地方高校大学物理课程教学改革的研究与实践—以铜仁学院材料专业为例

叶 芬，成 昊，姜菁菁，冷森林

(铜仁学院 材料与化学工程学院，贵州 铜仁 554300)

在国内地方高校向应用型高校转型的趋势下，许多大学课程都应该出现相应的调整，不再是简单的灌输理论知识，更应注重解决问题能力的培养。大学物理课作为工科专业必修的课程，由于该课程篇基础理论，如果按照教材由老师单方面的输入，会一直不被学生重视也不能适应学校应用转型的需要。所以应该根据专业需要和提高学生兴趣，改革教学方法和教学内容。铜仁学院2016年成功获批国家“十三五”产教融合发展工程项目，是国家从1134所地方本科院校中遴选出100所，打造“应用转型示范校”的重要平台，笔者研究其材料专业的特点，对大学物理课进行教学内容和教学手段进行调整，为更好适应学校的应用转型。

1 大学物理教学面对的问题

1.1 学生对大学物理课程的不重视

当今大学生对大学物理课程的不重视主要来自以下两个原因。首先，物理学的本身是一门古老的基础性理论性的学科，它不像英语、美术、音乐、计算机等课程学了就能马上使用[1]，所以学生学习这门课的时候没有成就感，潜意识认为是一门不实用的课程。其次，高考成绩不考核单科是否合格，虽然很多学生能上大学但是他们的物理成绩差，特别是在一些西部少数民族偏多的地方学校，面对比高中更复杂教材和授课的内容，这种厌学的现象更加明显。

1.2 地方高校的应用转型

2014年6月份，国务院发布了《关于加快发展现代职业教育的决定》，随后国内许多地方高校吹响了应用转型的号角[2]。目前将人才分成两大类，分别是：应用型人才和学术人才。应用型人才相较于学术型人才不需要系统的、高度的理论和学科背景，他们的动手能力、实践能力、利用所学知识解决生产实践中出现问题的能力应该优于学术型人才，这样的人才才能更好的服务地方。为了配合高校的转型发展，大学物理课虽然没有被取代，但是它的课时被削减了，如铜仁学院的材料专业的大学物理课，由原来的144学时，削减到110学时，同时取消大学物理实验课[3]。所以大学物理课的教学大纲及教材都应该进行相应的改变。

1.3 传统教学占主导

由于大学物理课的内容偏理论，所以多采用教师讲授，学生接受的方式授课，属于被动学习。学生学习的主动性降低，学生课堂教学活动的参与度较低。教师的PPT设计能力不足，不能更好的展现教学内容。常采用大班的形式教学，很难实现因材施教。

2 教学改革的探索

2.1 任课教师的再学习

大学物理课的任课老师的研究是物理相关方向，他们能根据教材将物理知识传授给学生，因为缺少专业背景较难将物理知识与学生的专业结合起来，所以课程没有目的性，学生的参与度较差。为了满足地方高校应用转型，需要提高学生运用所学的理论知识解决实际问题的能力。因此，材料专业大学物理的任课老师应该有材料相关的知识，可以通过两种途径获得相关的知识。一是多与教研室的老师交流，了解他们的研究方向，掌握一些科研案例。二是进入相关企业兼职学习，发现企业中的生产与物理知识的联系，增加到自己的讲义中。

另外王亚伟[4]等人研究发现，大学物理课任然是以老师主讲为主，学生又渴望参与到教学活动中，希望有更多的提问、讨论、交流的机会。所以需要任课老师备课时，设计一些教学互动环节，这些教学互动环节的内容应该与材料相关的科研和企业问题结合起来，这些问题与他们其他专业课老师相关，也与他们未来的就业企业有关，所以能较大的激发他们的兴趣。

