發布時間：2022-07-18 17:14:38
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關鍵詞：大學物理實驗教學;不確定度計算;固體密度測量;楊氏彈性模量測量;共軛法測凸透鏡焦距
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）35-0169-02
現如今在大學物理實驗教學中為了更加準確和精確的表示實驗測量結果，常使用不確定度理論來表示實驗測量結果。[1，2]在大學物理實驗教學中，不確定度的計算一直是一個難點，也是一個重點，許多本科學生因為不確定度的計算方法非常復雜，而且計算量很大，而放棄對實驗數據的科學處理。這里我們將闡述大學物理實驗教學中不確定度的通常表示方法，并結合有關的基本物理實驗，在課堂上用多媒體演示，使大學一年級學生很容易掌握不確定度的計算，取得了良好的教學效果。
一、不確定度理論的一般原理和計算方法[3，4]
不確定度理論對于直接測量量把數據的不確定度根據數據的性質來分類，把符合正態分布統計規律的稱之為A類標準不確定度，而不符合正態分布統計規律的稱之為B類標準不確定度。把兩類不確定度的平方和的根稱之為測量量的合成標準不確定度，或者簡稱為不確定度。
大學物理實驗中物理量的直接測量量的平均值的標準偏差即為A類標準不確定度，它的計算公式為：
t的大小與物理量的測量次數n和置信概率p有關系，置信概率p一般約定取值為68.3%，特殊情況下置信概率p取95.4%。如果我們測量9次，置信概率取p=68.3%，那么置信因子取t=1.07。如果我們測量5次，置信概率取p=68.3%，置信因子取t=1.14。
物理測量量的B類不確定的計算公式為：uB=
Δ儀/C，Δ儀被稱之為實驗儀器的“最大允差”，C是實驗儀器誤差概率分布的置信因子系數。實驗儀器的誤差分布一般有正態分布和均勻分布，呈正態分布時C=3，呈均勻分布時C= 。但是如果實驗儀器誤差的分布不能確定為何種分布，我們可以把它簡單認為是均勻分布。如果當A類不確定度和B類不確定度是相互獨立的時候，它們的合成絕對不確定度的計算公式為：u = =（u +u ） 。直接測量量的相對不確定度的計算公式為：E =u ×100%.
如果實驗中間接測量量的函數關系方程是
N=f（x1，x2，…，xn），那么它的標準不確定度的計算公式是：
u = = （？鄣f/？鄣x ） u （2）
在公式中u 為實驗中各直接測量量xi的合成絕對標準不確定度，它的相對標準不確定度的計算公式是：
E = = （？鄣ln f / ？鄣x ） u （3）
這兩個公式被稱之為不確定度的傳遞公式，如果測量量的表達式是各個直接測量量的積和商的形式，先計算其相對不確定度較方便。間接測量量的標準不確定度和相對不確定度的關系為u = ?E ，所以測量量最終結果的一般形式表示為：
N= ±u E =u 100%，p=68.3%。 （4）
二、固體密度的測量實驗中不確定度的計算方法
固體密度的測量實驗是大學物理實驗教學中的一個重要基礎實驗。
當待測物體是一銅圓柱體時，其直徑的多次測量的平均值為 ，高度的多次測量的平均值為為 ，質量的多次測量的平均值為為 ，則銅圓柱體密度的最佳值為 =4 （π 2 ）-1，我們先計算出各個直接測量量的不確定度，因為銅圓柱體密度的表達式是各個直接測量量的積和商的形式，所以先計算其相對不確定度較方便，根據不確定度的傳遞公式得到銅圓柱體密度的相對不確定度：
銅圓柱體密度的絕對不確定度表示為：u = Eρ。
當待測物體是一空心的鋁圓管時，設其外徑的多次測量的平均值為 ，內徑的多次測量的平均值為 ，高度的多次測量的平均值為 ，質量的多次測量的平均值為 ，則鋁圓管密度的最佳估計值為
=4 （π（ 2- 2） ）-1。我們先計算出各個直接測量量的不確定度，因為鋁圓管體密度的表達式主要是各個直接測量量的積和商的形式，所以先計算其相對不確定度較方便，然后根據不確定度的傳遞公式得到空心鋁圓管密度的相對不確定度：
鋁圓管密度的絕對不確定度為：u = Eρ。
三、共軛法測薄凸透鏡焦距實驗中的不確定度的計算方法
測量薄透鏡的焦距實驗是大學物理實驗中重要的基本光學實驗，共軛法是測定薄透鏡焦距的主要方法之一[1]。我們設f為薄凸透鏡焦距，物和像屏的距離為D（要求D>4f）。當移動薄凸透鏡在某一位置處，像屏上將出現倒立放大的實像。當薄凸透鏡又在另一位置時，在屏上得到倒立縮小的實像，這就稱之為共軛法。如果兩次成像間位移為d，那么我們得到焦距的基本公式：f=（D2-d2）（4D）-1。只要我們測出D、d，就能夠計算出f的大小。共軛法最大的優點是很大程度上避免了物距和像距在測量時因對薄凸透鏡光心位置估計不準而帶來的偏差，而把f測量歸為對精確測量量D和d的精準測量。
因為焦距f的表達式主是各個直接測量量的積和商的形式，所以先計算它的相對不確定度較方便，根據不確定度的傳遞公式，其相對不確定度為：
焦距f的絕對不確定度uf=Er* 。
四、楊氏彈性模量測量實驗的不確定度計算方法
彈性模量又被稱之為楊氏模量，是表示材料抵抗形變性能的一個很重要的物理參量，有著重要的實際應用意義。[5]楊氏模量測量實驗是大學物理實驗本科教學中的一個非常重要的基礎實驗。實驗儀器主要有：望遠鏡光杠桿鏡尺組、楊氏模量測定儀、千分尺、鋼卷尺、游標卡尺、砝碼等。在實驗中我們采用拉伸法測量鋼絲的楊氏彈性模量，這里采用光杠桿法來測量鋼絲因受力而產生的微小形變，這是實驗的關鍵。
測鋼絲楊氏模量的公式為Y= ，其中Y表示鋼絲的楊氏模量，F是單個砝碼對應的重力，L是鋼絲的原長，D為光杠桿的鏡面到標尺的距離，d是鋼絲的直徑，b是光杠桿前后腳之間的距離，Δn為鏡中的標尺讀數加減單個砝碼的平均變化量的大小，Δn的大小用逐差法處理測量數據而得到。
因為楊氏模量Y的基本表達式是各個直接測量量的積和商的形式，所以我們先計算其相對不確定度比較方便，根據不確定度的傳遞公式得到
Er=
鋼絲楊氏模量的絕對不確定度為u = ?E 。
五、結束語
本文總結了大學物理實驗教學中關于不確定理論中的直接測量量的A類、B類標準不確定度和合成不確定度以及間接測量量的不確定度的通常表示方法，隨后得到了固體密度的測量實驗、共軛法測薄凸透鏡焦距實驗和楊氏彈性模量測量實驗中的各測量量不確定度的計算公式，并且我們在課堂上用多媒體演示，使大學一年級學生很容易掌握不確定度的計算，取得了不錯的教學效果，這對大學本科學生的物理實驗教學具有積極的指導意義。
參考文獻：
[1]陳慶東.大學物理實驗[M].北京：機械工業出版社，2006：1-20.
