融入軍事應用實例的大學物理教學研究

劉影 趙麗麗 郭玉

摘要：文章介紹了近年來在大學物理教學中采用軍事應用實例教學的初步探索，分析了實例教學對培養學生科學素養和解決問題方面所起的作用。此研究成果對軍隊院校物理課程教學滿足部隊實戰化要求具有一定的指導作用。

關鍵詞：軍事應用;實例教學;大學物理

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）14-0280-02

一、引言

物理學是研究物質運動規律及其相互作用的科學，是一切工程技術的重要支柱，是自然科學和技術科學的理論基礎。當前世界軍事領域圍繞人才和科技的競爭日趨激烈。可以肯定的是，未來武器裝備與物理學的關系將會更加密切，物理課程對于培養高素質軍事人才起著重要的作用。在教學中突出軍事特色、加強軍事應用，提升學員任職后的“戰斗力”是目前基礎課程亟待解決的問題之一。

在大學物理教學中，利用軍事應用實例激發學生學習興趣在許多院校都在研究。早在1992年陳心中、徐潤君就出版了一本《軍事中的物理學》[1]。這本書涉及力、熱、光、電磁和近代物理方面的軍事應用，物理知識面廣，具有很高的參考價值。但遺憾的是其中涉及的軍事應用年代較早，已落后于現在的武器裝備;武警警官學院通過分析古今武器裝備中所包含的物理學原理、武器裝備對戰爭的影響，結合教學實踐，探討將物理學的軍事應用引入軍校大學物理課堂[2];軍械工程學院提出科學構建軍事特色大學物理教學內容體系，在優化系列課程設置、加強大學物理教學設計等方面進行研究和實踐[3];陸軍軍事交通學院加強物理知識和軍事高技術的相互融合，探討了大學物理與軍事應用的關系、軍事應用如何走進大學物理課堂以及應注意的問題[4];北京理工大學提出在大學物理教學中通過相關的實例分析對大學生進行軍事科技教育，把軍事科技知識與發展融入課堂的例題中，增加教學的趣味性和實用性[5]。

本文主要探討如何將軍事應用與大學物理有機結合的問題，提出合理設計課堂軍事應用實例服務物理基礎教學的理念，通過開放探究式的教學方法，將大學物理原理自如地延伸拓展到軍事應用領域，為實現大學物理課程對新型高素質軍事人才的育人功能提供有益的借鑒。

二、軍事應用實例教學的作用和意義

1.激發學習興趣。在人類的戰爭史上，物理學的研究成果在作戰手段中擔當著急先鋒的作用。每一次戰爭規模的擴大，都伴隨著物理學的發展[6]。近年來，軍校物理教學面臨的一個普遍問題就是學員的學習興趣不高，學員認為大學物理知識點太多、太雜、太散，上課都是在看教員做公式推導了，枯燥無味，物理學習對他們今后的任職工作幫助不大。筆者在部隊調研中發現，畢業3—5年的基層軍官對大學物理學了什么內容都忘了，其原因主要是所學的物理知識在部隊用不上。出現上述現象主要是因為物理教學改革沒有跟上人才培養目標的轉變，物理知識與軍事應用、部隊需要出現了脫節。因此在教學過程中要注重軍事應用實例的引入，使軍事應用實例貫穿于物理教學的過程中，只有讓學員認識到物理學習對其今后任職的幫助，才能激發其學習物理的興趣，提高其對物理課程的關注度。

2.提高軍事素養。通過物理教學可以提高學員的軍事素養。正如前面所述，物理學的發展推動著人類科技文明的進步，也影響著戰爭形態的發展。從原始的投石機，到坦克、飛機的出現，再到現在的信息化作戰，都離不開物理原理的一次次突破。因此，緊緊抓住物理與軍事之間的聯系，在課堂中有意識地將兩者融合講解，對于提高學員對武器裝備的掌握起到重要的作用。另外講授物理學的方法、物理學家的品格也是我們培養優秀指揮人才的一條重要途徑。

三、如何在物理教學中引入軍事應用實例

我們在物理教學中引入軍事應用實例其目的是為大學物理教學服務。因此應用實例的選取和與物理知識的銜接至關重要。

1.實例引入。在講課前，可根據本堂課教學內容和任務的需要，引入恰當的軍事應用實例，設置適當的問題，引起學員探究興趣和對解決問題的渴望。在這里問題的提出至關重要。

2.物理知識的講解。在物理知識的講解過程中要注意對物理基本知識、基本方法、基本思想的講解，夯實學員的物理基礎。同時，要注重對引入問題的呼應，引導學員對問題的分析和解決，讓學員體會到應用物理知識解決軍事問題的樂趣。

3.注重前沿知識的拓展。物理學是一切科學技術的基礎，物理學的發展影響著其他學科的發展，也影響著戰爭手段的變革。反過來戰爭手段的更新也促使了物理學的研究進展。在課堂講授中可以根據物理前沿知識補充軍事高新技術方面的應用。作為拓展知識我們可以根據課程需要布置問題讓學員查閱，或者通過開設選修課、講座課的形式讓學員們了解。

