《物理學(xué)》與《工程力學(xué)》的教學(xué)特點(diǎn)

【摘 要】我是一名從事物理教學(xué)工作的一線教師，具有二十多年的物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，由于工作需要，2006年開(kāi)始又從事了《工程力學(xué)》的教學(xué)工作。雖然工程力學(xué)與物理學(xué)有一定的聯(lián)系，但工程力學(xué)有其自身的特點(diǎn)，并且具有一定的專業(yè)性。在教學(xué)工作中，為了圓滿完成教學(xué)任務(wù)，我潛心研究它們的教學(xué)特點(diǎn)，教學(xué)聯(lián)系，使學(xué)生學(xué)習(xí)更加輕松愉快。

【關(guān)鍵詞】物理學(xué) 工程力學(xué)

首先從廣度上看，物理學(xué)涉及了力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等，而工程力學(xué)只涉及了物理學(xué)的力學(xué)部分；物理學(xué)是一門(mén)為學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課（如《電工電子學(xué)》《工程力學(xué)》等）打基礎(chǔ)的學(xué)科，而工程力學(xué)是為學(xué)習(xí)專業(yè)課（《礦山壓力與控制》《井巷工程》等）打基礎(chǔ)的學(xué)科。所以對(duì)于高職院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，難度要求降低了，專業(yè)要求提高了。教師在授課時(shí)，要幫助學(xué)生克服畏難情緒（特別是對(duì)“文科”學(xué)生而言），明確告訴學(xué)生，在專業(yè)課的學(xué)習(xí)中也許用到工程力學(xué)中的一個(gè)“點(diǎn)”，但我們現(xiàn)在就要學(xué)好一個(gè)“面”。從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為今后學(xué)習(xí)打下良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

第二，從宏觀上看，工程力學(xué)與物理學(xué)有很多相通的地方，從微觀上看又有很多不同的地方。例如，在靜力學(xué)中，從物理學(xué)角度出發(fā)，為了研究問(wèn)題的方便，在許多情況下可以將物體看成質(zhì)點(diǎn)，只有在研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)才將物體看成剛體，而在工程力學(xué)中卻不能忽略物體的大小和形狀，只能將物體看成剛體；在物理學(xué)中，即使將物體看成剛體也無(wú)需考慮物體的形變，而在工程力學(xué)中，我們必須考慮物體的承載能力（即強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性），從而必然要研究物體的形變，此時(shí)要將“剛體”假設(shè)成“變形固體”。

第三，學(xué)好物理學(xué)必須掌握一定的數(shù)學(xué)知識(shí)，尤其是在大學(xué)階段，不具備《高等數(shù)學(xué)》手段，就不能解決物理問(wèn)題；而學(xué)好工程力學(xué)除了掌握一定的數(shù)學(xué)知識(shí)外，還必須具備相關(guān)的其他專業(yè)課（如《工程制圖》《機(jī)械制造》）的知識(shí)。這就不但要求學(xué)生要學(xué)好相關(guān)知識(shí)，同時(shí)要求教師也要掌握相關(guān)知識(shí)。

