课程◆经验◆反思 反思 “新工科”背景下的大学物理学课程思考 冯伟 (江苏大学物理与电子工程学院，江苏镇江212013) [摘 要]大学物理作为高等学校理工科的公共基础课，是培养新工科学科发展和建设所需要的复合型、综合性创新人 才的重要基础。对此课程进行深入思考和改革，探索新工科学科发展中物理学如何更好地发挥先导和基础作 用，以适应新时代的需求。 [关键词]新工科：大学物理：教学改苹 [中图分类号]G642 [文献标志码]A [文章编号]2096-0603(2020)32-0214-02 一、“新工科”背景下的大学物理学 领域与技术都强烈地依赖近代物理和高新技术，通过探索和建立 2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了 新的课程体系，进一步确定与新工科各专业相匹配的大学物理学 “复且共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工 基础课程体系的具体内容，探索理科在技术前沿的应用，推动理 科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通科向工科延伸应用，促进理、工、医等多学科相互交叉、融合与发 知》，全国各高校都开始重视新工科建设，逐步开展了“新工科” 展。 背景下的相关教学改革。随着对“新工科”大致内涵达到基本 二、大学物理学课程建设思路和举措 的共识，形成了新型学科专业、新生学科专业和新兴学科专业三 (一)强调“新工科"学科体系建设下物理学的内涵，重视物理 类新工科学科专业基本结构。 学的理念、思路和作用 物理学是自然科学中最基本、最重要的基础科学，是研究物 “新工科”学科形成体现了新科技的发展与其学科建设的需 质运动普遍规律和物质基本结构的科学，是工程科学和技术的求，面对不断涌现的新技术与新科学，宏观上我们需要建立系统 基础。近年来由物理学孕育的新科技在引领未来技术、发展新兴的学科体系和完善的人才培养理念与模式，强化交叉学科、多学 产业中起到了重要作用。大学物理学是物理学的基础部分，是工 科科学素质和科学基础的培养。基础学科最重要的学科一物 科各专业学生的主要基础课程之一，主旨是培养学生掌握科学 理学，是现代工程科学与技术的重要支撑，学生通过广泛和深入 研究方法、思维方式和能力，增强学生的科技创新意识，全面提 的课程学习，掌握其中所蕴含的科学原理、逻辑体系和知识内涵， 高学生的科学素养。新工科具有现代科学、技术和工程相互交叉从而具备融会贯通的自主学习能力、科学创新的思维逻辑和解决 融合的特性，新工科学科的发展和建设需要有很好理工科基础实际问题的能力。 的复合型、综合性创新人才。在新工科学科发展中，物理学的先 当前，物理与工程科学技术的交融越来越密切。物理的最新 导和基础作用将更加显著和重要，大学物理学课程改革就具有°科研成果直接促进了大数据统计、新型智能制造、网络科技、人工 尤其重要的现实意义。 智能等高新技术的蓬勃发展。物理学的相关概念、方法和手段在 大学物理学课程经过多年的教学实践，已经形成了完备的其中发挥了重要作用。例如，热门的“物联网工程”专业，主要涉 教学体系和与各传统学科专业密切相关的基本架构。然而，现有及物品的特征识别、传感传入物联网、物品的互通对话、人与物、 课程内容比较传统和过于经典，教学内容涵盖力学、电磁学、热物与物之间的信息沟通和对话，呈现出分布式和智能化等特征， 学、光学和近代物理基础，对与新科技相对应的基本内容涉及较需要通过射频识别、全球定位、视频、音频、激光扫描等各种传感 少。为了与新工科的发展相同步和匹配，大学物理学课程内容亟 器技术来实现，这些内容深刻涉及物理学中典型概，念和内涵的运 待解决的关键问题是如何建立针对新工科专业的大学物理学基用，如机械振动、机械波、电磁波、激光和量子物理等基本知识。 础课程体系，需要引人与之相关的新概念、新现象和新方法的知此外，在智能制造、大数据处理、人工智能等专业方向同样深刻涉 识内容，例如与人工智能、大数据、云计算、物联网等新科技相关及物理学中的经典和量子特性等方面，与物理学密切相关。未来 的基本物理概念和内涵。大学物理课程体系还需要融入侧重近 科学和技术的进步，将更极大地依赖物理学以及与之相关的交叉 代物理和高新技术物理进展的相关知识。2018年“地平线报告”学科的发展。 指出高等教育中技术的重大发展将主要体现为：分析技术、创客 (二)增加物理学史知识介绍，加强科学思想教育 空间、自适应学习技术、人工智能、混合现实、机器人等。而新兴 物理学史蕴含着丰富的科学思维和科学精神，增加物理学史 作者简介：冯伟(1984一），女，江苏南通人，博士，副教投，研究方向：太赫兹物理与器件。 -214- 万方数据课程◆经验◆反思 反思 “新工科"背景下的大学物理学课程思考 冯 伟 (江苏大学物理与电子工程学院，江苏镇江212013) [摘 要]大学物理作为高等学校理工科的公共基础课，是培养新工科学科发展和建设所需要的复合型、综合性创新人 才的重要基础。对此课程进行深入思考和改革，探索新工科学科发展中物理学如何更好地发挥先导和基础作 用，以适应新时代的需求。 [关键词]新工科；大学物理；教学改革 [中图分类号]G642 [文献标志码]A [文章编号】2096—0603(2020)32—0214—02 一、“新工科”背景下的大学物理学 2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了 “复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工 科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通 知》，全国各高校都开始重视新工科建设，逐步开展了“新工科” 背景下的相关教学改革【1．日。随着对“新工科”大致内涵达到基本 的共识，形成了新型学科专业、新生学科专业和新兴学科专业三 类新工科学科专业基本结构啪。 物理学是自然科学中最基本、最重要的基础科学，是研究物 质运动普遍规律和物质基本结构的科学，是工程科学和技术的 基础。近年来由物理学孕育的新科技在引领未来技术、发展新兴 产业中起到了重要作用。大学物理学是物理学的基础部分，是工 科各专业学生的主要基础课程之一，主旨是培养学生掌握科学 研究方法、思维方式和能力，增强学生的科技创新意识，全面提 高学生的科学素养。新工科具有现代科学、技术和工程相互交叉 融合的特性，新工科学科的发展和建设需要有很好理工科基础 的复合型、综合性创新人才。在新工科学科发展中，物理学的先 导和基础作用将更加显著和重要，大学物理学课程改革就具有 尤其重要的现实意义。 大学物理学课程经过多年的教学实践，已经形成了完备的 教学体系和与各传统学科专业密切相关的基本架构。然而，现有 课程内容比较传统和过于经典，教学内容涵盖力学、电磁学、热 学、光学和近代物理基础，对与新科技相对应的基本内容涉及较 少。为了与新工科的发展相同步和匹配，大学物理学课程内容亟 待解决的关键问题是如何建立针对新工科专业的大学物理学基 础课程体系，需要引入与之相关的新概念、新现象和新方法的知 识内容，例如与人工智能、大数据、云计算、物联网等新科技相关 的基本物理概念和内涵。大学物理课程体系还需要融人侧重近 代物理和高新技术物理进展的相关知识。2018年“地平线报告” 指出高等教育中技术的重大发展将主要体现为：分析技术、创客 空间、自适应学习技术、人工智能、混合现实、机器人等。而新兴 领域与技术都强烈地依赖近代物理和高新技术，通过探索和建立 新的课程体系，进一步确定与新工科各专业相匹配的大学物理学 基础课程体系的具体内容，探索理科在技术前沿的应用，推动理 科向工科延伸应用，促进理、工、医等多学科相互交叉、融合与发 展。 二、大学物理学课程建设思路和举措 (一)强调“新工科”学科体系建设下物理学的内涵，重视物理 学的理念、思路和作用 “新工科”学科形成体现了新科技的发展与其学科建设的需 求，面对不断涌现的新技术与新科学，宏观上我们需要建立系统 的学科体系和完善的人才培养理念与模式，强化交叉学科、多学 科科学素质和科学基础的培养。基础学科最重要的学科——物 理学，是现代工程科学与技术的重要支撑，学生通过广泛和深入 的课程学习，掌握其中所蕴含的科学原理、逻辑体系和知识内涵， 从而具备融会贯通的自主学习能力、科学创新的思维逻辑和解决 实际问题的能力。 当前，物理与工程科学技术的交融越来越密切。物理的最新 科研成果直接促进了大数据统计、新型智能制造、网络科技、人工 智能等高新技术的蓬勃发展。物理学的相关概念、方法和手段在 其中发挥了重要作用。例如，热门的“物联网工程”专业，主要涉 及物品的特征识别、传感传人物联网、物品的互通对话、人与物、 物与物之间的信息沟通和对话，呈现出分布式和智能化等特征， 需要通过射频识别、全球定位、视频、音频、激光扫描等各种传感 器技术来实现，这些内容深刻涉及物理学中典型概念和内涵的运 用，如机械振动、机械波、电磁波、激光和量子物理等基本知识。 此外，在智能制造、大数据处理、人工智能等专业方向同样深刻涉 及物理学中的经典和量子特性等方面，与物理学密切相关。未来 科学和技术的进步，将更极大地依赖物理学以及与之相关的交叉 学科的发展。 (二)增加物理学史知识介绍，加强科学思想教育 物理学史蕴含着丰富的科学思维和科学精神，增加物理学史 作者简介：冯伟(1984一)，女，江苏南通人，博士，副教授，研究方向：太赫兹物理与器件。 -214- 万方数据