立德树人视域下力学课程的教学改革

王丽娜，赵兴宇*

（伊犁师范大学物理科学与技术学院/新疆凝聚态相变与微结构实验室 新疆 伊宁 835000）

1 力学课程教学中存在的“痛点”问题

学生虽然掌握了一些概念、定义、定理和定律等内容，但是不能熟练地运用所学知识解决遇到的实际问题。在问题求解中存在着缺乏使用微积分和矢量知识的意识，习惯于标量代数的数学运算与思维。教学中往往都是在课堂中统一步调地进行教学，难以满足学生学习的差异化需求。上述“痛点”的存在，不仅使学生无法分析求解一些具体问题，而且难以形成正确的处理方法和思路，造成学生认为力学课程较难学习，影响学生求真学问、练真本领。另外，力学课程中存在着很多课程思政元素，这些元素都有利于培养学生的综合能力，促进立德树人目标的落实。本文将针对这些痛点问题给出我们的教学改革与创新要点，并阐述基于问题导向提高学习效率和融入课程思政元素提升学生综合素养两个方面的教学实践。

2 以学生为中心，基于“痛点”问题实施的教学改革与创新要点

2.1 教学内容的改革

2.1.1 增加大学与高中之间的衔接性知识

虽然大学中的力学课程在研究对象的复杂程度上和处理问题的方法上与高中有差别，但是二者有密切的联系，高中知识是大学课程学习的基础。在教学中，我们在相应知识点学习之前，先进行高中对应知识的回顾与温习，使学生脑海中先有一些理解的基础，然后再对大学中的该知识点进行学习。这样学生不仅对知识点易于接受，而且也能够清晰地体会到大学和高中阶段知识的异同。

2.1.2 穿插数学知识，养成矢量和微积分运用习惯大学阶段的力学课程中所使用的数学运算主要是微积分和矢量运算，这与高中明显不同，因此，学生在学习中需要有一个运算思维转变的过程。我们在教学中，除了会对必要的数学知识进行集中讲解之外，还会将特定数学知识放在对应的物理知识之前进行讲解学习，以促进学生将数学运算与物理情境建立联系。同时，通过矢量和微积分的运用，增强学生对力学知识准确性与严谨性的理解，提升学生的科学素养。

2.1.3 融入课程思政元素，促进学生综合能力与素质提升力学是物理学其他学科的基础，力学中包含着物理学的一般研究方法，体现着科学知识的价值，蕴含着科学家的奋斗精神，这些都是重要的课程思政元素。在教学中，我们挖掘与融入了这些思政元素，让学生在知识学习的过程中体会科学方法，感受科学知识的价值和科学家的奋斗精神，增强学生的科学驾驭能力、学习兴趣、奋斗精神和爱国主义精神。教学中，这些思政元素是采用嵌入式进行的，达到润物无声的课程思政目标。

2.2 教学方法的改革

2.2.1 基于现代通讯技术，及时进行知识训练与信息反馈传统教学中，课堂训练往往是采取纸质方式完成的。但是，由于受学生占有学习资料的限制，题目选择空间较小，而且由于课堂时间有限，老师也很难较为全面地掌握学生对知识的掌握程度。针对这种情况，基于现代通讯技术，我们通过软件设置在线题目，学生线上答题后及时给出统计结果，不仅增加了题目的灵活性，而且便于及时全面掌握学生的学习情况。在此基础上，教师有针对性地进行下一步教学，实现教学的持续改进。同时也在学习过程中，让学生体会我国科技取得的长足进步，增强“四个自信”和爱国热情。

2.2.2 架起知识点与问题之间的桥梁，增强学生的问题分析与知识运用能力

在课堂教学中，我们既讲好知识点，又结合具体问题，让学生清楚认识知识如何在问题处理中发挥作用，同时反过来促进学生对知识点产生更为全面深入的认识，加深对具体问题的理解。例如在从质点的加速度到速度再到运动学方程的问题中，通过必要问题的求解，增强学生对这一类问题在数学上属于求解原函数运算的认识，从而为问题求解找到更为宽广的思路和方法。

2004年，张培林以重庆九院为实践平台，主持在该院引用平衡计分卡（BSC）作为医院管理工具，最终形成一套完整的“中国公立医院平衡计分卡战略绩效管理系统”。实现了医疗行为与成本可支撑之间的量化管理，成为医院循证决策和量化推进科学可持续发展的核心软实力，使医院整体建设和精细化管理水平大为提升。该系统不仅荣获国内多项大奖，而且还和一家软件公司合作研发了医院管理模板软件。截至目前，该软件销售额已达2亿元。

2.2.3 基于问题导向，录制微视频，提升学习效率，满足差异化需求

在教学中，选择一些容易混淆的知识点、教学难点和重点、典型例题习题和疑难问题等录制微视频。视频以单个问题或主题为单元而制作，不仅能够满足学生预习、复习和疑难问题的解答，而且便于学生有针对性地进行选择学习，既满足了学生差异化的学习需求，又能够节省学生的查询时间，具有很强的灵活性和便捷性。

