大學物理與工程力學教學銜接問題的探討

鄭宇

摘要：根據(jù)大學物理及工程力學教學現(xiàn)狀，分析大學物理與工程力學的聯(lián)系與差別，從教學目的、教學內容、教學方法和難度要求等四個方面探討兩門課程教學銜接問題的要點。

關鍵詞：大學物理力學;工程力學;教學銜接

工程力學是面向機械、土木類專業(yè)開設的一門基礎主干課程，對于學過大學物理的學生而言，由于已經(jīng)普遍學習過大學物理的力學部分，初學工程力學時，理論力學部分的前面許多內容都是大學物理的力學中接觸過的，很多內容只是說法不同，容易產生輕視心理，而第二部分-----材料力學又感覺太難，容易產生厭學心理。所以，如何在教學過程中做到既避免與大學物理的簡單重復，又要抓住工程力學的核心部分，做好大學物理與工程力學的教學銜接，更好地為后續(xù)課程服務，是一個值得認真探討和研究的問題。

一、教學目的的銜接

大學物理是理工類專業(yè)學生學習的一門通識類的必修課，學生應掌握物理學的基本概念及規(guī)律，能運用物理學的基本知識去理解或是解決自然科學和工程技術當中的有關物理學的基本問題，力學問題也是其中一部分。工程力學在教學過程中也應充分引導學生學會物理學學習的思維及方法，特別是學習把實際現(xiàn)象抽象為理論的方法，強調學生從感性上升為理性的認識過程，學生學習后應具備將理論與實際相結合的能力。老師教授工程力學時應該建立在更為嚴格的邏輯基礎之上，更偏重于從實際抽象出理論模型，通過嚴謹?shù)挠嬎阕罱K解決實際問題，就要要老師能夠引導學生建立新模型及理論，熟練運用數(shù)學工具解決實際的力學問題，強調培養(yǎng)學生嚴密的邏輯推理、理性思維能力。兩門課程教學目的的銜接重點在于理論與實際相結合。

二、教學內容的銜接

大學物理的力學部分一開始學習的是運動描述和運動變化的規(guī)律，對力這一概念基本沿用了中學的觀點，并沒有過多說明，而工程力學在一開始時對力進行了更為詳細的闡述，對力的確性質和作用進行了很深入的講解。大學物理的主要內容包括質點運動學、質點動力學及剛體力學，即經(jīng)典力學。工程力學則包括大學物理中的力學部分知識，并且更加細化，更加貼近實際，也并不是大學物理力學的簡單重復，學生除了要能系統(tǒng)地進一步理解宏觀機械運動的基本規(guī)律及概念，還要掌握處理力學問題的普遍方法，擅長把實際問題抽象為力學模型，并進一步建立求解問題的數(shù)學方程。

比如質點軌跡方程的確定、動量定理、動量矩定理、速度及加速度的計算、剛體的定軸轉動等。在處理重復部分時，大學物理力學應著重強調學生處理力學問題的基本功。而在此基礎上，工程力學當中可以討論不同參考系之間的運動關系，也就是相對運動問題。總而言之，在內容重復的時候，教師應能把握住兩門課程講授內容的深度和淺度，大學物理更注重學生基本概念和基本應用的掌握，工程力學更偏重于實際問題的解決。由于大學物理和工程力學知識點之間存在密切關聯(lián)，教師在教學過程中應給予充分點撥。比如在大學物理中學習的系統(tǒng)受力分析及受力圖的畫法，實際上也貫穿了整個工程力學的始終，應當作為重中之重予以強調，受力圖畫法的相同點和不同點都要強調。個別學生在學習這部分時很容易產生輕視心理，因為受力分析在中學階段就已強調過，學生總認為自己已經(jīng)相當熟悉，不能引起足夠重視。但等到學習工程力學的動力學部分時，學生對稍微復雜一點的系統(tǒng)就不知如何分析和畫圖了，這一點在轉動參考系中不同慣性力的求解中表現(xiàn)得尤為明顯。因此，教師應在教學中進行不厭其煩地強調及說明，引起學生的警覺。

三、教學方法的銜接

大學物理側重于利用感性材料及實驗建立基本概念及規(guī)律的物理圖像，工程力學側重于利用力學知識解決實際問題。在大學物理到工程力學的過渡中，教師要通過不斷地從身邊實際出發(fā)，并引導學生充分發(fā)揮主觀能動性，主動觀察工程實際和生活中的力學問題，使學生掌握從實際問題中抽象出力學模型并嚴密理論計算的能力。例如，對于自然坐標系中的加速度表達式的推導，大學物理力學利用圖解討論法，學生可以直觀地觀察到切向加速度描述速度大小的變化及加速度描述速度方向的變化。但在工程力學中則是采用對速度矢量時間求導的方法，這是種較為抽象的數(shù)學方法，使初學工程力學的學生難以理會其中的物理實質。所以，教師可以把矢量求導計算中的每一項和大學物理力學的圖解法對應比較，學生就會明白地知道矢量求導數(shù)學計算過程后面的物理意義。學生既掌握了矢量求導的數(shù)學方法，又掌握了任何矢量求導運算背后的物理含義。

大學物理是理工類專業(yè)學生的一門重要必修課，而工程力學也是針對機械、土木等工程專業(yè)的一門必修基礎課程，對學生的影響很大，不但直接影響后續(xù)課程的學習，對學生能否形成科學的自然觀和發(fā)展觀，形成嚴謹?shù)目茖W思維能力都是極其重要的，所以把握好工程力大學物理和工程力學之間的銜接關系是很有必要的。如何進一步突出大學物理的基礎作用，工程力學的課程特點，從教學目的、教學內容、教學方法等不同方面進行認真實踐及研究，對是我們高校教師來說是很重要的。

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