應用型本科高校“大學物理”的“金課”建設與實踐

馮友君

（四川旅游學院 信息與工程學院，四川 成都 610100）

全面深化高等教育改革的核心在課程建設。2018年6月，在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，陳寶生首次提出了“金課”的概念。同年8月，教育部印發《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》，第一次正式使用“金課”的概念。同年11月，教育部高教司吳巖司長在第11屆中國大學教學論壇上，闡明了“金課”的“兩性一度”標準：高階性、創新性和挑戰度，并指明了其深刻內涵。為各門課程的“金課”建設指明了方向。

“大學物理”作為理工科各專業的一門重要基礎課程，在培養學生科學素質和創新能力方面具有其他課程所不能替代的作用，在應用型人才培養上具有舉足輕重的地位。而各個應用型專業都有各自的特點與要求，各專業學生的物理學基礎也各不相同，這就需要“大學物理”課程在教學內容、教學方法、教學模式、考核方式等方面與專業特點相呼應，為學生后期的專業課學習奠定堅實基礎。

國內多所高校都在嘗試進行“金課”建設，但大多教學改革模式不易復制。近年來，筆者所在的大學物理課程團隊一直圍繞“金課”建設的“兩性一度”標準，對“大學物理”課程的教學進行了深入思考和不斷改革，建設了本校的“大學物理”課程教學改革方法。

一、“大學物理”的“金課”建設內容

（一）“大學物理”課程內容的改革

第一，改革“大學物理”課程內容的教學順序。目前，我?！按髮W物理”課程開設的情況如表1所示。由于不同專業“大學物理”課程的學時不同，所開設的教學內容不同。由于大一新生高等數學知識相對薄弱，導致學生學習“大學物理”課程時稍顯吃力。針對此問題，我們調研了多所開設相關專業的兄弟院校，對開設兩學期“大學物理”課程教學內容的順序進行了適當調整，以便學生恰當應用高等數學知識解決大學物理中的問題。

表1 “大學物理”課程開設的情況

目前，市面上絕大多數大學物理教材上冊的內容有：力學、電磁學，下冊內容有：光學、熱學、近現代物理等內容。針對這樣的教材實際情況，筆者所在團隊結合學生的實際情況，對上冊、下冊教材內容的授課順序進行了調整，將需要較少高數知識的力學、光學調整至第一學期學習，而將需要更多高等數學知識的電磁學、熱學及近現代物理等知識調整在第二學期開設，解決了學生運用高等數學知識的問題。

第二，將“大學物理”課程內容與專業內容相結合?！按髮W物理”是基礎課，具有更廣的適應性。因此，很多應用型高校的“大學物理”課程教學內容并沒有根據專業特點及所需物理學基礎有針對性地設置，導致教學內容缺乏實用性和趣味性。針對此情況，筆者所在團隊要求教師認真學習專業課內容，比如：食品相關專業的教師需學習物理化學、食品工程原理等課程；建筑電氣與智能化專業的教師需學習電路理論、建筑電氣控制技術等專業課程，了解專業課中究竟涉及物理學的哪些內容，可以用物理學知識來解決什么問題等。同時，教師還需要了解本專業的人才培養方案，知道學生在校學什么、畢業后做什么，做到對專業特點“心中有數”，然后再來設置教學內容。這樣，增加了更多與專業貼近的物理學內容與前沿內容，將物理知識與專業課程有機結合，讓學生感受到“大學物理”課程是與本專業緊密相連的實用性課程。

（二）“大學物理”課程授課模式的改革

第一，授課形式多樣化。當前，授課的模式有多種，如翻轉式、對分式、混合式等。實質都是以學生為主體的參與式學習方式。這種學習模式的理論基礎源于學習成效的“金字塔”模型。該模型的具體內容如圖1所示，它是指學習保留率與學習方式之間的關系所形成的金字塔形狀。從圖中可以看出在兩周后應用不同的學習方式的學生的知識保留率不同。僅采用聽講、閱讀、視聽、演示等被動學習方式的學生，兩周后知識保留率很低，分別為5%、10%、20%、30%；而采用討論、實踐、教授給他人等主動學習方式的學生，兩周后的知識保留率分別為50%、75%、90%。因此，為了讓知識保留率高，必須讓學生主動學習。

