大學物理的教與學

大學物理是理工科大學各工科專業學生必修的一門重要的課程，學好大學物理對于其他專業課的學習是非常關鍵的。在大學物理的學習過程中，我們主要把握住兩方面就可以了。一方面就是老師在講授大學物理時，應該注意的問題;另一方面，就是學生在學習大學物理時，應該采取的方法和措施。如果這兩方面做的合適的話，學習大學物理就會變得很輕松。本文就這兩個方面做了簡單的討論，希望對同學們的學習有所幫助。

一、教師在講授大學物理課的時候應該注意的問題

第一、數學與大學物理的學習是緊密結合的。

由于近年來高考制度的改革，有一部分學生高中的時候選的是文科，還有一部分學生在高中的時候沒有學過物理、再有一些學生選部分物理內容上的等方面的原因，導致這部分學生大學物理的學習變得非常吃力。數學跟不上，上課聽不懂，下課不會做題，考試考不及格。針對這些問題，物理老師在講課的過程中首先要給學生講解一些物理中常用的數學知識。例如在講質點運動學時，給學生要講一下矢量的概念和定義，以及矢量的點乘和矢量的叉乘。矢量是既包含有大小又包含有方向的物理量，而標量只有大小。矢量點乘的公式： ， 是矢量 ?和矢量 之間的夾角，得數是一個標量。矢量叉乘的公式： ，叉乘的大小 方向滿足右螺旋。位移、速度和加速度都是矢量。大學物理中經常用到一些簡單的求導和積分公式。質點運動學部分就是包含兩種運算：第一種是已知運動方程用求導的方式計算速度和加速度;第二種是已知加速度和初始條件，用積分的方式來求速度和位移。大學物理不會考太難的計算，需要同學們掌握的是物理思路和物理方法。建立合適的物理模型使物理問題中的數學計算變得簡單，可以起到事半功倍的效果，例如在質點運動學部分提出了質點的模型，只考慮物體的質量而不考慮大小對運動的影響。選取恰當的數學方法對于物理問題的解決具有很大的幫助。

第二、把物理理論和物理實驗巧妙的結合到一起。

物理學是一門比較抽象的科學，學生在學習的過程中要具有邏輯思維能力和創新能力。物理中的一些概念和理論很抽象，同學們在學習的過程中不容易明白，這就需要做一些實驗來輔助理解記憶。例如在講駐波概念的時候，用實驗來演示駐波的實驗，學生就比較容易接受。從實驗中很容易觀察到那些點靜止不動，這些點被稱為節點，那些點的振幅可以達到最大，被稱為腹點。可以通過實驗演示駐波的振動是分段的，駐波在振動過程中無位相的傳播，只有位相的突變。光學在大學物理中也是比較抽象的，因為光波的波長比較短，所以其中的好多物理現象我們在日常生活中是無法觀察到的。這就需要我們做實驗來觀察。例如牛頓環實驗、邁克遜干涉儀實驗、光柵衍射、圓孔衍射實驗等等。實驗可以讓同學們直觀的觀察到物理現象，進而理解其中包含的物理規律。

第三、多媒體教學在大學物理中的恰當運用

在大學物理教學中，常用到板書教學、多媒體教學、網絡教學、多媒體和板書結合在一起的教學方式等。在這么多教學方式中，我認為多媒體和板書結合在一起的教學方法最為合適。大學物理教學過程中，有時候要用到板書教學，特別是一些公式的推導過程，老師在講課的時候可以在黑板上給出學生公式得出的過程。這樣通過一步一步的推算，學生很容易理解，這樣容易把公式用到具體的題目中。在公式的推導過程中，板書就顯得比多媒體有一定的優勢。而對一些實驗現象或者是一些作圖的題目，多媒體既可以節省畫圖的時間，也可以讓學生很直接的觀察實驗的結論。特別是在講一些物理變量對實驗結果影響的時候，可以進行簡單的對比。例如，在講單縫衍射實驗時，首先討論的是縫的寬度對條紋間距的影響，在多媒體中我們可以通過演示實驗顯示隨著縫的寬度的增大條紋間距變小，衍射不明顯。其次當單縫的寬度一定時，隨著波長的變化，條紋的間距也在隨著變化，波長越長條紋間距越大。并且可以把幾種不同波長的條紋放在一張圖中進行比較。這些物理規律都是可以通過多媒體清楚的演示出來的。板書教學和多媒體教學都各有優缺點，所以我們在教學的時候應該恰當的把兩者結合在一起，揚長避短，使它們在大學物理的教學中發揮最大的優勢。

