大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)精選(九篇)

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第1篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理；工程力學(xué)；教學(xué)結(jié)合

0 引言

當(dāng)今大學(xué)生通常要完成幾十門課程學(xué)習(xí)。對(duì)應(yīng)用型本科高校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，課程大致分為四大類：通識(shí)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及實(shí)訓(xùn)課。各課程構(gòu)成一個(gè)完整的體系，在將來(lái)的職業(yè)生涯和人生中均占有極及重要的地位。課程間相互聯(lián)系、相互依賴這是非常常見(jiàn)的。大學(xué)物理和工程力學(xué)是我院機(jī)械類、土木類專業(yè)的兩門重要課程，大學(xué)物理為通識(shí)課，工程力學(xué)為專業(yè)基礎(chǔ)課。處理好通識(shí)課與專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中的結(jié)合問(wèn)題，是解決當(dāng)前應(yīng)用型本科處理理論課程課時(shí)緊與實(shí)訓(xùn)課時(shí)需增加的這一矛盾的當(dāng)務(wù)之急，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面也可起到積極作用。

1 兩課程間的聯(lián)系與區(qū)別

大學(xué)物理與工程力學(xué)的主要區(qū)別體現(xiàn)在性質(zhì)、任務(wù)、研究對(duì)象方面；聯(lián)系體現(xiàn)在數(shù)學(xué)工具的運(yùn)用及內(nèi)容重復(fù)方面。

1.1 大學(xué)物理與工程力學(xué)課程的區(qū)別

大學(xué)物理課為通識(shí)課，即基礎(chǔ)課，主要是工科類、農(nóng)學(xué)類、醫(yī)學(xué)類學(xué)生學(xué)習(xí)。課程研究對(duì)象廣泛，包括物質(zhì)世界的基本規(guī)律、基本原理，涉及力、聲、光、電、磁、熱、原子物理等多個(gè)領(lǐng)域，該課程是許多自然科學(xué)、工程技術(shù)、新技術(shù)的基礎(chǔ)。它的目的和任務(wù)是：通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)物理概念、物理規(guī)律、物理原理有全面認(rèn)識(shí)，了解物理學(xué)的前沿、了解物理學(xué)在新技術(shù)中的應(yīng)用；使學(xué)生的運(yùn)算能力、抽象思維能力、創(chuàng)新能力得到嚴(yán)格的訓(xùn)練；培養(yǎng)學(xué)生的以科學(xué)思想，用科學(xué)方法去分析和處理問(wèn)題的能力。

工程力學(xué)為工科類學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課。主要包括理論力學(xué)（靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)）和材料力學(xué)，以研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律和構(gòu)件承載能力為主。該課程理論性強(qiáng)但研究對(duì)象與后續(xù)專業(yè)課程、工程實(shí)際聯(lián)系緊密。課程開(kāi)設(shè)的目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其研究方法，初步學(xué)會(huì)用這些規(guī)律和方法分析、解決工程中簡(jiǎn)單力學(xué)問(wèn)題，并為后續(xù)專業(yè)課的拓展及實(shí)際工作處理力學(xué)問(wèn)題奠定堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。

1.2 大學(xué)物理與工程力學(xué)課程的聯(lián)系

從課程內(nèi)容來(lái)講，力學(xué)為大學(xué)物理課程中一個(gè)重要組成部分。兩門課程在內(nèi)容上有許多重疊和類同之處，可以說(shuō)工程力學(xué)是從物理學(xué)中分離出來(lái)的一門內(nèi)容更詳細(xì)、與工程技術(shù)更接近的課程。它將物理學(xué)中的力學(xué)部分進(jìn)行了擴(kuò)展。

此外，兩門課程的聯(lián)系在于處理問(wèn)題的科學(xué)思想、科學(xué)方法。建立理想化模型，抓住問(wèn)題的主要矛盾在兩門課程中反復(fù)體現(xiàn)。同時(shí)，數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，比如向量的運(yùn)算、微積分的應(yīng)用是兩門課程在問(wèn)題處理方法上的最大共同之處。

2 兩課程教學(xué)結(jié)合的關(guān)鍵

目前，應(yīng)用型本科院校對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)日益重視，實(shí)踐課時(shí)在不斷加大，理論課學(xué)時(shí)不斷縮減。在實(shí)施大學(xué)物理與工程力學(xué)兩課程的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)揣摩兩課程的特點(diǎn)，堅(jiān)持有效的教學(xué)結(jié)合原則。

2.1 正確處理課程內(nèi)容銜接問(wèn)題

兩門課程中存在不少重復(fù)的內(nèi)容。以馬文蔚的《物理學(xué)教程》和謝幫華的《工程力學(xué)》為例[1-2]，工程力學(xué)中的靜力學(xué)部分，重復(fù)內(nèi)容包括：摩擦定律、力矩、空間力系平衡方程、重心的坐標(biāo)公式；材料力學(xué)重復(fù)內(nèi)容包括：應(yīng)力、剪切變形、受迫振動(dòng)；運(yùn)動(dòng)學(xué)部分重復(fù)包括：點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、剛體的基本運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成；動(dòng)力學(xué)部分包括：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的微分方程、功和功率、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、動(dòng)量矩定理、慣性系（慣性系、非慣性系、科里奧利力、慣性力、非慣性系中的動(dòng)力學(xué)方程）、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。共18處重復(fù)。其中應(yīng)力、剪切變形這兩個(gè)概念僅在大學(xué)物理機(jī)械波傳播速度與介質(zhì)的關(guān)系這一部分提到，其余部分內(nèi)容在兩門課程基本都有完整的闡述。

因此，兩門課程的授課老師應(yīng)對(duì)相應(yīng)的重復(fù)點(diǎn)熟悉，做到不浪費(fèi)課時(shí)、也不漏講內(nèi)容。同時(shí)，大學(xué)物理具有基礎(chǔ)性，且很多內(nèi)容相對(duì)容易理解，應(yīng)堅(jiān)持大學(xué)物理的主體地位原則。這樣，一些大學(xué)物理教學(xué)大綱要求詳講的內(nèi)容，工程力學(xué)課可以略講或直接刪減，如摩擦定律、力矩、空間力系平衡方程、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、剛體的運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)微分方程、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的微分方程、功和功率、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、角動(dòng)量定理、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量這11個(gè)內(nèi)容均為大學(xué)物理大綱中的必學(xué)內(nèi)容，工程力學(xué)課中可略講或不講；而相對(duì)運(yùn)動(dòng)、慣性系、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理（重心的坐標(biāo)公式）這3大內(nèi)容在大學(xué)物理大綱中定為選學(xué)內(nèi)容而又是工程力學(xué)必不可少的內(nèi)容。大學(xué)物理老師可補(bǔ)充進(jìn)行講解或明示學(xué)生該內(nèi)容的重要性，而不是按照大綱機(jī)械地刪掉。另外，應(yīng)力、剪切變形這2個(gè)內(nèi)容在大學(xué)物理課程中提及，受迫振動(dòng)只講特殊情況的部分，大學(xué)物理老師也應(yīng)讓學(xué)生明白這些內(nèi)容在后續(xù)課程的重要地位。

2.2 正確處理科學(xué)思想、科學(xué)方法銜接問(wèn)題

大學(xué)物理研究物理規(guī)律、物理定理時(shí)，建立理想化模型是常用的研究方法。如質(zhì)點(diǎn)模型、彈簧振子模型、理想氣體分子模型、電荷元模型、電流元模型，這種抓住事物主要矛盾的做法正是辯證唯物主義方法論的具體體現(xiàn)。類似的建模思想在工程力學(xué)中有剛體、理想變形固體等多種力學(xué)模型。倘若沒(méi)有科學(xué)的方法，問(wèn)題的分析將變得復(fù)雜甚至無(wú)法解決。教師應(yīng)進(jìn)行類比，將這種各領(lǐng)域研究問(wèn)題方法上的類比滲透于教學(xué)過(guò)程中。

在具體問(wèn)題的計(jì)算過(guò)程中，高等數(shù)學(xué)微積分、矢量的運(yùn)算法則均有廣泛運(yùn)用。這基本貫穿了整個(gè)大學(xué)物理和工程力學(xué)的課程內(nèi)容。若在教學(xué)過(guò)程中，教師有意識(shí)的將數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用推廣到別的領(lǐng)域，將處理方法進(jìn)行類比。這必將會(huì)減輕另一課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，使學(xué)生的思維能力、科學(xué)方法的應(yīng)用能力進(jìn)入新的平臺(tái)。

3 結(jié)語(yǔ)

課程間的教學(xué)結(jié)合問(wèn)題，是教育者應(yīng)加重視的問(wèn)題之一。合理處理大學(xué)物理與工程力學(xué)課程中的重疊、類同內(nèi)容，適當(dāng)進(jìn)行類比教學(xué)，有利用提高課時(shí)利用率、提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，更能滿足當(dāng)前高校教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。這一問(wèn)題的有效實(shí)施，需要教師研究教材，相互探討，不斷試驗(yàn)，檢查效果，及時(shí)總結(jié)，不斷完善。

【參考文獻(xiàn)】

第2篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

關(guān)鍵詞 坐標(biāo)系；大學(xué)物理；運(yùn)動(dòng)學(xué)

中圖分類號(hào)O4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）90-0162-02

微積分有著廣泛而重要的應(yīng)用。用微積分求解物理有關(guān)問(wèn)題，是大學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，不易理解和掌握1。但對(duì)剛剛開(kāi)始學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的大一新生而言，最困難的不是微積分本身，而是如何選用坐標(biāo)系來(lái)簡(jiǎn)化微積分運(yùn)算的問(wèn)題。一般而言，一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題可以用多個(gè)坐標(biāo)系來(lái)求解，但選擇不同坐標(biāo)系求解同一運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)，所得到的軌跡方程存在著巨大的差別。

軌跡方程越簡(jiǎn)單，對(duì)其進(jìn)行求導(dǎo)（求速度和加速度）運(yùn)算就越簡(jiǎn)單，列出簡(jiǎn)單軌跡方程的坐標(biāo)系就比較適合用來(lái)求解這類運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。

可以這么說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)學(xué)中不同的坐標(biāo)系適合用來(lái)解決不同類型的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，具體而言就是：直角坐標(biāo)系比較適合用來(lái)求解直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題和軌跡方程為一次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；極坐標(biāo)系比較適合用來(lái)求解軌跡方程無(wú)法確定的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；自然坐標(biāo)系比較適合用來(lái)求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

下面對(duì)提出上述論點(diǎn)的理由和依據(jù)進(jìn)行詳細(xì)論述。

1 求解直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，直角坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)

