大学物理质点运动学精选(九篇)
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第1篇：大学物理质点运动学范文
【关键词】大学物理；工程力学；教学结合
0 引言
当今大学生通常要完成几十门课程学习。对应用型本科高校的学生来说，课程大致分为四大类：通识课、专业基础课、专业课以及实训课。各课程构成一个完整的体系，在将来的职业生涯和人生中均占有极及重要的地位。课程间相互联系、相互依赖这是非常常见的。大学物理和工程力学是我院机械类、土木类专业的两门重要课程，大学物理为通识课，工程力学为专业基础课。处理好通识课与专业基础课教学中的结合问题，是解决当前应用型本科处理理论课程课时紧与实训课时需增加的这一矛盾的当务之急，在提高学生学习兴趣方面也可起到积极作用。
1 两课程间的联系与区别
大学物理与工程力学的主要区别体现在性质、任务、研究对象方面；联系体现在数学工具的运用及内容重复方面。
1.1 大学物理与工程力学课程的区别
大学物理课为通识课，即基础课，主要是工科类、农学类、医学类学生学习。课程研究对象广泛，包括物质世界的基本规律、基本原理，涉及力、声、光、电、磁、热、原子物理等多个领域，该课程是许多自然科学、工程技术、新技术的基础。它的目的和任务是：通过学习，学生对物理概念、物理规律、物理原理有全面认识，了解物理学的前沿、了解物理学在新技术中的应用；使学生的运算能力、抽象思维能力、创新能力得到严格的训练；培养学生的以科学思想，用科学方法去分析和处理问题的能力。
工程力学为工科类学生的专业基础课。主要包括理论力学（静力学、运动学、动力学）和材料力学，以研究机械运动规律和构件承载能力为主。该课程理论性强但研究对象与后续专业课程、工程实际联系紧密。课程开设的目的和任务是使学生掌握物体机械运动的基本规律及其研究方法，初步学会用这些规律和方法分析、解决工程中简单力学问题，并为后续专业课的拓展及实际工作处理力学问题奠定坚实理论基础。
1.2 大学物理与工程力学课程的联系
从课程内容来讲，力学为大学物理课程中一个重要组成部分。两门课程在内容上有许多重叠和类同之处，可以说工程力学是从物理学中分离出来的一门内容更详细、与工程技术更接近的课程。它将物理学中的力学部分进行了扩展。
此外，两门课程的联系在于处理问题的科学思想、科学方法。建立理想化模型，抓住问题的主要矛盾在两门课程中反复体现。同时，数学知识的应用，比如向量的运算、微积分的应用是两门课程在问题处理方法上的最大共同之处。
2 两课程教学结合的关键
目前，应用型本科院校对学生的实践能力培养日益重视，实践课时在不断加大，理论课学时不断缩减。在实施大学物理与工程力学两课程的教学过程中，应揣摩两课程的特点，坚持有效的教学结合原则。
2.1 正确处理课程内容衔接问题
两门课程中存在不少重复的内容。以马文蔚的《物理学教程》和谢帮华的《工程力学》为例[1-2]，工程力学中的静力学部分，重复内容包括：摩擦定律、力矩、空间力系平衡方程、重心的坐标公式；材料力学重复内容包括：应力、剪切变形、受迫振动；运动学部分重复包括：点的运动、刚体的基本运动、运动的合成；动力学部分包括：质点运动微分方程、刚体绕定轴转动的微分方程、功和功率、动能定理、动量定理、动量矩定理、惯性系（惯性系、非惯性系、科里奥利力、惯性力、非惯性系中的动力学方程）、转动惯量。共18处重复。其中应力、剪切变形这两个概念仅在大学物理机械波传播速度与介质的关系这一部分提到，其余部分内容在两门课程基本都有完整的阐述。
因此，两门课程的授课老师应对相应的重复点熟悉，做到不浪费课时、也不漏讲内容。同时，大学物理具有基础性，且很多内容相对容易理解，应坚持大学物理的主体地位原则。这样，一些大学物理教学大纲要求详讲的内容，工程力学课可以略讲或直接删减，如摩擦定律、力矩、空间力系平衡方程、点的运动、刚体的运动、运动微分方程、刚体绕定轴转动的微分方程、功和功率、动能定理、动量定理、角动量定理、转动惯量这11个内容均为大学物理大纲中的必学内容，工程力学课中可略讲或不讲；而相对运动、惯性系、质心运动定理（重心的坐标公式）这3大内容在大学物理大纲中定为选学内容而又是工程力学必不可少的内容。大学物理老师可补充进行讲解或明示学生该内容的重要性，而不是按照大纲机械地删掉。另外，应力、剪切变形这2个内容在大学物理课程中提及，受迫振动只讲特殊情况的部分，大学物理老师也应让学生明白这些内容在后续课程的重要地位。
2.2 正确处理科学思想、科学方法衔接问题
大学物理研究物理规律、物理定理时，建立理想化模型是常用的研究方法。如质点模型、弹簧振子模型、理想气体分子模型、电荷元模型、电流元模型，这种抓住事物主要矛盾的做法正是辩证唯物主义方法论的具体体现。类似的建模思想在工程力学中有刚体、理想变形固体等多种力学模型。倘若没有科学的方法，问题的分析将变得复杂甚至无法解决。教师应进行类比，将这种各领域研究问题方法上的类比渗透于教学过程中。
在具体问题的计算过程中，高等数学微积分、矢量的运算法则均有广泛运用。这基本贯穿了整个大学物理和工程力学的课程内容。若在教学过程中，教师有意识的将数学工具的应用推广到别的领域，将处理方法进行类比。这必将会减轻另一课程的教学和学习负担，使学生的思维能力、科学方法的应用能力进入新的平台。
3 结语
课程间的教学结合问题，是教育者应加重视的问题之一。合理处理大学物理与工程力学课程中的重叠、类同内容，适当进行类比教学，有利用提高课时利用率、提高学生学习积极性，更能满足当前高校教育培养应用型人才的需要。这一问题的有效实施，需要教师研究教材，相互探讨，不断试验，检查效果，及时总结，不断完善。
【参考文献】
第2篇：大学物理质点运动学范文
关键词 坐标系；大学物理；运动学
中图分类号O4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0162-02
微积分有着广泛而重要的应用。用微积分求解物理有关问题，是大学物理教学的重点和难点，不易理解和掌握1。但对刚刚开始学习运动学部分的大一新生而言，最困难的不是微积分本身，而是如何选用坐标系来简化微积分运算的问题。一般而言，一个运动学问题可以用多个坐标系来求解，但选择不同坐标系求解同一运动学问题时，所得到的轨迹方程存在着巨大的差别。
轨迹方程越简单，对其进行求导（求速度和加速度）运算就越简单，列出简单轨迹方程的坐标系就比较适合用来求解这类运动学问题。
可以这么说，在运动学中不同的坐标系适合用来解决不同类型的运动学问题，具体而言就是：直角坐标系比较适合用来求解直线运动问题和轨迹方程为一次函数的曲线运动问题；极坐标系比较适合用来求解轨迹方程无法确定的曲线运动问题；自然坐标系比较适合用来求解轨迹方程为二次函数的曲线运动问题。
下面对提出上述论点的理由和依据进行详细论述。
1 求解直线运动问题时，直角坐标系比较占优势
当物体运动的轨迹为直线时，直角坐标系列出的方程一般比较简单，如y=ax+b；极坐标系和自然坐标系列出的方程是由直角坐标方程转换而来，转换而来的方程又比原来的直角坐标方程复杂一些。
现将直角坐标系、极坐标系和自然坐标系对直线轨迹的描述列表如下：
如表1所示，当运动轨迹为直线时，直角坐标方程非常简单，极坐标方程和自然坐标方程比较相似，比直角坐标方程要复杂得多。
