質點力學概念范文

導語：如何才能寫好一篇質點力學概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞]小學數學 數學概念 理解 支點

小學生對于事物的認知是一個漸進的過程，學生對于固化的數學概念，理解起來受到多種因素限制。教師要先弄清這些固化的數學概念，尋找到恰當的支點，促使數學概念更輕易被學生消化、吸收。教師可以針對概念中有效信息，挖掘出難易適度的問題，強化學生概念意識，并實現學生能力的自然遷移；列舉適宜的生活案例，誘發學生積極探知概念本質，增強實用性；尋找相似概念，運用類比手段，精準突破，從而使學生跨越概念難度，升級學生數學素養。

一、問題適度。提升針對性

數學概念是被實踐多次論證的真理，在傳統數學教學中，教師認為學生只要簡單識記，沒必要深入講解。因此，多數教師在講授數學概念時，都一句話帶過，直接讓學生做訓練題。這就導致許多學生在做題時，常常出現種種不適應現象。考慮到這些情況，教師應對學生的學情進行調研，有針對性地降低難度系數，對概念中易錯的關鍵點進行挖掘，找出適度問題，使學生在具體操作的同時，深化對概念的感知。

例如，在學習《三角形、平行四邊形和梯形》中的第一節認識三角形時，文本中的概念是對教材重點知識的引領，教師為了讓學生能夠靈活運用這節課的概念，希望在學生頭腦中勾勒出三角形的輪廓。教師創設難度系數適度的課堂問題，準備好四個不規則圖形：梯形、扇形、一個角、三角形，讓學生選出三角形，并說說其他三個為什么不是三角形的理由。學生首先了解三角形概念的基本三要素，然后對四個不規則圖形一個一個排除，第一個圖形多一個角，不滿足三個的要素；第二個有一邊是曲線；第三個只是一個角，不是密封圖形。學生順利找到正確的圖形，這種方式鞏固了學生對概念的具體體驗。

從這個課堂案例很清楚看出，教師問題創設的難易適度，學生學習的效果較好。學生從分辨三角形的過程中弄清三角形的概念，為接下來解決與三角形有關的數學問題做好鋪墊。

二、案例適宜，增強實用性

生活中處處有數學，教師對學生概念認知的初始階段進行突破，從學生生活日常切入。教師列舉小學生身邊比較熟悉的事物，尋找適宜的數學案例，與學生認知相契合，增強實用性。這樣教師可以對所學概念進行解析，讓學生對數學概念有一個清晰認識，使學生對數學問題展開更全面的推理。

例如，在學習《負數的初步認識》相關內容時，這堂課的教材信息對于小學生來說是新鮮的，在以前的數學教學中，學生接觸的都是正數和圖形，對負數了解甚少。教師為了引導學生學習負數，深化負數概念，指導學生從生活角度去發掘負數。教學展開后，教師準備好溫度計，先把溫度計放在常溫下，讓學生觀察度數；接著又放到冰塊里，指導學生讀數，學生能夠直接說出兩個不同溫度。此時教師引出負數，開始詢問學生有沒有注意到生活中還有負數的存在。有的學生說：“我發現，電梯里有-1層。”有的學生說：“盆地低于海平面，也用負數表示，如吐魯番就是-155米?！?/p>

教師選擇適宜的案例，引出學生對生活的發現，完成對身邊常識的聯通，讓學生對負數概念的感受更加深刻，并且有助于學生形成較完善的負數概念。

三、類比適中。尋求精準性

數學概念比較抽象，但實際數學概念中存在許多相似或相近的概念，學生常?；煜桩a生困惑。教師為了讓學生能夠找到最佳突破口，對數學概念進行精準定位，采用適中的類比手段。面對具體教學問題，這種手段可以讓學生獲得精準的學習角度和途徑，促使學生在已知概念的基礎上構筑層次性認知體系。

例如，在學習《小數的初步認識》相關內容時，學生在前面的數學教學中，認識到分數的重要，但是對分數和小數相依互變的聯系，沒有深刻認識，這節文本學生將要感受小數、運用小數。小數概念的理解對學生來說，并不抽象，一般數學常識下小數和分數可以相互變化。但是在很多現實條件下，小數和分數不轉化給人的直觀感更強烈。教師為了讓學生更好地運用小數和分數，對這兩個概念進行類比、解剖，引入具體實例。例如，小徐的身高1.5米用小數表示是大家習慣接受的，但如果用分數表示成3，2米，這就不符合生活常識，不便于學生理解。又像分蛋糕這樣的問題，一個蛋糕平均分成四份，每份1/4，改成小數則是0.25份，雖然沒有錯誤，但是與學生數學認知存在差距。

