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应用型本科院校的大学物理课程开放式教学改革
摘 要：为适应应用型本科院校工科专业的应用型人才培养目标,对大学物理课程教学进行了改革实践.基于专业培养方案修订课程教学大纲,调整课堂授课内容与进度,增加学生教学参与度和自主学习机会,将教师科研项目与学生创新竞赛活动融入教学过程.通过开放式教学改革,提高了课程教学质量,激发了学生的学习兴趣,为专业能力培养打下基础.
关键词：大学物理；开放式教学；学习兴趣；工科专业
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）30-0104-02
当前,高等教育面临转型发展,重点高校纷纷向一流学科聚力发展,应用型本科院校面临生源不足、就业困难的迫切压力.本科生毕业后更多选择考研深造或自主创业,因此在本科阶段的学习具有非常强烈的目的性,这对人才培养质量产生较大影响.大学物理课程注重基础,但对考研深造无直接帮助；强化实验但又缺乏对专业技能的培养,应用型本科院校工科专业学生学习该课程的积极性较差[1].目前在大学物理课程教学过程已采取了一些措施,如按专业大类授课、理论授课与物理实验交叉进行等,但学习兴趣与成效仍有待提高[2].
开放式教学模式将书本之外的知识引入到课堂教学过程,扩充了知识范围,激发了学生的学习兴趣与探索,因此受到高等教育工作者的重视[3].目前流行的慕课、反转课堂等教学模式正是基于开放式教学思维借助互联网技术实现的,该模式增加了学生自主学习的机会,强化了师生之间的互动,在学生中获得了较好评价[4].笔者根据教学实践,探索大学物理的开放式教学方法,浅谈应用型本科院校工科专业学生的学习兴趣培养.
一、大学物理课程的教学现状
1.课时安排较少.以苏州理工学院为例,为达到应用型综合性人才培养目标,专业课程与实践环节所占比重较大,且强化数学、英语和计算机等课程训练以适应学生考研与考证需求.大学物理课程主要面向材料、机电、信息等工科专业开设,分为上、下两部分设置在一年级的两个学期,共80学时.由于大学物理知识结构庞大,课时相对不足,整个授课过程安排紧张,因而教学过程主要以讲授书本知识为主,课堂互动和知识扩展环节较少.
2.与课程教学体系不协调.在与基础课程衔接方面,大学物理课程学习要以高等数学知识为基础,而这两门课程同期学习,导致学生对物理知识的掌握存在很大困难.与专业课程衔接方面,大学物理课程学习周期长,与专业课程开设学期相距约一年左右,导致学生学习专业理论时不会利用物理知识.此外在就业与考研方面,该课程缺乏专业实用性,在研究生入学考试中为非考试科目,因此学生缺乏学习动力.
3.任课教师任务重.课程主讲教师少,同时指导学生的物理实验,教学任务重,在课堂教学过程缺少时间创新课堂教学方式,缺乏精力展开课后指导.同时,导致教师科研活动不足,在学科创新上显得力不从心,造成课堂教学知识陈旧,缺少学术科研成果,影响学生的课程学习兴趣.
4.学生基础薄弱.应用型本科院校的学生数学、物理等基础相对薄弱,入学后会参照学业指南和学习环境,倾向于选择有实用性和实践性强的课程,而对理论性强的基础课程不够重视.
二、课程教学的改革措施与实践
1.根据专业培养方案优化教学大纲.教学大纲是教学活动有序进行的指南,需要授课教师根据专业特点、学生情况和教学进度综合考虑后制订.在教学大纲新修订过程,物理教研室立足于各专业的培养方案,将大学物理课程调整设置在一年级下学期和二年级上学期,结合实际授课情况编制完成大纲初稿.然后将初稿发至各专业负责人,由其组织专业内部教师对物理教学内容进行核查梳理,并将专业自身的培养目标和对物理课程的具体要求反馈给大纲制订人员.同时,主讲教师在授课期间随时了解学生的学习需求与困境.在专业师生共同参与的基础上,面向各专业优化教学大纲内容与授课计划,最终制订出具有专业背景的大学物理课程教学大纲.
2.根据学习进度调整课堂授课计划.大学物理学习需要用到微积分、线性代数等知识,在教学过程中要根据情况调整计划,如补充数学知识、调整章节教学顺序、增加习题与互动等.在教学实践中,笔者在讲授牛顿运动定律时安排半个课时让学生使用微积分推导“匀速圆周运动的加速度”公式,然后利用半个课时分小组讨论生活中遇到的圆周运动实际案例,分析圆周运动在科技探索如宇宙飞船运行中的应用.根据学生的基础课程学习进度,适当安排学生使用数学知识推导物理定律,而对一些熟悉的理论定律如热力学守恒定律等留给学生自学.教学过程中合理地因材施教,让学生参与到教学过程,提高了学习积极性和主动性.
3.紧扣专业需求满足学生学习兴趣.不同专业的教学大纲根据专业特点有所区别,如材料专业强调物质结构理论,通信专业强调光电理论,机械专业侧重于力学理论,因此在课堂教学过程中突出物理知识与各专业的联系,使学生明白大学物理是为专业课程学习打基础,从而改善他们学习物理课程时的态度和学习效果.比如随着电动汽车行业的快速发展,能源与动力工程专业的学生对电能与机械能的转换很感兴趣,有同学提出由蓄电池提供给汽车驱动力,然后将车轮运动过程的动能和热量回收转换成蓄电池的电能,从而将电动车变为“永动机”.学生只是了解到电能、机械能与热能之间可以互相转换,但是没有掌握大学物理知识中的能量耗散和转换效率,因而提出的“永动机”是不现实的.教学过程中针对该专业学生的学习需求,重点讲授了电磁理论,并借助在线网络课程展示了电磁理论在能源工程中的应用案例.
4. 借助教师科研与学科竞赛强化物理知识的应用.大学物理课程主讲教师均具有博士学位,主持了国家自然科学基金、江苏省以及江苏教育厅自然科学研究等项目,在物理学科中做出了一系列科研成果.在课程教学过程中,穿插教师科研活动与成果,为学生提供一个了解科学研究的窗口,全面展示大学物理知识在科研实践中的重要应用.此外,收集各工科专业教师的科研成果,将物理理论与工程应用之间关联起来,使学生明白大学物理知识在职业生涯中有用武之地,为学习大学物理课程树立信心.
江苏省每年秋季举办“大学生物理及实验科技作品创新竞赛”,致力于激发学生刻苦学习、勇于创新的精神,提高学生科学素质及实践能力.在大学物理授课过程中,为学生宣传该赛事活动政策和奖励,鼓励学生参加竞赛.通过课程教学选拔基础扎实、积极主动的学生组成参赛团队重点指导培养,以个人兴趣为出发点,策划参赛主题与作品方案.在暑期加紧练习之后进行报名,参加初赛和复赛.该赛事作为省级比赛,在学生中具有较大的吸引力,借助这个机会使学生积极投身到大学物理课程的学习,并善于学以致用,将基础知识转化成创新思路和科技作品.
三、结语
由于新形势下大学教育发展趋势与学生自身特点,面向应用型本科院校工科专业的大学物理课程教学亟需采取改革措施提高教学效果.在教学实践中,制订具有专业特色的大学物理课程教学大纲,基于学生学习基础条件调整课堂教学进度,以知识需求为出发点做好课堂设计加强师生互动,借助教师科研活动与学科竞赛展示物理理论知识与科研创新、工程应用之间的关系.通过开放式教学实践探索,提高了学生对大学物理课程的学习兴趣.
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