新時代背景下以專業應用為導向的大學物理教學改革與研究

曲春英

（海南師范大學 物理與電子工程學院，海南海口 571158）

2015年，教育部、國家發展改革委、財政部聯合印發《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》，其宗旨就是應用型人才是普通院校的主要培養目標，要求基礎數學類和物理類課程也要依照應用型人才培養目標進行改革；教育部印發《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》，明確提出了信息技術與教育教學深度融合這一全新理念，5G時代的到來，又為人們更安全快速的電信體驗提供了技術支持[1]。那么，如何更好地提高人才培養質量，發揮大學物理對各專業應用型人才培養的積極作用，利用快速的信息網絡，鼓勵學生自主探索學習，培養社會需要的應用型、創新型人才，是擺在所有一線教育工作者面前的新課題[2]。

1 大學物理課程教學現狀分析

（1）目前部分高校大學物理教學存在 “一刀切”的問題。大學物理是國內理工科院校普遍開設的通識教育課程，學生們來自不同專業，有著不同的學科背景。雖然有些高校實行了大類區分，但一些專業制定的教學大綱、教學計劃基本一致，測試題目一樣，各專業學生學習大學物理的要求和內容雷同，所學內容與后續專業課程之間沒有鋪墊和銜接。且新的培養方案執行后，大學物理教學課時大大減少，在如此短的時間內把力學、熱學、電磁學和光學四大模塊講深、講透是很難實現的。

（2）部分學生學習大學物理積極性不高。新工科背景下的物理課程要培養學生的實踐和應用能力，要為其他專業課程的學習打下堅實的基礎，就需要提高學生學習大學物理的積極性。而目前部分學生對大學物理的學習重要性認識不足，甚至認為和自己的專業無關，出現學習動力不足，重視程度不夠，學習興趣不高等現象。中國教育學會物理教學專業委員會常務理事陶昌宏專家提出：“興趣是最好的老師”[3]。加之大學物理又多數是大班授課，課堂講授無法時刻關注到每個同學，有些人會注意力不集中，思想開小差，所講內容沒有及時消化吸收，長此下去，漸漸就失去了學習興趣，致使教學質量大打折扣。

（3）教師教學過程中，物理應用性引導不足。部分教師課堂中只注重對理論的闡述、定理的應用、典型物理量的計算，對科學思維的培養缺乏足夠的重視，一些學生更注重做作業，把主要精力集中在解題和計算上，而對物理的實際應用性缺乏足夠重視。

（4）實驗開設項目有限，且實驗設備臺數與實驗人數嚴重不匹配。由于全校理工科專業學生都必修大學物理課程，人數非常多，但部分院校實驗設備和場地有限，只能是分組進行，授課教師大班授課，實驗分成3-4組，仍不能緩解人數與實驗設備不足之間的矛盾，致使實驗室從學期初到學期末的晚上或周末，大大增加了教師的工作量，同時占用了學生的周末時間，學生的實驗效果也不盡人意。

2 大學物理課程教學改革與實踐

針對目前大學物理教學現狀，對該課程進行改革的實施路徑如圖1所示。

圖1 大學物理教學改革與研究總體思路

（1）以專業應用為導向，改革大學物理教學內容。要針對不同專業對物理知識的實際應用需要，制定與之契合的教學大綱，使物理教學內容與本專業知識更好的相關聯、銜接，而不是像現在這樣，物理基礎課和專業課“兩張皮”[4]。在物理教學過程中要使各專業學生盡早了解本專業，使學生學習更有目標，這也是培養各專業應用人才的關鍵一步。大綱的制定需要由大學物理教研室和各專業教研室共同商榷、調研完成，才能做出周密、符合實際的決定，在大學物理教師數量緊張、工作量大的情況下，不妨和各專業教師合作授課，既更好的灌輸了物理思維，同時又引入了專業觀點。對于專業需求的內容重點精講，其他可以略講，這樣一來也解決了物理課程知識點多，課時安排又少的大難題。如工程類專業，把物理內容和專業需求有機結合，凸顯專業知識之下的物理基礎作用，特別是支撐專業新進展、新技術發展的物理原理，進而加深學生對本專業進步與創新的理解。