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[關鍵詞] 理論力學 內容體系 教學改革 能力提升

1.《理論力學》課程的特點

《理論力學》[1,2]是物理類專業的專業基礎課，是物理學專業為《熱力學與統計力學》、《量子力學》等后續課程提供必須的力學知識和相關的基本概念，同時也擔負這培養學生邏輯思維能力、分析實際問題，解決實際問題能力的任務。通過該課程的學習，使學生掌握經典力學的理論要點和精華，即它的完整理論體系和現代的處理方法；在理論、方法、符號系統等方面為學生實現從普通物理到高等物理，從經典力學到近代物理的過渡做準備；使學生掌握必要的數學方法和技巧，受到嚴格而充分的運動高等數學解決物理問題的訓練。該課程的學習效果直接關系到學生后續課程，特別是近代物理相關課程的學習，更重要的是有助于學生科學素質的培養和提升。但是由于理論力學涉及的內容多，范圍廣以及對數學工具的熟練應用，許多學生對理論力學的學習有畏難情緒，學習積極性不高，在學習過程中，不能主動接受新概念、新方法和新思路，特備是分析力學部分，學生的數學基礎薄弱，理解能力較差以及抽象思維能力弱，在學習過程中常常處于被動。為提高學生的分析問題和解決問題的能力，激發學生的學習的興趣，培養學習的積極性和主動性，教學改革，特別是教學內容的改革勢在必行。

2.理論力學內容體系的改革

理論力學的理論體系嚴謹，邏輯性強，課程的內容既經典又完整，不易全面更新。但隨著教學改革的進行和教學觀念的轉變，上課學時的不斷減少，學生用于該課程的學習時間也大為減少，簡單的消減教學內容，只會使該課程的學習陷于困頓，而且，在學習《理論力學》之前，學生已經學過《力學》，嚴格意義上來說，《力學》也屬于經典力學的一部分，內容上的重復造成學生開始學習《理論力學》時，認為只是《力學》的補充和深入，因而在上課過程中，注意力不集中，學習的積極性不高；在學習方法和處理問題的思路上，不能主動接受和應用分析力學中的新概念和新方法，而繼續使用牛頓力學知識來解決問題?？紤]到這種情況，只有采取積極的辦法，從課程自身的特點出發，挖掘課程本身的潛力，做到基礎理論要精練、深化，加強分析力學課程的內容，進一步深化理論力學課程建設與改革。在理論力學的教學中，凡是與普通物理學中重復的地方，公式可以用高等數學簡單推導，說明其物理意義，省出的時間用于難點和重點的學習；如：從矢量的矩陣變換，運算及微商講起，過渡到質點力學、質點系力學到拉格朗日力學、中心力、微振動、剛體力學以及哈密頓力學；其中，質點力學、質點系力學可以用較少學時，復習下知識點即可，重點闡述拉格朗日力學之基礎，如約束、虛功原理、達朗貝爾原理以及拉格朗日方程及其在求解具體問題中的應用。在講解理論的過程中，輔之以學生能夠接受的工程中[3]的以及生活中的實例及例題，提升學生的抽象思維能力，加強分析力學的內容，重視兩個自由度系統的力學問題分析，重視系統運動微分方程的建立，以便和后續課程更好接軌，質點力學、和質點系力學只強調基礎理論的深化，突出一類的問題的解決，而不是停留在某個具體問題的解決上。在接下來的中心力以及微振動力學中，嘗試采用經典力學和拉格朗日的分析力學共同進行討論，對比經典力學與分析力學，讓學生有個直觀的體會，慢慢的過渡到分析力學作為解決問題的主要方法上來。這種內容體系優點有：其描述簡潔、精練，既縮短了篇幅又加深了內容，它可以使學生逐漸放棄用普通力學的知識，來理解理論力學的內容。在對比中學習理論力學的新概念和新知識，努力掌握解決問題的新方法和新思路。

3.教學方法的適當改革

3.1 開展互動式，啟發式教學

互動式教學[4]，是在教師的引導下，通過學生集體的組織形式由教師提出問題，學生各抒己見，相互討論，相互學習的教學方法；啟發式教學指教師在教學過程中根據教學任務和學習的客觀規律，從學生的實際出發，采用多種方式，以啟發學生的思維為核心，促使他們生動活潑地學習的一種教學。它們由教師一人主講變為由學生、教師共同討論，整個討論過程是師生雙邊活動。互動式、啟發式教學可以改變學生由被動到主動，最大程度地發揮其主觀能動作用，促使學生在課外時間通過其他途徑查閱相關的學習資料，帶著問題聽課，可有效地培養學生獨立思考能力和分析問題解決問題的能力。上好討論課的關鍵是首先選擇好要討論的內容，一般應考慮選題的科學性、趣味性和目的性。為了使課堂討論有的放矢，避免出現起哄、離題或冷場現象，在上討論課之前，先讓同學自學一些相關內容，根據要討論的內容，擬出若干個題目，使學生的發言圍繞這些題目自由發揮。在互動教學中，根據平常對學生的了解情況，因人而異在適當時候給予提問和引導。在討論過程中，教師的發言要富于啟發性、誘導性和綜合性。每次討論能否給學生留下印象，不在于討論的具體形式，而在于是否有幾個有分量的發言能抓住問題的關鍵并深入到問題的實質，有獨特見解給人以啟迪，引起學生較長久的思考，引導學生進行深度思考。

3.2 使用多媒體教學手段教學

利用多媒體等現代化手段教學是目前教學改革的一個重要方面，在理論力學中開展多媒體教學有很多優點，生動形象，增加了視覺效果，使學生對一個抽象的理論有了感性的認知，節省了板書時間，加大了課堂信息量，為教師的啟發式教學創造了條件?，F代化教學手段和傳統的黑板、粉筆及模型教具并不相互排斥，而是相輔相成，針對不同的章節內容可采用不同的教學手段，有些章節采用板書授課適合，有些章節采用多媒體授課適合。應靈活運用各種傳統的和現代化的教學手段。另外，在多媒體教學手段教學的過程中也應該精練出某些經典視頻素材，必要時可以自己動手做相關演示實驗以及計算機仿真實驗，比如利用Mathematica 、Matlab、Ansys等計算軟件強大的數值計算以及圖形處理技術制作動畫，把枯燥的理論用動畫的形式展現出來，提高學生對理論力學問題的感性認識，激發學生的興趣。