一般来说，方程越简单，对其求一阶导数（求速度）和二阶导数（求加速度）的过程就越简单，对比较简单的直角坐标方程进行求导，无疑要比对极坐标方程和自然坐标方程的求导简单的多。也就是说，运动轨迹为直线的运动学问题，使用直角坐标系求解比较占据优势。
2 解决曲线运动问题时，直角坐标系、极坐标系和自然坐标系各有所长
曲线运动的种类有很多，大致可以分为：轨迹为一次函数的曲线运动、轨迹为二次函数的曲线运动和无法确定轨迹函数的曲线运动3类。直角坐标系、极坐标系和自然坐标系在求解这3类运动学问题时，需要列出的计算公式和有效计算步骤也不尽相同。
下面对什么坐标系适合求解什么曲线运动问题展开详细论述。
2.1求解轨迹方程为一次函数的曲线运动时，直角坐标系比较占优势
当物体曲线运动的轨迹为一次函数时，直角坐标系列出的方程一般比较简单，如：y=sinx，y=cosx。
而要将这些直角坐标函数转换为极坐标函数和自然坐标函数，一般是比较困难的。相当于这种困难而言，对直角坐标函数进行一次求导（求速度）和二次求导（求加速度）并不复杂。这种强烈的反差显示，当曲线轨迹方程为一次函数的运动学问题时，使用直角坐标系求解比较占优势。
2.2求解轨迹方程无法确定的曲线运动问题时，极坐标系比较占优势
有些曲线运动问题中没有给出明确的轨迹的方程，求解这类运动学问题可以用极坐标系和直角坐标系，一般不使用自然坐标系，因为自然坐标系求解运动学问题时一般需要明确的轨迹方程。
这类运动中物体所受的力一般都是有心力，而求解质点受有心力作用而运动的问题时，用平面极坐标系就比用直角坐标系方便的多2。
下面分别使用直角坐标系和极坐标系，对一个轨迹方程无法确定的曲线运动的进行分析，在分析的基础上对求解过程的复杂程度进行比较。
例1、如图，已知速度v在i轴的分量为，j轴的分量为，求沿i、j轴的加速度。
对这道例题分别用直角坐标系和极坐标系，求解其速度。现将解题步骤列表如下：
直角坐标系 极坐标系
如表2所示，极坐标系求解速度是，只有2个计算，有效计算步骤4步；直角坐标系求解速度时，有6个计算，有效计算步骤10步。
经过对比，可以看出极坐标系在求解速度上优势明显，如果在进一步求导（求加速度）的话，极坐标方程求导难度不大，而直角坐标方程求导的难度却大大增加了，极坐标系求解该运动学问题的优势将继续增大。也就是说，极坐标系更适合用来求解轨迹方程不确定的曲线运动问题。
2.3求解轨迹方程为二次函数的曲线运动问题时，自然坐标系比较占优势
当物体曲线运动的轨迹为二次函数时，特别是运动轨迹为圆锥曲线时，直角坐标系列出的轨迹方程一般比较复杂，如：、、等，而极坐标系对圆锥曲线的描述为，当e1时曲线为双极线 。如果参数e和p容易获取的话，对极坐标方程式求一阶导数和二阶导数的过程，要比对直角坐标方程式求一阶导数和二阶导数的过程简单得多。
因此、当物体曲线运动的轨迹方程为二次函数，特别是轨迹方程为圆锥曲线时，比较适合使用极坐标系或自然坐标系求解。求解这类问题，自然坐标系又要略强于极坐标系。
下面分别使用自然坐标系和极坐标系对一个轨迹为椭圆曲线的例子进行分析，写出解题过程，并对解题过程进行详细比较。
例2：质点沿着半径为r的圆周运动，其加速度矢量与速度矢量间夹角保持不变。求质点的速度随时间而变化的规律。已知初速度为。
对这道例题分别用极坐标系和自然坐标系，求解其初速度。现将解题步骤列表如下：
如表3所示，虽然极坐标系和自然坐标系都能够顺利求解，但自然坐标系的求解过程比极坐标系的求解过程要简单很多。也就是说，在同样能够顺利求解的情况下，自然坐标系能更好的求解这类问题。
因此，求解轨迹方程为二次函数的曲线运动学问题时，特别是求解轨迹方程为圆锥曲线的运动学问题时，自然坐标系比较占优势。
综上所述，直角坐标系、极坐标系和自然坐标系在求解运动学问题时，各有各的优势。
具体而言就是：求解直线运动问题时，直角坐标系比较占优势；求解轨迹方程为一次函数的曲线运动，直角坐标系比较占优势；求解轨迹方程无法确定的曲线运动问题时，极坐标系比较占优势；求解轨迹方程为二次函数的曲线运动问题时，自然坐标系比较占优势。虽然在总结这些规律的过程中难免有疏漏之处，但这些规律还是能够大致反映各个坐标系的特点的。在课堂教学中将这些规律传授给学生，对提高学生的解题能力很有帮助。
参考文献
[1]梁小佳.微积分在大学物理中的应用探究[J].甘肃高师学报，2010，2：78.
第3篇：大学物理质点运动学范文
【关键词】分析力学；自由度；约束；教学
0 引言
在大学物理的教学中，“自由度”是一个重要的概念。由于物理学专业课的设置中并没有分析力学，仅在理论力学中做了简单介绍，学生对分析力学的一些概念比较模糊，造成对自由度的理解并不全面， 甚至错误。自由度的准确定义为：“系统广义坐标的独立变分的数目[1]”，或者“质系独立虚位移的数目[2]”。本文将在介绍一些必要的分析力学概念的基础上，讨论力学系统的自由度判定，以期能在大学物理教学中起到帮助作用。
1 完整约束和非完整约束
约束指事先加在系统点的位置和速度上的，几何的或者运动学特性的限制。受到约束的系统称为非自由系统，不受约束的系统称为自由系统。按照约束的特征可将约束分为完整约束和非完整约束，定常约束与非定常约束等。这里我们仅讨论完整约束与非完整约束。
几何约束和可积分的微分约束称为完整约束，不可积分的微分约束为非完整约束。受完整约束的系统称为完整力学系统，受非完整约束的系统称为非完整力学系统。
2 广义坐标和虚位移
广义坐标通常用qj表示，指确定系统位形的独立参量。广义坐标比笛卡尔直角坐标更广泛，因为直角坐标在确定系统的位形时，坐标之间存在约束关系，不是独立的。
虚位移指在给定的时刻为加在点上的约束所允许的所有假想的无限小位移。如果点的矢径记作ri，则虚位移记作δri或者δxiδyiδzi。有时广义坐标的变分δqi也叫做虚位移。
从广义坐标的定义知道广义坐标是相互独立的，但是其变分却不一定独立，与其所受约束有关，这一点最早由Hertz发现，因此约束和力学系统分为了完整和非完整两类。
3 力学系统自由度
3.1 完整系统的自由度
由此可得，对于非完整约束系统，独立广义坐标的个数与独立广义坐标变分的个数不相等。在判定非完整系统自由度的时候只能由其独立变分个数确定。
4 总结
大学物理中自由度是一个经常遇到的概念。本文通过介绍完整约束和非完整约束、广义坐标、虚位移等分析力学基本概念，明晰了约束通过对系统质点位置和速度的限制，从而使系统的自由度变化，并进一步明确了自由度的定义。希望在教学中对于学生对自由度的认识有所帮助。
【参考文献】
第4篇：大学物理质点运动学范文
关键词：理论力学；教学内容；教学方法；教学改革；能力培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0122-02
《理论力学》是研究物体机械运动一般规律的科学，是普通高校理工科专业如机械设计制造及其自动化、土木建筑工程、车辆工程等专业必须开设的一门重要的技术基础课，在后续的专业课程学习中起着承前启后的作用。其课程特点是理论性和抽象性极强，解题方法极具灵活性和多样性。学生在学习过程中，对于课堂所讲内容不太容易理解和接受，在做习题的时候，常常感到比较吃力。这些情况极大地降低了学生学习《理论力学》的积极性。