[2]陳慶東，鞏曉陽.大學物理實驗教程[M].北京：機械工業出版社，2013：56-69.
[3]趙志剛，等.多維測量結果不確定度評價方法初探[J].清華大學學報，2007，47（10）：1557-1561.
關鍵詞：大學物理；思維方法；分析問題
對于理工科的大學生來講，物理并不是一門全新的課程，他們從初中開始接觸物理知識，已具備了一定的物理基礎知識。然而，在實際的教學中，很多學生對大學物理課程的重要性認識不足，對學好物理課缺乏足夠的認識，導致學習效果差強人意。那么，如何才能改變這一現狀呢？以下是筆者對這一問題的詳細探討。
一、大學物理教育的重要性
（一）進一步深化學生的已有知識，為更深層次的學習打基礎
大學物理的內容不是中學內容的簡單重復和擴展，而是有很大區別的。中學物理主要解決恒力作用下物體系統的各種運動狀態，把很多物理現象都進行了理想化，假設一切是在恒力的作用下進行的。而大學物理是研究物體在實際作用的變力作用下的各種狀態，這就在要求上提升了一個層次。因此，從一開始學生就要對大學物理給予充分的理解和足夠的重視。同時，在大學物理學習中，許多概念和規律都是用高等數學的形式表達出來的，這就給學生提出了一個新課題和基本要求。由于物理學的基本概念和規律是在分析具體物理問題的過程中逐步建立和掌握的，因此在求解問題之前，學生必須對所研究的物理問題建立一個清晰的圖像，從而明確解題的思路和方法。只有這樣，學生才能在解完題之后留下一些值得回味的東西，體會到物理問題所蘊含的奧妙和涵義，真正掌握物理學的思想方法，為更深層次的學習打下良好的基礎。
（二）進一步培養學生的科學素養，豐富學生的自身修養
科學素養包含科學知識、科學能力、科學方法、科學意識?？茖W知識是基礎，大學生應該掌握最基本的科學知識。科學能力和科學方法是核心，科學能力包括實驗能力、思維能力、掌握應用科學方法的能力、開拓創新能力和科學審美能力等。科學方法有兩種認識：廣義的科學方法是指科學的方法論和具體的科學方法；狹義的科學方法是科學思維或研究中解決問題的具體方法和手段。一般而言，科學方法是人們在認識世界、改造世界的過程中，總結出來的正確的思維和行動方式，是人們認識和改造世界的有效工具。學生掌握科學的方法有利于了解知識，建立知識間的聯系，而且能使學生高效地應用知識，培養科學能力?？茖W意識指科學態度、科學觀念、科學精神在生產和生活中的理解和應用的科學意識等。這些科學素養不僅對學生學習技術有所幫助，而且對學生參與其它活動也有著重要的作用，在學生一生的生活、工作、學習中必不可少。而這些隱性的知識全部貫穿在物理知識的產生過程之中，只要學生全面地學習物理知識，就能在學習知識的過程中受到這些隱性知識的熏陶，從而形成自身良好的科學素養。
（三）物理教育有利于學生發現物質的本質規律，為社會的發展提供技術支持
物理學定律揭示物質運動的規律，使人們在技術上運用這些定律成為可能；物理學有許多預言和結論，為人們開發新技術指明了方向?？梢姡录夹g的發明、改進和傳統技術的根本改造，都直接與物理學有著密切的關系。如熱學知識就是為了解決當時蒸汽機能源利用效率低這一難題而建立起來的科學體系，電磁學理論是隨著人們對電現象和磁現象的逐步認識而總結出來的，這些理論為人類進入電子社會打下了堅實的基礎。學生學好物理，可以更好地理解技術的意義，揭示物質的本質規律，為人類社會的發展提供必要的技術支持。
二、學好大學物理的幾點策略
（一）課前認真預習
預習是學生在課前獨立閱讀教材，進而獲取新知識的一個重要環節。學生要想學好物理，必須要分類預習，選擇好預習時間，最好在新課上課的前一天，邊閱讀邊記筆記。一方面，學生要通讀教材中的相關內容，看看哪些是懂得的，是已經學過的知識；哪些是不懂的，是要通過教師講解才能理解的新知識。另一方面，學生還要對教材后面的習題初做一遍，把不會做的題做上記號，一起帶到課堂去解決。這樣做，就會增強聽課的目的性，掌握聽課的主動權，提高聽課的效果。長期堅持預習，還能培養學生讀書的習慣，形成良好的自學能力。
（二）做好筆記
做筆記是比較痛苦的事情，但非常有必要，尤其對于復習已學過的知識更加重要。因為記筆記的過程就是對信息篩選、濃縮的過程，有利于鍛煉學生的思維，提高學生捕捉重要信息和加工信息的能力。要想做好聽課筆記，學生的思想進程必須與教師的思想進程保持一致，同時筆記內容要注意重點、難點、疑點、新觀點的記錄，以及教師在課堂上對各個概念、定義、公式中的符號和公式本身含義、應用條件的解釋。此外，學生自己在預習時未領悟到的東西，也應該成為筆記中的重要內容。只有這樣，學生的聽課才會有收獲。
（三）及時復習，把知識轉化為技能
復習是學習過程的重要環節。復習時，學生要再次閱讀教材，理解和記憶其中基本的定義、定理、公式、法則。當天及時復習，能夠減少學生對知識的遺忘，易于鞏固和記憶；經常復習能使知識系統化，可以加深學生對知識的理解，掌握知識之間的相互聯系。只有系統化了的知識，才有利于學生的再次運用，才有利于實現從知識到技能的過渡，使學生掌握更新的知識。
（四）及時完成作業
學習的目的在于應用，在于運用所學的知識、技能去解決現實生活中的問題。物理作業能檢查學生物理學習的效果，可以加深學生對知識的理解和鞏固，是知識轉化為技能和能力的必要途徑。因此，學生必須及時完成作業，以鞏固當天所學的知識。另外，在做完作業后，學生絕不能一扔了事，而應當定期進行分類整理，為總復習積累資料。這樣做既方便省事，又印象深刻。
三、結語
“書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟?！痹笍V大學生在大學物理的學習中，努力學習與探索，從而學到更多的知識與方法，開闊自己的眼界，為自己日后的學習與生活增添助力。
參考文獻：
1.夏兆陽. 大學物理教程[M].高等教育出版社，2004.
