大学生科技项目化大学物理教学的思考与探索

苏凯敏 雷应喜 路哲 黄程 徐行祤

摘要：物理理论性较强，学生学习纯理论比较枯燥，不感兴趣，需要设法提高学生学习物理的兴趣。需要以用促学，学生边学边用，不仅仅是物理知识，更应与专业知识紧密结合。教师根据实际情况引导学生申请科技项目。学生学习的同时应用物理知识和专业知识解决实际问题，将知识转化为生产力。大学生科技项目与教师教学紧密结合，以用促学，以学促教，以教促用。

关键词：大学物理教学改革;以用促学;大学生科技项目化教学

大学物理课程主要面向非物理学专业的理工科学生，作为他们专业必修的基础课，大学物理的主要作用是为学生后续学习专业课打下良好的基础。当前大学物理涉及的内容比较多，理论性较强、难度大，涉及学生的专业多，而对于某个专业的学生来说，真正与自己专业相关的知识可能只是其中的一小部分，部分学生对于大学物理的学习兴趣不大，积极性不高，只是应付学习，获得学分。为了能够让学生提高学习大学物理的积极性，主动性，为专业课打下良好基础，大学物理教学需顺应时代的需求进行教学改革，整合课程内容，分专业化、模块化、项目化，使得每个专业的学生学习大学物理的内容与本专业更紧密，更实用[1]。为此，这里对大学物理教学与大学生科技项目相结合进行思考与探索，希望逐步实现以用促学，以学促教，以教促用。

一、课程内容的整合

当前大学物理课程面临着课时少[2]，内容杂而多，很有必要对其进行整合。每个专业学生的需求都不一样，因此可以根據不同专业进行整合[3]，分析学生专业课的特点，找出与该专业最紧密的内容作为重点模块，是学生必学内容，作为学生期末考核的内容。而其他内容则作为学生选学模块，可以通过网络以微课[4]的形式进行学习，列入学生平时成绩考核的一小部分。

以通信专业为例，该专业学生学习通信原理、数字电路与EDA设计、微波技术与天线、光纤通信等专业课。大学物理中的机械振动与机械波、静电场、恒定磁场、电磁感应和光学的内容与该专业更为紧密，可以作为重点内容，期末重点考核内容。对于其它内容，学生可以通过网络微课形式进行自主学习。

二、项目化建设

为了使得大学物理的内容与学生专业课更加紧密，教师根据所在高校的实际情况，可以通过现实需求结合大学物理和学生专业课内容设计项目内容。学生组成团队选择一个项目内容学习大学物理和专业课知识的同时，申请学生科技项目或者参加一些竞赛，直接学习并应用理论知识解决实际问题。比如学生申请大学生科技项目，参加全国“互联网+”大学生创新创业大赛等。

以通信专业为例，前一届的学生在做大学物理实验扭摆法测定物体转动惯量时，发现实验仪器测出周期，还需要大量的数据计算处理过程，想到需要改进实验仪器。以设计一个智能型的转动惯量测量仪为项目内容，将大学物理和专业课的内容直接联系起来。引导学生组成团体申请了大学生科技项目，一边学习一边应用，学生学习的积极性高。

三、项目化教学

以实施项目遇到的问题来辅助引领教学，学生项目申请书里的实施步骤已经列好了相关知识问题。一是大学物理中转动惯量的理论知识。二是仪器测量时扭摆近似做简谐振动，需要大学物理中机械振动与机械波的理论知识。三是控制电路、无线通信、数据处理程序编写等是学生的专业知识。学生因为需要做项目会积极主动地学习项目用到理论知识，不明白的主动问老师，学完后直接运用物理知识去解决实际问题。这同时也促进了学生更加积极地学习专业课知识。以点带面，通过部分学生积极做项目，认真学习，起到先锋模范作用，激发全班学生都努力学习，从而形成良好循环，一届学生带一届学生。

图1展示了学生有与没有科技项目专业班级大学物理实验期末成绩分布的对比，可以发现学生有科技项目班级成绩达到优的有2.86%，不及格率为零。而学生没有科技项目班级成绩达到优的为零，不及格率3.45%。虽然这个图不能够代表普遍性，但是一定程度上说明通过学生科技项目化教学有利于学生成绩的提高。当然这种教学思路只是大学物理教学改革中的一个思考与尝试，还面临着很多问题，有待进一步探索。比如难点在于，教师不仅需要精通物理知识，还要对学生学习的专业知识有所了解，需要花大量时间和精力预先根据学生专业将大学物理内容进行合理分类，再根据现实问题与学生专业知识提前设计好项目内容;再慢慢引导学生去解决实际问题，提升学生的综合实力。

四、成效与思考

初步尝试了对一些学生团队开展项目化教学。学生以科技项目为导向自主学习，自行推导转动惯量的理论公式，利用简谐振动的理论推导扭摆振动周期与刚体转动惯量的关系。学生同时认真学习专业知识，编写芯片控制程序，绘制PCB电路。每一步都与教学紧密相关，同时使得学生学会了如何将知识转换成生产力。学生对大学物理课程的兴趣得到了提高，学习主动性增强，应用知识解决实际问题的能力也得到了提高。大学物理基础课与专业课的联系得到了加强。通过团队协作，培养了学生的团队精神。逐步实现以用促学，以学促教，以教促用。

参考文献：

[1]赵鲁涛，张志刚.“学以致用，以用促学” 创新高校课堂教学[J].中国高等教育，2015：37-39.

[2]梁秋群.反思大学物理教学中存在的问题及其对策[J]. 才智，2018：185-186.

[3]吉晓瑞，杨晓红，李双美，孟广伊，张 娇，江 翠，王为民.大学物理课程分专业设置教学内容的探索与实践[J].沈阳工程学院学报（ 社会科学版），2018，14（1）：110-113.

[4]陈薇薇.微课在大学物理教学中的应用策略[J].西部素质教育，2019（02）：18-109.