质点力学概念范文

导语：如何才能写好一篇质点力学概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词]小学数学 数学概念 理解 支点

小学生对于事物的认知是一个渐进的过程，学生对于固化的数学概念，理解起来受到多种因素限制。教师要先弄清这些固化的数学概念，寻找到恰当的支点，促使数学概念更轻易被学生消化、吸收。教师可以针对概念中有效信息，挖掘出难易适度的问题，强化学生概念意识，并实现学生能力的自然迁移；列举适宜的生活案例，诱发学生积极探知概念本质，增强实用性；寻找相似概念，运用类比手段，精准突破，从而使学生跨越概念难度，升级学生数学素养。

一、问题适度。提升针对性

数学概念是被实践多次论证的真理，在传统数学教学中，教师认为学生只要简单识记，没必要深入讲解。因此，多数教师在讲授数学概念时，都一句话带过，直接让学生做训练题。这就导致许多学生在做题时，常常出现种种不适应现象。考虑到这些情况，教师应对学生的学情进行调研，有针对性地降低难度系数，对概念中易错的关键点进行挖掘，找出适度问题，使学生在具体操作的同时，深化对概念的感知。

例如，在学习《三角形、平行四边形和梯形》中的第一节认识三角形时，文本中的概念是对教材重点知识的引领，教师为了让学生能够灵活运用这节课的概念，希望在学生头脑中勾勒出三角形的轮廓。教师创设难度系数适度的课堂问题，准备好四个不规则图形：梯形、扇形、一个角、三角形，让学生选出三角形，并说说其他三个为什么不是三角形的理由。学生首先了解三角形概念的基本三要素，然后对四个不规则图形一个一个排除，第一个图形多一个角，不满足三个的要素；第二个有一边是曲线；第三个只是一个角，不是密封图形。学生顺利找到正确的图形，这种方式巩固了学生对概念的具体体验。

从这个课堂案例很清楚看出，教师问题创设的难易适度，学生学习的效果较好。学生从分辨三角形的过程中弄清三角形的概念，为接下来解决与三角形有关的数学问题做好铺垫。

二、案例适宜，增强实用性

生活中处处有数学，教师对学生概念认知的初始阶段进行突破，从学生生活日常切入。教师列举小学生身边比较熟悉的事物，寻找适宜的数学案例，与学生认知相契合，增强实用性。这样教师可以对所学概念进行解析，让学生对数学概念有一个清晰认识，使学生对数学问题展开更全面的推理。

例如，在学习《负数的初步认识》相关内容时，这堂课的教材信息对于小学生来说是新鲜的，在以前的数学教学中，学生接触的都是正数和图形，对负数了解甚少。教师为了引导学生学习负数，深化负数概念，指导学生从生活角度去发掘负数。教学展开后，教师准备好温度计，先把温度计放在常温下，让学生观察度数；接着又放到冰块里，指导学生读数，学生能够直接说出两个不同温度。此时教师引出负数，开始询问学生有没有注意到生活中还有负数的存在。有的学生说：“我发现，电梯里有-1层。”有的学生说：“盆地低于海平面，也用负数表示，如吐鲁番就是-155米。”

教师选择适宜的案例，引出学生对生活的发现，完成对身边常识的联通，让学生对负数概念的感受更加深刻，并且有助于学生形成较完善的负数概念。

三、类比适中。寻求精准性

数学概念比较抽象，但实际数学概念中存在许多相似或相近的概念，学生常常混淆，易产生困惑。教师为了让学生能够找到最佳突破口，对数学概念进行精准定位，采用适中的类比手段。面对具体教学问题，这种手段可以让学生获得精准的学习角度和途径，促使学生在已知概念的基础上构筑层次性认知体系。

例如，在学习《小数的初步认识》相关内容时，学生在前面的数学教学中，认识到分数的重要，但是对分数和小数相依互变的联系，没有深刻认识，这节文本学生将要感受小数、运用小数。小数概念的理解对学生来说，并不抽象，一般数学常识下小数和分数可以相互变化。但是在很多现实条件下，小数和分数不转化给人的直观感更强烈。教师为了让学生更好地运用小数和分数，对这两个概念进行类比、解剖，引入具体实例。例如，小徐的身高1.5米用小数表示是大家习惯接受的，但如果用分数表示成3，2米，这就不符合生活常识，不便于学生理解。又像分蛋糕这样的问题，一个蛋糕平均分成四份，每份1/4，改成小数则是0.25份，虽然没有错误，但是与学生数学认知存在差距。