此外，教師還要注意學習和借鑒國內外的精品課程以及開放課程的優點和長處。通過觀摩名校名師的開放課程的授課錄像，了解各個學校在該課程教學過程中的側重點。學習、體會

揣摩課堂教學中相關技巧，并把這些技巧應用到自己日常的教學中去。

3.3提高學生學習的主動性和積極性在反映在教學過程中[4,5]，應該貫徹少而精的原則，精心選擇教學內容，改變過去多而不細的方法，將一些最重要和最基本的概念、理論和分析方法教給學生，并通過必要的基本訓練幫助學生理解和掌握，為發揮其創造性留足時間和空間。教學的重點內容是關鍵所在，教師講解的應是各章節的主干內容，而對一般內容或者比較簡單的章節則可稍加指點，或讓學生帶著問題去自學并將其聯系到主干內容上。當課程講完一章時，應讓學生自己進行小結，將前面所學的內容用一兩條主線串聯起來。理論力學的應用性主要體現在例題和習題的選用上，隨著科技的發展，除了保留一些基本題型外，應該不斷更新，如加一些天文學方面的例題等內容，以顯示經典力學的滲透力。因此在例題和習題的選擇上既要結合專業特點和學生興趣又要體現時代特色，還應注意相關領域的問題。這樣就能使學生將理論力學和自己的專業以及現代科技結合起來，激發學生的學習興趣和熱情。

參考文獻：

[1] 周衍柏.理論力學教程[M].北京:高等教育出版社,1986.

[2] 王克協,吳承塤.經典力學教程[M].長春:吉林大學出版社,1994.

[3] 謝傳峰,王琪. 理論力學[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

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一、重視物理概念的形成和規律的建立

在物理教學中對抽象思維的培養主要是通過在形成物理概念和建立物理規律的教學過程中完成的.高中物理實際上還是和初中物理一樣在研究力、熱、電、光、原子和原子核等物理現象，而物理概念是這些現象中某一類的共同本質屬性的反映，物理規律是運用物理概念進行判斷、推理得到的.因此，重視物理概念的形成和物理規律的建立過程，從而使學生的抽象思維能力得到培養，關鍵是抓住物理概念和物理規律的“引入”和“推導”.引入不當、推導呆板、僵化，就可能變為老師武斷地把學生往前“拖”，“拖”不動就可能抱著學生或背著學生“走”，從而使學生變為死記結論.所以“引入”和“推導”不是看老師說了多少，而是看是否說到點子上，切中要害.如果老師進行了科學合理的設計、引入和推導，則“話不多”而學生更能理解和掌握.

二、從已知推導出未知獲取新知識

從已知推導出未知獲取新知，由實驗事實經過推理總結出規律，是培養物理思維能力的重要方面.在推導或總結過程中，要注意物理依據的可靠性，推理的嚴密性，才能使推導建立在科學的基礎上.

例如，萬有引力定律的推導就是一個非常典型的材料.第一步就是利用學生已知的知識，即：向心力公式F=mω2r、開普勒定律R3/T2=k和牛頓第三定律F=F′，推導出太陽與行星之間的引力規律為F=Gm1m2/r2 .第二步可以假設地球與月球之間的引力和地球與地面上的物體之間引力本質上是一樣的力，且符合平方反比.牛頓證明了太陽與行星之間，地球與月球之間，地球與地面上的物體之間的引力，是遵從同一規律的，最后將平方反比定律推論到所有物體之間都存在這種引力.英國物理學家卡文迪許對G值的測定，證明了自然界所有物體之間都存在這種引力.上述推導過程不但加深了學生對知識的理解，而且使學生懂得了推理的科學方法，即由一般到特殊是一種演繹推理，由特殊到一般是一種歸納推理.

因此，在物理教學中處理好知識間的新與舊的關系，從“舊”引出“新”，利用“新”來鞏固和深化“舊”，不但有利于學生理解知識，而且有利于培養學生邏輯推理能力.

三、采用開放題和開放式教學

適當地采用和引入一些更具發散思維的開放題，有利于培養學生的創新精神和創造性思維能力.因此與引入開放題一樣，我們的教學也要由“封閉型”教學向“開放式教學”轉變.

下面舉一個通過習題進行創造性思維培養的例子：

例一質量m的小物體（可看作質點）以v0的初速度從斜面底端沿傾角為e的斜面沖上去，當它靜止時離斜面底端的距離為[HJ1.1mm]多少？已知物體m與水平面及足夠長的固定斜面間的動摩擦因素為p，且近似認為m可能受到的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等.可見教師要進行思維教學，必須本身是問題解決（當然包括解物理習題）方面的高手，并且能夠根據各種資料上的習題或網上的習題，結合生產、技術和生活等方面的物理情景編制出一些高質量的題來.

