基于“卓越計劃”的應(yīng)用型本科院校大學物理教學改革研究

雍永亮 李小紅 陳慶東

摘 要 大學物理是高等院校面向理工類學生的一門重要的基礎(chǔ)課。本文根據(jù)應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標，對基于“卓越計劃”的大學物理課程的教學內(nèi)容和教學方法改革進行了探索。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型本科院校 卓越計劃 大學物理 教學改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.044

Investigation of College Physics Teaching Reforming of Application

-oriented Colleges Based on Excellence Program

YONG Yongliang， LI Xiaohong， CHEN Qingdong

（College of Physics and Engineering， He'nan University of Science and Technology， Luoyang， He'nan 471023）

Abstract College physics is a major fundamental course for the students of the science and engineering in universities and colleges. According to the objectives in talent cultivation of application-oriented colleges， we have innovated the teaching content and teaching methods of college physics based on excellence program.

Key words application-oriented colleges; excellence program; college physics; teaching reform

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”）是國家教育改革和發(fā)展的重大改革項目，是我國高等工程教育改革，促進高等工程教育質(zhì)量全面提升的重要舉措。①旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)，對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導作用。②當前應(yīng)用型本科院校無論在發(fā)展的外部環(huán)境還是內(nèi)部條件方面都面臨挑戰(zhàn)，在高等學校發(fā)展序列中處于“中間地帶”，前面有老牌的、強勢的研究型大學，后面有各類高職院校，應(yīng)用型本科院校必須建立具有自身特色的培養(yǎng)目標和模式， 才是多數(shù)新建本科院校的合理選擇并符合社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要。③而各個本科課程只有進行必要的改革，才能適應(yīng)應(yīng)用型本科院校的發(fā)展。

大學物理是面向高等院校理工農(nóng)醫(yī)各專業(yè)的一門公共基礎(chǔ)課，擔負著提高學生科學文化素質(zhì)和培養(yǎng)學生數(shù)理思想的重任。該課程涉及面廣、知識涵蓋范圍大對于各專業(yè)來說，后續(xù)的專業(yè)課都要應(yīng)用本課程引入的基本概念、基本理論和基本方法。更重要的是還關(guān)系到培養(yǎng)學生觀察問題、分析問題和解決問題等方面具有其他課程所不能替代的作用。應(yīng)用型本科院校在“卓越計劃”的大背景下如何在教學理念、教學內(nèi)容、教學方法和教學方式上對大學物理這門課程進行建設(shè)和改革，如何拓展和完善教學素材和教學資源，是值得認真思考和積極探索的問題。④經(jīng)過近幾年的教學實踐，對基于“卓越計劃”的大學物理教學進行了改革和探索

1合理優(yōu)化教學內(nèi)容

1.1針對不同專業(yè)，精選教學內(nèi)容

卓越計劃目的在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力強以及適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，大學物理這門課程內(nèi)容繁多，知識面寬廣，以至于很多學生覺得大學物理的很多內(nèi)容對他們后續(xù)專業(yè)課的學習，以后的考研或者工作幫助都不是很大，使得學生將學習大學物理看成是一種拿學分的沒有必要的課程。另一方面，大學物理的部分內(nèi)容對不同專業(yè)的學生幫助很大，學生也很愿意學，但是由于學時的限制，不能過多的介紹，使得學生覺得意猶未盡，沒有學到更多對自己有幫助的內(nèi)容。這樣一來，學生學習大學物理的興趣不高，學習效果令人擔憂。事實上，大學物理的部分內(nèi)容對于不同專業(yè)學生的后續(xù)學習而言的確作用不是很大。例如，近代物理中的狹義相對論和量子力學的內(nèi)容對于車輛工程類專業(yè)的學生而言，幫助就相對很小，教師在講臺上滔滔不絕，學生在下面也只是聽個“稀罕”，聽得無奈。相反，力學部分中的剛體力學對于他們相當重要，他們也愿意花時間、花精力去學習，但是根據(jù)傳統(tǒng)的教學要求，這部分課時少得可憐，只能淺嘗輒止地介紹相關(guān)的概念，具體的定軸轉(zhuǎn)動和角動量守恒在機械設(shè)計中的應(yīng)用等內(nèi)容只是稍微提一下。因此，根據(jù)不同專業(yè)的學生，在有限的學時內(nèi)，要適當調(diào)整教學內(nèi)容。例如，材料類專業(yè)可以增加熱學和近代物理中的納米材料方面的知識等，相對減少近代物理中早期量子論的相關(guān)內(nèi)容。但是，在針對不同專業(yè)調(diào)整教學內(nèi)容的同時，要注重物理知識的系統(tǒng)性，有些內(nèi)容不是不講，而是點到為止。

1.2針對不同專業(yè)，對教學內(nèi)容模塊化處理

上面提到，根據(jù)學生的專業(yè)情況，適當調(diào)整教學內(nèi)容。對于學生幫助大的要多講，深講，而用處不大的，為了知識的系統(tǒng)性也要點到為止。此時，可以將教學內(nèi)容進行模塊化處理。⑤也就是根據(jù)物理知識的內(nèi)在聯(lián)系，將內(nèi)容分成若干模塊，這樣將有利于知識的系統(tǒng)性、針對性和靈活性。特別是，那些學生專業(yè)不是很重要的物理知識，進行模塊化處理后，利用較少的學時，以作報告或者講座的形式呈現(xiàn)給學生，使得學生更容易地接受這些內(nèi)容。例如，自動化等專業(yè)的學生，沒有必要對熱學部分掌握較深，因此這部分內(nèi)容可以做成幾個報告，告訴學生們熱學的研究內(nèi)容，研究方法，以及研究成果等即可，從而使學生接受的物理知識體系還是完整的，又做到了有的放矢。

