大学物理质点运动学总结范文

大学物理质点运动学总结范文第1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.

大学物理质点运动学总结范文第2篇

关键词：大学物理 分层次教学 因材施教

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）03（b）-0075-01

大学物理是理工科高等院校中的重要基础课程之一，可以为学生学习专业课程奠定理论基础，也是训练学生自主学习、独立思考、创新思维及合作动手能力等的重要途径。物理学科是一门逻辑推断缜密、思维能力要求较高的自然学科，大学物理难度更大，使得许多大学生深感头疼，也为大学物理课程教学提出了新的要求。本文，笔者结合实际教学经验，提出大学物理课的分层次教学法，以期应对当前大学物理课学习难、教学难的现状。

1 教学目标分层

同一班级中的学生往往有着较大差异，物理基础不同，对物理学科的兴趣不同、逻辑思维能力有异、接受水平不尽一致，所以不能用一刀切的目标和标准来衡量。而将教学目标分层化，针对不同情况的学生，制定不同标准的目标更为可行。比如，针对物理基础知识薄弱、学习兴趣严重缺乏、学习非常吃力的这类学生，教学目标不宜过高，从最简单、最基础的物理概念、物理原理学起，循序渐进地实施教学。针对有一定物理基础知识，兴趣与能力处于不上不下位置的这类学生，在要求其掌握基本物理基础知识和解题方法的同时，还要多加激励，激发学生的学习兴趣、端正学习态度，制定较具挑战性的教学目标。而针对物理基础知识扎实、学习兴趣浓厚、学习态度端正、学习能力较强的这类学生，要求其在掌握基本功的基础上，加大学习难度，学会独立思考物理现象、寻找物理问题、总结物理规律，能够掌握难度大、要求高、思维复杂的物理题，能够活学活用、举一反三、透析现象看本质。只有将教学目标分层次制定，才能确保教学过程、教学方法及教学内容的因地制宜、有的放矢，有针对性地辅导学生，使得每个层次的学生物理成绩都有所提高。

2 教学方法分层

教学方法分层，及针对不同情况的学生采取不同的教学方法，使得物理教学呈现出差异化、层次化。对于基础差的学生，多采取直接传授法，强化其对物理概念和物理原理等基础知识的掌握，必要时还可以采取个别辅导，有针对性地解决问题；对于有一定基础但兴趣不高的学生，则采取趣味教学法，激发其学习兴趣和热情；对于基础好、能力强的学生，则适当引导即可，留出更多的时间和空间，让他们独立思考、自主发挥、探究学习，充分发挥他们的主观能动性。

比如在教学大学物理第一章《质点运动学》时，教学方法就可以分层次实施。对于基础较差的学生，多用直观教导、以通俗易懂的语言去解释复杂的物理现象，让学生们逐步理解并掌握质点模型、参照系、位移、矢量、速度以及加速度等基本概念和原理，能够初步理解质点的运动及运动变化等过程，对于质点运动学的基础知识有所掌握。而对于基础较好的学生，则采取问题诱导式、小组合作式、启发探究式等教学方法，不仅要让其掌握基础知识，还要掌握圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度以及法向加速度等重难点知识，并能够举一反三地解决相关物理题目，学以致用地解释自然界或生活中的相关现象。这样的分层教学法可以兼顾到各个学习层次的学生，促使全班学生共同进步。

3 作业布置分层

作业布置是巩固学生课堂学习知识、督促学生课后复习的有效手段。分层教学法要求，物理课程的作业布置也应该做到分层次进行。难度一致的作业布置并不适合差异较大的班级教学，因为若难度较大会打击基础较差部分学生的积极性，而难度过小又失去了作业练习的效能。难易适度、循序渐进、由表及里便是作业布置分层化的基本原则。

譬如学习《质点运动学》这章后，如何分层布置作业呢？首先，针对基础差这部分学生，以布置基础类习题作业为主，如质点运动方程运用，矢量、位移等概念的理解，对直线运动、圆周运动、曲线运动等多种质点运动过程中加速度等物理量的计算等等题型。这类题目都比较浅显，主要考察学生对基础知识的掌握和理解情况；通过作业练习，可以强化和巩固学生们的物理基础。其次，针对基础中等的学生，则安排基础题与有一定难度的题型相结合，让学生在作业练习中既巩固了基础知识，又接触到较具难度的题目，可以训练学生的思维、开拓眼界。而针对基础好、能力较强的学生，则在作业布置时以挑战性强的作业为主。例如结合生活实例，升降机的运动、河流中船只的运动等来求解其中相关的物理量，这样可以在加深学生基础知识的同时，训练他们的多向思维能力、应用迁移及创新能力等。

4 考评方式分层

分层教学法提倡对学生的考评方式也分层进行，而不是传统评价方式中的统一标准、统一考核、统一执行。这样差异化明显的考评方式，更适合多元化的学生主体，也更符合以人为本的现代教学理念。比如在期中或期末的物理测试试卷中，分为基础题、应用题及提高题三个部分，分别适合于基础差、中等及强的三类学生。教师根据测试成绩，便可以掌握学生的学习状况，学生也可以了解到自己的优势和薄弱环节。对于学生物理学习的态度、方法、兴趣等的考评，则可以指定跟踪记录表，一生一表，进行跟踪考评。将学生的课堂表现、迟到旷课行为、学习中的进步或后退现象进行详细记录。考评表中，成绩好的学生标准高，然后依次递减。这样既可以横向比较，又可以纵向评价，形成层次化、多元化、立体性的考评方式。

分层次的考评方式显得十分人性化，尤其是对于班级中的后进生，给予了他们更多学习进步的空间。对“后进生”而言，他们基础差、学习吃力，在心理上也已经掉队，而差异化的考评给予了他们更多的鼓励，让他们看到自己的优点，获取到更多的自信心和正能量，有利于促进其物理成绩的提高。这样，每个学生从考评中得到的不是畏惧和打击，而看到自己的每一点进步，能够正视自身的不足，真正发挥考评机制对学生的激励和引导作用，促进大学物理课程的顺利教学。

5 结语

新课程改革给大学物理教学带来机遇，也带来挑战。分层教学法则是新课改指引下教学方式的有效变革，适合当前大学生中物理基础不一、能力各异等现象。不过，大学物理教学中的分层次教学法是一项难度系数较大的工作，并非一朝一夕之事。教学过程中，我们的教师要坚持生本理念，有的放矢、因材施教、循序渐进地推进教学，以取得最佳的教学效果。

参考文献

[1] 许杰.大学物理分层次教学的实践与探索[J].牡丹江大学学报，2007（5）：120-122.

[2] 王芳宁.对新形势下大学物理分层次教学的反思[J].长春理工大学学报，2011（5）：179-180.

