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摘要：科技飞速发展，社会对人才的要求也越来越多样化。地方性一般工科院校为了适应社会对人才的需求纷纷向应用型高校转型，这就势必要求高校加强对学生应用实践能力和综合能力的培养。许多基础学科，传统教学模式培养的人才已经不能满足社会对人才的所需求，怎样在有限的时间内培养出高素质的应用型人才是我们每一个教育工作者应该认真思考的问题。作为本科院校的公共基础课大学物理，其基本原理，基本方法是形成学生科学素质和专业技能的重要组成部分，在培养学生的科学思维方法和应用实践能力方面有着其他学科不可替代的作用。本文针对大学物理存在的问题，提出了一些改革措施，希望在大学物理的教学中起到一定的指导作用。
关键词：工程应用实例；工科大学物理；教学改革；应用实践能力
本文引用格式：谢东等.基于工程应用实例的应用型本科院校大学物理教学改革探索与实践[J].教育现代化，2019，6（37）：47-49.
一应用型本科院校大学物理教学在实际教学中还面临着以下几个问题：
（一）统一模式，不因专业施教
对于一般工科院校，每个工科专业所需要的物理基础知识是不同的。然而，在实际的教学中，并没有考虑各个专业的特点，采用统一模式教学，老师并没有根据每个专业对物理基础知识的实际需求情况而调整上课内容，各个专业所需求的物理知识并没有系统细致的讲解，使物理知识与所学专业知识不能紧密结合起来。这就会导致学生上课没有动力，甚至旷课，最后出现大学物理“无用论”的悲剧。
（二）理论知识与实验教学不能相辅相成
物理本身是一门实验性科学，许多的物理规律是由实验总结而得。然而在实际教学中出现理论教学与实验教学脱节的现象。如果理论教学能够结合实验，学生就可以通过亲自动手做实验直观感受，深刻理解所学的定理定义。另外，理论教学还可以与演示实验或虚拟实验相结合，这样不仅能够更好的理解基础知识，而且还能够为后期的大学物理试验教学打好理论基础，最终理论与实验教学相辅相成。
（三）课堂教学不结合工程应用实例
目前，许多老师授课还是传统的形式，传统的教学模式有很多弊端，不够直观清晰。随着科技的发展，为了让学生更好地理解一个定义或定理，可以借助多媒体，视频动画，演示实验和虚拟实验。更重要的是，作为应用型工科院校，课堂教学中老师不能将相应专业中先进的科技发展，工程应用实例等引入课堂教学，使课堂与实际应用脱节，学生感受不到物理基础知识与本专业的紧密联系。不仅学生上课提不起兴趣，课堂效果也不好，而且与应用型本科院校培养学生的理念不相符。
（四）考核形式过于单一
大学物理传统的考核方式是由平时成绩（30%）+期末成绩（70%）构成。其中平时成绩主要是由出勤和作业构成。这种考核方式不注重学生平时课堂学习的参与过程，也不注重学生应用基础知识的能力和综合能力的培养。过于单一的考核方式使学生上课积极性不高，在期末能过的压力下临时抱佛脚，突击学习。考试过后知识点也忘记的差不多，在这种情形下学生的各种能力并没有得到训练和提高。
二 基于工程应用实例的应用型本科院校大学物理教学改革的目的
我国地方性本科院校教育理念发生了重大转变，如何在此转型期提高教育质量是我们每一个教育工作者应该认真思考的问题。多年的教学过程中我们发现大学物理课堂教学还存在很多亟待解决的问题。授课内容与专业知识联系不紧密，与专业需求脱节，不针对专业需求合理删减或增加授课内容[1,2]。另外，与工程应用实例联系太少，不能将物理知识与专业实际应用结合起来。授课形式也不与时俱进[3,4]。除此之外，对学生的考评太过单一，不注重课堂表现，实际应用能力和综合能力的考核，这样学生并没有真正参与到课堂教学上来，达到学有所用为专业发展奠定基础。针对以上这些实际情况，本文对大学物理教学进行了多方面的改革，使课程设置更加合理，与专业及实际应用紧密联系。理论结合试验，利用先进的网络多媒体，多种授课形式相辅相成。另外，平时注重学生综合应用能力的培养，结合本校专业特色，突出专业特点，既满足学生对物理知识的需求，又能提高学生的学习兴趣，最终达到学有所用，成为一个具有一定实际应用能力的新型人才。
