關于大學物理在應用型本科院校教育中定位的幾點思考

姜柏材 姚淅偉 龍麟 謝東

摘 要 針對應用型本科院校大學物理課程建設現(xiàn)狀，本文從課程思政、大學物理課程與專業(yè)課程的相關關系、大學物理課程作用與定位三方面進行討論。應用型本科院校中的大學物理課程應進行進一步改革推進，以成為課程思政的良好載體，強化物理課程內容內核與專業(yè)需求有機結合，突顯大學物理作為理工類公共基礎課程育人作用，在培養(yǎng)全面發(fā)展、面向社會和適應新時代的高級成為應用型人才發(fā)揮重要的作用。

關鍵詞 應用型本科 大學物理 課程思政 專業(yè)需求 公共基礎課

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.12.032

Abstract In view of the current situation of college physics curriculum construction in application-oriented universities， this paper discusses from three aspects： Ideological and political courses， the relationship between college physics courses and professional courses， and the role and orientation of college physics courses. College physics curriculum in application-oriented universities should be further reformed to become a good carrier of Ideological and political courses， strengthen the organic combination of the core content of physics course with professional needs， highlight the educational role of college physics as a public basic course of science and engineering， and play an important role in cultivating all-round development， facing the society and adapting to the new era.

Keywords applied undergraduate; college physics; curriculum ideology and politics; professional needs; public basic courses

0 前言

當前，我國經(jīng)濟由粗放式、資源消耗型發(fā)展模式逐步向以技術創(chuàng)新為增長點的發(fā)展模式轉變，黨的十八大提出“新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代”奮斗目標，對我國高等教育人才培養(yǎng)提出了新要求——專業(yè)基礎理論扎實，并具有較強的創(chuàng)新實踐能力?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》為針對新形勢下的人才需求，首次對高等教育提出培養(yǎng)知識、能力和素質全面協(xié)調發(fā)展，面向生產(chǎn)、建設、管理、服務一線的高級應用型人才，與傳統(tǒng)高校培養(yǎng)的學術性人才和高等職業(yè)院校培養(yǎng)的一線技能性人才相區(qū)別，[1]要求同時具備學術院校理論基礎和職業(yè)院校技術儲備相結合的復合型人才。

大學物理作為理工科專業(yè)學生的公共基礎課，有助于學生理解物質的基本結構、認識基本運動形式及相互作用的規(guī)律，同時物理學所展現(xiàn)出一系列科學的世界觀與方法論，影響著人們的思維方式及社會生活。因此，在應用型本科院校中，大學物理對培養(yǎng)學生的分析問題與解決問題能力有不可替代的作用。目前，大學物理課程的教學方式仍停留在“一支粉筆、一本書、 一份幻燈片”的傳統(tǒng)教學模式，師生間的關系仍是以教師為中心的課程體系，教學內容更側重于基礎理論知識的傳授，[2]而傳授過程中缺乏應用型本科獨有的教學特征——以培養(yǎng)適合全方位社會需求的人才為目標。因此，應用型本科院校中的大學物理教學改革勢在必行，尤其在當前國際社會意識形態(tài)領域風云變幻，中興、華為事件敲響的警鐘，要求我們應對當前課程教育進行改革，以培養(yǎng)當下中國緊缺的高級應用型人才。筆者一直從事大學物理課程教學工作，關于該課程的改革，個人認為應從以下三方面開展。

1 大學物理是大學生思政教育的天然載體

2016年，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議提出“各類課程與思想政治理論課同向同行”倡議，[3]次年，教育部發(fā)布《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》，首次就高校課程思政化給出了具體要求。應用型本科高校應結合辦學特色大力建設一流專業(yè)，根據(jù)教學效果不斷調整課程設置， 建立一套適合不同專業(yè)的課程思政教學體系。核心是要求教師需注意將價值觀和科學素養(yǎng)的培養(yǎng)巧妙融合，同時，需注意不同專業(yè)間的差異， 兩者融合需因地制宜，將正確價值觀、育人元素附著于專業(yè)課程教學全過程，從而實現(xiàn)專業(yè)知識與立德樹人的有效融通。大學物理講授自然界物質的結構、性質、相互作用及其運動的基本規(guī)律，蘊含著大量思政的思辨過程，是課程思政的天然載體，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