當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡為直線時(shí)，直角坐標(biāo)系列出的方程一般比較簡(jiǎn)單，如y=ax+b；極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系列出的方程是由直角坐標(biāo)方程轉(zhuǎn)換而來(lái)，轉(zhuǎn)換而來(lái)的方程又比原來(lái)的直角坐標(biāo)方程復(fù)雜一些。

現(xiàn)將直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系對(duì)直線軌跡的描述列表如下：

如表1所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線時(shí)，直角坐標(biāo)方程非常簡(jiǎn)單，極坐標(biāo)方程和自然坐標(biāo)方程比較相似，比直角坐標(biāo)方程要復(fù)雜得多。

一般來(lái)說(shuō)，方程越簡(jiǎn)單，對(duì)其求一階導(dǎo)數(shù)（求速度）和二階導(dǎo)數(shù)（求加速度）的過(guò)程就越簡(jiǎn)單，對(duì)比較簡(jiǎn)單的直角坐標(biāo)方程進(jìn)行求導(dǎo)，無(wú)疑要比對(duì)極坐標(biāo)方程和自然坐標(biāo)方程的求導(dǎo)簡(jiǎn)單的多。也就是說(shuō)，運(yùn)動(dòng)軌跡為直線的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，使用直角坐標(biāo)系求解比較占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

2 解決曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系各有所長(zhǎng)

曲線運(yùn)動(dòng)的種類有很多，大致可以分為：軌跡為一次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)、軌跡為二次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)和無(wú)法確定軌跡函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)3類。直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系在求解這3類運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)，需要列出的計(jì)算公式和有效計(jì)算步驟也不盡相同。

下面對(duì)什么坐標(biāo)系適合求解什么曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題展開(kāi)詳細(xì)論述。

2.1求解軌跡方程為一次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，直角坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)

當(dāng)物體曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡為一次函數(shù)時(shí)，直角坐標(biāo)系列出的方程一般比較簡(jiǎn)單，如：y=sinx，y=cosx。

而要將這些直角坐標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)函數(shù)和自然坐標(biāo)函數(shù)，一般是比較困難的。相當(dāng)于這種困難而言，對(duì)直角坐標(biāo)函數(shù)進(jìn)行一次求導(dǎo)（求速度）和二次求導(dǎo)（求加速度）并不復(fù)雜。這種強(qiáng)烈的反差顯示，當(dāng)曲線軌跡方程為一次函數(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)，使用直角坐標(biāo)系求解比較占優(yōu)勢(shì)。

2.2求解軌跡方程無(wú)法確定的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，極坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)

有些曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中沒(méi)有給出明確的軌跡的方程，求解這類運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題可以用極坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系，一般不使用自然坐標(biāo)系，因?yàn)樽匀蛔鴺?biāo)系求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)一般需要明確的軌跡方程。

這類運(yùn)動(dòng)中物體所受的力一般都是有心力，而求解質(zhì)點(diǎn)受有心力作用而運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，用平面極坐標(biāo)系就比用直角坐標(biāo)系方便的多2。

下面分別使用直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系，對(duì)一個(gè)軌跡方程無(wú)法確定的曲線運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行分析，在分析的基礎(chǔ)上對(duì)求解過(guò)程的復(fù)雜程度進(jìn)行比較。

例1、如圖，已知速度v在i軸的分量為，j軸的分量為，求沿i、j軸的加速度。

對(duì)這道例題分別用直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系，求解其速度?，F(xiàn)將解題步驟列表如下：

直角坐標(biāo)系 極坐標(biāo)系

如表2所示，極坐標(biāo)系求解速度是，只有2個(gè)計(jì)算，有效計(jì)算步驟4步；直角坐標(biāo)系求解速度時(shí)，有6個(gè)計(jì)算，有效計(jì)算步驟10步。

經(jīng)過(guò)對(duì)比，可以看出極坐標(biāo)系在求解速度上優(yōu)勢(shì)明顯，如果在進(jìn)一步求導(dǎo)（求加速度）的話，極坐標(biāo)方程求導(dǎo)難度不大，而直角坐標(biāo)方程求導(dǎo)的難度卻大大增加了，極坐標(biāo)系求解該運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)將繼續(xù)增大。也就是說(shuō)，極坐標(biāo)系更適合用來(lái)求解軌跡方程不確定的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

2.3求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，自然坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)

當(dāng)物體曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡為二次函數(shù)時(shí)，特別是運(yùn)動(dòng)軌跡為圓錐曲線時(shí)，直角坐標(biāo)系列出的軌跡方程一般比較復(fù)雜，如：、、等，而極坐標(biāo)系對(duì)圓錐曲線的描述為，當(dāng)e1時(shí)曲線為雙極線 。如果參數(shù)e和p容易獲取的話，對(duì)極坐標(biāo)方程式求一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)的過(guò)程，要比對(duì)直角坐標(biāo)方程式求一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)的過(guò)程簡(jiǎn)單得多。

因此、當(dāng)物體曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為二次函數(shù)，特別是軌跡方程為圓錐曲線時(shí)，比較適合使用極坐標(biāo)系或自然坐標(biāo)系求解。求解這類問(wèn)題，自然坐標(biāo)系又要略強(qiáng)于極坐標(biāo)系。

下面分別使用自然坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系對(duì)一個(gè)軌跡為橢圓曲線的例子進(jìn)行分析，寫出解題過(guò)程，并對(duì)解題過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)比較。

例2：質(zhì)點(diǎn)沿著半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，其加速度矢量與速度矢量間夾角保持不變。求質(zhì)點(diǎn)的速度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。已知初速度為。

對(duì)這道例題分別用極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系，求解其初速度?，F(xiàn)將解題步驟列表如下：

如表3所示，雖然極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系都能夠順利求解，但自然坐標(biāo)系的求解過(guò)程比極坐標(biāo)系的求解過(guò)程要簡(jiǎn)單很多。也就是說(shuō)，在同樣能夠順利求解的情況下，自然坐標(biāo)系能更好的求解這類問(wèn)題。

因此，求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)，特別是求解軌跡方程為圓錐曲線的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)，自然坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，直角坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系在求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題時(shí)，各有各的優(yōu)勢(shì)。

具體而言就是：求解直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，直角坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)；求解軌跡方程為一次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)，直角坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)；求解軌跡方程無(wú)法確定的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，極坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)；求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，自然坐標(biāo)系比較占優(yōu)勢(shì)。雖然在總結(jié)這些規(guī)律的過(guò)程中難免有疏漏之處，但這些規(guī)律還是能夠大致反映各個(gè)坐標(biāo)系的特點(diǎn)的。在課堂教學(xué)中將這些規(guī)律傳授給學(xué)生，對(duì)提高學(xué)生的解題能力很有幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]梁小佳.微積分在大學(xué)物理中的應(yīng)用探究[J].甘肅高師學(xué)報(bào)，2010，2：78.

第3篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

【關(guān)鍵詞】分析力學(xué)；自由度；約束；教學(xué)

0 引言

在大學(xué)物理的教學(xué)中，“自由度”是一個(gè)重要的概念。由于物理學(xué)專業(yè)課的設(shè)置中并沒(méi)有分析力學(xué)，僅在理論力學(xué)中做了簡(jiǎn)單介紹，學(xué)生對(duì)分析力學(xué)的一些概念比較模糊，造成對(duì)自由度的理解并不全面， 甚至錯(cuò)誤。自由度的準(zhǔn)確定義為：“系統(tǒng)廣義坐標(biāo)的獨(dú)立變分的數(shù)目[1]”，或者“質(zhì)系獨(dú)立虛位移的數(shù)目[2]”。本文將在介紹一些必要的分析力學(xué)概念的基礎(chǔ)上，討論力學(xué)系統(tǒng)的自由度判定，以期能在大學(xué)物理教學(xué)中起到幫助作用。

1 完整約束和非完整約束

約束指事先加在系統(tǒng)點(diǎn)的位置和速度上的，幾何的或者運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的限制。受到約束的系統(tǒng)稱為非自由系統(tǒng)，不受約束的系統(tǒng)稱為自由系統(tǒng)。按照約束的特征可將約束分為完整約束和非完整約束，定常約束與非定常約束等。這里我們僅討論完整約束與非完整約束。

幾何約束和可積分的微分約束稱為完整約束，不可積分的微分約束為非完整約束。受完整約束的系統(tǒng)稱為完整力學(xué)系統(tǒng)，受非完整約束的系統(tǒng)稱為非完整力學(xué)系統(tǒng)。

2 廣義坐標(biāo)和虛位移

廣義坐標(biāo)通常用qj表示，指確定系統(tǒng)位形的獨(dú)立參量。廣義坐標(biāo)比笛卡爾直角坐標(biāo)更廣泛，因?yàn)橹苯亲鴺?biāo)在確定系統(tǒng)的位形時(shí)，坐標(biāo)之間存在約束關(guān)系，不是獨(dú)立的。

虛位移指在給定的時(shí)刻為加在點(diǎn)上的約束所允許的所有假想的無(wú)限小位移。如果點(diǎn)的矢徑記作ri，則虛位移記作δri或者δxiδyiδzi。有時(shí)廣義坐標(biāo)的變分δqi也叫做虛位移。

從廣義坐標(biāo)的定義知道廣義坐標(biāo)是相互獨(dú)立的，但是其變分卻不一定獨(dú)立，與其所受約束有關(guān)，這一點(diǎn)最早由Hertz發(fā)現(xiàn)，因此約束和力學(xué)系統(tǒng)分為了完整和非完整兩類。

3 力學(xué)系統(tǒng)自由度

3.1 完整系統(tǒng)的自由度

由此可得，對(duì)于非完整約束系統(tǒng)，獨(dú)立廣義坐標(biāo)的個(gè)數(shù)與獨(dú)立廣義坐標(biāo)變分的個(gè)數(shù)不相等。在判定非完整系統(tǒng)自由度的時(shí)候只能由其獨(dú)立變分個(gè)數(shù)確定。

4 總結(jié)

大學(xué)物理中自由度是一個(gè)經(jīng)常遇到的概念。本文通過(guò)介紹完整約束和非完整約束、廣義坐標(biāo)、虛位移等分析力學(xué)基本概念，明晰了約束通過(guò)對(duì)系統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)位置和速度的限制，從而使系統(tǒng)的自由度變化，并進(jìn)一步明確了自由度的定義。希望在教學(xué)中對(duì)于學(xué)生對(duì)自由度的認(rèn)識(shí)有所幫助。

【參考文獻(xiàn)】

第4篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

關(guān)鍵詞：理論力學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)改革；能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0122-02

