物理學(xué)在機(jī)械原理課程中的應(yīng)用研究

曹青松　倪文彬

[摘 要]當(dāng)前，國家正在大力推進(jìn)應(yīng)用型本科院校建設(shè)，基礎(chǔ)課程如何更好地與專業(yè)對接，如何更好地發(fā)揮基礎(chǔ)課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中的基礎(chǔ)性作用，已經(jīng)成為所有從事基礎(chǔ)課程教學(xué)的教師面臨的重要問題。本課題以機(jī)械原理課程中最基本的研究對象即連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)為切入點(diǎn)，探究相關(guān)機(jī)構(gòu)在其實(shí)際運(yùn)動過程中所遵循的物理規(guī)律，形成教學(xué)實(shí)例并引入具體教學(xué)環(huán)節(jié)中，使學(xué)生充分認(rèn)識到物理學(xué)在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要性，提高其學(xué)習(xí)物理的積極性和主動性，以提高物理學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)改革;專業(yè)對接;實(shí)例教學(xué);物理學(xué)

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）04-0097-03

目前，為了適應(yīng)我國對應(yīng)用型人才需求不斷增加的要求，國家正在大力倡導(dǎo)應(yīng)用型本科院校建設(shè)，積極引導(dǎo)部分傳統(tǒng)本科院校向應(yīng)用型本科高校轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)競爭日益激烈的市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境，尋求自身發(fā)展，許多高校也在積極探索應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的模式和路徑[1-2]，基于不同思路對原有的人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱等進(jìn)行了重大調(diào)整和修改[3]，以進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

物理學(xué)課程（包含大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)）是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的重要工具，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的最自然的切入點(diǎn)，是高等院校理工科各專業(yè)中一門十分重要的必修基礎(chǔ)課[4]。隨著國家對應(yīng)用型本科院校建設(shè)的不斷推進(jìn)，作為基礎(chǔ)課程的大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須緊緊圍繞專業(yè)建設(shè)，更好地服務(wù)于專業(yè)學(xué)習(xí)。但是在具體的教學(xué)過程中筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性不高，致使教學(xué)質(zhì)量不高，沒有完全達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。

為了進(jìn)一步提高物理學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，諸多物理教師進(jìn)行了有益的探索和研究，但是他們大都把物理學(xué)課程作為單一的研究對象，分別對物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等進(jìn)行研究[5-6]。研究成果雖然能夠解決物理學(xué)教學(xué)中遇到的一些問題，但是“基礎(chǔ)為專業(yè)服務(wù)”這一教育理念在具體教學(xué)中卻很難得到體現(xiàn)。為了更好地發(fā)揮物理學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)性作用，切實(shí)體現(xiàn)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的無縫銜接，筆者從機(jī)械原理課程入手，將機(jī)械原理的研究對象即機(jī)械（機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱）抽象成合理的物理模型，形成教學(xué)實(shí)例并將其引入課堂，使學(xué)生能夠更好地領(lǐng)會物理學(xué)在專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要作用，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的積極性和主動性，為培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才提供有力的物理基礎(chǔ)。

二、教學(xué)實(shí)踐及其成果

經(jīng)過不斷探索和研究，再加上合理的抽象和總結(jié)，我們形成了若干物理學(xué)原理在機(jī)械原理課程中的教學(xué)實(shí)例，但是如何將實(shí)例引入到具體的教學(xué)過程中，著實(shí)讓我們費(fèi)盡了心思。經(jīng)過仔細(xì)研究和分析，我們將實(shí)例分為三大類。第一類是應(yīng)用性強(qiáng)、生活中常見的實(shí)例，在學(xué)習(xí)物理學(xué)相關(guān)新知識時將其作為“引例”拋出，以激發(fā)學(xué)生的求知欲。第二類為理論性較強(qiáng)、能體現(xiàn)物理學(xué)相關(guān)知識的實(shí)例，作為學(xué)習(xí)完新知識后的例題使用，以幫助學(xué)生更好地理解和掌握新知識。涉及的知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)的實(shí)例為第三類，一般在學(xué)習(xí)完物理學(xué)相關(guān)模塊后作為課后思考題留給學(xué)生，以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

當(dāng)然，在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中要根據(jù)具體問題和學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行合理深度的探討，并不要求所有實(shí)例均要得到一個精確解。對于某些求解難度大、數(shù)學(xué)要求特別高的實(shí)例，可進(jìn)行定性分析與討論，讓學(xué)生體會物理學(xué)相關(guān)知識在專業(yè)課程中的作用即可，以減少學(xué)生的畏難情緒。

經(jīng)過兩年的不斷嘗試，學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的積極性、主動性以及考試成績都明顯提高，特別是學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力得到了顯著增強(qiáng)。近年來，我們先后組織學(xué)生參加了“江蘇省高校大學(xué)生物理及實(shí)驗(yàn)作品創(chuàng)新競賽”“全國應(yīng)用型人才綜合技能大賽”“中國機(jī)器人大賽”“中國工程機(jī)器人大賽暨國際公開賽”等大賽，均取得了不俗成績。

三、結(jié)束語

近年來，我們一直致力于研究基礎(chǔ)課程如何更好地與專業(yè)進(jìn)行對接，如何更好地發(fā)揮基礎(chǔ)課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中的基礎(chǔ)性作用。物理學(xué)在機(jī)械原理課程中的應(yīng)用是我們其中的一個有益嘗試。嘗試探究相關(guān)機(jī)構(gòu)在其運(yùn)動過程中所遵循的物理規(guī)律，把實(shí)際問題經(jīng)過合理的抽象形成教學(xué)實(shí)例，并將其引入具體教學(xué)環(huán)節(jié)中，使學(xué)生充分認(rèn)識到物理學(xué)對學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及后續(xù)專業(yè)發(fā)展的重要性，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和主動性，使我們大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量有了較大提升。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 吳恭興，劉文白，張寶吉，等.基于CDIO模式的卓越工程師培養(yǎng)方案的探索與實(shí)踐研究[J].大學(xué)教育， 2013（18）：7-10.

[2] 周小波，謝鴻全，王成端，等.地方院校創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐：以西南科技大學(xué)為例[J].大學(xué)教育， 2015（8）：36-37+50.

[3] 焦小英.應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)方案的理念與框架設(shè)計[J].大學(xué)教育， 2016（5）：10-12.

[4] 教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會.非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求[J].物理與工程，2006（5）：1-8.

[5] 包秀麗，劉國華.大學(xué)物理教學(xué)改革的策略[J].教育評論，2013（3）：117-119.

[6] 宋海珍，付玲.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理實(shí)驗(yàn)，2017（5）：36-39+43.

[責(zé)任編輯：龐丹丹]