首先，大學物理課程內容受眾較多，是課程思政的良好載體。在應用型本科院校中，專業(yè)設置以理工類為主，以桂林航天工業(yè)學院為例，開設專業(yè)中70%屬于理工科專業(yè)，因此，大學物理課程面向對象廣且眾。面向學生受眾較多就更能相應得到更多反饋，對當下學生的思想動態(tài)有更全面地掌握，便于對學生表露出的問題進行精準糾正。

其次，大學物理本身就是描述自然的規(guī)律特征，了解和認識這些自然規(guī)律有助于塑造科學的世界觀、人生觀和價值觀，與思政教育具有內在一致性。課程思政要求學生使用辯證唯物主義和歷史唯物主義的思維方式去看待事物，不能陷入唯心主義和機械唯物主義的泥沼，[4]大學物理則是鍛煉學生使用辯證唯物主義分析問題、解決問題的最佳課程。物理學揭示的基本規(guī)律、定理為辯證唯物主義哲學的發(fā)展提供了科學事實和依據(jù)，使辯證唯物主義的基本原理更加豐富并不斷向前發(fā)展。同時，縱觀整個物理學的發(fā)展歷程，實則是一個辯證的運動過程。比如人們對物理現(xiàn)象、規(guī)律及其本質的認識，貫穿著否定之否定規(guī)律，再如物理學中分子間的相互作用（引力與斥力）、熱效應（收縮與碰撞）的對立統(tǒng)一體現(xiàn)了矛盾相互轉換的哲學思想。

最后，物理學發(fā)展史中有著天然的思政示范典范。每一項物理學的偉大發(fā)現(xiàn)，都包含著科學家們充滿正能量、生動感人的故事，都可作為大學物理課程思政教育的素材。愛迪生、法拉第的堅韌不拔， 愛因斯坦、牛頓的持之以恒、刻苦鉆研，這些精神是學生實現(xiàn)自我人生價值的內在動力。具體來說，當講授力學知識時，可以介紹錢學森放棄國外的優(yōu)越生活毅然回到祖國開創(chuàng)事業(yè)，讓中國屹立世界民族之林的事跡;講到近現(xiàn)代物理時，可以講述鄧稼先、錢三強等科學先驅，為了實現(xiàn)祖國的強盛、富強，淡泊名利、樂于奉獻、大公無私、勤奮執(zhí)著的崇高品德;可以從力的合成及磁介質的磁化過程引申到國家的統(tǒng)一和人民群眾的團結是中華民族偉大復興的重要基礎。

2 大學物理與專業(yè)學科的相互關系

大學物理由力、熱、光、電、聲、磁等部分組成，而大部分理工課專業(yè)，是在這幾部分知識基礎上建立起的科學體系。首先，在進行大學物理課程學習時，教學中將涉及部分專業(yè)課程教學內容，為開展專業(yè)教育奠定必要的基礎。因此，大學物理中涉及專業(yè)課程的基礎內容時，應該對內容進行適當擴展，對其應用作一個概況介紹，增加學生學習積極性并適時提醒學生注意掌握相關知識內容。比如在進行熱學教學時，其中的能量守恒定律和過程進行方向等內容是傳熱學的基礎，而傳熱學又是機械類專業(yè)的重要專業(yè)課程。再如講解光學干涉與衍射內容時，可擴展介紹芯片技術，芯片技術的發(fā)展受限于光學衍射極限。其次，大學物理還能幫助學生理解內化相關專業(yè)課程。在進行專業(yè)知識學習時，部分工程技術方法是建立在實踐基礎上的經(jīng)驗總結，對于初學者，較難理解，大學物理的學習可以采用對影響因素進行量綱分析，一些不明確物理意義的經(jīng)驗模型，可對其賦予物理意義，有助于學生充分理解以及提高解決未知問題的能力。

