地方高校大學物理課程教學改革的研究與實踐—以銅仁學院材料專業為例

葉 芬，成 昊，姜菁菁，冷森林

(銅仁學院 材料與化學工程學院，貴州 銅仁 554300)

在國內地方高校向應用型高校轉型的趨勢下，許多大學課程都應該出現相應的調整，不再是簡單的灌輸理論知識，更應注重解決問題能力的培養。大學物理課作為工科專業必修的課程，由于該課程篇基礎理論，如果按照教材由老師單方面的輸入，會一直不被學生重視也不能適應學校應用轉型的需要。所以應該根據專業需要和提高學生興趣，改革教學方法和教學內容。銅仁學院2016年成功獲批國家“十三五”產教融合發展工程項目，是國家從1134所地方本科院校中遴選出100所，打造“應用轉型示范校”的重要平臺，筆者研究其材料專業的特點，對大學物理課進行教學內容和教學手段進行調整，為更好適應學校的應用轉型。

1 大學物理教學面對的問題

1.1 學生對大學物理課程的不重視

當今大學生對大學物理課程的不重視主要來自以下兩個原因。首先，物理學的本身是一門古老的基礎性理論性的學科，它不像英語、美術、音樂、計算機等課程學了就能馬上使用[1]，所以學生學習這門課的時候沒有成就感，潛意識認為是一門不實用的課程。其次，高考成績不考核單科是否合格，雖然很多學生能上大學但是他們的物理成績差，特別是在一些西部少數民族偏多的地方學校，面對比高中更復雜教材和授課的內容，這種厭學的現象更加明顯。

1.2 地方高校的應用轉型

2014年6月份，國務院發布了《關于加快發展現代職業教育的決定》，隨后國內許多地方高校吹響了應用轉型的號角[2]。目前將人才分成兩大類，分別是：應用型人才和學術人才。應用型人才相較于學術型人才不需要系統的、高度的理論和學科背景，他們的動手能力、實踐能力、利用所學知識解決生產實踐中出現問題的能力應該優于學術型人才，這樣的人才才能更好的服務地方。為了配合高校的轉型發展，大學物理課雖然沒有被取代，但是它的課時被削減了，如銅仁學院的材料專業的大學物理課，由原來的144學時，削減到110學時，同時取消大學物理實驗課[3]。所以大學物理課的教學大綱及教材都應該進行相應的改變。

1.3 傳統教學占主導

由于大學物理課的內容偏理論，所以多采用教師講授，學生接受的方式授課，屬于被動學習。學生學習的主動性降低，學生課堂教學活動的參與度較低。教師的PPT設計能力不足，不能更好的展現教學內容。常采用大班的形式教學，很難實現因材施教。

2 教學改革的探索

2.1 任課教師的再學習

大學物理課的任課老師的研究是物理相關方向，他們能根據教材將物理知識傳授給學生，因為缺少專業背景較難將物理知識與學生的專業結合起來，所以課程沒有目的性，學生的參與度較差。為了滿足地方高校應用轉型，需要提高學生運用所學的理論知識解決實際問題的能力。因此，材料專業大學物理的任課老師應該有材料相關的知識，可以通過兩種途徑獲得相關的知識。一是多與教研室的老師交流，了解他們的研究方向，掌握一些科研案例。二是進入相關企業兼職學習，發現企業中的生產與物理知識的聯系，增加到自己的講義中。

另外王亞偉[4]等人研究發現，大學物理課任然是以老師主講為主，學生又渴望參與到教學活動中，希望有更多的提問、討論、交流的機會。所以需要任課老師備課時，設計一些教學互動環節，這些教學互動環節的內容應該與材料相關的科研和企業問題結合起來，這些問題與他們其他專業課老師相關，也與他們未來的就業企業有關，所以能較大的激發他們的興趣。