大学物理质点运动学总结范文第3篇

【关键词】大学物理；微课程；翻转课堂模式；教学改革；学习主动性

大学物理是高校理工科学生的一门必修基础课程，它注重培养大学生的科学思维能力及分析解决问题能力，帮助学生为以后的专业学习奠定物理基础。然而，目前，在我国大部分高校中大学物理的教学，仍然采用的是以教师讲解为主，且师生互动性比较差，导致学习效果欠佳。随着素质教育改革与新型教学模式的冲击，探索大学物理新的教学模式势在必行。

1.基于微课的翻转课堂教学优势及特点分析

翻转课堂是将传统教学模式中知识的传授与知识的内化两个阶段进行前后翻转，包括课前自主预习新知、课内知识解疑与内化、课后知识巩固与拓展三个部分。在课前，教师通过对教学内容、教学目标、教学重难点进行整合重组，精心查找资料，制作微课视频，让学生能够随时随地的借助于微视频和学习资料对新知识进行预习，完成知识的传递与构建。在课内，教师组织学生互动讨论，互教互学，共同分享学习成果与解惑答疑，帮助学生完成知识的内化与吸收。在课外，学生借助微视频巩固课堂知识，并且进行知识的拓展与延伸。基于微课的翻转课堂教学模式大大提高了学生的课堂参与度与动手实践时间，打破了传统课堂教学模式的壁垒，让学生真正的成为课堂学习的主人翁，促进了师生、生生之间的合作互动，实现了对学生自主学习能力与独立思考能力的培养。大学物理是一门公共基础课，通过微课与翻转课堂教学模式的结合，可以让不同专业的学生通过微视频学习本专业所需掌握的物理知识，满足了学生个性化学习的需求。同时又借助于微课帮助学生对大学物理中的重难点内容进行了解与掌握，大大提高了大学物理教学的效果。

2.基于微课的大学物理翻转课堂教学模式

2.1课前制作微视频，完成新知传递

在课前，教师根据大学物理课程标准及教材内容，将物理知识点进行逐层的分解。教师为学生准备一个或若干个视频，每个视频旨在介绍一个相关知识点。例如力学这一单元教学，可以分为质点力学与刚体力学，而质点力学又可以分为质点运动学与质点动力学，这样针对每一个知识点制作相应的微视频，微视频时间最好控制在5-10分钟之内，注意其短小、精悍的特点。例如，在《简谐振动》教学中，由于学生对教材中简谐振动的运动学方程理解比较困难，为此，微视频内容主要包括：引入生活实例介绍简谐振动现象，帮助学生初步感知，然后进行归纳总结简谐振动的物理定义、判断依据和性质特征，以基本知识点的讲解为主。微视频制作完之后，教师将其与配套基础习题发送给学生或上传到校园网平台中，让学生根据微视频学习教材内容，并且完成相关习题的练习，从而完成对课堂新知点的传递。

2.2课堂互动交流，完成知识点内化与吸收

翻转课堂教学活动的宗旨帮助学生解决问题，可以是预习时出现的问题，也可以使预设的问题。教师通过创设情境、积极引导、组织讨论、互动交流、总结归纳等活动，帮助学生完成对新知识点的内化与吸收。在《受迫振动和共振》教学中，教师首先通过回顾单摆测量重力加速度的物理实现，创设学习情境，让学生了解阻尼振动的特点，进而引出受迫振动的物理概念。组织学生分组讨论在观看微视频中的重难点，共同探讨共振现象产生的条件、共振现象的危害以及如何消除共振现象，帮助学生完成对知识点的整体构建与吸收内化。在完成基本知识点内容的学习后，让学生观看微分方程的微视频，引导学生掌握微分方程的形式及求解方式，进一步从数学思想的角度升华对受迫振动与共振的理解，最后，通过课堂测验来进一步巩固课堂知识。

2.3课后知识拓展与延伸

翻转课堂的课后拓展与延伸，可以强化学生对知识点的理解，学生可以利用微课程对某个专题或问题进行更加深入的探究，拓展学生概念和知识学习的深度和广度。在课后的学习探究环节中，教师还要通过网络互动平台建立课后补救教学和作业反馈机制，实现线上与线下、课内与课外相结合的教学模式，为学生创造出更多的学习机会，也为学生自主探究学习与补救学习等提供了便利。

3.结语

综上所述，基于微课的大学物理翻转课堂教学模式的构建，是适应当前社会及企业转型升级发展对应用型人才的需求，翻转课堂将互动讨论、互动交流作为两大利器，教师在课中进行答疑解惑。同时，将微课程和翻转课堂结合可形成对学生学习过程的有效控制，弥补了传统物理教学中互动教学和个别化教学的不足，充分调动了学生学习的积极性、主动性、创造性，改变了我国传统课堂教学学生总是处于被动接受和被动灌输的局面，促进了大学物理教学改革的发展。

参考文献：

[1]周战荣,马进,沈晓芳.大学物理微课教学的探索与实践[C].全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会.2016:121-124.

[2]何朝政,宋海珍,张鸿军.基于“微课”的翻转课堂教学模式在大学物理实验中的实践[J].南阳师范学院学报,2017,16(3):47-49.

[3]宋金璠,郭新峰,王生钊,等.微课在大学物理实验教学中的应用[J].物理实验,2015(2):12-17.

大学物理质点运动学总结范文第4篇

关键词： 大学物理教学 认识 衔接

物理学是自然科学的基础，人类的生活离不开物理学。大学物理是理工科类的一门物理学基础学科，通过该课程的学习，能使学生了解物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，为其他专业课程的学习奠定必要的物理基础，在大学教育阶段起着十分重要的作用。通过大学物理的学习，学生不仅能掌握必要的物理基础知识，而且能树立科学的世界观，培养创新思维、探索精神和科学研究方法。当前，我国高等教育大众化的步伐促进人才培养的模式发生了重大变化。因此，如何在新形势下教好大学物理这门课程，培养高素质人才，成为高校教师的一项重大挑战。对此，作为一个长期从事大学物理教学的教师，我对此谈谈在教学中的几点认识。

一、做好大学物理与高等数学的衔接

就知识体系而言，中学物理已经介绍了力学、热学、电磁学等部分内容。但是无论在广度还是在深度上，大学物理内容都有着显著的提高，而且需要运用崭新的数学工具，如导数、微积分和矢量计算，解决物理问题。大学物理是离不开高等数学的，尽管很多院校在第一学期就开设了高数课，但是很多学生还是不能运用数学知识解决具体物理问题。例如，在质点运动学中，有两类常见的求解质点运动的问题：在某一初始条件下已知质点加速度，学生不会运用积分求解运动方程；已知质点运动方程，不会运用导数求解速度和加速度。因此，在平时教学过程中，如何在传授物理知识的同时，又做好“兼职”数学老师，就成为大学物理教师的一项任务和技能。

局限于数学知识，中学物理研究的是恒量或均匀变化的问题，如恒力问题，匀变速直线运动，大学物理研究的是任意变化的量，如变力，任意曲线运动。这时，微元法方法起着桥梁作用，在dt时间内（对应微分）是恒量问题（中学阶段），在整个时间t内（对应积分）是变量问题（大学阶段）。由于大学物理是一门非物理专业的公共课程，我们应当突出物理思想与物理图像的教学，而不应把过多的精力和时间花在复杂的数学推导与演算上。费因曼曾说：“对学物理的人来讲，重要的不是如何正规严格地解微分方程，而是能猜出它们的解并理解物理意义。”能从物理角度说明问题，尽可能不用数学。例如，在讲解“时间延缓”和“长度收缩”时，我们可以从狭义相对论的两个基本原理出发，而不需要从繁琐的洛伦兹数学变换关系式推导。这样做的好处在于让学生真正明白相对论时空的物理图像，而不是纯粹的数学演算。

二、做好物理知识与科学思维方法的衔接

很多学生都有一个错误的观点，认为自己根据物理知识会做题就行，甚至一些教师让学生背知识点、进行题海战术。诚然，掌握知识点，会解物理题肯定没错，但是大学物理教育不仅于此。更重要目的在于，通过大学物理课程的学习，使学生掌握物理学研究问题的思想和方法；在获取物理知识的同时，使学生拥有的建立物理模型、定性分析与定量计算的能力；开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力，提高科学技术和整体素养。通过课程的学习，使学生掌握科学的学习方法、养成良好的学习习惯，树立辩证唯物主义的世界观、人生观和方法论。

无疑，物理知识很重要，但是对大学生来说，学会科学的思维和方法比掌握物理知识本身更重要。因此，教师平时要多收集一些对学生的科学思维和方法有启迪的素材，在授课过程中，要尽可能讲述一些科学家对某一问题的思想方法的典型内容，让学生知道物理学方法论中所用到的一些重要的基本方法和原理。例如，库仑定律和牛顿万有引力定律是如何发现的及二者的关联？爱因斯坦是怎么创立相对论的及与经典力学的关系？量子物理与经典物理的对应关系？光的微粒性与波动性？等等。在讲物理知识过程中，有机地融合这些素材，一方面能使学生产生浓厚的学习兴趣，加深对授课内容的掌握和理解，另一方面能使学生对科学家的思维方式有所了解，增加对物理学中方法的认识和运用。

