大學物理質點運動學精選(九篇)
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第1篇：大學物理質點運動學范文
【關鍵詞】大學物理；工程力學；教學結合
0 引言
當今大學生通常要完成幾十門課程學習。對應用型本科高校的學生來說，課程大致分為四大類：通識課、專業(yè)基礎課、專業(yè)課以及實訓課。各課程構成一個完整的體系，在將來的職業(yè)生涯和人生中均占有極及重要的地位。課程間相互聯(lián)系、相互依賴這是非常常見的。大學物理和工程力學是我院機械類、土木類專業(yè)的兩門重要課程，大學物理為通識課，工程力學為專業(yè)基礎課。處理好通識課與專業(yè)基礎課教學中的結合問題，是解決當前應用型本科處理理論課程課時緊與實訓課時需增加的這一矛盾的當務之急，在提高學生學習興趣方面也可起到積極作用。
1 兩課程間的聯(lián)系與區(qū)別
大學物理與工程力學的主要區(qū)別體現(xiàn)在性質、任務、研究對象方面；聯(lián)系體現(xiàn)在數(shù)學工具的運用及內容重復方面。
1.1 大學物理與工程力學課程的區(qū)別
大學物理課為通識課，即基礎課，主要是工科類、農(nóng)學類、醫(yī)學類學生學習。課程研究對象廣泛，包括物質世界的基本規(guī)律、基本原理，涉及力、聲、光、電、磁、熱、原子物理等多個領域，該課程是許多自然科學、工程技術、新技術的基礎。它的目的和任務是：通過學習，學生對物理概念、物理規(guī)律、物理原理有全面認識，了解物理學的前沿、了解物理學在新技術中的應用；使學生的運算能力、抽象思維能力、創(chuàng)新能力得到嚴格的訓練；培養(yǎng)學生的以科學思想，用科學方法去分析和處理問題的能力。
工程力學為工科類學生的專業(yè)基礎課。主要包括理論力學（靜力學、運動學、動力學）和材料力學，以研究機械運動規(guī)律和構件承載能力為主。該課程理論性強但研究對象與后續(xù)專業(yè)課程、工程實際聯(lián)系緊密。課程開設的目的和任務是使學生掌握物體機械運動的基本規(guī)律及其研究方法，初步學會用這些規(guī)律和方法分析、解決工程中簡單力學問題，并為后續(xù)專業(yè)課的拓展及實際工作處理力學問題奠定堅實理論基礎。
1.2 大學物理與工程力學課程的聯(lián)系
從課程內容來講，力學為大學物理課程中一個重要組成部分。兩門課程在內容上有許多重疊和類同之處，可以說工程力學是從物理學中分離出來的一門內容更詳細、與工程技術更接近的課程。它將物理學中的力學部分進行了擴展。
此外，兩門課程的聯(lián)系在于處理問題的科學思想、科學方法。建立理想化模型，抓住問題的主要矛盾在兩門課程中反復體現(xiàn)。同時，數(shù)學知識的應用，比如向量的運算、微積分的應用是兩門課程在問題處理方法上的最大共同之處。
2 兩課程教學結合的關鍵
目前，應用型本科院校對學生的實踐能力培養(yǎng)日益重視，實踐課時在不斷加大，理論課學時不斷縮減。在實施大學物理與工程力學兩課程的教學過程中，應揣摩兩課程的特點，堅持有效的教學結合原則。
2.1 正確處理課程內容銜接問題
兩門課程中存在不少重復的內容。以馬文蔚的《物理學教程》和謝幫華的《工程力學》為例[1-2]，工程力學中的靜力學部分，重復內容包括：摩擦定律、力矩、空間力系平衡方程、重心的坐標公式；材料力學重復內容包括：應力、剪切變形、受迫振動；運動學部分重復包括：點的運動、剛體的基本運動、運動的合成；動力學部分包括：質點運動微分方程、剛體繞定軸轉動的微分方程、功和功率、動能定理、動量定理、動量矩定理、慣性系（慣性系、非慣性系、科里奧利力、慣性力、非慣性系中的動力學方程）、轉動慣量。共18處重復。其中應力、剪切變形這兩個概念僅在大學物理機械波傳播速度與介質的關系這一部分提到，其余部分內容在兩門課程基本都有完整的闡述。
因此，兩門課程的授課老師應對相應的重復點熟悉，做到不浪費課時、也不漏講內容。同時，大學物理具有基礎性，且很多內容相對容易理解，應堅持大學物理的主體地位原則。這樣，一些大學物理教學大綱要求詳講的內容，工程力學課可以略講或直接刪減，如摩擦定律、力矩、空間力系平衡方程、點的運動、剛體的運動、運動微分方程、剛體繞定軸轉動的微分方程、功和功率、動能定理、動量定理、角動量定理、轉動慣量這11個內容均為大學物理大綱中的必學內容，工程力學課中可略講或不講；而相對運動、慣性系、質心運動定理（重心的坐標公式）這3大內容在大學物理大綱中定為選學內容而又是工程力學必不可少的內容。大學物理老師可補充進行講解或明示學生該內容的重要性，而不是按照大綱機械地刪掉。另外，應力、剪切變形這2個內容在大學物理課程中提及，受迫振動只講特殊情況的部分，大學物理老師也應讓學生明白這些內容在后續(xù)課程的重要地位。
2.2 正確處理科學思想、科學方法銜接問題
大學物理研究物理規(guī)律、物理定理時，建立理想化模型是常用的研究方法。如質點模型、彈簧振子模型、理想氣體分子模型、電荷元模型、電流元模型，這種抓住事物主要矛盾的做法正是辯證唯物主義方法論的具體體現(xiàn)。類似的建模思想在工程力學中有剛體、理想變形固體等多種力學模型。倘若沒有科學的方法，問題的分析將變得復雜甚至無法解決。教師應進行類比，將這種各領域研究問題方法上的類比滲透于教學過程中。
在具體問題的計算過程中，高等數(shù)學微積分、矢量的運算法則均有廣泛運用。這基本貫穿了整個大學物理和工程力學的課程內容。若在教學過程中，教師有意識的將數(shù)學工具的應用推廣到別的領域，將處理方法進行類比。這必將會減輕另一課程的教學和學習負擔，使學生的思維能力、科學方法的應用能力進入新的平臺。
3 結語
課程間的教學結合問題，是教育者應加重視的問題之一。合理處理大學物理與工程力學課程中的重疊、類同內容，適當進行類比教學，有利用提高課時利用率、提高學生學習積極性，更能滿足當前高校教育培養(yǎng)應用型人才的需要。這一問題的有效實施，需要教師研究教材，相互探討，不斷試驗，檢查效果，及時總結，不斷完善。
【參考文獻】
第2篇：大學物理質點運動學范文
關鍵詞 坐標系；大學物理；運動學
中圖分類號O4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）90-0162-02
微積分有著廣泛而重要的應用。用微積分求解物理有關問題，是大學物理教學的重點和難點，不易理解和掌握1。但對剛剛開始學習運動學部分的大一新生而言，最困難的不是微積分本身，而是如何選用坐標系來簡化微積分運算的問題。一般而言，一個運動學問題可以用多個坐標系來求解，但選擇不同坐標系求解同一運動學問題時，所得到的軌跡方程存在著巨大的差別。
軌跡方程越簡單，對其進行求導（求速度和加速度）運算就越簡單，列出簡單軌跡方程的坐標系就比較適合用來求解這類運動學問題。
可以這么說，在運動學中不同的坐標系適合用來解決不同類型的運動學問題，具體而言就是：直角坐標系比較適合用來求解直線運動問題和軌跡方程為一次函數(shù)的曲線運動問題；極坐標系比較適合用來求解軌跡方程無法確定的曲線運動問題；自然坐標系比較適合用來求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運動問題。
下面對提出上述論點的理由和依據(jù)進行詳細論述。
1 求解直線運動問題時，直角坐標系比較占優(yōu)勢
當物體運動的軌跡為直線時，直角坐標系列出的方程一般比較簡單，如y=ax+b；極坐標系和自然坐標系列出的方程是由直角坐標方程轉換而來，轉換而來的方程又比原來的直角坐標方程復雜一些。
現(xiàn)將直角坐標系、極坐標系和自然坐標系對直線軌跡的描述列表如下：
如表1所示，當運動軌跡為直線時，直角坐標方程非常簡單，極坐標方程和自然坐標方程比較相似，比直角坐標方程要復雜得多。
一般來說，方程越簡單，對其求一階導數(shù)（求速度）和二階導數(shù)（求加速度）的過程就越簡單，對比較簡單的直角坐標方程進行求導，無疑要比對極坐標方程和自然坐標方程的求導簡單的多。也就是說，運動軌跡為直線的運動學問題，使用直角坐標系求解比較占據(jù)優(yōu)勢。
2 解決曲線運動問題時，直角坐標系、極坐標系和自然坐標系各有所長
曲線運動的種類有很多，大致可以分為：軌跡為一次函數(shù)的曲線運動、軌跡為二次函數(shù)的曲線運動和無法確定軌跡函數(shù)的曲線運動3類。直角坐標系、極坐標系和自然坐標系在求解這3類運動學問題時，需要列出的計算公式和有效計算步驟也不盡相同。
