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大学物理质点运动学总结范文1
【关键词】大学物理；工程力学；教学结合
0 引言
当今大学生通常要完成几十门课程学习。对应用型本科高校的学生来说，课程大致分为四大类：通识课、专业基础课、专业课以及实训课。各课程构成一个完整的体系，在将来的职业生涯和人生中均占有极及重要的地位。课程间相互联系、相互依赖这是非常常见的。大学物理和工程力学是我院机械类、土木类专业的两门重要课程，大学物理为通识课，工程力学为专业基础课。处理好通识课与专业基础课教学中的结合问题，是解决当前应用型本科处理理论课程课时紧与实训课时需增加的这一矛盾的当务之急，在提高学生学习兴趣方面也可起到积极作用。
1 两课程间的联系与区别
大学物理与工程力学的主要区别体现在性质、任务、研究对象方面；联系体现在数学工具的运用及内容重复方面。
1.1 大学物理与工程力学课程的区别
大学物理课为通识课，即基础课，主要是工科类、农学类、医学类学生学习。课程研究对象广泛，包括物质世界的基本规律、基本原理，涉及力、声、光、电、磁、热、原子物理等多个领域，该课程是许多自然科学、工程技术、新技术的基础。它的目的和任务是：通过学习，学生对物理概念、物理规律、物理原理有全面认识，了解物理学的前沿、了解物理学在新技术中的应用；使学生的运算能力、抽象思维能力、创新能力得到严格的训练；培养学生的以科学思想，用科学方法去分析和处理问题的能力。
工程力学为工科类学生的专业基础课。主要包括理论力学（静力学、运动学、动力学）和材料力学，以研究机械运动规律和构件承载能力为主。该课程理论性强但研究对象与后续专业课程、工程实际联系紧密。课程开设的目的和任务是使学生掌握物体机械运动的基本规律及其研究方法，初步学会用这些规律和方法分析、解决工程中简单力学问题，并为后续专业课的拓展及实际工作处理力学问题奠定坚实理论基础。
1.2 大学物理与工程力学课程的联系
从课程内容来讲，力学为大学物理课程中一个重要组成部分。两门课程在内容上有许多重叠和类同之处，可以说工程力学是从物理学中分离出来的一门内容更详细、与工程技术更接近的课程。它将物理学中的力学部分进行了扩展。
此外，两门课程的联系在于处理问题的科学思想、科学方法。建立理想化模型，抓住问题的主要矛盾在两门课程中反复体现。同时，数学知识的应用，比如向量的运算、微积分的应用是两门课程在问题处理方法上的最大共同之处。
2 两课程教学结合的关键
目前，应用型本科院校对学生的实践能力培养日益重视，实践课时在不断加大，理论课学时不断缩减。在实施大学物理与工程力学两课程的教学过程中，应揣摩两课程的特点，坚持有效的教学结合原则。
2.1 正确处理课程内容衔接问题
两门课程中存在不少重复的内容。以马文蔚的《物理学教程》和谢帮华的《工程力学》为例[1-2]，工程力学中的静力学部分，重复内容包括：摩擦定律、力矩、空间力系平衡方程、重心的坐标公式；材料力学重复内容包括：应力、剪切变形、受迫振动；运动学部分重复包括：点的运动、刚体的基本运动、运动的合成；动力学部分包括：质点运动微分方程、刚体绕定轴转动的微分方程、功和功率、动能定理、动量定理、动量矩定理、惯性系（惯性系、非惯性系、科里奥利力、惯性力、非惯性系中的动力学方程）、转动惯量。共18处重复。其中应力、剪切变形这两个概念仅在大学物理机械波传播速度与介质的关系这一部分提到，其余部分内容在两门课程基本都有完整的阐述。
因此，两门课程的授课老师应对相应的重复点熟悉，做到不浪费课时、也不漏讲内容。同时，大学物理具有基础性，且很多内容相对容易理解，应坚持大学物理的主体地位原则。这样，一些大学物理教学大纲要求详讲的内容，工程力学课可以略讲或直接删减，如摩擦定律、力矩、空间力系平衡方程、点的运动、刚体的运动、运动微分方程、刚体绕定轴转动的微分方程、功和功率、动能定理、动量定理、角动量定理、转动惯量这11个内容均为大学物理大纲中的必学内容，工程力学课中可略讲或不讲；而相对运动、惯性系、质心运动定理（重心的坐标公式）这3大内容在大学物理大纲中定为选学内容而又是工程力学必不可少的内容。大学物理老师可补充进行讲解或明示学生该内容的重要性，而不是按照大纲机械地删掉。另外，应力、剪切变形这2个内容在大学物理课程中提及，受迫振动只讲特殊情况的部分，大学物理老师也应让学生明白这些内容在后续课程的重要地位。
2.2 正确处理科学思想、科学方法衔接问题
大学物理研究物理规律、物理定理时，建立理想化模型是常用的研究方法。如质点模型、弹簧振子模型、理想气体分子模型、电荷元模型、电流元模型，这种抓住事物主要矛盾的做法正是辩证唯物主义方法论的具体体现。类似的建模思想在工程力学中有刚体、理想变形固体等多种力学模型。倘若没有科学的方法，问题的分析将变得复杂甚至无法解决。教师应进行类比，将这种各领域研究问题方法上的类比渗透于教学过程中。
在具体问题的计算过程中，高等数学微积分、矢量的运算法则均有广泛运用。这基本贯穿了整个大学物理和工程力学的课程内容。若在教学过程中，教师有意识的将数学工具的应用推广到别的领域，将处理方法进行类比。这必将会减轻另一课程的教学和学习负担，使学生的思维能力、科学方法的应用能力进入新的平台。
