物理學在機械原理課程中的應用研究

曹青松　倪文彬

[摘 要]當前，國家正在大力推進應用型本科院校建設，基礎課程如何更好地與專業對接，如何更好地發揮基礎課程在應用型人才培養過程中的基礎性作用，已經成為所有從事基礎課程教學的教師面臨的重要問題。本課題以機械原理課程中最基本的研究對象即連桿機構、凸輪機構、齒輪機構為切入點，探究相關機構在其實際運動過程中所遵循的物理規律，形成教學實例并引入具體教學環節中，使學生充分認識到物理學在專業學習中的重要性，提高其學習物理的積極性和主動性，以提高物理學課程的教學質量。

[關鍵詞]教學改革;專業對接;實例教學;物理學

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）04-0097-03

目前，為了適應我國對應用型人才需求不斷增加的要求，國家正在大力倡導應用型本科院校建設，積極引導部分傳統本科院校向應用型本科高校轉變。為適應競爭日益激烈的市場經濟環境，尋求自身發展，許多高校也在積極探索應用型本科人才培養的模式和路徑[1-2]，基于不同思路對原有的人才培養方案和教學大綱等進行了重大調整和修改[3]，以進一步提高學生的實踐動手能力、綜合素養和創新能力。

物理學課程（包含大學物理和大學物理實驗）是培養學生邏輯思維能力的重要工具，是創新型人才培養的最自然的切入點，是高等院校理工科各專業中一門十分重要的必修基礎課[4]。隨著國家對應用型本科院校建設的不斷推進，作為基礎課程的大學物理和大學物理實驗教學必須緊緊圍繞專業建設，更好地服務于專業學習。但是在具體的教學過程中筆者發現，學生學習物理的積極性不高，致使教學質量不高，沒有完全達到課程的教學目標。

為了進一步提高物理學課程的教學質量，諸多物理教師進行了有益的探索和研究，但是他們大都把物理學課程作為單一的研究對象，分別對物理學的教學內容、教學模式和教學方法等進行研究[5-6]。研究成果雖然能夠解決物理學教學中遇到的一些問題，但是“基礎為專業服務”這一教育理念在具體教學中卻很難得到體現。為了更好地發揮物理學在應用型人才培養中的基礎性作用，切實體現基礎課程與專業課程的無縫銜接，筆者從機械原理課程入手，將機械原理的研究對象即機械（機械是機器和機構的總稱）抽象成合理的物理模型，形成教學實例并將其引入課堂，使學生能夠更好地領會物理學在專業學習中的重要作用，進而激發學生學習物理學的積極性和主動性，為培養應用型和創新型人才提供有力的物理基礎。

二、教學實踐及其成果

經過不斷探索和研究，再加上合理的抽象和總結，我們形成了若干物理學原理在機械原理課程中的教學實例，但是如何將實例引入到具體的教學過程中，著實讓我們費盡了心思。經過仔細研究和分析，我們將實例分為三大類。第一類是應用性強、生活中常見的實例，在學習物理學相關新知識時將其作為“引例”拋出，以激發學生的求知欲。第二類為理論性較強、能體現物理學相關知識的實例，作為學習完新知識后的例題使用，以幫助學生更好地理解和掌握新知識。涉及的知識點多、綜合性強的實例為第三類，一般在學習完物理學相關模塊后作為課后思考題留給學生，以提高學生解決實際問題的綜合能力。

當然，在具體的教學環節中要根據具體問題和學生的實際情況進行合理深度的探討，并不要求所有實例均要得到一個精確解。對于某些求解難度大、數學要求特別高的實例，可進行定性分析與討論，讓學生體會物理學相關知識在專業課程中的作用即可，以減少學生的畏難情緒。

經過兩年的不斷嘗試，學生學習物理學的積極性、主動性以及考試成績都明顯提高，特別是學生的實踐動手能力和創新能力得到了顯著增強。近年來，我們先后組織學生參加了“江蘇省高校大學生物理及實驗作品創新競賽”“全國應用型人才綜合技能大賽”“中國機器人大賽”“中國工程機器人大賽暨國際公開賽”等大賽，均取得了不俗成績。

三、結束語

近年來，我們一直致力于研究基礎課程如何更好地與專業進行對接，如何更好地發揮基礎課程在應用型人才培養過程中的基礎性作用。物理學在機械原理課程中的應用是我們其中的一個有益嘗試。嘗試探究相關機構在其運動過程中所遵循的物理規律，把實際問題經過合理的抽象形成教學實例，并將其引入具體教學環節中，使學生充分認識到物理學對學習專業課程以及后續專業發展的重要性，極大提高了學生學習物理的積極性和主動性，使我們大學物理的教學質量有了較大提升。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 吳恭興，劉文白，張寶吉，等.基于CDIO模式的卓越工程師培養方案的探索與實踐研究[J].大學教育， 2013（18）：7-10.

[2] 周小波，謝鴻全，王成端，等.地方院校創新人才培養模式的探索與實踐：以西南科技大學為例[J].大學教育， 2015（8）：36-37+50.

[3] 焦小英.應用型本科院校人才培養方案的理念與框架設計[J].大學教育， 2016（5）：10-12.

[4] 教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導分委員會.非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求[J].物理與工程，2006（5）：1-8.

[5] 包秀麗，劉國華.大學物理教學改革的策略[J].教育評論，2013（3）：117-119.

[6] 宋海珍，付玲.翻轉課堂教學模式在大學物理實驗教學中的應用[J].物理實驗，2017（5）：36-39+43.

[責任編輯：龐丹丹]