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[关键词] 理论力学 内容体系 教学改革 能力提升

1.《理论力学》课程的特点

《理论力学》[1,2]是物理类专业的专业基础课，是物理学专业为《热力学与统计力学》、《量子力学》等后续课程提供必须的力学知识和相关的基本概念，同时也担负这培养学生逻辑思维能力、分析实际问题，解决实际问题能力的任务。通过该课程的学习，使学生掌握经典力学的理论要点和精华，即它的完整理论体系和现代的处理方法；在理论、方法、符号系统等方面为学生实现从普通物理到高等物理，从经典力学到近代物理的过渡做准备；使学生掌握必要的数学方法和技巧，受到严格而充分的运动高等数学解决物理问题的训练。该课程的学习效果直接关系到学生后续课程，特别是近代物理相关课程的学习，更重要的是有助于学生科学素质的培养和提升。但是由于理论力学涉及的内容多，范围广以及对数学工具的熟练应用，许多学生对理论力学的学习有畏难情绪，学习积极性不高，在学习过程中，不能主动接受新概念、新方法和新思路，特备是分析力学部分，学生的数学基础薄弱，理解能力较差以及抽象思维能力弱，在学习过程中常常处于被动。为提高学生的分析问题和解决问题的能力，激发学生的学习的兴趣，培养学习的积极性和主动性，教学改革，特别是教学内容的改革势在必行。

2.理论力学内容体系的改革

理论力学的理论体系严谨，逻辑性强，课程的内容既经典又完整，不易全面更新。但随着教学改革的进行和教学观念的转变，上课学时的不断减少，学生用于该课程的学习时间也大为减少，简单的消减教学内容，只会使该课程的学习陷于困顿，而且，在学习《理论力学》之前，学生已经学过《力学》，严格意义上来说，《力学》也属于经典力学的一部分，内容上的重复造成学生开始学习《理论力学》时，认为只是《力学》的补充和深入，因而在上课过程中，注意力不集中，学习的积极性不高；在学习方法和处理问题的思路上，不能主动接受和应用分析力学中的新概念和新方法，而继续使用牛顿力学知识来解决问题。考虑到这种情况，只有采取积极的办法，从课程自身的特点出发，挖掘课程本身的潜力，做到基础理论要精练、深化，加强分析力学课程的内容，进一步深化理论力学课程建设与改革。在理论力学的教学中，凡是与普通物理学中重复的地方，公式可以用高等数学简单推导，说明其物理意义，省出的时间用于难点和重点的学习；如：从矢量的矩阵变换，运算及微商讲起，过渡到质点力学、质点系力学到拉格朗日力学、中心力、微振动、刚体力学以及哈密顿力学；其中，质点力学、质点系力学可以用较少学时，复习下知识点即可，重点阐述拉格朗日力学之基础，如约束、虚功原理、达朗贝尔原理以及拉格朗日方程及其在求解具体问题中的应用。在讲解理论的过程中，辅之以学生能够接受的工程中[3]的以及生活中的实例及例题，提升学生的抽象思维能力，加强分析力学的内容，重视两个自由度系统的力学问题分析，重视系统运动微分方程的建立，以便和后续课程更好接轨，质点力学、和质点系力学只强调基础理论的深化，突出一类的问题的解决，而不是停留在某个具体问题的解决上。在接下来的中心力以及微振动力学中，尝试采用经典力学和拉格朗日的分析力学共同进行讨论，对比经典力学与分析力学，让学生有个直观的体会，慢慢的过渡到分析力学作为解决问题的主要方法上来。这种内容体系优点有：其描述简洁、精练，既缩短了篇幅又加深了内容，它可以使学生逐渐放弃用普通力学的知识，来理解理论力学的内容。在对比中学习理论力学的新概念和新知识，努力掌握解决问题的新方法和新思路。

3.教学方法的适当改革

3.1 开展互动式，启发式教学

互动式教学[4]，是在教师的引导下，通过学生集体的组织形式由教师提出问题，学生各抒己见，相互讨论，相互学习的教学方法；启发式教学指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，促使他们生动活泼地学习的一种教学。它们由教师一人主讲变为由学生、教师共同讨论，整个讨论过程是师生双边活动。互动式、启发式教学可以改变学生由被动到主动，最大程度地发挥其主观能动作用，促使学生在课外时间通过其他途径查阅相关的学习资料，带着问题听课，可有效地培养学生独立思考能力和分析问题解决问题的能力。上好讨论课的关键是首先选择好要讨论的内容，一般应考虑选题的科学性、趣味性和目的性。为了使课堂讨论有的放矢，避免出现起哄、离题或冷场现象，在上讨论课之前，先让同学自学一些相关内容，根据要讨论的内容，拟出若干个题目，使学生的发言围绕这些题目自由发挥。在互动教学中，根据平常对学生的了解情况，因人而异在适当时候给予提问和引导。在讨论过程中，教师的发言要富于启发性、诱导性和综合性。每次讨论能否给学生留下印象，不在于讨论的具体形式，而在于是否有几个有分量的发言能抓住问题的关键并深入到问题的实质，有独特见解给人以启迪，引起学生较长久的思考，引导学生进行深度思考。

3.2 使用多媒体教学手段教学

利用多媒体等现代化手段教学是目前教学改革的一个重要方面，在理论力学中开展多媒体教学有很多优点，生动形象，增加了视觉效果，使学生对一个抽象的理论有了感性的认知，节省了板书时间，加大了课堂信息量，为教师的启发式教学创造了条件。现代化教学手段和传统的黑板、粉笔及模型教具并不相互排斥，而是相辅相成，针对不同的章节内容可采用不同的教学手段，有些章节采用板书授课适合，有些章节采用多媒体授课适合。应灵活运用各种传统的和现代化的教学手段。另外，在多媒体教学手段教学的过程中也应该精练出某些经典视频素材，必要时可以自己动手做相关演示实验以及计算机仿真实验，比如利用Mathematica 、Matlab、Ansys等计算软件强大的数值计算以及图形处理技术制作动画，把枯燥的理论用动画的形式展现出来，提高学生对理论力学问题的感性认识，激发学生的兴趣。