下面對什么坐標系適合求解什么曲線運動問題展開詳細論述。
2.1求解軌跡方程為一次函數(shù)的曲線運動時，直角坐標系比較占優(yōu)勢
當物體曲線運動的軌跡為一次函數(shù)時，直角坐標系列出的方程一般比較簡單，如：y=sinx，y=cosx。
而要將這些直角坐標函數(shù)轉換為極坐標函數(shù)和自然坐標函數(shù)，一般是比較困難的。相當于這種困難而言，對直角坐標函數(shù)進行一次求導（求速度）和二次求導（求加速度）并不復雜。這種強烈的反差顯示，當曲線軌跡方程為一次函數(shù)的運動學問題時，使用直角坐標系求解比較占優(yōu)勢。
2.2求解軌跡方程無法確定的曲線運動問題時，極坐標系比較占優(yōu)勢
有些曲線運動問題中沒有給出明確的軌跡的方程，求解這類運動學問題可以用極坐標系和直角坐標系，一般不使用自然坐標系，因為自然坐標系求解運動學問題時一般需要明確的軌跡方程。
這類運動中物體所受的力一般都是有心力，而求解質點受有心力作用而運動的問題時，用平面極坐標系就比用直角坐標系方便的多2。
下面分別使用直角坐標系和極坐標系，對一個軌跡方程無法確定的曲線運動的進行分析，在分析的基礎上對求解過程的復雜程度進行比較。
例1、如圖，已知速度v在i軸的分量為，j軸的分量為，求沿i、j軸的加速度。
對這道例題分別用直角坐標系和極坐標系，求解其速度?，F(xiàn)將解題步驟列表如下：
直角坐標系 極坐標系
如表2所示，極坐標系求解速度是，只有2個計算，有效計算步驟4步；直角坐標系求解速度時，有6個計算，有效計算步驟10步。
經(jīng)過對比，可以看出極坐標系在求解速度上優(yōu)勢明顯，如果在進一步求導（求加速度）的話，極坐標方程求導難度不大，而直角坐標方程求導的難度卻大大增加了，極坐標系求解該運動學問題的優(yōu)勢將繼續(xù)增大。也就是說，極坐標系更適合用來求解軌跡方程不確定的曲線運動問題。
2.3求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運動問題時，自然坐標系比較占優(yōu)勢
當物體曲線運動的軌跡為二次函數(shù)時，特別是運動軌跡為圓錐曲線時，直角坐標系列出的軌跡方程一般比較復雜，如：、、等，而極坐標系對圓錐曲線的描述為，當e1時曲線為雙極線 。如果參數(shù)e和p容易獲取的話，對極坐標方程式求一階導數(shù)和二階導數(shù)的過程，要比對直角坐標方程式求一階導數(shù)和二階導數(shù)的過程簡單得多。
因此、當物體曲線運動的軌跡方程為二次函數(shù)，特別是軌跡方程為圓錐曲線時，比較適合使用極坐標系或自然坐標系求解。求解這類問題，自然坐標系又要略強于極坐標系。
下面分別使用自然坐標系和極坐標系對一個軌跡為橢圓曲線的例子進行分析，寫出解題過程，并對解題過程進行詳細比較。
例2：質點沿著半徑為r的圓周運動，其加速度矢量與速度矢量間夾角保持不變。求質點的速度隨時間而變化的規(guī)律。已知初速度為。
對這道例題分別用極坐標系和自然坐標系，求解其初速度?，F(xiàn)將解題步驟列表如下：
如表3所示，雖然極坐標系和自然坐標系都能夠順利求解，但自然坐標系的求解過程比極坐標系的求解過程要簡單很多。也就是說，在同樣能夠順利求解的情況下，自然坐標系能更好的求解這類問題。
因此，求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運動學問題時，特別是求解軌跡方程為圓錐曲線的運動學問題時，自然坐標系比較占優(yōu)勢。
綜上所述，直角坐標系、極坐標系和自然坐標系在求解運動學問題時，各有各的優(yōu)勢。
具體而言就是：求解直線運動問題時，直角坐標系比較占優(yōu)勢；求解軌跡方程為一次函數(shù)的曲線運動，直角坐標系比較占優(yōu)勢；求解軌跡方程無法確定的曲線運動問題時，極坐標系比較占優(yōu)勢；求解軌跡方程為二次函數(shù)的曲線運動問題時，自然坐標系比較占優(yōu)勢。雖然在總結這些規(guī)律的過程中難免有疏漏之處，但這些規(guī)律還是能夠大致反映各個坐標系的特點的。在課堂教學中將這些規(guī)律傳授給學生，對提高學生的解題能力很有幫助。
參考文獻
[1]梁小佳.微積分在大學物理中的應用探究[J].甘肅高師學報，2010，2：78.
第3篇：大學物理質點運動學范文
【關鍵詞】分析力學；自由度；約束；教學
0 引言
在大學物理的教學中，“自由度”是一個重要的概念。由于物理學專業(yè)課的設置中并沒有分析力學，僅在理論力學中做了簡單介紹，學生對分析力學的一些概念比較模糊，造成對自由度的理解并不全面， 甚至錯誤。自由度的準確定義為：“系統(tǒng)廣義坐標的獨立變分的數(shù)目[1]”，或者“質系獨立虛位移的數(shù)目[2]”。本文將在介紹一些必要的分析力學概念的基礎上，討論力學系統(tǒng)的自由度判定，以期能在大學物理教學中起到幫助作用。
1 完整約束和非完整約束
約束指事先加在系統(tǒng)點的位置和速度上的，幾何的或者運動學特性的限制。受到約束的系統(tǒng)稱為非自由系統(tǒng)，不受約束的系統(tǒng)稱為自由系統(tǒng)。按照約束的特征可將約束分為完整約束和非完整約束，定常約束與非定常約束等。這里我們僅討論完整約束與非完整約束。
幾何約束和可積分的微分約束稱為完整約束，不可積分的微分約束為非完整約束。受完整約束的系統(tǒng)稱為完整力學系統(tǒng)，受非完整約束的系統(tǒng)稱為非完整力學系統(tǒng)。
2 廣義坐標和虛位移
廣義坐標通常用qj表示，指確定系統(tǒng)位形的獨立參量。廣義坐標比笛卡爾直角坐標更廣泛，因為直角坐標在確定系統(tǒng)的位形時，坐標之間存在約束關系，不是獨立的。
虛位移指在給定的時刻為加在點上的約束所允許的所有假想的無限小位移。如果點的矢徑記作ri，則虛位移記作δri或者δxiδyiδzi。有時廣義坐標的變分δqi也叫做虛位移。
從廣義坐標的定義知道廣義坐標是相互獨立的，但是其變分卻不一定獨立，與其所受約束有關，這一點最早由Hertz發(fā)現(xiàn)，因此約束和力學系統(tǒng)分為了完整和非完整兩類。
3 力學系統(tǒng)自由度
3.1 完整系統(tǒng)的自由度
由此可得，對于非完整約束系統(tǒng)，獨立廣義坐標的個數(shù)與獨立廣義坐標變分的個數(shù)不相等。在判定非完整系統(tǒng)自由度的時候只能由其獨立變分個數(shù)確定。
4 總結
大學物理中自由度是一個經(jīng)常遇到的概念。本文通過介紹完整約束和非完整約束、廣義坐標、虛位移等分析力學基本概念，明晰了約束通過對系統(tǒng)質點位置和速度的限制，從而使系統(tǒng)的自由度變化，并進一步明確了自由度的定義。希望在教學中對于學生對自由度的認識有所幫助。
【參考文獻】
第4篇：大學物理質點運動學范文
關鍵詞：理論力學；教學內容；教學方法；教學改革；能力培養(yǎng)
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0122-02
《理論力學》是研究物體機械運動一般規(guī)律的科學，是普通高校理工科專業(yè)如機械設計制造及其自動化、土木建筑工程、車輛工程等專業(yè)必須開設的一門重要的技術基礎課，在后續(xù)的專業(yè)課程學習中起著承前啟后的作用。其課程特點是理論性和抽象性極強，解題方法極具靈活性和多樣性。學生在學習過程中，對于課堂所講內容不太容易理解和接受，在做習題的時候，常常感到比較吃力。這些情況極大地降低了學生學習《理論力學》的積極性。
近年來隨著普通高校的擴招，導致生源質量的參差不齊，學生學習的積極性、學習能力和創(chuàng)新能力正在下降，尤其對于普通二本院校來說，這種情況更加明顯。主要表現(xiàn)在：①一些本來學習積極性就不高的學生，當感覺聽不懂的時候干脆就放棄了；②為了應付老師的檢查和平時成績的考核，課后作業(yè)抄襲完成，到真正考試時成績仍然不理想；③學生的學習能力有限，對于所學的知識，感覺內容繁雜，理不出頭緒；④平時學習目的不明確，對于知識點掌握不牢，考試時靠突擊過關，其實根本沒有做到對知識的理解和掌握。因此，對《理論力學》進行教學改革，提高教學質量，培養(yǎng)學生的學習興趣，以便獲得良好的教學效果，一直是任課教師面臨的現(xiàn)實問題。本文結合筆者近幾年的教學經(jīng)驗，對普通二本院校理工科專業(yè)開設的《理論力學》課程的教學改革進行了探討。