三、做好物理概念与例题教学的衔接

概念教学在大学物理教学中具有关键作用。物理概念既是物理学的基石，又是物理学的支柱，占据举足轻重的地位。任何一门物理学分支的发展都离不开物理概念，如质点运动学离不开位矢、速度、加速度、动量等基本概念的支撑，热力学的发展离不开温度、内能、热量、熵等，电学的发展离不开电流、电压、电阻、电场强度、电势、电势能等。物理概念是组成物理知识体系的基本单元，原理和公式就是反映概念之间的相互联系和数量依存关系。由此可见，物理概念教学有利于学生对物理规律的掌握、对物理过程有准确的理解。同时，通过概念教学，使学生建立完整的物理知识体系，对培养学生自学能力和提高物理教学质量都有着积极的作用。

大学物理的概念多、理论性强，运用的高等数学知识较多，有些概念学生不容易掌握。要解决这个问题，除了分析理论知识外，讲解适量的例题也是非常有必要的。实际上，讲解例题是物理教学中一个不可缺少的环节。教师通过对例题的分析和演算，既教会学生分析问题的思路，又让学生学会正确解题步骤和方法，更重要的是加深学生对概念和理论的理解，提高运用所学知识解决实际问题的能力。由于大学物理课时数安排较少，完成教学任务的时间紧，选什么样的题、选多少题就非常有讲究，因此，所讲例题要有典型性和多样性的特点，典型性有利于学生对基本概念、规律的理解和消化，多样性可以开阔学生的视野和增加知识广度。同时课堂讨论很有必要，争论能激发学生的学习兴趣，提高学生的思维能力。

四、做好知识传授和品质教育的衔接

除了传授知识外，大学物理也是培养大学生优秀品质的一部好素材。物理学蕴藏着很多不同层次的美，如太阳系中行星共面的和谐美，雪花结构的对称美，原子中电子排布的有序美，等等。在课堂教学中，通过揭示物理之美，能强化学生的审美意识、陶冶学生审美情操、培养学生的优秀品质，从而产生科学灵感和火花。以“电磁场和电磁波”一章为例，物理学家麦克斯韦正是抓住电和磁的对称美，在总结安培定律、库仑定律、毕奥-萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律等基础上，大胆提出了“位移电流”和“感生电场”的概念，建立了经典的电磁场理论，从而使得电、磁、光得到统一。

在平时教学中，要加强团队精神、拼搏精神的品质教育，启发和激励学生。在科学技术迅速发展、科学水平不断前进的当今时代，很多科学任务必须依靠团结合作，单打独斗是不能完成的。“团结就是力量”。例如，在讲授“氢原子的波尔理论”时，我就介绍了玻尔和卢瑟福的故事：众多学者共同生活、共同学习，通过争论、质疑和辩解，使思想相撞，知识互通；不同国籍、不同民族、不同领域的学者生活在同一实验室里，团结合作，共同解决原子结构难题。结合具体物理知识，通过适时的事例，向学生阐述顽强拼搏的重要性。爱因斯坦说：“上帝分送礼物时是毫不宽容的，他只给了我骡子般的顽强。”在讲“电磁感应定律”时，让学生了解到，法拉第在实验室奋斗了十年；在讲“量子论”时，告知学生：普朗克为了解释黑体辐射现象拼搏了六年。

总之，要使学生学好大学物理这门课程，广大物理教师必须热爱学生，热爱教育，付出辛勤的劳动，熟悉教材内容，掌握科学的教学方法，才能取得良好的效果。

参考文献：

[1]崔云康，唐曙光，唐春红，吴庆春.大学物理教学中人文素质的培养[J].科技信息，2011，5：433.

[2]熊力.怎样上好大学物理习题课[J].锦州师范学院学报，2001，22（2）：67.

[3]韩海波.大学物理概念学习的问题诊断与概念教学模式的探究[D].中国硕士学位论文，2007.

[4]毛骏健，顾牡.大学物理学[M].高等教育出版社，第一版，2006.

[5]张俊吉，祝启涛.对于大学物理教学的几点建议[J].科技创新导报，2016，3：152.

大学物理质点运动学总结范文第5篇

关键词 教学的层次性 数学的立体性 物理教学

中图分类号：G424 文献标识码：A

大学物理是工科类大学生主要科学课程之一，对于提高学生的科学素质、培养学生的创新精神和实践能力具有重要的作用。该课程不仅是对学生进行严格的、系统的基本技能、科学方法、基础的知识及技巧的训练，更重要的是培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的综合能力。随着科技进步的新趋势和新挑战，大学物理教学应该面对时代的发展，针对学生的不同特点，在教学内容、教学方法等方面不断有所改革和创新。

大学物理教学的过程应引导学生从自然的现象发现其变化发展的规律，及其规律的实践应用。其过程需要不同的认识过程、逻辑的思考、科学方法及创新精神。蕴涵着“立体感”、“层次性”。发掘出其中的内涵去激励学生，影响他们对物理情感的体验。这种情感的影响有可能改变他们对物理的态度与兴趣，成为他们的“知己”，受用一生。

1 教学内容的层次性

从教学内容研究入手，根据认识过程的层次性，教学内容的联系层次性，从易到难、由浅入深、由高到低、循序渐进对大学物理中各部分内容进行有机结合。根据不同的专业需求，教学内容的设置有两种不同的体系：

分层次教学，把大学物理实验课的教学分成实验预备知识教学阶段；基础实验教学阶段；综合性实验教学阶段；设计性实验教学阶段四个层次，按着每个层次教学内容的要求，采用适当的教学方法和手段。

（1）对于工程类的学生，按照物理内容的基础性，难易程度与学生的知识水平及专业对物理的要求，依照教学内容层次，应将物理划分为两大部分：第一部分的内容：运动学、力对运动的影响（动力学）、自然界中两种常见的运动（振动与波动）。（重点内容：动力学、振动与波动）。第二部分的内容：静电场（电荷与电场）、静磁场（运动电荷与磁场）、电磁感应、光学、热力学（重点内容：热力学、电磁学）。

（2）对于电子信息类的学生，根据其专业对物理的要求， 依照教学内容层次，应将物理划分为两大部分：第一部分的内容：运动学、力对运动的影响（动力学）、静电场（电荷与电场）、静磁场（运动电荷与磁场）、电磁感应（重点内容：电磁学）。第二部分的内容：振动学、波动学、光学、量子力学基础（重点内容：振动与波动、量子力学基础）。

2 教学过程的层次性

教学是教师施展教育的平台，在这个平台上，教师要在教学那种严谨而刻板的“气质”中，“演活”物理深刻内涵与本质，教学不是曲高和寡的“阳春白雪”。爱因斯坦说过，兴趣乃创造之母。没能力激发兴趣，可也千万别“谋杀”了兴趣。根据教学大纲的要求，教学进度的安排，学生的理解与接受的，“我们应该精心设计内容，为学生真正理解或应用这些内容提供丰富的平台”。

分层次教学法，低起点、分层次、目标高、由浅入深、由易到难、循序渐进，按着学生的认知规律进行教学。

子弹以某一速度打入可转动的木棒中，大部分学生认为这一自然现象过程满足动量守恒。教师要善于抓住教学内容承载的素材来展开层次性的思维。帮助学生对物理概念的理解与定律应用；子弹可视为质点，而转动的木棒应视为刚体。刚体可视为质点的刚性组合，这蕴含着一个质点也可组合为刚体（即质点也可视为刚体），但刚体不一定由一个质点组成（即刚体不能视为质点）。动量守恒适用于质点，而角动量守恒适用于质点。