此外，教师还要注意学习和借鉴国内外的精品课程以及开放课程的优点和长处。通过观摩名校名师的开放课程的授课录像，了解各个学校在该课程教学过程中的侧重点。学习、体会

揣摩课堂教学中相关技巧，并把这些技巧应用到自己日常的教学中去。

3.3提高学生学习的主动性和积极性在反映在教学过程中[4,5]，应该贯彻少而精的原则，精心选择教学内容，改变过去多而不细的方法，将一些最重要和最基本的概念、理论和分析方法教给学生，并通过必要的基本训练帮助学生理解和掌握，为发挥其创造性留足时间和空间。教学的重点内容是关键所在，教师讲解的应是各章节的主干内容，而对一般内容或者比较简单的章节则可稍加指点，或让学生带着问题去自学并将其联系到主干内容上。当课程讲完一章时，应让学生自己进行小结，将前面所学的内容用一两条主线串联起来。理论力学的应用性主要体现在例题和习题的选用上，随着科技的发展，除了保留一些基本题型外，应该不断更新，如加一些天文学方面的例题等内容，以显示经典力学的渗透力。因此在例题和习题的选择上既要结合专业特点和学生兴趣又要体现时代特色，还应注意相关领域的问题。这样就能使学生将理论力学和自己的专业以及现代科技结合起来，激发学生的学习兴趣和热情。

参考文献：

[1] 周衍柏.理论力学教程[M].北京:高等教育出版社,1986.

[2] 王克协,吴承埙.经典力学教程[M].长春:吉林大学出版社,1994.

[3] 谢传峰,王琪. 理论力学[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

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一、重视物理概念的形成和规律的建立

在物理教学中对抽象思维的培养主要是通过在形成物理概念和建立物理规律的教学过程中完成的.高中物理实际上还是和初中物理一样在研究力、热、电、光、原子和原子核等物理现象，而物理概念是这些现象中某一类的共同本质属性的反映，物理规律是运用物理概念进行判断、推理得到的.因此，重视物理概念的形成和物理规律的建立过程，从而使学生的抽象思维能力得到培养，关键是抓住物理概念和物理规律的“引入”和“推导”.引入不当、推导呆板、僵化，就可能变为老师武断地把学生往前“拖”，“拖”不动就可能抱着学生或背着学生“走”，从而使学生变为死记结论.所以“引入”和“推导”不是看老师说了多少，而是看是否说到点子上，切中要害.如果老师进行了科学合理的设计、引入和推导，则“话不多”而学生更能理解和掌握.

二、从已知推导出未知获取新知识

从已知推导出未知获取新知，由实验事实经过推理总结出规律，是培养物理思维能力的重要方面.在推导或总结过程中，要注意物理依据的可靠性，推理的严密性，才能使推导建立在科学的基础上.

例如，万有引力定律的推导就是一个非常典型的材料.第一步就是利用学生已知的知识，即：向心力公式F=mω2r、开普勒定律R3/T2=k和牛顿第三定律F=F′，推导出太阳与行星之间的引力规律为F=Gm1m2/r2 .第二步可以假设地球与月球之间的引力和地球与地面上的物体之间引力本质上是一样的力，且符合平方反比.牛顿证明了太阳与行星之间，地球与月球之间，地球与地面上的物体之间的引力，是遵从同一规律的，最后将平方反比定律推论到所有物体之间都存在这种引力.英国物理学家卡文迪许对G值的测定，证明了自然界所有物体之间都存在这种引力.上述推导过程不但加深了学生对知识的理解，而且使学生懂得了推理的科学方法，即由一般到特殊是一种演绎推理，由特殊到一般是一种归纳推理.

因此，在物理教学中处理好知识间的新与旧的关系，从“旧”引出“新”，利用“新”来巩固和深化“旧”，不但有利于学生理解知识，而且有利于培养学生逻辑推理能力.

三、采用开放题和开放式教学

适当地采用和引入一些更具发散思维的开放题，有利于培养学生的创新精神和创造性思维能力.因此与引入开放题一样，我们的教学也要由“封闭型”教学向“开放式教学”转变.

下面举一个通过习题进行创造性思维培养的例子：

例一质量m的小物体（可看作质点）以v0的初速度从斜面底端沿倾角为e的斜面冲上去，当它静止时离斜面底端的距离为[HJ1.1mm]多少？已知物体m与水平面及足够长的固定斜面间的动摩擦因素为p，且近似认为m可能受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.可见教师要进行思维教学，必须本身是问题解决（当然包括解物理习题）方面的高手，并且能够根据各种资料上的习题或网上的习题，结合生产、技术和生活等方面的物理情景编制出一些高质量的题来.

