基于“卓越计划”的应用型本科院校大学物理教学改革研究

摘 要 大学物理是高等院校面向理工类学生的一门重要的基础课。本文根据应用型本科院校的人才培养目标，对基于“卓越计划”的大学物理课程的教学内容和教学方法改革进行了探索。

关键词 应用型本科院校 卓越计划 大学物理 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.044

Investigation of College Physics Teaching Reforming of Application

-oriented Colleges Based on Excellence Program

YONG Yongliang， LI Xiaohong， CHEN Qingdong

（College of Physics and Engineering， He"nan University of Science and Technology， Luoyang， He"nan 471023）

Abstract College physics is a major fundamental course for the students of the science and engineering in universities and colleges. According to the objectives in talent cultivation of application-oriented colleges， we have innovated the teaching content and teaching methods of college physics based on excellence program.

Key words application-oriented colleges; excellence program; college physics; teaching reform

教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是国家教育改革和发展的重大改革项目，是我国高等工程教育改革，促进高等工程教育质量全面提升的重要举措。①旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。②当前应用型本科院校无论在发展的外部环境还是内部条件方面都面临挑战，在高等学校发展序列中处于“中间地带”，前面有老牌的、强势的研究型大学，后面有各类高职院校，应用型本科院校必须建立具有自身特色的培养目标和模式， 才是多数新建本科院校的合理选择并符合社会和经济发展的需要。③而各个本科课程只有进行必要的改革，才能适应应用型本科院校的发展。

大学物理是面向高等院校理工农医各专业的一门公共基础课，担负着提高学生科学文化素质和培养学生数理思想的重任。该课程涉及面广、知识涵盖范围大对于各专业来说，后续的专业课都要应用本课程引入的基本概念、基本理论和基本方法。更重要的是还关系到培养学生观察问题、分析问题和解决问题等方面具有其他课程所不能替代的作用。应用型本科院校在“卓越计划”的大背景下如何在教学理念、教学内容、教学方法和教学方式上对大学物理这门课程进行建设和改革，如何拓展和完善教学素材和教学资源，是值得认真思考和积极探索的问题。④经过近几年的教学实践，对基于“卓越计划”的大学物理教学进行了改革和探索

1合理优化教学内容

1.1针对不同专业，精选教学内容

卓越计划目的在于培养学生的创新能力强以及适应经济社会发展的需要，大学物理这门课程内容繁多，知识面宽广，以至于很多学生觉得大学物理的很多内容对他们后续专业课的学习，以后的考研或者工作帮助都不是很大，使得学生将学习大学物理看成是一种拿学分的没有必要的课程。另一方面，大学物理的部分内容对不同专业的学生帮助很大，学生也很愿意学，但是由于学时的限制，不能过多的介绍，使得学生觉得意犹未尽，没有学到更多对自己有帮助的内容。这样一来，学生学习大学物理的兴趣不高，学习效果令人担忧。事实上，大学物理的部分内容对于不同专业学生的后续学习而言的确作用不是很大。例如，近代物理中的狭义相对论和量子力学的内容对于车辆工程类专业的学生而言，帮助就相对很小，教师在讲台上滔滔不绝，学生在下面也只是听个“稀罕”，听得无奈。相反，力学部分中的刚体力学对于他们相当重要，他们也愿意花时间、花精力去学习，但是根据传统的教学要求，这部分课时少得可怜，只能浅尝辄止地介绍相关的概念，具体的定轴转动和角动量守恒在机械设计中的应用等内容只是稍微提一下。因此，根据不同专业的学生，在有限的学时内，要适当调整教学内容。例如，材料类专业可以增加热学和近代物理中的纳米材料方面的知识等，相对减少近代物理中早期量子论的相关内容。但是，在针对不同专业调整教学内容的同时，要注重物理知识的系统性，有些内容不是不讲，而是点到为止。

1.2针对不同专业，对教学内容模块化处理

上面提到，根据学生的专业情况，适当调整教学内容。对于学生帮助大的要多讲，深讲，而用处不大的，为了知识的系统性也要点到为止。此时，可以将教学内容进行模块化处理。⑤也就是根据物理知识的内在联系，将内容分成若干模块，这样将有利于知识的系统性、针对性和灵活性。特别是，那些学生专业不是很重要的物理知识，进行模块化处理后，利用较少的学时，以作报告或者讲座的形式呈现给学生，使得学生更容易地接受这些内容。例如，自动化等专业的学生，没有必要对热学部分掌握较深，因此这部分内容可以做成几个报告，告诉学生们热学的研究内容，研究方法，以及研究成果等即可，从而使学生接受的物理知识体系还是完整的，又做到了有的放矢。