每一章节的教学内容都有着逻辑性、层次性。教师把握内容的关联性，像一个快乐的导游，层层深入，如数家珍，引领学生流连忘返于物理的美丽景观里。教师讲得行云流水，学生听得不急不燥。一堂教学课下来，好似受到（下转第132页）（上接第115页）了一次洗礼，身心俱悦。这应是教师追求的一种讲课的气氛。

3 教学方法与手段的立体化

教学的主要目的是知识的传承，对象是学生，如何使学生在较短的时间内学到较丰富，较系列化的知识、方法和技能，又开拓学生的思维，激发学生的想象力，有利于培养学生的创新精神。这就要求教师在教学上更立体。因此在教学上采用灵活的教学方法，教学方法必须与教学内容相结合。

在刚体的动力学教学中可类比质点的动力学；在磁场的教学进程中可对比电场的教学进程；波动的教学内容与振动的内容密不可分。在知识的传授过程中，建立以学生为主体，以教师为主导，根据厚基础，强能力，高素质的培养目标，由易到难、由浅入深、由高到低、循序渐进，采用灵活的教学方法，使教学简单明了，学生对概念的理解进一步加深，公式及应用得到进一步强化。

在应用类比教学法的同时，对比教学法也是必不可少的。不同的内容，虽有相似之处、互有联系，但毕竟各有特点、各不相同，如不加以严格区别，常由于十分相似而破坏记忆的准确性。为了准确地掌握知识，应该把相似的知识进行对比，找出它们的不同点与相似之处，加深学生的印象，以强化精确的记忆。例如，在探讨矢量场时，学生对旋度、方向旋度及方向旋度的极大值的理解与计算较为吃力。但学生对标量场的梯度、方向导数及方向导数的极大值的理解与计算较好。通过标量场的梯度与矢量场的旋度、方向导数与方向旋度对比，不难发现两者之间在数学的几何意义与的计算形式相类似，而不同之处是物理的意义与计算公式。

对比法也是物理学中常用的一种教学法，通过比较，找出不同物理规律、物理定律的共同点与差别，进一步加深学生对物理规律、物理定律的理解和掌握，同时也培养了学生分析问题、研究问题、思考问题能力。角动量和转动动能，有的学生就习惯写成线动量和平动动能。因此，必须讲清如何从质点力学发展，推广到刚体力学，使学生理解它们的内在联系，并把最后得到的相似公式进行对比，找出它们本质的区别，又如，电场是有源场，而磁场是涡旋场，正是这本质的区别导致电场的规律-高斯定理和场强环流定律与磁场的规律-磁学中的高斯定理和安培环路定律的不同。

在教学中注重创新，探索研究性教学，发现式教学、问题式教学、讨论式教学等教学方式，在电磁感应的内容中，动生电动势的产生原因是洛仑兹力做功的结果，但在静磁场的内容中，在讨论洛仑兹力的特点是不做功。洛仑兹力是否做功 如何解决该问题。引导学生从不同的角度来探讨。

通过教师的创新教学，来提高学生的创造能力。课堂上，多提为什么？如何做？在总结电磁场的内容时，学生了解电荷可以激发电场，运动电荷产生磁场。两者都是电荷产生的物质，问题是这两种物质有何关系。让学生自己通过实践去寻找正确的、合理的答案，培养其创造能力。

总之，在大学物理教学中，恰当地应用类多种教学方式，使学生学到的科学方法和逻辑思维方法，迅速获得新知识；理解新、旧知识的内在联系；更好地认识新事物的本质与特征；新知识更加鲜明、准确，旧知识更加深刻、牢固。使我们能提高课堂教学效率，取得事半功倍的效果。

参考文献

[1] 万勇，王春华等.物理教育研究方法[M].首都师范大学出版社，2000.12.

[2] 周昌忠.科学研究的方法[M].福建人民出版社，1983.8.

[3] 钟启泉，朱毓雄.物理教育展望[M].华东师范大学出版社，2002.2.

大学物理质点运动学总结范文第6篇

关键词：高校；教学教法；民族地区；师范；牛顿力学

一、背景现状

吉首大学师范学院地处湘西州，是土家族和苗族少数民族地区。在其中的师范类学校，主要面对着的是广大的农村，走出去的大部分同学将要面对的是最基层的学校，教学任务要面对最基层的物理教学工作，其中一部分学生进入乡村小学，承载着“科学”课程的教学。从学院走出去的学生会走上讲台，要教授各类课程，包括物理。面对这些实际情况，在这些学生还没走出校门时，民族地区师范类学校如何进行物理教学显得十分重要且是十分值得探讨的课题。本文主要试分析牛顿力学部分，从理想化模型与近似、定性与定量、实验验证、瞬时关系、过程关系（守恒）、迁移等角度解读，结合分析书本基本涉及面与学生现状，浅析民族地区师范类物理教学。

二、基本概述与教学现状

（一）近似与理想化模型

1．基本概述。接触到的第一个近似与理想化模型就是质点。力学里面质点模型，其特点是把真实物体简化成有质量的点，去掉了真实物体的大小、形状；保留了真实物体的质量与位置信息。进行这样“近似”是为什么？真实世界里面物体运动会因为不同物体的特性而不同，显得十分复杂，把物体当成一个质点之后，运动将不受真实物体的“束缚”，可以抽象出一般意义的“运动”这个概念，在后面还容易抽象出匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动、圆周运动等运动形式、探究这些运动的规律，这对于解读运动有着非常大的便利。2．教学现状。吉首大学师范学院的学生是初中物理学完过来继续学习的，但是相对于物理专业的学生，明显有两点差距：物理的基础和学物理的兴趣。“近似”是一个物理细节，删繁就简地对自然界处理的方式，掌握好“近似”更易于初学者学习，对于民族地区师范大专院校学生有重要意义，也是一大挑战。质点也是初学者学习到的第一个“近似”概念，务必把准确、鲜活概念送入学生眼中。另外于大专层次学生来说，还比较容易引起“真实世界”与“物理世界”的认知误区。因为近似，简单地来说是抽象了物理的本质特征，忽略了一些次要特征，但在有些人无法忽略次要特征保留主要特征，这就会造成误区。物理里面有一些违反人的直接经验论的规律，它们都是有理想化、“近似”的大前提，没有很好地理解近似思想，初学者甚至会感到困惑，怀疑物理的正确性［1］。这就需要老师准确地解读、带领。笔者这里给出两个教学把握的方向：第一，“近似”讲解要精准，留什么，舍什么一定要说清楚。第二，哪些地方有“近似”要说清楚，书本涉及的“近似”，对于初学者不一定能全部发现，需要老师的经验与帮助。

（二）实验验证

1．基本概述。物理基础实验可以分为两大类，验证实验、探究实验。运动里面有一个经典的实验——伽利略理想实验。他设计小球从一定高度滚落在一个水平面上，一开始水平面粗糙，小球在水平面运动一段距离将停下来，不断增加平面的光滑程度，小球将越滚越远，由此伽利略推论：如果水平面绝对光滑，小球将以原来的速度永远运动下去。实验与结论都具有重要意义，他通过实验破除了人们一直以来坚信的运动观，并且深刻揭示了自然界的重要规律，也正是在伽利略理想实验基础上，牛顿才提出牛顿第一定律；另一个实验关于牛顿第二定律，实验包含两个小实验，其一为：探究加速度和力的关系，实验结果从实验角度得出，对于质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比；其二为：探究加速度和质量的关系，从实验角度得出，在相同力作用下，物体的加速度与物体的质量成反比。2．教学现状。在物理教学中其实可以发现不仅许多重要的结论，都是从实验得出，而且只要提到做实验，学生十分感兴趣，对于启发学生兴趣起到极大作用，但是在教学中，特别是大专学校物体实验条件有限，一般都只能做一些简单实验，复杂一些的实验只能通过视频，或者一些仿真实验软件实现。这些极大地掣肘了物理教学的深刻性、趣味性，这一部分缺陷，笔者给出两点经验。第一，在具体物理教学中老师可以就地取材，把一切可以利用到的、可以用来实验的素材都尽量利用到；第二，联系生活，尽力去把物理教学融入生活，把生活中的一些例子融到教学，生活负责教学，教学指导生活，启发学生的兴趣，让学生感到学习物理的用处［2］。

