，為工程教育如何培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的人才指明了方向。大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)作為兩門重要的基礎(chǔ)課程在培養(yǎng)工程人才中發(fā)揮重要作用，這一點(diǎn)在工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中也得到了體現(xiàn)。大學(xué)物理與高等數(shù)學(xué)教學(xué)如何才能更好地為“新工科”建設(shè)服務(wù)呢？

一、滲透工程認(rèn)證理念，以“問題為導(dǎo)向”組織教學(xué)

我們以國(guó)家電氣工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為例，標(biāo)準(zhǔn)1：掌握一定的電氣工程知識(shí)，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決電氣工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題[3]；標(biāo)準(zhǔn)2：具備一定的工程問題分析能力，能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析電氣工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，以獲得解決電氣工程問題的有效結(jié)論[3]。臺(tái)灣銘傳大學(xué)信息學(xué)院中的信息傳播工程學(xué)系定義的核心能力的第一部分是“學(xué)生的專業(yè)知識(shí)”，專業(yè)知識(shí)的第一條是“運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)以及工程知識(shí)的能力（穩(wěn)固基礎(chǔ)）”[4]。從認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可以看出，工科學(xué)生要具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)和物理學(xué)知識(shí)，能否運(yùn)用這些知識(shí)解決工程問題是判斷學(xué)生是否掌握知識(shí)的依據(jù)。“新工科”建設(shè)提出工程教育要不斷更新教學(xué)內(nèi)容和課程體系來適應(yīng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，提高課程興趣度、學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度。推進(jìn)產(chǎn)學(xué)合作、產(chǎn)教融合、科教協(xié)同，構(gòu)建新工科人才能力體系，培養(yǎng)大批具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識(shí)、工程實(shí)踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才[1-2]。“新工科”建設(shè)的理念與工程認(rèn)證理念一脈相承，其核心就是工程教育的各個(gè)環(huán)節(jié)最終目的是讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)解決工程問題。“教什么永遠(yuǎn)比如何教重要”，大學(xué)物理教學(xué)和高等數(shù)學(xué)教學(xué)要努力體現(xiàn)新工科建設(shè)理念，加強(qiáng)應(yīng)用性改革，將理論知識(shí)與工程問題相結(jié)合，要讓學(xué)生在運(yùn)用知識(shí)解決問題的過程中掌握知識(shí)。目前，大學(xué)物理課程教學(xué)還是較為注重知識(shí)的邏輯UniversityEducation性，強(qiáng)調(diào)解題技巧，對(duì)學(xué)生成績(jī)的評(píng)定還是以解題為主，對(duì)學(xué)生缺乏吸引力。學(xué)生從書本中學(xué)習(xí)的是一些抽象的知識(shí)，很難看到物理知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，同時(shí)由于知識(shí)深?yuàn)W難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性自然不容易提高。高等數(shù)學(xué)也同樣如此，微積分知識(shí)對(duì)部分學(xué)生來說非常抽象，理解起來比較困難。如何通過增加知識(shí)的實(shí)用性來提高課程的興趣度，激發(fā)學(xué)生的求知欲是基礎(chǔ)課程改革的一大難點(diǎn)，下面筆者談一點(diǎn)自己的想法。（一）把生活中的一些實(shí)際事例轉(zhuǎn)化為研究問題。