新工科背景下大學物理分層教學探索

郭剛 謝忠祥 肖鳳

摘 要：在工科院校，大學物理是一門非常重要的課程，它對很多工科專業課程的學習具有鋪墊作用。為了實現地方本科院校培養實用型，創新型人才的目標，本文基于湖南工學院大學物理教學的實際情況，通過分析教學目標，教學內容，教學模式和過程，知識應用和考核等，利用分層教學的方法，探索大學物理課程的教學，在提高學生大學物理成績的同時，希望能有助于新工科背景下本科院校高水平應用型人才的培養。

關鍵詞：新工科;分層教學;大學物理;

“新工科”是新時期高等學校全面推行高等工程教育以適應新經濟發展所提出的概念[1]，其目的是培養適應經濟的實用型，創新型人才。我校是一所以工科為特色的高等本科院校，許多工科專業的專業課程學習都依賴大學物理知識做鋪墊。另一方面，由于學生在中學階段所受應試教育的影響，導致了學生學習大學物理上的一些誤區，加之學生后續正面臨著就業或者深造的壓力，大學物理的教學改革刻不容緩。因此，在大學物理的教學中進行分層教學，有利于學生學好物理知識，提高學習成績，培養動手技能和創新意識，以及有助于新工科背景下本科院校高水平應用型人才的培養。

一、我校大學物理教與學的現狀

我校是教育部批準的第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校，同時也是一所以工科為特色的本科院校，2012年以來，學校全面啟動了卓越計劃，按照卓越工程師的培養要求，以提升學生的社會責任感、創新能力和工程實踐為核心，強化工程實踐能力。近年來工科專業發展較好，但是也存在一些問題，其中一個就是學生的動手能力和創新意識較弱，而大學物理作為一門必修的公共基礎課程，對于學生的動手能力和創新意識的培養具有很大的作用。

目前，我校大學物理教師教學存在一些問題，長期以來，由于教師數量不足，老師的教學工作量大，這就導致了老師們一些取巧式教學，教師在備課過程中，對于不同班級和專業都采用同樣的授課內容，同樣的習題安排，這雖然減輕了老師們的一些備課負擔，但是對于學生的學習成長不是最好的選擇。加之近年來，學校有許多新的專業產生，這一方法就更非長久之策。另一方面，大學物理實驗的安排與大學物理理論課的教學不統一，通常出現學生做實驗時沒有學習理論知識，大大影響了實驗課的效果。

而學生學習大學物理的興趣和氛圍不是很濃厚，學生物理底子參差不一，導致教學難以收到好的效果。老師找不到合適的教學標準，學生難以跟上老師節奏，導致學生上課開小差，做與課堂無關的事情，這不僅影響自己的大學物理的成績，更導致一些專業與物理關聯性較強的學生的專業課程都學不好，對就業和深造帶來了很大的影響。因此，大學物理的教學改革勢在必行。下面，本文將具體闡述大學物理分層教學方案。

二、大學物理分層教學方案

（一）教學目標與教學內容的分層

培養動手技能和創新意識，以及高水平應用型人才依然是教學的根本目標。但基于我校生源的實際情況，有必要對教學目標和教學內容進行再次分層。對于以拿到學分為目的學生，尤其是專業與物理關系不強的學生，是以成績達到合格標準，大學物理實驗基本掌握為目標;其二，對于專業與物理相關性強的專業，如機械、土木、電氣、自動化、材料科學等，此類學生的教學目標設為具有較強的理論知識基礎和扎實的動手能力和較好的創新意識。而與教學目標相呼應的是教學內容的分層。針對不同的學生群體，實施相應的教學方案。對于基礎薄弱，專升本的學生[2]，教學內容選取應該相對要簡單，教學課時應相對較少，完成大綱里的基本任務即可。對于工科專業與物理相關性強的學生，其教學內容應該豐富，課時相對較多，對學生掌握知識的要求相應增大，突出物理知識對其專業的輔助功能性特點。我校工科專業較多，文科相對較少，對于這部分學生，課程內容不宜設置太多難點，課時相應減少，教學內容應以實用性和普及性為主，目的是基本完成大綱要求。