一、教學內容的改革
1.緒論部分。緒論部分包含了《理論力學》的研究對象和研究內容、研究方法和學習理論力學的目的三部分內容。這部分內容的講解效果直接決定了學生對本門課的基本認識和將來的學習態(tài)度。因此，在緒論的講解過程中，應針對學生所學的專業(yè)，適當引入一些與其專業(yè)相關的工程實例，并結合這些工程實例激發(fā)學生學習興趣的同時也讓他們認識該課程在后續(xù)專業(yè)課程的學習以及在未來工作中的重要性。例如，對于土木類專業(yè)的學生，可以引入陽臺的固定端約束、桁架的應用等工程實例。而對于機械類專業(yè)的學生，可以引入曲柄連桿機構、振動頻率分析等一些常見的工程實例。
2.靜力學部分。靜力學主要研究的是受力物體平衡時作用力應滿足的條件，同時也研究物體的受力分析和力系的等效替換和簡化等。簡單總結，這部分內容的研究對象就是“力”。針對靜力學中與《大學物理》重復的內容，如物體的受力分析、二力平衡條件和力的平行四邊形法則等內容可以略講或直接給出結論。而對于新介紹的一些與工程實際緊密聯(lián)系的約束類型、力系的等效替換和簡化以及各種力系的平衡條件等則要重點講解。例如，針對機械類專業(yè)的學生，可以介紹一些工程實際中常用的圓柱鉸鏈、徑向軸承、止推軸承等約束的受力分析和通過列平衡方程進行約束力求解。而對于土木類專業(yè)的學生，則可以討論一些與建筑結構相關的約束，如橋梁和樓板的靜力平衡計算以及桁架結構的內力計算等，尤其是桁架的內力計算為將來《結構力學》的學習也打下了基礎。
3.運動學部分。運動學部分只是單純從幾何的角度來研究物體的運動，而不考慮引起物體運動的物理原因。因此，這部分內容的研究對象就是“運動”。運動學中與《大學物理》重復的內容如點的運動學和剛體的簡單運動等可以簡略地講，重點應放在點的合成運動和剛體的平面運動上。其中在點的合成運動中，首先應注重培養(yǎng)學生掌握在不同參考系下，進行點的運動軌跡分析的能力，然后以此為基礎進行速度和加速度的分析。而對于剛體平面運動的知識，應注重剛體平面運動最終簡化為平面圖形在其自身平面內運動的推導，讓學生理解和掌握體的運動如何簡化為面的運動這樣一個思維的轉變。
4.動力學部分。動力學部分研究的是受力物體的運動與作用力之間的關系，也就是說這部分的研究內容是“力+運動”。該部分內容的質點動力學方程、動量定理等在《大學物理》甚至于高中物理中都已經(jīng)有過介紹，這部分內容可以略講。而對于質心運動定理、質點系相對于質心的動量矩定理、動能定理以及普遍定理的綜合應用可詳細講解。達朗貝爾原理和虛位移原理屬于分析力學的范疇，提示學生達朗貝爾原理提供了一種求解動力學問題的新思路即將動力學問題在求解形式上轉化為靜力平衡方程來求解，而虛位移原理則是應用功的概念來求解靜力學問題。
二、教學方法和教學手段的改革
在傳統(tǒng)的教學模式中，教師一直處于主動地位，負責把知識傳授給學生，學生只是被動地接受所學的知識。而按照高等學校創(chuàng)新與應用型人才培養(yǎng)的要求，不能讓學生成為“復印機”，一遍遍地復制老師所講的知識，自己不主動動腦思考為什么會出現(xiàn)這樣的結果，怎么得到的結果，而應注重對學生能力的培養(yǎng)。因此，教師在教學過程中應采用一些方法來積極引導和鼓勵學生作為學習知識的主體，激勵他們主動去思考問題、解決問題，以此來提高他們學習知識的主動性和解決問題的能力?？梢圆捎萌缦路椒?。
1.采用傳統(tǒng)板書和多媒體課件相結合的方式。隨著計算機的發(fā)展，現(xiàn)代教育技術完全可以融入到課堂教學中，可以將一些課程內容制作成PPT和動畫的形式進行講解。如在靜力學中，對于圓柱鉸鏈約束的介紹，可以制作成兩個帶孔構件和一個螺栓鏈接的動畫過程，使學生可以直觀地看到這種約束的構成以及約束力的推導。而在運動學中，可以通過動畫演示點的合成運動和剛體的平面運動過程，以及運動過程中點的軌跡，對于那些想象不出來運動形式和軌跡的學生，這種動畫的演示能夠加深他們對問題的理解。但與此同時應該避免多媒體教學帶來的換屏較快，學生跟不上講課速度的弊端，因此多媒體課件只能作為輔助工具，重要的公式推導以及例題、習題的講解還是應該以板書為主。
2.探索采用討論式、啟發(fā)式的全新教學模式。為了發(fā)揮學生在課堂中的主觀能動作用，提高他們學習的主動性和積極性。可采用課前預習即每堂課的結束前，留出5分鐘時間布置下次課的預習作業(yè)，并以思考題的形式提出與下節(jié)課內容相關的問題。讓學生帶著問題去自學，初步了解基本概念、知識難點和重點。然后課上討論提出的問題，結合本次課的理論知識，啟發(fā)、引導學生去求解問題，得出結論。這種教學模式，一方面加深了學生對知識的理解，另一方面也發(fā)揮了他們在學習中的主觀能動作用。
3.任課教師對教案的準備。教案是教師將知識通過課堂傳授給學生的載體，不能是單純的PPT的打印或者是對教材內容的簡單抄錄。每次課前，教師應該按照大綱要求書寫一份本次課的教案，提煉出本次課內容的知識重點和難點，在授課過程中，有意識地對重點、難點部分進行耐心細致地講解。并結合學生的專業(yè)，選擇一些與工程實際聯(lián)系比較密切的例題、習題。
4.建立良好的輔導答疑制度。鑒于理論力學解題方法的靈活性和多樣性以及學科內容的抽象性，學生在課后學習的過程中，會明顯感覺吃力。因此，建立每周兩次的輔導答疑制度，對學生在完成課后作業(yè)以及課后復習過程中遇到的問題及時進行解決，排除疑問。提高學生對知識內容的吸收速度和理解深度。尤其對于那些平時課堂表現(xiàn)不太積極的學生不能做到放手不管，而是每次都指定幾人專門去找老師答疑，督促他們學習。
三、考核方式的改革
傳統(tǒng)的對于《理論力學》這門課的考核方式都是期末卷面成績和平時成績的加權求和。而一些教師對于平時成績的評定，一般都是通過上課出勤和作業(yè)完成與否來評定的。這樣的考核方式是存在弊端的，并不能檢查出學生的學習效果。因此，必須對傳統(tǒng)的考核方式進行改革，建立細致的考核制度以便隨時了解學生的學習動態(tài)。建議采取如下的考核方式：①將課后作業(yè)的完成質量作為平時成績的一項考核標準，計入平時成績。每周在上課時隨機收取一次作業(yè)本，根據(jù)作業(yè)的完成質量給定平時成績。②將課堂測驗作為平時成績的一項考核標準。每兩星期舉行一次短小精悍的課堂測驗，可在10～15分鐘完成，重點放在學生對基本概念和理論的理解上。③增加期中考試。在平時考核和期末閉卷考試的基礎上，在每學期的期中階段增加期中考試，采取和期末考試一樣的閉卷形式，將期中考試的成績以加權平均的形式計入總成績。
四、結語
《理論力學》的教學改革是一個不斷實踐探索的過程，為適應新時期普通高校人才培養(yǎng)的要求，對課程的要求應重視理論聯(lián)系實際，將知識傳授和能力的培養(yǎng)有機結合起來。
參考文獻：
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第5篇：大學物理質點運動學范文
2007年全國高中物理全面實施了新課程標準，新課標的實施給大學基礎物理教學帶來了新的壓力和挑戰(zhàn)。結合高中物理新課程標準和大學物理教學現(xiàn)狀，筆者從知識點、思維方式、新課改選修內容三個方面分析當前大學物理教學中存在的問題，促使大學物理教師改進教學方法，調整教學內容，以激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。
關鍵詞：
新標準；大學物理；教學模式；教學內容
一、引言
物理學是整個自然科學的基礎，物理學的思想方法和研究方法幾乎應用于自然科學的每一個領域，同時物理學也是近代高新技術的重要源泉。大學物理課程是理工科學生的必修課，在強調素質教育的今天，其功能不僅僅是一門為后續(xù)課程服務的基礎課，也是培養(yǎng)和提高學生科學素質、思維能力、創(chuàng)新能力的主要途徑。2007年，全國高中物理全面實施了新課程標準（以下簡稱新課標），與舊教材相比，高中物理新教材更強調科學探究方法及科學態(tài)度和科學精神的培養(yǎng)。學生基礎知識的改變，對當前《大學物理》的教學產(chǎn)生了較大的影響，也給教師帶來了新的壓力和挑戰(zhàn)。如何加快推進《大學物理》教學改革，在做好大學物理與高中物理知識順利銜接的同時，仍然保持其生機與活力，從而達到提高教學質量的目的？筆者經(jīng)過幾年的教學探索，發(fā)現(xiàn)當前《大學物理》教學中存在若干問題，并提出了解決的思路。
