大学物理公式总结范文

时间:2023-03-03 18:49:46

大学物理公式总结

大学物理公式总结范文第1篇

关键词: 大学物理教学 模块化 脉络化 专题教学

一、新情况下,大学物理教学遇到的问题

大学物理是理工科专业的基础必修课程,学好大学物理对理工科学生的专业课学习及未来发展有很大的促进作用。但是,随着大学课程的改革,很多院校都大幅度地压缩或删减了大学物理的教学课时。

在大学物理课时减少的情况下,为不影响学生专业课的学习,很多院校的物理教学部门都采取了模块化分层教学[1,2],即针对不同专业的不同的大学物理知识侧重点,分别制定教学大纲进行教学。与以往的追求大学物理知识体系的完美不同,模块化分层教学针对一些不必要的或与专业课学习关联很少的章节,进行了大幅度的删减,在学时减少的情况下,将学时用在专业学习必需的知识内容讲授上。

笔者所在单位也采用了分层教学模式,但经过一段时间的教学实践,我们发现教学的效果在逐渐减弱。笔者曾对所带的5届约10个批次的学生的大学物理学习情况进行了统计和分析,结果表明:1.大学物理繁杂的公式和较多的内容,使大部分学生对大学物理存在畏难情绪。2.大学物理是非专业课,学生重视不够。3.在手机功能日益广泛的情况下,学生上课的注意力逐渐转移到玩手机上,这就导致课堂风气越来越差。笔者还调研了省内多所高校学生的大学物理的教学情况,发现几所高校学生的大学物理学习情况类似。

这就引发了笔者的思考:教师在最大可能地约束学生听课的情况下,其教学方式还能进行怎样的调整和改革,以适应目前学生的听课状态,提高学生学习物理的兴趣,提高课堂的教学效率呢?

二、新情况下的教学方法探索

基于以上问题的思考,结合平时的科研方法和课堂教学后的总结,笔者在教学课堂上,首先帮助学生对大学物理的整个体系进行了梳理,对大知识板块及各个知识板块中的每个章节都进一步地进行了细分,划分为更详细的知识模块,结合专题讲解,并取得了一定的效果,现对做法归纳如下:

1.根据每个知识板块的特点,打乱知识点细分成几个不同的二级模块。例如:力学部分可以分为运动的描述、平动和刚体的定轴转动三个部分。这样的划分,使学生能在一个较高的高度把握力学部分的知识体系。

对二级模块的细分主要依据核心定律进行。例如:简谐振动及机械波部分,虽为两个章节,但其核心只有一个,即简谐振动方程x=Acos(ωt+?准),只要掌握了这个方程,就能完全掌握简谐振动及机械波的内容。因此,此部分的内容就可以打乱重新排列:(1)方程中的各物理量的理解。(2)各物理量的求法。(3)两种振动的合成及能量。(4)波函数及求法。

2.课程讲解要紧扣重点,并不断进行总结,展示出知识脉络。在对各个知识点讲解的过程中,应该紧扣重点核心公式。所谓知识脉络即在讲解一个小知识点之后,就把此部分联系到二级知识这个整体上,不脱离主题,不断总结让学生清楚地知道所学知识点在脉络中的位置。例如:笔者在讲解简谐振动及机械波部分时,就反复给学生灌输x=Acos(ωt+φ)是本部分重点,所有的知识点都是围绕这个公式展开的观念。这样学生就能很清晰地把握教师讲课的思路,自己课后复习也会很轻松。

3.对重点或难点知识进行专题讲解。在大学物理教学中运用专题讲解,能取得很好的效果。

大学物理的理论推导较高中更繁复,专题讲解可以帮助学生更好地掌握公式的内涵,理解公式中每个物理量的含义及运用的范围。例如:简谐振动方程的求解,其重点和难点归根到底只有一处,即质点振动的初相的求解,而对旋转矢量对质点振动的过程进行分析,并结合具体的问题运用,则可以帮助学生很好地掌握振动和波动。

在专题讲解的时候,教师应注意发挥学生的主动性,引导学生自己动手计算,自己总结,培养他们的成就感,提高学习兴趣。笔者调查发现,畏惧物理学习或者对物理学习失去兴趣的学生,在开始的几节课时都还能集中注意力,但是随着教师的公式及定律的推导,这部分学生在课上就只关注推导的过程了,至于教师所讲解的公式或定律该如何运用就不能很好地理解了。针对这种普遍存在的情况,教师在课堂上要摒弃传统的“一言堂”的讲课方式,让学生发挥主动性参与到学习中,调动他们的积极性。

专题讲解不能局限于例题的讲解,教师还应该结合生活中的实际及高科技的应用,这不仅能让学生非常牢固地记住所学内容,还让学生认识到所学知识并不空洞,从而体会到物理是活生生的,是精彩的,是非常有趣的一门学科,可以使他们产生更加浓厚的学习兴趣。

三、新形势下对大学物理教师的要求

要做到以上几点,教师需做到以下几点。

1.认真备课。只有详细分析各章节的内容、章节间的联系,才能对知识块有一个更清晰的脉络认识,进而进行多次划分。

2.广泛的知识面。不仅要阅读相关的参考书,还要紧紧跟踪热点前沿,并将其与相关的物理知识点进行联系,丰富教学内容。

3.勇于创新。物理知识的体系已经很完美了,但是,在分层教学的基础上,针对不同专业不同的知识需求,教师要在自己详细研究的基础上,勇于打破原有的知识点的分布顺序,将其重新排列,以学生更容易接受的顺序讲解,而不是墨守成规。

随着大学教学改革的推进和新情况的出现,大学物理教师应该与时俱进,在研究教学内容的同时,更要研究学生的特点,才能因地制宜地调整自己的教学方式和方法。

参考文献:

[1]韩红梅,韦俊红.大学物理模块化教学改革探索[J].河南科技学院学报,2012(6):124-125.

大学物理公式总结范文第2篇

【关键词】物理概念 物理规律 物理量 逻辑联系

【基金项目】信阳师范学院华锐学院青年项目(NO.2014qn34)

The logical relation of mechanics in Summary and teaching practice

GAO Yanli1 DONG Yujing

(1 The technique department of xinyang normal university huarui college, Henan Xinyang,464000)

【Abstract】Aiming at the university physics problems of Contemporary College Students in learning, combining student‘s characteristics with curriculum,this paper describe the internal logical relation of some physical quantity by using knowledge graph teaching method. This teaching methods are helping to promote students's understanding of the basic concepts and physical laws, extending students's knowledge structure, deepening the memory of formulas, training student’S ability in logic thinking. At last, this teaching method is tested in this paper and achieve good results

【Key words】physical concepts; physics laws ;physical quantity;logical relation

【中图分类号】TU 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0034-02

1、引言

质点力学是大学物理学中的基础部分内容,也是学生从中学就开始接触的。在国内现在流行的大部分物理学教材中都是从力学开始,并且以质点力学作为开篇内容,所以质点力学的重要性就显而易见了[1]。只有讲好力学,教师取得了开门红,后面的知识才更容易深入下去。而学生在开学开始之际,满怀激动兴奋的心情接受一门课程。对一门新的课程怀有更多期待,只有在新学期开始之际学好了质点力学,才能对以后的课程充满信心。所以学好质点力学是整个大学物理课程的重中之重。

长期以来,不断有教师对质点力学的教学方法进行探究[2-4],原因主要有部分学生中学物理基础较差,对大学物理有种畏惧心理,其次对物理学中的基本概念,公式和基本原理并没有真正的理解和掌握,加上教材习题设置问题,造成了大部分学生在解决实际问题中却表现出他们对基本概念,公式和规律的理解不深 ,对所研究问题的物理过程分析不透,解决问题的思路不够清晰,更不善于举一反三和灵活运用;当后继课程中涉及到力学内容时,往往比较生疏,甚至对一些基本概念都模糊不清。

根据以上分析,改善教学方法,提高教学效率是当前物理教学中的关键,重在从物理概念,物理规律的内在逻辑关系出发,采用构图法加以总结联系帮助学生对知识的掌握和理解,并取得了一定的效果。

