大學(xué)生科技項(xiàng)目化大學(xué)物理教學(xué)的思考與探索

蘇凱敏 雷應(yīng)喜 路哲 黃程 徐行祤

摘要：物理理論性較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)純理論比較枯燥，不感興趣，需要設(shè)法提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。需要以用促學(xué)，學(xué)生邊學(xué)邊用，不僅僅是物理知識，更應(yīng)與專業(yè)知識緊密結(jié)合。教師根據(jù)實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生申請科技項(xiàng)目。學(xué)生學(xué)習(xí)的同時(shí)應(yīng)用物理知識和專業(yè)知識解決實(shí)際問題，將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。大學(xué)生科技項(xiàng)目與教師教學(xué)緊密結(jié)合，以用促學(xué)，以學(xué)促教，以教促用。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理教學(xué)改革;以用促學(xué);大學(xué)生科技項(xiàng)目化教學(xué)

大學(xué)物理課程主要面向非物理學(xué)專業(yè)的理工科學(xué)生，作為他們專業(yè)必修的基礎(chǔ)課，大學(xué)物理的主要作用是為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前大學(xué)物理涉及的內(nèi)容比較多，理論性較強(qiáng)、難度大，涉及學(xué)生的專業(yè)多，而對于某個(gè)專業(yè)的學(xué)生來說，真正與自己專業(yè)相關(guān)的知識可能只是其中的一小部分，部分學(xué)生對于大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣不大，積極性不高，只是應(yīng)付學(xué)習(xí)，獲得學(xué)分。為了能夠讓學(xué)生提高學(xué)習(xí)大學(xué)物理的積極性，主動性，為專業(yè)課打下良好基礎(chǔ)，大學(xué)物理教學(xué)需順應(yīng)時(shí)代的需求進(jìn)行教學(xué)改革，整合課程內(nèi)容，分專業(yè)化、模塊化、項(xiàng)目化，使得每個(gè)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的內(nèi)容與本專業(yè)更緊密，更實(shí)用[1]。為此，這里對大學(xué)物理教學(xué)與大學(xué)生科技項(xiàng)目相結(jié)合進(jìn)行思考與探索，希望逐步實(shí)現(xiàn)以用促學(xué)，以學(xué)促教，以教促用。

一、課程內(nèi)容的整合

當(dāng)前大學(xué)物理課程面臨著課時(shí)少[2]，內(nèi)容雜而多，很有必要對其進(jìn)行整合。每個(gè)專業(yè)學(xué)生的需求都不一樣，因此可以根據(jù)不同專業(yè)進(jìn)行整合[3]，分析學(xué)生專業(yè)課的特點(diǎn)，找出與該專業(yè)最緊密的內(nèi)容作為重點(diǎn)模塊，是學(xué)生必學(xué)內(nèi)容，作為學(xué)生期末考核的內(nèi)容。而其他內(nèi)容則作為學(xué)生選學(xué)模塊，可以通過網(wǎng)絡(luò)以微課[4]的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，列入學(xué)生平時(shí)成績考核的一小部分。

以通信專業(yè)為例，該專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)通信原理、數(shù)字電路與EDA設(shè)計(jì)、微波技術(shù)與天線、光纖通信等專業(yè)課。大學(xué)物理中的機(jī)械振動與機(jī)械波、靜電場、恒定磁場、電磁感應(yīng)和光學(xué)的內(nèi)容與該專業(yè)更為緊密，可以作為重點(diǎn)內(nèi)容，期末重點(diǎn)考核內(nèi)容。對于其它內(nèi)容，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)微課形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

二、項(xiàng)目化建設(shè)

為了使得大學(xué)物理的內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)課更加緊密，教師根據(jù)所在高校的實(shí)際情況，可以通過現(xiàn)實(shí)需求結(jié)合大學(xué)物理和學(xué)生專業(yè)課內(nèi)容設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容。學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)選擇一個(gè)項(xiàng)目內(nèi)容學(xué)習(xí)大學(xué)物理和專業(yè)課知識的同時(shí)，申請學(xué)生科技項(xiàng)目或者參加一些競賽，直接學(xué)習(xí)并應(yīng)用理論知識解決實(shí)際問題。比如學(xué)生申請大學(xué)生科技項(xiàng)目，參加全國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等。

