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摘要：本文從大學物理課程實際出發，提出基于CDIO教育模式下的教學手段，將CDIO全球工程教育理念的構思，設計，實驗和運作四個階段內容作為該課程的核心，結合大學物理的現狀，探索課程改革的方法和目標，培養學生的工程意識和創新能力。

關鍵詞：大學物理；CDIO；教學改革

一、引言

高等教育承擔著培養高級專門人才、發展科學技術文化、促進現代化建設的重大任務，為全面提高高等教育質量和提升人才培養水平，創新人才培養模式勢在必行。為適應現代化社會對工程技術人才的需求，包括我校在內的一些工科院校正在推行工程教育改革，轉變教學理念，創新教學模式，倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學方法。大學物理是高等學校理工科各專業學生一門重要的通識性必修基礎課，在培養科學思維方式與科學素養、工程能力與工程素養等方面起著引領性作用，它必須進行面向工程教育的教學改革。如何將工程教育模式與《大學物理》課程相結合，怎樣在《大學物理》課程中引入工程教育理念與工程教育方法，怎么才能以大學物理課程為載體去實現學生物理知識、工程能力與科學素質的培養，面對這些問題，我們可以試圖從理論知識與工程應用的聯系入手，以工程與應用為教學背景，進行大學物理教學改革。同時，物理學是源于自然與生活的科學，與整個世界和人們生活都密切相關，與各種科學技術與工程應用緊密聯系，這使我們在教學中不斷地思考如下的一些問題：如何將現實的生活與應用和物理課本相結合，如何使學生感受到鮮活的物理現象，如何讓學生學會以物理的眼光來審視自然與生活，我們可以嘗試著在這些方面做一些努力，讓學生在生活與應用的背景中學習物理，將學到的物理知識用來解決身邊的問題，這樣既能收獲物理知識，又能體會知識的樂趣，更能感受知識帶來的啟示。

二、工科大學物理教學現狀分析

物理學是研究物質的基本結構、相互作用和物質最基本、最普遍的運動方式及其相互轉化規律的學科。大學物理是高等學校理工科各專業學生一門重要的通識性必修基礎課。該課程所講授的基本概念、基本理論和基本方法是構成學生科學素養的重要組成部分，是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。大學物理作為工科院校學生的一們必修基礎課程，在培養科學思維方式與科學素養、工程能力與工程素養等方面起著引領性的作用，必須進行面向工程教育的教學改革。如何將工程教育模式與大學物理課程相結合，怎樣在大學物理課程中引入工程教育理念與方法，怎么才能以大學物理課程為載體去實現學生物理知識、工程能力與科學素養的培養，面對這些問題，我們試圖從理論知識與工程應用的聯系入手解決這樣的問題。大學物理教學的好壞，關系到我校每年4000余名理工科本科生的專業基礎素養，對貫徹“加強基礎，拓寬口徑”的人才培養方針有著十分重要的意義。而在大學物理教學中，始終貫穿的“不屈不撓，重視實踐，相信真理”的科學精神，對于學生樹立正確的世界觀、人生觀起著潛移默化的作用。面對擴招，新專業的不斷建立，學生規模迅速擴大，教師師資力量的不足，以及學生基礎差、教師年青化等因素，對大學物理提出了新的課題，傳統大學物理的教學內容過細過難，以抽象理論為主，缺乏案例分析，使得學生提不起興趣，更不能引導學生思考。傳統大學物理以傳授知識為主，而我們更應該培養學生實際工程問題的分析解決思維。隨著各學科專業培養計劃的調整優化，計算機技術的日益更新，網絡系統的普遍使用，《大學物理》教學改革和課程建設必將面臨著新的問題與挑戰，國內外的實際教學經驗表明，CDIO工程教學理念和方法滿足工科大學物理教學過程中各環節的教學要求，因此當前的CDIO工程教育理念成為應對挑戰的有效措施之一。