關鍵詞：大學物理；網絡教學平臺；教學模式
大學物理是醫、藥等相關專業的一門重要基礎課程，它以高等數學為依托，涉及力學、熱學、電磁學、光學等方面的教學內容，采用理論與實驗相結合的講授方式。隨著現代科技的不斷進步，計算機網絡技術、多媒體和現代通信技術手段的不斷提高，涌現出多種授課模式，如慕課、微課、在線學堂等，新穎的授課方式不斷吸引著當代學生的眼球。目前“以學生為中心”的教育思想成為教育工作的指導思想，為了培養學生的創新思維及自然科學思維方式，將傳統課堂教學和網絡教學結合起來成為教學改革的必然趨勢。
一、中醫藥專業大學物理課程網絡教學的必要性
大學物理課程在醫、藥等相關專業中，對于培養各類醫藥專業技術人員和科研人員有至關重要的作用。大學物理作為一門以高等數學為依托的基礎課程，經常被大多數學生劃分成與專業不太相關的課程，因此，對于這門課程，學生往往呈現出學習主動性和積極性較差的被動學習狀態，甚至有很多學生為了修得學分而死記硬背知識點。隨著現代教育理念的增強，醫、藥各專業都開設大學物理課程，但是分別是選修和必修課程，由于一些專業存在文理生同班的情況，致使中醫藥專業大學物理的教學工作更加困難。一方面，此課程一般開設在大學一年級下學期和大學二年級上學期，高等數學作為學學物理的工具此時已經學習完畢，但是由于學生對高等數學等輔助知識的學習不扎實，考試成績差，導致物理教學工作很難有積極效果。另一方面，作為一門基礎課程通常采用大班授課的教學模式，這就導致師生之間缺乏交流，教師不能做到因材施教，基礎薄弱的學生無法跟進教學進度導致喪失學習積極性。此外，目前各高校普遍處在教學計劃和人才培養方案的調整階段，使大學物理課時不斷被壓縮，但是教學任務并未大幅度削減，這就導致課堂教學任務繁重，課堂練習時間嚴重不足，這對學生學學物理的積極性造成了嚴重影響。
為了提高教學質量增強教學效果，有效解決目前教學工作中的問題，提高學生對大學物理課程的學習積極性，培養學生的創新精神和思維能力，目前，各高校針對各專業的大學物理課程不斷進行教學內容和形式的改革與探索工作，將現代網絡技術與傳統講授模式相結合，真正做到“以學生為中心”的因材施教。以網絡學習為輔助工具的教學改革工作成為大學物理課程教學改革的重要發展趨勢。
大學物理課程是一門以實驗為基礎的學科，網絡教學可以呈現物理過程的模擬和仿真。傳統的課堂中學生只是一味地聽教師講授，而融入網絡教學元素為學生理解物理過程和真實現象提供了有效途徑。利用網絡教學平臺可以將物理與醫、藥等相關專業的研究性學習進行拓展和深化，以提高學生自主學習的能力。因此，針對大學物理課程的教學特點構建醫、藥等相關專業的大學物理課程網絡平臺至關重要。
二、中醫藥專業大學物理網絡教學平臺的構建
構建中醫藥專業大學物理網絡平臺的目的在于提高學生自主學習的主動性和積極性，為培養創新型醫藥人才合理搭建知識體系。大學物理網絡平臺包括“MOOC視頻學習”“知識點總結和復習”“習題課專題”“物理現象動畫演示”“答疑信箱”等欄目。
第一，MOOC視頻學習。由于中醫專業文理科兼收的特c以及學生的高等數學基礎有限，教師在課余時間按照專業的教學特點，結合所使用的醫、藥專業大學物理教材錄制教學視頻。經過格式轉換后放置在本校網絡教學平臺中，為學生提供自主學習的機會。學生可根據網絡平臺自主選擇學習的時間和學習的進度，也可根據自己的實際情況選擇復習或者預習教學內容。這一做法大大提高了學生的學習積極性，并解決了不同學生課堂教學進度不同的問題。
第二，知識點總結和復習。教師根據學生的特點，總結各章節的重點、難點內容以及例題類型。從小知識點開始串聯式總結，還涉及基本概念、定理和定律、重要的結論和推論等。以圖、表形式形成總結和復習的綱要，在圖表中凸顯例題類型。另外，物理習題中大量的微積分內容也是學生學習的薄弱環節，針對此情況，我們還提供微積分常用公式，這樣方便學生快速查找數學內容或進行計算。
第三，習題課專題。鑒于某些專業文理生兼收并且高等數學基礎普遍較差的情況，教師在上習題課時就不能完全兼顧，這使得部分學生跟不上課堂進度，導致學生喪失了學習物理的積極性和主動性。習題課專題是以習題講解為主要內容的視頻，其中包括計算以及推導過程的詳細講解，便于學生根據自己的實際情況掌握習題學習的進度和時間，并且根據習題的難易程度進行重復播放和學習。
第四，物理現象動畫演示。通過flash軟件制作物理實驗現象的演示動畫，可以使學生可以更直觀、生動地體會物理過程。在物理學中很多內容是不容易看見和理解的，如光的衍射現象，我們只能看見物理現象，但是實際光束是如何通過的我們并不清楚。教師如果單純通過語言描述很難讓學生產生直觀的印象，運用flash軟件就可進行實驗的模擬動畫演示，這樣可以讓學生可以更清楚光產生衍射現象的基本原理。一方面flas的演示加深了學生對物理現象的理解，另一方面強化了學生的物理思維能力，提高了學生學習物理的興趣和樂趣，使學生更直觀地掌握物理現象的本質。
第五，答疑信箱。近年來，由于高校的不斷擴招，學生人數隨之不斷增加，且多數為大班授課模式，教師人數較少但承擔的教學任務繁重，由于人才培養模式的不斷更新、大學物理課時逐漸縮減，導致學生與教師之間溝通和交流的機會較少。隨著網絡技術的不斷發展，采用網絡信箱答疑模式可以彌補以上不足。學生在課前預習、課上學習、課后復習以及習題練習中遇到的問題，都可以通過網絡答疑信箱來解決。網絡答疑信箱能促進了師生之間的溝通，對于知識體系的構建和整理也起到積極的作用。復雜的公式推導和抽象的物理現象使學生在課后復習時處于被動狀態，而運用網絡答疑信箱就可以及時發送答疑內容，打破了傳統答疑模式對時間、地點、內容等客觀因素的限制。這樣的溝通模式促進了師生之間的交流，教師可根據答疑的頻率和難易程度適當增減平時成績。教師可根據自己的時間安排答疑信箱回復時間，盡可能做到及時高效地回復學生的各種問題。
三、結語
事實證明，傳統課堂教學模式已無法滿現代課堂的需求，并且隨著知識的不斷更新，大學物理的教學模式應逐步向多元化、靈活化的趨勢發展。網絡教學課程的應運而生徹底改變了傳統教學模式，其靈活的教學方式被學生廣泛接受，可以更好地培養學生學學物理的興趣。
參考文獻：
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[3]張三慧.大學物理學[M].北京：清華大學出版社，1999.