近年来随着普通高校的扩招，导致生源质量的参差不齐，学生学习的积极性、学习能力和创新能力正在下降，尤其对于普通二本院校来说，这种情况更加明显。主要表现在：①一些本来学习积极性就不高的学生，当感觉听不懂的时候干脆就放弃了；②为了应付老师的检查和平时成绩的考核，课后作业抄袭完成，到真正考试时成绩仍然不理想；③学生的学习能力有限，对于所学的知识，感觉内容繁杂，理不出头绪；④平时学习目的不明确，对于知识点掌握不牢，考试时靠突击过关，其实根本没有做到对知识的理解和掌握。因此，对《理论力学》进行教学改革，提高教学质量，培养学生的学习兴趣，以便获得良好的教学效果，一直是任课教师面临的现实问题。本文结合笔者近几年的教学经验，对普通二本院校理工科专业开设的《理论力学》课程的教学改革进行了探讨。
一、教学内容的改革
1.绪论部分。绪论部分包含了《理论力学》的研究对象和研究内容、研究方法和学习理论力学的目的三部分内容。这部分内容的讲解效果直接决定了学生对本门课的基本认识和将来的学习态度。因此，在绪论的讲解过程中，应针对学生所学的专业，适当引入一些与其专业相关的工程实例，并结合这些工程实例激发学生学习兴趣的同时也让他们认识该课程在后续专业课程的学习以及在未来工作中的重要性。例如，对于土木类专业的学生，可以引入阳台的固定端约束、桁架的应用等工程实例。而对于机械类专业的学生，可以引入曲柄连杆机构、振动频率分析等一些常见的工程实例。
2.静力学部分。静力学主要研究的是受力物体平衡时作用力应满足的条件，同时也研究物体的受力分析和力系的等效替换和简化等。简单总结，这部分内容的研究对象就是“力”。针对静力学中与《大学物理》重复的内容，如物体的受力分析、二力平衡条件和力的平行四边形法则等内容可以略讲或直接给出结论。而对于新介绍的一些与工程实际紧密联系的约束类型、力系的等效替换和简化以及各种力系的平衡条件等则要重点讲解。例如，针对机械类专业的学生，可以介绍一些工程实际中常用的圆柱铰链、径向轴承、止推轴承等约束的受力分析和通过列平衡方程进行约束力求解。而对于土木类专业的学生，则可以讨论一些与建筑结构相关的约束，如桥梁和楼板的静力平衡计算以及桁架结构的内力计算等，尤其是桁架的内力计算为将来《结构力学》的学习也打下了基础。
3.运动学部分。运动学部分只是单纯从几何的角度来研究物体的运动，而不考虑引起物体运动的物理原因。因此，这部分内容的研究对象就是“运动”。运动学中与《大学物理》重复的内容如点的运动学和刚体的简单运动等可以简略地讲，重点应放在点的合成运动和刚体的平面运动上。其中在点的合成运动中，首先应注重培养学生掌握在不同参考系下，进行点的运动轨迹分析的能力，然后以此为基础进行速度和加速度的分析。而对于刚体平面运动的知识，应注重刚体平面运动最终简化为平面图形在其自身平面内运动的推导，让学生理解和掌握体的运动如何简化为面的运动这样一个思维的转变。
4.动力学部分。动力学部分研究的是受力物体的运动与作用力之间的关系，也就是说这部分的研究内容是“力+运动”。该部分内容的质点动力学方程、动量定理等在《大学物理》甚至于高中物理中都已经有过介绍，这部分内容可以略讲。而对于质心运动定理、质点系相对于质心的动量矩定理、动能定理以及普遍定理的综合应用可详细讲解。达朗贝尔原理和虚位移原理属于分析力学的范畴，提示学生达朗贝尔原理提供了一种求解动力学问题的新思路即将动力学问题在求解形式上转化为静力平衡方程来求解，而虚位移原理则是应用功的概念来求解静力学问题。
二、教学方法和教学手段的改革
在传统的教学模式中，教师一直处于主动地位，负责把知识传授给学生，学生只是被动地接受所学的知识。而按照高等学校创新与应用型人才培养的要求，不能让学生成为“复印机”，一遍遍地复制老师所讲的知识，自己不主动动脑思考为什么会出现这样的结果，怎么得到的结果，而应注重对学生能力的培养。因此，教师在教学过程中应采用一些方法来积极引导和鼓励学生作为学习知识的主体，激励他们主动去思考问题、解决问题，以此来提高他们学习知识的主动性和解决问题的能力。可以采用如下方法。
1.采用传统板书和多媒体课件相结合的方式。随着计算机的发展，现代教育技术完全可以融入到课堂教学中，可以将一些课程内容制作成PPT和动画的形式进行讲解。如在静力学中，对于圆柱铰链约束的介绍，可以制作成两个带孔构件和一个螺栓链接的动画过程，使学生可以直观地看到这种约束的构成以及约束力的推导。而在运动学中，可以通过动画演示点的合成运动和刚体的平面运动过程，以及运动过程中点的轨迹，对于那些想象不出来运动形式和轨迹的学生，这种动画的演示能够加深他们对问题的理解。但与此同时应该避免多媒体教学带来的换屏较快，学生跟不上讲课速度的弊端，因此多媒体课件只能作为辅助工具，重要的公式推导以及例题、习题的讲解还是应该以板书为主。
2.探索采用讨论式、启发式的全新教学模式。为了发挥学生在课堂中的主观能动作用，提高他们学习的主动性和积极性。可采用课前预习即每堂课的结束前，留出5分钟时间布置下次课的预习作业，并以思考题的形式提出与下节课内容相关的问题。让学生带着问题去自学，初步了解基本概念、知识难点和重点。然后课上讨论提出的问题，结合本次课的理论知识，启发、引导学生去求解问题，得出结论。这种教学模式，一方面加深了学生对知识的理解，另一方面也发挥了他们在学习中的主观能动作用。
3.任课教师对教案的准备。教案是教师将知识通过课堂传授给学生的载体，不能是单纯的PPT的打印或者是对教材内容的简单抄录。每次课前，教师应该按照大纲要求书写一份本次课的教案，提炼出本次课内容的知识重点和难点，在授课过程中，有意识地对重点、难点部分进行耐心细致地讲解。并结合学生的专业，选择一些与工程实际联系比较密切的例题、习题。
4.建立良好的辅导答疑制度。鉴于理论力学解题方法的灵活性和多样性以及学科内容的抽象性，学生在课后学习的过程中，会明显感觉吃力。因此，建立每周两次的辅导答疑制度，对学生在完成课后作业以及课后复习过程中遇到的问题及时进行解决，排除疑问。提高学生对知识内容的吸收速度和理解深度。尤其对于那些平时课堂表现不太积极的学生不能做到放手不管，而是每次都指定几人专门去找老师答疑，督促他们学习。
三、考核方式的改革
传统的对于《理论力学》这门课的考核方式都是期末卷面成绩和平时成绩的加权求和。而一些教师对于平时成绩的评定，一般都是通过上课出勤和作业完成与否来评定的。这样的考核方式是存在弊端的，并不能检查出学生的学习效果。因此，必须对传统的考核方式进行改革，建立细致的考核制度以便随时了解学生的学习动态。建议采取如下的考核方式：①将课后作业的完成质量作为平时成绩的一项考核标准，计入平时成绩。每周在上课时随机收取一次作业本，根据作业的完成质量给定平时成绩。②将课堂测验作为平时成绩的一项考核标准。每两星期举行一次短小精悍的课堂测验，可在10～15分钟完成，重点放在学生对基本概念和理论的理解上。③增加期中考试。在平时考核和期末闭卷考试的基础上，在每学期的期中阶段增加期中考试，采取和期末考试一样的闭卷形式，将期中考试的成绩以加权平均的形式计入总成绩。
四、结语
《理论力学》的教学改革是一个不断实践探索的过程，为适应新时期普通高校人才培养的要求，对课程的要求应重视理论联系实际，将知识传授和能力的培养有机结合起来。
参考文献：
[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学第七版[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]刘云庭，王俊英.在理论力学教学中培养大学生创新能力的思考[J].力学与实践，2003，25（3）：67-68.