四、教給學生處理問題的思路和方法

引導學生總結正確的解題思路，是培養物理思維能力的一個重要方面.因此，解題的思路和方法，應該從這些規律中去尋找，從定律本身的分析中引出解題思路是形成解題思路的基本方法.從定律中找方法，就要求我們對定律本身作深入分析，分析定律中的各個物理量的意義及其相互關系，這不但有利于加深對物理概念的理解，更重要的是有利于提高學生分析和概括的思維能力.

例如，牛頓第二定律是動力學的核心定律，應用該定律處理力學問題，在力學中占有很大比重.應用牛頓第二定律解題時，正確的思路是什么？先來分析牛頓第二定律公式F=ma中各個量的意義，其中m是研究對象的質量，F是研究對象所受的合外力，a是研究對象的加速度.F這一項聯系到矢量合成的法則和各種具體力的定律，a與運動學的種種規律相聯系.可見牛頓第二定律是解決力學綜合問題的關鍵.在利用牛頓第二定律解題時，第一步必須明確研究對象，并將它從周圍物體中隔離出來.第二步是對被隔離出來的研究對象進行受力分析，不了解研究對象受力情況，合外力F就無法確定，所以受力分析這一步是不可缺少的.第三步是分析研究對象的運動狀態，確定被研究對象的加速度a.第四步是建立牛頓第二定律方程，剩下的問題就是根據已知條件進行運算.由上述分析可知，運用牛頓第二定律的解題步驟或思路，不是外加的，而是牛頓第二定律本身所提供的.

五、指導學生總結歸納知識并形成體系

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【關鍵詞】實踐活動 教學案例 剛體的力矩

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）31-0088-01

基于問題的教學法是構建主義教學理論的一種具體應用。20世紀美國西余大學醫學院率先嘗試基于問題的教學。1969年，美國神經病學教授Barrows創立以問題為學習基礎（Problem-Based Learning，PBL）的教學模式。基于問題的教學不同于傳統的教學方式，它主要具有以下特點：以問題為焦點啟動課程，學生根據對問題的理解開展調查、進行探究；教師的角色不再是提供知識，而是創設問題情境，通過提問等方式引導、促進學生進行學習?；趩栴}的教學法創始于醫學院，所以，美國大部分醫學院已不同程度地采用PBL教學法。傳統教學中教師以自己的看法及課本現有的知識來單向灌輸給學生，這種灌輸式教學，面面俱到地把知識倒給學生，學生并不能真正地消化，也失去了咀嚼消化的胃口和主動學習的動力。由于學生不用費力思考就接受了現成的知識，學生思維力、創新能力和創新意識并不能得到培養。為使學生自主構建知識，改革傳統教學模式，從而達到培養學生創新能力的目的，下面我們以剛體教學為例，設計了基于問題的探究式學習的教學，通過問題引導激發學生的自主意識，進行發散與創新思維活動。

一 教學目標與方法

教學內容為剛體的力矩。教學目標是實現對學生知識和能力的培養，尤其是創新思維和能力的培養。知識目標是學生通過探索得到對力矩概念的理解；能力培養目標為通過基于問題的探討，激發學生的主動意識、問題意識、合作意識、探索欲望和分析解決問題的能力。教學模式是在問題引導下通過探索活動，學生自主構建知識。教學方法為學生動手實驗探索、討論，教師啟發引導。教學工具有PPT、彈簧測力計、尺、線、膠貼、掛鉤、角規、選項牌（標有字母與班號、學生序號）。

二 教學方案與實踐

事先布置預習任務，設置自我學習檢查問題。

1.零力矩情況的討論

由于學生對質點力學有較為扎實的基礎，所以，這里通過對比的方式引入問題，讓學生思考，也就是在課程開始用力對質點運動狀態的影響入手，提出第一個問題：有力一定能夠改變剛體的轉動狀態嗎？給學生時間討論與思考。

開始對零力矩討論。首先提示學生：若力對剛體的轉動狀態有影響，稱該力有力矩。用淺顯的語言說明什么是零力矩，通過對實際問題的討論，讓學生明確什么是零力矩，從而建立起對力矩概念的初步感性認識。針對相對轉軸是否有力矩設計實際問題，讓學生通過身邊的實物進行分析探討，如施力方向平行于門軸或與門軸相交，該力相對門軸是否有力矩？對于與相對定點力矩學生不大容易理解，所以先以點為軸轉動的桿為例，怎樣施力相對定點有力矩，怎樣施力無力矩？然后引入質點轉動問題中的零力矩情況，如地球所受太陽引力相對太陽中心有無力矩？

提示學生用手邊的書、教室門、筆等物品，讓學生相互討論與思考。幾分鐘后讓學生用選項牌顯示自己的答案（通過選項牌教師掌握整體學生思維情況、對知識的理解程度，同時也可掌握學生的出勤情況），鼓勵學生自由發言，讓持不同意見的學生發言表述自己對問題的分析與結論。教師不急于給出正確答案，而是通過實際操作引導學生排除錯誤，然后再讓學生舉選項牌，如果都選擇正確答案或正確率在95%以上（課下對另外5%的學生進行幫助與引導），顯示正確答案。引導學生總結討論力矩為零的情況。

2.力矩的影響因素分析

首先對學生自我學習效果進行問題檢查，讓學生結合測力計或通過教室的門親自體驗不同點與不同方向施力以推動門，比較施力的大小，以上述同樣方式進行討論，引導學生總結力矩的影響因素：力矩與力的大小、力的方向和力的作用點有關系。