（三）定性到定量

1．基本概述。定性指学习基本概念或一些结论性的总结。以运动学为例，在运动学部分，参考系、时间时刻、路程、速度等概念学习都属于定性学习，但书本没有停留在这些概念的学习上，在这些概念上更加延展、深入。例如参考系这个概念学习之后，马上就提出了坐标系，这是整个空间量化过程的开始，之后再加上时间时刻概念，这是整个时间量化过程的开始，从此开端，一切涉及空间、时间的物理过程都可以被量化了，都可以进行具体的计算。而后面提出的几种基本运动，同样不只是停留在对这些运动的定性解释，而是把这些规律都浓缩成一系列的公式，这些都是定性逐渐走向了定量。2．教学现状。于来吉首大学师范学院学习的学生而言，他们都是从初中升上来的，主体学习内容为高中阶段物理。定性学习与定量学习是一个重大的不同，初中物理具有的一个特点就是大多是定性的概念、解释，通过一些物理现象，从这些物理现象中得出一些结论，简单的学习物理。而在学习现阶段物理，明显就更细更深入了，逐渐过渡到具体的量化运算，要以具体的式子、数据说话，这里面还涉及了数学工具，这牵扯到方方面面的问题，往往初学者就很难适应［3］。而解决这个问题，笔者认为主要有两个方式：第一，加强对物理过程的理解，细细打磨物理过程，把物理过程与情景说清楚，我们再去理解从其中抽象出来什么东西、有什么规律，一定要重视物理中的“物理”因素，非繁琐的数学推导过程；第二，加强实验部分，把整个过程的前因后果、来龙去脉讲清楚，让学生有一个直观的感受，并且知道物理的正确性和趣味性。

（四）瞬时与过程

1．基本概述。瞬时关系和过程关系，是牛顿力学里最重要的两类关系，是物理过程的两个角度。位移、速度、加速度，这一系列概念都是瞬时量。瞬时关系其中最核心的就是牛顿第二定律，它对应于每个瞬间、它能应用在每个瞬间，在每个瞬间这个关系都存在、都成立。牛顿第二定律这个瞬时关系，联系了运动和力两大块，是牛顿力学里最重要的瞬时关系。牛顿力学里最突出的几个过程关系为动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律。它们的出发点分别是力在空间上的积累、力在时间上的积累，分析力这个瞬时量在一个过程它们的规律。2．教学现状。大部分学生对瞬时量、瞬时关系，过程量、过程关系没有明确的认识，区分度不够，不知道什么时候该用瞬时关系，什么时候该用过程关系。而且这方面的模糊会使学生对于整个物理过程理解都是模糊的、割裂的、不能完整，不同角度去认识物理过程。而我们如何解决？笔者给出两个路径：第一，在教学中要明确瞬时和过程这一重要线索，老师必须明确哪些是瞬时量？哪些是瞬时关系？哪些是过程量？哪些是过程关系？第二，要明确瞬间和过程具有的特点、优势，我们分析瞬时量、瞬间关系可以明确每个时刻的物理变化，而我们分析过程量、过程关系，可以不用管中间经历过一系列的复杂过程，直接可以明确最终的物理状态。教学中必须把这两类关系，两个角度都弄清楚，学生才能更好地理解物理过程，理解物理课程。

（五）迁移

1．基本概述。知识迁移是物理里面重要的环节。牛顿力学里面涉及许多可以迁移的知识，牛顿第二定律是核心，一边联系着运动学，一边联系着力学，运动学和力学可以对应着学，从运动情况求受力情况；从受力情况求运动情况，这是最大的知识迁移。运动部分，矢量是一个重要的概念，大多数物理量都是矢量，学习的时候可以对各种物理量进行比较，其次几种基本运动：匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动、圆周运动等几种运动特点、规律我们都可以进行比较。而在力学里面几种基本力：重力、弹力、摩擦力、万有引力等，几种基本力的学习我们可以对比着来。力的合成、力的分解是逆运算，我们可以对比学习。关于一系列瞬时量、瞬时关系和过程量、过程关系，同样可以对比学习。2．教学现状。牛顿力学需要迁移的地方非常多，许多地方都可以对比学习，学生能不能够全面地了解，举一反三不仅是学习方法，知识能不能迁移更关系到对牛顿力学大厦的整体理解。民族地区师范大专学生，基础还是相对比较薄弱，这方面需要老师循循善诱，去逐渐厘清其中关系。有些迁移比较隐晦，初学者不见得能马上了解，需要老师深刻的挖掘［4］。最后，迁移是建立在原知识的深刻理解上，这也是所有理科课程的特点，一环扣一环，前面学习的知识必须完全掌握，才能举一反三，去进行知识的迁移，对学生的要求其实很高。

三、总结

师范类学校走出去的学生也是会走上讲台成为老师，面对各科教学，其中包含物理，所以在师范类学院从事物理教学更是要时刻不能松懈地工作，因为影响深远。以上是以吉首大学师范学院为例，简要分析探讨了一些高校课程教学教法，希望对同类学校的教学有所裨益。

参考文献

［1］高兰香．大学物理主题式教学研究［J］．物理通报，2011（6）：7-9．

［2］贺梦冬．大学物理实验教学中存在的主要问题及对策［J］．科技创新与应用，2012（18）：255．

［3］刘建斌．如何提高高等农林院校学生学习学物理的积极性［J］．考试周刊，2008（15）：168-169．

［4］赵利军．大学物理教学中提高学生学习兴趣的几种方法［J］．长春大学学报，2007（4）：100-101．

大学物理质点运动学总结范文第7篇

关键词 坐标系；大学物理；运动学

中图分类号O4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0162-02

微积分有着广泛而重要的应用。用微积分求解物理有关问题，是大学物理教学的重点和难点，不易理解和掌握1。但对刚刚开始学习运动学部分的大一新生而言，最困难的不是微积分本身，而是如何选用坐标系来简化微积分运算的问题。一般而言，一个运动学问题可以用多个坐标系来求解，但选择不同坐标系求解同一运动学问题时，所得到的轨迹方程存在着巨大的差别。

轨迹方程越简单，对其进行求导（求速度和加速度）运算就越简单，列出简单轨迹方程的坐标系就比较适合用来求解这类运动学问题。

可以这么说，在运动学中不同的坐标系适合用来解决不同类型的运动学问题，具体而言就是：直角坐标系比较适合用来求解直线运动问题和轨迹方程为一次函数的曲线运动问题；极坐标系比较适合用来求解轨迹方程无法确定的曲线运动问题；自然坐标系比较适合用来求解轨迹方程为二次函数的曲线运动问题。

下面对提出上述论点的理由和依据进行详细论述。

1 求解直线运动问题时，直角坐标系比较占优势

当物体运动的轨迹为直线时，直角坐标系列出的方程一般比较简单，如y=ax+b；极坐标系和自然坐标系列出的方程是由直角坐标方程转换而来，转换而来的方程又比原来的直角坐标方程复杂一些。