《理論力學(xué)》是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)，是普通高校理工科專業(yè)如機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、土木建筑工程、車輛工程等專業(yè)必須開(kāi)設(shè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)中起著承前啟后的作用。其課程特點(diǎn)是理論性和抽象性極強(qiáng)，解題方法極具靈活性和多樣性。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)于課堂所講內(nèi)容不太容易理解和接受，在做習(xí)題的時(shí)候，常常感到比較吃力。這些情況極大地降低了學(xué)生學(xué)習(xí)《理論力學(xué)》的積極性。

近年來(lái)隨著普通高校的擴(kuò)招，導(dǎo)致生源質(zhì)量的參差不齊，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力正在下降，尤其對(duì)于普通二本院校來(lái)說(shuō)，這種情況更加明顯。主要表現(xiàn)在：①一些本來(lái)學(xué)習(xí)積極性就不高的學(xué)生，當(dāng)感覺(jué)聽(tīng)不懂的時(shí)候干脆就放棄了；②為了應(yīng)付老師的檢查和平時(shí)成績(jī)的考核，課后作業(yè)抄襲完成，到真正考試時(shí)成績(jī)?nèi)匀徊焕硐?；③學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有限，對(duì)于所學(xué)的知識(shí)，感覺(jué)內(nèi)容繁雜，理不出頭緒；④平時(shí)學(xué)習(xí)目的不明確，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)掌握不牢，考試時(shí)靠突擊過(guò)關(guān)，其實(shí)根本沒(méi)有做到對(duì)知識(shí)的理解和掌握。因此，對(duì)《理論力學(xué)》進(jìn)行教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以便獲得良好的教學(xué)效果，一直是任課教師面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。本文結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)普通二本院校理工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的《理論力學(xué)》課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

1.緒論部分。緒論部分包含了《理論力學(xué)》的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容、研究方法和學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的三部分內(nèi)容。這部分內(nèi)容的講解效果直接決定了學(xué)生對(duì)本門課的基本認(rèn)識(shí)和將來(lái)的學(xué)習(xí)態(tài)度。因此，在緒論的講解過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)學(xué)生所學(xué)的專業(yè)，適當(dāng)引入一些與其專業(yè)相關(guān)的工程實(shí)例，并結(jié)合這些工程實(shí)例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也讓他們認(rèn)識(shí)該課程在后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及在未來(lái)工作中的重要性。例如，對(duì)于土木類專業(yè)的學(xué)生，可以引入陽(yáng)臺(tái)的固定端約束、桁架的應(yīng)用等工程實(shí)例。而對(duì)于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，可以引入曲柄連桿機(jī)構(gòu)、振動(dòng)頻率分析等一些常見(jiàn)的工程實(shí)例。

2.靜力學(xué)部分。靜力學(xué)主要研究的是受力物體平衡時(shí)作用力應(yīng)滿足的條件，同時(shí)也研究物體的受力分析和力系的等效替換和簡(jiǎn)化等。簡(jiǎn)單總結(jié)，這部分內(nèi)容的研究對(duì)象就是“力”。針對(duì)靜力學(xué)中與《大學(xué)物理》重復(fù)的內(nèi)容，如物體的受力分析、二力平衡條件和力的平行四邊形法則等內(nèi)容可以略講或直接給出結(jié)論。而對(duì)于新介紹的一些與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的約束類型、力系的等效替換和簡(jiǎn)化以及各種力系的平衡條件等則要重點(diǎn)講解。例如，針對(duì)機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，可以介紹一些工程實(shí)際中常用的圓柱鉸鏈、徑向軸承、止推軸承等約束的受力分析和通過(guò)列平衡方程進(jìn)行約束力求解。而對(duì)于土木類專業(yè)的學(xué)生，則可以討論一些與建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的約束，如橋梁和樓板的靜力平衡計(jì)算以及桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算等，尤其是桁架的內(nèi)力計(jì)算為將來(lái)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》的學(xué)習(xí)也打下了基礎(chǔ)。

3.運(yùn)動(dòng)學(xué)部分。運(yùn)動(dòng)學(xué)部分只是單純從幾何的角度來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)，而不考慮引起物體運(yùn)動(dòng)的物理原因。因此，這部分內(nèi)容的研究對(duì)象就是“運(yùn)動(dòng)”。運(yùn)動(dòng)學(xué)中與《大學(xué)物理》重復(fù)的內(nèi)容如點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)等可以簡(jiǎn)略地講，重點(diǎn)應(yīng)放在點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)和剛體的平面運(yùn)動(dòng)上。其中在點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)中，首先應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生掌握在不同參考系下，進(jìn)行點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡分析的能力，然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行速度和加速度的分析。而對(duì)于剛體平面運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，應(yīng)注重剛體平面運(yùn)動(dòng)最終簡(jiǎn)化為平面圖形在其自身平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的推導(dǎo)，讓學(xué)生理解和掌握體的運(yùn)動(dòng)如何簡(jiǎn)化為面的運(yùn)動(dòng)這樣一個(gè)思維的轉(zhuǎn)變。

4.動(dòng)力學(xué)部分。動(dòng)力學(xué)部分研究的是受力物體的運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系，也就是說(shuō)這部分的研究?jī)?nèi)容是“力+運(yùn)動(dòng)”。該部分內(nèi)容的質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)方程、動(dòng)量定理等在《大學(xué)物理》甚至于高中物理中都已經(jīng)有過(guò)介紹，這部分內(nèi)容可以略講。而對(duì)于質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理、質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理、動(dòng)能定理以及普遍定理的綜合應(yīng)用可詳細(xì)講解。達(dá)朗貝爾原理和虛位移原理屬于分析力學(xué)的范疇，提示學(xué)生達(dá)朗貝爾原理提供了一種求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的新思路即將動(dòng)力學(xué)問(wèn)題在求解形式上轉(zhuǎn)化為靜力平衡方程來(lái)求解，而虛位移原理則是應(yīng)用功的概念來(lái)求解靜力學(xué)問(wèn)題。

二、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師一直處于主動(dòng)地位，負(fù)責(zé)把知識(shí)傳授給學(xué)生，學(xué)生只是被動(dòng)地接受所學(xué)的知識(shí)。而按照高等學(xué)校創(chuàng)新與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，不能讓學(xué)生成為“復(fù)印機(jī)”，一遍遍地復(fù)制老師所講的知識(shí)，自己不主動(dòng)動(dòng)腦思考為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果，怎么得到的結(jié)果，而應(yīng)注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)采用一些方法來(lái)積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生作為學(xué)習(xí)知識(shí)的主體，激勵(lì)他們主動(dòng)去思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，以此來(lái)提高他們學(xué)習(xí)知識(shí)的主動(dòng)性和解決問(wèn)題的能力?？梢圆捎萌缦路椒ā?/p>

1.采用傳統(tǒng)板書(shū)和多媒體課件相結(jié)合的方式。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)完全可以融入到課堂教學(xué)中，可以將一些課程內(nèi)容制作成PPT和動(dòng)畫(huà)的形式進(jìn)行講解。如在靜力學(xué)中，對(duì)于圓柱鉸鏈約束的介紹，可以制作成兩個(gè)帶孔構(gòu)件和一個(gè)螺栓鏈接的動(dòng)畫(huà)過(guò)程，使學(xué)生可以直觀地看到這種約束的構(gòu)成以及約束力的推導(dǎo)。而在運(yùn)動(dòng)學(xué)中，可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)和剛體的平面運(yùn)動(dòng)過(guò)程，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中點(diǎn)的軌跡，對(duì)于那些想象不出來(lái)運(yùn)動(dòng)形式和軌跡的學(xué)生，這種動(dòng)畫(huà)的演示能夠加深他們對(duì)問(wèn)題的理解。但與此同時(shí)應(yīng)該避免多媒體教學(xué)帶來(lái)的換屏較快，學(xué)生跟不上講課速度的弊端，因此多媒體課件只能作為輔助工具，重要的公式推導(dǎo)以及例題、習(xí)題的講解還是應(yīng)該以板書(shū)為主。

2.探索采用討論式、啟發(fā)式的全新教學(xué)模式。為了發(fā)揮學(xué)生在課堂中的主觀能動(dòng)作用，提高他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性?？刹捎谜n前預(yù)習(xí)即每堂課的結(jié)束前，留出5分鐘時(shí)間布置下次課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并以思考題的形式提出與下節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題。讓學(xué)生帶著問(wèn)題去自學(xué)，初步了解基本概念、知識(shí)難點(diǎn)和重點(diǎn)。然后課上討論提出的問(wèn)題，結(jié)合本次課的理論知識(shí)，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生去求解問(wèn)題，得出結(jié)論。這種教學(xué)模式，一方面加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，另一方面也發(fā)揮了他們?cè)趯W(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)作用。

3.任課教師對(duì)教案的準(zhǔn)備。教案是教師將知識(shí)通過(guò)課堂傳授給學(xué)生的載體，不能是單純的PPT的打印或者是對(duì)教材內(nèi)容的簡(jiǎn)單抄錄。每次課前，教師應(yīng)該按照大綱要求書(shū)寫一份本次課的教案，提煉出本次課內(nèi)容的知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，在授課過(guò)程中，有意識(shí)地對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)部分進(jìn)行耐心細(xì)致地講解。并結(jié)合學(xué)生的專業(yè)，選擇一些與工程實(shí)際聯(lián)系比較密切的例題、習(xí)題。

4.建立良好的輔導(dǎo)答疑制度。鑒于理論力學(xué)解題方法的靈活性和多樣性以及學(xué)科內(nèi)容的抽象性，學(xué)生在課后學(xué)習(xí)的過(guò)程中，會(huì)明顯感覺(jué)吃力。因此，建立每周兩次的輔導(dǎo)答疑制度，對(duì)學(xué)生在完成課后作業(yè)以及課后復(fù)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行解決，排除疑問(wèn)。提高學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的吸收速度和理解深度。尤其對(duì)于那些平時(shí)課堂表現(xiàn)不太積極的學(xué)生不能做到放手不管，而是每次都指定幾人專門去找老師答疑，督促他們學(xué)習(xí)。

三、考核方式的改革

傳統(tǒng)的對(duì)于《理論力學(xué)》這門課的考核方式都是期末卷面成績(jī)和平時(shí)成績(jī)的加權(quán)求和。而一些教師對(duì)于平時(shí)成績(jī)的評(píng)定，一般都是通過(guò)上課出勤和作業(yè)完成與否來(lái)評(píng)定的。這樣的考核方式是存在弊端的，并不能檢查出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，必須對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革，建立細(xì)致的考核制度以便隨時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。建議采取如下的考核方式：①將課后作業(yè)的完成質(zhì)量作為平時(shí)成績(jī)的一項(xiàng)考核標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)入平時(shí)成績(jī)。每周在上課時(shí)隨機(jī)收取一次作業(yè)本，根據(jù)作業(yè)的完成質(zhì)量給定平時(shí)成績(jī)。②將課堂測(cè)驗(yàn)作為平時(shí)成績(jī)的一項(xiàng)考核標(biāo)準(zhǔn)。每?jī)尚瞧谂e行一次短小精悍的課堂測(cè)驗(yàn)，可在10～15分鐘完成，重點(diǎn)放在學(xué)生對(duì)基本概念和理論的理解上。③增加期中考試。在平時(shí)考核和期末閉卷考試的基礎(chǔ)上，在每學(xué)期的期中階段增加期中考試，采取和期末考試一樣的閉卷形式，將期中考試的成績(jī)以加權(quán)平均的形式計(jì)入總成績(jī)。

四、結(jié)語(yǔ)

《理論力學(xué)》的教學(xué)改革是一個(gè)不斷實(shí)踐探索的過(guò)程，為適應(yīng)新時(shí)期普通高校人才培養(yǎng)的要求，對(duì)課程的要求應(yīng)重視理論聯(lián)系實(shí)際，將知識(shí)傳授和能力的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)第七版[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]劉云庭，王俊英.在理論力學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的思考[J].力學(xué)與實(shí)踐，2003，25（3）：67-68.

