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我刊入选第二批学术期刊名单
期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN15-1362/G4
邮发代号:16-129
出版日期:每月25日

我刊投稿论文
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作者:王忆
  【摘要】新工科建设是当代高等教育的发展趋势,其目的就是为了适应未来超高速发展阶段的现代科学技术、智能制造、智慧管理与智慧服务相关产业发展对新型高素质“新工科”人才的巨大需求。本文试图从物理教学与新工科专业建设的关系来谈谈个人的认识,以期交流学习。
  【关键词】新工科 智能制造 智慧管理 智慧服务 物理教学
  【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)05-0166-02
  2017年可以说是中国的高等教育改革之年,从全面铺开的专业认证到双一流大学及学科建设,以及随之而来的课程体系、课堂教学改革的强烈呼唤,无不充满着改革的气息。随着教育部提出新工科概念并形成“复旦共识”[1]等,新工科建设的号角已经吹响。作者认为,《新工科建设》应该不是幾所高校或一小部分专家玩的游戏,而应该是这个国际新时代对于新型工科人才培养质量和目标新需求的强烈呼唤。对于这种呼唤,我们所有的高等教育物理人都应该主动去响应并在这种新理念的引领下做出相应的改革或者改变,更确切的话应该是适应社会对新工科人才培养的需求。
  作为新工科建设,首先需要回答这样一系列问题:什么叫做新工科?它的内涵是什么?支撑新工科建设的基础是什么?新工科专业和学科建设的目标是什么?物理教学又与新工科建设是个什么样的关系?等等。这也算是PBL模式吧,当然不是对学生,也不是对高校的领导,而是对于高校的全体教师。如果说,作为在一线培养高素质新工科人才的老师群体,对于新工科概念不理解、不认同,何谈新工科建设。
  新工科概念的产生不是空穴来风,而是世界经济发展与高等教育发展到现在这样一个新阶段自然产生的对于高等院校工科人才培养目标的一次重新思考和定位。众所周知,当今的科学技术的发展正在进入一个超高速发展时代,多学科专业知识和技术的跨界与融合已经形成不可逆转的趋势,各种“黑科技”的诞生远远超出人们的想象。从基础科学原理到实际工程技术应用的速度也快步如飞。相比之下,传统工科人才培养的体系真的是不再适合现代社会发展的需求,总体上说是相对滞后的。因此,新工科概念的提出是适时的。
  纵观当今世界不断涌现的所有新技术、新产业、新应用,之所以能够得到迅速的发展,究其原因是由于现在制造技术水平的提升和重大突破。总体上呈现出以下几个特点:(1)信息化、大数据的快速推广应用;(2)技术集成与智能制造能力的突破;(3)多学科、多专业技术的高度融合;(4)不断催生的新材料、新技术与新应用,等等。个人认为,归根结底的原因是“物理活起来了”,物理的支撑作用越来越明显。举一个简单的例子,如图1左边关于大数据和云计算,以及右边以中国为代表的高铁技术的发展,你会发现,他们的基础似乎都是与物理有着千丝万缕的内在联系[2]。
  从上面两个简单的事例,大家都会看出,新工科的建设是不能离开物理基础的。物理知识是新工科建设非常必要的通识教育内容。
  问题是,按照老一套的物理教学方法和模式进行物理教学来开展新工科建设合适吗?答案显然是否定的。这里不是否定传统物理教学在高素质应用型人才培养中的作用和效果,而是如何更好地把物理教学与新工科人才培养以及新工科建设有机结合起来,值得我们广大的物理人去思考和探讨。事实是,在理念上没有那么高大上,而是对于物理教师的要求变“高”了。这种“高”绝不是所谓教师物理专业水平的高,而是要求物理老师不仅要有扎实的物理教学水平,还要真正了解国际前沿科学技术发展的状况,更要有能力把物理知识与现代科技的发展的方方面面有机联系起来,让学生有兴趣感、让学生主动愿意去解他们之间的联系在哪里,而不是一味地每一次都讲满45分钟的公式推导或者45分钟的所谓“纯”物理,而是能够把真正的物理注入到学生的血液中。
  目前有不少高校的物理教学似乎多多少少都存在着以下这些问题,比如很多老师都在埋怨物理的教学学时不够,工科专业不重视或者随意否定物理知识的基础作用,工科专业的学生对于学习物理似乎都不感兴趣等等。存在上述问题的原因主要有以下几点:(1)工科专业的学生培养似乎关注工科的技术的比较多,而关注有些关键技术问题背后的物理原因的比较少,关注表面问题的专业培养比较多,而关注问题背后深层次物理问题的比较少;(2)工科专业培养的技术路线非常单一,对于相关知识的联系和运用比较少;(3)工程知识的教授比较多,而对于工程知识的拓展和深度理解不够;(4)长期形成的过于关注工科技术比较狭窄的方面,关注数理基础的支撑作用不够,等等。其次,进入21世纪,世界科技发展的速度明显加快,很多由于材料和加工设备的很多问题都得到了解决,技术集成度更高,知识的综合度更高,知识之间的联系更加密切,仅仅靠原有的范围很窄的工科专业人才培养的方案遇到了空前的巨大挑战。因此,新工科理念的提出是势在必行,也是形势所迫。作为新工科建设的物理基础教学又被提到了一个新的高度和新的要求。
  从新工科建设的概念出发,显然对于基础物理教学提出了更高的要求。基础物理是不是只讲基础不讲近代,是不是只讲物理不讲应用,是不是只讲物理不讲与现代前沿科技的联系等等都需要在理念和观念上解放思想,摆脱传统物理教学思想的束缚。对于以往课堂上45分钟讲完自己的教学计划不管学生是不是感兴趣、是不是已经理解、是不是会运用、是不是真正学懂了的教学方法和教学形式以及教学理念可能都需要有更大的改变。对于只讲物理公式推导和原理介绍而忽视与现代科学技术的最新进展的有机联系更是不合适的。对于只关注物理知识的内容而不能同不同专业技术发展进行有机联系在一起也是不合适的。对于只注意课堂滔滔不绝而忽视课下学生与专业相结合的知识拓展和自主深入学习显然也不合时宜了。因此,对于物理教师的综合素质和拓展能力的要求越来越高,物理老师需要主动去关注与所教授专业的最新科学技术进展,并能够通过清晰的物理原理来讲明白这些关键技术与物理的内在联系显得尤为重要。其次,物理教师有责任和义务协助相关的工科院系把物理的教学在不同新工科人才培养计划中的支撑作用和基础作用讲明白,并有机地融入到整个新工科人才培养体系中去也是非常有必要的。
  总之,“新工科”建设是不能离开物理基础的,个人认为,“新工科”专业建设更加需要物理的基础来支撑来满足新工科专业的综合性、系统性、科学性的新要求。为适应新工科的建设,物理教学的深层次改革显然是非常有必要的。
  参考文献:
  [1]“新工科”建设,复旦共识.中华人民共和国教育部网站,http://www.moe.edu.cn/s78/ A08/moe_745/201702/t20170223_297122.html.
  [2]王青.近代物理和高新技术物理与“新工科建设”,物理与工程,vol.27(6)1,2017.
  作者简介:
  王忆,教授,五邑大学教学名师。

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