3.力矩表達式構成分析

首先提示學生：若兩個力對剛體的轉動狀態影響相同，稱為力矩相同。若施加在剛體上兩個有力矩的力，使得剛體保持靜止，稱二力矩大小相同。

以教室的門為對象，在門的不同位置上同時施加不同方向的兩個力，并使門保持靜止，測量力的大小、方向與力的作用點的位置，同時讓學生展開討論力矩的表達式該怎樣構成。為使實驗得出正確結果，須保證單獨一個力存在時，能使門轉動。

學生報告所測量力的數值，并比較兩個力的大小。為克服摩擦力矩所產生的影響，所施加力的大小要保證若單獨施力門能夠轉動，同時施加不同方向和不同作用點的兩個力，使門保持靜止，使兩個力對門的轉動效果影響相同，說明兩個力矩的大小應該相同；同時引導學生得出用表達式表示的結論。

引導學生結合角加速度的概念，用類比的方法，探究力矩的正確表達式。

參考文獻

[1]周忠信、陳慶、林藝雄等.PBL教學模式的研究進展和現實意義[J].醫學與哲學（人文社會醫學版），2007（8）

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直覺思維是以已經獲得的知識和積累的經驗為依據，思維水平達到超常的特殊表現形式，是對客觀現象的詳細內容或所遇問題沒有經過充分邏輯推理和系統論證而作出的一種迅速而“徑直”猜度的認識活動。比如，當學生遇到難題百思不得其解時，有時卻忽然靈機一動，豁然開朗，猜想出按什么途徑或方法可能將問題解決，這種思維活動便屬直覺思維。縱觀物理學的發展歷史，便會發現，物理學上的許多重大突破，往往是發端于直覺思維的。1900年普朗克摒棄了經典物理學的觀點，靠直覺思維的幫助，大膽地提出了“量子論”的假說；1905年愛因斯坦在沒有足夠的實驗證據以前，利用光子解釋了“光電效應”，提出了愛因斯坦光電方程，并預言了實驗結果，這也應歸功于直覺思維的效用……因此，愛因斯坦認為，在科學研究和創造發明中，“真正可貴的是直覺思維”。

教師應該在鼓勵學生全面發展的基礎上，重視培養和訓練學生的直覺思維能力。在物理教學中，如何培養學生的直覺思維能力呢？

1. 物理學科的知識結構，是產生直覺思維的依據

直覺思維不是憑空產生的，必須具有該學科的基本知識，了解該學科的研究方法。所謂物理學科的基本結構，就是指物理學科的基本概念、基本原理、基本方法，以及它們之間的邏輯聯系和理論框架。學科的基本結構，是學生記憶、應用物理知識，從而達到舉一反三，觸類旁通的有力杠桿，也是發現問題、增強興趣、探索發明的重要基礎。因為物理學科的基本結構，是人類智慧活動的結晶，學生只有掌握了具有一定深度與廣度的基本知識及其聯系之后，才能使思維活動具有豐富的科學內容，才有可能從錯綜復雜的現象中直接而迅速地“一眼看穿”事物的本質和聯系，才能避免無根據的想入非非和胡猜亂想。例如，學生在學習“力的合成”內容中，由于比較深入地理解了等效電阻和合力的概念，也掌握了等效代替和化簡的方法，到了學習電容時，就有可能直覺地想到電容的等效代替和化簡。

教師除了幫助學生掌握學科知識結構之外，還應鼓勵學生在課外廣泛地閱讀相關學科的書籍，以求開闊視野，擴大知識面，因為學生的知識越豐富，思維才能越靈活，“直覺猜中”自然奧秘的幾率也就越大。

2. 了解前人的創造過程及物理學的發展趨勢，觸發學生的探索精神，培養學生的自信心

發明和創造來自探索，探索又發源于直覺思維，而直覺思維又以科學的自信為基礎。因此，教師在教學中應當注意激發學生的探索精神和培養學生的自信心。過去，我們的課堂教學多是以教材的邏輯展開為線索而進行講授的，這雖然有利于培養學生的分析思維能力，但是，若從培養學生的探索精神和自信心來看，就顯得十分不夠。因此，教師應當把知識系統與該學科的發展史有機結合起來進行講授，介紹該學科及其原理究竟是如何產生和演進的，使學生了解它的來龍去脈，把學生帶進科學家的思維情境和發明創造的氛圍之中，去感受前人的發現過程和情緒體驗，這樣可使學生的思維處于高度“受激”狀態，打破科學發明高不可攀的神秘感，并激發學生的創造意識和躍躍欲試的探索精神。

此外，高明的教師還應經常向學生介紹本學科的發展趨勢，以及還有哪些尚待解決的理論問題和應用問題，以便把學生帶到科學前沿，從而獲得思考問題和解決問題的較高起點。

3. 啟發和鼓勵學生大膽猜想，有計劃地培養學生運用直覺思維解決問題的能力

思維永遠是從問題開始的。在教學中，教師要善于通過實驗、列舉事例或引用已有知識，把有待解決的問題展現在學生面前，以激發學生的興趣和追求真理的愿望。教師要允許學生猜想各種問題，并進行熱情鼓勵和贊揚，使學生感到猜想的價值。合理性和教師的期望所在，從而使學生獲得滿意肯定的情緒體驗和繼續進行猜想的積極心理定向。當然，教師要給以適當的指導，使學生明白什么值得猜想，什么不值得猜想，應該如何猜想，并培養學生不怕譏笑、不怕出錯和勇于自我修正的精神。教師要經常運用直覺思維對問題進行猜度，為學生做出示范，引發學生模仿。布魯納認為，如果學生從來沒有見過他們的長輩有效地利用直覺思維的方法去解決問題，那么，他們就未必會相信和發展自己的直覺思維能力。一個善于運用直覺思維的教師所培養出來的學生，一般來說比較聰明。否則，訓練出來的學生難免思想僵化，思路狹窄，其創造思維活動的速度和效率必然極低。