2、基本概念和规律的逻辑关系

本学期担任了三个数学本科班的大学物理学课程,在大学物理课程的第一章就开始讲

图1质点力学知识公式逻辑关系图

Fig1 The relationship of knowledge of particle mechanics

质点力学[5],主要介绍了质点力学的基本概念,基本公式。比如:线量相关的位矢,位移,速度,加速度,较量相关的角位移 ,角速度,角加速度等;还介绍了质点力学中的三个守恒定律,分别是动量守恒,机械能守恒,角动量守恒。下面通过图1的形式将这些物理量之间的逻辑关系表示出。

在上图中已经将质点力学所有相关的概念,公式和规律都用图表表示出来了,此图可以清晰的展现物理量之间的逻辑关系,能够帮助学生对知识的理解和记忆。现在对这个图进行几点说明:

(1)对顺着箭头的是对时间微分,逆着箭头的是对时间积分。图中展现的微分形式的有,, ,,,,积分公式在这里不再列举。

(2)某些基本物理概念之间彼此只差一个物理量,比如有圆周运动中角量(,,)分别乘以半径R就得到线量(,,);速度和加速度前面分别乘以质量m就可以得到动量和力;位矢叉乘力和动量得到的是力矩和角动量。

(3)对图表中三个对时间的微分形式在数学上其实是三个守恒定律,这三个式子不但形式上近似,本质上其实是一样的。它们分别是:,当加速度为零时是则速度大小和方向都不变,此则为牛顿第一定律:当质点不受力或所受合外力为零时,质点保持静止或匀速运动状态。,当所受合外力为零时,动量守恒。当物体所受合外力矩为零时,物体的角动量守恒。

(4)图中虚线涉及的是能量,和位置相关的是势能,与速度相关的是动能,动能和势能之和为机械能,只有保守力做功时机械能守恒。

4.质点力学和刚体力学的关系

刚体的运动包括质心的平动和其他质点绕质心的转动。平动运动规律可以应用质点力学运动规律来解决。转动运动规律中有很多规律也是和质点运动规律一一对应的。其中的对应关系有位矢(r)和角度(),速度()和角速度(),加速度(a)和角加速度(),力(F)和力矩(M),质量(m)和转动惯量(I),动量(p)和角动量(L)。在已知质点力学规律的情况下,想要写出刚体转动规律,只需把相对应的物理量套进去就可以了。比如:质点力学中的:,,;在刚体中相对应的公式是:,,.他们不仅仅是公式上的对应,物理意义也是对应的,因为物理规律和物理意义都是从同一现象总结出来的。找到这些关系学生在学习得时候能够真正的提高学习效率。

5.教学效果和实践

在实际教学中将物理知识的构图法应用在数学与应用数学专业的三个平行班的大学物理课程中。首先在开学初期对三个班入学时高中物理基础组织测试,通过观察发现成绩如下:

表1:高中物理基础知识测试成绩对比分析

进入大学物理的质点力学部分,有意在教学中对3班强调知识之间的逻辑关系,并随着课程的展开逐步完善图1,并且在所有知识点讲授完之后还重点强调了公式间的关系和记忆方法。而其他两个班并未讲授和复习,组织测验,最后成绩如下:

表2:质点力学知识测试成绩对比分析

表1发现在这三个班中刚入学时的成绩差不多,基本上持平,但是从表二就可以发现通过质点力学知识点构图法的讲授,学生对公式的掌握,记忆和理解的差距就很明显了。

6、总结

在对非物理专业的大学物理教学中,除了质点力学的公式和概念有这样的逻辑关系外,像刚体力学,电磁学的公式,概念和规律都有很强的逻辑关系,都可以采用构图法教学来提高教学质量。只有把握了物理知识之间的内在逻辑关系,才能真正掌握其内在物理意义,对物理知识才能学的能深,更扎实。此教学方法对提高教学成绩,培养学生的综合素质和创新意识都有很好的作用。

参考文献:

[1]姜黎霞,王雪梅.质点力学在大学物理中的作用[J].青年与社会:中外教育研究,2010(6),47-49

[2]赵艳萍.微积分在质点力学中的应用[J].吉林省教育学院学报,2012.28(8),151-152

[3]吴志颖,张代丰.力学教学中启发式单元结构教学法的探索和实践[J]渤海大学学报(自然科学版)2008.29(3),258-263

[4]冯硕,黄燕妮. 比较法在力学教学中的应用[J] 渤海大学学报(自然科学版)2005.26(3),274-276

[5]陈信义.大学物理学[M]北京:清华大学出版社,2013

作者简介:

大学物理公式总结范文第3篇

大学物理作为高等教育中最重要的公共课程之一,对于其教学方法的探讨具有重要的现实意义。本文分析了目前大学物理教学中存在的几个比较关键的问题,并针对大学物理教学的几个重要组成部分提出了一些教学方法新见解。

【关键词】

大学物理;教学方法;现存问题

1大学物理教学面临的问题

1.1大学物理的学科地位正在逐步弱化

当前有一定数量的师生群体对大学物理的学科地位缺乏深刻的认识,他们认为非物理专业的学生将大学物理作为必修课没有多少实际意义,同时许多院校非物理专业学生的大学物理课时数量也在逐渐下降。[1]国家教育部门2015年颁布的关于大学物理课程的规范要求各院校大学物理的课时不能少于144课时,然而真正严格按照要求执行的院校少之又少,大部分院校的课时在72至108之间,课时数量更少的也不在少数。

1.2大学物理的教学内容显得过于陈旧

物理学主要划分为经典物理和近代物理两个版块,然而值得注意的是,当前大部分高校的大学物理所讲授的内容中经典物理占据超过了百分之八十的比例,近代物理部分的知识讲授严重不足。经典物理所包含的理论与概念都是二十世纪前的研究成果,这些在大部分中学物理教材中都有所涉及,因此难以调动学生的学习兴趣。然后近代物理的有关内容却因为课时原因而无法做足够的介绍,这就从根本上导致了教学内容的陈旧。

1.3大学物理的考核评价方式过于单一

绝不部分院校在大学物理这门课上采取的计分方式都是综合评价,即平时成绩与期末卷面成绩的加权分数。平时成绩主要又来自课后作业,然后由于网络的便捷性,基本上所有习题的答案都能通过网络找到,因此课后作业的成绩很难反映出学生是否真的掌握了知识点以及学习态度是否端正。而期末考试也只是单纯的卷面答题,这对于学生综合能力的培养造成了巨大障碍,难以真正锻炼学生的自学能力以及创新思维。

2大学物理教学新方法

2.1绪论部分

绪论部分是整个课程的引入,包含了大学物理所要研究的对象、内容以及需要用到的方法。绪论部分作为大学物理的第一节课,对于调动学生的学习兴趣起到了关键作用。任课教师不应当只是照本宣科,将大学物理的各个章节罗列出来。为了增强课程的趣味性,在介绍物理学的研究对象和内容时,应当适当运用现实生活中的案例来解释,特别是采用当下大学生感兴趣的话题,例如使用汽车在上坡时采用的是高档位还是低档位来解释其中的物理原理。[2]在介绍物理学的发展历程时,可以具体介绍某一物理学家发现某一物理定律的过程,并在介绍过程中不断提问,让学生发现问题,自己解决问题,总结问题,形成科学研究思路。在强调物理学的研究意义时,教师可以多举一些物理学在所教学生的专业领域的实际应用案例,例如对于计算机专业的学生,可以举一些量子物理学在晶体管研究上的应用。

2.2物理课程分层次教学模式的实施

根据不同专业的实际需求进行教学层。将学缘相近的几个专业作为一个单位,按照入学时学生的成绩,将全部学生分成两类班级,成绩优异的归为一类,这类学生不需做进一步细分;成绩较差的也归为一类,但是这类学生需做进一步细分,综合分析实际情况调整教学内容。同时多层次内容选择也可以安排在网上选修时由学生自主选择,但是校方需要对选课系统做出一定限制,避免大部分学生都故意选择内容较浅的课程。

2.3经典物理部分

经典物理部分的内容大多都在中学课程中介绍过,因此不必面面俱到,对于不同专业的学生应该有所侧重,例如对于化工类的学生,应该着重讲授热力学模块,为化工类学生后续的物化课程做铺垫;对于机械类的学生,应该着重讲授力学模块,为机械类学生后续的结构力学课程做铺垫;对于信息类的学生,应该着重讲授电磁学版块,为信息类学生后续的光电学课程做铺垫。[3]在对各专业学生授课时,要注意有的放矢,使得学生在学学物理时能够感受到其与自身专业的关联性,从而获得更大的学习目的性和动力。对各专业学生讲授经典物理的其他版块时,应当以实例为引入,以拓宽视野为主要教学目标。

