摘"要：針對(duì)應(yīng)用型大學(xué)的學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱，對(duì)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程缺乏興趣，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程與專業(yè)契合度不高的現(xiàn)狀，構(gòu)建面向釀酒行業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目群，實(shí)施了以學(xué)生為中心的教學(xué)方法改革，同時(shí)優(yōu)化了體現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)性的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制。教學(xué)實(shí)踐表明，這種新型教學(xué)方法有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，顯著提升了動(dòng)手能力和實(shí)踐應(yīng)用能力；項(xiàng)目群的建立不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的理解和應(yīng)用，更為他們將來在釀酒行業(yè)的職業(yè)發(fā)展奠定了一定基礎(chǔ)，展示了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；實(shí)踐應(yīng)用能力

中圖分類號(hào)：G420

Abstract：In"response"to"weak"theoretical"foundations"among"students"in"applied"universities，their"lack"of"interest"among"students"in"applied"universities"in"the"course"of"College"Physics"Experiments，and"the"low"relevance"of"physics"experiments"to"their"majors，a"college"physics"experiment"project"group"focused"on"the"brewing"industry"has"been"established.A"studentcentered"teaching"method"reform"was"implemented，along"with"an"optimized"assessment"mechanism"that"reflects"student"initiative.Teaching"practices"have"shown"that"this"innovative"teaching"approach"effectively"stimulates"students'"interest"in"learning"and"significantly"enhances"their"handson"skills"and"practical"application"abilities.The"establishment"of"this"project"group"not"only"facilitates"students'"understanding"and"application"of"physics"experiments"but"also"lays"a"solid"foundation"for"their"future"career"development"in"the"brewing"industry，highlighting"the"importance"of"combining"theory"with"practice.

Keywords：College"physics"experiment；Instructional"reform；Practical"ability

“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是加深對(duì)物理規(guī)律理解的重要環(huán)節(jié)，是非物理類理工科專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)公共課程，為理工科學(xué)生觀察自然界提供了必要的手段，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式主要是在力學(xué)、流體力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)以及磁學(xué)等學(xué)科各選擇一到兩個(gè)方向開展一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這樣的課程設(shè)計(jì)具有一定的系統(tǒng)性且在某種程度上能讓學(xué)生將物理知識(shí)學(xué)以致用，但存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一［1］，實(shí)驗(yàn)安排與后續(xù)課程以及專業(yè)方向的契合度不高等問題，很大程度上影響了對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力以及專業(yè)能力的培養(yǎng)［2］，已不能滿足面向釀酒行業(yè)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生的培養(yǎng)要求。在面向釀酒行業(yè)辦學(xué)的應(yīng)用型高校，大學(xué)物理理論與實(shí)驗(yàn)的課程應(yīng)為后續(xù)開展的專業(yè)主干課，特別是有關(guān)釀酒工藝教學(xué)的課程提供知識(shí)積累與實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)。因此，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)也需要充分考慮與專業(yè)的契合度，適當(dāng)增加從設(shè)計(jì)性與綜合性實(shí)驗(yàn)等角度來進(jìn)行課程改革。

針對(duì)釀酒行業(yè)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程改革與設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)尚未有研究，面向釀酒行業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革可以為此類應(yīng)用型高校的物理實(shí)驗(yàn)改革提供參考意見。釀酒是一個(gè)系統(tǒng)完善且非常復(fù)雜的工程，從糧食的含水量監(jiān)測(cè)與處理、曲藥的磨碎［3］及發(fā)酵過程中溫度和濕度等細(xì)節(jié)的把控，摘酒過程中根據(jù)酒花特征判斷白酒濃度及白酒其他物性關(guān)系［46］，從勾酒過程中各組分的配比［7］，到各環(huán)節(jié)中品控檢驗(yàn)流程，都需要專門的涉及物理的工具協(xié)助完成，每一個(gè)環(huán)節(jié)都涉及大量的物理知識(shí)。在以培養(yǎng)釀酒行業(yè)的應(yīng)用型人才為目的的學(xué)校，以茅臺(tái)學(xué)院為例，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程設(shè)計(jì)可以將物理知識(shí)與這些白酒基本物理性質(zhì)測(cè)量等的素材結(jié)合起來，一方面通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革提高課程與專業(yè)的契合度，另一方面，通過在實(shí)驗(yàn)體系中增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)來提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐能力。