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關鍵詞：大學物理；科學通識；科學素養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0109-02

在諸多的工科院校中，大學物理是工科學生中必修的基礎課之一。作為高等教育中的自然科學類基礎課程，大學物理是研究物質基本運動規律的科學，是自然科學的核心[1]，是傳播科學思維、加強科學素養的重要承載體。物理學的精神是求真、求實和創新[2]。雖然理工科的課程都能通過潛移默化，而起到提升學生科學素養的作用；但是只有大學物理課程，可以把這個問題作為一項專門的議題來對待，教師講課的宗旨也可以由知識的傳授而轉變為科學素質的培養。

一、我校工科大學物理教學的現狀

我校的大學物理教學目前還是沿襲傳統的教學模式，分為理論授課和實驗教學兩個部分。理論教學根據所在學科的不同，主要分成96學時和72學時兩種。主要承擔質點力學、剛體力學、電磁學、振動和波動理論、光學、熱力學與統計物理學的教學內容。學時數多一些的會簡單講授狹義相對論和量子論的基本內容。實驗教學一般為40～60學時，主要完成經典物理學中一些代表性實驗的內容。除了課堂教學外，還有網絡課程教學；任課教師會根據教學實際情況，節選一些和教學內容有關聯的課外內容，放在學校的網絡教學平臺上，供學生們自己學習或者練習。理論課程的學習效果檢測，由標準化試題庫里選題組卷，通過閉卷考試來完成?，F行的這套教學模式已經延續了近三十年，對提升工科學生的物理基礎、學習科學的思想方法和研究方法起了積極的影響，充當了基礎課程和專業課程之間的橋梁，對我校培養出合格的本科畢業生發揮了非常重要的作用。

但隨著社會的發展，大學物理的這套教學模式面臨著越來越多的問題。包景東對現有的教學流程作了精辟的總結：“教師在課堂上講授正確的知識，學生在課后做正確的練習，但缺乏批判性思維的訓練和科學精神的引導。”[3]最終，這樣的教學變成了以考試要求的“解題”內容為中心的教學，教師講課的重點變成了基本的物理概念、重要公式及其解題中的應用，使得大學物理變成了一項枯燥無趣的課程。

這樣乏味的教學對學生的學習熱情也是毀滅性的打擊。學生的學習熱情往往是靠功課的“有用性”和“有趣性”來激發的。理工性質的基礎課程就是數學類課程和大學物理課程，其他課程都是專業課或者專業基礎課程。大部分的學生以就業或考研為導向來進行學習。大學物理課程不像具體的專業課那樣直接面向就業，又不像數學類課程那樣與考研息息相關，更何況，物理學概念和公式理解和應用起來又具有相當的難度，從而大學物理變成了廣大工科學生覺得既“無趣”又“無用”，還很“難”的“雞肋”課程。對于“985”或者“211”學校，很多學生為了出國深造，會努力把大學物理學中的基本概念和公式吃透，因為國外高校一般都很看重平均成績點數（GPA，Grade Point Average）和基礎類課程成績；而對于普通的二本院校，能夠出國深造的學生是極少數，因此有熱情來學學物理的少之又少。從筆者所在的學校及兄弟工科院校從事大學物理教學的同行們反饋的信息來看，在大學物理課堂上能夠積極主動學習的學生，除了極少數是延續了中學對自然科學的興趣的，基本都是為了高分而獲得獎學金而學習。

這種教學模式還帶來了一個更嚴重的后果，就是各個工科專業建設者們也覺得大學物理課程是“費力且無用”的，從而會大力壓縮大學物理的課時。以筆者所在的學校為例，信息類專業中大學物理的課時數就設置成了48學時，如果不是教育部教學大綱的指導要求，大學物理課程很可能會從工科教學中消失。

大學物理教學面臨的現狀讓我們不得不深入思考：作為自然科學的核心課程，本質上是既“有趣”又“有用”的，為什么會面臨如此尷尬的局面？筆者認為，現有的教學模式是不合時宜的，要大力改革，教學的基本指導思想要從“掌握基本概念和公式而解題”轉變為“了解科學常識以提高科學素養”，課程的定位要從“物理學原理教學”轉變為“科學通識教學”。

二、工科學生有提高科學素養的需求

根據2010年11月第八次中國公民科學素養調查報告顯示，中國大陸具備基本科學素養的公民比例達到3.27%，而同期人口普查數據的結果表明中國大陸大專以上學歷水平人口為8.9%，這說明大部分大學畢業生還不具備基本科學素養[1]。而在這份調查數據中，崇尚科學精神的公民比例達到64.94%[4]，這表明我國大學生的科學素養還有極大的提升需求?？茖W素養包括很多方面，很難得有標準的定義，但普遍認為包括三個方面：即對于科學知識達到基本的了解程度；對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度；對于科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。