1.1研究對象的不同對于研究對象，中學物理一般只討論自然現象中的簡單問題如一維問題，而大學物理討論的是二維、三維甚至多維等復雜問題。比如對于力學內容，中學力學只研究加速度為恒矢量的質點的運動學和動力學問題，而大學力學則還要研究加速度變化時的質點的運動學和動力學問題，中學力學只研究質點的運動問題，而大學物理力學還要研究剛體的運動學、動力學問題，從研究對象上看更廣更趨于一般化。中學物理僅對宏觀簡單特殊規律作一般性的認識和了解就夠了，而大學物理則要進一步研究物質運動的理論本質，要運用數理統計的方法得出自然界一般性的普適規律,更上升了一個理論的高度。
1.2研究方法的不同中學物理因研究對象簡單，數學知識基礎少，所以研究方法基本是歸納法，討論的規律基本上是從物理現象出發，通過簡單實驗總結出來的簡單規律，比如中學物理力學中得出動量定理、動能定理的時候都是實驗歸納法得出的，并且涉及的力基本是恒定的，只講恒力的沖量、恒力的功，平均沖力等，在電磁學中只介紹勻強磁場、勻強電場的規律等。而大學物理與自然實際就更接近了，要討論變力的沖量、變力所做的功、非均勻磁場、電場，而研究這些復雜問題所用工具主要是高等數學的微積分思想、矢量代數，通過數學推導演繹的方法結合物理概念得出物理規律，即大學物理講的規律比中學物理的規律又上升了一個理論的高度。
1.3教學內容和教學進度的不同從教學內容來講，中學物理量少，概念、原理、規律簡單，對物理基本概念和基本定律只有初步淺層的認識，而大學物理涉及的知識量大，概念、原理多且相對復雜，對物理基本規律和物理基本定律要求更多的是掌握其本質和內涵。從教學進度上講，中學物理講的較慢，每個概念，每個公式，每個原理教師會進行全面詳細講解，每一個知識點教師都會講透講精，講課重點放在解題技巧的應試訓練上，教師會給學生總結題型，歸納方法，并督促學生為了高考不斷學習，學生的學多是跟著教師按部就班。而大學物理教學內容量大，而教學時數非常有限，進度快，教師講課一般都只著重把握知識整體框架，講清思路，注重理論性、系統性，不象中學那樣講得精細全面。對于解題方法有總結歸納，但習題課的次數較少，學生運用所學知識解決問題的能力較弱，對習慣于被安排、缺乏學習主動性的中學生，就很難在短時間內適應大學教學過程。
1.4學生學習方法的不同中學生一般課前不預習，課后也很少翻閱知識輔導書,只要課堂上跟著老師聽課，課余時間除了完成老師布置的作業外，就是作大量的習題,實行題海戰術，重復熟練程度高，認為學好物理的標準就是多做題，解難題，學生自主接受新知識的能力較差，不善于提問題，對教師的依賴性較強。而大學生必須做到課前預習,帶著問題去聽課,課堂上抓住重點、難點，做好課堂筆記,課后要翻閱大量課外資料，對所學知識要融會貫通，及時復結，做的題目不在多,而在精，要學會自學，善于提出問題，要有比較強的學習主體意識。中學物理由于數學知識的欠缺，很多物理概念、規律都是直接給出，沒有經過推導，這就決定了中學生接受物理知識的方式主要靠記憶，而大學由于有了高等數學、矢量代數、數理統計等工具，物理概念、物理規律大多可以做詳盡的推理，因而大學物理學習概念更注重概念的理解和掌握，物理過程的分析和論證。
2如何做好大學物理和中學物理教學的銜接
2.1循序漸進，適當放慢教學進度學生已習慣于中學教學慢節奏,少容量，講練結合的教學方法,若一開始就進行快節奏,大容量的教學,學生一下子不能適應，這不僅影響了大學物理的教學效果,同時也會挫傷學生學習物理的積極性。所以，我們在教學過程中最初應適當放慢教學進度，使學生逐漸適應，慢慢逐步進入正常的教學進度，從而達到讓學生適應大學的教學進度，學會大學的學習方法。
2.2通過物理緒論課灌輸大學物理的重要性大學教師應充分考慮大學物理和中學物理的區別,從一開始就讓學生明白大學物理和中學物理在研究對象、研究內容、學習方法等方面有許多的不同，讓學生知道大學物理不是中學物理的簡單重復。同時我們在緒論課中，應介紹物理學的發展歷史、物理學的發展現狀和物理學的發展的未來展望，從而引起學生學習物理學的興趣，另外對理工科學生來說，可以適當地給他們介紹物理學和自己未來的專業的聯系，以提高他們學習物理的積極性，例如對我們紡織專業的學生，可適當介紹量子力學與紡織材料等、質點、剛體力學與紡織機械方面的關系。同時還應強調，大學物理的基礎學科性質，學學物理不僅僅服務于后續的專業知識，更重要的是學會一種思維的方法、學習方法以及研究問題的方法。
2.3從中學物理內容過渡導入大學物理課題在教學內容方面，很多大學物理知識是在中學物理內容基礎上的提高，教師在物理教學時應簡要復習中學教材內容，使學生對所學過的內容做一個簡單回憶，隨后指出中學物理知識的局限性或特殊性，從而比較自然地引入內容，使學生順利地從中學物理知識過渡到大學物理知識的學習。要做到這一點，必須了解和研究中學物理教材內容，比如直線運動，中學研究了勻加速或勻減速直線運動，但加速度變化時的直線運動該如何考慮呢？比如圓周運動,中學研究的是勻速圓周運動的規律,但當速率變化時,圓周運動的規律又是如何呢?恒力的沖量的定義式和恒力做功的公式中學里都學過，變力的沖量和變力所作的做功又如何計算呢？這樣中學內容過渡導入的話學生會很容易從已學過的知識比較順利地過渡到大學知識。
一、習題課的教學方法有待改進
