“大学物理”课程教学实践与思考

霍二光 张晓渝

江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室，苏州科技大学物理科学与技术学院 江苏苏州 215009

物理学是当今科学研究中较为重要的一门学科，是许多交叉学科和新兴学科产生和发展的基础。大学物理是理工科专业学生的必修课程，该课程不仅能够带领学生发现自然界的普遍规律，更能培养学生的综合素质和能力，同时为学生学习其他理工科奠定良好的专业基础。但是，由于大学物理课程所涉及内容较为晦涩难懂、涵盖知识面较广、知识点较为复杂，比如运动学、牛顿力学、振动、波动、热力学、电磁学、光学等多种学科，学生理解起来困难。因此，学生往往在前期较为简单的运动学课程具有较浓厚的学习兴趣，但是从热力学内容开始随着学习难度加大，学生在学习过程中会逐渐丧失学习兴趣，以至于到最后只能保证期末考试取得及格成绩。所以，大学物理课程的教学改革和发展必须随着教学手段的丰富而不断深入。近年来，现代教育理念指导的逐渐深入，结合人才培养的需求以及新课标的发展方向，势必要对大学物理教学大纲进行修订和革新。为达到预期的教学效果，将教学方法和教学手段进行了整改，结合现代数字化发展[1]，在教学过程中将传统板书与多媒体教学技术相结合，创建大学物理相关教辅网站，并将思政教育与课程内容紧密结合，进一步强化师生对该门课程的深入理解。接下来本文将基于对该门课程的实践展开详细探讨。

1 课程目标的设定

让学生理解物理学的基础知识和基本原理；培养学生科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观；重点掌握经典力学、热学、电磁学、波动与光学、近现代物理学等基本理论知识；树立学生的工程意识，使学生能使用物理学基础知识来处理工程技术中遇到的实际问题，并培养学生提出、分析和解决问题的综合应用能力；掌握物理学研究的基本思想和方法；培养学生自主学习能力，提升学生自主建构知识体系的能力，为学生参加工程实践以及毕业后在实际工作中具有较强地适应能力和创新能力打下必要的物理基础。

2 课程教学方法的实施

该门课程主要采用课堂讲授和课堂讨论相结合的方式。具体教学方法设定如下：

2.1 课堂讲授过程的实践

教学过程采用以章为主的单元组织教学法，以课堂讲授为主，结合多媒体课件辅助教学，教学中强调理论与实际并重，各章安排一定课时的习题课。采用类比联想及启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识；有机融入思政教育内容，将爱国教育与课程实践相结合；将课内讨论和课外答疑相结合，学生必须完成一定量的作业。

2.2 课堂讨论实践

围绕物理学基础知识在现代科学与技术中的广泛应用，布置学生完成一些调研报告。结合本专业的实际需求，指导学生查找资料，围绕一些实际工程问题，讨论如何运用所学的物理学基础知识解决问题，形成调研报告。通过调研报告的训练，提高学生的物理应用能力及创新意识。

3 课程考核及评价的实践

3.1 课程考核方式

大学物理属考查课，总评成绩以五级制评定，成绩评定一般为平时成绩占60%，期末考试成绩占40%。平时成绩由书面作业、课堂考勤、课程论文组成。期末成绩以考卷的方式进行考核，各考核环节所占分值比例可根据具体情况微调。

3.2 课程评价总结

大学物理是一门知识面广、知识点复杂的课程，因此教师需要在教学过程中采用多种教学手段、理论联系实际和课程思政的方法来调动学生的学习积极性。在教学过程中教师要做到语言流利、通俗易懂，能够与学生进行亲切互动，通过烘托课堂氛围达到教学目的；大学物理难度较大，特别是从热力学部分开始，学生学习较为吃力，教师可通过讲解实际的案例来使学生对理论知识的认知更为形象，也更加深刻；每堂课采用课前预习、课后复习的学习方法，通过慕课课程学习来加深学生对相应知识点的学习记忆并更加牢固地掌握；课程设置要充分考虑课程进度和课程难易程度，做到难易有机结合、知识深度恰当，以达到良好的教学效果；通过较为轻松的课堂氛围和通俗易懂的课程讲解，学生出勤率高，对知识点的掌握程度较好。整个学期给学生下发8～10次平时作业，学生的作业完成度高。整个班级期末考试成绩较好，试卷整洁，成绩理想。

4 课程教学模式、教学方法的改革实践

对于该门课程我们主要对教学模式和教学方法进行了改革，具体改革如下：

4.1 教学模式的改革实践

“大学物理”是理工科学生的一门必修课程，每学期上课人数较多，教学任务也相对较重。采取课堂教学这一种模式，显然教学效果不是特别理想。因此，我们开设了慕课课堂，让学生提前通过慕课课堂学习，将重点内容提前预习，这样学生可以在课堂教学环节跟得上教师的步伐，使得教师的教学效率更高，学生的学习劲头也更足[2]。我们发现增加慕课这一辅助的手段后，即便是教室听课的学生再多，课堂氛围依然能够像小班教学那样良好，达到了非常理想的教学效果。此外，教师将短视频技术引入教学中，借助软件技术将物理模型形象化。在线课堂与短视频技术相结合，可帮助教师在教学过程中给学生以具体实际的画面，可为学生对相关知识点的学习提供想象的空间，并可调动学生的注意力，达到更好的教学效果。借助于慕课和短视频技术，可有效改善“大学物理”传统教学中存在的学生理解程度低、注意力易转移、想象力较差等不足[3]。思政教学也是目前大学物理教学改革的一个重要方向[4]，在大学物理教学实践中，教师应着重将祖国建设、伟大成就、努力奉献、科研精神等思想政治教育内容有效融入大学物理课程内容中，进而提升学生的思想道德水平。