[3]沈火明，葛玉梅，张明.理论力学教学改革的研究与实践[J].西南交通大学学报（社会科学版），2004，5（6）：23-25.
[4]王晓君.发挥学生的主体作用 构建和谐教学模式――理论力学教学改革初探[J].太原理工大学学报（社会科学版），2007，25（4）：58-60.
第5篇：大学物理质点运动学范文
2007年全国高中物理全面实施了新课程标准，新课标的实施给大学基础物理教学带来了新的压力和挑战。结合高中物理新课程标准和大学物理教学现状，笔者从知识点、思维方式、新课改选修内容三个方面分析当前大学物理教学中存在的问题，促使大学物理教师改进教学方法，调整教学内容，以激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
关键词：
新标准；大学物理；教学模式；教学内容
一、引言
物理学是整个自然科学的基础，物理学的思想方法和研究方法几乎应用于自然科学的每一个领域，同时物理学也是近代高新技术的重要源泉。大学物理课程是理工科学生的必修课，在强调素质教育的今天，其功能不仅仅是一门为后续课程服务的基础课，也是培养和提高学生科学素质、思维能力、创新能力的主要途径。2007年，全国高中物理全面实施了新课程标准（以下简称新课标），与旧教材相比，高中物理新教材更强调科学探究方法及科学态度和科学精神的培养。学生基础知识的改变，对当前《大学物理》的教学产生了较大的影响，也给教师带来了新的压力和挑战。如何加快推进《大学物理》教学改革，在做好大学物理与高中物理知识顺利衔接的同时，仍然保持其生机与活力，从而达到提高教学质量的目的？笔者经过几年的教学探索，发现当前《大学物理》教学中存在若干问题，并提出了解决的思路。
二、大学物理与高中物理知识衔接中所面临的问题
（一）知识点重复性较大
新课标下的高中物理教材体系依然按照经典物理学的五大分支，即力学、热学、电磁学、光学、原子物理学为主线，大学物理同样也是以力学、热学、电磁学、光学、近代物理为主要框架。相对高中物理，大学物理只是在深度和广度上有了新的发展，分析工具由初等数学变为高等数学，但物理概念及规律没有太大变化。对于刚刚领到大学物理教材的大学低年级学生而言，从整体上感觉大学物理只是高中物理知识的重复，而没有显示出大学物理的独立性和实用性，难以激发学生学学物理的热情和兴趣，从而无法实现大学物理的教育功能。
（二）教师授课方式不同
高中物理新课标指出，中学生学习物理的目标为：学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势；学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题；了解科学与技术、经济和社会的互动作用，认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。在此目标指导下的高中物理教材图片丰富，实用例子甚多，且每章都有精彩的导入。高中物理由于教学内容少，课时多，所以教学进程相对较慢，任课教师为了吸引学生的注意力，启发学生思考，营造课堂的学习气氛，对于引入的每一个概念，都能通过演示实验、讲解小故事或者生活现象等方式进行形象解读，促进学生的理解和接受。长期下来，学生已经适应并习惯了高中教师的这种上课方式。而大学物理更加偏重于对物理理论的整体把握和更加严格的数学推导，在教学内容多、课时少、课堂教学信息量大的情况下，教师会通过复习上节内容来导入新课题，或者直接导入新课题进行讲解，很少有时间进行趣味性的导入。所以部分学生在进行大学物理学习时，会不适应大学教师的讲课方式，不知该如何进行大学物理的学习，显得很被动，比较迷茫。
（三）学生基础差异大
由于高中进行课程改革后.实行模块选修制，《物理（选修3-1）》和《物理（选修3-2）》是必选的，有些地区《物理（选修3-3）》《物理（选修3-4）》《物理（选修3-5）》要求只需选修两本，但是很多学校为了挤出更多时间，甚至只选其中一本，这样学生间高中物理知识基础差别就很大，大学教师在课堂上很难把握一个合适的进度，以符合所有学生的接受能力。例如：在讲解力学部分的动量守恒定律，在高中属于《物理（选修3-5）》，有些省份没有作为考试内容，所以部分学生根本没有动量的概念，而在大学物理教材是假定学生完全掌握动量一系列的知识的，直接通过牛顿第二定律的微分形式引入动量定理，无论教材例题还是课后作业，都很少有对概念的直接考查，相关题目难度较大。所以对于初学者来说，物理概念理解不透，因而在解决具体问题时不知从何处下手，结果导致慢慢失去物理学习的兴趣。
三、提高大学物理教学质量的对策
（一）上好绪论课
为了消除学生“大学物理只是在重复中学内容”的心理，教师在绪论课中除介绍该课程的发展史、地位、学习方法以外，一定要从内容、思维方式以及数学工具三方面强调高中物理和大学物理的不同。高中物理中，运动学部分的研究对象只局限于没有大小的物体，即质点的平动；动力学部分，只局限于恒力；电磁学部分只限于匀强场（包括电场和磁场）中的有关问题，而且重点还是在于对于力及研究对象运动状态的分析。而大学物理中的研究对象没有这些限制，任何运动、任何物体都可以，变力做功，电磁场更偏重于场性质的分析。大学物理不仅要讲“是这样”，更加要讲“为什么是这样”。例如：高中物理是直接给出质能方程E=mc2，通过一系列的例子说明质量和能量之间的相互转化，而在大学物理中则由物体质量和速度的关系，再通过动能定理引发新的动能概念，爱因斯坦对最后结果赋予物理意义，由此得出质能方程。在大学中，应用更多的是微积分知识，教师需要让学生理解微积分的物理含义，理解求导就是求一个变化率，而积分是求导的逆运算，是无限分割再求和的思想。还要引入矢量的概念，矢量的运算和标量有很大的不同，这也是学生容易出错的地方，进而自然引入矢量代数部分。为了吸引学生的注意力，教师在讲解矢积和标积时，可以让学生思考所学过的物理量中哪些属于矢积结果，哪些属于标积结果。良好的开端等于成功的一半，在绪论课上，明确大学物理与高中物理的区别和联系，克服学生对这门课程的轻视或者畏难两种极端情绪，对能否引起学生对该课程的兴趣和重视显得至关重要。
（二）教学方式的多样化
课堂活动是学生学习的重要途径，经过新课标教育的学生，主动思考能力有所提高，大学物理教学可以根据这一特点，脱离“填鸭式”的教学过程，转变为强调学习的过程，注重促进学生自主学习，提倡教学方式多样化。实践证明：采用启发式、互动式的教学方式已经成为现阶段吸引学生注意、提高大学物理教学质量的最为核心的策略。例如：在大学物理的学习过程中，学生往往对重要物理概念理解不透，在解决问题时还是采用中学的思维方式考虑问题，往往不得解而进入死胡同。因此，大学物理教师在引入知识点时，可采用高中物理的局限性作为切入点，这样既能复习原来的概念，又可以引发学生的思考，吸引注意力，从而提高课堂效率。以讲解功的概念为例：可以先回顾高中所学功的定义及可加性，告诉学生这就是功的定义和性质。进而提出如果F是个变力，而且物体的运动是任何轨迹时，那么这时功的表达形式又是什么样的？这时可以给学生几分钟的思考和讨论时间。有了前面关于冲量的讲解，大部分学生都能给出功的积分形式。而对于高中反复强调的知识点，像牛顿运动定律和带电粒子在电场和磁场中的运动等章节内容，教师无需再详细分析，完全可以提前一周安排学生到图书馆查找资料、做课件，让学生用一节课的时间在讲台上讲给全班同学，其他同学可以进行补充，之后教师再给予总结，使学生都能清楚了解所学内容。运用这些方式，教师既可以更好地掌握学生的学习情况，又能帮助学生加深对概念的理解，有效调动学生学习的主动性、积极性和参与意识，同时也有助于提高学生分析、解决实际问题的能力、自学能力和表达能力等。
