立德樹人視域下力學課程的教學改革

王麗娜，趙興宇*

（伊犁師范大學物理科學與技術學院/新疆凝聚態相變與微結構實驗室 新疆 伊寧 835000）

1 力學課程教學中存在的“痛點”問題

學生雖然掌握了一些概念、定義、定理和定律等內容，但是不能熟練地運用所學知識解決遇到的實際問題。在問題求解中存在著缺乏使用微積分和矢量知識的意識，習慣于標量代數的數學運算與思維。教學中往往都是在課堂中統一步調地進行教學，難以滿足學生學習的差異化需求。上述“痛點”的存在，不僅使學生無法分析求解一些具體問題，而且難以形成正確的處理方法和思路，造成學生認為力學課程較難學習，影響學生求真學問、練真本領。另外，力學課程中存在著很多課程思政元素，這些元素都有利于培養學生的綜合能力，促進立德樹人目標的落實。本文將針對這些痛點問題給出我們的教學改革與創新要點，并闡述基于問題導向提高學習效率和融入課程思政元素提升學生綜合素養兩個方面的教學實踐。

2 以學生為中心，基于“痛點”問題實施的教學改革與創新要點

2.1 教學內容的改革

2.1.1 增加大學與高中之間的銜接性知識

雖然大學中的力學課程在研究對象的復雜程度上和處理問題的方法上與高中有差別，但是二者有密切的聯系，高中知識是大學課程學習的基礎。在教學中，我們在相應知識點學習之前，先進行高中對應知識的回顧與溫習，使學生腦海中先有一些理解的基礎，然后再對大學中的該知識點進行學習。這樣學生不僅對知識點易于接受，而且也能夠清晰地體會到大學和高中階段知識的異同。

2.1.2 穿插數學知識，養成矢量和微積分運用習慣大學階段的力學課程中所使用的數學運算主要是微積分和矢量運算，這與高中明顯不同，因此，學生在學習中需要有一個運算思維轉變的過程。我們在教學中，除了會對必要的數學知識進行集中講解之外，還會將特定數學知識放在對應的物理知識之前進行講解學習，以促進學生將數學運算與物理情境建立聯系。同時，通過矢量和微積分的運用，增強學生對力學知識準確性與嚴謹性的理解，提升學生的科學素養。

2.1.3 融入課程思政元素，促進學生綜合能力與素質提升力學是物理學其他學科的基礎，力學中包含著物理學的一般研究方法，體現著科學知識的價值，蘊含著科學家的奮斗精神，這些都是重要的課程思政元素。在教學中，我們挖掘與融入了這些思政元素，讓學生在知識學習的過程中體會科學方法，感受科學知識的價值和科學家的奮斗精神，增強學生的科學駕馭能力、學習興趣、奮斗精神和愛國主義精神。教學中，這些思政元素是采用嵌入式進行的，達到潤物無聲的課程思政目標。

2.2 教學方法的改革

2.2.1 基于現代通訊技術，及時進行知識訓練與信息反饋傳統教學中，課堂訓練往往是采取紙質方式完成的。但是，由于受學生占有學習資料的限制，題目選擇空間較小，而且由于課堂時間有限，老師也很難較為全面地掌握學生對知識的掌握程度。針對這種情況，基于現代通訊技術，我們通過軟件設置在線題目，學生線上答題后及時給出統計結果，不僅增加了題目的靈活性，而且便于及時全面掌握學生的學習情況。在此基礎上，教師有針對性地進行下一步教學，實現教學的持續改進。同時也在學習過程中，讓學生體會我國科技取得的長足進步，增強“四個自信”和愛國熱情。

2.2.2 架起知識點與問題之間的橋梁，增強學生的問題分析與知識運用能力

在課堂教學中，我們既講好知識點，又結合具體問題，讓學生清楚認識知識如何在問題處理中發揮作用，同時反過來促進學生對知識點產生更為全面深入的認識，加深對具體問題的理解。例如在從質點的加速度到速度再到運動學方程的問題中，通過必要問題的求解，增強學生對這一類問題在數學上屬于求解原函數運算的認識，從而為問題求解找到更為寬廣的思路和方法。

2004年，張培林以重慶九院為實踐平臺，主持在該院引用平衡計分卡（BSC）作為醫院管理工具，最終形成一套完整的“中國公立醫院平衡計分卡戰略績效管理系統”。實現了醫療行為與成本可支撐之間的量化管理，成為醫院循證決策和量化推進科學可持續發展的核心軟實力，使醫院整體建設和精細化管理水平大為提升。該系統不僅榮獲國內多項大獎，而且還和一家軟件公司合作研發了醫院管理模板軟件。截至目前，該軟件銷售額已達2億元。

2.2.3 基于問題導向，錄制微視頻，提升學習效率，滿足差異化需求

在教學中，選擇一些容易混淆的知識點、教學難點和重點、典型例題習題和疑難問題等錄制微視頻。視頻以單個問題或主題為單元而制作，不僅能夠滿足學生預習、復習和疑難問題的解答，而且便于學生有針對性地進行選擇學習，既滿足了學生差異化的學習需求，又能夠節省學生的查詢時間，具有很強的靈活性和便捷性。