2.2 課程內容的改革

由于改革的大環境存在，大學物理課的課時被削減，所以不能將物理學涉及的所有知識進行詳細的講解，而應該是根據專業選擇相關的知識進行講解和擴展。物理學應該分成力學、電磁學、光學、熱學、近代物理這五個方面[5]，其中力學可作為自學內容。由于人類對未知的外太空還在發現，像是否存在磁單極這樣的假設還沒有被論證，所以近代物理可以以講座的形式設置專題討論課，激發學主動收集相關知識并進行總結和演說。

2.2.1 電磁學

電磁學需要學習靜電場、恒定磁場和電磁感應，內容比較多，涉及的公式比較復雜。仔細剖析這部分知識，找出與材料專業相關的結合點。其中介紹完靜電場后接著可以介紹利用靜電場原理衍生出來的一些材料和產品，如電容器、防靜電服、靜電除塵、空氣凈化器等。

磁場客觀存在，它不需要載體就能對在其中的物體進行作用，在學習這塊的知識可以重點介紹一些探測器如質譜儀，介紹它的工作原理，其中就是將電場和磁場的知識結合起來而發明的。磁學部分還提到一種材料：磁介質，因原料的不同做出的磁介質也不同，它們的應用非常廣泛，在生活中就能經常見到，穿插一些老師的相關科研加深映像。

2.2.2 光學

教材中光學部分主要強調它的基礎理論學習，介紹光的干涉、衍射、光柵、光程差的計算等，重點通過計算來判斷光干涉條紋的出現條件。光學的理論知識在材料的分析技術占有很重要的作用，如勞厄利用X射線研究晶體時，發現X射線照射晶體時在底片上出現了衍射斑點，其實就是X射線經過晶面反射后出現干涉現象。而材料檢測、檢測設備的維護和研發也是材料專業學生就業的一個方向。除此之外，利用光的干涉條紋的變化可以對薄膜、光學器件進行檢測這些都是實際的工程應用。所以，在介紹這方面的知識可以多挖掘一些應用案例，詳解案例的原理，教材的理論知識可以得到強化復習。

2.2.3 熱學

分子的熱運動是所有運動的基礎，熱學的應用貫穿到材料的整個研發過程，從材料的原料到成型再到材料的性能測試。一般教材在熱學這方面常以氣體為介質進行講解，很少以液體和固體作為探討對象進行講解。在講授這部分知識是可以增加一些材料熱力學的知識和材料科學基礎里面相變的知識。分析空氣能熱水器的工作原理、材料的差熱分析和熱重分析、 材料燒結等進行講解。

2.3 教學方法的改進

目前大學物理的教學方法有板書+PPT演示、翻轉課堂、微課、慕課。其中反轉課堂、微課、慕課這些方法在地方院校有一定的局限[6]，因為這些學校缺少名師、名課、視頻處理技術員和網絡維護，所以應該在板書+PPT演示的教學方法上進行優化。現在智能手機和網絡的覆蓋，老師為學生建立一個大學物理的學習群，向學生分享課件和相關試驗視頻，允許學生在課堂上使用手機，基本可以實現半在線學習。

3 實踐與效果

自2015年來，一直承擔銅仁學院大學物理和大學物理試驗的教學，經歷了大學物理課時的縮減、大學物理實驗課的取代及學校的應用轉型，將《大學物理》課更名成《基礎物理》這門課，使大學物理不再是一門針對所有專業的課程，而是根據不同專業調整教學內容和教學方法的一門物理課。

為了提高學生的參與度，筆者在板書+PPT演示的基礎上與學生基本實現半在線學習，將課件的做出二維碼分享給學生，建立學生與老師的交流平臺，授課過程中播放與課程相關的試驗視頻或者模擬視頻，擬出若干專題供大家討論等。在期末考核的時候講平時成績的比例提高到40%，平時成績中的一項重點指標是學生的參與度，將學生分成4個等級，每個等級給出相應的分數驅動學生主動參與。通過問卷調查發現，學生對該課程的興趣度17級的學生比16級的學生提高了40%，學生在課堂上能主動發言探討問題。

其實物理本應該是一門有趣的課程，怎樣使學生不被繁瑣的基礎理論所累，而是培養學生運用這些理論和物理精神來解決問題是每個大學老師應該思考的問題。