（三）积极探索个体化教学
高中物理与大学物理是先行课与后续课的关系，大学物理教师应深入了解高中物理新课标的要求，在开课前对班级学生进行问卷调查，并针对了解到的实际情况，对教学组织作相应的调整。通过物理分层次教学活动，发现学生的潜能差异，通过多种途径的物理教学，激发个性学生的特长，达到培养学生实践能力和创新精神的目的。虽然变换教学组织形式，针对不同层次的学生进行分层次教学，可以解决因选修内容不同而造成的学生对知识把握情况不一样的问题。但在按专业、班级进行大班授课的情况下，分层次教学目前在笔者所在学校还在探索中。例如：针对大学物理某一部分内容，像热学，组织基础较差的学生在开课之前，在指定的时间内集中对其进行一定的学习指导，使学生在正式上课之前能够有一个补习的机会，以便顺利步入正轨。经过几年的探索，这种方式被证明是最简单易行的，并且能达到开课的目的。
四、总结
大学物理是培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要基础课。大学物理教学工作者应当充分了解高中物理的实际情况，做好大学物理与高中物理的衔接；改变传统的教学习惯和模式，适应新的教学实际；调整教学方法，激发学生的学习兴趣，转变学生的思维方式，使大学物理教学更加生动、有趣、实用，从而提高大学物理的教学质量，为后续课程的学习打下良好的基础。
作者：吴杰 单位：郑州轻工业学院物理与电子工程学院
参考文献：
[1]普通高中物理课程标准研制工作组.普通高中物理课程标准[M].北京:人民教育出版社,2007.
[2]马文蔚主编.物理学(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3]吴百诗.大学物理基础[M].北京:科学出版社,2007.
[4]物理课程教材研究开发中心.物理(必修3-1)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.
[5]物理课程教材研究开发中心.物理(必修3-2)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.
[6]物理课程教材研究开发中心.物理(必修3-3)第2版[M].北京:人民教育出版柱,2006.
[7]物理课程教材研究开发中心.物理(必修3-4)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.
第6篇：大学物理质点运动学范文
关键词：大学物理；专业结合；教学改革
作者简介：王娜（1982-），女，河北衡水人，天津城建大学理学院物理系，讲师；江越（1984-），男，河北邯郸人，天津城建大学理学院物理系，助教。（天津 300384）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）32-0148-02
大学物理是高等院校工科类学生的一门重要基础课，其作用是为学生后继专业课程的学习以及学生毕业后在工作和学习中进一步学习新理论、新知识、新技术奠定必要的物理基础。工科大学生们物理基础的厚薄将会影响他们日后的工作适应能力和发展后劲。[1]因此，如何提高学生学学物理的兴趣，发挥大学物理在专业课程学习以及今后工作中的知识储备作用，使之有效地为学生专业素养及学习能力的提高服务已成为广大物理教育者所面临的首要问题。探讨和摸索出一条大学物理教学与专业课程学习有效结合的新方法对实现教学过程的最优化具有极为积极的意义。
一、大学物理课程的教学现状
1.教学模式固定化，与专业脱节
大学物理作为一门基础课程，人们往往强调它的基础性，而忽视了不同专业学生对物理内容的不同需求。教学中按照多年来形成的固定模式，对不同专业的学生采用统一的教学大纲和同一个授课标准。同时，由于大学物理自身理论性较强，与专业课程结合不紧密，致使学生对物理课的学习经常感到枯燥无味，提升不了学学物理的兴趣，甚至出现大学物理“无用论”。
2.教学学时有限，教学内容广泛
“高等院校非物理类专业基础物理课程教学指导委员会”专门制定和了《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》。其中建议完成大学物理核心内容所需的最低学时数为126学时。实际情况是大多数非重点院校的培养计划增加了专业课的学时，将作为基础课的大学物理学时做了一系列调整，达不到126学时的最低标准。为了完成教学大纲规定的全部内容，教师往往照本宣科，很难对知识点的应用进行详细的剖析和展开。
3.考评方式相对单一
长久以来，大学物理的考核基本上是采用期末考试成绩为主，出勤率及课后作业完成情况为辅的方式。这种考核方式无法提高学生自主学习的兴趣，多数学生往往是处于考试压力之下被动学习，抱着60分万岁的想法，考前临时抱佛脚，只要过关就万事大吉。因此，单一的考评方式并不能真正反映一个学生对知识的掌握和应用程度。
二、教学改革的方向与途径
1.加强大学物理任课教师与专业教师的沟通交流[2]
目前，大学物理任课教师都只接受过系统的物理专业教育，对其他专业的知识了解程度还不够。因此，物理授课教师应深入专业院（系）进行调研，与专业课教师针对学科交叉知识点进行充分沟通交流，了解专业需求。教师平时要加强对与物理联系紧密的专业知识的学习，提高专业能力和知识水平。教学中做到心中有数，有针对性地授课，缩短学生与大学物理间的距离，使得学生不再畏惧物理课程。
2.归并教学方向，调整教学内容
由于学时的限制，在保证“必须、够用”为度的前提下，有必要根据不同专业的需求调整教学内容，压缩与专业相关度小的章节的学时，适当增加与专业衔接紧密章节的学时。在平时教学中突出重点，充分利用学生对专业知识的渴望来提高对物理的兴趣，从而增强学习物理的动力和信心，提高教学效果。
大学物理的教学内容涵盖了力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理五篇，各部分内容在不同专业中应用的类型和深度是有差异的。根据不同专业对物理知识的需求，形成几个主要教学方向：对力学知识要求较多的土木和机械类、对电磁学要求较多的计算机与电子信息类以及对热学知识要求较多的材料和热能类。在保证基本物理教学要求的前提下，根据以上几个教学方向对物理知识要求侧重点的不同，对教学内容进行调节。此外，对不同专业同一个教学内容的深度和教学方法也要有所区分，与专业课程衔接紧密的知识点要进行突出和引申。
3.当调整传统的考评方式，对学生的学习进行更综合的评价[3]
在传统的以期末成绩为主，以出勤率及课后作业完成情况为辅的评价方式的基础上，适当增加对课堂表现和课后知识应用等方面的考核。比如，让学生撰写一两篇物理知识在本专业中的应用或物理知识和本专业课程的关系等相关的学习体会或读书报告。鼓励学生自己搜集资料，增加学习的主动性。同时在文章的撰写过程中不仅可以加深学生对物理理论知识的理解，还能使学生对于物理与本专业的关系有更深层面的认识，改变他们对物理学习的茫然，消除无用的看法。
三、大学物理教学内容和教学方法改革实证
