引言
2023年8月教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会编制了《理工科类大学物理课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》),由高等教育出版社出版发行。2023版《基本要求》是在2010版《基本要求》的基础上完善和补充而成的,由教育部大学物理教学指导委员会理工工作委员会负责修订完善理论部分的内容,由大学物理教学指导委员会实验工作委员会负责修订完善实验部分的内容。《物理与工程》网络首发了贾瑜、王炜的署名文章《2023 版〈理工科类大学物理课程教学基本要求〉内容细化修订解读》,我们的微信号、人民号、澎湃号等将陆续推出对《基本要求》的解读。本期挑选了新版《基本要求》关于“专业衔接”或者称作“基础课向专业贯通”的解读,欢迎留言讨论。
“专业衔接”是本次修订的一项新的举措,也是应对我国新工科发展对大学物理课程所提出的新的需要所进行的新尝试之一。在这方面的修订完善中,充分借鉴了教指委王青教授主持的“近代物理和高新技术物理进展与新工科建设”和王炜教授主持的“新工科重要的基础课程,大学物理课程体系的构建”等两个国家级新工科研究与实践项目的成果,以及大学物理课程教学委员会支持的研究项目成果。本次修订把原2010版《基本要求》中的“现代科学与高新技术的物理基础专题”模块拓展为专业衔接模块。提出针对不同专业方向,有针对性地组织专题模块进行教学,体现大学物理课程在某一学科专业领域的基础作用及其应用,实现大学物理课程教学和专业课程教学的有效衔接,同时为大学物理课程教学和学生后续专业课程教学留出接口和出口。作为有益的尝试,根据我国教学的实际情况和教学研究成果,我们在讨论中拟设置包含综合大学、理工类大学、工科类大学、军事院校等约十个专业模块的衔接模块。考虑到可操作性,鼓励高等学校物理教师在实际的教学中结合自己的教学实际构建自己特色的模块教学,本次的修订细化给出理科类和工科类两类专业的衔接模块教学建议:(1)理学和师范类专业大学物理课程衔接模块的内容选择应突出大学物理课程在这些理学学科中的基础作用,模块内容可以涉及相关物理内容在这些学科中基础作用的具体和深刻例证,注重拓展物理知识面及其应用,还应注重介绍理学类专业后续学习所需要的物理学最新发展的新概念、新原理、新方法以及物理学在相关技术中的应用。如数学专业可以介绍物理学中的几何相位、混沌与孤子理论以及复杂系统的物理特性等;化学类专业可以介绍分子光谱理论、耗散结构理论、纳米系统物理特性、分子模拟与计算等。(2)工科类专业的模块内容选择应以物理学在这些相关专业学科的重要应用和物理学推动其学科发展与技术进步为主。如机械类与智能制造、机器人和人工智能控制等密切相关,涉及机械运动、各类力学相互作用、材料和摩擦特性、光学与光电子学、电磁响应、智能控制等方面,可根据具体的专业方向增加这方面的知识内容的讲授。能源材料类包括原子核能、太阳能、锂电池、生物能源和材料等,均涉及大学物理课程的基本内容,课程讲授可结合具体专业增加核能的利用和核聚变能的进展,半导体光伏材料和太阳能电池、锂离子电池、生物能源等能源的产生、储存与传输等相关物理知识和内容。电子信息类可选择增加超导体、半导体、量子信息、量子计算、太赫兹电磁波、毫米波发射及其特点、红外辐射与探测、核磁共振与超声等方面的知识和应用。航空航天类可选择以激光雷达、卫星定位、火箭、载人航天和深空探测等技术中的物理知识作为专题展开。
为了更加灵活地开展这部分的教学,使这部分的教学能够彰显出大学物理课程教学的特色,细化的《基本要求》特别指出“鼓励专业特色院校可根据各自的专业特色构建自己特色的教学衔接模块”。对于衔接模块教学内容建议每个模块知识点的教学按照基本原理、知识拓展、技术应用、最新进展等编写相互关联的5个知识点内容。教学学时建议在8~16个学时左右,教学方式可以灵活多样,可以采用课堂教学、案例教学和学术讲座等形式。希望通过开展模块的教学既能反映当代物理发展的前沿,也能服务于课程专业的需求,从而大大提高大学物理课程的教学质量。