[3]沈火明，葛玉梅，張明.理論力學(xué)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2004，5（6）：23-25.

[4]王曉君.發(fā)揮學(xué)生的主體作用 構(gòu)建和諧教學(xué)模式――理論力學(xué)教學(xué)改革初探[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2007，25（4）：58-60.

第5篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

2007年全國(guó)高中物理全面實(shí)施了新課程標(biāo)準(zhǔn)，新課標(biāo)的實(shí)施給大學(xué)基礎(chǔ)物理教學(xué)帶來(lái)了新的壓力和挑戰(zhàn)。結(jié)合高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)和大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，筆者從知識(shí)點(diǎn)、思維方式、新課改選修內(nèi)容三個(gè)方面分析當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)中存在的問(wèn)題，促使大學(xué)物理教師改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：

新標(biāo)準(zhǔn)；大學(xué)物理；教學(xué)模式；教學(xué)內(nèi)容

一、引言

物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，物理學(xué)的思想方法和研究方法幾乎應(yīng)用于自然科學(xué)的每一個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)物理學(xué)也是近代高新技術(shù)的重要源泉。大學(xué)物理課程是理工科學(xué)生的必修課，在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的今天，其功能不僅僅是一門為后續(xù)課程服務(wù)的基礎(chǔ)課，也是培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、思維能力、創(chuàng)新能力的主要途徑。2007年，全國(guó)高中物理全面實(shí)施了新課程標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)），與舊教材相比，高中物理新教材更強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究方法及科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的培養(yǎng)。學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的改變，對(duì)當(dāng)前《大學(xué)物理》的教學(xué)產(chǎn)生了較大的影響，也給教師帶來(lái)了新的壓力和挑戰(zhàn)。如何加快推進(jìn)《大學(xué)物理》教學(xué)改革，在做好大學(xué)物理與高中物理知識(shí)順利銜接的同時(shí)，仍然保持其生機(jī)與活力，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的？筆者經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前《大學(xué)物理》教學(xué)中存在若干問(wèn)題，并提出了解決的思路。

二、大學(xué)物理與高中物理知識(shí)銜接中所面臨的問(wèn)題

（一）知識(shí)點(diǎn)重復(fù)性較大

新課標(biāo)下的高中物理教材體系依然按照經(jīng)典物理學(xué)的五大分支，即力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)為主線，大學(xué)物理同樣也是以力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理為主要框架。相對(duì)高中物理，大學(xué)物理只是在深度和廣度上有了新的發(fā)展，分析工具由初等數(shù)學(xué)變?yōu)楦叩葦?shù)學(xué)，但物理概念及規(guī)律沒(méi)有太大變化。對(duì)于剛剛領(lǐng)到大學(xué)物理教材的大學(xué)低年級(jí)學(xué)生而言，從整體上感覺(jué)大學(xué)物理只是高中物理知識(shí)的重復(fù)，而沒(méi)有顯示出大學(xué)物理的獨(dú)立性和實(shí)用性，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)學(xué)物理的熱情和興趣，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理的教育功能。

（二）教師授課方式不同

高中物理新課標(biāo)指出，中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的目標(biāo)為：學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能，了解這些知識(shí)與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)；學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問(wèn)題；了解科學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的互動(dòng)作用，認(rèn)識(shí)人與自然、社會(huì)的關(guān)系，有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和全球觀念。在此目標(biāo)指導(dǎo)下的高中物理教材圖片豐富，實(shí)用例子甚多，且每章都有精彩的導(dǎo)入。高中物理由于教學(xué)內(nèi)容少，課時(shí)多，所以教學(xué)進(jìn)程相對(duì)較慢，任課教師為了吸引學(xué)生的注意力，啟發(fā)學(xué)生思考，營(yíng)造課堂的學(xué)習(xí)氣氛，對(duì)于引入的每一個(gè)概念，都能通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、講解小故事或者生活現(xiàn)象等方式進(jìn)行形象解讀，促進(jìn)學(xué)生的理解和接受。長(zhǎng)期下來(lái)，學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)并習(xí)慣了高中教師的這種上課方式。而大學(xué)物理更加偏重于對(duì)物理理論的整體把握和更加嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，在教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少、課堂教學(xué)信息量大的情況下，教師會(huì)通過(guò)復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容來(lái)導(dǎo)入新課題，或者直接導(dǎo)入新課題進(jìn)行講解，很少有時(shí)間進(jìn)行趣味性的導(dǎo)入。所以部分學(xué)生在進(jìn)行大學(xué)物理學(xué)習(xí)時(shí)，會(huì)不適應(yīng)大學(xué)教師的講課方式，不知該如何進(jìn)行大學(xué)物理的學(xué)習(xí)，顯得很被動(dòng)，比較迷茫。

（三）學(xué)生基礎(chǔ)差異大

由于高中進(jìn)行課程改革后.實(shí)行模塊選修制，《物理（選修3-1）》和《物理（選修3-2）》是必選的，有些地區(qū)《物理（選修3-3）》《物理（選修3-4）》《物理（選修3-5）》要求只需選修兩本，但是很多學(xué)校為了擠出更多時(shí)間，甚至只選其中一本，這樣學(xué)生間高中物理知識(shí)基礎(chǔ)差別就很大，大學(xué)教師在課堂上很難把握一個(gè)合適的進(jìn)度，以符合所有學(xué)生的接受能力。例如：在講解力學(xué)部分的動(dòng)量守恒定律，在高中屬于《物理（選修3-5）》，有些省份沒(méi)有作為考試內(nèi)容，所以部分學(xué)生根本沒(méi)有動(dòng)量的概念，而在大學(xué)物理教材是假定學(xué)生完全掌握動(dòng)量一系列的知識(shí)的，直接通過(guò)牛頓第二定律的微分形式引入動(dòng)量定理，無(wú)論教材例題還是課后作業(yè)，都很少有對(duì)概念的直接考查，相關(guān)題目難度較大。所以對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，物理概念理解不透，因而在解決具體問(wèn)題時(shí)不知從何處下手，結(jié)果導(dǎo)致慢慢失去物理學(xué)習(xí)的興趣。

三、提高大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的對(duì)策

（一）上好緒論課

為了消除學(xué)生“大學(xué)物理只是在重復(fù)中學(xué)內(nèi)容”的心理，教師在緒論課中除介紹該課程的發(fā)展史、地位、學(xué)習(xí)方法以外，一定要從內(nèi)容、思維方式以及數(shù)學(xué)工具三方面強(qiáng)調(diào)高中物理和大學(xué)物理的不同。高中物理中，運(yùn)動(dòng)學(xué)部分的研究對(duì)象只局限于沒(méi)有大小的物體，即質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)；動(dòng)力學(xué)部分，只局限于恒力；電磁學(xué)部分只限于勻強(qiáng)場(chǎng)（包括電場(chǎng)和磁場(chǎng)）中的有關(guān)問(wèn)題，而且重點(diǎn)還是在于對(duì)于力及研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析。而大學(xué)物理中的研究對(duì)象沒(méi)有這些限制，任何運(yùn)動(dòng)、任何物體都可以，變力做功，電磁場(chǎng)更偏重于場(chǎng)性質(zhì)的分析。大學(xué)物理不僅要講“是這樣”，更加要講“為什么是這樣”。例如：高中物理是直接給出質(zhì)能方程E=mc2，通過(guò)一系列的例子說(shuō)明質(zhì)量和能量之間的相互轉(zhuǎn)化，而在大學(xué)物理中則由物體質(zhì)量和速度的關(guān)系，再通過(guò)動(dòng)能定理引發(fā)新的動(dòng)能概念，愛(ài)因斯坦對(duì)最后結(jié)果賦予物理意義，由此得出質(zhì)能方程。在大學(xué)中，應(yīng)用更多的是微積分知識(shí)，教師需要讓學(xué)生理解微積分的物理含義，理解求導(dǎo)就是求一個(gè)變化率，而積分是求導(dǎo)的逆運(yùn)算，是無(wú)限分割再求和的思想。還要引入矢量的概念，矢量的運(yùn)算和標(biāo)量有很大的不同，這也是學(xué)生容易出錯(cuò)的地方，進(jìn)而自然引入矢量代數(shù)部分。為了吸引學(xué)生的注意力，教師在講解矢積和標(biāo)積時(shí)，可以讓學(xué)生思考所學(xué)過(guò)的物理量中哪些屬于矢積結(jié)果，哪些屬于標(biāo)積結(jié)果。良好的開(kāi)端等于成功的一半，在緒論課上，明確大學(xué)物理與高中物理的區(qū)別和聯(lián)系，克服學(xué)生對(duì)這門課程的輕視或者畏難兩種極端情緒，對(duì)能否引起學(xué)生對(duì)該課程的興趣和重視顯得至關(guān)重要。