1"學(xué)生學(xué)習(xí)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程常見問題成因分析

1.1"學(xué)生大學(xué)物理理論知識(shí)基礎(chǔ)薄弱

“物理理論”課程是實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的基礎(chǔ)，只有在充分理解理論的前提下，才能理解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，這樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論才具有可靠性。在地方性的應(yīng)用型高校中，很多工科專業(yè)學(xué)生物理基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，在民辦高校中這種現(xiàn)象較多，甚至有學(xué)生害怕學(xué)習(xí)物理。此外，應(yīng)用型高校一般把“大學(xué)物理”的課時(shí)壓縮得非常少，如果照搬傳統(tǒng)“大學(xué)物理”的課程內(nèi)容來授課的話，學(xué)生很難消化相對(duì)較多的物理知識(shí)。因此，地方性應(yīng)用型高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革首先需要結(jié)合專業(yè)特色和培養(yǎng)方案精簡(jiǎn)物理理論課程，讓學(xué)生在有限的課時(shí)中把理論知識(shí)學(xué)得更透徹，做到知其然也知其所以然。

1.2"學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)缺乏熱情和興趣

傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的課程是圍繞基礎(chǔ)物理各方向設(shè)置的驗(yàn)證性物理實(shí)驗(yàn)體系。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候更多是重復(fù)老師的演示，很多學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)之后依然對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和結(jié)論不清楚，只是獲得一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的不清晰，更不清楚物理實(shí)驗(yàn)與專業(yè)的關(guān)聯(lián)性。因此，學(xué)生缺乏對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的熱情和興趣，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)類型、教學(xué)方法等方面進(jìn)行改革。

2"“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革初步探索

以茅臺(tái)學(xué)院為例，針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，缺乏學(xué)習(xí)熱情，實(shí)驗(yàn)設(shè)置與專業(yè)契合度不夠等問題，此次大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革從以下幾個(gè)方面著手。（1）面向釀酒行業(yè)的專業(yè)，重新構(gòu)建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目群。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：緒論以及由液體表面性質(zhì)和電磁光聲等與白酒性質(zhì)或白酒檢測(cè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)組成，并由淺入深構(gòu)建有驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)組成的實(shí)驗(yàn)體系，提高實(shí)驗(yàn)與專業(yè)的契合度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。（2）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革，突出以學(xué)生為中心，展現(xiàn)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。（3）改革實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)以及參加物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽情況四部分組成。其中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)重點(diǎn)突出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析兩個(gè)部分。

2.1"面向釀酒行業(yè)的專業(yè)，重新構(gòu)建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目群

首先，實(shí)驗(yàn)緒論對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)來說非常重要，其重點(diǎn)突出數(shù)據(jù)處理方法的介紹。實(shí)驗(yàn)緒論主要講解物理實(shí)驗(yàn)的意義、誤差、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真值、精確度以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，讓學(xué)生真正理解為何要進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，以及如何把握實(shí)驗(yàn)提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。其次，介紹一些常見的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，比如圖示法、列表法、回歸分析法和常見的數(shù)據(jù)處理和繪圖的軟件。讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析得到更加可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