圖1 學習成效的“金字塔”模型［8］

基于此理論，筆者所在團隊分別將“課堂派”“學習通”等平臺融入線下課程，查看出勤率、提問、提交課堂練習等情況，使課堂形式多樣化，讓學生主動參與學習。

第二，調研“生活中的物理學知識”。由圖1可知，應用“傳授給他人”的主動學習方式，知識的保留率最高，也就是說如果某一知識點，學生能自如地講解給其他同學聽，并讓其他同學聽懂，那就說明他自己已經深入理解并掌握了該知識。

基于此理論，我們將教材內容按照物理學知識的分類，將所學內容分為：力學、光學、電磁學、熱學等幾個部分。在每一部分內容學習結束后，以小組為單位，調研生活中的這一部分知識，并讓學生自擬題目，以Word、PPT或拍攝小視頻等形式，在課堂上講授，講授結束需現場回答教師及同學的提問。

為避免個別學生渾水摸魚不認真調研的情況，在現場講解環節，教師及其他組的學生可以向該組任意一位學生提問，而回答的結果直接影響本組學生的得分。學生需要靈活掌握這部分知識才能做到這一環節不扣分，從而提高了這部分知識的“挑戰度”。

通過這樣的形式，學生學習大學物理的主動性大大提高，課堂中學生的抬頭率、討論度也上升很多。

（三）“大學物理”課程考核方式的改革

為提高學生的學習效果，將大學物理的考核方式由原來平時成績占總成績的30%、期末閉卷紙質化試卷考試成績占總成績的70%，改為平時成績占40%、期末閉卷紙質化試卷成績占60%的考核評價方式。增加了平時成績的占比，更加注重學生的學習全過程。平時成績評價包括：課后書本紙質作業、課后調研成果、網絡平臺使用情況及出勤等方面綜合評定，具體情況如表2所示。課程的成績來源包括：任課教師、學生互評、平臺，不再是任課教師一評到底，增加了學生參與環節。

表2 成績考核構成

二、教學結果對比

該改革在某一個專業的2019級學生中進行了實踐。結果證明，教改取得一定成果，現列舉相關數據進行說明。

圖2是該專業2019級實踐組與2020級非實踐組學生的期末考試成績分布情況。明顯看出，通過教學改革，實踐組的低分數段人數明顯較少，70～79分數段與80～89分數段的人數明顯較多。同時，整個實踐組的平均分比非實踐組的平均分高4.3分。

圖2 學生期末試卷考試成績對比圖

期末試卷的基礎題總分為48分，圖3列出了學生的基礎題得分對比圖。可以看出，實踐組基礎題得分情況明顯好于非實踐組，得分40分以上的人數也明顯比非實踐組人數多。

圖3 學生期末試卷基礎題得分對比圖

通過這些數據的分析，充分說明本次教學改革取得了一定成效。

結語

通過對應用型本科高?！按髮W物理”的“金課”建設過程中的多年教學改革實踐，筆者介紹了所在團隊的教學改革方法：即課程內容與專業特征有機結合，增加了課程的高階性；適當利用網絡教學平臺、學生課后調研本課程的相關知識并講授；任課教師不再是大學物理課程成績的唯一評判員等方法，增加了課程的創新性與挑戰度。這些改革極大地調動了學生的學習積極性，學習成績也大幅提高。這種教學改革方法具有較強的可復制性，易于推廣至其他的公共課或部分專業課，以及其他高校。課后學生調研相關內容可以倒逼學生主動參與學習，進而加快應用型本科高校提升人才培養質量的進程。