4.物理與軍事有機滲透，融為一體。要以自然貼切的方式將物理學的基本理論、基本思想和基本方法適度適量地延伸到軍事應用領域。使學員在學習物理基礎知識的同時，學會利用所學知識解決軍事問題的方法。從物理原理上看其軍事應用：將物理原理直接延伸到相關的軍事技術，解釋軍事技術的物理本質;從軍事現象中尋求物理原理：將相關的復雜軍事技術問題進行分解、簡化和抽象，還原到物理學的基本原理。

四、在物理教學中融入軍事應用實例——以多普勒效應教學為例

1.課堂引入。以雷達的測速功能為例，引入多普勒效應。提出測速問題：在戰場上，聲吶、雷達被廣泛用于偵察，這些偵察設備是如何測定敵方武器裝備的速度的呢？其中蘊含的物理原理是什么？由此介紹一種物理效應——多普勒效應，結合生活中的經驗，讓學員們了解什么是多普勒效應。

2.多普勒效應的講解。多普勒效應是由于波源相對于觀察者運動，使觀察者接收到的頻率與波源發出的頻率不同的一種現象。在講授過程中我們分三種情況即：波源不動，觀察者相對波源運動;波源運動，觀察者不動和波源和觀察者同時運動進行討論，引導學員得出機械波的普勒效應。以海底聲吶探測目標為例題，講解利用超聲波的多普勒效應進行測速的原理。

3.軍事應用。現在許多飛機、導彈、戰車等高技術武器裝備上都裝有根據多普勒效應制成的多普勒導航雷達。它們都是利用電磁波的多普勒效應制成的。運用逆向思維方法，在偵察過程中，如果回波頻率等于雷達發射的脈沖頻率，則表示目標相對于雷達不動;如果回波頻率增加，則表示目標接近雷達;回波頻率減小，則表示目標遠離雷達。根據頻率改變的數值，利用電磁波的多普勒公式可以算出相對運動的速度。為了便于判斷和觀察，目標運動的速度直接在熒光屏上顯示出來。例如，俄羅斯米格-23等戰斗機就裝有多普勒導航系統，美國F-16戰隼等轟炸機裝有多普勒火控雷達。地面站也應用多普勒效應跟蹤衛星并進行測軌。根據多普勒效應利用GPS全球定位系統可以滿足現代軍事導航三維測速的需要，由此可見。多普勒效應在軍事領域的許多部門都被廣泛應用。

4.前沿拓展——逆多普勒效應。由于多普勒效應，移動目標容易被雷達等偵察設備捕獲，有沒有一種和多普勒效應相反的效應干擾偵察設備對目標的測速呢？答案是肯定的，這就是逆多普勒效應。目前研制的新型材料——超材料就具有逆多普勒效應功能。超材料具有負折射率、反常光壓和反多普勒效應等諸多天然材料所不具備的超常物理特性，使它在武器平臺寬頻隱身、超輕寬頻天線和低損耗雷達罩等方面，大大提升武器裝備的性能。性能超乎尋常的新材料，將為武器裝備發展開辟新的空間。

五、結語

本文以多普勒效應一課為例，討論了如何將軍事應用實例引入大學物理課程教學，在傳授物理知識的同時，講授與之相關的武器裝備原理，為軍校學員學習物理知識，服務部隊提供了一種思路。相信這種物理知識—軍事應用—科技前沿—軍事前沿的講解，在培養具有高素質軍事人才方面能夠發揮一定的作用。

參考文獻：

[1]陳心中，徐潤君.軍事中的物理學[M].北京：國防大學出版社，1992.

[2]杜啟明，鄭春華.將物理學的軍事應用引入到軍校大學物理的課堂[J].科教導刊（電子版），2016，（6）：71.

[3]張靈振，馮蒙麗，劉進，等.軍事特色大學物理教學內容體系研究[J].中國教育技術裝備，2016，（22）：78.

[4]張立云，徐筠，張娜.軍事應用走進大學物理課堂探討——以陸軍軍事交通學院為例[J].軍事交通學院學報，2019，（9）：72.

[5]胡海云，繆勁松，劉兆龍.大學物理課堂例題真實化舉析——軍事篇[J].物理與工程，2016，26（Z1）：26-30.

[6]劉戟鋒，屈婷婷，劉楊鉞.物理戰：帶頭學科的軍事應用及困境[J].南京政治學院學報，2013，（6）：117-121.

Abstract：This paper introduces the preliminary exploration of the application of military application examples in university physics teaching in recent years，and analyzes the role of case teaching in cultivating students' scientific literacy and solving problems.The research results have a certain guiding role for the physics teaching of military academies to meet the actual combat requirements of the troops.

Key words：military application;case teaching;university physics