1.土木和机械类专业
土木和机械类专业与物理紧密相关的课程有“理论力学”、“结构力学”和“材料力学”等，涉及的知识点主要有：质点运动学、牛顿运动定律、功和能、冲量和动量、刚体定轴转动和机械振动等。教师在讲授时，除了讲授教材中的经典物理知识之外，重点讲授土木和机械类专业用到的物理知识。在知识与技能的运用上强调物理应用意识的培养，培养学生用物理知识解决实际问题的意识与能力。
但是，鉴于土木和机械类专业存在的局部差异，对此大类内的讲授侧重点也可以有所区分。例如：机械专业学生经常遇到飞轮、皮带轮、滑轮等的转动问题，需要较多的刚体知识。因此，在刚体定轴转动的教学中，无论是内容讲解还是习题设置，都应与专业应用相联系，让学生切实感受到学好大学物理与学好专业课是相辅相承、相互促进的关系。在大学物理教学中，阻尼振动和受迫振动是选讲内容，而对于土木类专业学生来讲，这部分内容在结构力学中计算刚架的频率和周期中有重要应用，应进行重点讲授。同时在传授知识的同时，对于土木类专业的学生更应注重力学的分析和计算方法，为他们后续的专业课程的学习提供有益的帮助。
2.计算机与电子信息类专业
计算机与电子信息类专业所开设的“电路分析”、“电磁场”、“电子技术”等课程与物理密切相关，相关知识点主要包括：静电场和稳恒电场、稳恒磁场、电磁感应、电磁场和电磁波等。
大学物理中的电磁场主要强调电磁场的描述、场与场源的相互作用、矢量场的基本规律，这些都是电子信息科学的理论基础。对计算机和电子信息类专业的学生应偏重于对电磁学的讲解及其相关科研新进展的介绍，以便增强学生对大学物理的认可程度，激发学学物理的兴趣，并在学习专业课之前培养出良好的状态。
电磁波是信息传播的重要手段，是电子信息类专业理论的重要基础知识，但是在以往大学物理教学中经常作为选讲内容，改革后应该将其列为重点。在讲解这部分知识的时候，利用多媒体或者模型演示向学生展示电磁的产生、传播过程，介绍产生的原理以及在现实生活中的应用，让学生感受到所学物理理论知识与工程实践及本专业的基础知识的联系，激发学生的积极性和主动性。
3.材料和热能类专业
材料和热能类专业开设“物理化学”、“材料物理性能”和“高分子物理”等课程与物理联系紧密，涉及到的知识点主要包括：平衡态、理想气体状态方程、功、热量、内能、定压热容、定容热容、热力学第一定律及应用、热力学第二定律、卡诺循环、可逆与不可逆过程等。因此，对材料和热能类专业学生教学应侧重于热学部分。
热学中的熵函数和熵增原理通常是选讲内容，一般仅作为介绍性知识，但是在材料和热能类专业中它的作用显得尤为重要，需要将内容做相应的扩充并结合专业中可能遇到的实例来讲授，为学生的“物理化学”等后续专业课的学习做好铺垫。另外，对材料类专业学生讲授大学物理时，还需要引入有关光学的近代部分，如：光子的能量问题。因为在设计材料时，经常需要考虑材料对光的适应能力。
四、结语
正确处理大学物理与专业课之间的关系，原则上既要保持物理学的整体性，又要兼顾到学生的不同专业特色。根据各专业培养目标和后续学科专业课的不同，将相关学科知识融入到大学物理教学中，有针对性地调整教学内容，为学生专业课的学习提供有益的帮助，实现基础物理教学与专业能力培养的有机结合，克服大学物理与其他专业课脱节的教学现状，进而提高学生的学习兴趣。从整体来讲，一方面物理教学培养了学生必备的物理能力和科学素养，具有其他课程无法替代的地位；另一方面在教学中增加物理在各专业中的应用，使学生能够学以致用，为后继专业课学习打下良好而坚实的基础。因此，该教学模式的建立，将不仅使学生终身受益，而且能够促进物理教学水平的不断推进与提高。
参考文献：
[1]吴百诗.大学物理基础[M].第1版.北京：科学出版社，2007.
第7篇：大学物理质点运动学范文
高等数学课程是以抽象思维为主的课程，学生感受到的都是一些抽象的文字、符号、公式等，可以说他们是通过教师的讲授和慢慢顺应走到了学生的认知结构之中。而大学物理课程，多数结论都来自于生活、来自于实验的结论，学生可以通过做大学物理实验和感受生活中的种种物理现象来获取物理知识。所以，学生在学学物理时，接触的不仅仅是一些抽象符号、公式、定理等，这些符号、公式、定理等都具有他们各自的物理意义，可以形象地描述出客观世界的真实景象。
二、民办高校中大学物理和高等数学教学的现状
1.教学内容各自为政，教学进度不匹配。由于民办高校中，大学物理课程的课时被一再地缩减，而高等数学课程的课时一直保持与公办二本院校一致，从而导致两门课程的进度很难合理匹配。大学物理课程需要在有限的96学时之内，甚至部分专业要求在64学时之内将力学、电磁学、光学、近代物理等知识全部讲完。在讲解过程中分别要用到高等数学课程中的矢量运算、极限知识及微积分等知识。但如果按照目前高等数学课程的教学大纲进行授课，其授课进度相对大学物理课程的授课进度要滞后很多，很难保证将物理课中所需的数学知识全部讲解完。从而导致学生由于没有掌握足够的数学公式和计算方法而做不出相应的物理题目。物理教师不仅要在有限时间内给学生讲解物理知识，还要花费大量时间去给学生讲解如何利用数学方法解决物理问题，从而导致物理教师教学难，学生学习物理难。2.学生缺乏对数学知识内涵的理解。目前我院高等数学课程的教学现状是，很多学生已学完极限、导数、积分知识，但并没有掌握这些知识的运用方法和知识的内涵。通过调查发现，虽然学生学习了多门数学课程，但问及课程的应用价值时，多数都回答不出来。由于对知识内涵的理解深度不够，从而导致学生不会在物理及后续专业课课堂上灵活地运用高等数学知识来解题。究其根源主要有两方面的原因：一方面，民办院校数学教师中绝大多数都是青年教师，仅个别几位是经验丰富的老教师，青年教师在教学中缺乏对知识深层次的理解，也很难讲出数学知识在实际生活和后续课程中的应用价值，所以传授给学生的深层次的知识少之甚少。另一方面，民办院校中青年教师教学任务量大，没有更多的时间出去参加培训和学习，听课的时间也有限，导致专业知识面相对较窄，缺乏将知识融会贯通运用的能力。青年教师仅能将大纲中所要求的知识，按部就班地传授给学生，不敢去多举一些数学和后续课程内容相衔接的例子，只限于讲解一些陈旧的例题，理论联系实际较少，从而导致学生很难将数学知识有机地与后续课程联系在一起。因此，每当在大学物理课堂上遇到数学问题时，多数学生感觉无从下手，提不起学学物理的兴趣，从而造成了大学物理课堂教学效果不显著。3.学生概念混淆现象颇多。在高等数学中，学生学习了矢量的运算法则，其在大学物理教学中的应用是非常广泛的。比如，可利用旋转矢量法求两个简谐振动的合成振动方程，可利用矢量的加法法则求电场强度、磁感应强度等重要的物理量。但很多学生搞不清标量和矢量的区别，在做题过程中，学生经常忘记矢量的方向，对矢量进行直接的加减运算，从而导致此类题目经常出错，出现此类错误的根本原因在于学生对矢量、标量概念的混淆。还有的学生搞不清定积分和不定积分有何不同。实际上，大学物理研究的问题都具有一定的初始条件和边界条件的，而定积分的上下限反映了这些条件。但不乏有些学生总是搞不清楚定积分和不定积分的区别，总有学生忘记带入边界条件，从而得不出一个具体的结果。
三、高等数学课程和大学物理课程内容融合策略
第8篇：大学物理质点运动学范文
关键词：工程力学 教学 创新
