新工科背景下大学物理分层教学探索
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摘 要：在工科院校，大学物理是一门非常重要的课程，它对很多工科专业课程的学习具有铺垫作用。为了实现地方本科院校培养实用型，创新型人才的目标，本文基于湖南工学院大学物理教学的实际情况，通过分析教学目标，教学内容，教学模式和过程，知识应用和考核等，利用分层教学的方法，探索大学物理课程的教学，在提高学生大学物理成绩的同时，希望能有助于新工科背景下本科院校高水平应用型人才的培养。
关键词：新工科;分层教学;大学物理;
“新工科”是新时期高等学校全面推行高等工程教育以适应新经济发展所提出的概念[1]，其目的是培养适应经济的实用型，创新型人才。我校是一所以工科为特色的高等本科院校，许多工科专业的专业课程学习都依赖大学物理知识做铺垫。另一方面，由于学生在中学阶段所受应试教育的影响，导致了学生学习大学物理上的一些误区，加之学生后续正面临着就业或者深造的压力，大学物理的教学改革刻不容缓。因此，在大学物理的教学中进行分层教学，有利于学生学好物理知识，提高学习成绩，培养动手技能和创新意识，以及有助于新工科背景下本科院校高水平应用型人才的培养。
一、我校大学物理教与学的现状
我校是教育部批准的第二批“卓越工程师教育培养计划”高校，同时也是一所以工科为特色的本科院校，2012年以来，学校全面启动了卓越计划，按照卓越工程师的培养要求，以提升学生的社会责任感、创新能力和工程实践为核心，强化工程实践能力。近年来工科专业发展较好，但是也存在一些问题，其中一个就是学生的动手能力和创新意识较弱，而大学物理作为一门必修的公共基础课程，对于学生的动手能力和创新意识的培养具有很大的作用。
目前，我校大学物理教师教学存在一些问题，长期以来，由于教师数量不足，老师的教学工作量大，这就导致了老师们一些取巧式教学，教师在备课过程中，对于不同班级和专业都采用同样的授课内容，同样的习题安排，这虽然减轻了老师们的一些备课负担，但是对于学生的学习成长不是最好的选择。加之近年来，学校有许多新的专业产生，这一方法就更非长久之策。另一方面，大学物理实验的安排与大学物理理论课的教学不统一，通常出现学生做实验时没有学习理论知识，大大影响了实验课的效果。
而學生学习大学物理的兴趣和氛围不是很浓厚，学生物理底子参差不一，导致教学难以收到好的效果。老师找不到合适的教学标准，学生难以跟上老师节奏，导致学生上课开小差，做与课堂无关的事情，这不仅影响自己的大学物理的成绩，更导致一些专业与物理关联性较强的学生的专业课程都学不好，对就业和深造带来了很大的影响。因此，大学物理的教学改革势在必行。下面，本文将具体阐述大学物理分层教学方案。
二、大学物理分层教学方案
（一）教学目标与教学内容的分层
培养动手技能和创新意识，以及高水平应用型人才依然是教学的根本目标。但基于我校生源的实际情况，有必要对教学目标和教学内容进行再次分层。对于以拿到学分为目的学生，尤其是专业与物理关系不强的学生，是以成绩达到合格标准，大学物理实验基本掌握为目标;其二，对于专业与物理相关性强的专业，如机械、土木、电气、自动化、材料科学等，此类学生的教学目标设为具有较强的理论知识基础和扎实的动手能力和较好的创新意识。而与教学目标相呼应的是教学内容的分层。针对不同的学生群体，实施相应的教学方案。对于基础薄弱，专升本的学生[2]，教学内容选取应该相对要简单，教学课时应相对较少，完成大纲里的基本任务即可。对于工科专业与物理相关性强的学生，其教学内容应该丰富，课时相对较多，对学生掌握知识的要求相应增大，突出物理知识对其专业的辅助功能性特点。我校工科专业较多，文科相对较少，对于这部分学生，课程内容不宜设置太多难点，课时相应减少，教学内容应以实用性和普及性为主，目的是基本完成大纲要求。