2.2.4 結合學習需要，編寫整理豐富的訓練題目

在現有的教材中，往往都附有課后的計算訓練題目，但是缺乏一些基礎知識（例如概念、定義、定律等）的訓練，這就影響了學生對基礎知識的掌握，學生對基礎知識的不熟悉也影響對這些知識的進一步應用。我們編寫了訓練題目，讓學生增強對課程基礎知識和重點知識的把握，提升學生的自主學習條件。

2.2.5 增強鼓勵與督促，養成良好的自學習慣

自學，在大學中尤為重要，但是自學習慣的養成往往需要在不斷地監督下慢慢形成。所以，我們還要在促進學生形成良好自學習慣上下功夫。在日常生活中，我們會通過作業、測試、在線答題等方式掌握學生的學習進度和效果，并及時向學生反饋，不斷促進其自覺性的養成，激發學生的銳意進取精神。

3 基于問題導向利用微視頻提高學習效率

在“互聯網+”教育背景下，課程的電子資源顯得尤為重要，不僅能夠為學生提供學習資源，而且便于學生隨時學習。以單個問題或主題為單元的微視頻，能夠便于學生快速查找到自己關注的問題，提高學生的學習效率。在教學中，我們結合學生常見的知識點問題錄制了微視頻，便于學生隨時學、反復學，為學生課前課后自主學習提供便利，滿足不同學生的需求，具體做法如下。

針對學生對一些容易混淆物理量存在模糊不清、難以分辨的情況，我們錄制微視頻，重點進行對比講解，集中呈現，讓學生明確它們之間的區別。這些知識點包括動量、沖量、角動量和動能，位移和路程等。

面對一些物理量在大學階段與高中階段中的表示與運算方式不同，學生往往表現出不習慣的情況，我們在微視頻中會對其進行重點強調與訓練。例如速度和加速度的求解中，學生往往不習慣使用矢量，對通過矢量表示和運算比較陌生，因此我們在微視頻中，不僅重點強調速度和加速度的矢量性，而且還進行了習題的講解，讓學生熟悉相應的運算。

對于動量定理、動能定理、角動量定理和轉動定理等重點知識，學生在其運用上也存在著一定的困難，我們分別錄制微視頻，不僅講清楚定理的來龍去脈，而且對定理的典型應用進行講解，同時還闡明質點系中各質點間內力作用在上述前三種定理中的地位和貢獻。這樣有助于學生的理解和掌握，避免死記硬背。

在利用牛頓運動定律、動量守恒定律、機械能守恒定律和角動量守恒定律進行問題求解等難點中，我們采取的措施是在微視頻中對典型問題進行講解，明確問題求解思路，展示問題求解過程，總結問題分析要點。

這些微視頻錄制之后，通過網絡載體進行傳遞，就能夠為學生所用，彌補課堂教學受時間和地點限制的不足，拓寬學生獲取知識的渠道，促進學生自主學習資源體系的構建，有效降低學習的難度。

4 力學課程中思政元素的挖掘與融入

具體力學問題的處理與描述、力學理論的建立都體現著問題研究解決的一般研究方法和科學家的奮斗精神，也體現著科學知識的魅力，這些對促進學生綜合素質和能力的提高具有重要作用，是實施立德樹人工作的重要抓手。在教學中，我們挖掘了相應的思政元素，并融入了教學過程中。這里將結合漆安慎的力學教材內容進行介紹，具體內容如下。在講到“物理學以實驗為基礎”這一內容時，引入“實踐是檢驗真理的唯一標準”，讓學生將理論與物理實踐結合在一起，增強學生的唯物主義觀。在學習質點內容時，將這一內容與“抓住事物的主要矛盾”聯系起來，讓學生體會問題處理的原則，增強創新能力；并將這一原則引申到工作和生活之中，增強學生運用哲學解決問題的能力。在講到理想模型、質點、質點系、剛體和振動等章節內容時，通過這些實例讓學生感受“從簡單到復雜”的問題處理的思路與步驟，感受創新過程。在學習直角坐標系、自然坐標系和極坐標系時，讓學生體會多角度因境而定的問題描述方法，增強學生處理問題的發散性和創新性思維，這樣的例子還有力的功與力矩的功等。

在講解質點直線運動一節中，通過微積分的運用和微分方程的求解，并與高中時只能處理簡單問題相對比，讓學生感受知識的力量與魅力，增強學生的學習興趣；“火箭的運動”一節也包含同樣的思政元素。在萬有引力定律一章中，通過開普勒定律和萬有引力定律的獲得過程，讓學生體會科學家的追求真理、勇于探索、持之以恒的精神，增強學生的奮斗精神與毅力。在運動學和動量守恒等章節中引入我國高鐵和航空航天事業的發展，闡述我國取得的巨大成就與在世界上的領先水平，增強學生的自豪感和愛國熱情。

在教學中，所挖掘的思政元素既與課程內容緊密相連，又具有重要的立德樹人功能。將這些元素融入教學過程之中，既順暢不生硬，又能使學生獲得真實具體的感受，易于學生接受和樹立正確的價值觀。

5 結語

在立德樹人視域下，本文分析了力學課程教學中存在的“痛點”問題，闡述了以學生為中心，基于“痛點”問題實施的教學內容和教學方法方面的改革與創新要點，介紹了我們基于問題導向利用微視頻提高學習效率和力學課程中思政元素挖掘與融入的具體方式。通過改革，學生較之前的學習效果有了提高，綜合素養也有提升。上述改革具有可操作性和可推廣性，不僅能為物理學類專業人才的培養提供借鑒，而且也可以為其他專業提供參考。