二、大學物理與高中物理知識銜接中所面臨的問題
（一）知識點重復性較大
新課標下的高中物理教材體系依然按照經(jīng)典物理學的五大分支，即力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學為主線，大學物理同樣也是以力學、熱學、電磁學、光學、近代物理為主要框架。相對高中物理，大學物理只是在深度和廣度上有了新的發(fā)展，分析工具由初等數(shù)學變?yōu)楦叩葦?shù)學，但物理概念及規(guī)律沒有太大變化。對于剛剛領到大學物理教材的大學低年級學生而言，從整體上感覺大學物理只是高中物理知識的重復，而沒有顯示出大學物理的獨立性和實用性，難以激發(fā)學生學學物理的熱情和興趣，從而無法實現(xiàn)大學物理的教育功能。
（二）教師授課方式不同
高中物理新課標指出，中學生學習物理的目標為：學習終身發(fā)展必備的物理基礎知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應用，關注科學技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；學習科學探究方法，發(fā)展自主學習能力，養(yǎng)成良好的思維習慣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題；了解科學與技術、經(jīng)濟和社會的互動作用，認識人與自然、社會的關系，有可持續(xù)發(fā)展意識和全球觀念。在此目標指導下的高中物理教材圖片豐富，實用例子甚多，且每章都有精彩的導入。高中物理由于教學內容少，課時多，所以教學進程相對較慢，任課教師為了吸引學生的注意力，啟發(fā)學生思考，營造課堂的學習氣氛，對于引入的每一個概念，都能通過演示實驗、講解小故事或者生活現(xiàn)象等方式進行形象解讀，促進學生的理解和接受。長期下來，學生已經(jīng)適應并習慣了高中教師的這種上課方式。而大學物理更加偏重于對物理理論的整體把握和更加嚴格的數(shù)學推導，在教學內容多、課時少、課堂教學信息量大的情況下，教師會通過復習上節(jié)內容來導入新課題，或者直接導入新課題進行講解，很少有時間進行趣味性的導入。所以部分學生在進行大學物理學習時，會不適應大學教師的講課方式，不知該如何進行大學物理的學習，顯得很被動，比較迷茫。
（三）學生基礎差異大
由于高中進行課程改革后.實行模塊選修制，《物理（選修3-1）》和《物理（選修3-2）》是必選的，有些地區(qū)《物理（選修3-3）》《物理（選修3-4）》《物理（選修3-5）》要求只需選修兩本，但是很多學校為了擠出更多時間，甚至只選其中一本，這樣學生間高中物理知識基礎差別就很大，大學教師在課堂上很難把握一個合適的進度，以符合所有學生的接受能力。例如：在講解力學部分的動量守恒定律，在高中屬于《物理（選修3-5）》，有些省份沒有作為考試內容，所以部分學生根本沒有動量的概念，而在大學物理教材是假定學生完全掌握動量一系列的知識的，直接通過牛頓第二定律的微分形式引入動量定理，無論教材例題還是課后作業(yè)，都很少有對概念的直接考查，相關題目難度較大。所以對于初學者來說，物理概念理解不透，因而在解決具體問題時不知從何處下手，結果導致慢慢失去物理學習的興趣。
三、提高大學物理教學質量的對策
（一）上好緒論課
為了消除學生“大學物理只是在重復中學內容”的心理，教師在緒論課中除介紹該課程的發(fā)展史、地位、學習方法以外，一定要從內容、思維方式以及數(shù)學工具三方面強調高中物理和大學物理的不同。高中物理中，運動學部分的研究對象只局限于沒有大小的物體，即質點的平動；動力學部分，只局限于恒力；電磁學部分只限于勻強場（包括電場和磁場）中的有關問題，而且重點還是在于對于力及研究對象運動狀態(tài)的分析。而大學物理中的研究對象沒有這些限制，任何運動、任何物體都可以，變力做功，電磁場更偏重于場性質的分析。大學物理不僅要講“是這樣”，更加要講“為什么是這樣”。例如：高中物理是直接給出質能方程E=mc2，通過一系列的例子說明質量和能量之間的相互轉化，而在大學物理中則由物體質量和速度的關系，再通過動能定理引發(fā)新的動能概念，愛因斯坦對最后結果賦予物理意義，由此得出質能方程。在大學中，應用更多的是微積分知識，教師需要讓學生理解微積分的物理含義，理解求導就是求一個變化率，而積分是求導的逆運算，是無限分割再求和的思想。還要引入矢量的概念，矢量的運算和標量有很大的不同，這也是學生容易出錯的地方，進而自然引入矢量代數(shù)部分。為了吸引學生的注意力，教師在講解矢積和標積時，可以讓學生思考所學過的物理量中哪些屬于矢積結果，哪些屬于標積結果。良好的開端等于成功的一半，在緒論課上，明確大學物理與高中物理的區(qū)別和聯(lián)系，克服學生對這門課程的輕視或者畏難兩種極端情緒，對能否引起學生對該課程的興趣和重視顯得至關重要。
（二）教學方式的多樣化
課堂活動是學生學習的重要途徑，經(jīng)過新課標教育的學生，主動思考能力有所提高，大學物理教學可以根據(jù)這一特點，脫離“填鴨式”的教學過程，轉變?yōu)閺娬{學習的過程，注重促進學生自主學習，提倡教學方式多樣化。實踐證明：采用啟發(fā)式、互動式的教學方式已經(jīng)成為現(xiàn)階段吸引學生注意、提高大學物理教學質量的最為核心的策略。例如：在大學物理的學習過程中，學生往往對重要物理概念理解不透，在解決問題時還是采用中學的思維方式考慮問題，往往不得解而進入死胡同。因此，大學物理教師在引入知識點時，可采用高中物理的局限性作為切入點，這樣既能復習原來的概念，又可以引發(fā)學生的思考，吸引注意力，從而提高課堂效率。以講解功的概念為例：可以先回顧高中所學功的定義及可加性，告訴學生這就是功的定義和性質。進而提出如果F是個變力，而且物體的運動是任何軌跡時，那么這時功的表達形式又是什么樣的？這時可以給學生幾分鐘的思考和討論時間。有了前面關于沖量的講解，大部分學生都能給出功的積分形式。而對于高中反復強調的知識點，像牛頓運動定律和帶電粒子在電場和磁場中的運動等章節(jié)內容，教師無需再詳細分析，完全可以提前一周安排學生到圖書館查找資料、做課件，讓學生用一節(jié)課的時間在講臺上講給全班同學，其他同學可以進行補充，之后教師再給予總結，使學生都能清楚了解所學內容。運用這些方式，教師既可以更好地掌握學生的學習情況，又能幫助學生加深對概念的理解，有效調動學生學習的主動性、積極性和參與意識，同時也有助于提高學生分析、解決實際問題的能力、自學能力和表達能力等。
（三）積極探索個體化教學
高中物理與大學物理是先行課與后續(xù)課的關系，大學物理教師應深入了解高中物理新課標的要求，在開課前對班級學生進行問卷調查，并針對了解到的實際情況，對教學組織作相應的調整。通過物理分層次教學活動，發(fā)現(xiàn)學生的潛能差異，通過多種途徑的物理教學，激發(fā)個性學生的特長，達到培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的目的。雖然變換教學組織形式，針對不同層次的學生進行分層次教學，可以解決因選修內容不同而造成的學生對知識把握情況不一樣的問題。但在按專業(yè)、班級進行大班授課的情況下，分層次教學目前在筆者所在學校還在探索中。例如：針對大學物理某一部分內容，像熱學，組織基礎較差的學生在開課之前，在指定的時間內集中對其進行一定的學習指導，使學生在正式上課之前能夠有一個補習的機會，以便順利步入正軌。經(jīng)過幾年的探索，這種方式被證明是最簡單易行的，并且能達到開課的目的。
四、總結
大學物理是培養(yǎng)和提高學生科學素質、科學思維方法和科學研究能力的重要基礎課。大學物理教學工作者應當充分了解高中物理的實際情況，做好大學物理與高中物理的銜接；改變傳統(tǒng)的教學習慣和模式，適應新的教學實際；調整教學方法，激發(fā)學生的學習興趣，轉變學生的思維方式，使大學物理教學更加生動、有趣、實用，從而提高大學物理的教學質量，為后續(xù)課程的學習打下良好的基礎。
作者：吳杰 單位：鄭州輕工業(yè)學院物理與電子工程學院
參考文獻：
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[4]物理課程教材研究開發(fā)中心.物理(必修3-1)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.
