摘 要：分析大學物理課程與專業(yè)課程關聯(lián)的核心概念，利用網絡學堂在線學習基本知識作為重要補充，結合地方特色專業(yè)研究的最新成果、國內外相同專業(yè)的研究成果及生活常識問題等方面在翻轉課堂上展開物理相關案例教學，同時，知識的整合的探討也為專業(yè)總學時優(yōu)化和專業(yè)的建設發(fā)展提供一定的參考，進一步提高機械類本科教育的質量和水平。

關鍵詞：大學物理改革 機械專業(yè) 翻轉課堂 案例教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2017）07-0032-02

1 引言

任麗平等在2011年做的《大學物理》學習現(xiàn)狀調查與分析，指學生對大學物理的學習積極性不高，這個現(xiàn)象在筆者所在的海南大學也是似曾相似，幾年后的今天依然在探討如何破解，同行們都給出各種解決方案[1]-[4]，那么，是否可以充分利用如今先進的教學理念，諸如，慕課、翻轉課堂等這些教學模式，充分利用課堂外的學習時間，在有限的課時內做與專業(yè)結合的案例教學[5]。讓大學新生提前認識專業(yè)前景，或能燃起學習熱情，在學時削減的壓力下能做到專業(yè)總學時的統(tǒng)籌安排。本文以機械類專業(yè)為例從兩方面來談大學物理課程改革，期待與同行共勉。

2 與專業(yè)結合的大學物理改革

2.1 大學物理與專業(yè)課程關聯(lián)分析

從海南大學機電學院了解到的機械類專業(yè)培養(yǎng)目標中要求學生能掌握將光、機、電、液、氣等相關技術綜合應用于機電一體化產品和生產系統(tǒng)規(guī)劃、集成、設計的基本方法，而開設的與物理直接關聯(lián)的主要專業(yè)課程不下10門，涵蓋了力、熱、電、光各個分支，比如，理論力學、液壓與氣動、傳熱學、激光技術與應用等，不一一羅列了，詳見表1。

表1大學物理核心概念和專業(yè)課程聯(lián)系分析表

要深入挖掘這些專業(yè)課程與大學物理知識體系有關聯(lián)的部分，弄清物理課程作為專業(yè)課程的基礎知識內容，找出各專業(yè)課程在這些基礎知識上遞進與發(fā)展關系，能夠在備課、教學中做到心中有數(shù)。

比如，所開設理論力學專業(yè)課，在2004年李復和安宇在“普通物理力學和理論力學的整合”中早有指出理論力學的牛頓力學部分也是從牛頓力學出發(fā)建立完整的牛頓力學體系， 占總學時的一半以上， 甚至可以達到2/3，大部分物理內容與大學物理力學部分相同。[6]如從初中物理算起，學到理論力學課程時，牛頓力學重復學習次數(shù)達到4次之多，這種學習不僅浪費學時，也澆滅了大學新生的熱情。

比如，大學物理的熱學部分教學重點就是能量守恒及轉換定律和過程進行方向的規(guī)律，而傳熱學作為機械大類專業(yè)的一門重要學科課程，其主要研究的內容是能量傳遞與轉換的基本規(guī)律、提高能量利用率。比如液壓與氣壓傳動是機械動力傳動中一種重要方式，是機械類人才需要掌握的重要技能和重點學習內容[8]-[9]，該課程中涉及了流體力學的知識。這些專業(yè)基礎知識與大學物理課程中內容有重疊，需要在大學物理課程上進行專業(yè)特色優(yōu)化與結合。

再比如，波動光學學習時，很多內容與高中階段的內容是有重復的，由于高考的改革，有個別的學生沒有選修，但也可以在教師的幫助下通過各種方式來彌補基礎知識體系。大學物理在該部分內容完全可以拓展到激光技術與應用的專業(yè)課程上，這里的遞進關系就是掌握激光的產生機制，從討論普通光源的發(fā)光機理出發(fā)，區(qū)分自發(fā)輻射和受激輻射，知道原子每一次躍遷具有獨立性，間歇性，瞬時性，隨機性，使得兩個獨立的普通光源不是相干光源。那么，介紹激光是很好的相干光源，順勢導入機械中如何應用激光技術，例如，激光加工、熱處理、焊接技術、打孔技術、切割技術等。

除此之外，其他的與物理關聯(lián)的其他專業(yè)課程或多或少都會出現(xiàn)內容重疊，隨著專業(yè)的建設和發(fā)展，要不斷調整專業(yè)課程，表1的課程內容也會實時更新，通過對比讓內容寬而廣的大學物理的核心概念與專業(yè)課程對接，教師授課時能通過案例重點講解，來破解學時的緊張和如何提高學生興趣的難題。

2.2 與專業(yè)結合的翻轉課堂案例教學

我校在建的智慧樹課程聯(lián)盟、清華大學在線學堂為學生提供了優(yōu)質的網絡學堂學習資源，有了這些資源，也為課堂教學提供了一個新思路，緊張的學時壓力或能通過課外的時間加以補充，從而實行翻轉課堂。而翻轉課堂可以進一步督促自控力弱的學生的學習。

那么，翻轉課堂肯定要有別于傳統(tǒng)課堂。在翻轉課堂上可以開展與專業(yè)結合的案例教學，很多同行對案例教學做過探索和實踐，其效果也不錯[10]。那么，與專業(yè)結合案例素材要能讓學生有切身的體會，筆者認為從以下三個方面來思考。