應(yīng)用型大學(xué)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程課時(shí)較少，同時(shí)需考慮實(shí)驗(yàn)課程與專業(yè)的契合度。從白酒釀造過程、白酒相關(guān)知識(shí)和白酒檢測(cè)過程出發(fā)，構(gòu)建由驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)梯度組成的并與白酒釀造與檢測(cè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)群。重新建設(shè)了以下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：（1）液體表面張力和黏度的測(cè)量，該實(shí)驗(yàn)以白酒為研究對(duì)象，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)表面張力和黏度的測(cè)量方法，分析不同濃度白酒的表面張力和黏度變化。（2）剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量。授課過程中重點(diǎn)突出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)于釀酒工程自動(dòng)化中的重要性，把電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量這個(gè)工業(yè)實(shí)際問題點(diǎn)帶到教學(xué)實(shí)踐中。（3）利用牛頓環(huán)測(cè)量透鏡曲率。此實(shí)驗(yàn)除了讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何利用牛頓環(huán)光學(xué)現(xiàn)象來測(cè)量透鏡曲率外，還啟發(fā)學(xué)生思考如何進(jìn)行酒瓶凹型底部曲率半徑測(cè)量方法，寫出測(cè)量方案。（4）聲速的測(cè)量。用白酒替代空氣作為聲音的傳播介質(zhì)，利用駐波法和李薩如法測(cè)量不同濃度白酒中超聲波的傳播速度。（5）螺線管磁場(chǎng)的測(cè)量——在酒瓶厚度測(cè)量中的應(yīng)用探索。講解生產(chǎn)實(shí)踐中白酒酒瓶厚度測(cè)量的必要性和重要性，啟發(fā)學(xué)生把霍爾效應(yīng)應(yīng)用在白酒酒瓶厚度測(cè)量中的探索。（6）邁克遜干涉儀虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生自學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，并在有限時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和動(dòng)手能力。

學(xué)生最終選擇兩個(gè)方向來進(jìn)行綜合性的實(shí)驗(yàn)：（1）白酒特性研究方向。比如，結(jié)合白酒的表面張力、黏度、濃度等方面分析白酒酒花物理特性的相關(guān)性或者利用超聲波聲速測(cè)量白酒濃度；（2）將實(shí)驗(yàn)向自動(dòng)化方向的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行延伸，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的自動(dòng)化測(cè)量，至少要完成自動(dòng)化測(cè)量中流程圖和所涉及的程序代碼的撰寫，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。各實(shí)驗(yàn)性質(zhì)與專業(yè)契合性如下表所示。

2.2"以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

在教學(xué)實(shí)踐中，教師主要起主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主探索和積極思考。所有實(shí)驗(yàn)均需要學(xué)生很強(qiáng)的主動(dòng)性，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要學(xué)生課前預(yù)習(xí)。課前發(fā)放實(shí)驗(yàn)文件和視頻介紹讓學(xué)生完成預(yù)習(xí)，并通過雨課堂設(shè)置兩個(gè)問題來檢驗(yàn)預(yù)習(xí)效果。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要以講解拓展為主，啟發(fā)學(xué)生思考，教學(xué)方法上要注重應(yīng)用多媒體，用圖片與動(dòng)畫展示相對(duì)抽象的物理過程，將抽象的內(nèi)容直觀化、復(fù)雜的內(nèi)容簡(jiǎn)明化，很好地吸引了學(xué)生的注意力。設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)主要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方案構(gòu)思，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提供一些例子啟發(fā)學(xué)生以拋磚引玉，同時(shí)在學(xué)生參與的全過程中及時(shí)幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤，引領(lǐng)學(xué)生更快更好地完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完成之后要求學(xué)生圖文并茂、有理有據(jù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論和分析。讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，把部分學(xué)習(xí)和分析時(shí)間放在課前和課后，有效地解決了實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少的問題。與此同時(shí)，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，教研室還和學(xué)生社團(tuán)合作，每年舉辦物理嘉年華活動(dòng)，把生活物理和科普物理帶進(jìn)學(xué)生的活動(dòng)中，讓學(xué)生在愉快的活動(dòng)挑戰(zhàn)中感受物理的魅力。

