摘 要：文章结合地方本科院校特点，在学生的知识结构以及专业需求的基础上，提出了“大学物理”课程力学部分模块化改革方案，将“大学物理”力学教学内容分为基础模块和提高模块，考虑到各专业方向不同、学时差异，教学中采用三个类型的教学培养方案，针对每一类型的教学培养方案，开展不同的模块化式教学，实施不同层次的教学，使学生物理应用能力得到发展，以此提高教学质量。“大学物理”教学内容模块化改革是在长期教学实践基础上提出的，对其他本科院校“大学物理”课程改革具有一定的参考价值。
关键词：大学物理；力学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）09-0026-02
“大学物理”是以物理学基础知识为内容的课程，是高等学校理工类专业学生的一门重要的基础课。各个专业的专业课学时增加，导致“大学物理”课程的学时一再压缩，而理工类各专业使用的 “大学物理”教材[1-4]，一般所需要教学时数都在140学时左右，所以在当前，学时少，内容多，在有限的学时内完成规定的教学内容，致使教学质量很难保证。这就使得高校对“大学物理”实行模块化建设迫在眉睫。近年来，随着地方本科高校向应用技术型高校转型改革的发展，地方普通本科院校出现了“大学物理”改革的热潮，也取得一定效果[5-8]。大庆师范学院在开展培养应用型人才转型工作下，对教育教学提出了新的要求，要重视学生实际操作能力的发展，“大学物理”作为一门专业基础课，首先要进行教学改革。本文结合大庆师范学院的特点，在不同专业学生的知识结构需求的基础上，提出“大学物理”模块化其中力学部分的教学改革，将“大学物理”力学部分教学内容分为基础模块和提高模块，又将教学培养方案分为三个类型，针对每一类型的教学培养方案，开展不同的模块化式教学，进行层次化教学，使学生在各自的专业内得到最充分的能力锻炼，提高大学生整体的物理知识水平，增强大学生实际物理技术的运用能力，“大学物理”课程模块化改革是在长期教学实践基础上提出的，对其他本科院校教学课程改革具有一定的借鉴价值。
一、“大学物理”模块教学计划
（一）理论模块教学计划
考虑到各专业方向不同、学时差异，教学中采用三个层次的教学培养方案。全校“大学物理”教学计划分为 A、B、C三个类型。A类型针对机电学院材料科学与工程专业，B类型针对机电学院电子和自动化专业学生，C类型针对化学与化工、数学及生物技术等专业学生。“大学物理”的内容包含力学、热学、电磁学、光学及近代物理等方面。这里我们仅介绍“大学物理”当中力学部分内容，“大学物理”力学部分可分为基础模块和提高模块，基础模块包含质点运动学和质点动力学，提高模块包含质点组、刚体、相对论、机械振动、机械波等。
A类型是针对机电学院材料科学与工程专业的课程类型，材料科学与工程专业主要研究材料的组成结构、性能、设计、合成、加工、分析及应用的专业，培养目标是造就同时具备理科基础和分析应用综合能力，能够适应社会主义市场经济的有竞争力的应用型人才。而“大学物理”是材料科学与工程必修的一门专业基础课，是培养学生的科学素质和创新精神、提高学生分析问题和解决问题能力的重要学科，对材料科学与工程专业发展建设尤为重要，对于材料科学与工程专业的学生来说，要求学生掌握“大学物理”的基本内容、基本概念、基本理论等，并有一定的推理能力，会用物理工具解决材料问题。因此，在课程设置上，其包含基础模块和提高模块的所有内容，力学课程教学安排通常在第二学期。大学物理的总学时为160学时，其中力学部分教学时数为54学时。
B类型是针对机电学院自动化和电子专业设置的课程类型，电子专业注重培养有从事电子设备和信息系统的设计或应用的实际应用能力、继承和创新创业能力的技术应用型人才。自动化专业注重培养具有较强的工业自动化及传感网行业实际应用能力、继承和创新创业能力的技术应用型人才。而大学物理里的基本概念、基本理论和基本方法都是锻炼学生素养所必需的。课程设置包含基础模块和提高模块的部分内容（质点组、刚体、机械振动、机械波），力学课程教学安排通常在第二学期。大学物理总学时数为108学时，其中力学部分占54学时。
C类型是针对化学与化工专业，数学、生物技术专业开设的课程类型，开设目的是为学生打好必要的物理基础，同时使学生学会运用辩证唯物主义思维来研究问题。激发学生的探索和创新精神，对提高学生科学研究能力起到重要的作用。对于化学与化工专业，“大学物理”总学时为66学时，其中力学部分占有26学时。对于数学及生物技术专业，“大学物理”总学时为30学时，其中力学部分占10学时。课程安排在第三学期。因为学时较少，对于化学与化工专业，包含基础模块和提高模块中部分内容（机械振动及机械波），对于数学及生物技术专业，“大学物理”力学部分仅包含基础模块知识，就可以满足学生专业的实际需求。
