如何發(fā)揮力學(xué)的“橋梁”作用

　　摘要：力學(xué)是物理專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生由中學(xué)階段進(jìn)入大學(xué)階段進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)折點，無論從心理上還是從方法上，都對學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。要發(fā)揮力學(xué)的“橋梁作用”，教師要引導(dǎo)學(xué)生重視物理，要強調(diào)高等數(shù)學(xué)對物理的重要性以及物理圖像和物理知識的整體性。
　　關(guān)鍵詞：力學(xué)；物理；教學(xué)
　　力學(xué)是物理類本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是后續(xù)物理課程的基礎(chǔ)，更是高中物理與大學(xué)物理的轉(zhuǎn)折點，入門入得好可以為以后的學(xué)習(xí)與發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)�；�于多年教此專業(yè)課的經(jīng)驗，筆者認(rèn)為，物理專業(yè)的新生學(xué)不好力學(xué)的原因有以下三點：第一，心理問題，不喜歡“物理”專業(yè)或是輕敵，覺得自己學(xué)過，大學(xué)期間只是簡單的復(fù)習(xí)；第二，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)沒有打好，物理學(xué)習(xí)最重要的工具就是數(shù)學(xué)，“工具”都沒有掌握好，何談應(yīng)用；第三，“只見樹木，不見森林”，學(xué)物理重點是學(xué)習(xí)物理思想，而不是一些支離破碎的公式。針對這些問題，筆者重點討論如何發(fā)揮力學(xué)課程的“橋梁”作用，引導(dǎo)學(xué)生走入物理的神奇殿堂。
　　一、引導(dǎo)學(xué)生正確看待物理，重視物理
　　物理學(xué)科作為當(dāng)今社會的冷門專業(yè)，畢業(yè)生求職困難，學(xué)起來難度較大，這是學(xué)生不喜歡甚至厭惡它的根本原因。教師要想讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)，首先要把學(xué)生心里的顧慮消除或者最大程度地降低，鼓勵學(xué)生“既來之，則安之”，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)物理不僅僅學(xué)的是物理知識，更是蘊于其中的物理方法和物理思想。物理知識是既定的和成熟的，但思想和方法卻具有遷移性。物理中有很多好的方法和思想，而方法和思想沒有學(xué)科和專業(yè)的局限性。學(xué)生畢業(yè)后可能所從事的職業(yè)用不到物理知識，但處理問題的方法和思想則是十分重要的。目前，畢業(yè)生就業(yè)壓力大，即便其他專業(yè)找工作也不一定專業(yè)對口，即使專業(yè)對口，在知識大爆炸的今天也要不斷補充新的知識。物理學(xué)科中包含了許多對人的邏輯思維能力、提出并解決問題能力的鍛煉，物理方法和思想中還包含了許多其他自然科學(xué)的方法和思想。了解到這些，就可以幫助學(xué)生在一定程度上走出困惑，并且知道學(xué)習(xí)物理思想和方法的重要性，從而不至于“買櫝還珠”，把更珍貴的東西扔掉。
　　由于力學(xué)的許多內(nèi)容均在高中學(xué)習(xí)過，并且是高考重點，學(xué)生會感覺千軍萬馬擠獨木橋的高考都熬過來了，現(xiàn)在僅僅是學(xué)習(xí)大學(xué)中的一門課程而已，從心理上已經(jīng)輕視力學(xué)。為了打消學(xué)生的這種想法，教師必須從第一次上課就擺事實、講道理，叫學(xué)生盡快明白，力學(xué)表面上內(nèi)容與高中相同，但實際上大學(xué)物理中處理問題的方法、分析問題的思路與高中是不同的。這些不同主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是大學(xué)力學(xué)研究的問題更具有普遍性，高中的多為一個個的特例：二是高中物理涉及的多是常量之間的關(guān)系，而力學(xué)以及后續(xù)的物理專業(yè)課程研究的是普通變量之間的關(guān)系，學(xué)生必須努力學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)。此外，許多物理概念在名稱上和中學(xué)學(xué)到的一樣，但其內(nèi)涵和外延卻可能有很大不同，從中學(xué)到大學(xué)，學(xué)習(xí)這些概念并不是簡單的重復(fù)，而是包含了對其認(rèn)識的不斷深化或重新認(rèn)識。比如，“質(zhì)量”這一概念，最初學(xué)生將其理解為密度和體積的乘積，同一種材料，體積越大、質(zhì)量越大，主要是感性認(rèn)識；到了后來，學(xué)生學(xué)了牛頓定律和萬有引力定律，知道了慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量，但這兩種質(zhì)量的物理本質(zhì)一樣嗎？同一物體的這兩種質(zhì)量相等嗎？顯然，中學(xué)階段的物理無法回答這些問題。大學(xué)階段，力學(xué)包含了狹義相對論的內(nèi)容，其中的質(zhì)量又可以分為靜質(zhì)量和動質(zhì)量等不同的概念，可見僅僅就是“質(zhì)量”這個學(xué)生自以為最熟悉的物理概念，在大學(xué)階段的理解和中學(xué)已有很大不同，其內(nèi)涵和外延都得到了極大的豐富，更何況其他呢。了解到這些，學(xué)生還會“輕敵”嗎？