现将直角坐标系、极坐标系和自然坐标系对直线轨迹的描述列表如下：

如表1所示，当运动轨迹为直线时，直角坐标方程非常简单，极坐标方程和自然坐标方程比较相似，比直角坐标方程要复杂得多。

一般来说，方程越简单，对其求一阶导数（求速度）和二阶导数（求加速度）的过程就越简单，对比较简单的直角坐标方程进行求导，无疑要比对极坐标方程和自然坐标方程的求导简单的多。也就是说，运动轨迹为直线的运动学问题，使用直角坐标系求解比较占据优势。

2 解决曲线运动问题时，直角坐标系、极坐标系和自然坐标系各有所长

曲线运动的种类有很多，大致可以分为：轨迹为一次函数的曲线运动、轨迹为二次函数的曲线运动和无法确定轨迹函数的曲线运动3类。直角坐标系、极坐标系和自然坐标系在求解这3类运动学问题时，需要列出的计算公式和有效计算步骤也不尽相同。

下面对什么坐标系适合求解什么曲线运动问题展开详细论述。

2.1求解轨迹方程为一次函数的曲线运动时，直角坐标系比较占优势

当物体曲线运动的轨迹为一次函数时，直角坐标系列出的方程一般比较简单，如：y=sinx，y=cosx。

而要将这些直角坐标函数转换为极坐标函数和自然坐标函数，一般是比较困难的。相当于这种困难而言，对直角坐标函数进行一次求导（求速度）和二次求导（求加速度）并不复杂。这种强烈的反差显示，当曲线轨迹方程为一次函数的运动学问题时，使用直角坐标系求解比较占优势。

2.2求解轨迹方程无法确定的曲线运动问题时，极坐标系比较占优势

有些曲线运动问题中没有给出明确的轨迹的方程，求解这类运动学问题可以用极坐标系和直角坐标系，一般不使用自然坐标系，因为自然坐标系求解运动学问题时一般需要明确的轨迹方程。

这类运动中物体所受的力一般都是有心力，而求解质点受有心力作用而运动的问题时，用平面极坐标系就比用直角坐标系方便的多2。

下面分别使用直角坐标系和极坐标系，对一个轨迹方程无法确定的曲线运动的进行分析，在分析的基础上对求解过程的复杂程度进行比较。

例1、如图，已知速度v在i轴的分量为，j轴的分量为，求沿i、j轴的加速度。

对这道例题分别用直角坐标系和极坐标系，求解其速度。现将解题步骤列表如下：

直角坐标系 极坐标系

如表2所示，极坐标系求解速度是，只有2个计算，有效计算步骤4步；直角坐标系求解速度时，有6个计算，有效计算步骤10步。

经过对比，可以看出极坐标系在求解速度上优势明显，如果在进一步求导（求加速度）的话，极坐标方程求导难度不大，而直角坐标方程求导的难度却大大增加了，极坐标系求解该运动学问题的优势将继续增大。也就是说，极坐标系更适合用来求解轨迹方程不确定的曲线运动问题。

2.3求解轨迹方程为二次函数的曲线运动问题时，自然坐标系比较占优势

当物体曲线运动的轨迹为二次函数时，特别是运动轨迹为圆锥曲线时，直角坐标系列出的轨迹方程一般比较复杂，如：、、等，而极坐标系对圆锥曲线的描述为，当e1时曲线为双极线 。如果参数e和p容易获取的话，对极坐标方程式求一阶导数和二阶导数的过程，要比对直角坐标方程式求一阶导数和二阶导数的过程简单得多。

因此、当物体曲线运动的轨迹方程为二次函数，特别是轨迹方程为圆锥曲线时，比较适合使用极坐标系或自然坐标系求解。求解这类问题，自然坐标系又要略强于极坐标系。

下面分别使用自然坐标系和极坐标系对一个轨迹为椭圆曲线的例子进行分析，写出解题过程，并对解题过程进行详细比较。

例2：质点沿着半径为r的圆周运动，其加速度矢量与速度矢量间夹角保持不变。求质点的速度随时间而变化的规律。已知初速度为。

对这道例题分别用极坐标系和自然坐标系，求解其初速度。现将解题步骤列表如下：

如表3所示，虽然极坐标系和自然坐标系都能够顺利求解，但自然坐标系的求解过程比极坐标系的求解过程要简单很多。也就是说，在同样能够顺利求解的情况下，自然坐标系能更好的求解这类问题。

因此，求解轨迹方程为二次函数的曲线运动学问题时，特别是求解轨迹方程为圆锥曲线的运动学问题时，自然坐标系比较占优势。

综上所述，直角坐标系、极坐标系和自然坐标系在求解运动学问题时，各有各的优势。

具体而言就是：求解直线运动问题时，直角坐标系比较占优势；求解轨迹方程为一次函数的曲线运动，直角坐标系比较占优势；求解轨迹方程无法确定的曲线运动问题时，极坐标系比较占优势；求解轨迹方程为二次函数的曲线运动问题时，自然坐标系比较占优势。虽然在总结这些规律的过程中难免有疏漏之处，但这些规律还是能够大致反映各个坐标系的特点的。在课堂教学中将这些规律传授给学生，对提高学生的解题能力很有帮助。

参考文献

[1]梁小佳.微积分在大学物理中的应用探究[J].甘肃高师学报，2010，2：78.

[2]周衍柏.理论力学教程[M].2版.北京：高等教育出版社，1985：11.

大学物理质点运动学总结范文第8篇

【关键词】分析力学；自由度；约束；教学

0 引言

在大学物理的教学中，“自由度”是一个重要的概念。由于物理学专业课的设置中并没有分析力学，仅在理论力学中做了简单介绍，学生对分析力学的一些概念比较模糊，造成对自由度的理解并不全面， 甚至错误。自由度的准确定义为：“系统广义坐标的独立变分的数目[1]”，或者“质系独立虚位移的数目[2]”。本文将在介绍一些必要的分析力学概念的基础上，讨论力学系统的自由度判定，以期能在大学物理教学中起到帮助作用。

1 完整约束和非完整约束

约束指事先加在系统点的位置和速度上的，几何的或者运动学特性的限制。受到约束的系统称为非自由系统，不受约束的系统称为自由系统。按照约束的特征可将约束分为完整约束和非完整约束，定常约束与非定常约束等。这里我们仅讨论完整约束与非完整约束。

几何约束和可积分的微分约束称为完整约束，不可积分的微分约束为非完整约束。受完整约束的系统称为完整力学系统，受非完整约束的系统称为非完整力学系统。

2 广义坐标和虚位移

广义坐标通常用qj表示，指确定系统位形的独立参量。广义坐标比笛卡尔直角坐标更广泛，因为直角坐标在确定系统的位形时，坐标之间存在约束关系，不是独立的。

虚位移指在给定的时刻为加在点上的约束所允许的所有假想的无限小位移。如果点的矢径记作ri，则虚位移记作δri或者δxiδyiδzi。有时广义坐标的变分δqi也叫做虚位移。

从广义坐标的定义知道广义坐标是相互独立的，但是其变分却不一定独立，与其所受约束有关，这一点最早由Hertz发现，因此约束和力学系统分为了完整和非完整两类。

3 力学系统自由度

3.1 完整系统的自由度

由此可得，对于非完整约束系统，独立广义坐标的个数与独立广义坐标变分的个数不相等。在判定非完整系统自由度的时候只能由其独立变分个数确定。

4 总结

大学物理中自由度是一个经常遇到的概念。本文通过介绍完整约束和非完整约束、广义坐标、虚位移等分析力学基本概念，明晰了约束通过对系统质点位置和速度的限制，从而使系统的自由度变化，并进一步明确了自由度的定义。希望在教学中对于学生对自由度的认识有所帮助。

【参考文献】

[1]梅凤翔.高等分析力学[M].北京：北京理工大学出版社，1991.