（二）教學(xué)方式的多樣化

課堂活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要途徑，經(jīng)過(guò)新課標(biāo)教育的學(xué)生，主動(dòng)思考能力有所提高，大學(xué)物理教學(xué)可以根據(jù)這一特點(diǎn)，脫離“填鴨式”的教學(xué)過(guò)程，轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過(guò)程，注重促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化。實(shí)踐證明：采用啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)方式已經(jīng)成為現(xiàn)階段吸引學(xué)生注意、提高大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的最為核心的策略。例如：在大學(xué)物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生往往對(duì)重要物理概念理解不透，在解決問(wèn)題時(shí)還是采用中學(xué)的思維方式考慮問(wèn)題，往往不得解而進(jìn)入死胡同。因此，大學(xué)物理教師在引入知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可采用高中物理的局限性作為切入點(diǎn)，這樣既能復(fù)習(xí)原來(lái)的概念，又可以引發(fā)學(xué)生的思考，吸引注意力，從而提高課堂效率。以講解功的概念為例：可以先回顧高中所學(xué)功的定義及可加性，告訴學(xué)生這就是功的定義和性質(zhì)。進(jìn)而提出如果F是個(gè)變力，而且物體的運(yùn)動(dòng)是任何軌跡時(shí)，那么這時(shí)功的表達(dá)形式又是什么樣的？這時(shí)可以給學(xué)生幾分鐘的思考和討論時(shí)間。有了前面關(guān)于沖量的講解，大部分學(xué)生都能給出功的積分形式。而對(duì)于高中反復(fù)強(qiáng)調(diào)的知識(shí)點(diǎn)，像牛頓運(yùn)動(dòng)定律和帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等章節(jié)內(nèi)容，教師無(wú)需再詳細(xì)分析，完全可以提前一周安排學(xué)生到圖書(shū)館查找資料、做課件，讓學(xué)生用一節(jié)課的時(shí)間在講臺(tái)上講給全班同學(xué)，其他同學(xué)可以進(jìn)行補(bǔ)充，之后教師再給予總結(jié)，使學(xué)生都能清楚了解所學(xué)內(nèi)容。運(yùn)用這些方式，教師既可以更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，又能幫助學(xué)生加深對(duì)概念的理解，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和參與意識(shí)，同時(shí)也有助于提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力、自學(xué)能力和表達(dá)能力等。

（三）積極探索個(gè)體化教學(xué)

高中物理與大學(xué)物理是先行課與后續(xù)課的關(guān)系，大學(xué)物理教師應(yīng)深入了解高中物理新課標(biāo)的要求，在開(kāi)課前對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，并針對(duì)了解到的實(shí)際情況，對(duì)教學(xué)組織作相應(yīng)的調(diào)整。通過(guò)物理分層次教學(xué)活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的潛能差異，通過(guò)多種途徑的物理教學(xué)，激發(fā)個(gè)性學(xué)生的特長(zhǎng)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的目的。雖然變換教學(xué)組織形式，針對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行分層次教學(xué)，可以解決因選修內(nèi)容不同而造成的學(xué)生對(duì)知識(shí)把握情況不一樣的問(wèn)題。但在按專業(yè)、班級(jí)進(jìn)行大班授課的情況下，分層次教學(xué)目前在筆者所在學(xué)校還在探索中。例如：針對(duì)大學(xué)物理某一部分內(nèi)容，像熱學(xué)，組織基礎(chǔ)較差的學(xué)生在開(kāi)課之前，在指定的時(shí)間內(nèi)集中對(duì)其進(jìn)行一定的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，使學(xué)生在正式上課之前能夠有一個(gè)補(bǔ)習(xí)的機(jī)會(huì)，以便順利步入正軌。經(jīng)過(guò)幾年的探索，這種方式被證明是最簡(jiǎn)單易行的，并且能達(dá)到開(kāi)課的目的。

四、總結(jié)

大學(xué)物理是培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維方法和科學(xué)研究能力的重要基礎(chǔ)課。大學(xué)物理教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)充分了解高中物理的實(shí)際情況，做好大學(xué)物理與高中物理的銜接；改變傳統(tǒng)的教學(xué)習(xí)慣和模式，適應(yīng)新的教學(xué)實(shí)際；調(diào)整教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)生的思維方式，使大學(xué)物理教學(xué)更加生動(dòng)、有趣、實(shí)用，從而提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

作者：吳杰 單位：鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理與電子工程學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

[1]普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)研制工作組.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:人民教育出版社,2007.

[2]馬文蔚主編.物理學(xué)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]吳百詩(shī).大學(xué)物理基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

[4]物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.物理(必修3-1)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.

[5]物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.物理(必修3-2)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.

[6]物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.物理(必修3-3)第2版[M].北京:人民教育出版柱,2006.

[7]物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.物理(必修3-4)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.

第6篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；專業(yè)結(jié)合；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：王娜（1982-），女，河北衡水人，天津城建大學(xué)理學(xué)院物理系，講師；江越（1984-），男，河北邯鄲人，天津城建大學(xué)理學(xué)院物理系，助教。（天津 300384）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）32-0148-02

大學(xué)物理是高等院校工科類學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，其作用是為學(xué)生后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)生畢業(yè)后在工作和學(xué)習(xí)中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識(shí)、新技術(shù)奠定必要的物理基礎(chǔ)。工科大學(xué)生們物理基礎(chǔ)的厚薄將會(huì)影響他們?nèi)蘸蟮墓ぷ鬟m應(yīng)能力和發(fā)展后勁。[1]因此，如何提高學(xué)生學(xué)學(xué)物理的興趣，發(fā)揮大學(xué)物理在專業(yè)課程學(xué)習(xí)以及今后工作中的知識(shí)儲(chǔ)備作用，使之有效地為學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)及學(xué)習(xí)能力的提高服務(wù)已成為廣大物理教育者所面臨的首要問(wèn)題。探討和摸索出一條大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課程學(xué)習(xí)有效結(jié)合的新方法對(duì)實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化具有極為積極的意義。

一、大學(xué)物理課程的教學(xué)現(xiàn)狀

1.教學(xué)模式固定化，與專業(yè)脫節(jié)

大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)課程，人們往往強(qiáng)調(diào)它的基礎(chǔ)性，而忽視了不同專業(yè)學(xué)生對(duì)物理內(nèi)容的不同需求。教學(xué)中按照多年來(lái)形成的固定模式，對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生采用統(tǒng)一的教學(xué)大綱和同一個(gè)授課標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于大學(xué)物理自身理論性較強(qiáng)，與專業(yè)課程結(jié)合不緊密，致使學(xué)生對(duì)物理課的學(xué)習(xí)經(jīng)常感到枯燥無(wú)味，提升不了學(xué)學(xué)物理的興趣，甚至出現(xiàn)大學(xué)物理“無(wú)用論”。

2.教學(xué)學(xué)時(shí)有限，教學(xué)內(nèi)容廣泛

“高等院校非物理類專業(yè)基礎(chǔ)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”專門制定和了《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》。其中建議完成大學(xué)物理核心內(nèi)容所需的最低學(xué)時(shí)數(shù)為126學(xué)時(shí)。實(shí)際情況是大多數(shù)非重點(diǎn)院校的培養(yǎng)計(jì)劃增加了專業(yè)課的學(xué)時(shí)，將作為基礎(chǔ)課的大學(xué)物理學(xué)時(shí)做了一系列調(diào)整，達(dá)不到126學(xué)時(shí)的最低標(biāo)準(zhǔn)。為了完成教學(xué)大綱規(guī)定的全部?jī)?nèi)容，教師往往照本宣科，很難對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的剖析和展開(kāi)。

3.考評(píng)方式相對(duì)單一

長(zhǎng)久以來(lái)，大學(xué)物理的考核基本上是采用期末考試成績(jī)?yōu)橹鳎銮诼始罢n后作業(yè)完成情況為輔的方式。這種考核方式無(wú)法提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，多數(shù)學(xué)生往往是處于考試壓力之下被動(dòng)學(xué)習(xí)，抱著60分萬(wàn)歲的想法，考前臨時(shí)抱佛腳，只要過(guò)關(guān)就萬(wàn)事大吉。因此，單一的考評(píng)方式并不能真正反映一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用程度。

二、教學(xué)改革的方向與途徑

1.加強(qiáng)大學(xué)物理任課教師與專業(yè)教師的溝通交流[2]

目前，大學(xué)物理任課教師都只接受過(guò)系統(tǒng)的物理專業(yè)教育，對(duì)其他專業(yè)的知識(shí)了解程度還不夠。因此，物理授課教師應(yīng)深入專業(yè)院（系）進(jìn)行調(diào)研，與專業(yè)課教師針對(duì)學(xué)科交叉知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行充分溝通交流，了解專業(yè)需求。教師平時(shí)要加強(qiáng)對(duì)與物理聯(lián)系緊密的專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高專業(yè)能力和知識(shí)水平。教學(xué)中做到心中有數(shù)，有針對(duì)性地授課，縮短學(xué)生與大學(xué)物理間的距離，使得學(xué)生不再畏懼物理課程。

2.歸并教學(xué)方向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

由于學(xué)時(shí)的限制，在保證“必須、夠用”為度的前提下，有必要根據(jù)不同專業(yè)的需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，壓縮與專業(yè)相關(guān)度小的章節(jié)的學(xué)時(shí)，適當(dāng)增加與專業(yè)銜接緊密章節(jié)的學(xué)時(shí)。在平時(shí)教學(xué)中突出重點(diǎn)，充分利用學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的渴望來(lái)提高對(duì)物理的興趣，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的動(dòng)力和信心，提高教學(xué)效果。

大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容涵蓋了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)和近代物理五篇，各部分內(nèi)容在不同專業(yè)中應(yīng)用的類型和深度是有差異的。根據(jù)不同專業(yè)對(duì)物理知識(shí)的需求，形成幾個(gè)主要教學(xué)方向：對(duì)力學(xué)知識(shí)要求較多的土木和機(jī)械類、對(duì)電磁學(xué)要求較多的計(jì)算機(jī)與電子信息類以及對(duì)熱學(xué)知識(shí)要求較多的材料和熱能類。在保證基本物理教學(xué)要求的前提下，根據(jù)以上幾個(gè)教學(xué)方向?qū)ξ锢碇R(shí)要求側(cè)重點(diǎn)的不同，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，對(duì)不同專業(yè)同一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的深度和教學(xué)方法也要有所區(qū)分，與專業(yè)課程銜接緊密的知識(shí)點(diǎn)要進(jìn)行突出和引申。

3.當(dāng)調(diào)整傳統(tǒng)的考評(píng)方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行更綜合的評(píng)價(jià)[3]

在傳統(tǒng)的以期末成績(jī)?yōu)橹?，以出勤率及課后作業(yè)完成情況為輔的評(píng)價(jià)方式的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加對(duì)課堂表現(xiàn)和課后知識(shí)應(yīng)用等方面的考核。比如，讓學(xué)生撰寫一兩篇物理知識(shí)在本專業(yè)中的應(yīng)用或物理知識(shí)和本專業(yè)課程的關(guān)系等相關(guān)的學(xué)習(xí)體會(huì)或讀書(shū)報(bào)告。鼓勵(lì)學(xué)生自己搜集資料，增加學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)在文章的撰寫過(guò)程中不僅可以加深學(xué)生對(duì)物理理論知識(shí)的理解，還能使學(xué)生對(duì)于物理與本專業(yè)的關(guān)系有更深層面的認(rèn)識(shí)，改變他們對(duì)物理學(xué)習(xí)的茫然，消除無(wú)用的看法。