在物理教學(xué)中，要運(yùn)用多種方法突出物理概念教學(xué)。物理概念的教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，也是極為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。 物理概念是物理學(xué)的基礎(chǔ)，如果沒(méi)有建立起清晰的物理概念，要想學(xué)好物理基礎(chǔ)知識(shí)是不可能的。在講授物理概念時(shí)，我認(rèn)為應(yīng)從以下幾點(diǎn)入手：⑴運(yùn)用實(shí)驗(yàn)、模型形成概念。物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理學(xué)也應(yīng)該以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和演示，能使學(xué)生理解如在學(xué)習(xí)和物理規(guī)律性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。⑵ 運(yùn)用類比的方法認(rèn)清概念。在培養(yǎng)學(xué)生善于從現(xiàn)象中抽象概括出事物本質(zhì)特征的同時(shí)，還要讓學(xué)生學(xué)會(huì)新舊物理知識(shí)和公式進(jìn)行類比的方法，抓住一類規(guī)律的相似屬性，從類比中加深對(duì)概念和公式的理解。運(yùn)用類比分析方法講解物理概念，除了加深對(duì)概念的理解，同時(shí)也避免混淆，防止張冠李戴。⑶找出關(guān)鍵的“字”或“詞”提煉概念。物理學(xué)中的概念、規(guī)律有些很平淡、簡(jiǎn)單，有些抽象、復(fù)雜。在基本概念的教學(xué)中，千萬(wàn)不要平鋪直敘。要在講解過(guò)程中，抓住關(guān)鍵的“字”或“詞”進(jìn)行剖析，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)、理解。⑷挖掘內(nèi)涵、拓展外延、強(qiáng)化概念。物理概念是反映物理變化中特有屬性的一種思維形式。所謂內(nèi)涵（既實(shí)質(zhì)）是該物體在物體變化中的特殊性屬性，通常用“定義”表示。所謂外延就是概念的適用范圍和條件，是某一物理概念反映的對(duì)象的總和，通常用“劃分”表示。抓住內(nèi)涵可以準(zhǔn)確地理解概念的本質(zhì)，它們是相輔相成的。⑸精選習(xí)題鞏固概念。教學(xué)大綱指出：“做好練習(xí)是使學(xué)生牢固地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，靈活地解決實(shí)際問(wèn)題的重要途徑。”學(xué)以致用，是練習(xí)鞏固概念、靈活地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的良好途徑。在突出概念教學(xué)的過(guò)程中，除了前述幾種方法外，還要精選習(xí)題。其原則是：緊緊圍繞概念；靈活運(yùn)用概念。

在工程力學(xué)的教學(xué)中，除了借助物理教學(xué)的精華外，還要突出它的專業(yè)特點(diǎn)，注重專業(yè)術(shù)語(yǔ)的運(yùn)用。在工程力學(xué)的教學(xué)中，我們主要注意以下幾點(diǎn)：⑴工程力學(xué)中的有些概念源于物理學(xué)概念要精講甚至不講，有些概念專業(yè)性很強(qiáng)要詳細(xì)地講、反復(fù)地講。例如，在講授“主矢量”與“主矩”時(shí)，涉及了力的平移定理（工程力學(xué)方面），又涉及了力的投影定理（物理力學(xué)方面）。在運(yùn)用好前面所學(xué)的知識(shí)的同時(shí)，又理解了“主矢量”與“主矩”的概念，為今后學(xué)習(xí)平面任意力系的平衡方程奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。⑵在工程力學(xué)中更注重它的實(shí)用性。例如，在求構(gòu)件某一截面上的應(yīng)力時(shí)，要求運(yùn)算過(guò)程中面積的單位采用平方毫米（其國(guó)際單位是米），力的單位采用國(guó)際單位牛頓，這樣應(yīng)力的單位就是用實(shí)用單位兆帕（其國(guó)際單位是帕斯卡）。又如，在求梁彎曲時(shí)橫截面上的剪力及彎矩時(shí)，如果按照平衡條件，剪力、彎矩的符號(hào)規(guī)定繁瑣難記，而采用實(shí)用方法即“左上右下生正剪”“左順右逆生正彎”就比較簡(jiǎn)單易記。⑶注重基礎(chǔ)做好鋪墊。工程力學(xué)中，靜力學(xué)雖然不是重點(diǎn)內(nèi)容，如果做好鋪墊，材料力學(xué)就更加容易理解；在講授內(nèi)力概念時(shí)，雖然在求應(yīng)力時(shí)涉及內(nèi)力比較簡(jiǎn)單，但教師切記不要嫌麻煩，亦步亦趨、做好鋪墊，使學(xué)生在應(yīng)用內(nèi)力求解其他問(wèn)題時(shí)能一目了然地、非常熟練地求出內(nèi)力的大小和方向。總而言之，工程力學(xué)的知識(shí)面相對(duì)物理學(xué)知識(shí)面“窄”了，但工程力學(xué)卻要求專業(yè)性更“精”了。