在解決問題的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)，這是以“問題為導(dǎo)向”開展教學(xué)最直接有效的途徑，一方面可以突出知識(shí)的實(shí)用性，另一方面可以把抽象的知識(shí)形象化。以光學(xué)中圓孔衍射知識(shí)為例，衍射知識(shí)的原理比較抽象，不管是數(shù)學(xué)分析還是文字描述，不少學(xué)生理解起來都比較困難，更別說用來分析問題了。圓孔衍射作為一種典型的衍射現(xiàn)象，如果照本宣科，學(xué)生往往對(duì)內(nèi)容沒什么興趣，在教學(xué)中，如果首先從分析人眼的結(jié)構(gòu)及人眼是如何區(qū)分物體這個(gè)問題入手，就會(huì)極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其從生活常識(shí)角度去理解最小分辨角概念，從而解決了本節(jié)最難也是最有實(shí)用價(jià)值的知識(shí)點(diǎn)；由此更進(jìn)一步分析其在工程上的應(yīng)用，要想設(shè)計(jì)一個(gè)分辨率很高的光學(xué)儀器，如天文望遠(yuǎn)鏡，應(yīng)如何提高其分辨率。只要我們深入挖掘，就能針對(duì)課本內(nèi)容尋找對(duì)應(yīng)的實(shí)際事例轉(zhuǎn)化為研究問題來提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。（二）以““工程實(shí)例問題”為切入點(diǎn)，強(qiáng)化知識(shí)的應(yīng)用。性性，促進(jìn)知識(shí)交叉整合數(shù)學(xué)知識(shí)和物理知識(shí)的綜合運(yùn)用能力是工科學(xué)生必須具備的能力，綜合運(yùn)用能力不僅指的是數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用、物理知識(shí)的綜合運(yùn)用，它們之間也是緊密聯(lián)系的，物理為數(shù)學(xué)提供模型，數(shù)學(xué)是解決物理問題的工具。嚴(yán)格來說，不同的工科專業(yè)都是在發(fā)展到一定階段后才從物理這個(gè)大家庭中獨(dú)立出去的，每一工科專業(yè)都要綜合運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)知識(shí)，只是由于專業(yè)的不同在某一方面有所側(cè)重，具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)有利于學(xué)科的交叉融合，這是新工科建設(shè)中培養(yǎng)人才的一個(gè)重要方面。我們?cè)诮虒W(xué)中可以在課堂上針對(duì)某一工程實(shí)例進(jìn)行探討、分析，也可以以研究性學(xué)習(xí)的方式讓學(xué)生課外對(duì)工程問題進(jìn)行探究。掌握完整的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)體系對(duì)學(xué)生綜合能力素質(zhì)的提升有重要作用，但對(duì)于不同專業(yè)的學(xué)生，我們?cè)诒ＷC其知識(shí)體系完整的情況下，還要根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)選取不同的工程問題來提高學(xué)生對(duì)工程問題的分析、解決能力。如對(duì)土木建筑、機(jī)械制造等相關(guān)專業(yè)，力學(xué)的內(nèi)容與學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)有更大相關(guān)性，教學(xué)中就要對(duì)這部分內(nèi)容有所側(cè)重，要把這部分內(nèi)容與學(xué)生的專業(yè)課程聯(lián)系起來，選取一些典型實(shí)例，在對(duì)實(shí)例的分析、研究中掌握知識(shí)，拓展知識(shí)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工程認(rèn)證中學(xué)生所需的能力的培養(yǎng)。（三）把““科技熱點(diǎn)問題”引入課堂，體現(xiàn)知識(shí)應(yīng)用的時(shí)代性。當(dāng)今世界，生物技術(shù)、通信技術(shù)、航空航天技術(shù)、能源技術(shù)等領(lǐng)域在不斷進(jìn)步，許多新技術(shù)已在我們生活中得到了實(shí)際應(yīng)用，這些新技術(shù)的原理大多可以用所學(xué)的原理來解釋，教師要關(guān)注這些科技成果，發(fā)掘其中能用課本知識(shí)解釋的內(nèi)容，引入教學(xué)中，進(jìn)一步強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