4.2 教学方法改革实践

对于这门课程，教师需要备课，通读教材、做习题、了解授课对象，知晓教学大纲，从中了解教学内容和要求，另外还应准备教案，为设计课程做准备。那么我们采用OBE教学[5](产出导向教育或成果教育，即Outcome Based Education，简称OBE)，即强调学生学到什么而不是教师教了什么；强调教学过程的输出，而非输入；强调研究型教学模式，而非灌输型教学模式；强调个性化教学而非车厢式教学，将OBE教学理念融入教学环节，达到意想不到的效果。

另外，教师在做PPT时注重视觉效果，做到布局合理、对比度要清晰。讲课的时候应当抑扬顿挫，注重板书，注重与学生的目光交流，同时注意情景导入、实验导入、实例导入，以启发学生为主的互动式教学模式。这一环节可以引入案例教学，比如引入一些科研内容、相关期刊等；在课程的导论部分引入课程思政元素，比如民族自信心、传统文化、辩证法等；让学生思考一些散文句式或是诗句运用到该门课程中。

此外，教师要注重理论和实践相结合，这需要进行相应的课前准备。首先，根据“大学物理”课程内容，可将其分为如下九个部分：“运动学”“牛顿力学”“动量守恒”“能量守恒”“简谐振动”“机械波”“理想气体动力学”“热力学”“电磁学”。然后，将这九大部分继续分解为几个的小知识点，并寻找实际生活中的具体例子与之一一对应。因此，在进行相应知识点的讲解时可结合实际生活中存在的例子，比如讲到热力学中制冷循环时，可以通过向学生讲解日常所见空调的工作原理，制冷剂在循环时的状态变化等内容来加深学生对这部分内容的印象。

教师可通过采用“短视频+在线课堂”的方式可提高学生的学习兴趣。在上课时教师与学生认真讨论短视频所讲解的内容，引导发现并建立课程内容的外在现象与物理规律间的内在联系，有效引导学生对相关知识点的融会贯通，真正掌握相关知识点。良好的教学效果不仅靠教师的努力备课和课程讲授，学生学习的主动性和有效建议也是提高教学质量的重要保障。因此，教师与学生讨论的同时，认真把握学生目前的学习动态和对知识点的掌握情况，及时接收学生在教学方面的反馈信息，基于学生学习的特点不断修订教学课件和完善教学方法。为充分发挥学生学习知识的主观性，可将学生分为几个小组来讨论学习的知识点，从学生学习的角度来交流课堂和短视频讲解的知识点，这种学习方式可以提高学生主动学习的能力，防止某些学生不认真听课，也可提高“大学物理”的教学质量，并且每个讨论小组可收集对课堂和短视频的修改意见，帮助教师进一步修改相应内容的短视频。基于教师的课前准备，以日常生活中常见的物理现象作为课堂教学的重要内容，将“大学物理”枯燥的知识点与实际生活相联系，来提升学生的学习兴趣。

每位学生都有自己独特的生活经历，因此也可让学生在课前预习相应知识点的同时，准备一些自己经历过的与相应知识点相联系的物理现象，在教学课堂上可随机提问学生，并为学生深入讲解该物理现象所表现出的物理规律。以讲解制冷循环为例，学生会提出夏季空调在室内低温处制冷、在室外高温处放热的物理现象，并提出为何会出现该现象的疑问。在对学生疑问进行讲解的时候，首先介绍一些空调的基本工作原理，然后通过讲解蒸发压力与蒸发温度的关系，进一步说明制冷剂在蒸发器时的蒸发温度低于室内温度，进而发生蒸发吸热来对室内进行制冷。因此，在进行“大学物理”课程学习的同时，学生可通过所学知识点来了解世界、解释物理现象。基于该教学方法，学生的学习态度与传统“大学物理”学习方法相比更为积极，这样的教学模式可极大地提高学生的学习兴趣。

思政教育与课程内容的有机整合。在进行大学物理知识点的讲解时，可将课程教学内容与祖国建设和伟大成就、劳动模范的努力奉献、我国科学家的科研精神相结合。例如在讲到制冷循环时，教师通过讲解碳达峰、碳中和的发展目标对世界和我国生态文明建设的重要性，来说明提高制冷循环COP以节省能源的必要性，更体现了大学物理相关知识在实现国家节能减排目标过程中的重要作用。

教学过程中适当地采取同行评价、督导评价、学生评价，以便督促和帮助教师改进教学效果。另外采用基于信息技术的现代化教学模式与教学手段，如SPOC的翻转课堂、混合式教学等方式。教师将先进技术融入教学中，发现我们的教学效果有了明显提高。

结语

经过大学物理教学实践及从课程目标到教学方法的改革实践，通过上述“课堂讲授和课堂讨论相结合”“理论和实践相结合”“思政教育与课程内容相结合”“课堂教学与慕课学习相结合”的教学方法，学生的理论知识学习的更加透彻，润物细无声地将思想政治教育与大学物理课程紧密结合，实现了学生的思政水平和理论知识双发展。学生学习成绩稳步上升，综合能力得到提高，学习积极性大幅度提高，精神面貌焕然一新，自主学习动力增强，参加各种校内活动和科研竞赛的积极性高涨，思政水平大幅度提高，综合素质得到提升。