1.3整合教學內(nèi)容，補充現(xiàn)代科技理論

傳統(tǒng)的大學物理教學體系主要以力、熱、光、電磁和近代物理的內(nèi)容為主，而與當前社會實踐緊密相關(guān)的現(xiàn)代物理所占比重太小，尤其是物理知識在工程技術(shù)等中的應(yīng)用。因此，適當補充現(xiàn)代物理勢在必行。例如，傳統(tǒng)的光學部分主要介紹幾何光學和波動光學（光的干涉，衍射和偏振），因此補充部分信息光學的內(nèi)容，對學生理解光學的系統(tǒng)性和現(xiàn)實生活中的光學應(yīng)用大有益處。比如，在傳統(tǒng)的波動光學之后講解有關(guān)激光和光纖的相關(guān)知識。在熱力學內(nèi)容之后添加部分信息熵的內(nèi)容。量子力學基礎(chǔ)上介紹部分能帶理論以及納米材料、超導材料的應(yīng)用，這些都將有助于提高學生學習物理的興趣。

2多種教學方法相結(jié)合

“卓越計劃”背景下的應(yīng)用型本科院校，要求通過大學物理這門課，不僅學到必要的物理知識，更重要的是學會提出問題、分析問題和解決問題的能力。因此，教師在講課的過程中就要潛移默化地將這些能力帶入課堂，引導培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力，探索精神和創(chuàng)新意識。另一方面，大學物理這門課程的教學學時一再壓縮，課堂時間就顯得尤為珍貴。為此，就要改進傳統(tǒng)的教學方法，嘗試新的教學方法，以期達到上述目標。

2.1 加大多媒體的數(shù)字化演示

大學物理是一門實驗科學，其中很多定理、定律等內(nèi)容都是在實驗的基礎(chǔ)上總結(jié)得到的，因此教師在講解過程中，為了培養(yǎng)學生的思維能力，不可避免地要談到實驗如何進行的，如何得到規(guī)律的等等。依靠傳統(tǒng)的板書，這一點很難讓學生一目了然。因此，講課過程中要加強多媒體的數(shù)字化演示，包括演示實驗的內(nèi)容、原理、相關(guān)背景等，從而再現(xiàn)某一個規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程，提煉的過程等，使學生能夠清晰了解規(guī)律的現(xiàn)象和原理，同時也培養(yǎng)和提高了學生的觀察能力、理解能力和思維能力。這樣一來，對于培養(yǎng)應(yīng)用型的卓越人才計劃，教師也就不必要在課堂上花費大量的時間用于定理、定律的推導，不但避免了乏味感，還激發(fā)學生思考問題的積極性。但是，需要注意的是，由于學生物理知識的缺失，很容易在觀看演示實驗過程中，只看皮毛，不去思考和探索。此時，教師在數(shù)字化演示過程中，要時時刻刻注意引導學生，增強演示的啟發(fā)性和創(chuàng)新性。教師要多提問題，多給學生思考，多與學生互動和交流。

2.2 啟發(fā)式教學和案例教學相結(jié)合

案例教學就是利用典型實例進行教學，使學生能通過對特殊的典型的實例進行分析，進一步理解和掌握教學中的概念和原理，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的教法。案例教學的過程中，要注重引入和提出某一類工程問題或者自然現(xiàn)象，讓學生討論問題的提法以及解決的方法，進而使學生鞏固已經(jīng)學過的內(nèi)容以及了解將要學習的內(nèi)容等。例如，在光的偏振中介紹立體電影的原理和實現(xiàn)，課前提出問題，立體電影如何工作的，進而學習光的偏振。又或者在薄膜干涉中先提出問題：陽光下的肥皂泡，水面上的油膜，鴿子勃頸處的羽毛，貓眼石等等都會顯現(xiàn)出五顏六色的花紋，為什么？通過這些案例，啟發(fā)學生積極思考和討論。這樣有助于激發(fā)學生的興趣，發(fā)揮他們的主觀能動性和創(chuàng)造性，進而實現(xiàn)學生對課本內(nèi)容的深刻理解。同時，也鍛煉了學生解決實際問題的能力，更重要的是培養(yǎng)了學生的思維能力。

3結(jié)語

綜上所述，為了使大學物理課程的教學滿足“卓越計劃”背景下應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)要求，大學物理必須進行改革。通過教學內(nèi)容的合理優(yōu)化，不同教學方法的不斷改進和有機結(jié)合，不僅能有助于順利完成教學任務(wù)，更重要的是能培養(yǎng)學生的工程技術(shù)思維。

基金項目：河南科技大學創(chuàng)新團隊（2015XTD001）資助

注釋

① 汪泓.打造卓越工程師搖籃，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才[J].中國大學教學，2010 （8）：9-10.

② 宋佩維.卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思路與途徑[J].中國電力教育，2011 （7）：25-29.

③ 孫澤平.關(guān)于應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)改革的思考[J].中國高教研究，2011（4）：55-57.

④ 姜偉.基于“卓越計劃” 的大學物理教學改革與研究[J].高師理科學刊，2013（33）：106-107.

⑤ 趙樹軍.“卓越計劃”背景下大學物理教學改革的探索與實踐[J].黑龍江工程學院學報，2014（28）：78-80.