三 基于工程应用实例的应用型本科院校大学物理教学改革的主要研究内容
（一）以专业为导向，重构大学物理知识体系
基础课与专业课相结合，这已是现代高等教育必须考虑的问题[5]。在保证大学物理原有知识体系的基础上，根据专业的特点以及各专业对物理基础知识需求不同，适当删减与专业联系不大的内容，增加与专业相关的内容和工程应用实例。不同的专业物理基础知识教学的深度和广度也应有所不同。对物理知识做此调整和改变，这就需要我们物理授课教师与专业课教师深入交流，找到学科知识的交叉点和对物理基础知识的需求点。为了能更好地在教学过程中有针对性的授课，物理任课教师还应该具备一些相应的专业知识。针对不同的专业，制定相应的课程模块，梳理知识体系，提炼知识结构中的基本概念和原理，结合工程应用实例，最终形成具有专业特色的重构物理课程知识体系。根据我校现有工科专业，重构的大学物理知识体系分为以下三大类：
1.机械类专业
机械类专业与大学物理紧密相关的课程有“材料力学”，“理论力学”和“结构力学”等，这些专业课程需要很多力学方面的物理基础知识，尤其是有关刚体方面的知识。刚体的定轴转动是机械类专业经常用到的知识，在内容讲解和课后习题设置上都要结合专业应用。将机械类经常遇到的飞轮，皮带轮和滑轮这些实例引入课堂教学中。另外，在力学部分可以增加多级火箭，热学部分增加内燃机，电磁学部分增加电阻式传感器等。由于课时的原因可以弱化光学部分。这些应用实例不仅能够引起学生的兴趣，而且能够培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。
2.电子信息及自动化类专业
电子信息及自动化类专业与大学物理紧密相关的专业课程有“电磁场电磁波”，“电子技术”和“电路分析”等课程。这些课程都与电磁学知识紧密联系，在大学物理讲解的过程中要把电磁学部分作为重点讲解部分。作为信息传播重要手段的电磁波作为增加部分。在讲解电磁学部分的基本知识时将霍尔传感器和无线电充电等作为应用实例引入课堂教学。另外，要借助先进的教学手段和多媒体动画，使学生在动态的过程中深刻理解电磁波的传播过程。使学生感觉到物理基础知识与专业知识及工程应用实例息息相关，从而激发学生的学习激情。
3.能源动力类专业
能源动力类专业与大学物理相关的专业有“工程力学”，“流体力学”等。大学物理有关流体力学部分是作为选讲内容，但对于这些专业是必讲内容。另外，这些专业都与热学部分息息相关。为了与专业课程相衔接，将热学部分的熵及熵增加原理由选讲变为重点讲解内容。另外，在内容讲解过程中结合内燃机，空气能设备及热电偶等工程实例。针对航空航天类专业在力学部分增加了四旋翼无人机应用实例。将自己所学物理知识与专业课结合起来，在完成这些工程应用实例的过程中锻炼学生的各种能力。
（二）以工程应用实例导入教学，多种授课形式相互补充
根据专业特点，我们将大学物理分成了几个知识体系，与专业联系紧密的章节设置了相应的工程应用实例[6-8]。在实际教学过程中，以工程实例引入课堂教学，采用以下流程完成教学：提出问题，引导思考问题，分析讨论问题，总结问题，知识拓展。下面以能源动力类专业为例采用工程应用实例推进课堂教学。在讲到热学部分的知识时，以内燃机为例。首先提出几个问题：1.内燃机的工作原理是什么？2.内燃机的效率公式与那些因素相关？3.如何提高热机的效率？让学生带着问题进入课堂。通过多媒体课件播放内燃机的内部结构及工作原理的视频动画，使学生清晰的了解内燃机的结构和原理，激发学生的学习兴趣。推导出卡诺循环下热机的效率公式后，引导学生思考热机的效率与那些因素相关。随后采用分组讨论的形式，提出提高热机效率的途径。讨论环节结束后，每个小组抽出一名学生陈述提高效率的方法及原因，老师根据每组的实际情况给予补充和点评。最后进入知识拓展环节：根据热机效率公式，如何提高自己的学习效率？要求学生查阅整理资料，最后以小论文的形式加以总结。这一过程不仅激发了学生的学习兴趣，而且让学生知道根据所学知识如何提高学习效率。
（三）开放性工程应用实例调研