為介紹大學物理對專業(yè)學習的支撐作用，以飛行器機翼顫抖問題為例。在飛行器飛行過程中，如機翼發(fā)生顫抖，易引起機毀人亡的事故。因此，顫振臨界速度在飛行器設計過程中是一項非常重要的參數(shù)，現(xiàn)在對機翼顫抖引起的主要原因已明確，解決方法已完善。對學習飛行器制造的學生，缺乏實踐經(jīng)驗，對相關知識的理解認知較為模糊。教學過程中可以從相關參數(shù)的物理量綱出發(fā)，如機翼共有9項特征參數(shù)，分別為包括翼展長l、特征弦長是Ch、飛行的特征攻角是 、單位長度機翼質量m、單位長度機翼的特征轉動慣量Jm、彈性模量E、慣性矩I、剪切模量G、空氣的密度 0，各特征參數(shù)的量綱如下：

vcr=LT-1，l=L，ch=L，m=ML-1，Jm=ML，EI=ML3T-2GI=ML3T-2， 0=ML-3， =M0L0T0vcr=LT-1，l=L，ch=L，m=ML-1，Jm=ML，EI=ML3T-2GI=ML3T-2， 0=ML-3， =M0L0T0

對以上各式進行無量綱化處理，顫抖的臨界速度為：

vcr/（（EI/m）0.5l-1）=f（ch/l， ;Jm/（mc2h），EI/GI， 0c2h/m）vcr/（（EI/m）0.5l-1）=f（ch/l， ;Jm/（mch2），EI/GI， 0ch2/m）上式中每一項均賦予物理意義，明確了顫抖的臨界速度與各特征參數(shù)的相關關系，ch/lch/l和 是幾何相似參數(shù)，Jm/（mc2h）Jm/（mch2）表征了機翼轉動慣性與平動慣性的比值，EI/GI反映抗彎剛度與抗扭剛度的比值，而 0c2h/m 0ch2/m是機翼附連質量與機翼質量的比值。[5]由上面示例可以看出，物理方法使得學生更易的理解并掌握復雜的工程問題，對學生專業(yè)學習起著重要的支撐作用。

3 大學物理在應用型大學中的地位與作用

應用型大學專業(yè)設置以生產(chǎn)實踐活動的實際需求為導向，生產(chǎn)實踐過程中所遇問題的解決通常要求工程人員具有多專業(yè)、多學科知識，這就要求應用型高校培養(yǎng)的學生是跨學科的復合型人才。但大學課時具有有限性，無法且不可能將工作中所遇問題需要的各類知識點均傳授給學生，因此，學生自學能力的培養(yǎng)就顯得尤為重要，而大學物理是培養(yǎng)自學能力基礎知識之一。以筆者自身學習、工作經(jīng)歷為例，本科時學習物理專業(yè)，畢業(yè)后進入油氣開發(fā)領域工作，雖前期缺乏相關知識儲備，但經(jīng)過1年時間的學習、積累，在解決實際問題時，相較于有油氣開發(fā)專業(yè)學習背景的同事，筆者更多選擇從問題的物理意義角度考慮、分析問題，解決問題往往能達到事半功倍之效。因此，在以培養(yǎng)同時具備理論與技術的高級工程師為目標的應用型本科院校，更應注重大學物理的教學及實踐，在教學中使物理內容內核和專業(yè)需求有機結合，突顯出專業(yè)知識之下的物理基礎作用。

4 結論

在應用型本科高校發(fā)展過程中，大學物理作為“新工科”辦學中課程思政的良好載體，在培養(yǎng)應用型、技術技能型人才過程中具有重要意義。加強大學物理課程教學及實踐，對其進行必要的改革創(chuàng)新，貼近實際生活、貼近當代、貼近社會企業(yè)實際需求，激發(fā)辦學動力與活力，進一步提高服務區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和創(chuàng)新驅動發(fā)展的能力，在地方應用型本科院校的特色發(fā)展道路做出貢獻。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（下轉第132頁）（上接第72頁）

*通訊作者：謝東

基金項目：2019廣西高等教育教改工程項目，項目編號：2019JGB387;2018廣西高等教育教改工程項目，項目編號：2018JGB349

參考文獻

[1] 吳中江，黃成亮.應用型人才內涵及應用型本科人才培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，2014（02）：66-70.

[2] 程永喜，李淑青，任全年，景銀蘭.工程教育視角下的應用型本科院校大學物理課程教學改革策略[J].西部素質教育，2019，5（17）：195-196.

[3] 黃恩華.把思想政治工作貫穿教育教學全過程（EB/OL）. http：//theory.people.com.cn/n1/2018/1126/c40531-0420832.html

[4] 王學儉，石巖.新時代課程思政的內涵、特點、難點及應對策略[J].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），2020，41（02）：50-58.

[5] 談慶明著.量綱分析[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2005.8.