2.4近代物理部分

近代物理学的重要理论对于现代科学技术的进步具有巨大价值,然而,这个部分的内容过于抽象,一般学生难以熟练掌握。因此,大学物理教师在讲授这个版块的内容时,应当强化对概念的介绍,尽量跳过对定理的推导,并以近代物理的研究成果为依托,着重对理论进行初步介绍。著名物理学家费恩曼对于物理的学习曾提出过自己的看法,“学习物理的人不应该只是试图去解出微分方程,而是应当尝试理解它们的涵义”。在狭义相对论的教学中,我国教师的教学重点普遍在于洛仑兹推导公式,并以此为基础,推导出一系列公式,注重的是公式的推导而不是内涵的探索。相反,国外的部分物理教材一般会通过简单的举例来解释公式的导出,而不是用严格、冰冷的数学方式进行推导,这种方法能够大大节约公式的学习时间,加深公式的理解程度,这显然更加符合大学物理的教学目的。此外,高校还应当适时举办一些物理学专题讲座,向学生们宣导物理技术近年来的发展概况,使学生们在了解理论知识的基础上,对物理技术的动向也能有所认知。

3结语

物理学作为一门基础学科,是广大科研工作者从事科学研究的基础,大学物理作为理工科学生的必修课程,其包含了对于科学研究理论与方法的传授,对于理工科学生的专业发展具有重要价值。因此,各高校应当重视大学物理这门课程的教学,并从教学方法上入手,解决当前大学物理教学中存在的诸多问题。

作者:李宁 赵宝 单位:聊城大学东昌学院 聊城大学

参考文献:

[1]陶薇,谢柏林,万士保.基于应用型人才培养的民办高校大学物理教学方法探讨与实践[J].教育教学论坛,2015(12):182~183.

[2]马正瑞.建构主义教学理论指导下独立学院大学物理教学方法探讨[J].民营科技,2014(12):252~253.

大学物理公式总结范文第4篇

关键词: 大学物理 中学物理 几何光学 衔接

中学物理课程与大学物理课程在教材上有着一定程度的重复,更有着深度、广度与难度的提高和拓展,不可避免地在大学物理与中学物理之间存在着内容和环节上的一些脱节。因此,找到大学物理教材和中学物理教材内容上的衔接点,然后抓住衔接点使大学新生顺利完成从中学向大学的过渡,不仅可以提高学生学学物理的兴趣,而且有助于大学后继课程的学习,有利于学生综合素质的提高。因此,对现行大学物理课程和中学物理课程的衔接情况进行研究具有一定的必要性。

本文中,以理工科类所采用的大学物理教材、普通高中理科生所采用的人教版物理教材和初中生采用的人教版物理教材(主要是前两者)为参考,对大学物理的几何光学部分(大学物理下册第17章几何光学[1])如何与中学物理中相应知识(选修2―3的第1章光的折射和第2章光学仪器[2])衔接的问题进行了分析和探讨,理清这些问题将有助于促进大学物理课程改革健康有序地发展,同时也希望为中学物理课程改革提供一定的借鉴。

1.大学物理课程和中学物理课程基本要求的对比

对照《大学物理基本要求》[3]与《全日制普通高中物理课程标准》(简称为《新课标》),从教学目标看,《中学物理课程标准》把基础物理知识与技能学习、自主探究的过程训练和方法体验、情感与价值观的培养有机地结合起来。而《要求》则强调在系统掌握物理知识和方法的同时,还要注重培养学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的探索精神和创新意识,努力实现学生的知识、能力、素质三方面的协调发展。显然,大学物理教学要求是在高中物理要求的基础上加以提高。

所以,将《要求》和《新课标》中对几何光学部分的基本要求做比较,分析大学物理中几何光学部分知识点的分布特点,结果见下表。

通过对比可以发现,大学物理几何光学部分中有60%以上的知识点在中学物理中出现过。然而,大学物理的内容既不能是对中学物理知识的重复讲解,又不能完全抛开中学物理的内容,直接引入新的知识,否则就会出现知识连接脱轨的现象,那么大学物理应该如何衔接中学物理知识,并顺利引入新的知识呢?下面我将针对部分典型问题进行具体分析。

2.共同涉及知识点的相关要求及教材衔接处理

通过对比,大学物理中几何光学部分的知识点在中学物理中已涉及的主要有以下几个:几何光学基本定律、折射率、光在平面上的反射和折射、全反射、薄透镜及其成像公式和作图法、光学仪器。

1)几何光学基本定律包括:光的直线传播定律,光的反射定律(镜面反射和漫反射),光路可逆性,光的折射定律。前三个定律一带而过,做衔接的铺垫。

2)折射率:在折射定律中将中学的折射率细分为:①相对折射率=n=(第二种介质相对于第一种介质的折射率);②绝对折射率n=(相对于真空的折射率)。然后斯涅耳定律是折射定律的另一种常用形式,由相对折射率和绝对折射率两个公式推导而来:nsini=nsinr。

3)光在平面上的反射和折射:大学物理教材上点了一下实像和虚像,由同心光束在折射时被破坏导出一种现象叫像散,从而接入新知识“视深度”,视深度是入射光线交主光轴的点离界面距离P与折射光线反向延长线交主光轴的点离界面距离p′,得p′=p。

4)全反射、薄透镜,薄透镜的作图法和光学仪器部分:除了基本的定义和条件外,还介绍了一些全反射的用途和薄透镜的一些内容,其他只做了解用。

3.新增知识点的相关要求及教材衔接处理

大学物理几何光学部分知识点中新引入的知识点主要有以下几个:斯涅耳定律、视深度、光在球面上的反射和折射、薄透镜的横向放大率、薄透镜的光焦度与焦距。下面以一个典型例子分析大学物理教材对该部分知识的设计。

如图,从光源S发出光线SA到半径r、曲率中心为C、顶点为O的球面反光镜AOB上,反射光线交主轴于S′。则光线SAS′的光程为=nl+nl′;其中(余弦定理):

光程是角度φ的函数,根据费马定理,物象间的光程应取极值或常量。故对其求导并令其倒数为零。

=n[2r(r-p)sinφ]+n[-2r(p′-r)sinφ]=0;

化简得-=0

在近轴条件下,φ很小,可认为cosφ≈1,此时l≈和l′==-p′;带入上式得+=

当入射光是平行光时即p=-∞,得p′=,此时p′即是焦点,焦距f′=可得近轴区域的球面反射成像公式:+=,是一个普遍适用的物像公式。

就像这样的推导方法一样,先由中学的知识开端,加进大学物理的内容,使定律从理想状态的使用条件推广到普遍适用的公式。

4.结语

大学物理中几何光学部分的内容除一些知识外,绝大多数概念学生在中学阶段已有接触,故教材设计中的展开应适度,避免重复。

对于大学物理中的新增知识点,由于大学生都已初步具备了独立思考、分析和应用知识的能力,就不能像对待中学生一样,应用图画或大量例子使其理解的设计方法,大学教材对新知识的设计,应注重知识点之间的联系,注重综合分析能力和知识应用能力的锻炼,还应突出设计手法上的灵活多变。总之,大学物理教材的设计在知识的衔接上既不能繁琐地重复讲解,又不能出现知识的断点,这样才能真正做到大学物理教材设计的最优化。

参考文献:

[1]尹国盛,彭成晓.大学物理(下册)[M].北京:机械工业出版社,2010.

[2]张大昌,彭前程等.普通高中课程标准实验教科书物理选修3―1.人民教育出版社,2007.