三、大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革實(shí)證

1.土木和機(jī)械類專業(yè)

土木和機(jī)械類專業(yè)與物理緊密相關(guān)的課程有“理論力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”和“材料力學(xué)”等，涉及的知識(shí)點(diǎn)主要有：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、沖量和動(dòng)量、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)等。教師在講授時(shí)，除了講授教材中的經(jīng)典物理知識(shí)之外，重點(diǎn)講授土木和機(jī)械類專業(yè)用到的物理知識(shí)。在知識(shí)與技能的運(yùn)用上強(qiáng)調(diào)物理應(yīng)用意識(shí)的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力。

但是，鑒于土木和機(jī)械類專業(yè)存在的局部差異，對(duì)此大類內(nèi)的講授側(cè)重點(diǎn)也可以有所區(qū)分。例如：機(jī)械專業(yè)學(xué)生經(jīng)常遇到飛輪、皮帶輪、滑輪等的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，需要較多的剛體知識(shí)。因此，在剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的教學(xué)中，無(wú)論是內(nèi)容講解還是習(xí)題設(shè)置，都應(yīng)與專業(yè)應(yīng)用相聯(lián)系，讓學(xué)生切實(shí)感受到學(xué)好大學(xué)物理與學(xué)好專業(yè)課是相輔相承、相互促進(jìn)的關(guān)系。在大學(xué)物理教學(xué)中，阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)是選講內(nèi)容，而對(duì)于土木類專業(yè)學(xué)生來(lái)講，這部分內(nèi)容在結(jié)構(gòu)力學(xué)中計(jì)算剛架的頻率和周期中有重要應(yīng)用，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)講授。同時(shí)在傳授知識(shí)的同時(shí)，對(duì)于土木類專業(yè)的學(xué)生更應(yīng)注重力學(xué)的分析和計(jì)算方法，為他們后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供有益的幫助。

2.計(jì)算機(jī)與電子信息類專業(yè)

計(jì)算機(jī)與電子信息類專業(yè)所開(kāi)設(shè)的“電路分析”、“電磁場(chǎng)”、“電子技術(shù)”等課程與物理密切相關(guān)，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)主要包括：靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、電磁場(chǎng)和電磁波等。

大學(xué)物理中的電磁場(chǎng)主要強(qiáng)調(diào)電磁場(chǎng)的描述、場(chǎng)與場(chǎng)源的相互作用、矢量場(chǎng)的基本規(guī)律，這些都是電子信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)。對(duì)計(jì)算機(jī)和電子信息類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)偏重于對(duì)電磁學(xué)的講解及其相關(guān)科研新進(jìn)展的介紹，以便增強(qiáng)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的認(rèn)可程度，激發(fā)學(xué)學(xué)物理的興趣，并在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前培養(yǎng)出良好的狀態(tài)。

電磁波是信息傳播的重要手段，是電子信息類專業(yè)理論的重要基礎(chǔ)知識(shí)，但是在以往大學(xué)物理教學(xué)中經(jīng)常作為選講內(nèi)容，改革后應(yīng)該將其列為重點(diǎn)。在講解這部分知識(shí)的時(shí)候，利用多媒體或者模型演示向?qū)W生展示電磁的產(chǎn)生、傳播過(guò)程，介紹產(chǎn)生的原理以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生感受到所學(xué)物理理論知識(shí)與工程實(shí)踐及本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

3.材料和熱能類專業(yè)

材料和熱能類專業(yè)開(kāi)設(shè)“物理化學(xué)”、“材料物理性能”和“高分子物理”等課程與物理聯(lián)系緊密，涉及到的知識(shí)點(diǎn)主要包括：平衡態(tài)、理想氣體狀態(tài)方程、功、熱量、內(nèi)能、定壓熱容、定容熱容、熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用、熱力學(xué)第二定律、卡諾循環(huán)、可逆與不可逆過(guò)程等。因此，對(duì)材料和熱能類專業(yè)學(xué)生教學(xué)應(yīng)側(cè)重于熱學(xué)部分。

熱學(xué)中的熵函數(shù)和熵增原理通常是選講內(nèi)容，一般僅作為介紹性知識(shí)，但是在材料和熱能類專業(yè)中它的作用顯得尤為重要，需要將內(nèi)容做相應(yīng)的擴(kuò)充并結(jié)合專業(yè)中可能遇到的實(shí)例來(lái)講授，為學(xué)生的“物理化學(xué)”等后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。另外，對(duì)材料類專業(yè)學(xué)生講授大學(xué)物理時(shí)，還需要引入有關(guān)光學(xué)的近代部分，如：光子的能量問(wèn)題。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)材料時(shí)，經(jīng)常需要考慮材料對(duì)光的適應(yīng)能力。

四、結(jié)語(yǔ)

正確處理大學(xué)物理與專業(yè)課之間的關(guān)系，原則上既要保持物理學(xué)的整體性，又要兼顧到學(xué)生的不同專業(yè)特色。根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和后續(xù)學(xué)科專業(yè)課的不同，將相關(guān)學(xué)科知識(shí)融入到大學(xué)物理教學(xué)中，有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供有益的幫助，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)物理教學(xué)與專業(yè)能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，克服大學(xué)物理與其他專業(yè)課脫節(jié)的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從整體來(lái)講，一方面物理教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生必備的物理能力和科學(xué)素養(yǎng)，具有其他課程無(wú)法替代的地位；另一方面在教學(xué)中增加物理在各專業(yè)中的應(yīng)用，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，為后繼專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，該教學(xué)模式的建立，將不僅使學(xué)生終身受益，而且能夠促進(jìn)物理教學(xué)水平的不斷推進(jìn)與提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳百詩(shī).大學(xué)物理基礎(chǔ)[M].第1版.北京：科學(xué)出版社，2007.

第7篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

高等數(shù)學(xué)課程是以抽象思維為主的課程，學(xué)生感受到的都是一些抽象的文字、符號(hào)、公式等，可以說(shuō)他們是通過(guò)教師的講授和慢慢順應(yīng)走到了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中。而大學(xué)物理課程，多數(shù)結(jié)論都來(lái)自于生活、來(lái)自于實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，學(xué)生可以通過(guò)做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和感受生活中的種種物理現(xiàn)象來(lái)獲取物理知識(shí)。所以，學(xué)生在學(xué)學(xué)物理時(shí)，接觸的不僅僅是一些抽象符號(hào)、公式、定理等，這些符號(hào)、公式、定理等都具有他們各自的物理意義，可以形象地描述出客觀世界的真實(shí)景象。

二、民辦高校中大學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

1.教學(xué)內(nèi)容各自為政，教學(xué)進(jìn)度不匹配。由于民辦高校中，大學(xué)物理課程的課時(shí)被一再地縮減，而高等數(shù)學(xué)課程的課時(shí)一直保持與公辦二本院校一致，從而導(dǎo)致兩門課程的進(jìn)度很難合理匹配。大學(xué)物理課程需要在有限的96學(xué)時(shí)之內(nèi)，甚至部分專業(yè)要求在64學(xué)時(shí)之內(nèi)將力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等知識(shí)全部講完。在講解過(guò)程中分別要用到高等數(shù)學(xué)課程中的矢量運(yùn)算、極限知識(shí)及微積分等知識(shí)。但如果按照目前高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行授課，其授課進(jìn)度相對(duì)大學(xué)物理課程的授課進(jìn)度要滯后很多，很難保證將物理課中所需的數(shù)學(xué)知識(shí)全部講解完。從而導(dǎo)致學(xué)生由于沒(méi)有掌握足夠的數(shù)學(xué)公式和計(jì)算方法而做不出相應(yīng)的物理題目。物理教師不僅要在有限時(shí)間內(nèi)給學(xué)生講解物理知識(shí)，還要花費(fèi)大量時(shí)間去給學(xué)生講解如何利用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題，從而導(dǎo)致物理教師教學(xué)難，學(xué)生學(xué)習(xí)物理難。2.學(xué)生缺乏對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)涵的理解。目前我院高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀是，很多學(xué)生已學(xué)完極限、導(dǎo)數(shù)、積分知識(shí)，但并沒(méi)有掌握這些知識(shí)的運(yùn)用方法和知識(shí)的內(nèi)涵。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然學(xué)生學(xué)習(xí)了多門數(shù)學(xué)課程，但問(wèn)及課程的應(yīng)用價(jià)值時(shí)，多數(shù)都回答不出來(lái)。由于對(duì)知識(shí)內(nèi)涵的理解深度不夠，從而導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)在物理及后續(xù)專業(yè)課課堂上靈活地運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解題。究其根源主要有兩方面的原因：一方面，民辦院校數(shù)學(xué)教師中絕大多數(shù)都是青年教師，僅個(gè)別幾位是經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師，青年教師在教學(xué)中缺乏對(duì)知識(shí)深層次的理解，也很難講出數(shù)學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活和后續(xù)課程中的應(yīng)用價(jià)值，所以傳授給學(xué)生的深層次的知識(shí)少之甚少。另一方面，民辦院校中青年教師教學(xué)任務(wù)量大，沒(méi)有更多的時(shí)間出去參加培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，聽(tīng)課的時(shí)間也有限，導(dǎo)致專業(yè)知識(shí)面相對(duì)較窄，缺乏將知識(shí)融會(huì)貫通運(yùn)用的能力。青年教師僅能將大綱中所要求的知識(shí)，按部就班地傳授給學(xué)生，不敢去多舉一些數(shù)學(xué)和后續(xù)課程內(nèi)容相銜接的例子，只限于講解一些陳舊的例題，理論聯(lián)系實(shí)際較少，從而導(dǎo)致學(xué)生很難將數(shù)學(xué)知識(shí)有機(jī)地與后續(xù)課程聯(lián)系在一起。因此，每當(dāng)在大學(xué)物理課堂上遇到數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，多數(shù)學(xué)生感覺(jué)無(wú)從下手，提不起學(xué)學(xué)物理的興趣，從而造成了大學(xué)物理課堂教學(xué)效果不顯著。3.學(xué)生概念混淆現(xiàn)象頗多。在高等數(shù)學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了矢量的運(yùn)算法則，其在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用是非常廣泛的。比如，可利用旋轉(zhuǎn)矢量法求兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成振動(dòng)方程，可利用矢量的加法法則求電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等重要的物理量。但很多學(xué)生搞不清標(biāo)量和矢量的區(qū)別，在做題過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)常忘記矢量的方向，對(duì)矢量進(jìn)行直接的加減運(yùn)算，從而導(dǎo)致此類題目經(jīng)常出錯(cuò)，出現(xiàn)此類錯(cuò)誤的根本原因在于學(xué)生對(duì)矢量、標(biāo)量概念的混淆。還有的學(xué)生搞不清定積分和不定積分有何不同。實(shí)際上，大學(xué)物理研究的問(wèn)題都具有一定的初始條件和邊界條件的，而定積分的上下限反映了這些條件。但不乏有些學(xué)生總是搞不清楚定積分和不定積分的區(qū)別，總有學(xué)生忘記帶入邊界條件，從而得不出一個(gè)具體的結(jié)果。