隨著近年來我國高校教學體制改革，大學物理課學時不斷減少，而大學物理的教學內容相對豐富。受到物理課學時數的限制，物理習題課安排的課時少、內容多、時間緊，因而教師往往“珍惜”引導和啟發學生獨立思考和解答的時間，給出題目后就解釋題意，解釋題意時就幾乎全部“攤牌”，過早給出解題思路、方法和答案。整個解題過程全程包辦，牽著學生的鼻子一講到底。其結果是，教師講得多，學生思考少；教師“一言堂”，學生被動聽；教師滿堂灌，學生記筆記；教師熱情洋溢，學生興趣索然。這樣的授課方式以教師的解題經驗取代學生的主動思維，忽視學生的主體地位，忽視學習的主動性和能動性，表面上看似乎課堂容量大、教學效率高，實際上，不僅阻礙了學生思維能力的鍛煉和發展，而且教學效果差、效率低，達不到預期的教學目的。久而久之，不僅“欲速則不達”，而且會磨蝕掉學生的學習興趣，打消他們的學習積極性，真可謂舍本逐末。
二、學生在求解物理習題時思維定勢的“負遷移”影響嚴重
心理學認為遷移是一種學習對另一種學習的影響，知識遷移是將所學知識應用到新的情境，用已掌握的方法和技能解決新問題所體現的素質和能力。
我國的大學生經過中學時期嚴格的解題訓練，為大學物理的學習奠定了良好的基礎，同時，學生在這種訓練中形成了對同一類問題或同一種直觀模式的慣性思維，這種慣性思維對學學物理有積極作用，也有負面影響。學生通過知識“正遷移”，可以有效避免對知識死記硬背，可以實現知識的貫通、理解和轉換，從而正確認識和理解物理學規律，提高綜合應用能力。同時，思維定勢的“負遷移”影響也很明顯，學生容易忽略知識遷移的條件、適用范圍和問題的本質，生搬硬套，以一貫的思維定勢去處理問題。比如，用動量定恒的方法來解決涉及定軸轉動的碰撞、打擊問題，用代數方法求解本應該用微積分方法求解的問題，用經典力學的思維方式來思考相對論和量子力學問題，等等。再如，學生在高中時用代數方法做過大量物理習題后，形成了以“選公式”、“解方程”的方法求解物理問題的思維定勢和解題習慣，在學學物理時，下意識地沿襲這種慣性思維，常以經驗代替認真思考，習慣于“依葫蘆畫瓢”，機械模仿例題的解題方法和技巧、盲目套公式，而不是著眼于全面、縝密分析物理問題，透徹理解物理概念和規律，主動建構知識體系，導致對物理問題知其然而不知其所以然。這樣，解題便成了簡單機械的方法的模仿和技巧的訓練，而背離了學學物理的目的和要求。這種思維定勢的消極影響，干擾了學生對新知識的學習、理解和掌握，束縛了學生的思維和想象，導致學生缺乏思維創新，難以靈活變通。教師要通過習題課教學，有意識地幫助學生盡早克服“思維定勢”的負遷移影響，重建知識框架和體系，建立新的思維定勢。
三、學生對學學物理和求解物理習題普遍存在畏難心理
關鍵詞：大學物理；矢量；矢量分析；微積分
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）11-0108-02
一、引言
矢量和微積分的應用是學好大學物理的前提，它更嚴格地定義物理概念、表達物理規律。大學物理中，作為變量的物理量通常是以矢量函數表示。描述物理矢量的連續性變化問題必須應用矢量函數的微積分，這是大學物理學習的重點和難點。學生在學習過程中理解了矢量和微積分的思想和實質，反過來可以系統地掌握物理學的基本概念和基本規律，甚至形成整個物理學的知識框架和思維方法。
二、理解矢量的本質
在大學物理中，廣泛應用矢量理論來研究物理概念和規律，它可以幫助人們研究物理量的方向變化問題。矢量理論主要包括矢量代數和矢量分析。但很多初學者都不能很好地理解矢量的本質，只是單純地把矢量理解為“既有大小，又有方向”的物理量，而忽略矢量代數和矢量分析的重要含義[1]。矢量代數的法則主要是平行四邊形法則和矢量的點乘和叉乘。平行四邊形法則是矢量的加法運算法則，主要用于離散分布的物理矢量的疊加問題。矢量的點乘可以得到一個標量，它廣泛地應用于物理量的定義中，如磁感應強度■與面積■的點乘定義磁通量Φm，數學形式為Φm=■■?d■。矢量的叉乘反映三維空間中矢量的關系，兩個矢量通過叉乘得到一個新的矢量，其方向遵循右手螺旋定則。如角動量的定義式■=■×■。物理中連續性問題用到矢量函數的定積分形式。
矢量分析就是在坐標系中把矢量函數進行正交分解，也就是把矢量函數轉換為坐標軸上的標量函數。這樣，矢量函數的求導和積分計算就轉換成學生們所熟知的高等數學中標量函數的微積分問題。例如在直角坐標系中，位置矢量■（t）=x（t）■+y（t）■+z（t）■，則速度■（t）=■=■■+■■+■■。
學生要想學好大學物理就必須理解矢量的本質，掌握矢量代數和矢量分析。很多學生在物理形成標量運算的定式思維，忽略了矢量問題。主要問題有以下幾點：（1）矢量函數作為變量，大小和方向都隨時間變化。而有些學生在矢量函數的運算中忽略了方向變量所產生的問題。（2）在矢量函數的微積分計算中，矢量分析的思想要先把矢量函數進行坐標分解。但部分學生常常直接對矢量函數進行微積分運算。（3）在矢量點乘或叉乘的運算中，學生容易忘記兩個矢量的夾角，這個夾角可能是變量，需要參與導數或積分的計算。
三、掌握微積分的思想
微積分廣泛應用于物理問題的研究中，許多重要的物理規律都必須以微積分的形式來表示。微積分的主要思想和方法：把物理問題所研究的對象在時間或空間上進行分割成小量，對小量進行近似處理，這些近似處理在無限次分割的情況下趨近于物理問題的真實結果。這就是微分的思想，由無限分割所得到的小量稱為微分元（微元）。而把這些無限小的微元進行連續性求和，就是積分。把物理對象分割成微元后，不均勻量變成均勻量，變量可看作常量，這樣復雜問題就簡單化。例如一般曲線運動的瞬時速度■（t）=■，實質是把時間間隔進行無限分割，取微元Δt0的極限，位移的微元Δ■也近似于位置矢量的微元d■。有部分學生不能正常理解微積分的基本思想和方法，不會取合理的微分元，不能把微積分應用與物理模型結合起來。
另外，矢量函數的微積分問題，必須結合微積分方法和矢量分析，這使得物理問題中的微積分的應用更有難度。這需要在大學物理教學中，通過具體物理模型的分析，使學生熟練地應用微積分方法分析物理問題，包括矢量問題。接下來，我們將以實例分析講解大學物理中矢量函數的微積分的應用。