工程力学课程是面向近机类和非机类各专业研究工程构件共性问题的专业技术基础课，其目的在于使学生掌握变形体力学分析中最基本的概念、原理和方法及其在工程设计中的应用。通过课堂教学和实践环节训练，使学生掌握构件的受力、变形的基础理论，培养学生判断工程中强度、刚度和稳定性问题的能力。在全校的基础课程体系中，工程力学占有重要地位，是构成诸多后续课程的基础性支撑平台之一。与大学物理学或理论力学不同，它并不是以质点和刚体为研究对象，而是引入了变形体的概念，并引入了诸如微元体、应变、应力等贯穿后续力学课程的基本概念。同时，它还涉及对学生基本研究素质和能力的训练，如：将具体的、复杂的研究对象抽象化、理想化，并建立正确的物理模型和数学模型的能力等。它是众多力学课程中的一个转折点，对学生后续课程的学习和知识结构的完善影响很大。
一、存在的问题
在工程力学的发展过程中，由于自身的特点，具有一些对培养创新型人才不利的因素。由于力学学科的历史悠久，传统知识占的比重较大，课程的内容大多几代沿袭，知识陈旧、内容重复的问题更为突出，特别是计算技术已经对工程对象性态分析的方法产生巨大冲击，近年来虽对部分课程的教学内容进行了不同层次的改革，且增添了一些现代内容，但并不完善。因此，进行力学课程的综合改革势在必行。其二，力学学科既是基础学科又是技术学科，但由于长期以来受中国传统的重基础理论轻技术的思想支配，在力学的学习中重视的是对理论知识的掌握，学生的广义的工程素质培养不够。其三，现代力学的一般研究方法多为演绎法，反映在工程力学的教材与教学中，均是从已知的基本定律出发，进行理论分析，导出一些定理和推论，由此来对力学系统作出预示。这样，学生在学习中很少接触归纳法和发散性思维的训练，对学生创新思维的培养极为不利。为此，必须改革现有的教学内容和方法。
二、改革的探讨
1.优化教学内容
课程内容的体系结构与组织方式，是课程建设的重要组成部分。一个符合学生认识发展规律的课程体系和高效率的内容组织方式，对教师而言，是高水平教学效果的必要条件，对学生而言，是学生学习收益最大化的基本保证。本课程在教学内容方面着重于基本知识、基本理论和基本方法，在培养能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练，在教学内容安排上，要突出一条主线，即以力的平衡、变形的几何协调、力与变形间的物理关系的研究为分析研究工程力学问题的主线，贯穿全书，以利建立对力学的整体认识。在教学内容选取上，对传统的经典内容加以精选，删去传统教材中一些陈旧的和重复的内容，重新组织课程的教学内容。如静力学中传统教材中都是从平面汇交力系、平面力偶系到平面任意力系，最后到空间力系。每一种力系都反复简化、合成、平衡的过程很浪费学时。改革后我们可以直接从空间汇交力系、空间力偶系讲起，当把空间任意力系的平衡方程推导出后，其它力系的简化结果、平衡方程就迎刃而解了。在运动学、动力学中减少质点运动学和动力学的内容，通过贯通、融合和相互渗透，消除课程中的罗列现象，减少大学物理和工程力学两门课程之间的重叠内容，强化两门课程之间的有机衔接。在材料力学中按照构件变形的内力、应力、变形来讲既节省学时，又便于各种变形的同异处的比较。教学实践证明，新的教学内容和新的组织方式，不仅有利于提高课程的教学效率，而且有利于使学生学会如何寻找事物的内在联系，掌握工程力学课程的精华。
2.改进教学方法
转变教育观念，发展创新教育，就要建立教师起引导作用、学生起主导作用的启发式教学模式，在教学的各个环节中对学生全方位地进行创新思维训练，使学生具有触类旁通、自我开发新知识以及发现和解决问题的能力。在求解方法训练中，注重对学生应用与开发大型结构分析软件能力的培养。这样，以力学模型的建立和求解为核心，在向学生传授知识的同时，有效地进行创新思维训练，从同一力学模型出发，通过多角度、多形式、多层次的例题变换，构造点、线、面、体的立体思维网络，从而使学生学习方向明确，思维空间增加，最大限度地激发学生的创造潜力。
在课堂教学中，要善于提出问题，揭示矛盾，加强学生的联想能力、发散思维的能力，特别是培养学生发现问题的能力。结合工程力学课程的特点，可以这样提出问题、揭示矛盾：从简单问题引出复杂问题；从实验现象引出重要概念；从工程背景引出理论问题；从正问题引出反问题。在课堂讲授中淡化繁琐的数学推导与数字运算、强化定性分析，强化基于基本概念的直观判断，突出分析思路与分析方法。同时注重归纳思维方法。在讨论不同问题的个性（特点）时，突出共性的归纳。如不同基本变形应力分析方法的共性；静定问题与超静定问题的共性；不同材料物理模型下变形体力学分析的共性等。培养综合与扩散、求同与辨异等归纳思维方法。
加强课堂讨论，活跃课堂气氛。促进学生对于问题、模型、假设、结论等物理与几何意义及结论的正确性条件等的讨论与探究。每次课均精选有思考、讨论题，使学生参与互动，进一步深入理解并掌握基本概念、基本理论和基本方法，引导学生积极思维。
3．完善教学手段
传统的教学手段是一支粉笔、一块黑板，教师用这种方法讲课易于掌握讲课节奏，细节分析透彻，但也存在着明显的不足：这门课程结构图多，在传统的教学中画图要占用很多的课堂时间，图形效果也并不理想。多媒体教学轻易地就解决了这个教学问题。多媒体技术是当今现代教育技术有效的手段之一，它可以有效地增加课堂上的信息量，提高课堂信息传递的质量，所以多媒体教学是必不可少的。但又不能完全依赖多媒体教学。由于设备条件的限制，多媒体教学技术在提高教学效率的同时，也将教师局限在计算机附近，教师的神态、语调等不能充分展现，在一定程度上削弱了教学效果，既影响师生情感交流，又影响教学互动，不易达到最佳讲课效果。而传统的板书教学却可以弥补多媒体教学的不足，让教师充分展现授课的形体感染力，增强教学效果。因此应注重现代化教学手段与课程教学的整合，充分发挥多媒体形象具体直观、图文清晰规范、信息量大面宽的优势，又保留板书教学节奏可控、交流自如等特点，这样可发挥现代教育技术在提高教学效率、提高教学质量方面的重要作用，使课程教学广泛采用多媒体技术，在主要教学环节全面实现多媒体化。教学实践证明，利用电子教案进行课堂教学可提高教学效率，教师可以有更多的时间进行课堂讨论，实现启发式教学，从而提高效果。单独的传统教学手段很难做到这一点。多媒体教学有利于教师主观能动性的发挥，不同的教师可以上出不同风格的课。
结束语
工程力学课程是后续课程的重要基础课程之一，通过对本课程教学内容的整合、教学方法及教学手段的改革，大大提高了学生的理论水平和实践创新能力，有利于培养具有一定工程背景知识、宽广的力学知识、工程结构分析软件的应用和开发能力，以及掌握现代力学实验与测试技术的复合型人才。
参考文献：
第9篇：大学物理质点运动学范文
关键词：流体力学；多元化；课堂教学模式
作者简介：张明辉（1972-），女，河北沧州人，山东科技大学机械电子工程学院，副教授；陈庆光（1969-），男，山东临沂人，山东科技大学机械电子工程学院，教授。（山东 青岛 266590）
基金项目：本文系山东科技大学省级机械电子工程品牌专业建设项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0064-02
