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大学物理的教与学

2022-06-10刘亚慧

江苏广播电视报·新教育 2022年6期
关键词:矢量大学物理板书

大学物理是理工科大学各工科专业学生必修的一门重要的课程,学好大学物理对于其他专业课的学习是非常关键的。在大学物理的学习过程中,我们主要把握住两方面就可以了。一方面就是老师在讲授大学物理时,应该注意的问题;另一方面,就是学生在学习大学物理时,应该采取的方法和措施。如果这两方面做的合适的话,学习大学物理就会变得很轻松。本文就这两个方面做了简单的讨论,希望对同学们的学习有所帮助。

一、教师在讲授大学物理课的时候应该注意的问题

第一、数学与大学物理的学习是紧密结合的。

由于近年来高考制度的改革,有一部分学生高中的时候选的是文科,还有一部分学生在高中的时候没有学过物理、再有一些学生选部分物理内容上的等方面的原因,导致这部分学生大学物理的学习变得非常吃力。数学跟不上,上课听不懂,下课不会做题,考试考不及格。针对这些问题,物理老师在讲课的过程中首先要给学生讲解一些物理中常用的数学知识。例如在讲质点运动学时,给学生要讲一下矢量的概念和定义,以及矢量的点乘和矢量的叉乘。矢量是既包含有大小又包含有方向的物理量,而标量只有大小。矢量点乘的公式: , 是矢量  和矢量 之间的夹角,得数是一个标量。矢量叉乘的公式: ,叉乘的大小 方向满足右螺旋。位移、速度和加速度都是矢量。大学物理中经常用到一些简单的求导和积分公式。质点运动学部分就是包含两种运算:第一种是已知运动方程用求导的方式计算速度和加速度;第二种是已知加速度和初始条件,用积分的方式来求速度和位移。大学物理不会考太难的计算,需要同学们掌握的是物理思路和物理方法。建立合适的物理模型使物理问题中的数学计算变得简单,可以起到事半功倍的效果,例如在质点运动学部分提出了质点的模型,只考虑物体的质量而不考虑大小对运动的影响。选取恰当的数学方法对于物理问题的解决具有很大的帮助。

第二、把物理理论和物理实验巧妙的结合到一起。

物理学是一门比较抽象的科学,学生在学习的过程中要具有逻辑思维能力和创新能力。物理中的一些概念和理论很抽象,同学们在学习的过程中不容易明白,这就需要做一些实验来辅助理解记忆。例如在讲驻波概念的时候,用实验来演示驻波的实验,学生就比较容易接受。从实验中很容易观察到那些点静止不动,这些点被称为节点,那些点的振幅可以达到最大,被称为腹点。可以通过实验演示驻波的振动是分段的,驻波在振动过程中无位相的传播,只有位相的突变。光学在大学物理中也是比较抽象的,因为光波的波长比较短,所以其中的好多物理现象我们在日常生活中是无法观察到的。这就需要我们做实验来观察。例如牛顿环实验、迈克逊干涉仪实验、光栅衍射、圆孔衍射实验等等。实验可以让同学们直观的观察到物理现象,进而理解其中包含的物理规律。

第三、多媒体教学在大学物理中的恰当运用

在大学物理教学中,常用到板书教学、多媒体教学、网络教学、多媒体和板书结合在一起的教学方式等。在这么多教学方式中,我认为多媒体和板书结合在一起的教学方法最为合适。大学物理教学过程中,有时候要用到板书教学,特别是一些公式的推导过程,老师在讲课的时候可以在黑板上给出学生公式得出的过程。这样通过一步一步的推算,学生很容易理解,这样容易把公式用到具体的题目中。在公式的推导过程中,板书就显得比多媒体有一定的优势。而对一些实验现象或者是一些作图的题目,多媒体既可以节省画图的时间,也可以让学生很直接的观察实验的结论。特别是在讲一些物理变量对实验结果影响的时候,可以进行简单的对比。例如,在讲单缝衍射实验时,首先讨论的是缝的宽度对条纹间距的影响,在多媒体中我们可以通过演示实验显示随着缝的宽度的增大条纹间距变小,衍射不明显。其次当单缝的宽度一定时,随着波长的变化,条纹的间距也在随着变化,波长越长条纹间距越大。并且可以把几种不同波长的条纹放在一张图中进行比较。这些物理规律都是可以通过多媒体清楚的演示出来的。板书教学和多媒体教学都各有优缺点,所以我們在教学的时候应该恰当的把两者结合在一起,扬长避短,使它们在大学物理的教学中发挥最大的优势。