四、教给学生处理问题的思路和方法

引导学生总结正确的解题思路，是培养物理思维能力的一个重要方面.因此，解题的思路和方法，应该从这些规律中去寻找，从定律本身的分析中引出解题思路是形成解题思路的基本方法.从定律中找方法，就要求我们对定律本身作深入分析，分析定律中的各个物理量的意义及其相互关系，这不但有利于加深对物理概念的理解，更重要的是有利于提高学生分析和概括的思维能力.

例如，牛顿第二定律是动力学的核心定律，应用该定律处理力学问题，在力学中占有很大比重.应用牛顿第二定律解题时，正确的思路是什么？先来分析牛顿第二定律公式F=ma中各个量的意义，其中m是研究对象的质量，F是研究对象所受的合外力，a是研究对象的加速度.F这一项联系到矢量合成的法则和各种具体力的定律，a与运动学的种种规律相联系.可见牛顿第二定律是解决力学综合问题的关键.在利用牛顿第二定律解题时，第一步必须明确研究对象，并将它从周围物体中隔离出来.第二步是对被隔离出来的研究对象进行受力分析，不了解研究对象受力情况，合外力F就无法确定，所以受力分析这一步是不可缺少的.第三步是分析研究对象的运动状态，确定被研究对象的加速度a.第四步是建立牛顿第二定律方程，剩下的问题就是根据已知条件进行运算.由上述分析可知，运用牛顿第二定律的解题步骤或思路，不是外加的，而是牛顿第二定律本身所提供的.

五、指导学生总结归纳知识并形成体系

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【关键词】实践活动 教学案例 刚体的力矩

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）31-0088-01

基于问题的教学法是构建主义教学理论的一种具体应用。20世纪美国西余大学医学院率先尝试基于问题的教学。1969年，美国神经病学教授Barrows创立以问题为学习基础（Problem-Based Learning，PBL）的教学模式。基于问题的教学不同于传统的教学方式，它主要具有以下特点：以问题为焦点启动课程，学生根据对问题的理解开展调查、进行探究；教师的角色不再是提供知识，而是创设问题情境，通过提问等方式引导、促进学生进行学习。基于问题的教学法创始于医学院，所以，美国大部分医学院已不同程度地采用PBL教学法。传统教学中教师以自己的看法及课本现有的知识来单向灌输给学生，这种灌输式教学，面面俱到地把知识倒给学生，学生并不能真正地消化，也失去了咀嚼消化的胃口和主动学习的动力。由于学生不用费力思考就接受了现成的知识，学生思维力、创新能力和创新意识并不能得到培养。为使学生自主构建知识，改革传统教学模式，从而达到培养学生创新能力的目的，下面我们以刚体教学为例，设计了基于问题的探究式学习的教学，通过问题引导激发学生的自主意识，进行发散与创新思维活动。

一 教学目标与方法

教学内容为刚体的力矩。教学目标是实现对学生知识和能力的培养，尤其是创新思维和能力的培养。知识目标是学生通过探索得到对力矩概念的理解；能力培养目标为通过基于问题的探讨，激发学生的主动意识、问题意识、合作意识、探索欲望和分析解决问题的能力。教学模式是在问题引导下通过探索活动，学生自主构建知识。教学方法为学生动手实验探索、讨论，教师启发引导。教学工具有PPT、弹簧测力计、尺、线、胶贴、挂钩、角规、选项牌（标有字母与班号、学生序号）。

二 教学方案与实践

事先布置预习任务，设置自我学习检查问题。

1.零力矩情况的讨论

由于学生对质点力学有较为扎实的基础，所以，这里通过对比的方式引入问题，让学生思考，也就是在课程开始用力对质点运动状态的影响入手，提出第一个问题：有力一定能够改变刚体的转动状态吗？给学生时间讨论与思考。

开始对零力矩讨论。首先提示学生：若力对刚体的转动状态有影响，称该力有力矩。用浅显的语言说明什么是零力矩，通过对实际问题的讨论，让学生明确什么是零力矩，从而建立起对力矩概念的初步感性认识。针对相对转轴是否有力矩设计实际问题，让学生通过身边的实物进行分析探讨，如施力方向平行于门轴或与门轴相交，该力相对门轴是否有力矩？对于与相对定点力矩学生不大容易理解，所以先以点为轴转动的杆为例，怎样施力相对定点有力矩，怎样施力无力矩？然后引入质点转动问题中的零力矩情况，如地球所受太阳引力相对太阳中心有无力矩？

提示学生用手边的书、教室门、笔等物品，让学生相互讨论与思考。几分钟后让学生用选项牌显示自己的答案（通过选项牌教师掌握整体学生思维情况、对知识的理解程度，同时也可掌握学生的出勤情况），鼓励学生自由发言，让持不同意见的学生发言表述自己对问题的分析与结论。教师不急于给出正确答案，而是通过实际操作引导学生排除错误，然后再让学生举选项牌，如果都选择正确答案或正确率在95%以上（课下对另外5%的学生进行帮助与引导），显示正确答案。引导学生总结讨论力矩为零的情况。

2.力矩的影响因素分析

首先对学生自我学习效果进行问题检查，让学生结合测力计或通过教室的门亲自体验不同点与不同方向施力以推动门，比较施力的大小，以上述同样方式进行讨论，引导学生总结力矩的影响因素：力矩与力的大小、力的方向和力的作用点有关系。