2.2.4 结合学习需要，编写整理丰富的训练题目

在现有的教材中，往往都附有课后的计算训练题目，但是缺乏一些基础知识（例如概念、定义、定律等）的训练，这就影响了学生对基础知识的掌握，学生对基础知识的不熟悉也影响对这些知识的进一步应用。我们编写了训练题目，让学生增强对课程基础知识和重点知识的把握，提升学生的自主学习条件。

2.2.5 增强鼓励与督促，养成良好的自学习惯

自学，在大学中尤为重要，但是自学习惯的养成往往需要在不断地监督下慢慢形成。所以，我们还要在促进学生形成良好自学习惯上下功夫。在日常生活中，我们会通过作业、测试、在线答题等方式掌握学生的学习进度和效果，并及时向学生反馈，不断促进其自觉性的养成，激发学生的锐意进取精神。

3 基于问题导向利用微视频提高学习效率

在“互联网+”教育背景下，课程的电子资源显得尤为重要，不仅能够为学生提供学习资源，而且便于学生随时学习。以单个问题或主题为单元的微视频，能够便于学生快速查找到自己关注的问题，提高学生的学习效率。在教学中，我们结合学生常见的知识点问题录制了微视频，便于学生随时学、反复学，为学生课前课后自主学习提供便利，满足不同学生的需求，具体做法如下。

针对学生对一些容易混淆物理量存在模糊不清、难以分辨的情况，我们录制微视频，重点进行对比讲解，集中呈现，让学生明确它们之间的区别。这些知识点包括动量、冲量、角动量和动能，位移和路程等。

面对一些物理量在大学阶段与高中阶段中的表示与运算方式不同，学生往往表现出不习惯的情况，我们在微视频中会对其进行重点强调与训练。例如速度和加速度的求解中，学生往往不习惯使用矢量，对通过矢量表示和运算比较陌生，因此我们在微视频中，不仅重点强调速度和加速度的矢量性，而且还进行了习题的讲解，让学生熟悉相应的运算。

对于动量定理、动能定理、角动量定理和转动定理等重点知识，学生在其运用上也存在着一定的困难，我们分别录制微视频，不仅讲清楚定理的来龙去脉，而且对定理的典型应用进行讲解，同时还阐明质点系中各质点间内力作用在上述前三种定理中的地位和贡献。这样有助于学生的理解和掌握，避免死记硬背。

在利用牛顿运动定律、动量守恒定律、机械能守恒定律和角动量守恒定律进行问题求解等难点中，我们采取的措施是在微视频中对典型问题进行讲解，明确问题求解思路，展示问题求解过程，总结问题分析要点。

这些微视频录制之后，通过网络载体进行传递，就能够为学生所用，弥补课堂教学受时间和地点限制的不足，拓宽学生获取知识的渠道，促进学生自主学习资源体系的构建，有效降低学习的难度。

4 力学课程中思政元素的挖掘与融入

具体力学问题的处理与描述、力学理论的建立都体现着问题研究解决的一般研究方法和科学家的奋斗精神，也体现着科学知识的魅力，这些对促进学生综合素质和能力的提高具有重要作用，是实施立德树人工作的重要抓手。在教学中，我们挖掘了相应的思政元素，并融入了教学过程中。这里将结合漆安慎的力学教材内容进行介绍，具体内容如下。在讲到“物理学以实验为基础”这一内容时，引入“实践是检验真理的唯一标准”，让学生将理论与物理实践结合在一起，增强学生的唯物主义观。在学习质点内容时，将这一内容与“抓住事物的主要矛盾”联系起来，让学生体会问题处理的原则，增强创新能力；并将这一原则引申到工作和生活之中，增强学生运用哲学解决问题的能力。在讲到理想模型、质点、质点系、刚体和振动等章节内容时，通过这些实例让学生感受“从简单到复杂”的问题处理的思路与步骤，感受创新过程。在学习直角坐标系、自然坐标系和极坐标系时，让学生体会多角度因境而定的问题描述方法，增强学生处理问题的发散性和创新性思维，这样的例子还有力的功与力矩的功等。

在讲解质点直线运动一节中，通过微积分的运用和微分方程的求解，并与高中时只能处理简单问题相对比，让学生感受知识的力量与魅力，增强学生的学习兴趣；“火箭的运动”一节也包含同样的思政元素。在万有引力定律一章中，通过开普勒定律和万有引力定律的获得过程，让学生体会科学家的追求真理、勇于探索、持之以恒的精神，增强学生的奋斗精神与毅力。在运动学和动量守恒等章节中引入我国高铁和航空航天事业的发展，阐述我国取得的巨大成就与在世界上的领先水平，增强学生的自豪感和爱国热情。

在教学中，所挖掘的思政元素既与课程内容紧密相连，又具有重要的立德树人功能。将这些元素融入教学过程之中，既顺畅不生硬，又能使学生获得真实具体的感受，易于学生接受和树立正确的价值观。

5 结语

在立德树人视域下，本文分析了力学课程教学中存在的“痛点”问题，阐述了以学生为中心，基于“痛点”问题实施的教学内容和教学方法方面的改革与创新要点，介绍了我们基于问题导向利用微视频提高学习效率和力学课程中思政元素挖掘与融入的具体方式。通过改革，学生较之前的学习效果有了提高，综合素养也有提升。上述改革具有可操作性和可推广性，不仅能为物理学类专业人才的培养提供借鉴，而且也可以为其他专业提供参考。