四、矢量函數的微積分的應用
大學物理中矢量函數的微積分問題雖然涉及的物理內容不同，但是利用數學方法解決問題的思維方式相同。其主要思路是：（1）根據物理問題，確定相應的微元；（2）建立合理的坐標系，用矢量分析的方法處理需要處理的矢量函數；（3）結合物理規律和公式，將物理模型轉換為數學模型（在積分問題中，還需要確定積分上、下限）；（4）應用微積分的性質統一變量，進行計算。
矢量函數的微積分從選取的微元上來看可以分為兩類形式：一是時間微元。這類問題較簡單，其核心思想是矢量分析。因為根據物理學公式，很容易確定時間微元dt。例如沖量是力在時間上的累積效果■=■■（t）dt。這些問題只需要學生們掌握物理公式的含義，并能選取合適的坐標系分解矢量函數，再解標量函數的微積分式。最后，對新得到物理量的各個分量式以平行四邊形法則合成即可。二是空間微元。這類問題形式較多?？臻g微元分為線元、面元、體元，需要選擇合理的微元。而且這類問題一般變量較多，需要統一變量。因此，解決這類問題必須綜合利用矢量分析和微積分。以空間微元形式的微分問題，主要是以下三種運算法則：梯度、散度和旋度，在大學物理中的應用較少。而積分問題在力學和電磁學中都有很重要的應用，是學學物理的重難點。積分問題分為線積分、面積分和體積分。要想解決這類問題，學生必須具有扎實的數學基礎和物理思維能力。因此，在課堂上充分利用經典物理模型，給學生總結解決問題的步驟和方法。加強對學生的思維方法和能力的培養，包括解決問題的數學能力。下面以動生電動勢的經典模型為例介紹矢量函數的微積分的思維步驟和方法。
例[2]：如圖所示，一長直導線中通有向上的穩恒電流I，在長直導線旁平行放置一線圈ABCD，AB邊可在兩導軌CE、DF上滑行，線圈靠近直導線的一邊到直導線的距離為d，AB邊長為a，當AB邊以速度v勻速向下運動。求線圈中的感應電動勢。
解：首先，BA邊處于非均勻磁場中，空間磁感應強度分布由無限長通電直導線產生：■=■。根據動生電動勢的定義式：ε=■（■×■）?d■，在BA導線上選取無限小的微線元d■，其方向從B指向A。這樣每個線元上d■的磁感應強度都可以視作均勻的。
其次，選取沿導線BA方向作x坐標軸，坐標原點在長直導線上。則線元d■上產生的動生電動勢dε的大小表示為： dε=■vsinθ1dxcosθ2，其中，θ1=■為矢量■和■的夾角，θ2=0為矢量■×■和線元d■的夾角。
第三步，在x坐標軸中，統一變量，并對整個BA導線在x軸上進行積分。確定積分上下限。綜上分析，BA邊上的動生電動勢的數學公式表示為：ε=■■vdx。最后，計算得到ε=■ln■。并確定電動勢的方向是從B指向A的。
在分析和求解這道題的過程中，重點是讓學生掌握將物理模型轉換為數學模型的思維步驟和方法。學生在高等數學中掌握的微積分知識，只能解決最后一步。前面三步的物理思維能力，是大學物理課程的重點。教師要在課程上引導學生從矢量分析和微積分的基本思想出發分析和解決物理模型。
矢量和微積分在大學物理中的應用是學學物理的一種思維能力。本文首先分析了矢量和微積分的基本思想和方法，再通過實例分析介紹大學物理中矢量函數的微積分問題的思維步驟和方法。以供學習者參考借鑒。
參考文獻：
[關鍵詞]工程技術人才 大學物理 教學
[作者簡介]鄭永春（1967- ），女，河北衡水人，衡水學院物理與電子信息系，副教授，研究方向為大學物理、熱學；尹志會（1970- ），女，河北衡水人，衡水學院物理與電子信息系，副教授，碩士，研究方向為光學工程。（河北 衡水 053000）
[基金項目]本文系2010年度河北省高等學?？茖W研究指導計劃課題“STS教育思想在大學物理教學中的滲透試驗和研究”的研究成果。（項目編號：ZS2010319）
[中圖分類號]G642.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）20-0111-01
隨著《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》的貫徹落實，人才培養模式的改革與創新成為當前我國高校深化教學改革、提高人才培養質量的關鍵。工程技術人才是提高國民經濟、推動社會發展的生力軍，也是我國當前急需的人才，因此工科院校和綜合性大學的工科專業都是非常熱門的?？墒堑胤皆盒５漠厴I生常處于很尷尬的境地，課程學的不少，可進入工程技術操作場所卻無從下手，也無從學起，有的干脆就急忙退身回到學校繼續深造，這無形中增加了人才培養周期和培養成本，可兩三年之后能否成為社會需要的工程技術人才還是未知數。究其原因是培養觀念、培養模式的問題，因此更新人才培養觀念，探索切實有效的人才培養模式是非常必要的。
從美國工程與技術認證委員會對工程教育專業的評估標準中可以看到，在重視加強數學和科學基礎的前提下，當前更強調側重工程實踐能力、團隊合作精神、終身學習能力等知識。我國工科院校大學物理是專業基礎課程，一般在第二學期開設，是在中學物理的基礎上，結合高等數學的微積分、向量運算等知識開始大學物理的學習。通過大學物理的學習，學生的理論運算能力、基本實驗能力有所增長，但這遠遠不能滿足工科學生的學習欲望，因此影響了學生的學習動力，對大學物理這門課的學習態度、學習模式也直接影響了后繼課的學習效果。因此在大學物理這門專業基礎課教學中，教師要嘗試開始工程技術人才培養的探索，從教學內容、教學設計等方面進行改革，以提高大學生的學習興趣、學習能力、實踐能力和創新能力為目的，這對提高高校物理課程教學質量以及人才培養水平有重要的現實意義。
