大學物理專業課力學教學淺析

摘要為了讓物理系學生更好地掌握力學課程內容，培養學生自主學習的能力，并為后續專業課的學習打下良好的基礎，本文首先把大學力學課程內容與中學力學內容進行了比較，指出了大學力學課程的特點，然后分析了學生在學習過程中容易出現的問題，最后提供了幾種思路去解決這些問題。

關鍵詞力學 物理教學 教學質量

中圖分類號:G420文獻標識碼:A

1 引言

力學作為現代物理學的基礎和支柱，推動了天文學、熱學、統計物理學、電磁學、化學等學科的快速發展。①由于力學在現代科學技術中的重要地位，它還派生出了多種子學科，如材料力學、彈性力學、塑性力學、聲學、大氣力學、生物力學等等。由此可以看出，力學同數學等學科一樣，也是一門基礎科學，它所闡明的規律帶有普遍的性質;同時，力學又是一門技術科學，它是許多工程技術的理論基礎，在廣泛的應用過程中不斷得到發展。②③

學好力學內容，不僅僅是掌握了一門課程，更重要的是可以培養學生分析問題和解決問題的能力，培養學生獨立學習和獨立思考的良好學習方法，可以為后續專業課的學習打下良好的基礎。但是，由于學生剛剛進入大學，對大學學習的特點還沒有完全適應，再加上力學本身的一些特點，使得學生在力學學習過程中存在一些問題。本文在分析了大學力學課程的特點之后，指出了學生學習過程中存在的一些問題，并提出了解決這些問題的一些方法。

2 力學課程的特點

2.1 系統性、準確性和普適性

在研究內容方面，初中物理、高中物理以及大學力學，存在著很大的重疊，為什么會出現這種情況呢?從根本上講，這符合人們認識事物的客觀規律，雖然是同樣的研究內容，但中學課程所研究的程度顯然沒有大學力學來得深入和系統。中學物理基本上是用一種淺顯的方式來進行講解，更注重利用大量的事例來總結一些基本的物理定律，并對物理定律的適用范圍做了大量的限制。在大學階段，學生已經學習了微積分這種更為復雜和有效的數學工具，從而可以更加系統、廣泛和深入地研究中學階段就已經涉及到的物理規律和物理現象。④

2.2 物理量的瞬時化

一個物理量，存在著平均值和瞬時值兩種描述方式。平均值只能反映這個物理量在一個較大考察范圍尺度上所產生的效果，是物理量的一種近似的、模糊的描述。而瞬時值是對物理量在一個無限小考察范圍尺度上所產生的效果的描述，與平均值相比，更為準確和清晰。只有在大學階段學習了微積分知識以后，才能掌握物理量的瞬時效應。

2.3 描述物理規律微積分化

在大學階段，因為已經可以用瞬時值來描述物理量，物理量所對應的物理規律，也可以用微積分來進行描述，從而擴大了物理定律的適用范圍。對于中學階段所不能解決的如何描述變加速運動，如何在合外力變化的情況下應用牛頓第二定律等問題，都可以輕而易舉地得到解決。

3 學生學習困難原因分析

3.1 學習方式不適應

在中學階段的學習過程中，從課堂講解、課后輔導、考試、復習等各個方面，老師都扮演了非常積極、主動的角色，而作為學習主體的學生，基本上是被動地接受。在大學階段，老師在講授學習內容的同時，更重要的是指出學習重點、教授學生學習方法，在這個過程中，學生應該承擔起更為主動的角色。令人遺憾的是，大部分大學學生、特別是低年級學生，還沒有完全轉換自己的角色。

3.2 學習內容不適應

大學力學是高中物理力學部分螺旋式的上升，其復雜程度和抽象程度都有了本質的變化，學習內容的容量也有了大幅度的擴張。但從表面上看，兩者研究內容和研究對象的差別并不是那么顯著。因而在剛開始學習力學時，認為內容不難，從而產生麻痹心理。同時因為內容具有相關性，學生更喜歡用中學知識來解決大學力學問題，排斥所教授的全新解題思路和方法，而中學方法很可能存在局限性。此外，大學學習內容非常龐雜，老師不可能面面俱到做非常細致的講解，大量知識需要學生課后自學，但這要求學生具有突出的自學能力。

