公安院校物理教學內容改革初探

張瑋+黃潔

摘 要：大學物理作為理工類高校普遍開設的基礎課程在高等教育中具有重要意義。公安院校的特殊性和公安教育強調案例教學的特點，使得我們教育者必須對相對理論化的傳統物理教學內容進行改革，以適應公安院校的教學需求。本文以傳統大學物理教材為基礎，結合刑事技術的教學實踐，系統研究并提出了公安院校物理教學的改革內容。

關鍵詞：高等教育；案例教學；公安教育

大學物理是理工類大學都要開設的一門基礎但又非常重要的課程。公安院校是特殊的理工類大學。良好的數理基礎會顯著提升刑偵技術相關專業學生在實際辦案中的科學含量，促進公安、林業技術的發展。近年來，隨著公安教育的不斷改革，公安院校的教學和科研有了質的飛躍。

與此同時，我們也面臨了一些新的挑戰。以我校為例，林警交融的辦學特色愈發顯著。在此背景下，物理課程的教學需要承擔更多責任和角色。一方面，刑事科學技術專業中頻繁用到偏振光照相、X光衍射檢測毒品、多波段光源、拉曼光譜、理化毒物分析等以物理為基礎的應用技術。

另一方面，林業機械、消防燃燒學等學科中也會涉及基本的理化現象。教學實踐中，我們發現一些問題，如傳統教材相對抽象、重理論性，部分學生學習熱情很高但效果有限等。

因此，如何針對性地、合理地對警校學生進行物理基礎教育，顯得尤為重要。經過幾年的教學實踐，在聽取教學專家建議基礎上，以案例教學和應用型人才培養為指導方針，我們對物理教學內容進行了一些改革初探。按照邏輯順序，我們凝煉出以下的教學內容框架。

1. 緒論。緒論課的教學要求相對不高，但卻是所有章節中最難把握的一章。

難在需要教師需要足夠的閱歷和積累。既要涉及面廣，開闊學生眼界，也要讓學生對物理學科的特點、內容等有整體的認識。對于公安院校的物理教育，這個難度又有所增加，因為行業一直強調案例教學和應用教育。

因此，我們在緒論課上，需要重點加入涉及物理學科典型案例的內容，提高學生興趣，闡明為何需要物理基礎、物理在刑事科學技術中的廣泛運用、怎么打好物理基礎這三個關鍵問題。

2. 質點運動學。傳統教科書一般會涉及位移、速度、加速度、動量、動能、動量定理、動量守恒等內容。聯系公安應用，我們可以歸納出下面的主要內容用于實際的教學：

（1）車輛的碰撞問題。主要涉及動量守恒、車體的塑性變量與碰撞速度關系、碰撞角度、碰撞點、碰撞試驗數據、力矩的平衡；

（2）槍彈痕跡中的曲線運動、拋體運動，主要涉及彈道重建、彈著點、射程、射速、射擊距離等；

（3）交通事故車輛速度的還原計算，主要涉及附著系數、轉彎半徑、重心等。

3. 力學。這章基本理論內容有：力學基礎理論（力的屬性、牛頓三定律、四大基本相互作用、慣性系和非慣性系、剛體力學）。結合刑事技術，我們可以增設以下應用內容：

（1）手印形成和變形中的力學基礎；

（2）槍彈痕跡中的力學分析（彈道、彈著點、槍械基本原理）；

（3）工具痕跡的力學原理（定義、擦劃、撬壓）。

4. 電磁學。傳統教科書主要講解電場、電場強度、電通量、高斯定理、磁場、磁場強度。相對來說，這些教材在講解時偏重理論化，實際應用尤其涉及公安應用的沒有。我們可以考慮改革增加以下案例內容：

（1）掃描電鏡與X射線能譜儀的工作原理及其應用；

（2）氣相色譜質譜聯用儀的工作原理及其應用；

（3）電磁信息痕跡在刑事科學技術中的應用；

（4）雷達、雷射測速系統測速原理。

5. 波動學基礎。主要基礎內容有：機械振動、機械波、聲波、超聲波、多普勒效應。應用案例有：

（1）多普勒效應用于測試車速，這里可以補充講解測距儀的知識；

（2）類比指紋檢驗，鑒定技術中的聲紋檢驗；

（3）子彈飛行、爆炸現象中的沖擊波。

6. 光學。這章基本理論內容有：光學基礎理論（光的含義、紅外線、可見光、紫外線、X射線等）；幾何光學基本定理（直線傳播、反射和折射定律）、光的干涉（分波面、分振幅）、光的衍射（衍射光柵）、光的偏振（線偏振、橢圓和原偏振、起偏與檢偏、布儒斯特定律）、光譜學基礎理論（光譜分類和形式、光譜分析）。可以加入的應用案例有：

（1）發光材料（原理、熒光現象、LED、白熾燈、HID）；

（2）發光材料的應用（光致發光、陰極射線光致發光）、熱釋發光、光致發光；

（3）光照法在物證照相中的應用（光照角度和方向、濾色鏡、紅外照相技術、紫外照相技術、偏振光照相技術）；

（4）光致發光在指紋顯現中的應用（有機染料光致發光、無機納米晶光致發光、指紋自身固有物證的光致發光）；

（5）多波段光源用于刑事照相；

（6）刑事照相中激光的運用；

（7）紅外熱感成像技術；

（8）紅外光譜儀、紫外可見光光譜儀的應用；

（9）掃描電鏡和能譜儀；

（10）光譜成像原理。

上述內容框架基本覆蓋了刑事技術相關的應用領域。隨著科技的進步，一些新方法、新技術不斷涌現，比如納米材料在法醫檢驗、微量物證分析中的應用等，這里不再單獨討論。本文旨在傳統物理教材基礎上加入涉及公安應用的內容或案例，以體現公安物理教學的特色。

參考文獻：

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[2]馬文蔚.物理學[M].北京：高等教育出版社，2014.

[3]陳洪福，蔣敬.刑事技術簡明教程[M].北京：中國人民公安大學出版社，2007.

作者簡介：張瑋，江蘇省南京市，南京森林警察學院刑事科學技術系；黃潔，江蘇省南京市，南京大學附屬中學高中物理組。endprint