大学物理质点运动学总结范文第9篇

[关键词]工程技术人才 大学物理 教学

[作者简介]郑永春（1967- ），女，河北衡水人，衡水学院物理与电子信息系，副教授，研究方向为大学物理、热学；尹志会（1970- ），女，河北衡水人，衡水学院物理与电子信息系，副教授，硕士，研究方向为光学工程。（河北 衡水 053000）

[基金项目]本文系2010年度河北省高等学校科学研究指导计划课题“STS教育思想在大学物理教学中的渗透试验和研究”的研究成果。（项目编号：ZS2010319）

[中图分类号]G642.4 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）20-0111-01

随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》的贯彻落实，人才培养模式的改革与创新成为当前我国高校深化教学改革、提高人才培养质量的关键。工程技术人才是提高国民经济、推动社会发展的生力军，也是我国当前急需的人才，因此工科院校和综合性大学的工科专业都是非常热门的。可是地方院校的毕业生常处于很尴尬的境地，课程学的不少，可进入工程技术操作场所却无从下手，也无从学起，有的干脆就急忙退身回到学校继续深造，这无形中增加了人才培养周期和培养成本，可两三年之后能否成为社会需要的工程技术人才还是未知数。究其原因是培养观念、培养模式的问题，因此更新人才培养观念，探索切实有效的人才培养模式是非常必要的。

从美国工程与技术认证委员会对工程教育专业的评估标准中可以看到，在重视加强数学和科学基础的前提下，当前更强调侧重工程实践能力、团队合作精神、终身学习能力等知识。我国工科院校大学物理是专业基础课程，一般在第二学期开设，是在中学物理的基础上，结合高等数学的微积分、向量运算等知识开始大学物理的学习。通过大学物理的学习，学生的理论运算能力、基本实验能力有所增长，但这远远不能满足工科学生的学习欲望，因此影响了学生的学习动力，对大学物理这门课的学习态度、学习模式也直接影响了后继课的学习效果。因此在大学物理这门专业基础课教学中，教师要尝试开始工程技术人才培养的探索，从教学内容、教学设计等方面进行改革，以提高大学生的学习兴趣、学习能力、实践能力和创新能力为目的，这对提高高校物理课程教学质量以及人才培养水平有重要的现实意义。

一、精选专业相关的教学内容

现有的大学物理教材都是力、热、光、电、原子等基础物理的全部内容，在一学期左右要求学生掌握全部内容是不可能的，浅显的学习等于重复高中学习过程，就失去了开课的意义，更是对工作的失职；若从头到尾运用高等数学分析物理概念，推出物理定律，引导学生学会运用高等数学处理每一部分物理问题，多数学生会陆续掉队的，这也会极大挫伤学生的学习积极性。因此教师要精选教学内容，这需要翻阅相关专业的后续课程教材，或请专业教师座谈教研，以便使不同专业大学物理教学内容有所侧重，使教学计划更切实可行，这需要教师的敬业精神和奉献精神，因为涉及跨院系工作，实施过程中会遇到一些不便。

二、合理处理教学内容

对每一部分教学内容的处理上采取中学物理为基础、大学物理重方法的原则，使学生实现物理知识和方法技能的逐步提高。质点运动学，重点为运动方程、速度和加速度概念和相互关系，结合通用坐标系应用到一般的直线和曲线运动中，再根据特殊运动特点推出中学熟悉的匀变速运动方程式。本部分内容的特点是物理概念多，高等数学集中运用，学生不易接受，因此教学思路要清晰明了，掌握解决一般运动的方法，不过多涉及坐标变换的问题。质点动力学为力的冲量和力做功，通过应用举例推出伯努利方程，这是液压传动课程中的基本方程。刚体动力学主要概念是力矩和角动量，主要规律是转动定律和角动量守恒，采用和质点力学类比的方法进行教学可达到事半功倍的效果。难点是角动量守恒的分析，教师可实例分析动量不守恒但是角动量守恒，先从动量和角动量概念分析，在从受力和受力矩分析，使学生从表面到内在原因掌握动量和角动量守恒的区别。这部分内容在工程力学课程中有所涉及，可根据课程进度适当处理。对静电学的处理是把握电场强度和电势的计算方法，高斯定律和环路定理是分析推理的必备工具，要引导学生理解，但由于使用过程中的任意性的确定，使学生不能确切把握，因此对机电专业，重点放在电势、电压、电场力做功的概念和规律上。通过公式推演，学生知道了中学相关知识的来源和局限，掌握处理问题的一般方法和技巧，学生只有充分掌握了基本概念和基本规律，把所学的知识衔接起来，才能灵活运用。对电介质极化做定性分析，得出电场强度和电容的决定式，电容的串并联计算要使学生明白等效的依据，不能机械套用公式。静电场的能量是静电学的收尾内容，要把握思路使学生掌握电场能量的求解方法，理解电场的物质性。对磁学、热学等内容也根据前后知识的需要做相应处理。

三、将人文文化融入物理教学

在大学物理教学中将人文文化融入教学内容之中，使学生知道知识的来龙去脉，不但能提高学生的学习兴趣，而且能很好地培养学生的创造力和综合素质。人文文化在中学、大学物理教材中多少都有所涉及，但这部分内容从没被师生重视过，这也许是受当前的考评制度的影响。在20世纪60、70年代诞生的STS研究领域，主张把科学、工程能力和人文社会科学能力结合在一起的教育模式，因此没有人文文化的物理教学是不完整的，不能因为时间紧就舍弃这部分的教学，实际上教师只要精心设计教学过程，这部分内容的学习可以实现画龙点睛的效果。例如在电磁学部分的学习时，教师在将静电、电流、电生磁、磁生电的知识讲给学生后，可以对每位科学家的工作经历、科学精神和人生态度进行一定的讲解。教师在教学过程中要引导学生追根溯源，要让学生立体化地把握知识，以科学家、相关物理知识、研发趣闻、历史作用为教学主线，让学生在深入理解科学文化的同时感染科学精神和创新精神，提高学生的学习兴趣和学习欲望。

四、以物理实践教学带动物理教学

教师要让学生通过大学物理实验使学习欲望逐步增强，为学生实现工程师的理想打下坚实的基础。师生要明确实验教学和理论教学的关系，理论是实验的基础，实验促进理论的发展。因此开始设置的实验内容一般为验证性实验，是为了充分理解物理概念和规律的，由于这些内容学生已经知道实验结果，往往不能引起学生的兴趣，同时也影响了学生基本实验技能的提高，到有相当难度的综合性、设计性实验开设时，往往由于学生的理论知识或实验设备的知识的缺乏不能到达预期目的。因此针对工科专业的特点，要求学生从事专业见习，到机电门市、标准件商店，学习了解工程中常用的零部件的名称、外形功能等，然后到小型设备加工厂见习设备的组装调试过程。这项工作为学生学习技术、提高能力指明了方向，学生回到课堂、回到实验室学习物理的动力就会大大增强，因此在实验教学中从基础实验开始就要让学生从简单工具、仪器的学习使用开始，结合不同的基础实验方法设置实验内容，使学生掌握放大法、模型法等基本实验方法，同时培养学生的观察能力、分析能力、动手能力和数据处理能力。随着基本实验能力的增长，为学生提供设计实验的条件，由学生搜集学习相关的理论知识，组织讨论设计方案，观察总结实验过程，分析实验结果，最后形成小论文。因此可以在已经完成的基础实验中，通过改进实验方法或实验仪器再次设计实验方案、分析实验结果并做出总结。这样的学习过程培养了学生自主学习的能力，培养了学生的创造和沟通协作能力，这是工程技术人才培养的基本思路。

工程技术人才培养是一个长期过程，大学物理的学习是一个起点，要通过大学物理教学充分培养学生的自主意识、创新意识、协作意识，通过认真选择和专业相关的教学内容、精心设计教学过程，使学生从多种角度体会、体验到理论和实践的结合，对理论课的学习更有兴趣，对实验课的学习更有信心，对工程师的理想目标才能更靠近。

[参考文献]

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[2]蓝爱群.谈创新性教育过程化物理学课堂教学[J].物理与工程，2010（5）.