（二）教学模式与教学过程的分层
传统的大学物理教学模式是老师在讲台上讲授以及学生在台下听课。然而随着社会的进步，在强调创新意识和主观能动性[3]的今天，对教学模式和过程进行分层也非常重要。首先，教学过程可以多样化。根据教学的内容，选择合适的方法，例如实物演示，多媒体视频等。例如讲述角动量守恒，可以利用陀螺进行实物演练，直观形象的告诉学生，角动量守恒的例子。其次，教学模式和过程可以实现翻转。例如让学生课前预习、课堂学生提问、学生解释，老师进一步解答和总结，充分发挥学生的主观能动性。这一教师和学生共同完成的过程，大大丰富了课堂教学，增加了学生的积极性，这种类似翻转课堂的形式将有助于学生自学能力的培养，有助于于学生发现问题解决问题的能力。例如，教授共振这节课时，我会在上一次课结束时交待学生做好预习工作，查找相关资料。课堂上，首先我会找一些同学来讲述涉及共振的历史故事，例如著名的布劳顿吊桥坍塌，张飞喝断当阳桥等，一方面提高学生的兴趣，最主要让学生自己去了解共振的一些外在表现，继而让学生提出问题如共振的条件，紧接着让学生试着去解释，然后老师再跟学生引入知识要点，一步一步引导学生进行思考，加深学生对知识的印象，由现象到本质，由表及里，培养学生的探究性精神。最后就是充分利用现代网络信息技术，给学生设立大学物理教学的网络课程，引进优秀的大学物理慕课，同时结合一些专业的特色，将专业知识和一些科技前沿的知识融入大学物理，在网上课程平台设置相关视频，文章资料，实验演示等，不断丰富大学物理的教学模式和教学过程。
（三）知识应用与考核的分层
传统的知识应用就是会做习题，传统的考核也就是平时考勤和作业以及期末考试，这不能全面的评估学生的综合能力，对一些基础不好的学生也是不公平的。知识应用和考核的分层，对于前文所述的专升本的学生，可以以能做出习题，考试合格为标准。同时其习题的难度应该予以降低。而对于其他本科生，尤其是专业与物理相关性强的学生，除了最基本的知识应用即做对习题，其利用理论知识的实践能力和创新意识应该为更高层次的应用。比方说对于这一类学生的考核可以以学生自己动手去改进某一个物理实验或者设计一个实验方案等，以此考核其综合能力。这样可以检测学生的理论联系实践的能力，动手能力，能够大大提高学生的主观能动性，启发科学精神和创新思维能力，这些能力为学生今后的发展至关重要。
三、结束语
大学物理分层教学不仅有利于老师的教学，更能够更好的引导学生学习物理知识，培养动手能力和创新意识。对于教学内容和目标、知识应用和考核的分层有利于不同基础的学生实现自己的目标，有利于教师因材施教，更好的培养学生的综合素质。对教学模式和过程分层大大提高了课堂的活跃性和学生兴趣，有利于培养学生发现问题解决问题的能力。我校作为应用型工科院校，绝大多数工科专业与大学物理都有联系，对大学物理教学的改革将有为我校培养高素质应用型人才的培养做出重要的贡献。
参考文献
[1]代福，范东华，赵丽特.大学物理教学研究[J].教育教学论坛， 2018 （22）： 198-199.
[2]郭定和. 公共大学物理课程分层次教学的研究与实践[J]. 国内高等教育教学研究动态， 2013 （19）： 12-12.
[3]崔云康， 刘扬正， 唐曙光， 等. 工科院校大学物理分层次模块教学的研究与实践[J]. 南京工程学院学报 （社会科学版）， 2017 （02）：73-77.
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