大学物理公式总结范文第5篇

关键词 大学物理 学习兴趣 类比法 课程导入

中图分类号:G424 文献标识码:A

大学物理课程是高等院校理工科专业的一门重要公共基础课。大学物理课程能够培养学生的科学素质、锻炼学生的逻辑思维能力,并且提高学生分析解决实际问题能力,具有其他课程不可替代的地位。也为学好其他专业课比如理论力学,电工电子学等打下良好的基础,而且对于将来适应工作需要,进行技术创新也很有帮助。由于大学物理这门课程涉及的内容多,概念比较抽象,理论性强,对高等数学要求较高,加上学生对这门课的重要性认识有偏差,因此造成部分学生有畏难心理, 学习积极性不高。由于大学物理这门课没学好,也影响了学生的全面发展。尤其在三本院校学生高中物理,数学基础较薄弱,自学能力和理解能力较差,学学物理有一定困难,长时间听不懂课学生就会放弃,最终严重影响教学质量。所以三本院校大学物理的教学形势严峻。但是通过多年观察,他们的学习潜力还是很大的,要把他们培养成合格的本科人才,关键还是先要想法设法激发他们的学习兴趣。笔者初步总结出了激发三本院校学生学学物理兴趣的教学方法。

想法设法吸引学生,激发学生兴趣。当前大学教育已经从精英教育转向大众化教育,且随着科技的快速发展,物理学的研究内容也越来越多,导致教材内容也相应增多,而学时在不断压缩,非物理专业学时已经压缩至126学时,有的专业甚至压缩至48学时。这给学生的学习学带来了较大的难度。教师面临的首要问题就是要设法增加教学的趣味性,互动性,激发学生的学习兴趣。只有有了兴趣,学生才会课前预习,课堂上积极主动地参与课堂教学,跟着老师的思路走,乐于探索钻研,才会有所收获,进而体会到学有所获的喜悦,从而会进一步增加学习兴趣,激发学生学学物理的兴趣,可尝试从以下几个方面着手进行:

1 和谐环境,语言风趣,加强互动

上课时尽量营造一种宽松的气氛,教师和学生在教学过程中要让学生感到师生之间是一种平等关系,教学过程中教师要允许学生随时提问,随时解答学生的疑问,这样可以及时解决学生的疑惑,同时也让教师了解学生对自己所讲知识的理解程度,随时调整自己的教学思路。对有建设性的提问要予以表扬,提高学生提问的积极性,对学习有困难学生的提问回答时一定要耐心,要注意不要伤害学生的自尊心,回答问题时老师要微笑,这样学生感觉和老师间距离被拉近,学生也会有受重视的感觉。教师讲课时语言生动而激情,要有感染力,能够调动学生的情绪,抓住学生的注意力,可以适当加入肢体语言。教学实践中发现,与教师关系融洽的学生,上课注意力更集中,回答问题也积极,并能认真完成好作业。教师在授课过程中可以适当采取故意犯一些学生经常容易犯的错误,让学生纠错。例如在求解变加速直线运动问题时直接运用匀加速直线运动的速度和位移公式。让学生自己纠错并说出错误的原因,往往比老师自己讲解的效果要好。

2 用类比的方法降低学生学习的难度

类比法(Method of analogy) 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。当人们对新事物的性质尚未认清,又缺乏可靠的论证思路时,类比方法常常具有启发思路、提供线索、借助于某种典范而举一反三、触类旁通的作用。比如大学物理力学中刚体力学基础中刚体的定轴转动教学就可以与质点运动间的类比。学生普遍在高中就已经对质点运动已经比较了解,而对刚体的定轴转动非常陌生,根据笔者多年教学经验,学生对刚体力学基础中的很多公式搞不明白,有些学生甚至到了学习理论力学时还是不明白。但是如果把定轴转动和和质点运动进行类比的话,公式就比较好记。学生只要记住几个基本物理量并加以理解就可以了。

如表1所示,这几个物理量的对应关系先给学生解释清楚,比如合外力作用在质点上会产生加速度改变质点平动运动状态,合外力距作用在刚体上会产生角加速度,改变刚体转动的运动状态,质量反映了物体平动时的惯性,而转动惯量反映了刚体转动时的惯性,其他物理量都是一一对应关系。把这几个物理量的关系搞清楚了,其他公式都是一一对应的。

左边关于质点运动公式学生已经很熟悉了,而右边关于刚体定轴转动公式的形式和左边非常类似,只需要把表2的物理量代换,公式依然成立,虽然公式的物理意义不同,但可以极大方便学生记忆。

3 结合实际合理导入新课

好的开始是成功的一半,课堂教学的导入起着渲染气氛、酝酿情绪、集中注意力、渗透主题和带入情境的作用。精心设计的导入能抓住学生的注意力,能促成学生的情绪高涨,有助于学生获得良好的学习成果。实际教学中,较为有效的导入方法主要有:实践导入法,设疑导入,经验导入,实验导入,直观导入等等,教学过程中,可以根据具体情况针对性设计,例如讲授力矩时,教师就可以讲在打乒乓球过程中如何发旋转球的问题。乒乓球在学生中有广泛的基础,学生比较感兴趣,可以让学生自己先回答,然后教师总结让学生知道乒乓球之所以会旋转,是因为乒乓拍和乒乓球接触过程中摩擦力对乒乓球产生力矩的作用,然后还可以分析怎样在发球过程中发出比较旋的球,以及怎样通过改变力矩的方向,产生不同的旋转。学习这节课后学生对力矩的大小,力矩的方向的概念有了比较深刻的理解,很多同学在课后打乒乓球时也学会了打旋转球,这样理论与实际相结合会产生比较好的教学效果。又如在讲到角动量守恒时,可以讲跳水运动员在空中翻筋斗时要将手臂和腿尽量卷缩起来以便减小自己的转动惯量从而增大自己的角速度,而接近入水时又伸直手臂和腿以增大转动惯量,减小角速度,以便垂直地入水,减小入水时的水花,通过对这个例子的分析,学生对角动量守恒有了更深刻更形象的认识。

4 加强交流,消除学生畏惧心理

大学物理内容非常丰富,方法和技巧灵活多变,对三本院校的学生来说,有一定学习难度,学习中肯定会遇到一些困难,使他们对学学物理产生畏惧感,造成心理障碍。所以教师不仅要在课堂上和学生交流,在课外也要主动和学生交流,了解他们对知识掌握情况以便采取针对性措施,还可以在网上和学生沟通及时解决学生的疑难问题,正确引导鼓励学生,避免学生因个别题目做不出来而对大学物理课程丧失信心,让学生意识到学习不是一朝一夕的事,认识事物是需要一个过程;另一方面,对学习有困难的同学耐心倾情辅导,帮助他们分析学习方法的得失,通过提高成绩逐步建立学习信心。

5 结论

三本院校上好大学物理课的难度较大,笔者在教学中总结的几种方法能在一定程度上激发学生的学习兴趣,只有让学生对大学物理产生兴趣,学生才会真正学好大学物理。利用本文所述的经验和方法虽然在激发学生兴趣,讲活讲好大学物理知识等方面取得了较好的效果,但要真正提高三本院校大学物理的教学质量,还有很长的路要走,更要依靠广大同行的共同努力,切实提高大学物理的教学效果。

参考文献

[1] 马文蔚.物理学[M].北京:高等教育出版社,1999.

[2] 陈丽,胡义华,邓颖宇,等.基于模块化教学的人才培养研究与实践[J].韶关学院学报,2012.33(04):102-104.

[3] 王德全,陈林峰.类比法在大学物理教学中的应用[J].韶关学院学报,2011.0094(2):94-95.

大学物理公式总结范文第6篇

关键词:大学物理实验教学;不确定度计算;固体密度测量;杨氏弹性模量测量;共轭法测凸透镜焦距

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)35-0169-02

现如今在大学物理实验教学中为了更加准确和精确的表示实验测量结果,常使用不确定度理论来表示实验测量结果。[1,2]在大学物理实验教学中,不确定度的计算一直是一个难点,也是一个重点,许多本科学生因为不确定度的计算方法非常复杂,而且计算量很大,而放弃对实验数据的科学处理。这里我们将阐述大学物理实验教学中不确定度的通常表示方法,并结合有关的基本物理实验,在课堂上用多媒体演示,使大学一年级学生很容易掌握不确定度的计算,取得了良好的教学效果。

一、不确定度理论的一般原理和计算方法[3,4]

不确定度理论对于直接测量量把数据的不确定度根据数据的性质来分类,把符合正态分布统计规律的称之为A类标准不确定度,而不符合正态分布统计规律的称之为B类标准不确定度。把两类不确定度的平方和的根称之为测量量的合成标准不确定度,或者简称为不确定度。

大学物理实验中物理量的直接测量量的平均值的标准偏差即为A类标准不确定度,它的计算公式为:

t的大小与物理量的测量次数n和置信概率p有关系,置信概率p一般约定取值为68.3%,特殊情况下置信概率p取95.4%。如果我们测量9次,置信概率取p=68.3%,那么置信因子取t=1.07。如果我们测量5次,置信概率取p=68.3%,置信因子取t=1.14。

物理测量量的B类不确定的计算公式为:uB=

Δ仪/C,Δ仪被称之为实验仪器的“最大允差”,C是实验仪器误差概率分布的置信因子系数。实验仪器的误差分布一般有正态分布和均匀分布,呈正态分布时C=3,呈均匀分布时C= 。但是如果实验仪器误差的分布不能确定为何种分布,我们可以把它简单认为是均匀分布。如果当A类不确定度和B类不确定度是相互独立的时候,它们的合成绝对不确定度的计算公式为:u = =(u +u ) 。直接测量量的相对不确定度的计算公式为:E =u ×100%.

