关于大学物理在应用型本科院校教育中定位的几点思考

姜柏材 姚淅伟 龙麟 谢东

摘 要 针对应用型本科院校大学物理课程建设现状，本文从课程思政、大学物理课程与专业课程的相关关系、大学物理课程作用与定位三方面进行讨论。应用型本科院校中的大学物理课程应进行进一步改革推进，以成为课程思政的良好载体，强化物理课程内容内核与专业需求有机结合，突显大学物理作为理工类公共基础课程育人作用，在培养全面发展、面向社会和适应新时代的高级成为应用型人才发挥重要的作用。

关键词 应用型本科 大学物理 课程思政 专业需求 公共基础课

中图分类号：G642                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.12.032

Abstract In view of the current situation of college physics curriculum construction in application-oriented universities， this paper discusses from three aspects： Ideological and political courses， the relationship between college physics courses and professional courses， and the role and orientation of college physics courses. College physics curriculum in application-oriented universities should be further reformed to become a good carrier of Ideological and political courses， strengthen the organic combination of the core content of physics course with professional needs， highlight the educational role of college physics as a public basic course of science and engineering， and play an important role in cultivating all-round development， facing the society and adapting to the new era.

Keywords applied undergraduate; college physics; curriculum ideology and politics; professional needs; public basic courses

0 前言

當前，我国经济由粗放式、资源消耗型发展模式逐步向以技术创新为增长点的发展模式转变，党的十八大提出“新型工业化、信息化、城镇化和农业现代”奋斗目标，对我国高等教育人才培养提出了新要求——专业基础理论扎实，并具有较强的创新实践能力。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》为针对新形势下的人才需求，首次对高等教育提出培养知识、能力和素质全面协调发展，面向生产、建设、管理、服务一线的高级应用型人才，与传统高校培养的学术性人才和高等职业院校培养的一线技能性人才相区别，[1]要求同时具备学术院校理论基础和职业院校技术储备相结合的复合型人才。

大学物理作为理工科专业学生的公共基础课，有助于学生理解物质的基本结构、认识基本运动形式及相互作用的规律，同时物理学所展现出一系列科学的世界观与方法论，影响着人们的思维方式及社会生活。因此，在应用型本科院校中，大学物理对培养学生的分析问题与解决问题能力有不可替代的作用。目前，大学物理课程的教学方式仍停留在“一支粉笔、一本书、 一份幻灯片”的传统教学模式，师生间的关系仍是以教师为中心的课程体系，教学内容更侧重于基础理论知识的传授，[2]而传授过程中缺乏应用型本科独有的教学特征——以培养适合全方位社会需求的人才为目标。因此，应用型本科院校中的大学物理教学改革势在必行，尤其在当前国际社会意识形态领域风云变幻，中兴、华为事件敲响的警钟，要求我们应对当前课程教育进行改革，以培养当下中国紧缺的高级应用型人才。笔者一直从事大学物理课程教学工作，关于该课程的改革，个人认为应从以下三方面开展。

1 大学物理是大学生思政教育的天然载体

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议提出“各类课程与思想政治理论课同向同行”倡议，[3]次年，教育部发布《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》，首次就高校课程思政化给出了具体要求。应用型本科高校应结合办学特色大力建设一流专业，根据教学效果不断调整课程设置， 建立一套适合不同专业的课程思政教学体系。核心是要求教师需注意将价值观和科学素养的培养巧妙融合，同时，需注意不同专业间的差异， 两者融合需因地制宜，将正确价值观、育人元素附着于专业课程教学全过程，从而实现专业知识与立德树人的有效融通。大学物理讲授自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，蕴含着大量思政的思辨过程，是课程思政的天然载体，主要体现在以下几个方面。

首先，大学物理课程内容受众较多，是课程思政的良好载体。在应用型本科院校中，专业设置以理工类为主，以桂林航天工业学院为例，开设专业中70%属于理工科专业，因此，大学物理课程面向对象广且众。面向学生受众较多就更能相应得到更多反馈，对当下学生的思想动态有更全面地掌握，便于对学生表露出的问题进行精准纠正。

其次，大学物理本身就是描述自然的规律特征，了解和认识这些自然规律有助于塑造科学的世界观、人生观和价值观，与思政教育具有内在一致性。课程思政要求学生使用辩证唯物主义和历史唯物主义的思维方式去看待事物，不能陷入唯心主义和机械唯物主义的泥沼，[4]大学物理则是锻炼学生使用辩证唯物主义分析问题、解决问题的最佳课程。物理学揭示的基本规律、定理为辩证唯物主义哲学的发展提供了科学事实和依据，使辩证唯物主义的基本原理更加丰富并不断向前发展。同时，纵观整个物理学的发展历程，实则是一个辩证的运动过程。比如人们对物理现象、规律及其本质的认识，贯穿着否定之否定规律，再如物理学中分子間的相互作用（引力与斥力）、热效应（收缩与碰撞）的对立统一体现了矛盾相互转换的哲学思想。

最后，物理学发展史中有着天然的思政示范典范。每一项物理学的伟大发现，都包含着科学家们充满正能量、生动感人的故事，都可作为大学物理课程思政教育的素材。爱迪生、法拉第的坚韧不拔， 爱因斯坦、牛顿的持之以恒、刻苦钻研，这些精神是学生实现自我人生价值的内在动力。具体来说，当讲授力学知识时，可以介绍钱学森放弃国外的优越生活毅然回到祖国开创事业，让中国屹立世界民族之林的事迹;讲到近现代物理时，可以讲述邓稼先、钱三强等科学先驱，为了实现祖国的强盛、富强，淡泊名利、乐于奉献、大公无私、勤奋执着的崇高品德;可以从力的合成及磁介质的磁化过程引申到国家的统一和人民群众的团结是中华民族伟大复兴的重要基础。