（二）教學模式與教學過程的分層

傳統的大學物理教學模式是老師在講臺上講授以及學生在臺下聽課。然而隨著社會的進步，在強調創新意識和主觀能動性[3]的今天，對教學模式和過程進行分層也非常重要。首先，教學過程可以多樣化。根據教學的內容，選擇合適的方法，例如實物演示，多媒體視頻等。例如講述角動量守恒，可以利用陀螺進行實物演練，直觀形象的告訴學生，角動量守恒的例子。其次，教學模式和過程可以實現翻轉。例如讓學生課前預習、課堂學生提問、學生解釋，老師進一步解答和總結，充分發揮學生的主觀能動性。這一教師和學生共同完成的過程，大大豐富了課堂教學，增加了學生的積極性，這種類似翻轉課堂的形式將有助于學生自學能力的培養，有助于于學生發現問題解決問題的能力。例如，教授共振這節課時，我會在上一次課結束時交待學生做好預習工作，查找相關資料。課堂上，首先我會找一些同學來講述涉及共振的歷史故事，例如著名的布勞頓吊橋坍塌，張飛喝斷當陽橋等，一方面提高學生的興趣，最主要讓學生自己去了解共振的一些外在表現，繼而讓學生提出問題如共振的條件，緊接著讓學生試著去解釋，然后老師再跟學生引入知識要點，一步一步引導學生進行思考，加深學生對知識的印象，由現象到本質，由表及里，培養學生的探究性精神。最后就是充分利用現代網絡信息技術，給學生設立大學物理教學的網絡課程，引進優秀的大學物理慕課，同時結合一些專業的特色，將專業知識和一些科技前沿的知識融入大學物理，在網上課程平臺設置相關視頻，文章資料，實驗演示等，不斷豐富大學物理的教學模式和教學過程。

（三）知識應用與考核的分層

傳統的知識應用就是會做習題，傳統的考核也就是平時考勤和作業以及期末考試，這不能全面的評估學生的綜合能力，對一些基礎不好的學生也是不公平的。知識應用和考核的分層，對于前文所述的專升本的學生，可以以能做出習題，考試合格為標準。同時其習題的難度應該予以降低。而對于其他本科生，尤其是專業與物理相關性強的學生，除了最基本的知識應用即做對習題，其利用理論知識的實踐能力和創新意識應該為更高層次的應用。比方說對于這一類學生的考核可以以學生自己動手去改進某一個物理實驗或者設計一個實驗方案等，以此考核其綜合能力。這樣可以檢測學生的理論聯系實踐的能力，動手能力，能夠大大提高學生的主觀能動性，啟發科學精神和創新思維能力，這些能力為學生今后的發展至關重要。

三、結束語

大學物理分層教學不僅有利于老師的教學，更能夠更好的引導學生學習物理知識，培養動手能力和創新意識。對于教學內容和目標、知識應用和考核的分層有利于不同基礎的學生實現自己的目標，有利于教師因材施教，更好的培養學生的綜合素質。對教學模式和過程分層大大提高了課堂的活躍性和學生興趣，有利于培養學生發現問題解決問題的能力。我校作為應用型工科院校，絕大多數工科專業與大學物理都有聯系，對大學物理教學的改革將有為我校培養高素質應用型人才的培養做出重要的貢獻。

參考文獻

[1]代福，范東華，趙麗特.大學物理教學研究[J].教育教學論壇， 2018 （22）： 198-199.

[2]郭定和. 公共大學物理課程分層次教學的研究與實踐[J]. 國內高等教育教學研究動態， 2013 （19）： 12-12.

[3]崔云康， 劉揚正， 唐曙光， 等. 工科院校大學物理分層次模塊教學的研究與實踐[J]. 南京工程學院學報 （社會科學版）， 2017 （02）：73-77.