关于大学物理力学部分教学的探讨

照日格图

照日格图/呼和浩特民族学院数学系讲师（内蒙古呼和浩特010051）。

一、大学物理力学课程的特点

一般而言，力学属于大学物理的基础。纵观物理学的发展历程，力学属于完整科学体系的一门学科。大学物理力学课程的特点表现为：第一，系统性。也就是说，大学物理力学属于立足于中学物理力学基础之上所进行的延伸，尽管在一些内容方面出现了重叠现象，但是在课程中所研究的程度和深度具有很大差异。这主要是因为中学物理力学内容多数都是阐述基本的物理定律，对内容的研究都较为浅显，同时对物理定律的使用范围进行了明确的限制，然而，大学物理力学则是有机地融入了高等数学工具，打破了中学物理单纯地融入初等数学工具，积极运用微积分等高等数学工具对物理中的现象及规律进行了深刻阐述。第二，瞬时效应。简而言之，瞬时效应属于大学物理力学中所特有的性质，通常是采用平均值及瞬时性两种形式来对物理量进行描述。具体来讲，平均值就属于物理量在较大的范畴内所产生的效果，即对物理量进行的一种较为模糊的描述；而瞬时值则属于物理量在一个无限小范畴内所进行的效果描述，与平均值相比较，具备更强的清晰性和准确性。除此以外，通过微积分也可以对物理规律进行描述。

二、大学物理力学部分教学的难点

1.学习内容呈现出一定的复杂性。众所周知，与中学物理相比较，大学物理力学所涵盖的内容更加广泛，而且呈现出较强的复杂性及抽象性，从而对内容的学习以及理解也提出了更高的要求，难度进一步提高，倘若仍采用中学时期解决问题的方法是无法解决大学物理问题的，尤其是对于大学物理力学内容，学生具备较强的自学能力是很有必要的。

2.学生的角色转变问题。角色转变属于大学物理力学教学活动中一个非常重要的问题。这主要是因为在中学物理力学课程教学活动中，往往都是遵循着老师在讲台上讲、学生在座位上听的教学模式，老师在教学活动中发挥主体作用，学生也就是被动地进行听课，这样就无法充分发挥学生的主体性地位。然而在大学物理力学教学课堂中，老师在课堂中所讲授的知识更加侧重于传授给学生学习方法，也就是说充分发挥学生在教学活动中的主体性地位。由于学生长期受传统教学模式影响，习惯于被动接受知识，这样就在大学物理教学活动中无法真正转变角色。

3.学生的高等数学知识欠缺。高等数学是解决大学物理力学的一种有效数学工具，对高等数学的学习以及力学的学习应该是同步进行的，但很多时候学生对高等数学的学习在一定程度上还落后于力学，存在较大的难度，倘若学生所掌握的高等数学知识不娴熟，在解决力学问题的时候就会存在较大的困难。

三、大学物理力学部分教学策略

1.将“守恒定律”作为主线索。纵观传统的力学教学体系，通常就是将守恒定律安排在牛顿定律之后进行讲述的，这既容易让学生感觉到陈旧感，而且还容易误导学生认为守恒定律就是对牛顿定律进行的一种推论，这样不利于帮助学生形成正确的物理概念。经过大量的现代物理实验证明，与牛顿定律相比较，守恒定律属于自然界较为普遍的规律，而牛顿定律也仅仅就是守恒定律的一种特殊的情况。正确认识守恒定律的位置，敢于突破物理教学从物理学发展时间上面的顺序，这样就可以帮助学生树立起正确的物理概念，更加深刻、全面地认识物质运动规律，从而就可以立足于中学物理的基础之上达到质的飞跃。与此同时，在物理力学课堂中对学生讲授守恒定律的时候，有机地将守恒定律在现代物理学中的应用融入其中也是很有必要的，这样就能够拓宽学生的知识面。

2.有意识地提高起点，最大限度减少重复。一般而言，大学物理教学是立足于中学物理的基础之上所进行的延伸。所以，在大学物理力学部分教学活动中如何科学地处理继承和提高的关系成为当前需要考虑的问题。倘若无法处理好两者关系，容易让学生感受到陈旧感，从而也就无法调动学生学习物理的积极性和主动性。因此，以大学物理内容中的运动学为例，可以逐步提高教学的起点：有意识地将匀变速的运用提高到一般变速运动。也就是说，在大学物理力学部分教学活动中，要重点反映出“三维”运动以及“变速”运动这两方面的内容，其好处是：第一，不仅能够促使对大学物理研究的内容比中学物理研究的内容有所提高，所研究的内容也更加贴近实际，而且可以有效地提高学生学习物理的兴趣，促使学生认识到大学物理所研究的内容属于更加普遍的物质运动形式，而中学物理则是其中的一个特例；第二，物理研究方法有了进一步提高，这样就可以让学生逐步学习到新的知识，从而就可以让学生对物理学研究方法有更深入的认识；第三，有效地提高学生数学知识，由于大学物理力学内容需要应用一定的高等数学（例如微积分、矢量代数等），这样就可以让学生将数学知识的学习作为物理学的一种表述语言及工具的训练，为今后的学习奠定基础。