2.3 結合本校專業(yè)教師的海南特色的研究課題的案例教學

在力學部分教學過程中，與專業(yè)教師合作，結合本校專業(yè)教師的海南特色的研究課題，在翻轉課堂中提出在收割和裝運海南特色的農作物時力學參數(shù)如何表征，學生在學習中勢必會有很多的專業(yè)知識疑問，可以順勢引導學生去了解材料力學理論知識，充分調動學生學習的主動性，讓學生從課本上去找相關力學參數(shù)，例如，楊氏模量E、切變模量G、梁的彎曲撓度的測量等相關概念，再引導低年級新生去了解高年級學生自行設計制作的木薯秸稈力學測試儀器、香蕉秸稈切割力學測試儀器及橡膠果脫殼機械測試儀器等[11]，并把測試儀器中的物理原理拿到課堂上探討，分析如何建立模型，抓住關鍵設計參數(shù)，甚至鼓勵學生結合自己的興趣，在課下主動聯(lián)系專業(yè)教師，也參與開發(fā)基本力學參數(shù)測試儀器。經過這樣的學習和實踐，使學生感到知識的價值，進而更加主動的去獲取新知識。

2.4 擴大專業(yè)視野，結合國內外高校相同專業(yè)發(fā)展動向選取合適案例教學

在力學部分翻轉課堂前，要學生通過網絡學堂能初步掌握力學各個章節(jié)的基本知識，再結合專業(yè)課程液壓與氣動內涉及到流體力學知識，設定“伯努利方程的應用”的案例教學，伯努利方程在水利、造船、航空航天等領域有著廣泛的應用，結合國內外高校的專業(yè)特色研究，這將為機械類專業(yè)的學生更好地接觸和理解物理基本知識在機械設計中的應用提供許多鮮活的案例，也能拓寬專業(yè)的視野，激起學生的求知欲。

在大學物理電磁學部分，在翻轉課堂上比較穩(wěn)恒電流電路，集成運放電路、功放電路，導入模擬電子技術及數(shù)字電子技術的課程，可以結合同行研究成果如工業(yè)測量系統(tǒng)中的聲波測井系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中的數(shù)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)中的大氣污染監(jiān)測系統(tǒng)等展開闊專業(yè)視野的討論。[12]-[13]

2.5 與專業(yè)結合的生活常識問題的案例教學

在熱學部分教學過程中，把生活中熟悉的汽車發(fā)動機和冰箱作為案例，在介紹其工作原理時，其內部介質工作過程不可見，使得學生聽起來似懂非懂，由于工作原理中涉及各種液壓泵、節(jié)流閥、氣動元器件的概念及其結構復雜。這些概念是要涉及專業(yè)知識的，以前未曾學習過，所以聽起來會感覺晦澀難懂，這時可以在課堂上展開討論，讓學生查閱相關資料，順勢引導學生去了解專業(yè)課程液壓與氣動，從了解相關的概念引申到液壓元件、基本回路、傳動系統(tǒng)及液壓伺服系統(tǒng)的基本原理和基礎知識了解，為今后專業(yè)技能的學習和培養(yǎng)，埋下求知的種子。

3 結語

這個改革方案的細節(jié)還需仔細斟酌，能給予重視，并進一步深入開展課題相關研究，如從大學新生的專業(yè)創(chuàng)新引導等角度給出詳細的步驟，如何協(xié)調教師選擇對口專業(yè)的研究，如何豐富和實施案例教學模式，如何評定教學效果，如何解決地方高校基礎課教師科研薄弱的難題等。

參考文獻：

[1] 任麗平，楊明智.《大學物理》學習現(xiàn)狀調查與分析[J].陜西教育學院學報，2011（02）：109-112.

[2] 羅文華.大學物理教學改革的對策[J].物理與工程，2013（04）：34-36.

[3] 蘇亞鳳，徐忠鋒.從美國伊利諾伊大學香檳分校的大學物理課程教學特點淺談我國大學物理教學改革[J].大學物理，2011（10）：48-51.

[4] 白璐，吳振森.多層面分層次大學物理教學改革[J].物理與工程，2010（06）：43-45，50.

[5] 馮杰，劉蘭英，馮迪物理案例教學的實踐模式辨析[J].課程·教材·教法，2016（07）：102-107.

[6] 李復，安宇.普通物理力學和理論力學的整合[J].大學物理， 2004（12）：51-55.

[7] 齊曉霓，魏麗霞.機械大類專業(yè)"傳熱學"教學改革探討[J].中國電力教育，2014（02）：123-124.

[8] 李晶，王保建，李小虎，郭文靜，郭艷婕.液壓與氣動技術實驗教學改革實踐[J].實驗室科學，2016（1）：92-95.

[9] 郭聯(lián)金，王國勝.液壓與氣動技術課程實踐教學改革與實施[J].實驗技術與管理，2014（04）：131-133，138.

[10] 張訓保，吳秀娟，孫桂香，金英良，王炳花.統(tǒng)合案例教學、專業(yè)設計探討流行病學教學中的問題[J].中國高等醫(yī)學教育，2013（1）：55-56.

[11] 王濤，羅洪峰，王娟，廖宇蘭，李粵.材料力學教學改革的探索與實踐[J]. 實驗科學與術，2015（3）：116-118.

[12] 葉朝輝，華成英，閻捷，秦儉.模擬電子技術實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索.實驗技術與管理，2017（1）：30-32.

[13] 何樂生，余鵬飛.數(shù)字邏輯設計"課程教學改革的探討[J].中國電力教育，2014（02）.

作者簡介：郭惠（1980-），女，福建福安人，海南大學材料與化工學院講師，碩士，主要從事再生能源及大學物理教學研究。