如果实验中间接测量量的函数关系方程是

N=f(x1,x2,…,xn),那么它的标准不确定度的计算公式是:

u = = (?鄣f/?鄣x ) u (2)

在公式中u 为实验中各直接测量量xi的合成绝对标准不确定度,它的相对标准不确定度的计算公式是:

E = = (?鄣ln f / ?鄣x ) u (3)

这两个公式被称之为不确定度的传递公式,如果测量量的表达式是各个直接测量量的积和商的形式,先计算其相对不确定度较方便。间接测量量的标准不确定度和相对不确定度的关系为u = ・E ,所以测量量最终结果的一般形式表示为:

N= ±u E =u 100%,p=68.3%。 (4)

二、固体密度的测量实验中不确定度的计算方法

固体密度的测量实验是大学物理实验教学中的一个重要基础实验。

当待测物体是一铜圆柱体时,其直径的多次测量的平均值为 ,高度的多次测量的平均值为为 ,质量的多次测量的平均值为为 ,则铜圆柱体密度的最佳值为 =4 (π 2 )-1,我们先计算出各个直接测量量的不确定度,因为铜圆柱体密度的表达式是各个直接测量量的积和商的形式,所以先计算其相对不确定度较方便,根据不确定度的传递公式得到铜圆柱体密度的相对不确定度:

铜圆柱体密度的绝对不确定度表示为:u = Eρ。

当待测物体是一空心的铝圆管时,设其外径的多次测量的平均值为 ,内径的多次测量的平均值为 ,高度的多次测量的平均值为 ,质量的多次测量的平均值为 ,则铝圆管密度的最佳估计值为

=4 (π( 2- 2) )-1。我们先计算出各个直接测量量的不确定度,因为铝圆管体密度的表达式主要是各个直接测量量的积和商的形式,所以先计算其相对不确定度较方便,然后根据不确定度的传递公式得到空心铝圆管密度的相对不确定度:

铝圆管密度的绝对不确定度为:u = Eρ。

三、共轭法测薄凸透镜焦距实验中的不确定度的计算方法

测量薄透镜的焦距实验是大学物理实验中重要的基本光学实验,共轭法是测定薄透镜焦距的主要方法之一[1]。我们设f为薄凸透镜焦距,物和像屏的距离为D(要求D>4f)。当移动薄凸透镜在某一位置处,像屏上将出现倒立放大的实像。当薄凸透镜又在另一位置时,在屏上得到倒立缩小的实像,这就称之为共轭法。如果两次成像间位移为d,那么我们得到焦距的基本公式:f=(D2-d2)(4D)-1。只要我们测出D、d,就能够计算出f的大小。共轭法最大的优点是很大程度上避免了物距和像距在测量时因对薄凸透镜光心位置估计不准而带来的偏差,而把f测量归为对精确测量量D和d的精准测量。

因为焦距f的表达式主是各个直接测量量的积和商的形式,所以先计算它的相对不确定度较方便,根据不确定度的传递公式,其相对不确定度为:

焦距f的绝对不确定度uf=Er* 。

四、杨氏弹性模量测量实验的不确定度计算方法

弹性模量又被称之为杨氏模量,是表示材料抵抗形变性能的一个很重要的物理参量,有着重要的实际应用意义。[5]杨氏模量测量实验是大学物理实验本科教学中的一个非常重要的基础实验。实验仪器主要有:望远镜光杠杆镜尺组、杨氏模量测定仪、千分尺、钢卷尺、游标卡尺、砝码等。在实验中我们采用拉伸法测量钢丝的杨氏弹性模量,这里采用光杠杆法来测量钢丝因受力而产生的微小形变,这是实验的关键。

测钢丝杨氏模量的公式为Y= ,其中Y表示钢丝的杨氏模量,F是单个砝码对应的重力,L是钢丝的原长,D为光杠杆的镜面到标尺的距离,d是钢丝的直径,b是光杠杆前后脚之间的距离,Δn为镜中的标尺读数加减单个砝码的平均变化量的大小,Δn的大小用逐差法处理测量数据而得到。

因为杨氏模量Y的基本表达式是各个直接测量量的积和商的形式,所以我们先计算其相对不确定度比较方便,根据不确定度的传递公式得到

Er=

钢丝杨氏模量的绝对不确定度为u = ・E 。

五、结束语

本文总结了大学物理实验教学中关于不确定理论中的直接测量量的A类、B类标准不确定度和合成不确定度以及间接测量量的不确定度的通常表示方法,随后得到了固体密度的测量实验、共轭法测薄凸透镜焦距实验和杨氏弹性模量测量实验中的各测量量不确定度的计算公式,并且我们在课堂上用多媒体演示,使大学一年级学生很容易掌握不确定度的计算,取得了不错的教学效果,这对大学本科学生的物理实验教学具有积极的指导意义。

参考文献:

[1]陈庆东.大学物理实验[M].北京:机械工业出版社,2006:1-20.

[2]陈庆东,巩晓阳.大学物理实验教程[M].北京:机械工业出版社,2013:56-69.

[3]赵志刚,等.多维测量结果不确定度评价方法初探[J].清华大学学报,2007,47(10):1557-1561.

[4]贾翠红,等.测量不确定度及其估算[J].福建师范大学学报,2007,23(1):96-98.

大学物理公式总结范文第7篇

关键词:矢量;微积分;大学物理

中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)09-0067-02

大学物理是高等院校对理工科学生必开的一门公共基础课[1],使学生通过物理课程的学习树立科学的人生观、价值观,具备一定的逻辑思维能力和利用物理知识解决问题的能力,同时还可以提高学生的求知欲和创新能力,对学生今后的发展有着举足轻重的作用。

大学物理与中学物理相比研究的问题更接近生产、生活实际,更具有普遍性,如中学阶段介绍加速运动时只涉及到匀加速运动,即加速度的大小和方向都不随时间发生变化,由牛顿第二定律可知此时所涉及的力也是恒力,最典型的是自由落体运动。而生产工作中常遇到的是加速度的大小和方向可能时刻发生变化,如学生骑车从宿舍到教室的路上速度的大小和方向就会不停地变化。这种情况必然导致大学物理研究问题的方式与中学物理不同。

每学期上大学物理绪论课时,学生翻开课本总会发现大学物理课本中有大量的矢量和微积分,事实上这是中学物理向大学物理转变的必然结果。矢量和微积分贯穿整个大学物理始终。在塔里木大学这所综合性大学里面,大学物理通常在大一第二学期或大二第一学期开课,这时的学生经过一年高等数学的学习,对矢量和微积分已经有了初步的了解,但是在上课过程中发现学生还是习惯于用初等数学知识去思考和解决大学物理问题,将矢量和微积分应用到大学物理学习过程中成了学生普遍认为的难点。

一、矢量及微积分在大学物理学习中的重要性

物理学研究问题总是从简单到复杂,从特例到普遍这样一个过程,大学物理研究物理问题的过程也不例外。如介绍加速度时从中学阶段的匀加速运动开始,然后提出该方法的局限性,引入变加速运动,里面又涉及到加速度随时间变化或随空间变化,由于在这个过程中加速度是随时间或空间变化的,才引入矢量及微积分的运算。大学物理的前两章介绍质点运动学和动力学,为后面其他章节的学习做铺垫,因为刚体、理想气体、理想流体及点电荷均可看作是由很多质点组成的质点系,即先把这些理想化模型进行无限分割,每一个小质元均可看作一个质点,先研究各个质点的运动情况,然后对所有的质点运动情况进行叠加就得到整个理想化模型的运动情况,事实上在对理想化模型进行分割的过程就是在进行微分,而对所有质点运动情况进行叠加的过程就是在进行积分。同时,大学物理所研究的物理量不再是恒定不变的,如力是变力,会随空间位置和时间发生变化,什么情况下力才可以看作恒力呢?当对时间或空间进行微分时,在无限短的时间或无限小的位移内力可以看作是恒力,相应的物理过程就趋向于无限小,有限的物理过程就需要对其进行积分。由于所研究的物理量不再是恒量,相应的中学阶段的标量表示方法已不再适用,需要用到矢量来表示。因此矢量和微积分贯穿整个大学物理学习过程的始终,在大学物理的学习过程中占有重要的地位。