很顯然，科學素養的提高是一個社會性工程，絕不可能僅僅由課堂教學來完成。課堂教學能夠傳遞的是認識物質世界的基本規律和基本方法，以及批判的科學思維方式；即廣博的自然科學知識面以及科學的探究方法，也就是“科學通識”。工科類學生的專業課程往往是針對某些具體問題的理論和解決方法，有“深度”而無“廣度”；側重于技術手段的改進和提高，忽略了技術所依靠的基本物理原理的局限性和暫時性。尤其是“卓越工程師培養計劃”[5]出臺以來，我校越發注重實踐技能的培養，忽略了科學通識的教學和傳播。因而，工科學生是有提升科學素養，了解科學通識的需求的，科學通識教學應當專門作為一個課題來認真研究。

三、科學通識教學由大學物理課程完成的合理性

很多學者認識到在大學教育中應該加強科學通識教學的重要性（見文獻[6]及其引用文獻），甚至文科類專業[7]也有這樣的呼吁。但是關于科學通識教學具體怎么實現，還沒有相關報道。在我國現行的教育體系下，只靠學生自主學習、電子刊物宣傳、學者講座等形式是不夠的，還是需要開設專門的課程來進行教學。物理學是一切自然科學的基礎，處于諸多核心自然科學的基礎地位[8]，是研究自然界物質最基本形態的科學。物理學是通過觀察、實驗、抽象、假設等研究方法并經實踐的檢驗而建立起來的，是一門理論和實驗高度結合的精確科學，是最能體現科學發展過程、研究方法和思維方式的學科。相比較數學課程和工科專業課程，大學物理是最合適來承擔科學通識教學的課程。

情形越來越清楚，大學物理課程不轉變為科學通識教學，將會成為一個高校專業建設者和學生眼中越來越邊緣化的學科，將會繼續“無趣”且“無用”下去，廣大的大學物理授課從業者將會處于“空有滿腹經綸，卻無人可與交流”的尷尬境地，唯有主動變革，放棄以公式為基礎的教學而轉變為以提高科學素養為目的的教學，才能為大學教育做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]李輝，李聰，袁超，曹晴，賈芳，朱保安.大學物理課程改革與大學生科學素養的提升[J].電子制作，2013，（5）.

[2]秦吉紅，梁穎.在大學物理教學中應加強科學素養的案例剖析[J].大學物理，2015，34（2）.

[3]包景東.格物致理?批判性科學思維[M].2014，北京：科學出版社.

[4]高宏斌.第八次中國公民科學素養調查[J].中國科學基金，2011，（1）.

[5]林健.“卓越工程師培養計劃”學校方案研究[J].高等教育工程研究，2010，（5）.

[6]馮惠敏，胡拓.自然科學通識課程教學質量評價指標構建[J].宏觀質量研究，2014，2（3）.

篇7

[關鍵詞]應用型；大學物理；教學改革

[中圖分類號]G642

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3712 2015 13-0070-02

[作者簡介]宗波 1981― ，男，江蘇泰州人，碩士，南京理工大學泰州科技學院講師，研究方向：稀土合金和鐵氧體材料研究。

一、地方應用型本科院校大學物理教學現狀

隨著經濟的發展，市場的人才需求也不斷發生變化，應用型人才是當今市場急需的具有扎實的理論基礎知識，同時具有較強的實踐應用能力，專業口徑寬、思維能力強，能將所學理論技術知識應用于生產當中解決實際問題的復合型人才。[1]《大學物理課程教學大綱》明確規定，大學物理課程教學應側重幫助學生總結得到相關理論知識的方法與過程。通過構建物理模式讓學生理解物理知識，同時培養學生分析問題和解決問題的能力。[2]為滿足市場的人才需求，應用型本科院校正改革大學物理教學。但縱觀我國地方應用型本科院校的大學物理教學可發現其仍有許多不足之處。

第一，教學內容陳舊，與社會需求脫節。受蘇聯教育模式的影響，為體現知識的完整性和嚴密性，我國地方應用型本科院校大學物理教學所使用的教材多是以理論為主，輔以公式和數學推導來解決問題。傳統教材過分注重理論知識而忽略了知識的應用，很少有與實際生活相聯系的物理知識應用方面的內容，教學內容與社會需求嚴重脫節，難以實現培養應用型人才的目標。

第二，教學方式落后，難以激發學生學習興趣。受傳統教學思想的影響，很多教師采取傳統的教學方式，用“教師講，學生聽”“教師演，學生看”的方式進行教學。這種教學方式未認識到學生的主體性，采取“填鴨式”的方法將知識灌入學生腦中，導致學生不明所以，長此以往地使用這種教學方式不僅不利于學生消化知識，還會使學生逐漸失去學習物理的興趣。

第三，教師素質不高，影響教學質量。即使是處于信息化的現代社會，還是有很多教師難以跟上時代步伐，在教學的過程中“照本宣科”。就算是物理實驗教學，也有部分教師依照教材所示方法給學生講解和演示，或要求學生依照其事先擬好的方案進行實驗，這完全違背了培養應用型人才的要求，也影響了教學質量。導致這種現象出現的主要原因是教師素質不高。有些教師因忙于科研工作而忽略了教學，有些教師則是因為專業基礎不扎實，缺乏創新精神導致難以引導學生順利進行實驗或創新課堂教學方法。