3 结语
课程间的教学结合问题，是教育者应加重视的问题之一。合理处理大学物理与工程力学课程中的重叠、类同内容，适当进行类比教学，有利用提高课时利用率、提高学生学习积极性，更能满足当前高校教育培养应用型人才的需要。这一问题的有效实施，需要教师研究教材，相互探讨，不断试验，检查效果，及时总结，不断完善。
【参考文献】
大学物理质点运动学总结范文2
[关键词]工程技术人才 大学物理 教学
[作者简介]郑永春（1967- ），女，河北衡水人，衡水学院物理与电子信息系，副教授，研究方向为大学物理、热学；尹志会（1970- ），女，河北衡水人，衡水学院物理与电子信息系，副教授，硕士，研究方向为光学工程。（河北 衡水 053000）
[基金项目]本文系2010年度河北省高等学校科学研究指导计划课题“STS教育思想在大学物理教学中的渗透试验和研究”的研究成果。（项目编号：ZS2010319）
[中图分类号]G642.4 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）20-0111-01
随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》的贯彻落实，人才培养模式的改革与创新成为当前我国高校深化教学改革、提高人才培养质量的关键。工程技术人才是提高国民经济、推动社会发展的生力军，也是我国当前急需的人才，因此工科院校和综合性大学的工科专业都是非常热门的。可是地方院校的毕业生常处于很尴尬的境地，课程学的不少，可进入工程技术操作场所却无从下手，也无从学起，有的干脆就急忙退身回到学校继续深造，这无形中增加了人才培养周期和培养成本，可两三年之后能否成为社会需要的工程技术人才还是未知数。究其原因是培养观念、培养模式的问题，因此更新人才培养观念，探索切实有效的人才培养模式是非常必要的。
从美国工程与技术认证委员会对工程教育专业的评估标准中可以看到，在重视加强数学和科学基础的前提下，当前更强调侧重工程实践能力、团队合作精神、终身学习能力等知识。我国工科院校大学物理是专业基础课程，一般在第二学期开设，是在中学物理的基础上，结合高等数学的微积分、向量运算等知识开始大学物理的学习。通过大学物理的学习，学生的理论运算能力、基本实验能力有所增长，但这远远不能满足工科学生的学习欲望，因此影响了学生的学习动力，对大学物理这门课的学习态度、学习模式也直接影响了后继课的学习效果。因此在大学物理这门专业基础课教学中，教师要尝试开始工程技术人才培养的探索，从教学内容、教学设计等方面进行改革，以提高大学生的学习兴趣、学习能力、实践能力和创新能力为目的，这对提高高校物理课程教学质量以及人才培养水平有重要的现实意义。
一、精选专业相关的教学内容
现有的大学物理教材都是力、热、光、电、原子等基础物理的全部内容，在一学期左右要求学生掌握全部内容是不可能的，浅显的学习等于重复高中学习过程，就失去了开课的意义，更是对工作的失职；若从头到尾运用高等数学分析物理概念，推出物理定律，引导学生学会运用高等数学处理每一部分物理问题，多数学生会陆续掉队的，这也会极大挫伤学生的学习积极性。因此教师要精选教学内容，这需要翻阅相关专业的后续课程教材，或请专业教师座谈教研，以便使不同专业大学物理教学内容有所侧重，使教学计划更切实可行，这需要教师的敬业精神和奉献精神，因为涉及跨院系工作，实施过程中会遇到一些不便。
二、合理处理教学内容
对每一部分教学内容的处理上采取中学物理为基础、大学物理重方法的原则，使学生实现物理知识和方法技能的逐步提高。质点运动学，重点为运动方程、速度和加速度概念和相互关系，结合通用坐标系应用到一般的直线和曲线运动中，再根据特殊运动特点推出中学熟悉的匀变速运动方程式。本部分内容的特点是物理概念多，高等数学集中运用，学生不易接受，因此教学思路要清晰明了，掌握解决一般运动的方法，不过多涉及坐标变换的问题。质点动力学为力的冲量和力做功，通过应用举例推出伯努利方程，这是液压传动课程中的基本方程。刚体动力学主要概念是力矩和角动量，主要规律是转动定律和角动量守恒，采用和质点力学类比的方法进行教学可达到事半功倍的效果。难点是角动量守恒的分析，教师可实例分析动量不守恒但是角动量守恒，先从动量和角动量概念分析，在从受力和受力矩分析，使学生从表面到内在原因掌握动量和角动量守恒的区别。这部分内容在工程力学课程中有所涉及，可根据课程进度适当处理。对静电学的处理是把握电场强度和电势的计算方法，高斯定律和环路定理是分析推理的必备工具，要引导学生理解，但由于使用过程中的任意性的确定，使学生不能确切把握，因此对机电专业，重点放在电势、电压、电场力做功的概念和规律上。通过公式推演，学生知道了中学相关知识的来源和局限，掌握处理问题的一般方法和技巧，学生只有充分掌握了基本概念和基本规律，把所学的知识衔接起来，才能灵活运用。对电介质极化做定性分析，得出电场强度和电容的决定式，电容的串并联计算要使学生明白等效的依据，不能机械套用公式。静电场的能量是静电学的收尾内容，要把握思路使学生掌握电场能量的求解方法，理解电场的物质性。对磁学、热学等内容也根据前后知识的需要做相应处理。