三、高等數(shù)學(xué)課程和大學(xué)物理課程內(nèi)容融合策略

第8篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

關(guān)鍵詞：工程力學(xué) 教學(xué) 創(chuàng)新

工程力學(xué)課程是面向近機(jī)類和非機(jī)類各專業(yè)研究工程構(gòu)件共性問(wèn)題的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其目的在于使學(xué)生掌握變形體力學(xué)分析中最基本的概念、原理和方法及其在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，使學(xué)生掌握構(gòu)件的受力、變形的基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)學(xué)生判斷工程中強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題的能力。在全校的基礎(chǔ)課程體系中，工程力學(xué)占有重要地位，是構(gòu)成諸多后續(xù)課程的基礎(chǔ)性支撐平臺(tái)之一。與大學(xué)物理學(xué)或理論力學(xué)不同，它并不是以質(zhì)點(diǎn)和剛體為研究對(duì)象，而是引入了變形體的概念，并引入了諸如微元體、應(yīng)變、應(yīng)力等貫穿后續(xù)力學(xué)課程的基本概念。同時(shí)，它還涉及對(duì)學(xué)生基本研究素質(zhì)和能力的訓(xùn)練，如：將具體的、復(fù)雜的研究對(duì)象抽象化、理想化，并建立正確的物理模型和數(shù)學(xué)模型的能力等。它是眾多力學(xué)課程中的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，對(duì)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和知識(shí)結(jié)構(gòu)的完善影響很大。

一、存在的問(wèn)題

在工程力學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，由于自身的特點(diǎn)，具有一些對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才不利的因素。由于力學(xué)學(xué)科的歷史悠久，傳統(tǒng)知識(shí)占的比重較大，課程的內(nèi)容大多幾代沿襲，知識(shí)陳舊、內(nèi)容重復(fù)的問(wèn)題更為突出，特別是計(jì)算技術(shù)已經(jīng)對(duì)工程對(duì)象性態(tài)分析的方法產(chǎn)生巨大沖擊，近年來(lái)雖對(duì)部分課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了不同層次的改革，且增添了一些現(xiàn)代內(nèi)容，但并不完善。因此，進(jìn)行力學(xué)課程的綜合改革勢(shì)在必行。其二，力學(xué)學(xué)科既是基礎(chǔ)學(xué)科又是技術(shù)學(xué)科，但由于長(zhǎng)期以來(lái)受中國(guó)傳統(tǒng)的重基礎(chǔ)理論輕技術(shù)的思想支配，在力學(xué)的學(xué)習(xí)中重視的是對(duì)理論知識(shí)的掌握，學(xué)生的廣義的工程素質(zhì)培養(yǎng)不夠。其三，現(xiàn)代力學(xué)的一般研究方法多為演繹法，反映在工程力學(xué)的教材與教學(xué)中，均是從已知的基本定律出發(fā)，進(jìn)行理論分析，導(dǎo)出一些定理和推論，由此來(lái)對(duì)力學(xué)系統(tǒng)作出預(yù)示。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)中很少接觸歸納法和發(fā)散性思維的訓(xùn)練，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)極為不利。為此，必須改革現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和方法。

二、改革的探討

1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

課程內(nèi)容的體系結(jié)構(gòu)與組織方式，是課程建設(shè)的重要組成部分。一個(gè)符合學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律的課程體系和高效率的內(nèi)容組織方式，對(duì)教師而言，是高水平教學(xué)效果的必要條件，對(duì)學(xué)生而言，是學(xué)生學(xué)習(xí)收益最大化的基本保證。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面著重于基本知識(shí)、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)能力方面著重設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，在教學(xué)內(nèi)容安排上，要突出一條主線，即以力的平衡、變形的幾何協(xié)調(diào)、力與變形間的物理關(guān)系的研究為分析研究工程力學(xué)問(wèn)題的主線，貫穿全書(shū)，以利建立對(duì)力學(xué)的整體認(rèn)識(shí)。在教學(xué)內(nèi)容選取上，對(duì)傳統(tǒng)的經(jīng)典內(nèi)容加以精選，刪去傳統(tǒng)教材中一些陳舊的和重復(fù)的內(nèi)容，重新組織課程的教學(xué)內(nèi)容。如靜力學(xué)中傳統(tǒng)教材中都是從平面匯交力系、平面力偶系到平面任意力系，最后到空間力系。每一種力系都反復(fù)簡(jiǎn)化、合成、平衡的過(guò)程很浪費(fèi)學(xué)時(shí)。改革后我們可以直接從空間匯交力系、空間力偶系講起，當(dāng)把空間任意力系的平衡方程推導(dǎo)出后，其它力系的簡(jiǎn)化結(jié)果、平衡方程就迎刃而解了。在運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)中減少質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容，通過(guò)貫通、融合和相互滲透，消除課程中的羅列現(xiàn)象，減少大學(xué)物理和工程力學(xué)兩門課程之間的重疊內(nèi)容，強(qiáng)化兩門課程之間的有機(jī)銜接。在材料力學(xué)中按照構(gòu)件變形的內(nèi)力、應(yīng)力、變形來(lái)講既節(jié)省學(xué)時(shí)，又便于各種變形的同異處的比較。教學(xué)實(shí)踐證明，新的教學(xué)內(nèi)容和新的組織方式，不僅有利于提高課程的教學(xué)效率，而且有利于使學(xué)生學(xué)會(huì)如何尋找事物的內(nèi)在聯(lián)系，掌握工程力學(xué)課程的精華。

2.改進(jìn)教學(xué)方法

轉(zhuǎn)變教育觀念，發(fā)展創(chuàng)新教育，就要建立教師起引導(dǎo)作用、學(xué)生起主導(dǎo)作用的啟發(fā)式教學(xué)模式，在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中對(duì)學(xué)生全方位地進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練，使學(xué)生具有觸類旁通、自我開(kāi)發(fā)新知識(shí)以及發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。在求解方法訓(xùn)練中，注重對(duì)學(xué)生應(yīng)用與開(kāi)發(fā)大型結(jié)構(gòu)分析軟件能力的培養(yǎng)。這樣，以力學(xué)模型的建立和求解為核心，在向?qū)W生傳授知識(shí)的同時(shí)，有效地進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練，從同一力學(xué)模型出發(fā)，通過(guò)多角度、多形式、多層次的例題變換，構(gòu)造點(diǎn)、線、面、體的立體思維網(wǎng)絡(luò)，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)方向明確，思維空間增加，最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛力。

在課堂教學(xué)中，要善于提出問(wèn)題，揭示矛盾，加強(qiáng)學(xué)生的聯(lián)想能力、發(fā)散思維的能力，特別是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。結(jié)合工程力學(xué)課程的特點(diǎn)，可以這樣提出問(wèn)題、揭示矛盾：從簡(jiǎn)單問(wèn)題引出復(fù)雜問(wèn)題；從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引出重要概念；從工程背景引出理論問(wèn)題；從正問(wèn)題引出反問(wèn)題。在課堂講授中淡化繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與數(shù)字運(yùn)算、強(qiáng)化定性分析，強(qiáng)化基于基本概念的直觀判斷，突出分析思路與分析方法。同時(shí)注重歸納思維方法。在討論不同問(wèn)題的個(gè)性（特點(diǎn)）時(shí)，突出共性的歸納。如不同基本變形應(yīng)力分析方法的共性；靜定問(wèn)題與超靜定問(wèn)題的共性；不同材料物理模型下變形體力學(xué)分析的共性等。培養(yǎng)綜合與擴(kuò)散、求同與辨異等歸納思維方法。

加強(qiáng)課堂討論，活躍課堂氣氛。促進(jìn)學(xué)生對(duì)于問(wèn)題、模型、假設(shè)、結(jié)論等物理與幾何意義及結(jié)論的正確性條件等的討論與探究。每次課均精選有思考、討論題，使學(xué)生參與互動(dòng)，進(jìn)一步深入理解并掌握基本概念、基本理論和基本方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思維。

3．完善教學(xué)手段

傳統(tǒng)的教學(xué)手段是一支粉筆、一塊黑板，教師用這種方法講課易于掌握講課節(jié)奏，細(xì)節(jié)分析透徹，但也存在著明顯的不足：這門課程結(jié)構(gòu)圖多，在傳統(tǒng)的教學(xué)中畫(huà)圖要占用很多的課堂時(shí)間，圖形效果也并不理想。多媒體教學(xué)輕易地就解決了這個(gè)教學(xué)問(wèn)題。多媒體技術(shù)是當(dāng)今現(xiàn)代教育技術(shù)有效的手段之一，它可以有效地增加課堂上的信息量，提高課堂信息傳遞的質(zhì)量，所以多媒體教學(xué)是必不可少的。但又不能完全依賴多媒體教學(xué)。由于設(shè)備條件的限制，多媒體教學(xué)技術(shù)在提高教學(xué)效率的同時(shí)，也將教師局限在計(jì)算機(jī)附近，教師的神態(tài)、語(yǔ)調(diào)等不能充分展現(xiàn)，在一定程度上削弱了教學(xué)效果，既影響師生情感交流，又影響教學(xué)互動(dòng)，不易達(dá)到最佳講課效果。而傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)卻可以彌補(bǔ)多媒體教學(xué)的不足，讓教師充分展現(xiàn)授課的形體感染力，增強(qiáng)教學(xué)效果。因此應(yīng)注重現(xiàn)代化教學(xué)手段與課程教學(xué)的整合，充分發(fā)揮多媒體形象具體直觀、圖文清晰規(guī)范、信息量大面寬的優(yōu)勢(shì)，又保留板書(shū)教學(xué)節(jié)奏可控、交流自如等特點(diǎn)，這樣可發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率、提高教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用，使課程教學(xué)廣泛采用多媒體技術(shù)，在主要教學(xué)環(huán)節(jié)全面實(shí)現(xiàn)多媒體化。教學(xué)實(shí)踐證明，利用電子教案進(jìn)行課堂教學(xué)可提高教學(xué)效率，教師可以有更多的時(shí)間進(jìn)行課堂討論，實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)，從而提高效果。單獨(dú)的傳統(tǒng)教學(xué)手段很難做到這一點(diǎn)。多媒體教學(xué)有利于教師主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，不同的教師可以上出不同風(fēng)格的課。