一、精選專業相關的教學內容
現有的大學物理教材都是力、熱、光、電、原子等基礎物理的全部內容，在一學期左右要求學生掌握全部內容是不可能的，淺顯的學習等于重復高中學習過程，就失去了開課的意義，更是對工作的失職；若從頭到尾運用高等數學分析物理概念，推出物理定律，引導學生學會運用高等數學處理每一部分物理問題，多數學生會陸續掉隊的，這也會極大挫傷學生的學習積極性。因此教師要精選教學內容，這需要翻閱相關專業的后續課程教材，或請專業教師座談教研，以便使不同專業大學物理教學內容有所側重，使教學計劃更切實可行，這需要教師的敬業精神和奉獻精神，因為涉及跨院系工作，實施過程中會遇到一些不便。
二、合理處理教學內容
對每一部分教學內容的處理上采取中學物理為基礎、大學物理重方法的原則，使學生實現物理知識和方法技能的逐步提高。質點運動學，重點為運動方程、速度和加速度概念和相互關系，結合通用坐標系應用到一般的直線和曲線運動中，再根據特殊運動特點推出中學熟悉的勻變速運動方程式。本部分內容的特點是物理概念多，高等數學集中運用，學生不易接受，因此教學思路要清晰明了，掌握解決一般運動的方法，不過多涉及坐標變換的問題。質點動力學為力的沖量和力做功，通過應用舉例推出伯努利方程，這是液壓傳動課程中的基本方程。剛體動力學主要概念是力矩和角動量，主要規律是轉動定律和角動量守恒，采用和質點力學類比的方法進行教學可達到事半功倍的效果。難點是角動量守恒的分析，教師可實例分析動量不守恒但是角動量守恒，先從動量和角動量概念分析，在從受力和受力矩分析，使學生從表面到內在原因掌握動量和角動量守恒的區別。這部分內容在工程力學課程中有所涉及，可根據課程進度適當處理。對靜電學的處理是把握電場強度和電勢的計算方法，高斯定律和環路定理是分析推理的必備工具，要引導學生理解，但由于使用過程中的任意性的確定，使學生不能確切把握，因此對機電專業，重點放在電勢、電壓、電場力做功的概念和規律上。通過公式推演，學生知道了中學相關知識的來源和局限，掌握處理問題的一般方法和技巧，學生只有充分掌握了基本概念和基本規律，把所學的知識銜接起來，才能靈活運用。對電介質極化做定性分析，得出電場強度和電容的決定式，電容的串并聯計算要使學生明白等效的依據，不能機械套用公式。靜電場的能量是靜電學的收尾內容，要把握思路使學生掌握電場能量的求解方法，理解電場的物質性。對磁學、熱學等內容也根據前后知識的需要做相應處理。
三、將人文文化融入物理教學
在大學物理教學中將人文文化融入教學內容之中，使學生知道知識的來龍去脈，不但能提高學生的學習興趣，而且能很好地培養學生的創造力和綜合素質。人文文化在中學、大學物理教材中多少都有所涉及，但這部分內容從沒被師生重視過，這也許是受當前的考評制度的影響。在20世紀60、70年代誕生的STS研究領域，主張把科學、工程能力和人文社會科學能力結合在一起的教育模式，因此沒有人文文化的物理教學是不完整的，不能因為時間緊就舍棄這部分的教學，實際上教師只要精心設計教學過程，這部分內容的學習可以實現畫龍點睛的效果。例如在電磁學部分的學習時，教師在將靜電、電流、電生磁、磁生電的知識講給學生后，可以對每位科學家的工作經歷、科學精神和人生態度進行一定的講解。教師在教學過程中要引導學生追根溯源，要讓學生立體化地把握知識，以科學家、相關物理知識、研發趣聞、歷史作用為教學主線，讓學生在深入理解科學文化的同時感染科學精神和創新精神，提高學生的學習興趣和學習欲望。
四、以物理實踐教學帶動物理教學
教師要讓學生通過大學物理實驗使學習欲望逐步增強，為學生實現工程師的理想打下堅實的基礎。師生要明確實驗教學和理論教學的關系，理論是實驗的基礎，實驗促進理論的發展。因此開始設置的實驗內容一般為驗證性實驗，是為了充分理解物理概念和規律的，由于這些內容學生已經知道實驗結果，往往不能引起學生的興趣，同時也影響了學生基本實驗技能的提高，到有相當難度的綜合性、設計性實驗開設時，往往由于學生的理論知識或實驗設備的知識的缺乏不能到達預期目的。因此針對工科專業的特點，要求學生從事專業見習，到機電門市、標準件商店，學習了解工程中常用的零部件的名稱、外形功能等，然后到小型設備加工廠見習設備的組裝調試過程。這項工作為學生學習技術、提高能力指明了方向，學生回到課堂、回到實驗室學習物理的動力就會大大增強，因此在實驗教學中從基礎實驗開始就要讓學生從簡單工具、儀器的學習使用開始，結合不同的基礎實驗方法設置實驗內容，使學生掌握放大法、模型法等基本實驗方法，同時培養學生的觀察能力、分析能力、動手能力和數據處理能力。隨著基本實驗能力的增長，為學生提供設計實驗的條件，由學生搜集學習相關的理論知識，組織討論設計方案，觀察總結實驗過程，分析實驗結果，最后形成小論文。因此可以在已經完成的基礎實驗中，通過改進實驗方法或實驗儀器再次設計實驗方案、分析實驗結果并做出總結。這樣的學習過程培養了學生自主學習的能力，培養了學生的創造和溝通協作能力，這是工程技術人才培養的基本思路。
工程技術人才培養是一個長期過程，大學物理的學習是一個起點，要通過大學物理教學充分培養學生的自主意識、創新意識、協作意識，通過認真選擇和專業相關的教學內容、精心設計教學過程，使學生從多種角度體會、體驗到理論和實踐的結合，對理論課的學習更有興趣，對實驗課的學習更有信心，對工程師的理想目標才能更靠近。
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關鍵詞：大學物理；教學方法；應用型人才
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0182-02