三、将人文文化融入物理教学
在大学物理教学中将人文文化融入教学内容之中，使学生知道知识的来龙去脉，不但能提高学生的学习兴趣，而且能很好地培养学生的创造力和综合素质。人文文化在中学、大学物理教材中多少都有所涉及，但这部分内容从没被师生重视过，这也许是受当前的考评制度的影响。在20世纪60、70年代诞生的STS研究领域，主张把科学、工程能力和人文社会科学能力结合在一起的教育模式，因此没有人文文化的物理教学是不完整的，不能因为时间紧就舍弃这部分的教学，实际上教师只要精心设计教学过程，这部分内容的学习可以实现画龙点睛的效果。例如在电磁学部分的学习时，教师在将静电、电流、电生磁、磁生电的知识讲给学生后，可以对每位科学家的工作经历、科学精神和人生态度进行一定的讲解。教师在教学过程中要引导学生追根溯源，要让学生立体化地把握知识，以科学家、相关物理知识、研发趣闻、历史作用为教学主线，让学生在深入理解科学文化的同时感染科学精神和创新精神，提高学生的学习兴趣和学习欲望。
四、以物理实践教学带动物理教学
教师要让学生通过大学物理实验使学习欲望逐步增强，为学生实现工程师的理想打下坚实的基础。师生要明确实验教学和理论教学的关系，理论是实验的基础，实验促进理论的发展。因此开始设置的实验内容一般为验证性实验，是为了充分理解物理概念和规律的，由于这些内容学生已经知道实验结果，往往不能引起学生的兴趣，同时也影响了学生基本实验技能的提高，到有相当难度的综合性、设计性实验开设时，往往由于学生的理论知识或实验设备的知识的缺乏不能到达预期目的。因此针对工科专业的特点，要求学生从事专业见习，到机电门市、标准件商店，学习了解工程中常用的零部件的名称、外形功能等，然后到小型设备加工厂见习设备的组装调试过程。这项工作为学生学习技术、提高能力指明了方向，学生回到课堂、回到实验室学习物理的动力就会大大增强，因此在实验教学中从基础实验开始就要让学生从简单工具、仪器的学习使用开始，结合不同的基础实验方法设置实验内容，使学生掌握放大法、模型法等基本实验方法，同时培养学生的观察能力、分析能力、动手能力和数据处理能力。随着基本实验能力的增长，为学生提供设计实验的条件，由学生搜集学习相关的理论知识，组织讨论设计方案，观察总结实验过程，分析实验结果，最后形成小论文。因此可以在已经完成的基础实验中，通过改进实验方法或实验仪器再次设计实验方案、分析实验结果并做出总结。这样的学习过程培养了学生自主学习的能力，培养了学生的创造和沟通协作能力，这是工程技术人才培养的基本思路。
工程技术人才培养是一个长期过程，大学物理的学习是一个起点，要通过大学物理教学充分培养学生的自主意识、创新意识、协作意识，通过认真选择和专业相关的教学内容、精心设计教学过程，使学生从多种角度体会、体验到理论和实践的结合，对理论课的学习更有兴趣，对实验课的学习更有信心，对工程师的理想目标才能更靠近。
[参考文献]
[1]胡岩.工程技术人才的素质和能力[J].科技咨询导报，2007（27）.
[2]蓝爱群.谈创新性教育过程化物理学课堂教学[J].物理与工程，2010（5）.
大学物理质点运动学总结范文3
关键词：大学物理；物理学史；课堂教学；兴趣激发
作者简介：李玲（1980-），女，湖北荆州人，长江大学工程技术学院，讲师。（湖北 荆州 430020）
基金项目：本文系长江大学工程技术学院教研基金项目（项目编号：JY201112）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0122-02
一、大学物理课程的意义
物理是自然科学的基础性学科，它的知识体系和思维方法贯穿人们学习自然科学知识的始终，培养人的科学精神，陶冶人的科学思维，教会人应用科学方法解决具体问题。大学物理是工程技术学院（以下简称“我院”）相关系部许多专业课的理论基础，但因有些学生认识不到这门课的重要性，经常在课程中期出现畏难厌学现象。现通过改革课堂教学内容，提高学生对物理的学习兴趣，以期提高教学质量。
物理学史上的许多名人轶事及其主要研究成果的研发过程都对今人有积极的指导作用，如光学波粒二象性对立统一的认知发展过程。若能结合教学内容将物理学史中有代表性的知识体系发展融入教学过程，既可激发学习兴趣，改变满堂灌的理论推导，又可有机地将物理知识要点与科学的世界观及哲学发展理论结合起来，有利于学生知识底蕴的累积和眼界的开阔。
表1 大学物理全模块教学内容及课时分配
我院经过数年的大学物理模块化教学改革[1]后，将学科内容分为六个模块（表1），参考课时分配，本文讨论如何在课堂教学中将物理学发明史、名人史等容易激发学生兴趣的内容导入，以及导入后其对课题教学可起到的积极作用，课程内容以我院现在使用的大学物理教材[2]为准。
二、大学物理全模块教学内容
1.力学
力学部分的讲授内容比较多，是物理学实践探索方法与思想体系建立的基础。质点运动学有两次课，第一次课绪论开端讨论物理学科的研究范围，介绍从古人对自然的朴素的感性认知，到近代利用微积分等数学工具归纳推导大量天文观测数据及实验室数据而获得的经典物理学基本定理与定律，再到近现代的量子物理和相对论，物理的发展史即人类文明的发展史。这两次课中要将大学物理用到的微积分、矢量等数学知识进行系统化介绍，而微积分的发明者之一牛顿正是近代物理的标志人物。