結(jié)束語(yǔ)

工程力學(xué)課程是后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)課程之一，通過(guò)對(duì)本課程教學(xué)內(nèi)容的整合、教學(xué)方法及教學(xué)手段的改革，大大提高了學(xué)生的理論水平和實(shí)踐創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)具有一定工程背景知識(shí)、寬廣的力學(xué)知識(shí)、工程結(jié)構(gòu)分析軟件的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)能力，以及掌握現(xiàn)代力學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)的復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)：

第9篇：大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)范文

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；多元化；課堂教學(xué)模式

作者簡(jiǎn)介：張明輝（1972-），女，河北滄州人，山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，副教授；陳慶光（1969-），男，山東臨沂人，山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，教授。（山東 青島 266590）

基金項(xiàng)目：本文系山東科技大學(xué)省級(jí)機(jī)械電子工程品牌專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）01-0064-02

“流體力學(xué)”課程是我國(guó)高等院校工科各專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程是聯(lián)系前期“高等數(shù)學(xué)”、“理論力學(xué)”等基礎(chǔ)課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁和紐帶，在學(xué)生能力培養(yǎng)和知識(shí)體系構(gòu)建過(guò)程中起著“承上啟下”的作用。[1]當(dāng)前的“流體力學(xué)”主要以經(jīng)典理論或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容為主，教材中包含大量的計(jì)算公式及理論推導(dǎo)，這就要求學(xué)生具備一定的高等數(shù)學(xué)知識(shí)及較高的綜合分析和處理問(wèn)題能力。但由于大多工科學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)薄弱，再加上學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力較差，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生厭學(xué)成為較普遍的現(xiàn)象。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生正確理解和掌握流體力學(xué)知識(shí)，使“流體力學(xué)”課程的教學(xué)水平邁上一個(gè)新臺(tái)階，是教育工作者的責(zé)任和使命。許多文獻(xiàn)[2][3]為了提高流體力學(xué)的教學(xué)效果，在課堂教學(xué)模式、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探討和研究。通過(guò)多年來(lái)在“流體力學(xué)”教學(xué)中的若干思考和實(shí)踐，筆者提出了構(gòu)建多元化教學(xué)模式的教學(xué)理念，即將啟發(fā)式教學(xué)、對(duì)比分析法教學(xué)貫穿課堂教學(xué)中，以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，為了適應(yīng)個(gè)性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生多視角、多層次的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。另外，為了提高教學(xué)效果，課堂教學(xué)中還運(yùn)用多媒體技術(shù)作為輔助教學(xué)手段，工程圖片、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和視頻素材等各種教育信息使得教學(xué)更加生動(dòng)、直觀和多樣化，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

一、啟發(fā)式教學(xué)模式

啟發(fā)式教學(xué)就是讓學(xué)生充分運(yùn)用他們擁有的知識(shí)和能力去正確比較、分析、綜合、判斷、概括、歸納和解決問(wèn)題，探索結(jié)論。一方面可以使學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，積極思維，另一方面也能夠開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生的能力。筆者在教學(xué)過(guò)程中將啟發(fā)式教學(xué)貫穿始終。例如，流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析是流體力學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，很多學(xué)生對(duì)微團(tuán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的角變形很困惑。為了讓學(xué)生更好地理解角變形的原因，筆者將矩形流體微團(tuán)四個(gè)角點(diǎn)的速度全部寫出，如圖1所示。然后分別用紅筆標(biāo)出C、D點(diǎn)和A、B兩點(diǎn)X方向速度的第三項(xiàng)，讓學(xué)生觀察兩者的差別，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)D點(diǎn)比C點(diǎn)、A點(diǎn)比B點(diǎn)在X方向的速度大，這勢(shì)必產(chǎn)生一個(gè)與垂直方向的夾角。接著，筆者又用藍(lán)色筆標(biāo)出，C、B點(diǎn)和D、A兩點(diǎn)Y方向速度的第二項(xiàng)，讓學(xué)生觀察兩者的差別，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)比C點(diǎn)、A點(diǎn)比D點(diǎn)在Y方向的速度大，這勢(shì)必產(chǎn)生一個(gè)與水平方向的夾角。這樣，學(xué)生很自然就畫(huà)出了流體微團(tuán)的角變形圖，如圖2所示。最后，筆者又把問(wèn)題引申到三維，讓學(xué)生寫出其他兩個(gè)方向上的角變形公式。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，在理解和接受理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)、解決和總結(jié)。除了在分析問(wèn)題時(shí)采用啟發(fā)式教學(xué)外，也可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)的概念、理論、公式進(jìn)行對(duì)比，在加深理解的同時(shí)找出它們的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。譬如，在推導(dǎo)伯努利積分方程時(shí)先讓學(xué)生回憶流體靜力學(xué)基本方程。這樣學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)兩者之間僅相差動(dòng)能項(xiàng)。從而明白在流體靜力學(xué)中滿足勢(shì)能守恒，而在動(dòng)力學(xué)中轉(zhuǎn)換為機(jī)械能守恒。通過(guò)對(duì)比分析，學(xué)生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意義，也對(duì)靜力學(xué)基本方程加深了印象。

二、對(duì)比分析法教學(xué)

由于“流體力學(xué)”課程涉及的知識(shí)比較廣，如材料力學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、工程熱力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，再加上“流體力學(xué)”比較抽象，理解起來(lái)相當(dāng)困難。在教學(xué)中“流體力學(xué)”這門課教師難教，學(xué)生難學(xué)。為了便于學(xué)生掌握流體力學(xué)的概念和基本原理，在講授流體力學(xué)知識(shí)時(shí)，筆者經(jīng)常采用對(duì)比分析教學(xué)法，讓學(xué)生通過(guò)思考與對(duì)比增強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的連貫性，提高學(xué)習(xí)效果。由于流體力學(xué)是力學(xué)的分支，因此力學(xué)的定律也適用流體力學(xué)，但流體的特性決定了流體力學(xué)在與固體力學(xué)有千絲萬(wàn)縷聯(lián)系的同時(shí)，又有它獨(dú)有的一些特性。所以，筆者在授課時(shí)會(huì)讓學(xué)生先回憶相關(guān)的固體力學(xué)知識(shí)，再將固體力學(xué)定律引申到流體力學(xué)當(dāng)中，讓學(xué)生輕松地理解和掌握流體力學(xué)中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節(jié)時(shí)，筆者就會(huì)問(wèn)學(xué)生：在理論力學(xué)中，如果物體處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足什么樣的條件？學(xué)生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會(huì)引導(dǎo)學(xué)生流體力學(xué)的研究對(duì)象為流體質(zhì)點(diǎn)，而流體質(zhì)點(diǎn)在空間上是很小的，需要對(duì)微元體建立平衡方程。換句話說(shuō)就是微元體要保持平衡，其所受的合外力也需要為零，由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前。除了將流體力學(xué)和固體力學(xué)進(jìn)行對(duì)比分析外，筆者還會(huì)將流體力學(xué)中的一些概念通過(guò)列表的方式進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生了解這些概念的異同點(diǎn)。比如，筆者在講到流體運(yùn)動(dòng)學(xué)這一章節(jié)時(shí)講解兩種描述流體運(yùn)動(dòng)的方法，就給出了表1。學(xué)生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比分析法不但有助于學(xué)生理解和掌握流體力學(xué)知識(shí)，還能讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

三、多層次多視角分析問(wèn)題

現(xiàn)代教育觀念認(rèn)為，高等教育應(yīng)當(dāng)融知識(shí)的傳授和能力的培養(yǎng)于一體。[4]為了適應(yīng)個(gè)性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在引導(dǎo)他們熟練掌握基本分析方法的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生多視角、多層次的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。為此，筆者除了講授基本方程、基本定理的推導(dǎo)，還會(huì)將問(wèn)題進(jìn)一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整合，建立學(xué)生的哲學(xué)思維觀。例如，在學(xué)習(xí)靜止流體對(duì)平面的總壓力這一節(jié)時(shí)要求學(xué)生能夠計(jì)算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手，再延伸到求解矩形垂直面總壓力，再到求解矩形斜平面總壓力，最后求解任意平面的總壓力，如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學(xué)生不知不覺(jué)中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會(huì)了學(xué)生如何將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分解，然后再借助已有的知識(shí)進(jìn)行求解，達(dá)到觸類旁通的效果。同時(shí)，為了讓學(xué)生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力，講授時(shí)又分別采用了解析法和壓力圖法進(jìn)行求解。通過(guò)這一章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生明白了解決許多工程問(wèn)題可以從多個(gè)側(cè)面、多個(gè)視角分析，盡管采用的方法和理論不盡相同，但都可以獲得正確的結(jié)果，殊途同歸，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。

除了在教學(xué)過(guò)程中改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，構(gòu)建多元化的課堂教學(xué)模式以外，為了提高教學(xué)效果，運(yùn)用多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的立體化輔助教學(xué)手段也非常重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程實(shí)際圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻素材使各種教育信息的表達(dá)更加生動(dòng)、直觀和多樣化，能很好地刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開(kāi)闊學(xué)生的視野，可以收到純板書(shū)教學(xué)所無(wú)法達(dá)到的效果。因此，“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中對(duì)于難以理解的概念，如勢(shì)流與旋流、流線與跡線的概念、流場(chǎng)的演示、流態(tài)的判別和波的傳播、邊界層的形成等內(nèi)容均利用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)給學(xué)生進(jìn)行演示，起到了畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。

四、結(jié)束語(yǔ)

多元化課堂教學(xué)模式是一個(gè)先進(jìn)的教學(xué)理念。本文提出的啟發(fā)式教學(xué)、對(duì)比分析和多視角教學(xué)模式將原本抽象的概念、復(fù)雜的理論推導(dǎo)直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生在分析比較與思考中學(xué)會(huì)將固體力學(xué)遵循的原理定律融會(huì)貫通到流體力學(xué)中，尋求概念之間、知識(shí)點(diǎn)之間和章節(jié)之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，舉一反三，把原本雜亂的概念形成清晰的知識(shí)體系。這種多元化的教學(xué)模式在很大程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，改善了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王發(fā)輝，?？∮?，等.“流體力學(xué)”立體化教學(xué)體系的構(gòu)建[J].中國(guó)電力教育，2009，（12）：102-103.

[2]孫恒，朱鴻梅，舒丹.“啟發(fā)—聯(lián)想式”教學(xué)方法在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電力教育，2011，（5）：81-82.