1.3整合教学内容，补充现代科技理论

传统的大学物理教学体系主要以力、热、光、电磁和近代物理的内容为主，而与当前社会实践紧密相关的现代物理所占比重太小，尤其是物理知识在工程技术等中的应用。因此，适当补充现代物理势在必行。例如，传统的光学部分主要介绍几何光学和波动光学（光的干涉，衍射和偏振），因此补充部分信息光学的内容，对学生理解光学的系统性和现实生活中的光学应用大有益处。比如，在传统的波动光学之后讲解有关激光和光纤的相关知识。在热力学内容之后添加部分信息熵的内容。量子力学基础上介绍部分能带理论以及纳米材料、超导材料的应用，这些都将有助于提高学生学习物理的兴趣。

2多种教学方法相结合

“卓越计划”背景下的应用型本科院校，要求通过大学物理这门课，不仅学到必要的物理知识，更重要的是学会提出问题、分析问题和解决问题的能力。因此，教师在讲课的过程中就要潜移默化地将这些能力带入课堂，引导培养学生的分析问题和解决问题的能力，探索精神和创新意识。另一方面，大学物理这门课程的教学学时一再压缩，课堂时间就显得尤为珍贵。为此，就要改进传统的教学方法，尝试新的教学方法，以期达到上述目标。

2.1 加大多媒体的数字化演示

大学物理是一门实验科学，其中很多定理、定律等内容都是在实验的基础上总结得到的，因此教师在讲解过程中，为了培养学生的思维能力，不可避免地要谈到实验如何进行的，如何得到规律的等等。依靠传统的板书，这一点很难让学生一目了然。因此，讲课过程中要加强多媒体的数字化演示，包括演示实验的内容、原理、相关背景等，从而再现某一个规律发现的过程，提炼的过程等，使学生能够清晰了解规律的现象和原理，同时也培养和提高了学生的观察能力、理解能力和思维能力。这样一来，对于培养应用型的卓越人才计划，教师也就不必要在课堂上花费大量的时间用于定理、定律的推导，不但避免了乏味感，还激发学生思考问题的积极性。但是，需要注意的是，由于学生物理知识的缺失，很容易在观看演示实验过程中，只看皮毛，不去思考和探索。此时，教师在数字化演示过程中，要时时刻刻注意引导学生，增强演示的启发性和创新性。教师要多提问题，多给学生思考，多与学生互动和交流。

2.2 启发式教学和案例教学相结合

案例教学就是利用典型实例进行教学，使学生能通过对特殊的典型的实例进行分析，进一步理解和掌握教学中的概念和原理，并在此基础上培养学生独立分析和解决问题的教法。案例教学的过程中，要注重引入和提出某一类工程问题或者自然现象，让学生讨论问题的提法以及解决的方法，进而使学生巩固已经学过的内容以及了解将要学习的内容等。例如，在光的偏振中介绍立体电影的原理和实现，课前提出问题，立体电影如何工作的，进而学习光的偏振。又或者在薄膜干涉中先提出问题：阳光下的肥皂泡，水面上的油膜，鸽子勃颈处的羽毛，猫眼石等等都会显现出五颜六色的花纹，为什么？通过这些案例，启发学生积极思考和讨论。这样有助于激发学生的兴趣，发挥他们的主观能动性和创造性，进而实现学生对课本内容的深刻理解。同时，也锻炼了学生解决实际问题的能力，更重要的是培养了学生的思维能力。

3结语

综上所述，为了使大学物理课程的教学满足“卓越计划”背景下应用型本科院校的人才培养要求，大学物理必须进行改革。通过教学内容的合理优化，不同教学方法的不断改进和有机结合，不仅能有助于顺利完成教学任务，更重要的是能培养学生的工程技术思维。

基金项目：河南科技大学创新团队（2015XTD001）资助

注释

① 汪泓.打造卓越工程师摇篮，培养应用型创新人才[J].中国大学教学，2010 （8）：9-10.

② 宋佩维.卓越工程师创新能力培养的思路与途径[J].中国电力教育，2011 （7）：25-29.

③ 孙泽平.关于应用型本科院校人才培养改革的思考[J].中国高教研究，2011（4）：55-57.

④ 姜伟.基于“卓越计划” 的大学物理教学改革与研究[J].高师理科学刊，2013（33）：106-107.

⑤ 赵树军.“卓越计划”背景下大学物理教学改革的探索与实践[J].黑龙江工程学院学报，2014（28）：78-80.