2.3"物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核改革

物理實(shí)驗(yàn)的成績(jī)必須體現(xiàn)學(xué)生的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握情況，實(shí)驗(yàn)構(gòu)思設(shè)計(jì)與分析的能力，以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力。因此，實(shí)驗(yàn)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)以及參加物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽情況四部分組成，成績(jī)占比為1∶6∶2∶1。預(yù)習(xí)成績(jī)主要由雨課堂來提供成績(jī)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)又重點(diǎn)突出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析兩個(gè)部分。對(duì)于設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，特別要評(píng)判學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可行性、全面性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析必須體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，這一點(diǎn)在上課過程老師必須保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在可靠范圍才允許學(xué)生進(jìn)行下一步。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析需要有翔實(shí)的計(jì)算過程，有規(guī)范的圖表和有可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果和結(jié)論。綜合性實(shí)驗(yàn)中還需體現(xiàn)必要的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，比如白酒物理特性的實(shí)驗(yàn)，需要分析白酒物理特性的關(guān)聯(lián)性；自動(dòng)化相關(guān)實(shí)驗(yàn)需要有流程圖和全部的程序代碼以及設(shè)計(jì)思路。在實(shí)操過程中，依照學(xué)生的操作規(guī)范，參與程度、上課積極程度，比如提問和討論等給予每組學(xué)生打?qū)嵅龠^程分。

與全國(guó)高校同學(xué)同臺(tái)競(jìng)技是學(xué)習(xí)和能力提升的直接有效的方法。在教學(xué)期間，鼓勵(lì)學(xué)生參加物理實(shí)驗(yàn)類競(jìng)賽，從參加校級(jí)選拔賽到參加國(guó)家級(jí)競(jìng)賽都有不同程度的額外加分鼓勵(lì)，獲獎(jiǎng)加分可直接加入實(shí)驗(yàn)成績(jī)總分，直至滿分。

3"“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐取得的教學(xué)效果

“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革模式已在茅臺(tái)學(xué)院的兩屆學(xué)生中試用，深受學(xué)生的喜愛和歡迎，取得了良好的教學(xué)效果，其表現(xiàn)有以下內(nèi)容。（1）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯提升。學(xué)生課前預(yù)習(xí)的雨課堂問題完成率超過96%；課上學(xué)生的提問請(qǐng)教和討論更多，提問的問題更專業(yè)和深入。（2）相較于改革前，學(xué)生更熟練地掌握實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析更深入和專業(yè)，為后續(xù)有可能的科研打下了一定基礎(chǔ)。（3）將理論與專業(yè)實(shí)踐結(jié)合起來，學(xué)生學(xué)到更多知識(shí)，動(dòng)手能力和實(shí)踐應(yīng)用能力得到顯著增強(qiáng)。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)中總是會(huì)將釀酒過程中的檢測(cè)問題和實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來思考，提出關(guān)于檢測(cè)手段的新思路，也總結(jié)了部分白酒物理特性相關(guān)性，計(jì)劃相關(guān)論文的發(fā)表。（4）學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的熱情高漲。在此次教改開展以來不到三年時(shí)間里，我校已組織學(xué)生開展兩次物理競(jìng)賽，共獲省級(jí)二等獎(jiǎng)1次、國(guó)家級(jí)三等獎(jiǎng)2次、優(yōu)秀獎(jiǎng)1次。

結(jié)語

通過對(duì)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程進(jìn)行基于釀酒的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目群建設(shè)、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法改革和學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制改革，使“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程更契合面向釀酒行業(yè)的專業(yè)。在老師的積極引導(dǎo)下，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)分析手段更為熟練，也激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情，學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐應(yīng)用能力得到增強(qiáng)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

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基金項(xiàng)目：茅臺(tái)學(xué)院教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目（myj2022006）；茅臺(tái)學(xué)院高層次人才科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（mygccrc〔2022〕111）；.遵義市科技合作項(xiàng)目?jī)?yōu)秀青年人才培養(yǎng)專項(xiàng)（遵市科合HZ字〔2022〕170號(hào)）；茅臺(tái)學(xué)院教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目（mtxyjg2024003）

作者簡(jiǎn)介：羅奎（1991—"），男，漢族，貴州遵義人，碩士研究生，講師，研究方向：物理教學(xué)及白酒釀造全過程檢測(cè)。