2 大学物理与专业学科的相互关系

大学物理由力、热、光、电、声、磁等部分组成，而大部分理工课专业，是在这几部分知识基础上建立起的科学体系。首先，在进行大学物理课程学习时，教学中将涉及部分专业课程教学内容，为开展专业教育奠定必要的基础。因此，大学物理中涉及专业课程的基础内容时，应该对内容进行适当扩展，对其应用作一个概况介绍，增加学生学习积极性并适时提醒学生注意掌握相关知识内容。比如在进行热学教学时，其中的能量守恒定律和过程进行方向等内容是传热学的基础，而传热学又是机械类专业的重要专业课程。再如讲解光学干涉与衍射内容时，可扩展介绍芯片技术，芯片技术的发展受限于光学衍射极限。其次，大学物理还能帮助学生理解内化相关专业课程。在进行专业知识学习时，部分工程技术方法是建立在实践基础上的经验总结，对于初学者，较难理解，大学物理的学习可以采用对影响因素进行量纲分析，一些不明确物理意义的经验模型，可对其赋予物理意义，有助于学生充分理解以及提高解决未知问题的能力。

为介绍大学物理对专业学习的支撑作用，以飞行器机翼颤抖问题为例。在飞行器飞行过程中，如机翼发生颤抖，易引起机毁人亡的事故。因此，颤振临界速度在飞行器设计过程中是一项非常重要的参数，现在对机翼颤抖引起的主要原因已明确，解决方法已完善。对学习飞行器制造的学生，缺乏实践经验，对相关知识的理解认知较为模糊。教学过程中可以从相关参数的物理量纲出发，如机翼共有9项特征参数，分别为包括翼展长l、特征弦长是Ch、飞行的特征攻角是 、单位长度机翼质量m、单位长度机翼的特征转动惯量Jm、弹性模量E、惯性矩I、剪切模量G、空气的密度 0，各特征参数的量纲如下：

vcr=LT-1，l=L，ch=L，m=ML-1，Jm=ML，EI=ML3T-2GI=ML3T-2， 0=ML-3， =M0L0T0vcr=LT-1，l=L，ch=L，m=ML-1，Jm=ML，EI=ML3T-2GI=ML3T-2， 0=ML-3， =M0L0T0

对以上各式进行无量纲化处理，颤抖的临界速度为：

vcr/（（EI/m）0.5l-1）=f（ch/l， ;Jm/（mc2h），EI/GI， 0c2h/m）vcr/（（EI/m）0.5l-1）=f（ch/l， ;Jm/（mch2），EI/GI， 0ch2/m）上式中每一项均赋予物理意义，明确了颤抖的临界速度与各特征参数的相关关系，ch/lch/l和 是几何相似参数，Jm/（mc2h）Jm/（mch2）表征了机翼转动惯性与平动惯性的比值，EI/GI反映抗弯刚度与抗扭刚度的比值，而 0c2h/m 0ch2/m是机翼附连质量与机翼质量的比值。[5]由上面示例可以看出，物理方法使得学生更易的理解并掌握复杂的工程问题，对学生专业学习起着重要的支撑作用。

3 大学物理在应用型大学中的地位与作用

应用型大学专业设置以生产实践活动的实际需求为导向，生产实践过程中所遇问题的解决通常要求工程人员具有多专业、多学科知识，这就要求应用型高校培养的学生是跨学科的复合型人才。但大学课时具有有限性，无法且不可能将工作中所遇问题需要的各类知识点均传授给学生，因此，学生自学能力的培养就显得尤为重要，而大学物理是培养自学能力基础知识之一。以笔者自身学习、工作经历为例，本科时学习物理专业，毕业后进入油气开发领域工作，虽前期缺乏相关知识储备，但经过1年时间的学习、积累，在解决实际问题时，相较于有油气开发专业学习背景的同事，笔者更多选择从问题的物理意义角度考虑、分析问题，解决问题往往能达到事半功倍之效。因此，在以培养同时具备理论与技术的高级工程师为目标的应用型本科院校，更应注重大学物理的教学及实践，在教学中使物理内容内核和专业需求有机结合，突显出专业知识之下的物理基础作用。

4 结论

在应用型本科高校发展过程中，大学物理作为“新工科”办学中课程思政的良好载体，在培养应用型、技术技能型人才过程中具有重要意义。加强大学物理课程教学及实践，对其进行必要的改革创新，贴近实际生活、贴近当代、贴近社会企业实际需求，激发办学动力与活力，进一步提高服务区域经济社会发展和创新驱动发展的能力，在地方应用型本科院校的特色发展道路做出贡献。                                                （下转第132页）（上接第72页）

*通讯作者：谢东

基金项目：2019广西高等教育教改工程项目，项目编号：2019JGB387;2018广西高等教育教改工程项目，项目编号：2018JGB349

参考文献

[1] 吴中江，黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究，2014（02）：66-70.

[2] 程永喜，李淑青，任全年，景银兰.工程教育视角下的应用型本科院校大学物理课程教学改革策略[J].西部素质教育，2019，5（17）：195-196.

[3] 黄恩华.把思想政治工作贯穿教育教学全过程（EB/OL）. http：//theory.people.com.cn/n1/2018/1126/c40531-0420832.html

[4] 王学俭，石岩.新时代课程思政的内涵、特点、难点及应对策略[J].新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2020，41（02）：50-58.

[5] 谈庆明著.量纲分析[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2005.8.