3.力矩表达式构成分析

首先提示学生：若两个力对刚体的转动状态影响相同，称为力矩相同。若施加在刚体上两个有力矩的力，使得刚体保持静止，称二力矩大小相同。

以教室的门为对象，在门的不同位置上同时施加不同方向的两个力，并使门保持静止，测量力的大小、方向与力的作用点的位置，同时让学生展开讨论力矩的表达式该怎样构成。为使实验得出正确结果，须保证单独一个力存在时，能使门转动。

学生报告所测量力的数值，并比较两个力的大小。为克服摩擦力矩所产生的影响，所施加力的大小要保证若单独施力门能够转动，同时施加不同方向和不同作用点的两个力，使门保持静止，使两个力对门的转动效果影响相同，说明两个力矩的大小应该相同；同时引导学生得出用表达式表示的结论。

引导学生结合角加速度的概念，用类比的方法，探究力矩的正确表达式。

参考文献

[1]周忠信、陈庆、林艺雄等.PBL教学模式的研究进展和现实意义[J].医学与哲学（人文社会医学版），2007（8）

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直觉思维是以已经获得的知识和积累的经验为依据，思维水平达到超常的特殊表现形式，是对客观现象的详细内容或所遇问题没有经过充分逻辑推理和系统论证而作出的一种迅速而“径直”猜度的认识活动。比如，当学生遇到难题百思不得其解时，有时却忽然灵机一动，豁然开朗，猜想出按什么途径或方法可能将问题解决，这种思维活动便属直觉思维。纵观物理学的发展历史，便会发现，物理学上的许多重大突破，往往是发端于直觉思维的。1900年普朗克摒弃了经典物理学的观点，靠直觉思维的帮助，大胆地提出了“量子论”的假说；1905年爱因斯坦在没有足够的实验证据以前，利用光子解释了“光电效应”，提出了爱因斯坦光电方程，并预言了实验结果，这也应归功于直觉思维的效用……因此，爱因斯坦认为，在科学研究和创造发明中，“真正可贵的是直觉思维”。

教师应该在鼓励学生全面发展的基础上，重视培养和训练学生的直觉思维能力。在物理教学中，如何培养学生的直觉思维能力呢？

1. 物理学科的知识结构，是产生直觉思维的依据

直觉思维不是凭空产生的，必须具有该学科的基本知识，了解该学科的研究方法。所谓物理学科的基本结构，就是指物理学科的基本概念、基本原理、基本方法，以及它们之间的逻辑联系和理论框架。学科的基本结构，是学生记忆、应用物理知识，从而达到举一反三，触类旁通的有力杠杆，也是发现问题、增强兴趣、探索发明的重要基础。因为物理学科的基本结构，是人类智慧活动的结晶，学生只有掌握了具有一定深度与广度的基本知识及其联系之后，才能使思维活动具有丰富的科学内容，才有可能从错综复杂的现象中直接而迅速地“一眼看穿”事物的本质和联系，才能避免无根据的想入非非和胡猜乱想。例如，学生在学习“力的合成”内容中，由于比较深入地理解了等效电阻和合力的概念，也掌握了等效代替和化简的方法，到了学习电容时，就有可能直觉地想到电容的等效代替和化简。

教师除了帮助学生掌握学科知识结构之外，还应鼓励学生在课外广泛地阅读相关学科的书籍，以求开阔视野，扩大知识面，因为学生的知识越丰富，思维才能越灵活，“直觉猜中”自然奥秘的几率也就越大。

2. 了解前人的创造过程及物理学的发展趋势，触发学生的探索精神，培养学生的自信心

发明和创造来自探索，探索又发源于直觉思维，而直觉思维又以科学的自信为基础。因此，教师在教学中应当注意激发学生的探索精神和培养学生的自信心。过去，我们的课堂教学多是以教材的逻辑展开为线索而进行讲授的，这虽然有利于培养学生的分析思维能力，但是，若从培养学生的探索精神和自信心来看，就显得十分不够。因此，教师应当把知识系统与该学科的发展史有机结合起来进行讲授，介绍该学科及其原理究竟是如何产生和演进的，使学生了解它的来龙去脉，把学生带进科学家的思维情境和发明创造的氛围之中，去感受前人的发现过程和情绪体验，这样可使学生的思维处于高度“受激”状态，打破科学发明高不可攀的神秘感，并激发学生的创造意识和跃跃欲试的探索精神。

此外，高明的教师还应经常向学生介绍本学科的发展趋势，以及还有哪些尚待解决的理论问题和应用问题，以便把学生带到科学前沿，从而获得思考问题和解决问题的较高起点。

3. 启发和鼓励学生大胆猜想，有计划地培养学生运用直觉思维解决问题的能力

思维永远是从问题开始的。在教学中，教师要善于通过实验、列举事例或引用已有知识，把有待解决的问题展现在学生面前，以激发学生的兴趣和追求真理的愿望。教师要允许学生猜想各种问题，并进行热情鼓励和赞扬，使学生感到猜想的价值。合理性和教师的期望所在，从而使学生获得满意肯定的情绪体验和继续进行猜想的积极心理定向。当然，教师要给以适当的指导，使学生明白什么值得猜想，什么不值得猜想，应该如何猜想，并培养学生不怕讥笑、不怕出错和勇于自我修正的精神。教师要经常运用直觉思维对问题进行猜度，为学生做出示范，引发学生模仿。布鲁纳认为，如果学生从来没有见过他们的长辈有效地利用直觉思维的方法去解决问题，那么，他们就未必会相信和发展自己的直觉思维能力。一个善于运用直觉思维的教师所培养出来的学生，一般来说比较聪明。否则，训练出来的学生难免思想僵化，思路狭窄，其创造思维活动的速度和效率必然极低。