“流体力学”课程是我国高等院校工科各专业的一门主干专业基础课。该课程是联系前期“高等数学”、“理论力学”等基础课程和后续专业课程的桥梁和纽带，在学生能力培养和知识体系构建过程中起着“承上启下”的作用。[1]当前的“流体力学”主要以经典理论或实验内容为主，教材中包含大量的计算公式及理论推导，这就要求学生具备一定的高等数学知识及较高的综合分析和处理问题能力。但由于大多工科学生数学知识相对薄弱，再加上学生自主学习的能力较差，导致教师难教、学生厌学成为较普遍的现象。如何提高学生的学习兴趣，让学生正确理解和掌握流体力学知识，使“流体力学”课程的教学水平迈上一个新台阶，是教育工作者的责任和使命。许多文献[2][3]为了提高流体力学的教学效果，在课堂教学模式、教学手段、实验教学等方面进行了探讨和研究。通过多年来在“流体力学”教学中的若干思考和实践，笔者提出了构建多元化教学模式的教学理念，即将启发式教学、对比分析法教学贯穿课堂教学中，以加深学生对理论知识的感性认识。同时，为了适应个性化发展和高素质教育，培养学生创新能力，在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时，还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。另外，为了提高教学效果，课堂教学中还运用多媒体技术作为辅助教学手段，工程图片、计算机动画和视频素材等各种教育信息使得教学更加生动、直观和多样化，开阔了学生的视野，激发了学习兴趣。
一、启发式教学模式
启发式教学就是让学生充分运用他们拥有的知识和能力去正确比较、分析、综合、判断、概括、归纳和解决问题，探索结论。一方面可以使学生开动脑筋，积极思维，另一方面也能够开发学生的智力，培养学生的能力。笔者在教学过程中将启发式教学贯穿始终。例如，流体微团运动分析是流体力学中的一个难点问题，很多学生对微团运动过程中发生的角变形很困惑。为了让学生更好地理解角变形的原因，笔者将矩形流体微团四个角点的速度全部写出，如图1所示。然后分别用红笔标出C、D点和A、B两点X方向速度的第三项，让学生观察两者的差别，学生很快发现D点比C点、A点比B点在X方向的速度大，这势必产生一个与垂直方向的夹角。接着，笔者又用蓝色笔标出，C、B点和D、A两点Y方向速度的第二项，让学生观察两者的差别，学生很快发现B点比C点、A点比D点在Y方向的速度大，这势必产生一个与水平方向的夹角。这样，学生很自然就画出了流体微团的角变形图，如图2所示。最后，笔者又把问题引申到三维，让学生写出其他两个方向上的角变形公式。这样学生在学习过程中，在理解和接受理论知识的基础上，学会了发现、解决和总结。除了在分析问题时采用启发式教学外，也可以启发学生对所学的概念、理论、公式进行对比，在加深理解的同时找出它们的内在联系和区别。譬如，在推导伯努利积分方程时先让学生回忆流体静力学基本方程。这样学生很快发现两者之间仅相差动能项。从而明白在流体静力学中满足势能守恒，而在动力学中转换为机械能守恒。通过对比分析，学生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意义，也对静力学基本方程加深了印象。
二、对比分析法教学
由于“流体力学”课程涉及的知识比较广，如材料力学、大学物理、线性代数、工程热力学、高等数学等多学科的知识，再加上“流体力学”比较抽象，理解起来相当困难。在教学中“流体力学”这门课教师难教，学生难学。为了便于学生掌握流体力学的概念和基本原理，在讲授流体力学知识时，笔者经常采用对比分析教学法，让学生通过思考与对比增强所学知识的连贯性，提高学习效果。由于流体力学是力学的分支，因此力学的定律也适用流体力学，但流体的特性决定了流体力学在与固体力学有千丝万缕联系的同时，又有它独有的一些特性。所以，笔者在授课时会让学生先回忆相关的固体力学知识，再将固体力学定律引申到流体力学当中，让学生轻松地理解和掌握流体力学中的概念和原理。例如在讲授流体静平衡微分方程这一章节时，笔者就会问学生：在理论力学中，如果物体处于平衡状态应满足什么样的条件？学生很自然地想到要所有的合外力为零。然后笔者又会引导学生流体力学的研究对象为流体质点，而流体质点在空间上是很小的，需要对微元体建立平衡方程。换句话说就是微元体要保持平衡，其所受的合外力也需要为零，由此就可得到流体静平衡微分方程。这样静平衡微分方程的物理意义就很直观地展现在学生面前。除了将流体力学和固体力学进行对比分析外，笔者还会将流体力学中的一些概念通过列表的方式进行对比，让学生了解这些概念的异同点。比如，笔者在讲到流体运动学这一章节时讲解两种描述流体运动的方法，就给出了表1。学生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和欧拉法各自的特点。通过对比分析法不但有助于学生理解和掌握流体力学知识，还能让学生将所学知识融会贯通，提高分析问题、解决问题的能力。
三、多层次多视角分析问题
现代教育观念认为，高等教育应当融知识的传授和能力的培养于一体。[4]为了适应个性化发展和高素质教育，培养学生创新能力，在引导他们熟练掌握基本分析方法的同时，还要教会学生多视角、多层次的分析问题和解决问题。为此，笔者除了讲授基本方程、基本定理的推导，还会将问题进一步深化、演绎，将枯燥乏味的理论知识点进行归纳整合，建立学生的哲学思维观。例如，在学习静止流体对平面的总压力这一节时要求学生能够计算总压力大小、方向和作用位置。讲授首先从求解矩形水平面的总压力入手，再延伸到求解矩形垂直面总压力，再到求解矩形斜平面总压力，最后求解任意平面的总压力，如图3所示。这种层层剥茧的讲授让学生不知不觉中掌握了求解总压力的方法和技巧。逐层分析的方法教会了学生如何将一个复杂问题分解，然后再借助已有的知识进行求解，达到触类旁通的效果。同时，为了让学生更加深入、全面地了解平面所受的静压力，讲授时又分别采用了解析法和压力图法进行求解。通过这一章节的学习，学生明白了解决许多工程问题可以从多个侧面、多个视角分析，尽管采用的方法和理论不尽相同，但都可以获得正确的结果，殊途同归，增强了创新意识。
除了在教学过程中改变传统的教学方法，构建多元化的课堂教学模式以外，为了提高教学效果，运用多媒体技术为基础的立体化辅助教学手段也非常重要。随着计算机技术的发展，工程实际图片、动画和视频素材使各种教育信息的表达更加生动、直观和多样化，能很好地刺激学生的感官，激发学生学习的兴趣，开阔学生的视野，可以收到纯板书教学所无法达到的效果。因此，“流体力学”教学过程中对于难以理解的概念，如势流与旋流、流线与迹线的概念、流场的演示、流态的判别和波的传播、边界层的形成等内容均利用计算机动画给学生进行演示，起到了画龙点睛的作用。
四、结束语
多元化课堂教学模式是一个先进的教学理念。本文提出的启发式教学、对比分析和多视角教学模式将原本抽象的概念、复杂的理论推导直观地展现在学生面前，让学生在分析比较与思考中学会将固体力学遵循的原理定律融会贯通到流体力学中，寻求概念之间、知识点之间和章节之间内在的关联性，举一反三，把原本杂乱的概念形成清晰的知识体系。这种多元化的教学模式在很大程度上提高了学生的学习兴趣和学习积极性，培养了学生分析、解决工程实际问题的能力，改善了教学效果。
参考文献：
[1]王发辉，桑俊勇，等.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].中国电力教育，2009，（12）：102-103.
[2]孙恒，朱鸿梅，舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育，2011，（5）：81-82.