二、大学物理初学者常出现的问题

在中学阶段由于很多情况下研究的力是恒力,即其大小和方向是不发生变化的,因此通常情况下力采用一个标量来表示,同样情况的还有位移、力矩等,而大学阶段由于通常情况下所研究问题中的力是变力,所以必须用矢量来表示。矢量的合成必须符合三角形法则或平行四边形法则,大学物理中矢量的运算涉及到矢量的点乘和叉乘,如计算功用到点乘,计算力矩用到叉乘。大学物理绪论课上笔者会详细讲三维直角坐标系中矢量的点乘与叉乘,要求学生做好课堂笔记。

微积分思想在大学物理中应用也较多,主要涉及到微分和积分两部分,这点在质点运动学中体现得较典型,在已知位矢表达式的情况下会通过微分求导的方法求出速度和加速度,同样的,在已知加速度和初始条件的情况下会通过积分的方法求速度和位矢表达式。开学初绪论课上笔者会给出大学物理中常用到的微积分公式,并要求学生做一些相关的习题。

大学物理初学者虽然已经在高等数学课中学习过矢量和微积分,但是要把这些数学知识与物理模型结合起来并不是一个简单的过程。初学者常犯的错误有以下几种:对矢量的计算过程中,矢量一会儿就变成了标量,往往忘记矢量符号,或者等式的左边是矢量右边是标量;矢量的点乘与叉乘区分不开,通常会混淆三维直角坐标系中单位矢量之间的点乘与叉乘的结果;不清楚哪些物理量可以无限分割,往往一个单重积分式中有两个或多个微分量,不明白这些物理量之间的变换关系,或者说是对积分式的意义理解不够深入。

三、如何引导学生采用矢量及微积分方法处理物理问题

高等数学比初等数学更为抽象,同样的,大学物理较中学物理抽象,当数学公式被用来解决物理问题的时候,数学公式不再是单纯的公式那么简单,而是被赋予了物理意义[2]。如何有效地将数学公式应用到解决物理问题中,特别是使初学者具备这方面的能力是很重要的。教师在教学过程中需要对学生加以引导,使学生尽早适应这种方法去学学物理。

在平时的课堂教学过程中教师要不断去分析目前所研究的物理问题与高中物理的不同之处,自如地引入微积分思想,刚开始可以不用微积分去计算,但是要使学生习惯这样一种思维方式,改变中学阶段形成的思维定式,当学生的思维方式发生改变后,再逐渐将微积分的计算加入到课堂训练中。往往经过几道例题的讲解大多数学生自认为可以采用矢量及微积分去处理问题了,此时笔者通常会请一个学生到讲台上给大家讲解一道例题,采取边做边讲的方式,而讲台下的同学则要集中精力去发现台上同学出现的问题,力争使这道例题讲解完美,最后会利用几分钟的时间去归纳总结或者留出两分钟时间给大家自由讨论,小组总结。采用这种方法既调动了学生学习的积极性和主动性,同时还使学生在练习的过程中及时发现问题并改正自身的错误。

n堂所列举的事例一定要贴近生活,比如讲刚体转动惯量的计算时,当刚体的质量为连续分布必须采用微积分的方法去计算其转动惯量。课本上的例子是均质细杆,可以换成均质挂面,球面的例子可以举篮球,球体的可以说铅球,一个个活生生的例子摆在学生面前,学生才会去思考怎么去分割,怎么去求和,无形之中强化了微积分的思想。

四、结束语

微积分在大学物理研究问题上的思想方法是将复杂的物理学问题,无论是在时间上也好空间上也好首先进行无限地分割,分割成无限小量,即微分;然后将各个无限小量进行求和叠加,即积分。学生只有经过反复地训练掌握了矢量和微积分的思想和精髓才能将其自如地应用到大学物理的学习过程中,这种素质需要经过长时间的强化练习。而这种素质的形成会使学生树立学好大学物理的信心,提高他们应用高等数学知识解决物理问题的能力,为今后专业课程的学习打下坚实的基础。

参考文献:

[1]王娜.谈大学物理微积分思想和方法[J].江西教育,2015-28-28.

[2]熊青玲.大学物理中关于矢量的应用问题探讨[J].希望月报,2008,(3):14-15.

The Role of Vector and Calculus in College Physics Teaching

ZHANG Hong-mei,KONG De-guo*

(College of Mechanical and Electrical Engineering,Tarim University,Alaer,Xinjiang 843300,China)

Abstract:Vector and calculus are keys in university physics teaching that throughout the university physics teaching. This paper introduces the middle school physics and college physics analysis of the importance of different vector and calculus in college physics learning,and puts forward how to guide the students to deal with the physical problems as early as possible and by using vector calculus method in college physics teaching.

大学物理公式总结范文第8篇

【关键词】教学过程 能力培养 知识积累

知识是人们后天获得的对自然界和客观事物的认识,能力是人们完成某项活动时表现出来的个性心理特征。知识的积累和能力的培养之间有着密切的联系。课堂教学是传授知识的主要途径,也是教师的主要工作。因此,在教学过程中要重视知识的传授与对学生能力的培养相结合。物理学是研究自然界的物质结构以及物质运动的最普遍最基本规律的自然科学,当代许多新学科、新技术都是在物理学与其他学科的交叉点上兴起的,物理学的原理和实验方法渗透到了一切科学领域。大学物理课程是理工科非物理专业必修的重要基础课程,大学物理课程为学生后继课程的系统学习打好必要的物理基础,在培养学生探索精神和创新意识方面具有其他课程不能替代的重要作用。 随着科学技术的迅猛发展,对学生各方面的能力提出了更高的要求,因此,我们注意在传授知识的同时,着眼于调动学生的学习积极性与主动性,将教师的指导作用与学生的主动学习相结合,以提高学生的学习能力、创造能力和应变能力。

1.引导学生总结教学中常用的方法,培养学生分析归纳的能力

学习的过程是循序渐进的,物理的学习具有系统性和连贯性,物理课对学生来讲并不是一门陌生的课程,大学物理的许多内容都是中学物理的加深、提高和延展,但是大学物理课程由于教学内容多,课时少,课堂教学的信息量大,老师主要以物理思想和知识整体结构的讲解为主,主要是讲物理思想、物理方法的运用。分析问题所用的数学工具主要是高等数学、微积分、微分方程等。由于大学物理是学生进入大学后第一门以高等数学、微积分为工具的课程,因此,学生在开始学习时有些不适应。我们的做法是,开始的内容讲得慢些,使学生有一个逐渐适应大学学习的过程,然后过渡到正常的教学进度。告诉学生要改变中学时老师讲一点学一点的学习方法,大学的学习方法是老师指导下的自学为主,学生必须做到课前预习,带着问题去听课,课堂上集中精力,做好课堂笔记,抓住重点、难点,课后及时复习、查阅有关参考书,归纳总结,自己感兴趣的问题或掌握不太好的内容及时与同学老师讨论,把学习的知识巩固和掌握。

1.2 由对质点运动的讨论引申到对刚体定轴转动的讨论:刚体可以看作由许许多多小质元组成,每一质元都很小,都可以作为质点来处理,因此,刚体就可以看作质点系统。在刚体定轴转动时每一质元的运动都满足牛顿运动定律,虽然每个质点运动的加速度不同,但整个刚体上所有质点绕定轴转动的角加速度相同,从牛顿定律出发,利用角量与线量的关系,就可以得到用描述转动的物理量表示的转动定律 =J。

通过这样的归纳总结,学生转变了中学讨论问题的思维模式,学会了用变化的眼光看问题,使分析问题,解决问题的能力提高一大步。

2.注重在基础理论教学中培养学生的学习能力

基础知识由构成学科的基本框架的概念、原理和它们的相互关系等组成。这些知识比其它知识具有更大的学习迁移价值。因此,学生掌握了这些知识,会更有利于他们分析问题和解决问题能力的培养,有利于智能的发展。