2.2 课程内容的改革

由于改革的大环境存在，大学物理课的课时被削减，所以不能将物理学涉及的所有知识进行详细的讲解，而应该是根据专业选择相关的知识进行讲解和扩展。物理学应该分成力学、电磁学、光学、热学、近代物理这五个方面[5]，其中力学可作为自学内容。由于人类对未知的外太空还在发现，像是否存在磁单极这样的假设还没有被论证，所以近代物理可以以讲座的形式设置专题讨论课，激发学主动收集相关知识并进行总结和演说。

2.2.1 电磁学

电磁学需要学习静电场、恒定磁场和电磁感应，内容比较多，涉及的公式比较复杂。仔细剖析这部分知识，找出与材料专业相关的结合点。其中介绍完静电场后接着可以介绍利用静电场原理衍生出来的一些材料和产品，如电容器、防静电服、静电除尘、空气净化器等。

磁场客观存在，它不需要载体就能对在其中的物体进行作用，在学习这块的知识可以重点介绍一些探测器如质谱仪，介绍它的工作原理，其中就是将电场和磁场的知识结合起来而发明的。磁学部分还提到一种材料：磁介质，因原料的不同做出的磁介质也不同，它们的应用非常广泛，在生活中就能经常见到，穿插一些老师的相关科研加深映像。

2.2.2 光学

教材中光学部分主要强调它的基础理论学习，介绍光的干涉、衍射、光栅、光程差的计算等，重点通过计算来判断光干涉条纹的出现条件。光学的理论知识在材料的分析技术占有很重要的作用，如劳厄利用X射线研究晶体时，发现X射线照射晶体时在底片上出现了衍射斑点，其实就是X射线经过晶面反射后出现干涉现象。而材料检测、检测设备的维护和研发也是材料专业学生就业的一个方向。除此之外，利用光的干涉条纹的变化可以对薄膜、光学器件进行检测这些都是实际的工程应用。所以，在介绍这方面的知识可以多挖掘一些应用案例，详解案例的原理，教材的理论知识可以得到强化复习。

2.2.3 热学

分子的热运动是所有运动的基础，热学的应用贯穿到材料的整个研发过程，从材料的原料到成型再到材料的性能测试。一般教材在热学这方面常以气体为介质进行讲解，很少以液体和固体作为探讨对象进行讲解。在讲授这部分知识是可以增加一些材料热力学的知识和材料科学基础里面相变的知识。分析空气能热水器的工作原理、材料的差热分析和热重分析、 材料烧结等进行讲解。

2.3 教学方法的改进

目前大学物理的教学方法有板书+PPT演示、翻转课堂、微课、慕课。其中反转课堂、微课、慕课这些方法在地方院校有一定的局限[6]，因为这些学校缺少名师、名课、视频处理技术员和网络维护，所以应该在板书+PPT演示的教学方法上进行优化。现在智能手机和网络的覆盖，老师为学生建立一个大学物理的学习群，向学生分享课件和相关试验视频，允许学生在课堂上使用手机，基本可以实现半在线学习。

3 实践与效果

自2015年来，一直承担铜仁学院大学物理和大学物理试验的教学，经历了大学物理课时的缩减、大学物理实验课的取代及学校的应用转型，将《大学物理》课更名成《基础物理》这门课，使大学物理不再是一门针对所有专业的课程，而是根据不同专业调整教学内容和教学方法的一门物理课。

为了提高学生的参与度，笔者在板书+PPT演示的基础上与学生基本实现半在线学习，将课件的做出二维码分享给学生，建立学生与老师的交流平台，授课过程中播放与课程相关的试验视频或者模拟视频，拟出若干专题供大家讨论等。在期末考核的时候讲平时成绩的比例提高到40%，平时成绩中的一项重点指标是学生的参与度，将学生分成4个等级，每个等级给出相应的分数驱动学生主动参与。通过问卷调查发现，学生对该课程的兴趣度17级的学生比16级的学生提高了40%，学生在课堂上能主动发言探讨问题。

其实物理本应该是一门有趣的课程，怎样使学生不被繁琐的基础理论所累，而是培养学生运用这些理论和物理精神来解决问题是每个大学老师应该思考的问题。