牛顿定律部分由于学生熟悉内容，在理论讲授部分很容易分散注意力，因此，介绍相关物理学史知识可以有效地激发学生兴趣。如被称为近代物理学之父的伽利略，其著名的比萨斜塔落体实验、斜面实验皆入选最美丽的十大物理实验，[3]其物理思想如惯性、力与运动的关系等，是牛顿定律得以建立的基石。而牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。质点动力学的最后一节非惯性系略有些抽象。以科里奥利命名的旋转参考系中的惯性力有许多常见实例，很容易激发学生探究兴趣，如台风气旋、下水方向、河道两边的不对称冲刷，以及著名的列入十大最美物理实验之一的傅科摆。[3]
刚体力学三次课相对来讲较难较抽象，需要用到微积分、空间立体几何及矢量叉乘知识，质点的角动量守恒可以将开普勒第二定律的反向证明作为计算实例，而历史上牛顿正是由开普勒第二定律推导定义角动量的概念。在大段相对沉闷的概念讲解和定理推导之后，第谷与开普勒师生的历史故事以及他们对物理学发展的贡献很容易引起学生的兴趣。
2.振动与波
由于简谐振动的振动方程、平面简谐波的波动方程等都比较抽象，其对应物理量的计算和转换多，所以此处学生最易产生厌学情绪。
机械振动两次课，第一节课可用中国2013年6月太空课堂的单摆实验导入；第二次课的利萨，及其后的阻尼振动及共振在生活中的应用及历史中的实例就更多了，例如著名的18世纪拿破仑士兵齐步过桥致桥塌事件。在西方，波动现象的本质首先是由达芬奇发现的。机械波致质点受迫振动也可举共振的例子，如中国古代战场上利用共振器判断敌军多寡和方位、唐朝寺庙钟磬声波共鸣等事例。第二次课中可以用1842年多普勒在散步时的“多普勒效应”导入，目前该效应应用很广。
3.热学
热学部分我院仅勘工和化工类专业需要学习。气体动理论部分的两次课中涉及到微积分的计算不太多，学生们对克拉伯龙方程也有一定基础，总体难度不大。第二次课讲自由度及麦氏速率分布率时，由于涉及到统计学，相对比较枯燥且理论公式冗长。可以在前期已观察到学生状态及接受水平的基础上，淡化理论，介绍一下科学家麦克斯韦生平。麦克斯韦被誉为牛顿与爱因斯坦之间最伟大的物理学家，其一生对物理学的卓越贡献不仅表现在对后世产生巨大影响的电磁学上。他在热力学方面提出的麦克斯韦速率分布式也是应用最广泛的科学公式之一，在许多物理分支中起着重要的作用。同时代的科学家玻尔兹曼将麦克斯韦速率分布式应用到保守力场中，提出了玻尔兹曼速率分布律，在热力学研究中也具有重要地位。玻尔兹曼把物理体系的熵和概率联系起来，阐明了热力学第二定律的统计性质并引出了能量均分原理。
热力学基础三次课，可联系科学发展史上对永动机的探索导入。如第一类永动机不可能被创造出来是违背了能量守恒定律，但其探索过程为热力学第一定律的建立提供了实验基础；第二类永动机则违背了热力学第二定律。此外，热机的发明是工业革命的标志之一，第二次课的循环过程可借此话题导入。
4.光学
光学是一个古老而充满活力的学科。[4]从十七世纪中叶牛顿和惠更斯分别提出光的微粒学说和波动学说之后，对于光的本质的讨论一直是科学界热点话题，直到二十世纪爱因斯坦提出光的波粒二象性才告一段落。牛顿对光学的研究可视为近代光学的开端，其棱镜分解白光实验入选十大最美物理实验，[3]而牛顿环实验至今仍是大学普通物理实验室经典必选实验之一。因牛顿的权威，光的微粒学说在科学界占主导地位达一个多世纪。光的干涉第一次课以十九世纪初托马斯杨的双缝干涉实验导入，这一实验揭开了近代波动光学的序幕，亦是十大最美丽的物理实验之一。[3]第二次课薄膜干涉可以用牛顿环导入。第三次课中介绍在物理学史上有重要地位的迈克尔逊（1907年获诺贝尔奖）干涉仪。
在衍射部分，将菲涅尔等实验证明的著名泊松亮斑在第一次课中作简单介绍，可以很好激发学生的讨论热情，因泊松亮斑的相关历史很多学生都有所了解。第二次课的X射线衍射的发现过程亦十分有趣，伦琴（1901年获诺贝尔奖）夫人戴婚戒的手骨底片是第一张X光照片。
光的偏振总体上是介绍性质的讲授，重点是1808年发现的马吕斯定律和1815年布儒斯特定律，不作重点但比较有趣的双折射现象则是早在1669年就被人们发现的，其在生活中可作为辨别晶体与非晶体的一种方式。
5.电磁学
经典电磁学理论是大学物理中的必修模块，虽然理论推导多、微积分计算多，但现在电磁学在生活中的应用无处不在，且名人辈出，将课上得生动有趣并不困难。如静电学部分的库仑定律是1785年的库仑扭秤实验确立的，电荷的不连续性是由1909年密立根油滴实验证明，该实验是十大最美物理实验之一。[3]第三次课讲授的静电场高斯定理因“数学之王”高斯得名。高斯生平传闻轶事很多，尤其是其研究生时期，误将悬留两千余年未解的尺规作正十七边形问题作为导师布置的课后作业一夜解决的故事，与学生们发散讨论其心理学与教育学意义，对于学生打破心理设限努力钻研学习很有意义。