我们每学期对各个专业还设置了两个开放性的应用实例调研项目[9]。同学们可以调研课堂上老师引入的工程应用实例，也可以调研学生自己感兴趣的本专业的工程应用实例。这两个开放性调研项目主要是让学生留心生活，思考物理知识在生活中和自己所学的专业中的实际应用有哪些。将全班同学分成几个调研小组，将开放性调研主题中涉及到的物理知识，专业知识，应用现状，发展前景调研清楚，并在最后提出由此激发的奇思妙想。小组成员根据自己的特长和优势，合理分配任务，将资料的搜集，整理总结，ppt制作，课堂汇报和小论文的写作分配到个人，相互帮助，共同完成开放性调研主题。整个过程以学生为主体，自主学习，老师给出适当的指导和帮助。调研过程以小组合作学习的形式锻炼了学生搜集整理资料的能力，总结提炼知识的能力，演讲解说能力，分析讨论问题的能力，团队合作意识和自主学习能力。
在收集整理资料的过程中不仅加深对物理知识的理解，而且使学生深刻意识到物理知识就蕴含在我们的生活和所学的专业中。消除大学物理无用论，改变他们学生物理的茫然，提高学生物理的热情，增加学好物理。
（四）小组合作学习增强团队合作能力
传统的教学不注重培养学生的团队合作能力。教学改革后，为了便于合作交流，我们将学生分成了几个学习小组。每个学习小组有一个小组长并根据实际情况随时调整。采取小组合作的方式完成课后作业，对于基础较差的同学小组成员给予一定的帮扶。老师在学生的学习过程中承担答疑解惑的任务，但主要还是鼓励组员之间互帮互助。另外，对于表现好的小组和个人老师提出表扬并适当增加平时分，并鼓励他们传授经验，小组之间相互帮助共同进步。另外，每个专业分别在学期中期和后期各调研一个开放性的工程应用实例项目，也是以小组为单位完成。通过渐进式的综合训练，学生的团队合作意识和综合能力也得到了明显的提高。
（五）理论知识结合实验教学
在理论教学过程中结合实验教学可以更好地理解理论知识。比如在讲到动量守恒时就可以借助演示实验直观感受动量守恒定律。有些比较复杂难以理解的知识点，也可以借助虚拟实验。我校为了能够使理论更好的结合实验教学正在建设虚拟实验室。这样学生就可以利用课余时间到虚拟实验室通过实验理解课堂上没有理解的知识点。
（六）多种考核方式，综合评价
考核方式还是由平时成绩+期末考试成绩组成，但更加注重学生平时参与课堂教学的程度。其中平时成绩由出勤，课后作业，课堂表现，开放性工程应用实例调研组成。此考核方式不但注重出勤和每章节的课后作业的完成情况，而且注重平时课堂的表现。另外工程应用实例调研以小论文的形式考查学生搜集筛选资料的能力，总结和写作的综合能力。期末考试主要考查学生对基本理论知识点的掌握情况，以及利用知识解决实际问题的能力。
四 结束语
本文针对当前大学物理课程教学中存在的一些问题，结合工程应用实例调研模式，革新了大学物理课程教学，不仅考虑了专业的区别，重构了大学物理教学内容，理论结合实验和工程应用实例，而且在课堂中采用多种教学教学模式，注重学生的课堂表现。另外，平时成绩有多个模块组成，打破传统的单一期末笔试成绩的考核方式，取得了一定的成绩。大学物理教学改革不仅顺应了现代化教育观念，又切合我校建设应用型高水平大学的理念。新的培养模式下，还需要加快培养和提高教师的各项能力，建设一支具有工程应用实例教育能力的师资队伍。
参考文献
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[3]陶薇,谢柏林,万士保.基于应用型人才培养的民办高校大学物理教学方法探讨与实践[J].教育教学论坛,2015(12):182-183.
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[8]王锦仁,郭俊梅,刘科敏.以培养应用型人才为目标的独立学院大学物理教学改革与研究[J].高教学刊,2015(19):124-125.
[9]孙辉,韩玉龙,孙金芳.基于实例的应用型大学物理教学模式改革[J].物理通报,2017,36(10):16-20.
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