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关键词：大学物理；科学通识；科学素养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0109-02

在诸多的工科院校中，大学物理是工科学生中必修的基础课之一。作为高等教育中的自然科学类基础课程，大学物理是研究物质基本运动规律的科学，是自然科学的核心[1]，是传播科学思维、加强科学素养的重要承载体。物理学的精神是求真、求实和创新[2]。虽然理工科的课程都能通过潜移默化，而起到提升学生科学素养的作用；但是只有大学物理课程，可以把这个问题作为一项专门的议题来对待，教师讲课的宗旨也可以由知识的传授而转变为科学素质的培养。

一、我校工科大学物理教学的现状

我校的大学物理教学目前还是沿袭传统的教学模式，分为理论授课和实验教学两个部分。理论教学根据所在学科的不同，主要分成96学时和72学时两种。主要承担质点力学、刚体力学、电磁学、振动和波动理论、光学、热力学与统计物理学的教学内容。学时数多一些的会简单讲授狭义相对论和量子论的基本内容。实验教学一般为40～60学时，主要完成经典物理学中一些代表性实验的内容。除了课堂教学外，还有网络课程教学；任课教师会根据教学实际情况，节选一些和教学内容有关联的课外内容，放在学校的网络教学平台上，供学生们自己学习或者练习。理论课程的学习效果检测，由标准化试题库里选题组卷，通过闭卷考试来完成。现行的这套教学模式已经延续了近三十年，对提升工科学生的物理基础、学习科学的思想方法和研究方法起了积极的影响，充当了基础课程和专业课程之间的桥梁，对我校培养出合格的本科毕业生发挥了非常重要的作用。

但随着社会的发展，大学物理的这套教学模式面临着越来越多的问题。包景东对现有的教学流程作了精辟的总结：“教师在课堂上讲授正确的知识，学生在课后做正确的练习，但缺乏批判性思维的训练和科学精神的引导。”[3]最终，这样的教学变成了以考试要求的“解题”内容为中心的教学，教师讲课的重点变成了基本的物理概念、重要公式及其解题中的应用，使得大学物理变成了一项枯燥无趣的课程。

这样乏味的教学对学生的学习热情也是毁灭性的打击。学生的学习热情往往是靠功课的“有用性”和“有趣性”来激发的。理工性质的基础课程就是数学类课程和大学物理课程，其他课程都是专业课或者专业基础课程。大部分的学生以就业或考研为导向来进行学习。大学物理课程不像具体的专业课那样直接面向就业，又不像数学类课程那样与考研息息相关，更何况，物理学概念和公式理解和应用起来又具有相当的难度，从而大学物理变成了广大工科学生觉得既“无趣”又“无用”，还很“难”的“鸡肋”课程。对于“985”或者“211”学校，很多学生为了出国深造，会努力把大学物理学中的基本概念和公式吃透，因为国外高校一般都很看重平均成绩点数（GPA，Grade Point Average）和基础类课程成绩；而对于普通的二本院校，能够出国深造的学生是极少数，因此有热情来学学物理的少之又少。从笔者所在的学校及兄弟工科院校从事大学物理教学的同行们反馈的信息来看，在大学物理课堂上能够积极主动学习的学生，除了极少数是延续了中学对自然科学的兴趣的，基本都是为了高分而获得奖学金而学习。

这种教学模式还带来了一个更严重的后果，就是各个工科专业建设者们也觉得大学物理课程是“费力且无用”的，从而会大力压缩大学物理的课时。以笔者所在的学校为例，信息类专业中大学物理的课时数就设置成了48学时，如果不是教育部教学大纲的指导要求，大学物理课程很可能会从工科教学中消失。

大学物理教学面临的现状让我们不得不深入思考：作为自然科学的核心课程，本质上是既“有趣”又“有用”的，为什么会面临如此尴尬的局面？笔者认为，现有的教学模式是不合时宜的，要大力改革，教学的基本指导思想要从“掌握基本概念和公式而解题”转变为“了解科学常识以提高科学素养”，课程的定位要从“物理学原理教学”转变为“科学通识教学”。

二、工科学生有提高科学素养的需求

根据2010年11月第八次中国公民科学素养调查报告显示，中国大陆具备基本科学素养的公民比例达到3.27%，而同期人口普查数据的结果表明中国大陆大专以上学历水平人口为8.9%，这说明大部分大学毕业生还不具备基本科学素养[1]。而在这份调查数据中，崇尚科学精神的公民比例达到64.94%[4]，这表明我国大学生的科学素养还有极大的提升需求。科学素养包括很多方面，很难得有标准的定义，但普遍认为包括三个方面：即对于科学知识达到基本的了解程度；对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度；对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。