二、加強(qiáng)教學(xué)方法研究，適應(yīng)新工科培養(yǎng)人才要求

隨著科學(xué)技術(shù)在教育領(lǐng)域的滲透，教育教學(xué)的方式、方法都有了巨大的變革，教師要不斷地學(xué)習(xí)這些新科技，使教學(xué)方法能跟上時(shí)展。（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)理念轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，改進(jìn)教學(xué)方法適應(yīng)科技發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能手機(jī)的發(fā)展，學(xué)生變成了“數(shù)字原住民”，其特點(diǎn)是把科技語言變成了母語，大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式正在逐漸改變。新工科建設(shè)及工程認(rèn)證就是為了適應(yīng)這種新變化而形成的，基礎(chǔ)課的教學(xué)方法也要適應(yīng)這種新變化，要逐漸為學(xué)生提供同步、半同步、非同步學(xué)習(xí)。教師要成為“感性的教練”，而不是信息的管道，教師的工作不是向?qū)W生灌輸知識(shí)，而是給學(xué)生提供合理的情境，讓學(xué)生去感受。作為一個(gè)二本院校，我校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)整體較差，學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)不完整，自學(xué)能力不強(qiáng)。在這種情況下，課堂教學(xué)的主陣地作用不但不能削弱，還要有所加強(qiáng)，課堂教學(xué)不但要幫助學(xué)生打好基礎(chǔ)，還要讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)。由于課堂教學(xué)的時(shí)間畢竟有限，為了更好地幫學(xué)生打牢基礎(chǔ)，必須利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，使課堂教學(xué)在時(shí)間上得以延伸，在空間上得到拓展，教師必須主動(dòng)學(xué)習(xí)一些新的教育教學(xué)技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)課程提供所有教學(xué)資料，讓學(xué)有余力的學(xué)生自學(xué)一些新知識(shí)。讓學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生能消化課堂所學(xué)內(nèi)容。（二）加強(qiáng)建模教學(xué)加強(qiáng)建模教學(xué)，促進(jìn)知識(shí)交叉融合。工程認(rèn)證是從學(xué)生獲得的能力角度來判斷教學(xué)質(zhì)量高低的，開展建模教學(xué)能更好培養(yǎng)學(xué)生能力，滿足“新工科”建設(shè)的需要。教師要精選一些工程實(shí)例，指導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)研究的一般思路先提出假設(shè)，建立模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析模型，用建立的模型來分析實(shí)際問題，找出模型存在的不足進(jìn)行完善。在建模教學(xué)中，大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)如果能夠有機(jī)地結(jié)合在一起，會(huì)起到事半功倍的效果。圍繞實(shí)際問題建立模型可以激發(fā)學(xué)生的興趣和探索自然的欲望，有助于其整合知識(shí)，把知識(shí)的整體結(jié)構(gòu)化。如核電站模型，除了要進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，還要考慮材料、環(huán)保等方面的問題，這些知識(shí)的綜合運(yùn)用，就會(huì)讓學(xué)生的各科知識(shí)有效地整合在一起，形成解決問題的有效思路，而不僅僅是從物理、數(shù)學(xué)角度形成的一些抽象的概念與公式；另外，模型建立的過程也是學(xué)生形成自己的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)終生學(xué)習(xí)能力的有效途徑。（三）探索開展合作學(xué)習(xí)的新途徑探索開展合作學(xué)習(xí)的新途徑、新方法，培養(yǎng)團(tuán)。隊(duì)意識(shí)“新工科”建設(shè)要培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人員中，學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)中團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)是其中一個(gè)重要方面。工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)準(zhǔn)9、標(biāo)準(zhǔn)12分別是“具備團(tuán)隊(duì)合作能力，能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色”，“具有終身學(xué)習(xí)的能力，具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，在電氣工程領(lǐng)域有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力”[3]。從現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程來看，重大的科學(xué)技術(shù)成果已經(jīng)不是伽利略、牛頓時(shí)代憑個(gè)人的聰明才智就能實(shí)現(xiàn)重大突破的，團(tuán)隊(duì)合作已經(jīng)是科學(xué)研究的主要形式，合作能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)是未來工程領(lǐng)袖人才必須具備的能力。從學(xué)生學(xué)習(xí)角度來看，研究表明，學(xué)生運(yùn)用材料獨(dú)自學(xué)習(xí)很快就會(huì)達(dá)到一個(gè)瓶頸而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果提升得很慢，小組合作學(xué)習(xí)效果比獨(dú)自學(xué)習(xí)好，而教別人學(xué)習(xí)的效果最好，可以掌握新知識(shí)的90%。在理論課、實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)中，我們要積極探索合作學(xué)習(xí)的方式、方法，理論課可以讓學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組共同完成作業(yè)、寫作教學(xué)小論文等；實(shí)驗(yàn)課組成實(shí)驗(yàn)小組，共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；還可以通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)形式探討學(xué)習(xí)中遇到的各種問題，互相促進(jìn)，提高學(xué)習(xí)效率。我們要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，采取不同的組合方式，讓學(xué)生之間互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。