综上，对于基础模块和提高模块，我们会结合专业特点制定教学大纲，编写教案及讲稿。针对每一模块，每一章节，要拆分开来，划分不同的知识点，找出核心知识点，围绕知识点制作微课视频及网络平台，形成网络课程辅助教学，网络化建设也是“大学物理”模块化建设的重要组成部分。
（二）实验模块化建设
为了全面推进“大学物理”课程模块化改革，提高教学的效果，使“大学物理”更贴近专业实际，应把力学实验也纳入到模块化教学改革中。实验内容分成基础实验模块和提高实验模块。基础实验模块包含长度测量、单摆、密度测量、自由落体运动等，而提高模块部分（综合设计型实验）包含碰撞规律的研究、弦振动的研究、声速测定等[9]。基础模块的实验是必须完成的。而提高模块部分：A类专业学生至少选修3个实验，B类专业学生至少选修2个实验，C类专业学生至少选修1个实验。
二、大学物理力学内容模块化改革策略
在“大学物理”力学部分知识体系框架的构建过程中，按照基礎模块和提高模块分别构建，基础模块中，质点运动学的相应物理量，比如加速度、速度、位矢等需要介绍，还有在不同参照系下，加速度、速度以及位矢的不同表达形式，对于这一章来说，核心知识点是加速度，由加速度可以推导出速度以及位矢。质点动力学部分重点要掌握动量定理、动能定理、动量守恒定律及机械能守恒定律，这两个定理及两个守恒定律都离不开对力的讨论，因为此章的核心知识点是力，由力推导出冲量，进而得到动量定理，而物体在力的作用下，由运动产生位移，导致力做功，由此得到动能定理。由牛顿第二定律可知力和加速度的关系，由此可以把质点运动学和质点动力学两章联系起来。
提高模块知识包含质点系力学、刚体力学、流体力学、机械振动、机械波及相对论等，本模块涵盖的知识量较大，知识面也广，对于不同专业的学生，要选择性地学习。相对论中阐述了牛顿时空观以及爱因斯坦时空观，洛伦兹变化以及狭义相对论，这部分知识可以拓展学生的知识面。而对本模块的其他章节内容的研究都是在牛顿时空观的基础上来完成的，质点系力学中，注意内力的作用，质点系中质心的运用，要重点掌握质点系动量定理及动能定理，所以核心知识点还是力，围绕力来讨论两大定理。刚体力学是特殊的质点系，不发生形变的理想固体，重点掌握角动量定理、动能定理，以及平动时的运动规律，而这些讨论离不开力矩的作用，本章核心知识点为力矩，围绕力矩展开学习。流体力学是研究空气和液体的运动规律的一章，流体力学是涵盖了固体、液体、气体三种形态物质的运动规律的学科，对于流体力学研究内部应力、内部压强、表面张力、毛细现象等，还有对于理想流体，伯努利提出了伯努利方程，这是把机械能守恒定律表述适用于流体力学的应用形式。机械能守恒定律把质点系、刚体、理想流体连接起来。机械振动和机械波部分，机械振动是物质普遍运动的一种形式，是物体在某一位置所做的周期性运动，这里主要讨论简谐振动，即物体在线性回复力的作用下产生的运动，是一种特殊的力学运动，运动方程形式一致，本章重点放在运动方程中基本物理量的理解上，物理量有频率、周期、振幅、相位等，对于孤立的简谐系统来说，本章还要注意两个简谐振动的合成问题。机械振动在介质中传播产生了机械波，机械波有横波和纵波之分，注意波面、波速、周期等物理量的理解。对于能量部分注意能流和能流密度的理解，注意理解机械波的特征干涉和衍射。机械振动和机械波的核心知识点是运动方程部分，围绕运动方程展开讨论等。
三、结论
本文结合大庆师范学院的实际情况以及多年“大学物理”教学经验，在地方本科院校教育转型的背景下，考虑到学生知识结构特点，着手于教学内容，提出了“大学物理”模块化教学之力学部分的改革方案及探索。“大学物理”模块化教学是在长期教学实践基础上提出的，随着教学的深入，以后还需要不断完善，同时，该教学模式对其他本科院校在大学物理教学改革方面具有一定的借鉴参考价值。
参考文献：
[1]程守洙，江之永.普通物理学（第六版）[M].北京：高等教 育出版社，2006：14.
[2]马文蔚.物理学（第五版）[M].北京：高等教育出版社， 2006：8.
[3]尹国盛，杨毅.大学物理[M].北京：机械工业出版社， 2010：6.
[4]赵近芳，王登龙.大学物理上册（第四版）[M].北京：北京 邮电大学出版社，2014：3.
[5]苗劲松，卢洵，王春迎.大学物理模块化教学的实践探索 [J].高等教育研究学报，2012，（4）.
[6]彭雪峰.浅谈独立学院大学物理课程“素描加模块”式教 学[J].长春理工大学学报，2011，（10）.
[7]石尧.关于原始物理问题编制的理論探索[J].物理教 师，2016，（1）.
[8]韩红梅，韦俊红.大学物理模块化教学改革探索[J].河 南科技学院学报，2012，（6）.
[9]杨述武，赵立竹，沈国土.普通物理实验（力学部分）[M]. 北京：高等教育出版社，2008：10.
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