很显然，科学素养的提高是一个社会性工程，绝不可能仅仅由课堂教学来完成。课堂教学能够传递的是认识物质世界的基本规律和基本方法，以及批判的科学思维方式；即广博的自然科学知识面以及科学的探究方法，也就是“科学通识”。工科类学生的专业课程往往是针对某些具体问题的理论和解决方法，有“深度”而无“广度”；侧重于技术手段的改进和提高，忽略了技术所依靠的基本物理原理的局限性和暂时性。尤其是“卓越工程师培养计划”[5]出台以来，我校越发注重实践技能的培养，忽略了科学通识的教学和传播。因而，工科学生是有提升科学素养，了解科学通识的需求的，科学通识教学应当专门作为一个课题来认真研究。

三、科学通识教学由大学物理课程完成的合理性

很多学者认识到在大学教育中应该加强科学通识教学的重要性（见文献[6]及其引用文献），甚至文科类专业[7]也有这样的呼吁。但是关于科学通识教学具体怎么实现，还没有相关报道。在我国现行的教育体系下，只靠学生自主学习、电子刊物宣传、学者讲座等形式是不够的，还是需要开设专门的课程来进行教学。物理学是一切自然科学的基础，处于诸多核心自然科学的基础地位[8]，是研究自然界物质最基本形态的科学。物理学是通过观察、实验、抽象、假设等研究方法并经实践的检验而建立起来的，是一门理论和实验高度结合的精确科学，是最能体现科学发展过程、研究方法和思维方式的学科。相比较数学课程和工科专业课程，大学物理是最合适来承担科学通识教学的课程。

情形越来越清楚，大学物理课程不转变为科学通识教学，将会成为一个高校专业建设者和学生眼中越来越边缘化的学科，将会继续“无趣”且“无用”下去，广大的大学物理授课从业者将会处于“空有满腹经纶，却无人可与交流”的尴尬境地，唯有主动变革，放弃以公式为基础的教学而转变为以提高科学素养为目的的教学，才能为大学教育做出应有的贡献。

参考文献：

[1]李辉，李聪，袁超，曹晴，贾芳，朱保安.大学物理课程改革与大学生科学素养的提升[J].电子制作，2013，（5）.

[2]秦吉红，梁颖.在大学物理教学中应加强科学素养的案例剖析[J].大学物理，2015，34（2）.

[3]包景东.格物致理・批判性科学思维[M].2014，北京：科学出版社.

[4]高宏斌.第八次中国公民科学素养调查[J].中国科学基金，2011，（1）.

[5]林健.“卓越工程师培养计划”学校方案研究[J].高等教育工程研究，2010，（5）.

[6]冯惠敏，胡拓.自然科学通识课程教学质量评价指标构建[J].宏观质量研究，2014，2（3）.

篇7

[关键词]应用型；大学物理；教学改革

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3712 2015 13-0070-02

[作者简介]宗波 1981― ，男，江苏泰州人，硕士，南京理工大学泰州科技学院讲师，研究方向：稀土合金和铁氧体材料研究。

一、地方应用型本科院校大学物理教学现状

随着经济的发展，市场的人才需求也不断发生变化，应用型人才是当今市场急需的具有扎实的理论基础知识，同时具有较强的实践应用能力，专业口径宽、思维能力强，能将所学理论技术知识应用于生产当中解决实际问题的复合型人才。[1]《大学物理课程教学大纲》明确规定，大学物理课程教学应侧重帮助学生总结得到相关理论知识的方法与过程。通过构建物理模式让学生理解物理知识，同时培养学生分析问题和解决问题的能力。[2]为满足市场的人才需求，应用型本科院校正改革大学物理教学。但纵观我国地方应用型本科院校的大学物理教学可发现其仍有许多不足之处。

第一，教学内容陈旧，与社会需求脱节。受苏联教育模式的影响，为体现知识的完整性和严密性，我国地方应用型本科院校大学物理教学所使用的教材多是以理论为主，辅以公式和数学推导来解决问题。传统教材过分注重理论知识而忽略了知识的应用，很少有与实际生活相联系的物理知识应用方面的内容，教学内容与社会需求严重脱节，难以实现培养应用型人才的目标。

第二，教学方式落后，难以激发学生学习兴趣。受传统教学思想的影响，很多教师采取传统的教学方式，用“教师讲，学生听”“教师演，学生看”的方式进行教学。这种教学方式未认识到学生的主体性，采取“填鸭式”的方法将知识灌入学生脑中，导致学生不明所以，长此以往地使用这种教学方式不仅不利于学生消化知识，还会使学生逐渐失去学习物理的兴趣。

第三，教师素质不高，影响教学质量。即使是处于信息化的现代社会，还是有很多教师难以跟上时代步伐，在教学的过程中“照本宣科”。就算是物理实验教学，也有部分教师依照教材所示方法给学生讲解和演示，或要求学生依照其事先拟好的方案进行实验，这完全违背了培养应用型人才的要求，也影响了教学质量。导致这种现象出现的主要原因是教师素质不高。有些教师因忙于科研工作而忽略了教学，有些教师则是因为专业基础不扎实，缺乏创新精神导致难以引导学生顺利进行实验或创新课堂教学方法。