　　二、強調(diào)高等數(shù)學(xué)對學(xué)習(xí)物理的重要性
　　與高中力學(xué)相比，大學(xué)力學(xué)更加嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)，原因之一就在于高等數(shù)學(xué)微積分的引入。不單是力學(xué)，物理專業(yè)的所有后續(xù)課程都需要靈活運用高等數(shù)學(xué)知識。力學(xué)作為物理專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，將微積分順利地引入，使學(xué)生熟悉并能運用微積分的方法處理物理問題就顯得非常重要，學(xué)生可以從中初步體會到微積分解決普遍物理問題的優(yōu)勢。高等數(shù)學(xué)是研究物理的一把“刀”，從學(xué)生最熟悉的力學(xué)“小試牛刀”，可使他們盡快并輕松地掌握這把“刀”的用法。因此，在力學(xué)學(xué)習(xí)之前，力學(xué)的任課教師就必須讓學(xué)生先學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)，否則，相關(guān)物理課程就無法進(jìn)行。
　　此外，力學(xué)中高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用，可使學(xué)生知道高等數(shù)學(xué)是如何與實際物理問題聯(lián)系到一起的，以及怎樣用數(shù)學(xué)語言去表達(dá)一個具體的物理模型。這樣，他們在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時，就不會覺得其虛而不實，也不會出現(xiàn)只會做數(shù)學(xué)題，而不會用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的現(xiàn)象。在解決物理問題的過程中，學(xué)生會感覺到高等數(shù)學(xué)是有用的、有趣的，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，使力學(xué)和高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)相得益彰。
　　三、強調(diào)物理圖像和物理知識的整體性
　　近十年的力學(xué)教學(xué)中，筆者體會最深的是學(xué)生的作業(yè)中常出現(xiàn)的一些問題，比如，列物理公式，代入數(shù)據(jù)，得到結(jié)果，有的作業(yè)甚者連物理公式都沒有，只有一堆數(shù)學(xué)公式，幾乎沒有物理過程的分析。大學(xué)物理專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，更重視物理過程的分析、物理圖像的建立。培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，教會學(xué)生構(gòu)建物理圖像，而不是淹沒在數(shù)學(xué)中，這是大學(xué)物理專業(yè)課程中的重要培養(yǎng)任務(wù)。力學(xué)作為一門物理專業(yè)基礎(chǔ)課程，肩負(fù)“物理學(xué)入門”的任務(wù)，更是引領(lǐng)物理專業(yè)新生叩開物理神圣殿堂大門的鑰匙。
　　物理的學(xué)習(xí)是從小處著眼，由一個個的知識點組成一個大的知識體系，最終形成大的理論框架，而且物理學(xué)分支眾多，因而，學(xué)生在學(xué)習(xí)中注意物理知識的整體性就顯得更加重要。這其中包括兩方面：一方面是物理學(xué)各分支學(xué)科內(nèi)部的整體性和各知識點的聯(lián)系，另一方面是各分支學(xué)科之間的整體性和連接紐帶。力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在教學(xué)中適當(dāng)強調(diào)其內(nèi)部知識點的整體性可以起到一個示范作用。如果學(xué)到的只是一些知識點和數(shù)學(xué)公式，學(xué)得再多也只是一堆沒有價值的東西。在了解了物理學(xué)的系統(tǒng)性和整體性后，學(xué)生才能真正體會到物理學(xué)的美，學(xué)到的也才是真正能解決實際問題的知識。
　　綜上所述，力學(xué)在整個物理學(xué)的學(xué)習(xí)中有著重要的“橋梁”作用，通過對力學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該逐步建立并激發(fā)進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的興趣，更能了解到物理學(xué)的整體性和物理學(xué)的美，更明白物理學(xué)應(yīng)該學(xué)什么和怎樣學(xué)。

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