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日常現(xiàn)象分析在《大學(xué)物理》課程教學(xué)中的作用
日�，F(xiàn)象分析在《大學(xué)物理》課程教學(xué)中的作用作者簡(jiǎn)介：張愛(ài)龍（1975-），男，湖南桃源人，講師，博士，主要從事非晶態(tài)金屬與合金研究。
張愛(ài)龍
（湖南文理學(xué)院 物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖南 常德 415000）
摘要：通過(guò)三個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例說(shuō)明日�，F(xiàn)象的分析在《大學(xué)物理》課程的教學(xué)過(guò)程中具有獨(dú)特的重要作用。其作用有：（1）提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；（2）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。在《大學(xué)物理》課程的教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用物理知識(shí)對(duì)日常生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析并得出科學(xué)客觀的結(jié)論可以訓(xùn)練學(xué)生的思維方式，使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)積極學(xué)習(xí)的習(xí)慣，并在日常生活中能辨別真?zhèn)巍?br />
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；課程教學(xué)；思維訓(xùn)練
中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-5884（2013）04-0120-02
《大學(xué)物理》作為高校理工科非物理專業(yè)本科生的一門(mén)公共課程，長(zhǎng)久以來(lái)對(duì)其專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供了必不可少的物理基礎(chǔ)知識(shí)和解決問(wèn)題的物理思辨方法，發(fā)揮了重要的積極作用。但與此同時(shí)，從教學(xué)實(shí)踐中我們也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，如對(duì)于非物理專業(yè)本科生特別是地方本科院校非物理專業(yè)本科生來(lái)說(shuō)，《大學(xué)物理》不是專業(yè)核心課程，同時(shí)課程較抽象，難度較高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性不高。
《大學(xué)物理》作為一門(mén)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目的可分為基本目的—傳授知識(shí)，和更高目的—訓(xùn)練思維方式。知識(shí)的傳授可以通過(guò)講解基本知識(shí)點(diǎn)再加以習(xí)題訓(xùn)練就可以完成。思維方式的訓(xùn)練并沒(méi)有一定的操作程序，但正如古人所說(shuō)“授人以魚(yú)，不如授人以漁”。思維方式的訓(xùn)練有著不可替代的作用。
思維方式的訓(xùn)練是運(yùn)用物理知識(shí)，甚至其它學(xué)科知識(shí)來(lái)解決具體問(wèn)題。通過(guò)這樣的過(guò)程，達(dá)到使學(xué)生發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力。這種能力的培養(yǎng)，愛(ài)因斯坦認(rèn)為應(yīng)該放在課程教學(xué)與學(xué)習(xí)的首位，而不是把獲得專業(yè)知識(shí)作為最重要的目標(biāo)。在這樣的過(guò)程中如何把學(xué)生的創(chuàng)造力和探索大自然奧秘的熱情引導(dǎo)出來(lái)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，是《大學(xué)物理》課程教學(xué)的重要目標(biāo)［1］。在過(guò)程中還要考慮到對(duì)象是非物理專業(yè)學(xué)生，解決的問(wèn)題應(yīng)該是課本以外的生活實(shí)際中的問(wèn)題，以趣味性和簡(jiǎn)單性為原則。以下采用幾個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例說(shuō)明思維方式的訓(xùn)練過(guò)程。
一利用物理學(xué)基本原理分析日常生活中的現(xiàn)象實(shí)例
實(shí)例一 從勻速運(yùn)動(dòng)的車內(nèi)觀察雨滴的運(yùn)動(dòng)軌跡
首先通過(guò)提問(wèn)，讓學(xué)生對(duì)雨滴的軌跡進(jìn)行回答。當(dāng)然有一些是猜測(cè)的錯(cuò)誤說(shuō)法，但有細(xì)心觀察過(guò)的學(xué)生會(huì)給出如圖1所示的答案，即在無(wú)風(fēng)或者微風(fēng)的情況下，雨滴運(yùn)動(dòng)軌跡為朝車運(yùn)動(dòng)反方向的傾斜直線。接下來(lái)讓學(xué)生對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行分析。
在適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)下，大家逐漸意識(shí)到這是一個(gè)在車這一動(dòng)參考系中觀察物體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。運(yùn)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以知道，從車上看到的雨滴的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于動(dòng)參考系—車的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其速度為相對(duì)速度，等于雨滴的絕對(duì)速度減去牽連速度（車的速度），即