二、学生在学习大学物理的时候应该具备的条件

第一、要有一定的数学基础

对于理工科的学生来说,数学是学习其他科目的基础,因此要学好大学物理,首先必须学好数学。大学物理中学生掌握了物理思路,就可以列公式解题了。在质点运动学部分会一些简单的积分和求导运算是很有必要的。在磁学的学习过程中,求电动势 的时候也要用到求导运算。在电学中求场强和电动势的时候也要用到积分,大学物理的学习过程中是离不开数学计算的,要想学好大学物理必须要有一定的数学功底。大学物理中用到的都是一些比较简单的数学计算,不要因为数学运算而不会解决物理问题。

第二、学生要有一定的逻辑思维能力和创新能力

物理的学习是比较抽象的,同学们在学习的过程中头脑里要有一定的物理空间想象能力。例如光学的学习比较抽象,在学习的过程中能把这些抽象的问题想明白是很重要的。光的双缝干涉、光删衍射、光的圆孔衍射、光的偏振等等。通过老师上课的讲解和PPT上面的演示,在思想中应该有一个大致的物理过程,这样就比较容易掌握物理概念和知识。相对论的学习也是难度比较高的,爱因斯坦的两条基本原理:一是相对性原理;二是光速不变原理。在这两个原理的基础上给出了同时的相对性、长度收缩、时间膨胀等理论。相对论中的这些原理不但需要通过大量的数学计算得到,也需要我们建立正确的思维模式。所以学生在学习大学物理的时候要具有一定的逻辑思维能力和创新能力。

第三、学生在学习大学物理的时候要多做一些相关的练习题

多做一些题目可以更好的学好大学物理,这些题目不但能使同学们更好的掌握所学的知识点,也能加深同学对物理知识的理解和应用。例如在学习刚体定轴转动的时候,我们要用到转动定律,这时候可以多找一些关于转动定律的题目让学生做做,可以给对学们详细的讲解做题过程,对于物体进行受力分析,然后用牛顿第二定律列方程。对于滑轮先分析它的受力、再研究一下那些力有力矩,那些力没有力矩,然后再计算力矩的大小,列出转动惯量的公式。利用 ,就可以解方程了,求出未知量了。解决力学问题的时候,同学们一定要画受力图,这样有助于题目的理解和问题的解决。在解决热学部分的学习问题时,多做练习题也是很有必要的,要很熟练的掌握热力学四个等值过程中热量、功和内能。而且也要明白内能只由始末温度决定,与过程无关,内能 。功是个过程量 ,在p-v图中为曲线下面的面积。热量是功和内能之和,熟悉了这基本的算法后,对于理想气体任意的过程,我们都可以很容易的解决问题了。熟能生巧,多做一些题目有利于大学物理概念的理解和学习。

大学物理的学习,离不开老师的认真教学和学生的努力学习,只有把这两方面都做好了,学生才更容易的学好大学物理这门课,为其他专业课的学习打下良好的基础。

参考文献:

[1]唐旭东,王兵,李虎.大学物理上册[M].上海交通大学出版社,2018(4):186-190.

[2]梁绍荣,刘昌年.普通物理学(热学)[M].北京:高等教育出版社,1994,65-70.

[3]郭广海.大学物理(下)[M].上海:上海交通大学出版社,2016,(1):145-149.

[4]张星辉,在大学物理教学中使用Matlab制作图像和动画的几个实例[J].大学物理,2004,23(9):59-62.

[5]郑文珍.大学物理热学教学的几点释疑[J].物理与工程,2018,28(3):80-83.

本文系安徽省大学物理教学团队支持项目;

编号:2019jxtd046。

作者简介:

刘亚慧,女,1978-,讲师,硕士,长期从事大学物理的教学研究工作。1B998481-10AC-4A61-ACB5-93FC0F224F0E

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