在教学活动中要想真正实现该目标，把握住内容的核心是很重要的。就拿运动学来说，其核心内容就是描述物体的运动状态。所以，对于运动方程的运算就要采用微积分进行运算，也就是说，可以随时求出物体在任何一个时刻的位置、加速度、速度以及轨迹等，以便达到对物体运动的完整描述。与此同时，大学物理属于矢量形式的运动方程，这样在一定程度上就对中学物理中所描述的直线运动以及抛体运动的公式进行充分反映，同时这也是对不同运动形式进行的一种概括以及表述，促使理论水平得到进一步提高。除此以外，通常运动方程都是采用矢量形式来进行表述的，无形中就会遇到矢量的运算，尤其是矢量的点积以及叉积，这些对以后许多物理量的表述、磁场力、力矩等都是一种非常好的训练以及学习。所以，力学教学的一项基本任务就是在特定条件下求出相应的运动方程。

3.要适当地反映出力学的实际应用。在当前的教育体制中，往往认为基础课就是为专业课所服务的。也就是说，专业课需要的内容就去讲，专业课不需要的内容就不去讲，专业课所安排的时间多就去多讲，专业课安排的时间少就少讲，这在一定程度上反映在教材的编写以及教学计划的安排上。笔者认为这种看法存在不合理之处，首先，大学物理教学的目的就是促使学生对物理学习的内容、方法、历史发展等进行一个全面的了解，同时这也属于一门提高学生科学素质、科学思维方法的重要基础课，不单纯地是为学习物理知识以及为专业课进行服务；其次，物理学作为一门独立的学科，呈现出特殊的体系以及研究方法，倘若随意打乱顺序，就会造成学生对物理学知识结构、研究方法的认识有片面性，这样无形中也会对学生的科学思维方法、科学素质的培养产生不利影响。因此，随着国家不断对高等教学进行改革，在大学物理力学教学活动中适当反映出在生活中的实际应用是很有必要的。在教学活动中可以采用举例子的方法来进行反映，将实际生活中的力学应用呈现给学生，让学生充分感受到力学知识与实际生活密不可分，无形中也就调动了学生学习的积极性。

4.积极运用多媒体教学。众所周知，多媒体教学是集图、声、画、文于一体的教学方式，属于现代化教学的一种新型、有效的教学手段。在课程教学活动中，积极采用多媒体教学方式，能够为学生营造出一种积极、轻松的学习氛围，特别是对于大学物理力学教学内容更应该如此，这主要是因为物理力学内容本身就较为繁杂、抽象，而且需要画出许多示意图，这样学生在学习活动中非常容易感觉到枯燥，倘若将多媒体教学应用在教学活动中，就可以充分调动学生的视觉和听觉等感觉器官，从而就可以最大限度调动学生学习物理的积极性和主动性，对提高学生的学习效率也发挥了重要作用。除此以外，在物理力学教学活动中，充分发挥网络优势也是很有必要的。教师可以积极借助网络这一平台搜集与力学内容相关的信息，比如说物理科技发展的最新动态、与力学相关的笑话等，这样在课堂学习活动中不仅有效地打破了沉闷的学习环境，而且促使学生对科技发展前沿有了一定的了解，这样也就激发了学生对物理知识探索的欲望。与此同时，教师还可以凭借网络搭建起论坛、博客等交流平台，加大学生之间的互动和交流，而且还可以发布一些最新的信息，便于对学生在学习过程中存在的问题进行及时解决。

5.采用迁移式教学方法。教师对大学力学和中学力学之间的差异要熟练掌握，这样在教学的过程中才能善于从学生已经具备的知识结构出发，逐步迁移过渡到新的知识体系，把新的概念和原理与学生已有的熟悉的概念做类比，促进学生在学习新概念的时候发生正向的积极的迁移，以便达到更好的教学效果。

总而言之，大学物理力学是与现实生活息息相关的学科，同时也属于物理学中的一个重要分支，对学生今后的学习具有重要的作用。

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