第四，成绩考核体系不科学。现大多数地方应用型本科院校的大学物理课程考核多是采取笔试成绩为主、实验成绩为辅的方式，其中实验成绩主要包括学生平时的实验报告和实验过程中的表现。但很多学生的实验报告只是在网上搜索的，有些甚至是抄袭的，而学生在实验过程中的表现教师也难以全面了解；笔试又多是考理论知识，难以全面、客观地反映学生的真实学习情况，在很大程度上打击了学生学习物理的自信心和积极性。

二、地方应用型本科院校大学物理教学改革措施

培养应用型人才既是现代社会经济发展的必然需求，也是本科院校立足于教育市场的有效方法。大学物理是很多地方应用型本科院校的必修课程，这门课程可帮助学生打好扎实的专业基础、提高学生的科学素养及创造性思维能力。[3-4]因此，地方应用型本科院校大学物理教学现存在的问题必须解决。

第一，更新教学内容，实施“模块组合”教学。教学内容是学生获取知识的主要来源之一，不同教学内容的组合是激发学生学习兴趣的一种手段。首先要更新教学内容，将最新的前沿成果融入教材当中，让学生了解所学知识与实际生活的联系，使其认识到大学物理在社会生活中所发挥的作用。如在讲波动光学时可引入激光、光信息、光刻等方面的技术知识，联系生活中常见的光盘记录、激光防伪等技术，使学生感受到物理知识与实际生活有密切的联系，对物理产生浓厚的兴趣。此外，大学物理的课时有限且多为公共课，不同专业的学生对这门课程的需求也不尽相同，教师要恰当地选择教学内容，将其模块化，并科学、合理地进行组合，实施“模块组合”教学。如将大学物理中相对独立的质点力学、刚体力学、振动和波、热学、电磁学、波动学列为纵向模块，将近代物理及物理应用归为横向模块，这样可以根据课时安排或不同专业的培养目标组合各模块，让学生既能学到物理知识，又能提高逻辑分析能力及应用能力。

第二，改善教学方式，联系实际应用。传统的教学方式难以触及学生兴趣点，导致课堂气氛沉闷，教学效果不佳。教师可以采用探究式教学法、实验教学法、演示教学法等方式，活跃课堂氛围，激发学生学习的积极性和主动性。如在讲“红限”时，因其概念抽象，教师可用演示实验的方法，用不同强度的红光照射于金属钾电极表面，都不会产生任何光电流，但用绿光进行照射却有光电流出现。通过这个实验，学生很容易就能理解“红限”的概念。此外，为加强学生的实际应用能力，教师应将课堂教学与实际应用相联系，激发学生兴趣，引导学生将所学知识应用于实际生活当中。如在讲“霍尔效应”时，可引入新闻“量子反常霍尔效应”，这样不但增长了学生的课外知识，而且通过前沿问题的反应让学生了解到大学物理在实际生活中的作用，使学生乐于深入探索物理知识。

第三，提高教师职业素养，加强教师教学能力。教师在教学的过程当中起主导作用，教师的职业素养是影响整个课堂效果的主要原因之一，要想提高教学质量就必须提高教师的职业素养，加强教师的教学能力。为此，可让教师进入专业的培训中心进修，转变教师的教育理念、改善其教学方式、端正其教学态度。另外，借助教研活动让教师在授课之余了解最新的物理科技动态及科研成果，丰富教师的物理应用知识。鼓励教师加强自身的创新能力，在实验的过程中深入思考新问题，这样才能为学生树立榜样，激发学生的创新热情，培养学生的创新思维。

第四，完善成绩考核体系。成绩考核是对学生学习成果的检验，成绩考核的方式在一定程度上影响成绩考核的结果。为全方位、客观地考查学生的学习成绩，教师可采取多元化的考核方式，根据实验的不同层次采取不同的考核方式。如针对基础实验可采取实验成绩加笔试成绩的考核方式，其中实验成绩包括预习成绩、实验过程中的表现及实验总结报告三方面。通过考查学生的预习成绩可提高学生学习的主动性；实验过程中的表现考查学生的动手能力和综合素质；实验总结报告考查学生的数据分析及处理能力。另外，通过笔试成绩可清楚地了解学生对理论知识、实验原理、操作步骤的掌握程度。这种考核方式是改善了传统的考核方式，全面体现了学生的综合素质及能力。

三、结语

大学物理是地方应用型本科院校的专业课程之一，同时也是培养应用型人才的基础课程之一。对于地方应用型本科院校来说，大学物理教学有着举足轻重的作用。为此，在实际的教学过程当中，不仅要重视物理理论知识的教学，更要注重学生实际操作能力的培养，让学生能将所学知识应用于实际生产、生活当中，提高学生的实际应用能力。

参考文献：

[1] 刘冬冬，樊秋波，张文涛.应用型本科院校大学物理教学的探讨[J].佳林斯教育学院学报，2013 5 ：205-206.

[2] 孙厚谦，洪林，史友进，等.应用型工科“大学物理”课程教学改革的实践与思考[J].中国大学教学，2010 12 ：49-51.