稳恒磁场八次课，第一次课可介绍中国古人在磁学方面的发现，司南和指南针的意义；1820年近代磁学标志性的奥斯特实验等，也是学生们熟悉且有兴趣的内容。第二次课的毕奥-萨伐尔定律，可介绍其定律的得出与安培、拉普拉斯等在数学上的帮助密不可分，再次强调大学物理学习中高数知识的重要性。安培是一位在数学、物理、化学领域都有很高造诣的科学家，约第四、五次课中学习的磁场安培环路定理、安培定律都由他发现，被称为“电学中的牛顿”。
电磁感应部分则由著名科学家法拉第的故事导入。被誉为电磁学领域的平民巨人，著名的自学成才的科学家法拉第，生于英国一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于力场的关键性突破，永远改变了人类文明。[4]法拉第是一位无以伦比的实验物理学家，在电磁学、化学、电解、气体液化等实验方面都做出了巨大贡献。而且法拉第十分幸运地在晚年遇到了既能理解他的物理思想，又长于数学的麦克斯韦，第三、四次课中的感生电场和位移电流假设都是由麦克斯韦提出。麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》，系统、全面、完美地阐述了电磁场理论，这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。1888年，赫兹经反复实验，终于发现了人们怀疑和期待已久的电磁波，由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论，得以完美的证明。
6.相对论与近代物理
这部分内容我院只有全模块的勘工和建环专业按十六课时教学并考试，其他专业都只作为了解内容，用物理学史的故事串讲主要内容即可：
（1）被誉为20世纪最伟大物理学家的爱因斯坦，其狭义相对论的两个重要结论：时间延缓和长度收缩效应，及物理学史上著名的双生子佯谬已被实验证明，而为爱因斯坦赢得1921年诺贝尔奖的是光电效应的研究。
（2）光电效应方程中的普朗克常数对描述光的量子性非常重要，因研究黑体辐射而提出该常数的普朗克（1918年诺贝尔物理学奖）是量子力学的创始人。有趣的是，普朗克本人并不认同量子理论的许多观点，直到爱因斯坦利用能量子假设完美地解释了光电效应。
（3）被戏传一举拿下诺贝尔奖（1929）的德布罗意也是量子力学创始人之一，以物质波假设理论最初的确是在其博士论文中提出的，因德布罗意是法国公爵兼德国王子，使其曾被传闻是一位花花公子，事实上德布罗意终身献身于科学，深居简出，是个标准的工作狂。
（4）提出氢原子能级假设的天才玻尔是著名的哥本哈根学派创始人，量子力学的奠基人之一。
（5）概率波动力学的创始人薛定谔，提出著名假设“薛定谔的猫”。
三、结束语
本文按长江大学使用的《大学物理》教材[2]中各章节先后顺序列出各章可能提及的名人轶事，希望对执教于大学物理的同仁们在课堂教学中有所助益。
参考文献：
[1]李玲，梅丽雪.独立学院大学物理模块化教学探讨[J].华章，
2009，（9）.
[2]康垂令， 伍嗣榕，李玲.大学物理[M].武汉：武汉理工大学出版社，2013.
[3]宫铁波，张炳恒.十大经典物理实验回顾[J].大学物理实验，
大学物理质点运动学总结范文4
关键词：大学物理；教学效果；课程衔接；自主学习
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1671-0568(2012)41-0109-03
物理学是自然科学中基础的学科之一，揭示了自然界物质的运动和变化规律。大学物理教学对学生的作用不仅仅限于提供物理知识，它在培养学生的科学素质包括科学思维方法、科学研究方法和创新精神以及灵活运用数学工具等方面，都具有独特的优势。在物理课程学习过程中形成的坚实物理基础、深刻物理思想以及良好的学习能力，是一个优秀专业技术人才所必须具备的科学素质。
一、物理教学过程中存在的问题
在物理学习过程中，学生不光对物理知识有了系统的了解和掌握，而且在此过程中也训练了自己的学习能力，这些对专业知识的学习和能力的发展有着非常重要的意义。但是由于近年来各高校扩招影响，生源质量参差不齐，给基础课程教学尤其是物理教学带来了一定困难。以作者所在的高校为例，大学物理课程主要面向机电、材料、建筑、信息等工科专业的大一大二本科生开设。在教学过程中，发现很多学生学习的独立性、自主性较差，对教师的教学上的引导有很强的依赖性，许多学生课堂学习效果差，教学质量也难以得到提高。具体分析，可能存在以下几个方面的原因。
1.部分学生物理功底较差，学习存在困难
由于近些年来高考制度的改革，学生参加高考时可以选报“3+x”的科目。课堂抽查发现，有半数的学生高考时未选择物理科目。由于大学物理是所有工科专业的必修课，当这部分学生录取到某一个工科专业时，同专业学生间物理学习功底的差别表现在参差不齐的学习理解能力上。
另外，还存在有些工科专业的学生在高考录取时是文科生、民族生或单招生，比如工程管理专业就有相当比例的文科生的情况。在他们当中，大多数学生的中学物理基础差、物理思维训练不够，甚至有些学生对中学物理知识也没有什么概念。这样，就会造成部分学生很难跟上教学进度，平时的作业不能按时完成。有一部分学生甚至最后很难通过大学物理的考试。这些问题，既挫伤了学生的学习积极性，也影响其后面课程的学习。
