基于工程实践能力培养的大学物理课程模块化教学改革

摘要：应用型本科院校的大学物理课程，在新的时期中，应发挥其特有优势，为培养优秀应用型人才服务。为了达到培养应用型人才工程实践能力的目的，大学物理课程应有针对性地进行模块化教学改革。让授课内容和形式等，更好地为各专业奠定坚实基础，提升课程教学质量。

关键词：模块化教学 工程实践能力 大学物理课程 应用型人才

大学物理课程是我国高等院校中的一门重要公共必修课程。它在提升学生科技素养，培养学生的科学思维能力和创新意识，以及增强学生分析问题和解决问题的能力等诸多方面，都具有不可替代的重要作用。随着世界新一轮工业革命的加速发展，和我国经济进入转型升级的新的发展阶段，国家正引导一部分本科高校向应用型转变。对于应用型本科院校的学生来说，突出培养其工程实践能力是众多育人目标中的重要一环，大学物理课程可以为学生学习后续专业课程铺平道路，它是先进科技成果和各专业现实生产力之间的紧密纽带。为了改变传统的课程模式，最大限度地发挥大学物理课程在培养学生工程实践能力，打造优秀应用型人才战略中的独特作用，笔者认为我们可在大学物理课程建设中进行模块化教学改革。现将具体想法和同行们分享，望抛砖引玉，共同为学科建设进行探讨。

在大学物理课程的教学内容设置上，我们应更加有针对性地面向各专业进行大胆调整，设置模块化教学模式。物理学博大精深，是全人类自然科学的没有争议的基石学科，涉及到的知识层面非常多。以往，在很多高校中，物理学的教学大纲多数被分为三个层级——理工科专业多学时，理工科专科少学时，其它专业文科物理。一般来说，理工科专业多学时大学物理课程学时数一般在100到160之间，少学时课程在50到80学时之间，文科物理在20到40学时之间。在我国高校教传统的育人模式中，这样的学时安排比较常见，教学内容也相对固定，授课知识体系完备，深度得当。

但是，随着科技的日新月异，新兴产业和新兴专业的出现，以及传统专业的生产力升级换代，这样的教学现状已经越来越多地体现出了各种弊端。有些物理学知识在某些专业中应用比例很少，但是在学生学习大学物理课程过程中所占学时较多。有些物理知识对于学生的专业很有帮助是比不可少的基础知识，但是由于在物理课程中学时有限，未能深入延展，以至于和专业课程的衔接出现了缝隙。因此我们应该与各专业课程师生进行深入交流，非常有针对性地调整学时分配比重，合理设置各知识点的挖掘深度，力求高效率地准确无误地进行“无缝对接”。在这个过程中，某些确实对特定工科专业作用不大甚至从未涉及的知识点，应该改“详讲” 为“略讲”，甚至可以不再设置到教学计划之中。对于很多可以在学生后续专业课程中发挥明显作用的知识点应改“浅讲”为“深讲”，教师应有意识地拓展开来，甚至补充在传统大学物理教材中很少涉及的知识内容，充分为后续专业课程“服好务”，“铺好路”。

对于工作在一线的物理教师来说，在建立模块化教学内容设置的教学模式中，应做好两方面工作。一是转变传统的思维方式，不能“沉迷”于物理学全部知识体系的“高、大、全”之中，即使某些物理世界的“美丽风景”被同学们错过了也不要遗憾，而要力求在讲授给学生的模块中，做到“精、深、通”，讲究实效，贴近实际。我们要让学生对物理学的印象，不再是“高深莫测”，而是和专业知识唇齿相依的“和蔼可亲”。二是，要更新自己的知识储备，主动地了解各专业领域的最新发展状况，学习和研究各专业教材，搜集各专业领域中能为讲解物理学原理提供的工程实践素材。以电信类专业领域为例来说，力学和热学知识所占的学时数就可适当减少，而电磁学所占学时应有所增加。在部分高校中，由于总学时数的限制，原子物理学部分内容总是讲解得比较少，而量子力学的基本知识也很少讲解，但是现如今，随着量子计算机的诞生和量子通讯很可能在不久地将来变为现实，我们应该大量增加这方面的学时比重，给学生以足够的知识储备。以模块化课程建设为主导，将物理学各部分知识内容重新分割组合，归纳出多于传统的五大模块（力、热、光、电、原）的多个细小模块，将各部分模块涉及的原理、例题、前沿知识、等教学内容进行精心设计，让开设大学物理课程的各工科专业进行自主选择，与各专业教学团队共同制定人才培养方案，为提高学生的工程实践能力创新教学模式。例如在原子物理学大模块中，我们就可以展开为三个小的模块，既核物理学，原子物理学基础，量子力学初步。

在具体细小模块设置的同时，我们一定要大量地引入工程实践范例，在定理、公式的讲解过程中，直接以工程中常见事物作为有效载体。在生产生活中，有这样一个原理十分典型的案例。粉末、石子、原煤这类常常堆放成圆锥形状的颗粒状或块状物体，在由各种机械卸载到空旷平摊的地面上时，形成的圆锥的顶角角度大小是很有规律的。是如塔尖般尖锐呢，还是如雨伞般平钝角呢，这和被堆放物质的颗粒间的摩擦系数有很大关系。如果颗粒在斜坡上的下滑力分量大于摩擦力的话，颗粒就会下滑，反之则会停留在斜面上。这就导致，自由倾泻成堆的颗粒状物质，由于颗粒间摩擦系数较稳定，同种物质堆放成锥的顶角是相对固定的。以至于有经验的工程人员可科学地进行估算，进行劳动生产过程中空间和时间的合理统筹，提高工作效率，方便设计规划。

工程实践能力的培养，对于应用型本科院校的同学们来说是一个长期且十分重要的过程，如何让物理学这一历史悠久又生机勃勃的基础学科有效地为其服务是一个很有研究价值的课题。培养基础知识扎实，工程实践能力突出的应用型人才，离不开物理学。模块化教学改革一定能够在应用型本科院校的大学物理课程综合改革中发挥巨大的作用。

参考文献：

[1]王娜.与专业结合的大学物理课程教学改革探讨[J].中国电力教育，2013，（32）.

[2]王琼.地方本科高校转型形势下大学物理教学改革的几点建议[J].大众科技，2014，（07）.

[3]张伟强.卓越工程师教育培养计划下的应用型本科大学物理教学改革[J].中国电力教育，2011，（26）.

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