民办高校大学物理课程混合教学模式改革研究

李渝 樊英杰 邹丹 张孟 薛小翠 周晨露

[摘  要]随着“新工科”人才培养改革的持续推进，民办高校培养学生逐渐转变为以应用型人才为主的培养模式。在存在资源投入不足、学生能力参差不齐等缺点的情况下，如何开展民办高校“新工科”背景下的大学物理课程教学成为当下亟待研究的问题。本文介绍了作者从事大学物理教学近十年的过程中，采用传统课堂、雨课堂辅助的翻转课堂、演示实验和物理竞赛等相结合的混合教学模式，对提高民办高校大学生的学习兴趣和创新能力产生了积极影响，也为民办高校“新工科”人才培养进行了有效探索。

[关键词]大学物理  民办高校  新工科  混合模式教改

基金项目：陕西省教育厅科研计划项目“基于‘新工科建设背景下的物理演示与探索实验的开发与创新研究”（项目编号：18JK1168）。

引  言

党的十九大报告指出，建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础性工程。习近平新时代中国特色社会主义思想，从十四个方面系统阐述了新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略，对高等教育发展提出了新的要求。在新时代背景下，新技术、新产业、新业态和新模式对一流工程人才培养提出了新的要求，系统推进“新工科”人才培养改革，是服务新时代国家发展的战略性举措。“新工科”是以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养多元化、创新型卓越工程人才，所涉及的专业涵盖了智能制造、云计算、人工智能、机器人等。

2017年2月以来，教育部积极推进“新工科”建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。从学校人才培养环节讲，就是如何围绕落实立德树人这个根本任务，坚持以学生发展为中心，系统优化“新工科”人才培养体系。民办高校作为我国高等教育的重要组成部分，是推行“新工科”的“主戰场”之一。优化“新工科”培养体系，构筑“新工科”创新环境，建设“新工科”育人文化，已经成为民办高校推行“新工科”建设的主要方法。

值得注意的是，物理作为众多自然科学和工程技术的基础，不仅是培养学生完整的物理知识体系、锻炼逻辑思维能力和逻辑分析能力、树立正确的科学观的公共基础课程，同样还是激发学生开展学科交叉融合、构筑学生“新工科”理念的基石。因此，大学物理课程教学已经成为国内高等院校的一门核心公共基础课，包括理工类、经管类、外语类等学科均开展了对应层次的课程教学。特别是在培养应用型人才的要求下，大学物理在诸多民办高校中顺利开展。但是，民办高校存在着资源投入不足、学科规模少、学生能力参差不齐等缺点，如何开展民办高校“新工科”背景下的大学物理课程教学成为当下亟待研究的问题。

民办高校大学物理课程设置情况

“新工科”背景下的民办高校，以新时代国家经济发展需求为方向，以培养高素质应用型创新人才为目标，坚持“重视基础、加强实践、突出能力、提高素质、注重创新”的教育教学理念，培养有创新精神和实践能力的高素质应用型本科人才。而学习大学物理不仅是掌握各专业和专业相关技术领域职业岗位所必需的基本物理原理的过程，更是培养学生用物理思想分析、解决工程问题的能力，从而使其有效地服务于专业课程的过程。因此，课程目标应当是服务于不同专业的实际需要，服务于能力培养、素质教育、终身发展。在此背景下，民办高校的大学物理课程在传递和普及自然科学知识的基本要求下，还应夯实学生自然科学理论与实验基础，培养学生思考和解决问题的能力。

大学物理课程内容涵盖力学、振动和波、光学、热学、电磁学、近代物理六大块内容。课程的一个重要特点是知识点多、关联性弱。因此，鉴于学生课业负担和后续应用等原因，一些高校开始不断缩减课时。在目前普遍对大学物理课程学时进行压缩的情况下，如何保质保量地完成大学物理的教学任务和目标，充分调动学生的学习主观能动性，成为开展民办高校大学物理课程教学改革的重点和难点。针对这种现状和应用型人才培养的总体趋势，民办本科院校已经开展了诸多尝试，积极推进大学物理课程教学改革，在有限学时的前提下尝试突破授课方式陈旧、考核方式单一等现状，同时积极探索理论与实践的结合，提高教师综合素质，发展针对性强、目标和层次明确的教学手段。

