大學生科技項目化大學物理教學的思考與探索

蘇凱敏 雷應喜 路哲 黃程 徐行祤

摘要：物理理論性較強，學生學習純理論比較枯燥，不感興趣，需要設法提高學生學習物理的興趣。需要以用促學，學生邊學邊用，不僅僅是物理知識，更應與專業知識緊密結合。教師根據實際情況引導學生申請科技項目。學生學習的同時應用物理知識和專業知識解決實際問題，將知識轉化為生產力。大學生科技項目與教師教學緊密結合，以用促學，以學促教，以教促用。

關鍵詞：大學物理教學改革;以用促學;大學生科技項目化教學

大學物理課程主要面向非物理學專業的理工科學生，作為他們專業必修的基礎課，大學物理的主要作用是為學生后續學習專業課打下良好的基礎。當前大學物理涉及的內容比較多，理論性較強、難度大，涉及學生的專業多，而對于某個專業的學生來說，真正與自己專業相關的知識可能只是其中的一小部分，部分學生對于大學物理的學習興趣不大，積極性不高，只是應付學習，獲得學分。為了能夠讓學生提高學習大學物理的積極性，主動性，為專業課打下良好基礎，大學物理教學需順應時代的需求進行教學改革，整合課程內容，分專業化、模塊化、項目化，使得每個專業的學生學習大學物理的內容與本專業更緊密，更實用[1]。為此，這里對大學物理教學與大學生科技項目相結合進行思考與探索，希望逐步實現以用促學，以學促教，以教促用。

一、課程內容的整合

當前大學物理課程面臨著課時少[2]，內容雜而多，很有必要對其進行整合。每個專業學生的需求都不一樣，因此可以根據不同專業進行整合[3]，分析學生專業課的特點，找出與該專業最緊密的內容作為重點模塊，是學生必學內容，作為學生期末考核的內容。而其他內容則作為學生選學模塊，可以通過網絡以微課[4]的形式進行學習，列入學生平時成績考核的一小部分。

以通信專業為例，該專業學生學習通信原理、數字電路與EDA設計、微波技術與天線、光纖通信等專業課。大學物理中的機械振動與機械波、靜電場、恒定磁場、電磁感應和光學的內容與該專業更為緊密，可以作為重點內容，期末重點考核內容。對于其它內容，學生可以通過網絡微課形式進行自主學習。

二、項目化建設

為了使得大學物理的內容與學生專業課更加緊密，教師根據所在高校的實際情況，可以通過現實需求結合大學物理和學生專業課內容設計項目內容。學生組成團隊選擇一個項目內容學習大學物理和專業課知識的同時，申請學生科技項目或者參加一些競賽，直接學習并應用理論知識解決實際問題。比如學生申請大學生科技項目，參加全國“互聯網+”大學生創新創業大賽等。

以通信專業為例，前一屆的學生在做大學物理實驗扭擺法測定物體轉動慣量時，發現實驗儀器測出周期，還需要大量的數據計算處理過程，想到需要改進實驗儀器。以設計一個智能型的轉動慣量測量儀為項目內容，將大學物理和專業課的內容直接聯系起來。引導學生組成團體申請了大學生科技項目，一邊學習一邊應用，學生學習的積極性高。

三、項目化教學

以實施項目遇到的問題來輔助引領教學，學生項目申請書里的實施步驟已經列好了相關知識問題。一是大學物理中轉動慣量的理論知識。二是儀器測量時扭擺近似做簡諧振動，需要大學物理中機械振動與機械波的理論知識。三是控制電路、無線通信、數據處理程序編寫等是學生的專業知識。學生因為需要做項目會積極主動地學習項目用到理論知識，不明白的主動問老師，學完后直接運用物理知識去解決實際問題。這同時也促進了學生更加積極地學習專業課知識。以點帶面，通過部分學生積極做項目，認真學習，起到先鋒模范作用，激發全班學生都努力學習，從而形成良好循環，一屆學生帶一屆學生。

圖1展示了學生有與沒有科技項目專業班級大學物理實驗期末成績分布的對比，可以發現學生有科技項目班級成績達到優的有2.86%，不及格率為零。而學生沒有科技項目班級成績達到優的為零，不及格率3.45%。雖然這個圖不能夠代表普遍性，但是一定程度上說明通過學生科技項目化教學有利于學生成績的提高。當然這種教學思路只是大學物理教學改革中的一個思考與嘗試，還面臨著很多問題，有待進一步探索。比如難點在于，教師不僅需要精通物理知識，還要對學生學習的專業知識有所了解，需要花大量時間和精力預先根據學生專業將大學物理內容進行合理分類，再根據現實問題與學生專業知識提前設計好項目內容;再慢慢引導學生去解決實際問題，提升學生的綜合實力。

四、成效與思考

初步嘗試了對一些學生團隊開展項目化教學。學生以科技項目為導向自主學習，自行推導轉動慣量的理論公式，利用簡諧振動的理論推導扭擺振動周期與剛體轉動慣量的關系。學生同時認真學習專業知識，編寫芯片控制程序，繪制PCB電路。每一步都與教學緊密相關，同時使得學生學會了如何將知識轉換成生產力。學生對大學物理課程的興趣得到了提高，學習主動性增強，應用知識解決實際問題的能力也得到了提高。大學物理基礎課與專業課的聯系得到了加強。通過團隊協作，培養了學生的團隊精神。逐步實現以用促學，以學促教，以教促用。

參考文獻：

[1]趙魯濤，張志剛.“學以致用，以用促學” 創新高校課堂教學[J].中國高等教育，2015：37-39.

[2]梁秋群.反思大學物理教學中存在的問題及其對策[J]. 才智，2018：185-186.

[3]吉曉瑞，楊曉紅，李雙美，孟廣伊，張 嬌，江 翠，王為民.大學物理課程分專業設置教學內容的探索與實踐[J].沈陽工程學院學報（ 社會科學版），2018，14（1）：110-113.

[4]陳薇薇.微課在大學物理教學中的應用策略[J].西部素質教育，2019（02）：18-109.