三、發(fā)揮通識(shí)課程優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)具有全面素養(yǎng)的新工科人才

“天大行動(dòng)”中指出，工程教育要“促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，把握新工科人才的核心素養(yǎng)，強(qiáng)化工科學(xué)生的家國(guó)情懷、全球視野、法治意識(shí)和生態(tài)意識(shí)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維、工程思維、批判性思維和數(shù)字化思維，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、跨學(xué)科交叉融合、自主終身學(xué)習(xí)、溝通協(xié)商能力和工程領(lǐng)導(dǎo)力”[2]。國(guó)家電氣工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)3、標(biāo)準(zhǔn)6、標(biāo)準(zhǔn)8都重點(diǎn)指出工程人才在工作中要全面考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；其中標(biāo)準(zhǔn)8的內(nèi)容是“具有人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感，能夠在電氣工程實(shí)踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任”[3]。臺(tái)灣銘傳大學(xué)信息學(xué)院中的信息傳播工程學(xué)系定義的核心能力中第三部分為“學(xué)生的社會(huì)責(zé)任”，指出學(xué)生要“解專業(yè)倫理及社會(huì)責(zé)任（社會(huì)倫理）”[4]。從中可以看出，工程人員的倫理道德、社會(huì)責(zé)任感及職業(yè)道德是工科人才的核心素養(yǎng)，這與我國(guó)傳統(tǒng)的思想中立德樹人的思想相一脈相承。我們首先要培養(yǎng)一個(gè)有道德的人，才能更好地為社會(huì)服務(wù)、為國(guó)家服務(wù)。在教學(xué)中，聯(lián)系一些背景知識(shí)介紹科學(xué)家的貢獻(xiàn)，介紹他們對(duì)科學(xué)的態(tài)度、他們的職業(yè)精神及他們社會(huì)責(zé)任感等。愛因斯坦作為一個(gè)偉大的科學(xué)家，他不僅是科學(xué)上的圣人，也是一個(gè)關(guān)注人類長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、熱愛和平的偉人，晚年，他一直從事反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的社會(huì)活動(dòng)，反對(duì)使用原子武器。萬維網(wǎng)的發(fā)明者伯納斯•李，《時(shí)代》周刊評(píng)價(jià)他的發(fā)明就像古代印刷術(shù)一樣，并且純粹是個(gè)人勞動(dòng)成果，如果他把這個(gè)研究成果申請(qǐng)專利，他將成為我們這個(gè)時(shí)代最富有的人，但他把這個(gè)成果無償?shù)胤瞰I(xiàn)給了全人類。偉大的科學(xué)家?guī)Ыo我們的不僅是他們的研究成果，還有他們留下的寶貴的精神財(cái)富，讓學(xué)生認(rèn)同這些精神財(cái)富是實(shí)現(xiàn)“新工科”培養(yǎng)目標(biāo)的重要方面，也是工程認(rèn)證中對(duì)學(xué)生能力要求的一個(gè)重要方面。工程技術(shù)人員是改造自然界的執(zhí)行者，他們必須尊重自然、敬畏自然，用自己的知識(shí)來使自然界變得更加美好，更有利于人類的生存。物理學(xué)家們正是秉承這樣的理念開始科學(xué)研究的，我們要在教學(xué)中給學(xué)生介紹他們的思想與行為，讓學(xué)生受到科學(xué)精神的熏陶，并將其自覺轉(zhuǎn)化為自己的職業(yè)態(tài)度。

四、結(jié)束語

“新工科”是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的產(chǎn)物，旨在為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新提供人才支撐，大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)這兩門重要的基礎(chǔ)課程要以未來工程建設(shè)所需要的人才標(biāo)準(zhǔn)為指引，不斷地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)方法改革，來滿足智能化時(shí)代對(duì)我們的要求。

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作者:王剛 單位:常州工學(xué)院數(shù)理與化工學(xué)院