2.部分学生学习兴趣不高，无成就感
由于课时的限制，教师上物理课时不可能对所有的物理问题都像中学那样进行深入探讨，而大学物理知识理论性较强，内容比较抽象，需要较深层次的高等数学知识，比如刚体转动章节求刚体对于不同转轴的转动惯量、冲量矩、外力矩做功等，这样往往导致学生在理解物理问题时感觉困难重重，如果自己不肯钻研也不愿意向其他同学或教师请教，久而久之将变得消极、懈怠。我们在课余时随机调查班上的学生，问到物理是否难学时，学生的反馈基本上都是很难。在这样的认知下，学生学习物理变得非常痛苦，也就毫无成就感可言。
3.课程节奏快，学生缺少独立思考过程
大学物理的理论性很强，有些内容比较抽象和深奥，并且高等数学的知识运用较多，通常把上课内容制成电子教案，上课时对着投影讲课，可以节省大量写黑板、画图的时间，一定程度上缓解了学时少、教学内容多的矛盾，扩大了上课的信息量，同时也可以使课堂教学变得生动、形象。但是，由于一方面许多学生在上课时思想不集中也不做任何笔记，寄希望于课后向教师索要PPT资料，觉得可以回去后再复习，就使得课堂效率降低。另一方面，由于时间关系，教师在讲解物理定律或典型例题时，往往在关键的地方停留一下以便学生思考。如果学生在上课时稍不专心，就可能只是“看见”而没有“想过”这个关键点，这时就还得从头把之前上课的内容真正在头脑里过一遍，而他们的思考时间则根本不够。
4.教学课时少，内容涵盖面广
金陵科技学院(以下简称“我院”)开设的大学物理课程总计授课96学时，分两学期完成，涵盖力学、热学、振动与波、波动光学、电磁学、相对论及量子物理等内容。对于我院机电、材料、建筑、信息等工科专业的学生来说，物理并不是一门全新的课程，除了文科转工科专业的学生之外，他们具有相当多的物理基础知识。但是，这些学生可能已习惯于中学物理的教学方法和学习方法，习惯于大量举例和反复练习，几乎已经形成了一定的思维定势，这将对大学物理的教学带来负面影响。为了完成教学大纲规定的内容，大学物理教师一般对要求的基本知识点进行描述性地讲解，很少像中学课程那样有时间进行详细分析和展开。这样，学生在学习的过程中难以把握重点，且很难关联各知识点，形成良好的结构体系。
二、解决方案
鉴于大学物理教学现状及存在的问题，为了提升物理课程的教学质量，培养学生探索和创新精神，有必要采取多个步骤，引导不同基础层次的学生提高其学习能力，树立起学习的自信心，以便在大学阶段获得比较全面的发展。
1.做好大学与中学物理课程的衔接
教育心理学的研究表明，学生从原先已习惯了的教学方法过渡到一种新的教学方法，需要一定的时间。为了做好大学物理与中学物理课程的衔接，课程内容安排应由易到难、由少到多。刚上物理课时，应该让学生在思想上做好准备，知道有多少章节，每个章节花多少课时等，并在开始适当放慢教学进度，使学生逐渐适应后，再过渡到正常的教学进度。大学新生之前已习惯于中学课堂教学慢节奏、少容量、讲练结合的教学方法，不容易适应快节奏、大容量的教学，因此在大一上学期最容易有科目不及格的情况发生。物理课程虽然在大一下学期开始，学生也已经对大学的课程有了一定适应，但是考虑到大部分学生物理基础薄弱的情况，在教学进度安排上，开始时要尽量放缓节奏。比如绪论和第一章质点运动学，让学生从习惯了的教学模式过渡并接受新的教学模式。另外，可以针对基础比较薄弱的学生特别是文科生、民族生和单招生，增加基础物理内容的简单教学，做好大学物理和中学物理的衔接教学，使学生尽快地适应大学物理的学习。
2.精心选编例题和习题
由大学物理的教学要求，学生只需对课程中的基本概念、基本理论、基本方法有较全面、系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力；立足于对体现基本物理思想、思维技巧和计算方法的有关内容的认识。这些就规定了学生不必像中学那样陷入题海之中。于是，相对于中学物理教学来说，大学物理教学习题的数量大大减少。据我院统计，学生一学期的物理作业题在50道左右，意味着大学物理教学中的例题和习题，必须是经精选的典型例题和习题。并通过这些题目，达到巩固新知识的目的。我院目前选用的教材是马文蔚等人编写的《物理学教程(第二版)》和夏兆阳主编的《大学物理教程》，分别作为我院
和独立学院的本科生用教材。物理教研室的教师则正在进行例题和习题的编写工作，主要针对学生基础情况，用一些小题目来巩固所学的内容，以弄清物理定律、定理、物理意义及适用条件等，引导学生用高等数学微积分和矢量知识来解题，并且在与中学知识解题相比较的过程中，体会新方法的便捷性。
3.培养学生的自学能力和学习的主体意识
以往中学的教学模式更多地是教师讲学生记，课后学生再抽时间做练习和复习，很少需要学生提前预习内容，更不会有课上不讲、完全自学的情况。为了培养在将来学习、科研及工作中获得知识和运用知识的能力，在大学阶段必须培养学生的自学能力，增强学习的主体意识。具体可以从几方面人手：