3.3 解題方法不適應

在中學階段，解決物理問題的數學工具主要是初等數學，但在大學階段，最為有效的數學工具是高等數學，如微積分、矢量運算、坐標變換等。因此，與中學相比，大學力學的解題思路和解題方法發生了本質的改變。但是，高等數學的學習與力學同步，甚至落后于力學，因此在對數學工具本身就不能熟練掌握的情況下，要求學生用以解決力學問題，確實存在著很大的困難。

4 解決問題的方法

4.1 培養學生自學能力

中學時，老師會一次又一次重復每一課的關鍵內容。但進了大學以后，老師只會充當引路人的角色，學生必須自主地學習、探索和實踐。從教師的角度來講，必須通過各種方式去調動起學生的積極性，采用啟發式教學的方法，去引導他們多思考、多動手，最終培養出很強的自學能力。

4.2 夯實學生數學基礎

在正式力學學習之前，首先給學生復習或者學習一下本課程所用到的數學知識。在正式授課過程中，必要的時機也要穿插相關的數學知識。在內容講授和解題過程中，要結合物理概念和數學知識，透徹分析物理現象和物理規律。此外，為了加強學生分析問題、解決問題的能力， 要特別重視科學方法論的滲透。

4.3 提高學生學習起點

大學物理教學是在中學物理的基礎上進行的，并且內容存在著很大的相關性。因此， 需要首先處理好繼承與提高的關系。需要緊緊抓住大學力學課程的特點，把中學里學習的基本概念更為系統化、準確化和一般化，快速引出新的物理概念和分析問題的方法。

4.4 培養學生學習興趣

培養學生的學習興趣，主要從以下幾個方面著手:(1)采用多媒體教學方式:多媒體教學是近幾年發展迅猛一種現代化教學手段，利用多媒體上課可以將教學內容以文本、圖形、圖像、動畫、視頻和音頻等多種形式展現出來，呈現給學生一個生動形象、圖文并茂的多媒體教學環境，提高學生學習的興趣。(2)上好第一堂課:良好的開端是成功的一半，如果第一堂課上得生動有趣、富有激情，會給學生留下良好的第一印象，不僅讓學生能夠從宏觀上更好地把握該學科的歷史、現狀和學習內容，更能使學生對這門課產生濃厚的學習興趣，提高學習的主動性。(3)采取趣味教學方法:興趣是最好的老師。人們一般會對那些熟悉其表面現象，但又不是特別清楚其內在機理的事物非常感興趣。針對這種情況，應當在授課過程中，引入學生熟悉的實例，然后再一步一步地剖析其內在機理，從而達到集中學生課堂注意力，激起學生上課積極性的目的。(4)課堂氣氛要有感染力:課堂語言雖然需要嚴謹，需要準確無誤地把知識傳授給學生。但這并不意味著課堂語言是死板的、機械的。上課是一門藝術，需要在授課時充滿激情，需要課堂語言和肢體動作具有感染力和親和力。(5)創建和諧、融洽的學習環境:學生良好的學風、老師認真負責的態度、師生之間良好的互動關系等，都會推動學生去主動學習。教師尊重和關心學生，學生尊敬和愛戴教師，會使學生產生愛屋及烏的效果，喜歡老師并進而喜歡老師的課。

5 結束語

力學作為整個物理學學科的一個重要分支，并且是物理專業學生最先接觸到的專業課，在整個大學學習中是非常重要的一門課程。但是，由于學生自身的主觀原因和力學本身所具有的特點，使得學生在學習過程中存在諸多問題。因而，本文提供了幾種思路去解決這些問題。

注釋

①漆安慎，杜嬋英.力學[M].北京:高等教育出版社，2005.

②趙凱華，羅尉茵.力學[M].北京:高等教育出版社，2004.

③舒幼生.力學[M].北京:北京大學出版社，2004.

④黨興菊，單長吉，李林.大學物理力學學習遇到的問題成因及對策[J].科技信息，2009.4(1): 540~541.