教学改革方法与实践

学校讲授大学物理课程的专业范围广，涵盖了计算机科学与技术、通信工程、机械设计制造及自动化、机械电子工程、自动化、飞行器制造工程、电气工程等本科专业，在此情况下，学校大学物理教研组也在积极开展课程教学改革，探索民办高校在“新工科”背景下的教育教学新模式。在秉承突出物理概念、物理思想和物理方法的科学素养培养基础上，积极探索和推进渐进式教学改革。

1.雨课堂、学习通在翻转教学中的应用

探究式学习是现代教学的关键。物理教研室成员针对各个知识点，共录制了约1750分钟、涵盖78条知识内容的教学微课视频，同时设计了与知识点主题相关的教学设计、素材课件、练习测试等辅助性的教学资源，在学习通上构建了完整的大学物理微课体系。

我们采用三段式翻转课堂教学模式，覆盖课前、课中、课后全过程。教师课前在学习通上发布学习任务点，上传有关微课资料，为学生呈现多元化的视频资源和案例分析。学生自主选择时间、地点进行课前预习，并利用平台相关功能进行交流讨论。教师通过后台统计信息，掌握学生学习完成情况、难点等反馈情况。课中，实施面对面交流、讨论、重难点分析等方法，通过剖析案例的方法分解和总结知识点。课堂教学的重点在于启发学生主动思考，充分掌握相关知识点。课后，发布课程作业，通过系统收集作业提交情况，分析易错点，辅助教师批改分析，强化课后复习环节，推动学生完成知识的消化吸收和巩固。

2.充分发挥演示实验在大学物理教学中的作用

线下授课过程中，将传统理论与现代工程技术相结合，从工程技术中凝练出物理问题，并通过演示实验的形式作为研究性教学的切入点。演示实验是大学物理教学重要的辅助教学方式，通过启发式的教学，更能够激发学生在实际问题和环境中寻找物理本质，同时也能够让学生感受到基础物理知识与其他学科的融合，提升学习的乐趣。

比如在讲授驻波时，用弦驻波演示仪形象地为学生展示一维驻波的形成、特征，并进一步将这种一维现象通过鱼洗实验拓展到二维。通过简单的实验演示，让学生更加深刻地理解了驻波形成的条件，驻波展现的振动特点、周期特性等，同时也启发了学生探究驻波现象在实际应用中的体现和价值。

3.积极开展物理竞赛，探索理论与实践紧密结合的教学新模式

中国大学生物理学术竞赛（China Undergraduate Physics Tournament，简称CUPT）是主要借鉴国际青年物理学家锦标赛的模式创办的全国赛事。目前，该竞赛已经被列入中国物理学会物理教学指导委员会的工作计划，是实践国家创新驱动发展战略纲要和国家教育中长期发展规划纲要的重要大学生创新竞赛活动之一。从2018年开始，学校多次组織学生参加CUPT竞赛。

首先，面向全校学生进行选拔竞赛，通过分组实验和答辩进行选拔。其次，按照CUPT竞赛规则进行分组、分题训练。不仅聘请校内经验丰富的教师进行指导，同时还聘请了外校教师给学生开设专题讲座，从题目分析、实验思路、实验器材购买、问题讨论、数值模拟等多方面进行指导。通过物理竞赛，不仅锻炼了学生分析问题、解决问题的能力，还培养了学生的创新意识、团队合作精神、交流表达能力，使学生的知识、能力和素质得到全面协调发展。

结  语

“新工科”对学生能力提出的新要求必然需要教学模式的同时创新。大学物理作为高等院校的一门必修基础课程，如何让学生在学习过程中做到夯实基础、注重实践、培养能力、突出创新，已经成为民办高校课程改革的重要环节。作者在实际教学过程中，借助雨课堂、学习通开展翻转教学，同时充分发挥演示实验在大学物理教学中的作用，积极组织开展物理竞赛，通过混合式的教学探索理论与实践紧密结合的教学新模式，不仅能有效调动学生学习和探索的积极性，全面提升大学物理教学效果，还能培养学生的自主学习和创新思维能力。

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作者单位：西安明德理工学院通识教育学院  陕西西安