我们在教学过程中比较注意既重视对学生进行系统知识的传授,促进学生自身理论知识的积累,更重视在传授知识的同时,培养学生分析问题,解决问题的能力,并在此基础上培养学生独立学习的方法,促进学生能力的全面发展。工科大学生在学学物理课程中,由于学时数较少,一般不要求学生掌握推导公式的方法,对我们所用公式能看懂推导过程,记住适用条件会用即可。但是我们认为,从推导公式的过程中可以培养学生分析问题、解决问题的思路和能力,因此我们在课堂上一般还是要仔细推导所用公式以及公式应用时所满足的条件,否则,学生往往硬记公式而并不掌握公式适用条件,在处理问题(或习题)中往往出错。

例如,在讨论驻波这一部分时,一般教材中都是这样描述的:

驻波是波的干涉的特例。在同一介质中两列频率相同、振动方向相同,而且振幅也相同的简谐波,在同一直线上沿相反方向传播时就叠加形成驻波。因此驻波是常见的现象。

即相邻的波腹之间的距离或相邻的波节之间距离为λ2。

这个公式在许多教材中没有说明适用条件,而往往很多时候被学生看成一般公式而套用,在解决问题(或做题)时出现错误。实际上,这个公式是在一特殊条件下,是假设坐标原点的简谐振动为已知,入射波和反射波的初相都为零的情况下得到的。为了让学生学会分析一般问题,我们在课堂上引导他们推导比较一般的公式,即坐标原点的简谐振动为已知,入射波、反射波的初相不为零,分别

总之,教材上的公式一般不能硬套,一定要按照应用条件,不然的话,在做题时就容易出错。通过这样的讨论让学生学会看参考书,对书上的公式不能死记硬背,要了解公式的来龙去脉,知道了适用条件再去应用。这样的学习就能把学习知识和学习分析问题、解决问题的能力结合起来,从而提高学生的学习能力。

3.注重课堂讨论,培养学生的自学能力

学生自学能力的培养是课堂教学的继续,是学生学习能力的发展和保证,培养学生的自学能力是我们教学中的重要任务。

我们在教学中,根据课程特点和教学进度安排,对学生进行自学内容和自学方法的指导,采取多种方法让学生充分利用教科书和参考书,对给定内容或学生感兴趣的内容进行学习,达到对学科知识系统结构的了解。例如,由老师根据课堂讲授内容提出问题,引导学生思考和讨论,或布置适当的学习内容和参考书,提出问题,引导学生自己解决,让学生通过查一些参考书,资料、文献等,学习这些内容,自行分析、演绎证明、归纳总结,写出读书笔记,并组织学生在自学基础上展开讨论。再比如,为学生准备一些小的论文专题,让学生利用课余时间对自己感兴趣的领域和某些问题进行较深入的学习和探讨,对学习收获写成小论文的形式交上,老师检查后选一些较好的让学生在课堂上进行交流、讨论。以巩固学生的自学成果,提高学生的自学能力,促进学生独立地获取知识能力的发展。从完成情况看,学生对这一内容比较感兴趣,对新知识,新领域有一种渴求的愿望,学生写的小论文所涉及的内容是多方面的,有物理学发展史方面的,科学家的简介,固体物理的前沿研究及展望,高能物理的发展以及与物理学有关的新技术的应用如量子磁悬浮技术、纳米材料做成的弹性手机,超声波传感器的应用等等。涉及的领域之广反映了学生对新知识、新技术的渴求及对物理学的兴趣,促进了学生学习的自觉性。

通过几年的教学实践取到了较好的教学效果,第一,课堂讨论能够促进学生自学能力的培养,有利于调动学生学习的积极性。因为在讨论过程中,学生无论是发表自己对问题的理解和看法,还是倾听别人对问题的理解和看法,都要在自学内容的基础上,对学习的知识信息进行一系列的分析、概括、综合等,形成自己对问题的理解才能讨论,这些都属于积极的思维活动,可以充分发挥学生在学习中的主动性。第二,通过课堂讨论可有利于培养学生的独立学习能力和创造能力。课堂讨论要求学生在讨论之前都要写好提纲,做好讨论的准备,为此,学生要查阅参考书、文献资料,进行分析、推导、归纳、总结等这些自学过程。这些过程都有利于提高学生的逻辑思维能力,归纳总结能力,语言表达能力和分析问题解决问题的能力,有利于开发学生的创造才能。第三,通过课堂讨论有利于激发学生参与讨论的热情和学习的潜能,加深巩固了所学的知识,体验到通过自身努力获得知识的喜悦。通过自学和讨论,使学生学会运用学过的概念和原理解释新的问题,从而把知识连成面,达到融会贯通。

4.培养学习兴趣,提高学生学习主动性

兴趣是学生学习最好的老师,只有引导学生的兴趣才能唤起他们的学习积极性,使学生处于积极的思维状态。积极的思维状态有利于学生在教学过程中把已经学到的知识和经验与获得的新知识融合起来,使之成为一个有机的整体,成为可以运用的知识,而且思维能力和分析能力也会得到提高。我们在教学中,就比较注意介绍新知识,新技术的应用,以提高学生的学习兴趣。例如,在课堂上介绍神州十号成功飞上蓝天,与天宫一号成功对接情况;蛟龙号载人潜水器成功下潜7000米深度探索海底世界,完成我国深海技术的一项重大突破;我国高速铁路技术已经达到国际领先地位等等,使学生对我们国家的科学技术发展感到自豪同时,还可以把学生的视野从课本延伸的书外,从基础物理延伸到现代科技前沿。另外,在每年的十月份,诺贝尔奖的发奖季节,给同学们介绍当年的诺贝尔物理学奖获得者在什么领域做出了贡献,以及获奖者往往在提出新理论、新发现、新发明后,需要有多年的实验验证及应用推广,以证明他(他们)的思想、观点或发现发明确实对人类或对认识自然界有较大贡献才能获奖。以此告诫学生学习是一个长期的过程,知识的积累是最基本的,在此基础上提高自己的学习能力,主动学习新知识,新技术,进行创造性的学习,积极探索新的领域,将来为国家、为社会做出自己的贡献。

随着科学技术的飞速发展,知识更新速度不断的加快,知识转化为生产力的周期缩短,这些对人们的知识和能力提出了更高更全面的要求。要求人的一生要不断的学习、补充和更新知识,通过大学物理课程的学习可以培养学生科学思想,科学方法的应用,培养学生各方面的综合能力,使学生的学习能力不断提高,成为建设国家需要的人才。

参考文献

[1] 教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会.理工类大学物理课程教学基本要求 理工类大学物理实验课程教学基本要求(2010年版)[M]. 北京:高等教育出版社.

[2] 张三慧.大学基础物理学[M].北京:清华大学出版社,2003.

[3] 刘文利,李蕾,刘东红.浅谈教学改革与学生创新能力培养[J].山东济南:当代教育科学, 2011(23).

大学物理公式总结范文第9篇

关键词:大学物理;近代物理教学;实际应用

1.近代物理教学在大学物理教学中的现状

第一,目前大学物理学教材中近代物理教学内容主要涉及相对论和量子论两大块内容,而近代物理多涉及复杂的理论,加上教材篇幅相对较少,对近代物理中很多能自成系统的内容只能做简要介绍。甚至一些内容只能以名词的形式出现,而无法更深入地阐述。

第二,近代物理虽然有着丰富的内容、美好的应用前景,但是不能做到有效地引起学生的兴趣,学生学习起来非常困难。因此,学生对近代物理中一些内容更是只知其然,不知其所以然。

第三,部分学生中学物理基础薄弱;另外,不能将大学微积分数学知识融入大学物理学的学习之中,导致不会列方程及方程组,使得物理问题无法解决。

第四,目前近代物理教学主要局限于课上讲解书本内容,借助多媒体观察现象,对相关知识内容的前沿成果和探讨前沿问题的基本方法的介绍则微乎其微,使得大家误以为这些重要的物理学知识只有理论意义,没有实际应用。

2.近代物理教学的改革与探索

对于近代物理教学,我们要在现有教学模式的基础上有所拓展,使学生以所学课本知识为辐射点,对相关内容展开广泛的研究。教师教学为学生找到了解科学前沿的一个突破口,就可提供攀登科学前沿的能量,助其在感兴趣的方向前行。