[5]物理課程教材研究開發(fā)中心.物理(必修3-2)第2版[M].北京:人民教育出版社,2006.
[6]物理課程教材研究開發(fā)中心.物理(必修3-3)第2版[M].北京:人民教育出版柱,2006.
[7]物理課程教材研究開發(fā)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：大學物理質點運動學范文
關鍵詞：大學物理；專業(yè)結合；教學改革
作者簡介：王娜（1982-），女，河北衡水人，天津城建大學理學院物理系，講師；江越（1984-），男，河北邯鄲人，天津城建大學理學院物理系，助教。（天津 300384）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）32-0148-02
大學物理是高等院校工科類學生的一門重要基礎課，其作用是為學生后繼專業(yè)課程的學習以及學生畢業(yè)后在工作和學習中進一步學習新理論、新知識、新技術奠定必要的物理基礎。工科大學生們物理基礎的厚薄將會影響他們日后的工作適應能力和發(fā)展后勁。[1]因此，如何提高學生學學物理的興趣，發(fā)揮大學物理在專業(yè)課程學習以及今后工作中的知識儲備作用，使之有效地為學生專業(yè)素養(yǎng)及學習能力的提高服務已成為廣大物理教育者所面臨的首要問題。探討和摸索出一條大學物理教學與專業(yè)課程學習有效結合的新方法對實現(xiàn)教學過程的最優(yōu)化具有極為積極的意義。
一、大學物理課程的教學現(xiàn)狀
1.教學模式固定化，與專業(yè)脫節(jié)
大學物理作為一門基礎課程，人們往往強調它的基礎性，而忽視了不同專業(yè)學生對物理內容的不同需求。教學中按照多年來形成的固定模式，對不同專業(yè)的學生采用統(tǒng)一的教學大綱和同一個授課標準。同時，由于大學物理自身理論性較強，與專業(yè)課程結合不緊密，致使學生對物理課的學習經(jīng)常感到枯燥無味，提升不了學學物理的興趣，甚至出現(xiàn)大學物理“無用論”。
2.教學學時有限，教學內容廣泛
“高等院校非物理類專業(yè)基礎物理課程教學指導委員會”專門制定和了《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》。其中建議完成大學物理核心內容所需的最低學時數(shù)為126學時。實際情況是大多數(shù)非重點院校的培養(yǎng)計劃增加了專業(yè)課的學時，將作為基礎課的大學物理學時做了一系列調整，達不到126學時的最低標準。為了完成教學大綱規(guī)定的全部內容，教師往往照本宣科，很難對知識點的應用進行詳細的剖析和展開。
3.考評方式相對單一
長久以來，大學物理的考核基本上是采用期末考試成績?yōu)橹?，出勤率及課后作業(yè)完成情況為輔的方式。這種考核方式無法提高學生自主學習的興趣，多數(shù)學生往往是處于考試壓力之下被動學習，抱著60分萬歲的想法，考前臨時抱佛腳，只要過關就萬事大吉。因此，單一的考評方式并不能真正反映一個學生對知識的掌握和應用程度。
二、教學改革的方向與途徑
1.加強大學物理任課教師與專業(yè)教師的溝通交流[2]
目前，大學物理任課教師都只接受過系統(tǒng)的物理專業(yè)教育，對其他專業(yè)的知識了解程度還不夠。因此，物理授課教師應深入專業(yè)院（系）進行調研，與專業(yè)課教師針對學科交叉知識點進行充分溝通交流，了解專業(yè)需求。教師平時要加強對與物理聯(lián)系緊密的專業(yè)知識的學習，提高專業(yè)能力和知識水平。教學中做到心中有數(shù)，有針對性地授課，縮短學生與大學物理間的距離，使得學生不再畏懼物理課程。
2.歸并教學方向，調整教學內容
由于學時的限制，在保證“必須、夠用”為度的前提下，有必要根據(jù)不同專業(yè)的需求調整教學內容，壓縮與專業(yè)相關度小的章節(jié)的學時，適當增加與專業(yè)銜接緊密章節(jié)的學時。在平時教學中突出重點，充分利用學生對專業(yè)知識的渴望來提高對物理的興趣，從而增強學習物理的動力和信心，提高教學效果。
大學物理的教學內容涵蓋了力學、熱學、電磁學、波動光學和近代物理五篇，各部分內容在不同專業(yè)中應用的類型和深度是有差異的。根據(jù)不同專業(yè)對物理知識的需求，形成幾個主要教學方向：對力學知識要求較多的土木和機械類、對電磁學要求較多的計算機與電子信息類以及對熱學知識要求較多的材料和熱能類。在保證基本物理教學要求的前提下，根據(jù)以上幾個教學方向對物理知識要求側重點的不同，對教學內容進行調節(jié)。此外，對不同專業(yè)同一個教學內容的深度和教學方法也要有所區(qū)分，與專業(yè)課程銜接緊密的知識點要進行突出和引申。
3.當調整傳統(tǒng)的考評方式，對學生的學習進行更綜合的評價[3]
在傳統(tǒng)的以期末成績?yōu)橹鳎猿銮诼始罢n后作業(yè)完成情況為輔的評價方式的基礎上，適當增加對課堂表現(xiàn)和課后知識應用等方面的考核。比如，讓學生撰寫一兩篇物理知識在本專業(yè)中的應用或物理知識和本專業(yè)課程的關系等相關的學習體會或讀書報告。鼓勵學生自己搜集資料，增加學習的主動性。同時在文章的撰寫過程中不僅可以加深學生對物理理論知識的理解，還能使學生對于物理與本專業(yè)的關系有更深層面的認識，改變他們對物理學習的茫然，消除無用的看法。
三、大學物理教學內容和教學方法改革實證
1.土木和機械類專業(yè)
土木和機械類專業(yè)與物理緊密相關的課程有“理論力學”、“結構力學”和“材料力學”等，涉及的知識點主要有：質點運動學、牛頓運動定律、功和能、沖量和動量、剛體定軸轉動和機械振動等。教師在講授時，除了講授教材中的經(jīng)典物理知識之外，重點講授土木和機械類專業(yè)用到的物理知識。在知識與技能的運用上強調物理應用意識的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生用物理知識解決實際問題的意識與能力。
但是，鑒于土木和機械類專業(yè)存在的局部差異，對此大類內的講授側重點也可以有所區(qū)分。例如：機械專業(yè)學生經(jīng)常遇到飛輪、皮帶輪、滑輪等的轉動問題，需要較多的剛體知識。因此，在剛體定軸轉動的教學中，無論是內容講解還是習題設置，都應與專業(yè)應用相聯(lián)系，讓學生切實感受到學好大學物理與學好專業(yè)課是相輔相承、相互促進的關系。在大學物理教學中，阻尼振動和受迫振動是選講內容，而對于土木類專業(yè)學生來講，這部分內容在結構力學中計算剛架的頻率和周期中有重要應用，應進行重點講授。同時在傳授知識的同時，對于土木類專業(yè)的學生更應注重力學的分析和計算方法，為他們后續(xù)的專業(yè)課程的學習提供有益的幫助。
2.計算機與電子信息類專業(yè)
計算機與電子信息類專業(yè)所開設的“電路分析”、“電磁場”、“電子技術”等課程與物理密切相關，相關知識點主要包括：靜電場和穩(wěn)恒電場、穩(wěn)恒磁場、電磁感應、電磁場和電磁波等。
大學物理中的電磁場主要強調電磁場的描述、場與場源的相互作用、矢量場的基本規(guī)律，這些都是電子信息科學的理論基礎。對計算機和電子信息類專業(yè)的學生應偏重于對電磁學的講解及其相關科研新進展的介紹，以便增強學生對大學物理的認可程度，激發(fā)學學物理的興趣，并在學習專業(yè)課之前培養(yǎng)出良好的狀態(tài)。
電磁波是信息傳播的重要手段，是電子信息類專業(yè)理論的重要基礎知識，但是在以往大學物理教學中經(jīng)常作為選講內容，改革后應該將其列為重點。在講解這部分知識的時候，利用多媒體或者模型演示向學生展示電磁的產(chǎn)生、傳播過程，介紹產(chǎn)生的原理以及在現(xiàn)實生活中的應用，讓學生感受到所學物理理論知識與工程實踐及本專業(yè)的基礎知識的聯(lián)系，激發(fā)學生的積極性和主動性。