三、CDIO工程教育模式概述

CDIO工程教育模式是由美國麻省理工學院會同瑞典三大所著名大學倡導，與工業界共同合作創建的工程教育模式，并獲得2011年度美國國家工程院（NAE）頒布的“戈登獎”。其主要內容是通過高等工程教育，按照CDIO培養大綱使學生在四個層面達到預定的目標，即工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力。通過構思—設計—實現—運作，描述了產品和系統生命周期的發展和部署。學生在參與這一生命周期的過程中打好專業棊礎，注重培養工程應用能力、工程協作交流能力、工程技術的自我提升能力，從而培養出具備終身學習能力的高素質國際化工程師。

四、針對大學物理教學方法及手段改革的思考

CDIO是工程教育的一種先進理念，這種模式強調工程教育必須回歸工程，堅持工程人才“知識、能力、素質”的協調發展，著重基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面的能力培養，突破了傳統的以知識傳授為主的人才培養模式，更加適應業界對工程人才的需求。

（一）教師課堂講授

1.以培養學生的思維能力、推理能力為目的，講解物理與工程相關的基礎知識，教師不再是灌輸知識，而是采用引導與啟發的方式，帶領學生一起去理解知識、分析和體會物理思想與科學方法。2.教師以工程應用解析培養學生工程推理和解決問題的能力，以基于與物理知識緊密聯系的工程應用問題解決的剖析，讓學生掌握工程與應用中的物理以及知識應用的方法，理解工程需求是科學發展的動力，科學知識是應用的理論依據與指導。

（二）課堂討論

1.課堂討論以培養學生的思維能力、交流能力為目的，教師根據教學內容設置系列的教學問題，學生預習后，由教師組織開展學習討論，變學生的被動學習為主動參與的探究式學習，強化主動獲取知識的意識與方法。2.教師對學生小組布置學習與演講任務，然后在課堂上由學生來組織課堂教學，分小組進行演講，培養學生的團隊協作能力，口頭交流能力使學生體驗從知識學習到知識理解、再到知識交流的全過程。3.根據學生知識與能力現狀，選適當課本內容讓學生自學，提交自學報告，使學生掌握自學的方法，鍛煉學生自主學習的能力。

（三）課外專項訓練

1.根據學習的物理知識，學生分小組設計一個與工程實例緊密聯糸的問題（如裝置、器件或功能系統等），并結合生產與應用實際，評估其可行性、創新性與應用價值，鍛煉和提高學生分析問題和解決問題的能力。培養學生的系統思維能力，團隊協作能力，工程構思與設計能力。2.結合學習的物理知識，學生分小組提出一個實驗研究方案，包括實驗題目系統設計、實驗裝置、實驗方法與實驗結果預測等，使學生掌握實驗研究方法及其與理論研究的關系。3.教師與學生，根據教師的專業優勢和學生的興趣、能力點，共同決定小論文的題目，使得學生能精心撰寫一篇有想法和創意的物理小論文，鍛煉學生的綜合能力。

五、結束語

教學改革是一個長期的過程，它需要不斷總結教學實踐中的經驗和教訓，不斷完善舊的教學方法，探索新的教學思路，才能切實地提高學生的實踐能力，實現培養應用型人才的長期目標。總之，因為工科各專業對大學物理教學要求的側重點不同，而且近年來高校擴招的學生知識、能力和素質參差不齊，我們教育工作者要推進基于CDIO工程教育模式的大學物理教改，需要冒著一定風險。因此，我們將在現有條件的基礎上，盡量滿足各專業對大學物理課程的特殊需求，盡量以學生的理解水平調整教學要求，循序漸進地進行改革，期望能切實地實現學生獲益、學校滿意和社會得利的三贏局面。

參考文獻：

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[2]張璇,李彤.結合CDIO教育理念與案例教學進行教學探索與實踐[J].教育與教學研究,2008,(24):155-157.

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作者：王時建；吉馭嬪 單位：西華大學