摘要：传统《力学》课程理论性强，教学中“重理论、轻实践”，实验与理论难以同步配套，理论与实践脱节，教学模式也较为单一，学生的主体地位不明显。将“教具研发—实践探究—思维进阶”的新教学模式引入课堂教学，能够较好解决理论与实践脱节的问题。《力学》课程的创新改革让物理学专业学生创新实践能力显著增强，课程平台成果逐渐丰富，积极作用日益明显，并获同学们的高度认可。

关键词：教具开发；创新能力；应用研究

 

 

1 课程教学改革研究的背景和改革理念

1.1 研究背景

力学课程是一门抽象性很强的课程，而现在教学过程强调学生中心时往往会忽略实践能力的培养，对学生的科学精神培养也不够全面。高中阶段的学生接受知识的速度快，发现问题和解决问题的能力逐渐增强，到了大学，需要较强的思维能力、更高的抽象性和理论性思维，因此需要适合的学习方法及策略，由于处于学科知识核心素养培养的黄金时期，所以要帮助学生在学习观念、学习方法以及学习态度上进行转变，以促进对知识的理解以及掌握。

1.2 改革理念

依托教具开发，加强课堂实践能力的培养，现实中，教具作为理论与实践结合的载体，可破解实验设备不足、知识点可视化困难等痛点，通过教具操作促进知识迁移，培养“发现问题—设计实验—解决问题”的科学思维，为创新人才培养提供可复制的教学模式，因此，探究与力学教学相结合的教具设计与开发就显得很有意义。

2 增强教育实践能力培养的必要性

实物教具、融合虚拟现实（VR）、人工智能（AI）等新技术对促进知识理解、化解认知障碍、增强实践能力与创新思维具有积极作用，以下就实物教具开发与应用在大学课堂中扮演的角色做具体分析[1]。

2.1.1 促进抽象理论的具体化

将抽象的公式、概念转化为可观察的现象。例如，通过制作陀螺仪教具，直观展示刚体的定点转动，这对理解刚体定点转动的运动分解具有促进作用。

2.1.2 增强实践能力与创新思维

学生通过组装、调试教具（如机械传动装置），掌握工具使用、数据采集等技能，锻炼了动手操作能力；同时，在搭建实验器材过程中培养了设计思维，提升了问题解决能力。

2.1.3 提升课堂互动与学习兴趣

实物教具的“可操作性”吸引学生动手尝试，打破“教师讲、学生听”的单向模式，提高课堂参与度。在小组任务中，学生围绕教具讨论分工、验证假设，增强团队合作能力，培养协作精神 [2]。

3 研究和改革所要解决的核心问题

3.1 教学模式单一，实践教学环节薄弱

传统教学模式无法满足学生多层次个性化发展的学习需求，且部分教师在物理教学中过于注重知识的传授而忽略了实践教学在大学课堂中所能起到的重要作用。

3.2 着重培养学生实践创新能力

在大学物理教学中，教师还可以结合不同的人才培养方案和学生的未来工作的职业要求有针对性的设计对应的教学改革方案，加强实践创新能力的培养，最终落实立德树人根本任务 [3]。

3.3 学生中心效果不突出

在教学改革过程中，立足当下学习需求，着眼未来发展，如何培养学生自主创新能力，如何体现学生中心的要求，以提升学生核心竞争力，是当前面临的主要问题。面对学生中心的要求，如何改革教学模式，亦显得非常重要。

4 课程教学研究

4.1 教具设计结合教学需求、科学原理和现代技术

积极探索高效、安全且经济的教学教具，融入到大学力学教学过程中，探索紧扣以下几个原则，首先，教学设计应紧扣教育性原则，覆盖力学核心知识点（如刚体运动、振动分析），根据专业知识的特点进行挖掘；其次应符合科学

性，参数可调、现象可视，如使用飞轮储能系统展示能量流；最后关注创新性，融入现代技术，如传感器实时采集数据、AR 增强现实辅助分析 [4] ；

4.2 教具设计与教学目标匹配

针对实践能力培养薄弱环节，加强实践能力培训力度，对接新时代人才培养更加注重社会实践能力发展的新需求。将符合教学需要的专业综合实践能力培养作为改革重点，通过老带新的方式，提前布局教具开发，这样对将要学习的知识起到很好的预习作用，也对知识的理解掌握应用有更好的促进作用。

4.3 以解决问题为导向，创新教学模式

课程以力学问题为牵引，以能力提升为导向。构筑了“以赛促学、以研促学”的创新人才培养机制，过程丰富了教具种类，提升课程的挑战度和高阶性。

在教学过程中，以实际问题为牵引，组织学生积极参加教具研发，教学过程中学生能更好的参与进课堂当中来，通过观察实验现象，解释物理原理，从而不断引领学生自主逻辑分析、自主探索，提升学生解决问题、理论结合实际的能力 [5]。

5 结束语

实物教具的开发与使用有其深刻的实践价值，从当前新时代对高校的发展要求来看，要想办好社会主义大学，就必须进一步提升课程体系内容的建设。所以，接下来还需要不断拓展创新课程建设方法和途径，构建多层次课程研究体系，为培养创新型、研究型工程技术人才奠定扎实的基础。

参考文献：

[1] 周遵伦 . 基于核心素养开发与应用创新实验演示教具 [J]. 实验教学与仪器 ,2024(02):68-70.

[2] 季明登 . 自制教具在物理教学中的应用 [J]. 黑龙江教育 : 中学版 ,2019(7): 32-33.

[3] 韩雪思 . 自制教具在中学物理教学中的应用 [J]. 中外交流 , 2020,27(15): 223.

[4] 梁雪莲 . 基于核心素养的高中生物自制教具应用研究 [D]. 西华师范大学 ,2018.

[5] 王巧英 . 论人文关怀对提升中职学校思想政治教育的作用 [J]. 吕梁教育学院学报 ,2015,32(01):72-73.

作者简介：樊智慧（1987.08），男，汉族现就职于，讲师，硕士学位，毕业于内蒙古大学，硕士研究生学历，研究方向：凝聚态物理。

李丽（1989.07），女，汉族现就读于英国威尔士三一圣大卫大学，硕士学位，毕业于内蒙古大学，硕士研究生学历，研究方向：英语语言教育与英语文学。