《大学物理》力学教学探索.pdfVIP

2012年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集 25 《大学物理》力学教学探索 赵世峰 (内蒙古大学物理科学与技术学院，内蒙古自治区呼和浩特010021) 摘要 本文根据大学物理教学中刚体力学与质点力学可类比性。探索了在大学物理教 学中，将刚体力学的内容融入到质点力学部分进行讲授，通过这样的教学探索． 一方面可以克服以往教学中质点力学与刚体力学的衔接问题，同时能够将质点 力学的概念、规律等直接推广到刚体的定轴转动中．教学实践表明，通过直接 推广、类比教学加强了学生对物理概念和规律的理解和认识，掌握了科学的研 究和分析方法．同时也为大学物理教材改革提供一个可供参考的思路． 关键词大学物理；教学；质点力学；刚体力学 大学物理是高等学校理工科学生的必修课程，能够实现对理工科学生的思维方式和科学分析 方法的锻炼与提高．然而，大学物理课程的内容多、理论性强，因此，要学好大学物理，不仅需 要具备良好的数学基础和解题能力，更需要对物理概念的建立和理解，对物理规律的认识和掌 握．对于普通的理工科学生而言，内容繁杂的大学物理所涉及的知识面很广、难度较大、物理概 念和规律抽象、公式繁琐．因此，长期以来，在大学物理教学中教师的教和学生的学都面临很大 的困难．尤其是大学物理的教学课时被不断压缩，更加增加了教和学的难度．这样，如何提高教 学效率和学生学习兴趣度的问题就成为一个非常重要的议题，是大学物理教学中应该去努力探索 的方向． 事实上，把合适的教学方法和教学安排应用到大学物理教学中，能够调动学生学习的主动性 和积极性，并提高教学效率，从而提高教学质量．力学是大学物理教学部分非常重要的部分，而 在以往的教学中，学生对于质点力学部分比较容易接受，但对于刚体的定轴转动部分，认为较难 理解．本文以刚体的定轴转动【1．2J为例，探索了在大学物理力学部分的教学安排和教学方法． 1 刚体的定轴转动与质点力学的可类比性 of 类比法(Methodanalogy)也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以 推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法．其结论必须由实验来检验，类比对象间共有 的属性越多，则类比结论的可靠性越大．当接触一些新鲜事物或规律时，对其性质尚未完全认清 或者对其规律的理解不甚明了时可以借助于类比的方法达到启发思路、提供线索、探索规律的作 用．比如德布罗意将实物粒子与光学粒子类比提出了波粒二象性；库仑借鉴了万有引力理论，模 仿万有引力的大小与两物体的质量成正比的关系，得到了库仑定律．这些事例表明类比在认识新 事物、提出新结论、解决实际问题等方面具有十分重要的作用．当然，类比在大学物理教学中， 同样起着重要的作用．通过类比的方法可以将一些比较抽象难懂的物理概念和规律与已经熟知的 或者一些形象和生动的例子进行类比，从而更容易让学生掌握提高学习效率．实际上在大学物理 内容上有很多可以类比的内容．尤其是在力学中，刚体力学的概念和规律绝大部分都可以纳入到 质点力学内容部分进行类比，正如表l所示： 2012年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集 表1 质点力学与刚体定轴转动概念和物理规律的类比 类 别 质点力学 刚体定轴转动 研究对象 质点 刚体 研究对象的固有属性 质量(肘) 定轴转动惯量(D 位置的描述 位移(，) 角位移(口) 概念 速度(v--drlm) 角速度(∞-d训r) 运动状态的描述 动量p(聊) 角动量L(J幻)