一是在课堂上布置自学的内容，在下周上课时抽查，让学生自己讲解这部分内容。并且，事先按学号编排小组。为了获得较好的效果，小组内进行分工，几个人写材料，几个人宣讲或补充，等等，这样就发挥出每个人的特长。小组之间的竞争，有效地激发了学生的兴趣。我院做过这样的尝试：选了一节教学大纲外的应用类内容“静电场的应用”，引导学生到图书馆或上网查阅最新的资料做成课件，再到下次课上来讲，结果形成了活跃的课堂气氛，学生热情非常高，他们积极思考并敢于对感兴趣的内容提问，各方面能力也得到了锻炼。
二是开列出参考书目录，要求学生借阅不同类型的参考书。一种是与教材相关的参考书，可以让学生在平时的学习中随时查阅书中有关内容，碰到重点难点便于跟教材相互印证，方便自己总结、归纳每个章节的主要内容、重要定理、解题方法等；一种是物理应用类的参考书，让学生在学习物理知识的过程中了解这些定律、定理有什么实际的应用价值；还有一种是物理学历史的参考书，让学生了解教材上的科学家名字命名的定律、定理和公式等，不是一下子就出现的，是经过许许多多的科学家不断探索和研究总结得出来的，其中又走了不少的弯路，让学生意识到这是认识世界的必然规律。
三是在平时的教学过程中，针对不同专业的学生，有目的地增加与不同专业联系紧密的内容，扩展其深度，侧重于展示科技进展给人们日常生活带来的影响。比如对通信专业的学生，讲到光波在一定条件下遇到折射率大的界面发生全反射，举例光纤正是基于这个原理进行远距离通信，这部分内容书上虽然有所涉及但并不详细，我们在教学时也总是有意识地把相关内容传递给学生。为了进一步了解这方面的知识，就要求学生自己到图书馆查阅更多资料。
四是建设网络教学系统，录制教学视频及使用仿真教学软件，实现学生自主学习。基于学校的4A网络平台，这部分工作正在进行中，录制教学视频可以方便学生在网上点播每一章节的内容，巩固学习效果；建成专门的仿真实验室用软件模拟物理实验，可供学生自己来操作以便进一步理解书上的一些物理规律和实验原理。这样，就建立起包括学生辅助教材和复习题库在内的大学物理立体化教学体系，方便学生的自习和复习，以系统地掌握大学物理的知识体系。
上述措施在一定程度上可以缓解课程内容多而课时少的矛盾，也很好地培养了学生的自学能力。
大学物理质点运动学总结范文5
关键词：流体力学；多元化；课堂教学模式
作者简介：张明辉（1972-），女，河北沧州人，山东科技大学机械电子工程学院，副教授；陈庆光（1969-），男，山东临沂人，山东科技大学机械电子工程学院，教授。（山东 青岛 266590）
基金项目：本文系山东科技大学省级机械电子工程品牌专业建设项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0064-02
“流体力学”课程是我国高等院校工科各专业的一门主干专业基础课。该课程是联系前期“高等数学”、“理论力学”等基础课程和后续专业课程的桥梁和纽带，在学生能力培养和知识体系构建过程中起着“承上启下”的作用。[1]当前的“流体力学”主要以经典理论或实验内容为主，教材中包含大量的计算公式及理论推导，这就要求学生具备一定的高等数学知识及较高的综合分析和处理问题能力。但由于大多工科学生数学知识相对薄弱，再加上学生自主学习的能力较差，导致教师难教、学生厌学成为较普遍的现象。如何提高学生的学习兴趣，让学生正确理解和掌握流体力学知识，使“流体力学”课程的教学水平迈上一个新台阶，是教育工作者的责任和使命。许多文献[2][3]为了提高流体力学的教学效果，在课堂教学模式、教学手段、实验教学等方面进行了探讨和研究。通过多年来在“流体力学”教学中的若干思考和实践，笔者提出了构建多元化教学模式的教学理念，即将启发式教学、对比分析法教学贯穿课堂教学中，以加深学生对理论知识的感性认识。同时，为了适应个性化发展和高素质教育，培养学生创新能力，在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时，还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。另外，为了提高教学效果，课堂教学中还运用多媒体技术作为辅助教学手段，工程图片、计算机动画和视频素材等各种教育信息使得教学更加生动、直观和多样化，开阔了学生的视野，激发了学习兴趣。
一、启发式教学模式
启发式教学就是让学生充分运用他们拥有的知识和能力去正确比较、分析、综合、判断、概括、归纳和解决问题，探索结论。一方面可以使学生开动脑筋，积极思维，另一方面也能够开发学生的智力，培养学生的能力。笔者在教学过程中将启发式教学贯穿始终。例如，流体微团运动分析是流体力学中的一个难点问题，很多学生对微团运动过程中发生的角变形很困惑。为了让学生更好地理解角变形的原因，笔者将矩形流体微团四个角点的速度全部写出，如图1所示。然后分别用红笔标出C、D点和A、B两点X方向速度的第三项，让学生观察两者的差别，学生很快发现D点比C点、A点比B点在X方向的速度大，这势必产生一个与垂直方向的夹角。接着，笔者又用蓝色笔标出，C、B点和D、A两点Y方向速度的第二项，让学生观察两者的差别，学生很快发现B点比C点、A点比D点在Y方向的速度大，这势必产生一个与水平方向的夹角。这样，学生很自然就画出了流体微团的角变形图，如图2所示。最后，笔者又把问题引申到三维，让学生写出其他两个方向上的角变形公式。这样学生在学习过程中，在理解和接受理论知识的基础上，学会了发现、解决和总结。除了在分析问题时采用启发式教学外，也可以启发学生对所学的概念、理论、公式进行对比，在加深理解的同时找出它们的内在联系和区别。譬如，在推导伯努利积分方程时先让学生回忆流体静力学基本方程。这样学生很快发现两者之间仅相差动能项。从而明白在流体静力学中满足势能守恒，而在动力学中转换为机械能守恒。通过对比分析，学生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意义，也对静力学基本方程加深了印象。