以通信專業(yè)為例，前一屆的學(xué)生在做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)扭擺法測定物體轉(zhuǎn)動慣量時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器測出周期，還需要大量的數(shù)據(jù)計(jì)算處理過程，想到需要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器。以設(shè)計(jì)一個(gè)智能型的轉(zhuǎn)動慣量測量儀為項(xiàng)目內(nèi)容，將大學(xué)物理和專業(yè)課的內(nèi)容直接聯(lián)系起來。引導(dǎo)學(xué)生組成團(tuán)體申請了大學(xué)生科技項(xiàng)目，一邊學(xué)習(xí)一邊應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性高。

三、項(xiàng)目化教學(xué)

以實(shí)施項(xiàng)目遇到的問題來輔助引領(lǐng)教學(xué)，學(xué)生項(xiàng)目申請書里的實(shí)施步驟已經(jīng)列好了相關(guān)知識問題。一是大學(xué)物理中轉(zhuǎn)動慣量的理論知識。二是儀器測量時(shí)扭擺近似做簡諧振動，需要大學(xué)物理中機(jī)械振動與機(jī)械波的理論知識。三是控制電路、無線通信、數(shù)據(jù)處理程序編寫等是學(xué)生的專業(yè)知識。學(xué)生因?yàn)樾枰鲰?xiàng)目會積極主動地學(xué)習(xí)項(xiàng)目用到理論知識，不明白的主動問老師，學(xué)完后直接運(yùn)用物理知識去解決實(shí)際問題。這同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生更加積極地學(xué)習(xí)專業(yè)課知識。以點(diǎn)帶面，通過部分學(xué)生積極做項(xiàng)目，認(rèn)真學(xué)習(xí)，起到先鋒模范作用，激發(fā)全班學(xué)生都努力學(xué)習(xí)，從而形成良好循環(huán)，一屆學(xué)生帶一屆學(xué)生。

圖1展示了學(xué)生有與沒有科技項(xiàng)目專業(yè)班級大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)期末成績分布的對比，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生有科技項(xiàng)目班級成績達(dá)到優(yōu)的有2.86%，不及格率為零。而學(xué)生沒有科技項(xiàng)目班級成績達(dá)到優(yōu)的為零，不及格率3.45%。雖然這個(gè)圖不能夠代表普遍性，但是一定程度上說明通過學(xué)生科技項(xiàng)目化教學(xué)有利于學(xué)生成績的提高。當(dāng)然這種教學(xué)思路只是大學(xué)物理教學(xué)改革中的一個(gè)思考與嘗試，還面臨著很多問題，有待進(jìn)一步探索。比如難點(diǎn)在于，教師不僅需要精通物理知識，還要對學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)知識有所了解，需要花大量時(shí)間和精力預(yù)先根據(jù)學(xué)生專業(yè)將大學(xué)物理內(nèi)容進(jìn)行合理分類，再根據(jù)現(xiàn)實(shí)問題與學(xué)生專業(yè)知識提前設(shè)計(jì)好項(xiàng)目內(nèi)容;再慢慢引導(dǎo)學(xué)生去解決實(shí)際問題，提升學(xué)生的綜合實(shí)力。

四、成效與思考

初步嘗試了對一些學(xué)生團(tuán)隊(duì)開展項(xiàng)目化教學(xué)。學(xué)生以科技項(xiàng)目為導(dǎo)向自主學(xué)習(xí)，自行推導(dǎo)轉(zhuǎn)動慣量的理論公式，利用簡諧振動的理論推導(dǎo)扭擺振動周期與剛體轉(zhuǎn)動慣量的關(guān)系。學(xué)生同時(shí)認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識，編寫芯片控制程序，繪制PCB電路。每一步都與教學(xué)緊密相關(guān)，同時(shí)使得學(xué)生學(xué)會了如何將知識轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)力。學(xué)生對大學(xué)物理課程的興趣得到了提高，學(xué)習(xí)主動性增強(qiáng)，應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力也得到了提高。大學(xué)物理基礎(chǔ)課與專業(yè)課的聯(lián)系得到了加強(qiáng)。通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。逐步實(shí)現(xiàn)以用促學(xué)，以學(xué)促教，以教促用。

參考文獻(xiàn)：

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