3.材料和熱能類專業(yè)
材料和熱能類專業(yè)開設“物理化學”、“材料物理性能”和“高分子物理”等課程與物理聯(lián)系緊密，涉及到的知識點主要包括：平衡態(tài)、理想氣體狀態(tài)方程、功、熱量、內能、定壓熱容、定容熱容、熱力學第一定律及應用、熱力學第二定律、卡諾循環(huán)、可逆與不可逆過程等。因此，對材料和熱能類專業(yè)學生教學應側重于熱學部分。
熱學中的熵函數(shù)和熵增原理通常是選講內容，一般僅作為介紹性知識，但是在材料和熱能類專業(yè)中它的作用顯得尤為重要，需要將內容做相應的擴充并結合專業(yè)中可能遇到的實例來講授，為學生的“物理化學”等后續(xù)專業(yè)課的學習做好鋪墊。另外，對材料類專業(yè)學生講授大學物理時，還需要引入有關光學的近代部分，如：光子的能量問題。因為在設計材料時，經(jīng)常需要考慮材料對光的適應能力。
四、結語
正確處理大學物理與專業(yè)課之間的關系，原則上既要保持物理學的整體性，又要兼顧到學生的不同專業(yè)特色。根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)目標和后續(xù)學科專業(yè)課的不同，將相關學科知識融入到大學物理教學中，有針對性地調整教學內容，為學生專業(yè)課的學習提供有益的幫助，實現(xiàn)基礎物理教學與專業(yè)能力培養(yǎng)的有機結合，克服大學物理與其他專業(yè)課脫節(jié)的教學現(xiàn)狀，進而提高學生的學習興趣。從整體來講，一方面物理教學培養(yǎng)了學生必備的物理能力和科學素養(yǎng)，具有其他課程無法替代的地位；另一方面在教學中增加物理在各專業(yè)中的應用，使學生能夠學以致用，為后繼專業(yè)課學習打下良好而堅實的基礎。因此，該教學模式的建立，將不僅使學生終身受益，而且能夠促進物理教學水平的不斷推進與提高。
參考文獻：
[1]吳百詩.大學物理基礎[M].第1版.北京：科學出版社，2007.
第7篇：大學物理質點運動學范文
高等數(shù)學課程是以抽象思維為主的課程，學生感受到的都是一些抽象的文字、符號、公式等，可以說他們是通過教師的講授和慢慢順應走到了學生的認知結構之中。而大學物理課程，多數(shù)結論都來自于生活、來自于實驗的結論，學生可以通過做大學物理實驗和感受生活中的種種物理現(xiàn)象來獲取物理知識。所以，學生在學學物理時，接觸的不僅僅是一些抽象符號、公式、定理等，這些符號、公式、定理等都具有他們各自的物理意義，可以形象地描述出客觀世界的真實景象。
二、民辦高校中大學物理和高等數(shù)學教學的現(xiàn)狀
1.教學內容各自為政，教學進度不匹配。由于民辦高校中，大學物理課程的課時被一再地縮減，而高等數(shù)學課程的課時一直保持與公辦二本院校一致，從而導致兩門課程的進度很難合理匹配。大學物理課程需要在有限的96學時之內，甚至部分專業(yè)要求在64學時之內將力學、電磁學、光學、近代物理等知識全部講完。在講解過程中分別要用到高等數(shù)學課程中的矢量運算、極限知識及微積分等知識。但如果按照目前高等數(shù)學課程的教學大綱進行授課，其授課進度相對大學物理課程的授課進度要滯后很多，很難保證將物理課中所需的數(shù)學知識全部講解完。從而導致學生由于沒有掌握足夠的數(shù)學公式和計算方法而做不出相應的物理題目。物理教師不僅要在有限時間內給學生講解物理知識，還要花費大量時間去給學生講解如何利用數(shù)學方法解決物理問題，從而導致物理教師教學難，學生學習物理難。2.學生缺乏對數(shù)學知識內涵的理解。目前我院高等數(shù)學課程的教學現(xiàn)狀是，很多學生已學完極限、導數(shù)、積分知識，但并沒有掌握這些知識的運用方法和知識的內涵。通過調查發(fā)現(xiàn)，雖然學生學習了多門數(shù)學課程，但問及課程的應用價值時，多數(shù)都回答不出來。由于對知識內涵的理解深度不夠，從而導致學生不會在物理及后續(xù)專業(yè)課課堂上靈活地運用高等數(shù)學知識來解題。究其根源主要有兩方面的原因：一方面，民辦院校數(shù)學教師中絕大多數(shù)都是青年教師，僅個別幾位是經(jīng)驗豐富的老教師，青年教師在教學中缺乏對知識深層次的理解，也很難講出數(shù)學知識在實際生活和后續(xù)課程中的應用價值，所以傳授給學生的深層次的知識少之甚少。另一方面，民辦院校中青年教師教學任務量大，沒有更多的時間出去參加培訓和學習，聽課的時間也有限，導致專業(yè)知識面相對較窄，缺乏將知識融會貫通運用的能力。青年教師僅能將大綱中所要求的知識，按部就班地傳授給學生，不敢去多舉一些數(shù)學和后續(xù)課程內容相銜接的例子，只限于講解一些陳舊的例題，理論聯(lián)系實際較少，從而導致學生很難將數(shù)學知識有機地與后續(xù)課程聯(lián)系在一起。因此，每當在大學物理課堂上遇到數(shù)學問題時，多數(shù)學生感覺無從下手，提不起學學物理的興趣，從而造成了大學物理課堂教學效果不顯著。3.學生概念混淆現(xiàn)象頗多。在高等數(shù)學中，學生學習了矢量的運算法則，其在大學物理教學中的應用是非常廣泛的。比如，可利用旋轉矢量法求兩個簡諧振動的合成振動方程，可利用矢量的加法法則求電場強度、磁感應強度等重要的物理量。但很多學生搞不清標量和矢量的區(qū)別，在做題過程中，學生經(jīng)常忘記矢量的方向，對矢量進行直接的加減運算，從而導致此類題目經(jīng)常出錯，出現(xiàn)此類錯誤的根本原因在于學生對矢量、標量概念的混淆。還有的學生搞不清定積分和不定積分有何不同。實際上，大學物理研究的問題都具有一定的初始條件和邊界條件的，而定積分的上下限反映了這些條件。但不乏有些學生總是搞不清楚定積分和不定積分的區(qū)別，總有學生忘記帶入邊界條件，從而得不出一個具體的結果。
三、高等數(shù)學課程和大學物理課程內容融合策略
第8篇：大學物理質點運動學范文
關鍵詞：工程力學 教學 創(chuàng)新
工程力學課程是面向近機類和非機類各專業(yè)研究工程構件共性問題的專業(yè)技術基礎課，其目的在于使學生掌握變形體力學分析中最基本的概念、原理和方法及其在工程設計中的應用。通過課堂教學和實踐環(huán)節(jié)訓練，使學生掌握構件的受力、變形的基礎理論，培養(yǎng)學生判斷工程中強度、剛度和穩(wěn)定性問題的能力。在全校的基礎課程體系中，工程力學占有重要地位，是構成諸多后續(xù)課程的基礎性支撐平臺之一。與大學物理學或理論力學不同，它并不是以質點和剛體為研究對象，而是引入了變形體的概念，并引入了諸如微元體、應變、應力等貫穿后續(xù)力學課程的基本概念。同時，它還涉及對學生基本研究素質和能力的訓練，如：將具體的、復雜的研究對象抽象化、理想化，并建立正確的物理模型和數(shù)學模型的能力等。它是眾多力學課程中的一個轉折點，對學生后續(xù)課程的學習和知識結構的完善影響很大。
一、存在的問題
在工程力學的發(fā)展過程中，由于自身的特點，具有一些對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才不利的因素。由于力學學科的歷史悠久，傳統(tǒng)知識占的比重較大，課程的內容大多幾代沿襲，知識陳舊、內容重復的問題更為突出，特別是計算技術已經(jīng)對工程對象性態(tài)分析的方法產(chǎn)生巨大沖擊，近年來雖對部分課程的教學內容進行了不同層次的改革，且增添了一些現(xiàn)代內容，但并不完善。因此，進行力學課程的綜合改革勢在必行。其二，力學學科既是基礎學科又是技術學科，但由于長期以來受中國傳統(tǒng)的重基礎理論輕技術的思想支配，在力學的學習中重視的是對理論知識的掌握，學生的廣義的工程素質培養(yǎng)不夠。其三，現(xiàn)代力學的一般研究方法多為演繹法，反映在工程力學的教材與教學中，均是從已知的基本定律出發(fā)，進行理論分析，導出一些定理和推論，由此來對力學系統(tǒng)作出預示。這樣，學生在學習中很少接觸歸納法和發(fā)散性思維的訓練，對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)極為不利。為此，必須改革現(xiàn)有的教學內容和方法。
