王家興

摘 要： 本文對(duì)普通物理力學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了探討，有助于學(xué)生從總體上把握力學(xué)理論的基本框架，從而為今后的教學(xué)實(shí)踐提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： 力學(xué) 理論力學(xué) 教學(xué)探討

一、引言

力學(xué)是物理學(xué)的重要基礎(chǔ)課程之一，是物理專業(yè)學(xué)生接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此在物理教學(xué)中，要做好力學(xué)課程的備課和教學(xué)工作。這有利于學(xué)生掌握力學(xué)知識(shí)，對(duì)教學(xué)效果有一定的積極影響。掌握好力學(xué)基礎(chǔ)課程，學(xué)生可以形成良好的物理學(xué)思維模式，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，養(yǎng)成縝密的學(xué)習(xí)思維習(xí)慣，有利于學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)成績(jī)的提高。正是基于力學(xué)課程的教學(xué)作用，要加強(qiáng)物理學(xué)科力學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)普通物理力學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了探討。

二、普通物理力學(xué)教學(xué)探討

1.正確把握普通物理力學(xué)與理論力學(xué)的關(guān)系。

按照學(xué)校教學(xué)大綱的要求，采用常規(guī)的教學(xué)計(jì)劃，將力學(xué)課程分為物理力學(xué)和理論物理和力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分?；欣碚摿W(xué)是力學(xué)的基礎(chǔ)組成部分。理論力學(xué)分為牛頓力學(xué)和分析力學(xué)，其中經(jīng)典的牛頓力學(xué)知識(shí)點(diǎn)所占的比例大約為三分之二。牛頓在十七世紀(jì)提出了三大運(yùn)動(dòng)定律及萬(wàn)有引力定律，為經(jīng)典力學(xué)的誕生奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。要想順利解決機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到的問題，就要借助微積分方法，按照牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律及萬(wàn)有引力定律展開分析。但遇到比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)問題，僅僅應(yīng)用牛頓應(yīng)用定律有時(shí)是無(wú)法順利解決這些問題的。此時(shí)人們就開始以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)，衍生出新的定理或者推論，用以解決復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)問題，確保解答方法的多樣性。因此在經(jīng)典力學(xué)中，人們開始以力的累積效應(yīng)為出發(fā)點(diǎn)，提出了能量、動(dòng)量等多個(gè)概念，繼而發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒等定律。經(jīng)典力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與普通物理力學(xué)課程在部分內(nèi)容上是相同的，在語(yǔ)句、應(yīng)用數(shù)學(xué)工具的兩個(gè)部分的深度有所區(qū)別，通過(guò)對(duì)大綱的對(duì)比研究可以看到，在教學(xué)中要正確把握普通物理力學(xué)與理論力學(xué)的關(guān)系，在課程安排上，要做到統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一安排教學(xué)內(nèi)容。如果在普通物理學(xué)上學(xué)習(xí)了牛頓力學(xué)部分的知識(shí)內(nèi)容，就不需要再重復(fù)學(xué)習(xí)，避免了教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容安排重復(fù)的問題。普通物理力學(xué)和理論力學(xué)的研究對(duì)象是完全一樣的，主要是宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)，對(duì)基本概念進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量和牛頓定律及動(dòng)量守恒等運(yùn)動(dòng)，力學(xué)相對(duì)論的特殊理論的平衡引發(fā)了廣義的研究，并進(jìn)行力學(xué)分析等。而除分析力學(xué)部分外，理論體系也無(wú)差異。從方法論的角度看，普通物理力學(xué)和理論力學(xué)本質(zhì)無(wú)任何區(qū)別。因此，要正確把握普通物理力學(xué)與理論力學(xué)的關(guān)系，促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的有序開展。

2.明確經(jīng)典力學(xué)的基本框架，合理組織教學(xué)活動(dòng)。

經(jīng)典力學(xué)是對(duì)規(guī)律的總結(jié)，通過(guò)在生活、生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察機(jī)械運(yùn)動(dòng)而得出。如伽利略在研究自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了慣性運(yùn)動(dòng)和加速運(yùn)動(dòng)的恒定加速度重力相關(guān)的規(guī)劃。從物理研究角度將物理學(xué)分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理學(xué)五個(gè)物理學(xué)科，對(duì)于物理學(xué)的研究范圍加以確認(rèn)。從數(shù)學(xué)教學(xué)方面，物理學(xué)開始定量或半定量的研究。從理論上建立了一套體系，主要以力學(xué)為研究方法進(jìn)行唯象理論的研究，在研究中引入了微積分和向量代數(shù)的內(nèi)容，拓展和深化了知識(shí)點(diǎn)，建立了一套完整的經(jīng)典物理學(xué)的唯象理論。楊振寧把物理學(xué)分實(shí)驗(yàn)物理學(xué)、唯象理論和理論架構(gòu)三個(gè)層次的理論框架。

3.把握物理課程難度，掌握合理的教學(xué)節(jié)奏。

在物理學(xué)研究中，從初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，難度由淺入深地學(xué)習(xí)了初等代數(shù)、解析幾何和三角函數(shù)等內(nèi)容，隨后內(nèi)容逐步加深，又學(xué)習(xí)了微積分、微分方程、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)內(nèi)容，而數(shù)學(xué)課程在物理學(xué)的計(jì)算中發(fā)揮了重要作用，物理學(xué)的內(nèi)容也是逐步由淺入深的，在物理學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)在物理教學(xué)中應(yīng)用中所涉及的內(nèi)容也逐漸加深。在最初的物理教學(xué)中，由于物理教學(xué)內(nèi)容少，教學(xué)進(jìn)度可以慢些，老師有時(shí)間對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行解釋、分析，并安排課堂練習(xí)時(shí)間，讓學(xué)生了解掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，并展開課程討論，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐了解教學(xué)內(nèi)容，鞏固學(xué)習(xí)效果。隨著物理教學(xué)的內(nèi)容增多，課堂教學(xué)量增大，教學(xué)節(jié)奏隨之加快，學(xué)生學(xué)習(xí)上會(huì)產(chǎn)生一定困難，這不僅會(huì)影響物理教學(xué)的效果，而且會(huì)挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。因此，要讓學(xué)生有一個(gè)逐步適應(yīng)的過(guò)程，把握物理課程難度，掌握合理的教學(xué)節(jié)奏。

4.突出物理規(guī)律的概括性。

普通物理研究的是最基本、最自然、最普遍的規(guī)則，規(guī)則必須具有通用性，要采用一定的概念和規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)潔的總結(jié)，對(duì)自然界眾多的自然現(xiàn)象進(jìn)行概括。在開展普通物理力學(xué)教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，教師要想讓學(xué)生快速、準(zhǔn)確掌握力學(xué)知識(shí)，就應(yīng)該在知識(shí)點(diǎn)難度較大的地方適當(dāng)增加物理規(guī)律的概括性，幫助學(xué)生理解相關(guān)理論知識(shí)。如在普通物理力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，各種各樣的直線運(yùn)動(dòng)和拋物運(yùn)動(dòng)公式，任意速率和任意形式的曲線運(yùn)動(dòng)等。

三、結(jié)語(yǔ)

在普通力學(xué)教學(xué)中，要正確把握普通物理力學(xué)與理論力學(xué)的關(guān)系，明確經(jīng)典力學(xué)的基本框架，合理組織教學(xué)活動(dòng)，把握物理課程難度，掌握合理的教學(xué)節(jié)奏，構(gòu)建有助于學(xué)生從總體上把握力學(xué)理論的基本框架，以提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

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