（2）討論式教學方法，提高學生學習興趣。無論大綱如何制定，學生是學習的主體，必須要提高主體學習的積極性和主動性，改革才能落到實效。采用討論式教學模式，讓學生參與教學過程，既能集中學生的注意力，提高課堂活躍度，也能培養學生分析問題、解決問題的能力，以及創新思維能力[5]。這就對教師提出了更高要求，要求教師要課前備好課，哪些設置成討論內容，哪部分設置問題，需要他們深入思考。課堂上教師首先創設情境，發現問題，不再是對著課件照本宣科；學生間要合作探究，解決問題，課堂上要積極思考，與他人合作交流。無形中培養了學生思考、傾聽、與他人合作的應用型人才所必備的素養。

（3）線上線下教學相結合。需要建立大學物理線上教學資源，上傳課程必要的資料，方便學生課后查閱，上傳一些專業相關拓展知識，供學生學習。5G時代已到來，要充分利用信息網絡，雖然現在學習平臺很多，資源也很豐富，但沒有針對相關專業建設的大學物理學習資源，所以建設以專業應用為主的大學物理線上學習資源十分必要。可以在平臺上發布討論，學生可以通過平臺各抒己見，教師方便批閱，及時給予針對性的指導；也可以在平臺上發布作業，設置成生生互評，鍛煉學生的思考能力，教師做最后總結即可。既解決了大班額課上無法兼顧到每一個同學的不足，又把教師從繁重的作業批改任務中解脫出來，集中精力做好教學設計。

（4）創新思維、科學思維的培養。任何教學在教授學生知識的同時，更重要的是培養學生的科學思維、創新思維，這也是應用型人才應當具備的特質[6]。物理課堂上教師注重引導學生思維、發現本質；形成概念、掌握規律；學以致用、提升能力；不能單純地讓學生做題、教師講題。

（5）改革大學物理實驗教學內容。為更好地達到改革效果，實驗內容也要與專業銜接，并進一步優化，培養學生的動手能力、解決問題的能力和嚴謹認真的科學態度[7]。例如自動化專業，后續專業課與大學物理中的電磁學內容聯系較緊密，可以多開設幾個與專業應用相關的電磁學的實驗；另外，結合后面的實驗方式和手段，可以增加實驗項目數量。

（6）改革大學物理實驗的教學方法和手段。針對前面所說的大學物理實驗現狀，把實驗與現代化教學技術融合起來，可以利用物理實驗虛擬仿真系統[8]，教師實驗前錄制好視頻，用以學生課前預習，讓學生自主探究和學習物理實驗知識與內容，解決了人數眾多與實驗臺數量少之間的矛盾，能夠人手“一臺”，學生積極參與進來，增強了實驗的主動性和能動性；課后細節地方沒弄懂的可以隨時補做，線下可以相互交流與探討。

（7）改革實驗評價方式。實驗課程不能過分重視結果，忽視實驗過程。可以在實驗過程中設置一些問題，如原理、方法與技巧的探究，學生線上回答反饋，或在操作過程中的關鍵環節要求學生拍攝當前實驗狀態，幫助教師監督和了解學生實驗過程，使實驗達到良好效果。

3 結語

本課程教學改革總目標就是發揮大學物理的積極作用，培養滿足社會需求的各專業應用型人才。這也是各高校向應用型大學轉型、實現新形勢下應用型人才培養目標的必然要求。

該課程以筆者所教授的自動化專業應用為導向，進行了一系列的教學改革研究與實踐，效果明顯。學生學習興趣明顯增強，自主性、應用能力大大提高，在參加的學科競賽中均取得了較好的成績，學生畢業論文的完成質量整體明顯高于往屆。大學物理課程教學改革是一項長期任務，今后仍需要不斷深化與完善。