大學物理教學內容與專業關聯研究

吳方平 楊軍 章曦 劉翠翠 苗仁德 馬書云

摘? 要：針對軍校大學物理課程教學的特點和需求，通過搜集與大學物理教學內容相關的軍事應用，理清軍事應用中涉及的學科和專業，將大學物理課程中與軍校學員專業聯系緊密的教學內容和相關專業建立關聯，在各專業學院教學班進行教學實踐。教學實踐表明，該舉措不僅有利于激發學生的學習興趣，提高對相關物理知識的理解，同時加深了對自身專業的理解和對其他專業的了解。

關鍵詞：大學物理? 教學內容? 專業關聯

中圖分類號：G64 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（c）-0164-02

對高校課程教學內容改革的研究一直是國內外教育界的熱點，大學物理課程也不例外，現有的大學物理教學內容改革的相關文獻中[1-3]，少有對教學內容與專業關聯問題的直接研究，即使是強調工程技術中的物理學原理，也并沒有揭示工程技術所屬的專業，無法使學生體會物理學與自身專業和其他專業的緊密關聯，原本是各學科專業基礎的大學物理課程，給學生的感覺卻是其與今后專業課程的學習關系不大，這影響了學生的學習興趣和學習動力，也不利于學生對物理知識本身的理解掌握。

1? 大學物理課程教學內容與專業關聯的必要性

筆者學校為軍校，大學物理課程的教學對象比較特殊，學員的專業與地方高校有較大差別，許多專業在地方高校是沒有設置的。作為一名軍校教員，在教學過程中，發現教學內容中如果某個知識點與學員專業產生關聯，學員的學習興趣立刻提高，表現出極大的學習熱情。課題組基于以上現狀，選取軍校大學物理課程教學內容與專業建立關聯為研究對象，通過搜集素材、查閱文獻，將大學物理課程中與軍校學員專業聯系緊密的教學內容和相關專業建立關聯，不僅能激發學員的學習興趣和學習動力，由被動學習轉為主動學習，更有利于學員認識自身專業的相關基礎知識和應用價值，同時也能了解軍事領域其他專業的相關知識。

2? 大學物理教學內容與專業關聯的教學實踐

2.1 搜集與大學物理教學內容相關的軍事應用

該校采用的大學物理教材是由吳王杰主編、高等教育出版社出版的《大學物理學》（分上下兩冊），該教材已注重軍事應用案例的設置，在此基礎上，課題組通過網絡檢索進一步搜集整理與大學物理教學內容緊密關聯的軍事應用案例。