V相對(duì)=V絕對(duì)-V牽連
在一般情況，即無(wú)風(fēng)或者微風(fēng)情況下，雨滴絕對(duì)速度可以近似認(rèn)為是豎直朝下，而且由于風(fēng)的阻力影響，在比較短時(shí)間內(nèi)其大小可以認(rèn)為是不變的。根據(jù)速度矢量的合成法則，在車內(nèi)看見(jiàn)車窗上的雨滴軌跡近似為一條直線。
實(shí)例二 車經(jīng)過(guò)時(shí)彎道上灰塵的走向
首先讓學(xué)生回憶道路上，特別是灰塵較多的道路上有車經(jīng)過(guò)時(shí)灰塵的運(yùn)動(dòng)情況。在風(fēng)不是很大的情況下，彎道上的灰塵總是如圖2所示沿著彎道凸出側(cè)邊飄散。接下來(lái)分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因。通過(guò)討論分析，大家認(rèn)為解釋如下：灰塵粒子作為物體在空中飛行時(shí)水平方向上受到短時(shí)間的空氣流動(dòng)產(chǎn)生的作用力之后，不再受到其它力的作用。具有的初始速度沿車前進(jìn)的方向。由于水平方向不再受力，灰塵粒子保持沿車前進(jìn)方向的水平速度（牛頓第一定律）。所以，在彎道上灰塵沿彎道切線方向，即凸出側(cè)邊運(yùn)動(dòng)。
實(shí)例三汽車運(yùn)動(dòng)速度的來(lái)源
提出這樣一個(gè)問(wèn)題：沒(méi)有任何外力推動(dòng)，汽車靠什么運(yùn)動(dòng)？
接下來(lái)和學(xué)生一起分析汽車的運(yùn)動(dòng)。如果是在光滑的路面上，比如冰面上，根據(jù)常識(shí)可以知道，汽車會(huì)一直打滑而沒(méi)有辦法運(yùn)動(dòng)。這就說(shuō)明它的運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)摩擦，而摩擦力必然是兩個(gè)物體之間同時(shí)存在的相互作用力（牛頓第三定律）。把汽車和地球當(dāng)成一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析的話，它們相互間的摩擦力為內(nèi)力，除此之外，沒(méi)有其它外力的作用。汽車速度從零增加到一定值意味著動(dòng)能的增加，這一能量的增加必然伴隨著做功或能量的轉(zhuǎn)化。這就證明它們之間的內(nèi)力（摩擦力）做了功，所做功轉(zhuǎn)化為汽車動(dòng)能的增加。而摩擦力做功不會(huì)憑空產(chǎn)生，它來(lái)源于燃油的燃燒。在燃燒過(guò)程中，燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車動(dòng)能的增加量（能量轉(zhuǎn)化與守恒定律）。
二結(jié)語(yǔ)
從以上三個(gè)簡(jiǎn)單的例子可以看出，生活中的簡(jiǎn)單現(xiàn)象可以通過(guò)大學(xué)物理的基本知識(shí)進(jìn)行分析。這樣的思維訓(xùn)練可以起到以下一些積極作用。
1.調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情
這樣的分析過(guò)程是以學(xué)生的積極參與為前提的，能極大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使他們體會(huì)到物理基本定律的重要作用。而在常規(guī)課堂教學(xué)中，是講授一些物理基本定律，基本知識(shí)，然后通過(guò)例題加以鞏固的模式。在該過(guò)程中，通常是按照固定程序按部就班完成，所講知識(shí)也比較枯燥，久而久之就會(huì)缺乏新鮮感，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的喪失。
自然界一直是人類渴望了解的對(duì)象，甚至科學(xué)研究的原動(dòng)力也來(lái)自于了解和利用神奇大自然的渴望。物理知識(shí)雖然也是對(duì)大自然運(yùn)動(dòng)演化的科學(xué)總結(jié)，但已經(jīng)是比活生生的日�，F(xiàn)象更高層次的意識(shí)形態(tài)，在某種程度上脫離了生活，所以不夠生動(dòng)。而對(duì)于鮮活的日常實(shí)例，人類有一種想知道為什么的渴望。以這樣的實(shí)例為對(duì)象，自然比較容易引起大家的興趣，利用物理知識(shí)就可以得到答案更加使他們產(chǎn)生成就感，在以后的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作中更容易形成一種積極獲取知識(shí)，主動(dòng)思考解決問(wèn)題的習(xí)慣，這也是講授大學(xué)物理這門(mén)課程所應(yīng)該追求的目標(biāo)。
2.培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)
在日常生活中，有很多傳言，這些傳言中有對(duì)有錯(cuò)。而由于缺乏相關(guān)知識(shí)或者具有相關(guān)知識(shí)但缺乏理性分析，使得其中的謠言得以滿天飛。利用我們積極獲取的知識(shí)，就可以經(jīng)過(guò)一定的理性分析對(duì)這些傳言進(jìn)行辨別，避免以訛傳訛誤導(dǎo)更多人。這也是在工科甚至文科學(xué)生中開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)理科課程的目的之一［2］。
參考文獻(xiàn)：
�。�1］ 范建中，焦小利。對(duì)高師院校大學(xué)物理課程教學(xué)改革的探討［J］。太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008（3）。
�。�2］ 于磊，林敬與。人文類專業(yè)大學(xué)物理課的教學(xué)探索［J］。物理與工程，2003（6）。
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