二、學生在學習大學物理的時候應該具備的條件

第一、要有一定的數學基礎

對于理工科的學生來說，數學是學習其他科目的基礎，因此要學好大學物理，首先必須學好數學。大學物理中學生掌握了物理思路，就可以列公式解題了。在質點運動學部分會一些簡單的積分和求導運算是很有必要的。在磁學的學習過程中，求電動勢 的時候也要用到求導運算。在電學中求場強和電動勢的時候也要用到積分，大學物理的學習過程中是離不開數學計算的，要想學好大學物理必須要有一定的數學功底。大學物理中用到的都是一些比較簡單的數學計算，不要因為數學運算而不會解決物理問題。

第二、學生要有一定的邏輯思維能力和創新能力

物理的學習是比較抽象的，同學們在學習的過程中頭腦里要有一定的物理空間想象能力。例如光學的學習比較抽象，在學習的過程中能把這些抽象的問題想明白是很重要的。光的雙縫干涉、光刪衍射、光的圓孔衍射、光的偏振等等。通過老師上課的講解和PPT上面的演示，在思想中應該有一個大致的物理過程，這樣就比較容易掌握物理概念和知識。相對論的學習也是難度比較高的，愛因斯坦的兩條基本原理：一是相對性原理;二是光速不變原理。在這兩個原理的基礎上給出了同時的相對性、長度收縮、時間膨脹等理論。相對論中的這些原理不但需要通過大量的數學計算得到，也需要我們建立正確的思維模式。所以學生在學習大學物理的時候要具有一定的邏輯思維能力和創新能力。

第三、學生在學習大學物理的時候要多做一些相關的練習題

多做一些題目可以更好的學好大學物理，這些題目不但能使同學們更好的掌握所學的知識點，也能加深同學對物理知識的理解和應用。例如在學習剛體定軸轉動的時候，我們要用到轉動定律，這時候可以多找一些關于轉動定律的題目讓學生做做，可以給對學們詳細的講解做題過程，對于物體進行受力分析，然后用牛頓第二定律列方程。對于滑輪先分析它的受力、再研究一下那些力有力矩，那些力沒有力矩，然后再計算力矩的大小，列出轉動慣量的公式。利用 ，就可以解方程了，求出未知量了。解決力學問題的時候，同學們一定要畫受力圖，這樣有助于題目的理解和問題的解決。在解決熱學部分的學習問題時，多做練習題也是很有必要的，要很熟練的掌握熱力學四個等值過程中熱量、功和內能。而且也要明白內能只由始末溫度決定，與過程無關，內能 。功是個過程量 ，在p-v圖中為曲線下面的面積。熱量是功和內能之和，熟悉了這基本的算法后，對于理想氣體任意的過程，我們都可以很容易的解決問題了。熟能生巧，多做一些題目有利于大學物理概念的理解和學習。

大學物理的學習，離不開老師的認真教學和學生的努力學習，只有把這兩方面都做好了，學生才更容易的學好大學物理這門課，為其他專業課的學習打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]唐旭東，王兵，李虎.大學物理上冊[M].上海交通大學出版社，2018（4）：186-190.

[2]梁紹榮，劉昌年.普通物理學（熱學）[M].北京：高等教育出版社，1994，65-70.

[3]郭廣海.大學物理（下）[M].上海：上海交通大學出版社，2016，（1）：145-149.

[4]張星輝，在大學物理教學中使用Matlab制作圖像和動畫的幾個實例[J].大學物理，2004，23（9）：59-62.

[5]鄭文珍.大學物理熱學教學的幾點釋疑[J].物理與工程，2018，28（3）：80-83.

本文系安徽省大學物理教學團隊支持項目;

編號：2019jxtd046。

作者簡介：

劉亞慧，女，1978-，講師，碩士，長期從事大學物理的教學研究工作。1B998481-10AC-4A61-ACB5-93FC0F224F0E