2.1.1 力學部分的軍事應用

（1）質點運動學：偵察兵匯報敵情（位矢、速度）、炮彈軌跡（拋體運動）、飛行器軌跡（一般曲線運動）。

（2）牛頓運動定律：跳傘（收尾速度）、自主引導導彈飛行（非慣性系）。

（3）動量與角動量：炮車發射炮彈（動量守恒）、火箭飛行（動量定理）。

（4）功和能：動能打擊（動能）、快中子減速（彈性碰撞）。

（5）剛體的定軸轉動：手榴彈的運動（剛體的平動和轉動）、直升機尾翼的作用（角動量守恒）。

2.1.2 熱學部分的軍事應用

（1）氣體動理論：氣溫氣壓影響射擊精度（氣體物態方程）、飛行員高空反應（氣體物態方程）。

（2）熱力學定律：子彈炮彈膛內加速（熱力學第一定律和絕熱過程）、炮彈發射時為隱蔽炮位在炮口暗黃消焰器（熱力學第一定律和絕熱過程）。

2.1.3 電磁學部分的軍事應用

（1）電學：軍事裝備的靜電防護（靜電放電）、信號發射器的隱蔽（靜電屏蔽）、緊密電子器件防干擾（靜電屏蔽）。

（2）磁學：受控熱核反應中高溫高壓等離子體的約束（磁束）、電磁炮（安培力）、電磁驅動（安培力）、自動控制（霍爾效應）。

（3）電磁感應：探雷和金屬檢測器（渦流）、電磁防護和電磁屏蔽（電磁感應）。

2.1.4 振動和波部分的軍事應用

振動和波部分的軍事應用主要包括：防彈衣原理（波的能量）、次聲波武器（聲波）、沖擊波的防護和應用（聲爆）、核電磁脈沖武器（電磁波）。

2.1.5 光學部分的軍事應用

（1）光的干涉：相控陣雷達（光程差與相位差）、大功率激光武器（光波的強度）、激光探測器（光的干涉）、激光制導（光的干涉）。

（2）光的衍射：望遠鏡的分辨本領（圓孔衍射）、雷達天線陣列（類似光的衍射中主極大）、相控陣雷達（斜入射時的光柵方程的應用）。

（3）光的偏振：地雷探測、軍用車輛的探測、軍用帳篷探測、軍用防水布。

2.1.6 近代物理部分的軍事應用

（1）相對論：原子彈和氫彈技術（質能關系）、GPS的衛星使用相對論進行時間補償（相對論時空觀）。

（2）近代物理：量子隱形傳送技術（測不準原理）、量子芯片（量子論）、量子雷達、量子水下通訊、量子反通信試驗、量子成像技術。

2.2 厘清軍事應用中涉及的學科和專業

在搜集與大學物理教學內容有關的軍事應用的基礎上，理清軍事應用中涉及的學科專業是關鍵。課題組成員均為物理學專業，能從物理學的角度解釋軍事應用。通過查詢各專業的人才培養方案和相關文獻書籍的查找和學習，逐步理清了上述軍事應用與軍校學科專業之間的對應關系。

該校專業設置大多為工科，應用性強，重視實踐，既有與地方高校類似的專業，也有軍校特有的專業。對于與地方高校類似的專業，課題組結合地方高校網站對應學科的介紹和課程設置，對比兩者差異和共同之處;對于軍校特有的專業，主要參照人才培養方案，熟悉各專業的教學要求和目的。針對以上兩類學科專業，課題組摸清各專業涉及的領域，將大學物理涉及的軍事應用分門別類，供課堂教學實踐使用。

2.3 教學實踐

在搜集軍事應用的素材和理清軍事應用和軍校專業的關聯的基礎上，課題組進行了建立大學物理教學內容與軍校專業關聯的教學實踐。

課題組成員所教授期班的學員專業各不相同，分屬于不同的學院，在前期工作的基礎上，課題組各成員針對教授對象的專業，篩選出適合該專業的重點講授內容。對于通信專業的學員，對激光通信、量子通信、導航系統等通信領域的應用多加介紹;對于工程專業的學員，對利用渦流效應和光的偏振制造的探雷儀、沖擊波的防護和應用等工程技術詳細介紹。

在呈現教學內容相關的軍事應用時，不僅要解釋其中的物理學原理，更要使學員認識到大學物理教學內容與軍校專業的緊密關聯，使他們體會到物理學科的基礎作用。另外對于其他專業涉及的軍事應用，也適當地在課堂介紹，使學員在了解自身專業的同時，也能知曉其他專業的相關知識，為后續專業課程的學習和未來工作做好準備。

除了課堂中穿插于教學內容關聯的軍事應用，還要求學員課后搜索物理學中的軍事應用。教學實踐顯示，學員對大學物理課堂中展示的軍事應用較有興趣。學員表示，通過這些軍事應用，不僅提高了學習物理的積極性，對自身專業領域也有了更深入的認識，同時對其他專業也有了初步了解，拓寬了眼界。

3? 結語

通過將大學物理教學內容和學生專業進行關聯，使學生在大學物理課堂中能初步了解自身專業和其他專業，不僅激發了學生的學習興趣和學習動力，更有利于學生掌握物理學學科知識，并為后續專業課程的學習做好準備。

參考文獻

[1] 李紅，楊新建.研究型人才培養模式下大學物理課程教學改革與實踐[J].物理與工程，2015（25）：68-72.

[2] 羅禮進，楊建華.大學物理課程新型學生學習評價模式的建構[J].大學教育，2015（5）：104-106.

[3] 王海鑌，肖奎，劉海花.應用型本科院校《大學物理》課程教學實踐研究[J].高等教育，2015（10）：125.