第一,增强学生学习兴趣。兴趣是最好的老师,缺乏兴趣,事难极致,学习也不例外。在近代物理学教学中,吸引学生注意力很重要。

促进学生研究性学习。适当讨论,提升同学探索总结表述、交流物理学理论知识的能力,提高学生自主学习的兴趣。比如在讲到力学习题时,有关于弓箭系统箭初速度的理论计算。题目答案的设定是将箭视为质点,弓视为理想弹簧,甚至有版本习题册中题目给定弓的储能部件是弓弦,那么在讲完答案之后,不妨结合实际情况深入讨论如下问题:“比赛用箭一般为75cm至80cm,箭杆粗7mm,质量30g左右,那么能将箭视为质点么?”由于箭出射后会有蛇形振动而形成驻波,而且有尾羽定向,其实这种近似误差较大,再有弓的储能部件是弓臂,其应力较大,所以不能忽略自重而视为理想弹簧。也就是说,在机械运动层面,力学系统在给定初始条件时,具体的实验结果也有随机分布的内在趋势。课本上的公式不能理解为教条,而只能是解决实际问题可以选择的方法之一。进而激发学生学习、钻研,献身祖国科技事业,不仅可活跃气氛,而且丰富了知识,可增强学生学习兴趣。

第二,拓展学习内容。在量子物理基础部分,德布罗意提出的物质波理论非常抽象,即使德布罗意关系非常简洁明了,如果只讲授理论和公式,同学们依然会因为内容过于抽象而无法掌握物理思想的实质,而此时如果在讲解理论的同时讲授物质波的实际应用。同学们就会被课堂内容所吸引,激发学习兴趣,从而使得教学事半功倍。

同学们在专题研究中也不能拘泥于课本已有的理论和公式,还要在分析、总结的基础上大胆猜想,勇于开拓未知领域,得出独到的见解。在大学物理教学过程中,不能只培养解决问题的能力,更要培养提出问题的能力。

3.结论

近代物理学是大学物理不可或缺的重要内容,对这一部分的讲授必须有足够的学时比重,讲解不能只局限于课本内容,更要联系生产实际与专题研究,为学生进一步学习与实际工作打下坚实的理论基础,积累必要的实验技巧。在学习研究的过程中,同时培养学生坚持严谨的科学作风,树立科学精神,坚定严肃的科学态度,以缜密的科学逻辑思维方式,为祖国的现代化建设做出更多的实际贡献。

参考文献:

[1]盛嘉茂,莫文玲,魏 环.对突破工科近代物理教学一个瓶颈问题的探讨[J].大学物理,2006(6).

大学物理公式总结范文第10篇

【关键词】民族预科 物理 教材 建设

【中图分类号】G75 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)07-0234-01

教材是教师讲课的依据,传授知识的根本,是学生学习的资料,获取知识的主要来源。教材建设是课程建设的重要环节,是提高教学质量的关键。好的教材一定是适用的教材,既要符合以人为本的要求,也要独具特色,这样才能深受师生的喜爱。预科物理课作为学生本科专业的一门必修课,在几次教改中取得了一些成绩,但同时也凸显了教材建设滞后的问题,这在一定程度上影响了教改的步伐,教材建设迫在眉睫。笔者根据自己多年工作在教学一线的体会,对预科物理教材的建设有一些思考。

一、大学民族预科物理教材现状

目前,民族预科物理课教学的指导方针是“预补结合、以预为主,衔接性教学”,并以此选定教学内容为复习高中物理知识,预学物理课程。由于没有专门适合预科生的教材,因此现用教材选择的是高中物理现行课本和大学物理教科书,并且大学物理的知识离不开微积分,所以还要参考高等数学书来介绍这部分内容。三种不同教材的选用不仅给教师备课带来了负担,也给学生带来了困惑,尤其是预科学制短,只有短短的一年,大学物理教材的很多内容都讲授不到,对教材资源也造成了一种浪费。特别要指出的是在目前所使用的教材中更是完全体现不出预科教学衔接性的特色,这种情况已严重影响了教师和学生教与学的积极性,可见现用教材不适合预科教学。

二、预科物理教材建设要找准定位,内容的选择要以人为本

1.预科物理教材应适合学生本科专业的需求,设置必修内容和选修内容。民族预科理科生的专业大致分为理工类和化工医(管理)类,实行分层教学,教学内容各有侧重。教材建设应设置必修和选修两大模块,知识由浅入深、循序渐进,使物理课程层次分明,内容合理。必修内容是面向全体学生提高文化素质而设,选择最基本的知识和基本方法,只要求对基本概念有初步了解,为后面知识打基础。选修内容针对理工科学生加强专业预备知识,进一步掌握知识和培养能力而设,是必修知识上的扩展和加深,要指明知识间的联系,使学生形成合理的知识结构。

2.教材应符合学制一年的特点,减少内容,降低要求。针对预科学制短的特点,特别要考虑少数民族学生基础薄弱的情况,预科物理教材在保持力、热、光、电四大知识体系的基础上,在选修部分重点加强力学和电学的内容,主要是由于这两部分内容与学生本科专业息息相关,其它内容只在必修部分体现即可。降低要求指的是教材要弱化理论程度、省略复杂的公式推导、淡化过难的计算过程,使大多数学生能看明白,学清楚,调动学生的学习主动性和积极性。

3.注意与其它学科的横向联系,补充高等数学为预备知识。微积分的应用始终贯穿于大学物理教材的始末,没有高等数学做基础是学不好物理课的。在预科物理教材中要融入高等数学知识,只需介绍基本概念、基本公式及简单应用,关键是使学生了解微积分思想,丰富解决问题的手段、开阔思维,学习用数学知识解决物理问题的方法。只有掌握了这一思想,学学物理才能迎刃而解。所以必须要在教材中加入高等数学为预备知识。

三、预科物理教材要体现预科教育的特色

1.教材要注重纵向连接,体现“补预结合、衔接性教学”特色。预科物理教材既要包含高中知识也要包含大学课程,但又不是完全独立的两部分,不能让学生复习完高中的知识很唐突的就出现大学课程,教材关键是体现两者的过渡与衔接,如,介绍力的功这节,教材要先复习高中内容(恒力的功),有学生熟悉的计算公式,这时,教材要进一步启发学生如果是变力,路径是曲线怎么求功,来引导学生体会微积分思想“化变为恒、化曲为直”,自然地过渡到大学课程。让学生感受到中学物理和大学物理学习内容及方法的连贯和递进。逐渐转变学生的中学思维模式,学会选择合适的数学工具(初等数学或高等数学)来解决实际的物理问题。

2.教材要体现指导学生自主学习的特色。预科教育是为本科输送合格的大学生,学生在大学要养成自学的习惯,预科教材建设也要重视学生自主学习能力的培养。教材在每节内容的开始,都要列出小标题告诉学生本节学习的目标、需要解决的问题,逐步指导学生阅读,帮助学生抓住学习重点。书中的例题不仅要给出完整的解题步骤,还要标明分析思路,帮助学生总结解题方法和解题经验,使学生知其然也知其所以然,并能举一反三。每章结束后要总结“学到了什么”,引导学生总结归纳一章的知识结构,形成完整体系。总之,预科物理书既要是一本教材,也要是一本学习指导书。

3.教材体现时代性的同时要融入思想教育。预科物理教材编写要图文并茂,简洁明快,增加物理学应用方面的阅读材料,包括个人生活、社会生活、现代技术,如能源的开发利用、环境的污染治理、航天技术的探索等,使教材内容有时代气息。同时要注重物理学史的介绍,还原物理学发展的历史足迹,在物理学史的背景下介绍相关知识,使学生体会当时科学家研究问题时的探索过程,培养学生科学的态度,使学生养成良好的科学习惯。

结束语

随着预科教学改革的深入,预科物理教材的建设已经刻不容缓,它关系着改革的成败,预科物理教材既不能照搬高中课本,也不能完全复制大学课程,一定要准确把握教材的定位,突出预科教育的特色,同时还要以人文本,符合学生的实际情况,符合时代的发展和物理知识的更新。

参考文献:

[1]陈桂云, 殷实.优化大学物理教材建设的途径探索[J].中国大学教学.2006.

[2]赵龙.对大学物理教材建设的思考[J].中国西部科技.2010(15).

[3]吴百诗.漫谈工科大学物理教材建设[J].物理与工程.2010.

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