第四，成績考核體系不科學?，F大多數地方應用型本科院校的大學物理課程考核多是采取筆試成績為主、實驗成績為輔的方式，其中實驗成績主要包括學生平時的實驗報告和實驗過程中的表現。但很多學生的實驗報告只是在網上搜索的，有些甚至是抄襲的，而學生在實驗過程中的表現教師也難以全面了解；筆試又多是考理論知識，難以全面、客觀地反映學生的真實學習情況，在很大程度上打擊了學生學習物理的自信心和積極性。

二、地方應用型本科院校大學物理教學改革措施

培養應用型人才既是現代社會經濟發展的必然需求，也是本科院校立足于教育市場的有效方法。大學物理是很多地方應用型本科院校的必修課程，這門課程可幫助學生打好扎實的專業基礎、提高學生的科學素養及創造性思維能力。[3-4]因此，地方應用型本科院校大學物理教學現存在的問題必須解決。

第一，更新教學內容，實施“模塊組合”教學。教學內容是學生獲取知識的主要來源之一，不同教學內容的組合是激發學生學習興趣的一種手段。首先要更新教學內容，將最新的前沿成果融入教材當中，讓學生了解所學知識與實際生活的聯系，使其認識到大學物理在社會生活中所發揮的作用。如在講波動光學時可引入激光、光信息、光刻等方面的技術知識，聯系生活中常見的光盤記錄、激光防偽等技術，使學生感受到物理知識與實際生活有密切的聯系，對物理產生濃厚的興趣。此外，大學物理的課時有限且多為公共課，不同專業的學生對這門課程的需求也不盡相同，教師要恰當地選擇教學內容，將其模塊化，并科學、合理地進行組合，實施“模塊組合”教學。如將大學物理中相對獨立的質點力學、剛體力學、振動和波、熱學、電磁學、波動學列為縱向模塊，將近代物理及物理應用歸為橫向模塊，這樣可以根據課時安排或不同專業的培養目標組合各模塊，讓學生既能學到物理知識，又能提高邏輯分析能力及應用能力。

第二，改善教學方式，聯系實際應用。傳統的教學方式難以觸及學生興趣點，導致課堂氣氛沉悶，教學效果不佳。教師可以采用探究式教學法、實驗教學法、演示教學法等方式，活躍課堂氛圍，激發學生學習的積極性和主動性。如在講“紅限”時，因其概念抽象，教師可用演示實驗的方法，用不同強度的紅光照射于金屬鉀電極表面，都不會產生任何光電流，但用綠光進行照射卻有光電流出現。通過這個實驗，學生很容易就能理解“紅限”的概念。此外，為加強學生的實際應用能力，教師應將課堂教學與實際應用相聯系，激發學生興趣，引導學生將所學知識應用于實際生活當中。如在講“霍爾效應”時，可引入新聞“量子反?；魻栃保@樣不但增長了學生的課外知識，而且通過前沿問題的反應讓學生了解到大學物理在實際生活中的作用，使學生樂于深入探索物理知識。

第三，提高教師職業素養，加強教師教學能力。教師在教學的過程當中起主導作用，教師的職業素養是影響整個課堂效果的主要原因之一，要想提高教學質量就必須提高教師的職業素養，加強教師的教學能力。為此，可讓教師進入專業的培訓中心進修，轉變教師的教育理念、改善其教學方式、端正其教學態度。另外，借助教研活動讓教師在授課之余了解最新的物理科技動態及科研成果，豐富教師的物理應用知識。鼓勵教師加強自身的創新能力，在實驗的過程中深入思考新問題，這樣才能為學生樹立榜樣，激發學生的創新熱情，培養學生的創新思維。

第四，完善成績考核體系。成績考核是對學生學習成果的檢驗，成績考核的方式在一定程度上影響成績考核的結果。為全方位、客觀地考查學生的學習成績，教師可采取多元化的考核方式，根據實驗的不同層次采取不同的考核方式。如針對基礎實驗可采取實驗成績加筆試成績的考核方式，其中實驗成績包括預習成績、實驗過程中的表現及實驗總結報告三方面。通過考查學生的預習成績可提高學生學習的主動性；實驗過程中的表現考查學生的動手能力和綜合素質；實驗總結報告考查學生的數據分析及處理能力。另外，通過筆試成績可清楚地了解學生對理論知識、實驗原理、操作步驟的掌握程度。這種考核方式是改善了傳統的考核方式，全面體現了學生的綜合素質及能力。

三、結語

大學物理是地方應用型本科院校的專業課程之一，同時也是培養應用型人才的基礎課程之一。對于地方應用型本科院校來說，大學物理教學有著舉足輕重的作用。為此，在實際的教學過程當中，不僅要重視物理理論知識的教學，更要注重學生實際操作能力的培養，讓學生能將所學知識應用于實際生產、生活當中，提高學生的實際應用能力。

參考文獻：

[1] 劉冬冬，樊秋波，張文濤.應用型本科院校大學物理教學的探討[J].佳林斯教育學院學報，2013 5 ：205-206.

[2] 孫厚謙，洪林，史友進，等.應用型工科“大學物理”課程教學改革的實踐與思考[J].中國大學教學，2010 12 ：49-51.