[3]胡南，李铁.应用型人才培养目标和大学物理教学改革[J].物理与工程，2010（6）.

大学物理质点运动学总结范文第10篇

摘要：少得褡逶た平逃是提高少数民族高等教育质量的重要措施，但由于汉语水平参差不齐，预科物理教学效果有限。笔者在理论教学基础上探索性开展了低成本的演示实验，利用演示实验可以加强对物理概念的理解、验证物理问题、发现物理规律等。实践表明，在少数民族学生的物理教学过程中开展简单易行的演示实验，能够激发学生学习物理的兴趣，促使学生有效掌握物理基础知识，并有助于培养学生的抽象思维和学习能力，为提升新疆大学少数民族预科教育质量和人才培养水平提供了保障。

关键词：少数民族学生；物理教学；演示实验

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）24-0279-02

一、引言

少数民族预科教育是在中国特色大学教学体系中，根据少数民族语言文化特点，所建立的符合本地区实际情况的特色教学，是提高少数民族高等教育质量的一项重要举措。新疆大学经过多年的探索和改革，已经形成了独具特色的少数民族预科课程体系和培养模式，为自治区经济社会发展培养了大批少数民族人才。在预科教学课程中，基础物理是理工科学生必修的一门重要基础课。但是由于生源素质受地域差异、文化差异和教育资源分布差异等因素的影响，且大部分少数民族学生汉语水平有限，这些都对预科物理教学提出了要求和挑战。为了提升教学效果，笔者在理论课程基础上开展了低成本演示实验，用理论指导实验，用实验验证理论。

二、低成本演示实验的建立与特点

传统的大学物理实验是学生在实际操作中，用学习的理论验证知识、培养动手能力和创新能力的过程。目前，新疆大学物理实验一般开设时间是大一的第一学期和第二学期，并且大学物理实验教学条件非常完善。因此笔者充分利用新疆大学物理实验条件，从中选择一些与预科物理教学内容相关的实验仪器，开展低成本演示实验教学。在教学过程中发现，演示实验能够使学生更加深入的理解理论课上的知识，达到提升教学效果的预想。与大学物理实验相比，同预科物理教学相匹配的低成本演示实验具有自己的特点：首先，低成本实验所需实验器材取材容易且成本低廉；其次，低成本实验内容设定简单，容易操作，不会占用很多教学时间，却能使学生有效地理解所学物理知识；再次，低成本演示实验虽然简单，直观的实验现象却可以激发学生去研究潜在的物理内涵，进而把单一的接受式理论学习转化为研究式学习，培养学生的自主学习能力和研究能力；最后，低成本演示实验的趣味性较强，更能吸引学生的注意，激发学生学习物理的兴趣。

三、理论教学与实验教学相结合

低成本演示实验内容的设定应与实验室条件相适应且符合低成本实验的特点，不能超出预科物理教学大纲的要求，可以充分利用周围物品以及实验室已有的仪器设备来演示实验，并且能够运用所学知识得出相应的实验结果。

1.利用演示实验加强对物理概念的理解。举个例子，在运动学中，惯性表现为物体保持其运动状态不变，为了让学生更进一步深入理解这个概念，笔者设计了这样一个演示实验：在一个装满水的瓶中放入一个塑料小球，旋紧瓶盖后，用手上下做加速运动，观察小球的运动后总能发现，小球的运动方向和瓶子的加速方向相反。为什么会出现这种现象呢？这时笔者引导学生对实验现象进行分析，从而加深对惯性这一概念的理解。

2.利用演示实验观察物体运动。在机械振动的教学中，大纲要求对学生讲授两种典型的简谐振动―弹簧振子和单摆的振动。单一的理论讲授并不能让学生很好的理解动态的振动过程。基于已有的大学物理实验条件，笔者建立了弹簧振子和单摆系统。将一根轻弹簧水平固定在一侧的墙面上，弹簧另一侧系上一个小球，小球另一侧通过光滑杆固定在另一侧的墙面上，这就是弹簧振子。拉伸或压缩小球后松手，就能观察到弹簧振子的简谐振动。单摆的实验装置就更容易实现了，在一根长轻悬线下端系一个小球，摆动幅度在5度以内，小球就做简谐振动。大学物理实验中有一个设计性实验就是利用单摆测本地的重力加速度，笔者完全利用了该实验的单摆装置，让学生观察单摆的简谐振动。

3.利用演示实验验证物理问题。在上一个例子中，利用已有的实验条件可以让学生观察单摆做简谐振动情况。那么单摆做简谐振动的周期和什么物理量有关呢？这是预科物理教学大纲中的一个重难点。在授课过程中笔者问学生单摆的周期和振幅是否有关时，许多学生会认为有关。他们认为摆球以较大的角度和较小的角度分别摆动时，大角度时摆球的振幅大，因此周期也会长。其实不然，这只是学生的主观臆断。理论公式告诉我们，单摆的周期和振幅无关。为了让学生摆脱这个思考的误区，笔者演示了这样一个小实验：将摆球拉离平衡位置不同振幅处摆动（摆角控制在5度以内），测量不同振幅下的周期，结果显示周期不变。可见演示实验可以解答学生疑惑，帮助学生理解物理知识。

4.利用演示实验发现物理规律。纵观大多物理学家发现物理规律，一般都是由实验归纳总结得出。在预科物理理论教学的基础上开展演示实验，不仅可以使学生通过实验得出物理规律，同时也能初步掌握科学研究的方法。例如在解释波的形成和传播时，老师一般根据课本上的静态图描述波形成的动态过程，不够具体生动。为了让学生理解起来更容易，笔者把一根较长的软绳一端系在墙壁的钉上，另一端用手握住持续地上下抖动，学生看到一列凹凸相间的状态向另一端传去，这样就在绳上形成了一列波。这时候笔者启发学生进行思考：设想把绳子分成无数个质点，那么绳子上的质点是上下振动还是左右振动呢？答案显而易见是上下振动；接下来继续问学生，绳上的波动这种形式是上下传播还是左右传播呢？答案是向右传播。此时笔者根据学生观察的结果进行总结：质点的振动方向跟波的传播方向相互垂直，这种是横波。仅仅简单的一根绳子，就能调动学生学习物理的积极性和主动性，显著的提高教学效果。

5.利用演示实验促使学生有效的掌握物理知识。低成本实验的最大特点就是可以使用一些简单易得的物品进行研究，演示与理论内容相关的现象，这将有助于学生理解和掌握所学理论知识。为了让学生理解扩散现象，笔者分别演示了气体扩散、液体扩散和固体扩散实例。拿出一瓶香水，不用按压喷头，就能闻到香味，很显然这是气体分子在不停地做运动，扩散到周围空气中使我们闻到香味。将几滴红墨水滴加到瓶子中的清水中，清水迅速变红，这是液体分子的扩散。将两块不同的金属按压在一起一段时间后，能在金属表面检查到对方金属的成分，这是固体分子的扩散。根据这些随手可做的简单小实验，可以使学生学到物理知识的同时，也提升了学习物理的趣味性。

在少数民族学生预科物理教学的基础上开设低成本演示实验，不仅可以增加学生学习物理的趣味性和积极性，更加能够锻炼学生独立思考的能力，在教会学生掌握基本理论知识和操作技能的基础上，开发学生的创新意识，培养学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力。此外，这一举措也能提升教学效果，更新教学思路，为学生营造更好的教学环境。

参考文献：

[1]朱新武，崔新丹.少数民族预科教育培养模式改革与实践探析-以新疆大学为例[J].高教学刊，2016，（10）：81-84.

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