二、改革的探討
1.優(yōu)化教學內容
課程內容的體系結構與組織方式，是課程建設的重要組成部分。一個符合學生認識發(fā)展規(guī)律的課程體系和高效率的內容組織方式，對教師而言，是高水平教學效果的必要條件，對學生而言，是學生學習收益最大化的基本保證。本課程在教學內容方面著重于基本知識、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)能力方面著重設計構思和設計技能的基本訓練，在教學內容安排上，要突出一條主線，即以力的平衡、變形的幾何協(xié)調、力與變形間的物理關系的研究為分析研究工程力學問題的主線，貫穿全書，以利建立對力學的整體認識。在教學內容選取上，對傳統(tǒng)的經(jīng)典內容加以精選，刪去傳統(tǒng)教材中一些陳舊的和重復的內容，重新組織課程的教學內容。如靜力學中傳統(tǒng)教材中都是從平面匯交力系、平面力偶系到平面任意力系，最后到空間力系。每一種力系都反復簡化、合成、平衡的過程很浪費學時。改革后我們可以直接從空間匯交力系、空間力偶系講起，當把空間任意力系的平衡方程推導出后，其它力系的簡化結果、平衡方程就迎刃而解了。在運動學、動力學中減少質點運動學和動力學的內容，通過貫通、融合和相互滲透，消除課程中的羅列現(xiàn)象，減少大學物理和工程力學兩門課程之間的重疊內容，強化兩門課程之間的有機銜接。在材料力學中按照構件變形的內力、應力、變形來講既節(jié)省學時，又便于各種變形的同異處的比較。教學實踐證明，新的教學內容和新的組織方式，不僅有利于提高課程的教學效率，而且有利于使學生學會如何尋找事物的內在聯(lián)系，掌握工程力學課程的精華。
2.改進教學方法
轉變教育觀念，發(fā)展創(chuàng)新教育，就要建立教師起引導作用、學生起主導作用的啟發(fā)式教學模式，在教學的各個環(huán)節(jié)中對學生全方位地進行創(chuàng)新思維訓練，使學生具有觸類旁通、自我開發(fā)新知識以及發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。在求解方法訓練中，注重對學生應用與開發(fā)大型結構分析軟件能力的培養(yǎng)。這樣，以力學模型的建立和求解為核心，在向學生傳授知識的同時，有效地進行創(chuàng)新思維訓練，從同一力學模型出發(fā)，通過多角度、多形式、多層次的例題變換，構造點、線、面、體的立體思維網(wǎng)絡，從而使學生學習方向明確，思維空間增加，最大限度地激發(fā)學生的創(chuàng)造潛力。
在課堂教學中，要善于提出問題，揭示矛盾，加強學生的聯(lián)想能力、發(fā)散思維的能力，特別是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。結合工程力學課程的特點，可以這樣提出問題、揭示矛盾：從簡單問題引出復雜問題；從實驗現(xiàn)象引出重要概念；從工程背景引出理論問題；從正問題引出反問題。在課堂講授中淡化繁瑣的數(shù)學推導與數(shù)字運算、強化定性分析，強化基于基本概念的直觀判斷，突出分析思路與分析方法。同時注重歸納思維方法。在討論不同問題的個性（特點）時，突出共性的歸納。如不同基本變形應力分析方法的共性；靜定問題與超靜定問題的共性；不同材料物理模型下變形體力學分析的共性等。培養(yǎng)綜合與擴散、求同與辨異等歸納思維方法。
加強課堂討論，活躍課堂氣氛。促進學生對于問題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與探究。每次課均精選有思考、討論題，使學生參與互動，進一步深入理解并掌握基本概念、基本理論和基本方法，引導學生積極思維。
3．完善教學手段
傳統(tǒng)的教學手段是一支粉筆、一塊黑板，教師用這種方法講課易于掌握講課節(jié)奏，細節(jié)分析透徹，但也存在著明顯的不足：這門課程結構圖多，在傳統(tǒng)的教學中畫圖要占用很多的課堂時間，圖形效果也并不理想。多媒體教學輕易地就解決了這個教學問題。多媒體技術是當今現(xiàn)代教育技術有效的手段之一，它可以有效地增加課堂上的信息量，提高課堂信息傳遞的質量，所以多媒體教學是必不可少的。但又不能完全依賴多媒體教學。由于設備條件的限制，多媒體教學技術在提高教學效率的同時，也將教師局限在計算機附近，教師的神態(tài)、語調等不能充分展現(xiàn)，在一定程度上削弱了教學效果，既影響師生情感交流，又影響教學互動，不易達到最佳講課效果。而傳統(tǒng)的板書教學卻可以彌補多媒體教學的不足，讓教師充分展現(xiàn)授課的形體感染力，增強教學效果。因此應注重現(xiàn)代化教學手段與課程教學的整合，充分發(fā)揮多媒體形象具體直觀、圖文清晰規(guī)范、信息量大面寬的優(yōu)勢，又保留板書教學節(jié)奏可控、交流自如等特點，這樣可發(fā)揮現(xiàn)代教育技術在提高教學效率、提高教學質量方面的重要作用，使課程教學廣泛采用多媒體技術，在主要教學環(huán)節(jié)全面實現(xiàn)多媒體化。教學實踐證明，利用電子教案進行課堂教學可提高教學效率，教師可以有更多的時間進行課堂討論，實現(xiàn)啟發(fā)式教學，從而提高效果。單獨的傳統(tǒng)教學手段很難做到這一點。多媒體教學有利于教師主觀能動性的發(fā)揮，不同的教師可以上出不同風格的課。
結束語
工程力學課程是后續(xù)課程的重要基礎課程之一，通過對本課程教學內容的整合、教學方法及教學手段的改革，大大提高了學生的理論水平和實踐創(chuàng)新能力，有利于培養(yǎng)具有一定工程背景知識、寬廣的力學知識、工程結構分析軟件的應用和開發(fā)能力，以及掌握現(xiàn)代力學實驗與測試技術的復合型人才。
參考文獻：
第9篇：大學物理質點運動學范文
關鍵詞：流體力學；多元化；課堂教學模式
作者簡介：張明輝（1972-），女，河北滄州人，山東科技大學機械電子工程學院，副教授；陳慶光（1969-），男，山東臨沂人，山東科技大學機械電子工程學院，教授。（山東 青島 266590）
基金項目：本文系山東科技大學省級機械電子工程品牌專業(yè)建設項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0064-02
“流體力學”課程是我國高等院校工科各專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課。該課程是聯(lián)系前期“高等數(shù)學”、“理論力學”等基礎課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁和紐帶，在學生能力培養(yǎng)和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。[1]當前的“流體力學”主要以經(jīng)典理論或實驗內容為主，教材中包含大量的計算公式及理論推導，這就要求學生具備一定的高等數(shù)學知識及較高的綜合分析和處理問題能力。但由于大多工科學生數(shù)學知識相對薄弱，再加上學生自主學習的能力較差，導致教師難教、學生厭學成為較普遍的現(xiàn)象。如何提高學生的學習興趣，讓學生正確理解和掌握流體力學知識，使“流體力學”課程的教學水平邁上一個新臺階，是教育工作者的責任和使命。許多文獻[2][3]為了提高流體力學的教學效果，在課堂教學模式、教學手段、實驗教學等方面進行了探討和研究。通過多年來在“流體力學”教學中的若干思考和實踐，筆者提出了構建多元化教學模式的教學理念，即將啟發(fā)式教學、對比分析法教學貫穿課堂教學中，以加深學生對理論知識的感性認識。同時，為了適應個性化發(fā)展和高素質教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時，還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。另外，為了提高教學效果，課堂教學中還運用多媒體技術作為輔助教學手段，工程圖片、計算機動畫和視頻素材等各種教育信息使得教學更加生動、直觀和多樣化，開闊了學生的視野，激發(fā)了學習興趣。