二、对比分析法教学
由于“流体力学”课程涉及的知识比较广，如材料力学、大学物理、线性代数、工程热力学、高等数学等多学科的知识，再加上“流体力学”比较抽象，理解起来相当困难。在教学中“流体力学”这门课教师难教，学生难学。为了便于学生掌握流体力学的概念和基本原理，在讲授流体力学知识时，笔者经常采用对比分析教学法，让学生通过思考与对比增强所学知识的连贯性，提高学习效果。由于流体力学是力学的分支，因此力学的定律也适用流体力学，但流体的特性决定了流体力学在与固体力学有千丝万缕联系的同时，又有它独有的一些特性。所以，笔者在授课时会让学生先回忆相关的固体力学知识，再将固体力学定律引申到流体力学当中，让学生轻松地理解和掌握流体力学中的概念和原理。例如在讲授流体静平衡微分方程这一章节时，笔者就会问学生：在理论力学中，如果物体处于平衡状态应满足什么样的条件？学生很自然地想到要所有的合外力为零。然后笔者又会引导学生流体力学的研究对象为流体质点，而流体质点在空间上是很小的，需要对微元体建立平衡方程。换句话说就是微元体要保持平衡，其所受的合外力也需要为零，由此就可得到流体静平衡微分方程。这样静平衡微分方程的物理意义就很直观地展现在学生面前。除了将流体力学和固体力学进行对比分析外，笔者还会将流体力学中的一些概念通过列表的方式进行对比，让学生了解这些概念的异同点。比如，笔者在讲到流体运动学这一章节时讲解两种描述流体运动的方法，就给出了表1。学生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和欧拉法各自的特点。通过对比分析法不但有助于学生理解和掌握流体力学知识，还能让学生将所学知识融会贯通，提高分析问题、解决问题的能力。
三、多层次多视角分析问题
现代教育观念认为，高等教育应当融知识的传授和能力的培养于一体。[4]为了适应个性化发展和高素质教育，培养学生创新能力，在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时，还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。为此，笔者除了讲授基本方程、基本定理的推导，还会将问题进一步深化、演绎，将枯燥乏味的理论知识点进行归纳整合，建立学生的哲学思维观。例如，在学习静止流体对平面的总压力这一节时要求学生能够计算总压力大小、方向和作用位置。讲授首先从求解矩形水平面的总压力入手，再延伸到求解矩形垂直面总压力，再到求解矩形斜平面总压力，最后求解任意平面的总压力，如图3所示。这种层层剥茧的讲授让学生不知不觉中掌握了求解总压力的方法和技巧。逐层分析的方法教会了学生如何将一个复杂问题分解，然后再借助已有的知识进行求解，达到触类旁通的效果。同时，为了让学生更加深入、全面地了解平面所受的静压力，讲授时又分别采用了解析法和压力图法进行求解。通过这一章节的学习，学生明白了解决许多工程问题可以从多个侧面、多个视角分析，尽管采用的方法和理论不尽相同，但都可以获得正确的结果，殊途同归，增强了创新意识。
除了在教学过程中改变传统的教学方法，构建多元化的课堂教学模式以外，为了提高教学效果，运用多媒体技术为基础的立体化辅助教学手段也非常重要。随着计算机技术的发展，工程实际图片、动画和视频素材使各种教育信息的表达更加生动、直观和多样化，能很好地刺激学生的感官，激发学生学习的兴趣，开阔学生的视野，可以收到纯板书教学所无法达到的效果。因此，“流体力学”教学过程中对于难以理解的概念，如势流与旋流、流线与迹线的概念、流场的演示、流态的判别和波的传播、边界层的形成等内容均利用计算机动画给学生进行演示，起到了画龙点睛的作用。
四、结束语
多元化课堂教学模式是一个先进的教学理念。本文提出的启发式教学、对比分析和多视角教学模式将原本抽象的概念、复杂的理论推导直观地展现在学生面前，让学生在分析比较与思考中学会将固体力学遵循的原理定律融会贯通到流体力学中，寻求概念之间、知识点之间和章节之间内在的关联性，举一反三，把原本杂乱的概念形成清晰的知识体系。这种多元化的教学模式在很大程度上提高了学生的学习兴趣和学习积极性，培养了学生分析、解决工程实际问题的能力，改善了教学效果。
参考文献：
[1]王发辉，桑俊勇，等.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育，2009，（12）：102-103.
[2]孙恒，朱鸿梅，舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育，2011，（5）：81-82.