一、啟發(fā)式教學模式
啟發(fā)式教學就是讓學生充分運用他們擁有的知識和能力去正確比較、分析、綜合、判斷、概括、歸納和解決問題，探索結論。一方面可以使學生開動腦筋，積極思維，另一方面也能夠開發(fā)學生的智力，培養(yǎng)學生的能力。筆者在教學過程中將啟發(fā)式教學貫穿始終。例如，流體微團運動分析是流體力學中的一個難點問題，很多學生對微團運動過程中發(fā)生的角變形很困惑。為了讓學生更好地理解角變形的原因，筆者將矩形流體微團四個角點的速度全部寫出，如圖1所示。然后分別用紅筆標出C、D點和A、B兩點X方向速度的第三項，讓學生觀察兩者的差別，學生很快發(fā)現(xiàn)D點比C點、A點比B點在X方向的速度大，這勢必產(chǎn)生一個與垂直方向的夾角。接著，筆者又用藍色筆標出，C、B點和D、A兩點Y方向速度的第二項，讓學生觀察兩者的差別，學生很快發(fā)現(xiàn)B點比C點、A點比D點在Y方向的速度大，這勢必產(chǎn)生一個與水平方向的夾角。這樣，學生很自然就畫出了流體微團的角變形圖，如圖2所示。最后，筆者又把問題引申到三維，讓學生寫出其他兩個方向上的角變形公式。這樣學生在學習過程中，在理解和接受理論知識的基礎上，學會了發(fā)現(xiàn)、解決和總結。除了在分析問題時采用啟發(fā)式教學外，也可以啟發(fā)學生對所學的概念、理論、公式進行對比，在加深理解的同時找出它們的內在聯(lián)系和區(qū)別。譬如，在推導伯努利積分方程時先讓學生回憶流體靜力學基本方程。這樣學生很快發(fā)現(xiàn)兩者之間僅相差動能項。從而明白在流體靜力學中滿足勢能守恒，而在動力學中轉換為機械能守恒。通過對比分析，學生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意義，也對靜力學基本方程加深了印象。
二、對比分析法教學
由于“流體力學”課程涉及的知識比較廣，如材料力學、大學物理、線性代數(shù)、工程熱力學、高等數(shù)學等多學科的知識，再加上“流體力學”比較抽象，理解起來相當困難。在教學中“流體力學”這門課教師難教，學生難學。為了便于學生掌握流體力學的概念和基本原理，在講授流體力學知識時，筆者經(jīng)常采用對比分析教學法，讓學生通過思考與對比增強所學知識的連貫性，提高學習效果。由于流體力學是力學的分支，因此力學的定律也適用流體力學，但流體的特性決定了流體力學在與固體力學有千絲萬縷聯(lián)系的同時，又有它獨有的一些特性。所以，筆者在授課時會讓學生先回憶相關的固體力學知識，再將固體力學定律引申到流體力學當中，讓學生輕松地理解和掌握流體力學中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節(jié)時，筆者就會問學生：在理論力學中，如果物體處于平衡狀態(tài)應滿足什么樣的條件？學生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會引導學生流體力學的研究對象為流體質點，而流體質點在空間上是很小的，需要對微元體建立平衡方程。換句話說就是微元體要保持平衡，其所受的合外力也需要為零，由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現(xiàn)在學生面前。除了將流體力學和固體力學進行對比分析外，筆者還會將流體力學中的一些概念通過列表的方式進行對比，讓學生了解這些概念的異同點。比如，筆者在講到流體運動學這一章節(jié)時講解兩種描述流體運動的方法，就給出了表1。學生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點。通過對比分析法不但有助于學生理解和掌握流體力學知識，還能讓學生將所學知識融會貫通，提高分析問題、解決問題的能力。
三、多層次多視角分析問題
現(xiàn)代教育觀念認為，高等教育應當融知識的傳授和能力的培養(yǎng)于一體。[4]為了適應個性化發(fā)展和高素質教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時，還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。為此，筆者除了講授基本方程、基本定理的推導，還會將問題進一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識點進行歸納整合，建立學生的哲學思維觀。例如，在學習靜止流體對平面的總壓力這一節(jié)時要求學生能夠計算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手，再延伸到求解矩形垂直面總壓力，再到求解矩形斜平面總壓力，最后求解任意平面的總壓力，如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學生不知不覺中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會了學生如何將一個復雜問題分解，然后再借助已有的知識進行求解，達到觸類旁通的效果。同時，為了讓學生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力，講授時又分別采用了解析法和壓力圖法進行求解。通過這一章節(jié)的學習，學生明白了解決許多工程問題可以從多個側面、多個視角分析，盡管采用的方法和理論不盡相同，但都可以獲得正確的結果，殊途同歸，增強了創(chuàng)新意識。
除了在教學過程中改變傳統(tǒng)的教學方法，構建多元化的課堂教學模式以外，為了提高教學效果，運用多媒體技術為基礎的立體化輔助教學手段也非常重要。隨著計算機技術的發(fā)展，工程實際圖片、動畫和視頻素材使各種教育信息的表達更加生動、直觀和多樣化，能很好地刺激學生的感官，激發(fā)學生學習的興趣，開闊學生的視野，可以收到純板書教學所無法達到的效果。因此，“流體力學”教學過程中對于難以理解的概念，如勢流與旋流、流線與跡線的概念、流場的演示、流態(tài)的判別和波的傳播、邊界層的形成等內容均利用計算機動畫給學生進行演示，起到了畫龍點睛的作用。
四、結束語
多元化課堂教學模式是一個先進的教學理念。本文提出的啟發(fā)式教學、對比分析和多視角教學模式將原本抽象的概念、復雜的理論推導直觀地展現(xiàn)在學生面前，讓學生在分析比較與思考中學會將固體力學遵循的原理定律融會貫通到流體力學中，尋求概念之間、知識點之間和章節(jié)之間內在的關聯(lián)性，舉一反三，把原本雜亂的概念形成清晰的知識體系。這種多元化的教學模式在很大程度上提高了學生的學習興趣和學習積極性，培養(yǎng)了學生分析、解決工程實際問題的能力，改善了教學效果。
參考文獻：
[1]王發(fā)輝，?？∮?，等.“流體力學”立體化教學體系的構建[J].中國電力教育，2009，（12）：102-103.
[2]孫恒，朱鴻梅，舒丹.“啟發(fā)—聯(lián)想式”教學方法在流體力學教學中的應用[J].中國電力教育，2011，（5）：81-82.