大學物理作為高校理工科專業學生必修的一門重要基礎課程，對學生終身能力的培養和創新素質的發展都有比物理知識更為重要的價值和意義。作為長期從事物理教學的高校教師，大學物理這門基礎課程如何在學生知識結構的優化以及能力、素質的培養方面發揮其應有的作用，如何在課程體系、教學內容、教學方法等方面進行改革以適應民辦高校應用型人才培養的需要，這些成為我們必須研究和探討的重要課題。本文以民辦高校物理教學為例，針對民辦高校學生特點和應用型人才的培養目標，研究提高大學物理教學質量的方法和途徑。
一、采取討論式教學，提高學生自主學習和團隊協作能力
在大學物理課堂中教師一般采取講授式教學，經常都是教師一個人在講臺上唱獨角戲，而學生聽著枯燥乏味，沒有主動思考，教學效果不佳。因此，我們為何不調動學生學習的積極性，讓學生走上講臺呢！我院多年來在物理課堂上一直開設討論課，討論課是在教師的精心準備下，由教師提出特定問題，學生以小組形式搜集資料，做好PPT，然后在預定的時間各小組派代表走上講臺發表見解，在課堂上進行激烈的討論，最后在教師的引導下得出正確結論。整個教學過程的主體是學生，教師是學習的引導者。這種方法體現了教學活動的中心不是“教”，而是“學”，實踐表明能有效提高學生自主學習能力、團隊協作能力、思考問題并解決問題能力、表達能力等，深受學生的喜愛。值得注意的是，教師提出的問題必須針對民辦高校應用型人才的培養目標，同時也注意提高學生學習物理的興趣，所以問題要有一定的實際應用基礎和趣味性；另外要針對學生的物理基礎，問題難度要合適，不能過于簡單失去討論價值，或者太復雜打擊學生學習積極性。
二、把生活引入課堂，增加感性認識
民辦高校學生一般理科知識較為薄弱，如果在物理教學過程中采取純知識灌輸模式，過于重視嚴密的理論推導，一方面會讓學生產生難學、甚至厭學的抵制情緒；另一方面由于嚴密的邏輯推導占據大量的課堂時間，使得教師不得不舍棄一些教學內容而沒辦法將一幅完整的物理圖像呈現給學生。物理學的根源的是現象，而現象來源于生活。“生活即教育”也是陶行知先生教育思想的核心。在教學過程中教師應該根據學生認知習慣和方式，避免一些枯燥的數學推導過程，多舉一些日常生活中常見的物理現象，讓學生多一些感性的認識，對物理產生認同感。另外教師還應該充分利用多媒體教學手段，在課堂上播放一些小視頻進行現象展示，提高學習的趣味性。總而言之，在教學過程中教師應該淡化數學推導過程，重視物理在生活中的實際應用，這樣不僅能使物理教學內容變得豐富多彩，還能增加學生的感性認識，培養學生觀察生活的能力，同時有助于學生形成一幅比較完整的物理圖像和知識框架。
三、分階段考核評價，重進步而非結果
目前，各個高校對學生物理成績的考核，一般分為平時成績和期末成績，我院期末成績占比重為70%，以試卷形式呈現。這種考卷的考核方式過于單一，導致一部分同學抱著60分萬歲的心理，平時根本不學習，到考試之前抱一抱佛腳，也照樣能夠通過考試，這有悖于創新應用型人才培養目標。因此我們可以采用分階段考核的方式，增加考核次數，豐富考核內容。總而言之，考核方式要注意階段性和多樣性。我院近兩年也在進行考核制度的改革和探索，選取部分專業進行階段性考核試點，實踐證明分階段考核的專業對學習的投入度更大，學習效果也比較好。當前，高校的學生評價存在的主要問題是過分強調甄別與選拔功能，忽視評價的激勵和促進功能；且評價標準機械、單一，過于強調共性和一般，忽視個性發展和差異性。因此，發展性評價和鼓勵性評價更能增強學生的自信心，調動學生學習的積極性，使學生處于主動、積極的學習狀態。發展性評價是指在學生學習過程中，綜合發揮教育評價的多種功能，運用多種評價手段，通過系統地搜集評價信息和進行分析，診斷學生的學習結果和存在的問題，激勵評價者與被評價者發現問題，對照問題改善自己、完善自己，然后求得發展。一方面教師應該采取發展性評價，能適應人才發展多樣化的要求。另一方面由于民辦高校學生基礎較其他本科院校相對薄弱，教師應該包容、承認學生的這種差異性，不過分關注學生某一次課堂上的表現或者某次考核的成績，而應該縱向比較，關注學生的進步，對學生的進步予以肯定和鼓勵，樹立學生的信心和自我學習意識。
四、科研與教學相結合，提高學生科學思維和創新能力
現在教學與科研已成為大學的兩大職能，教學和科研是相互促進，相輔相成，共同發展的。教師在教學過程中，可以將自己的科研工作和教學相結合，把物理科研的內容、方法和科研成果融入到課堂教學，讓學生更加了解物理學的學科特點，了解物理的前沿發展，包括經濟效益和社會效益，這有利于激發學生的學習興趣；同時也可以讓學生從物理科研中體會到科學研究的方法和魅力，提高學生的科學思維能力，有助于培養學生的創新意識，有利于實現民辦高校應用型人才培養目標。如，筆者在講到光的干涉這一章中的減反膜時，會結合“溶膠凝膠法制備二氧化硅減反膜”這一科研課題，指出將減反膜鍍在太陽能熱水器光接收板上，可以減少光的反射，增大太陽能的利用效率。接著結合教學內容提出問題，這個減反膜的厚度理論上要達到多少，而在實驗上又應該如何控制？實踐證明這些問題跟實際應用聯系緊密，提高了學生的學習熱情。
五、實驗教學和理論教學相結合
整個物理學的發展史是人類不斷深刻了解自然、認識自然的過程。實驗物理和理論物理是物理學的兩大支柱，實驗事實是檢驗物理模型和確立物理規律的終審裁判。物理理論則是對實驗觀測結果的歸納和總結，并在此基礎上去解釋新的實驗結果和預測新的實驗現象。兩者相輔相成，缺一不可。因此在物理教學過程中，教師要將理論和實驗相結合，使學生構建完整的物理知識體系。
1.將演示實驗帶入理論課堂：由于物理學是建立在實驗基礎上的學科，教學呈現方式的合理性與多樣性，對“大學物理”教學尤其顯得重要。在大學物理教學過程中引入演示實驗，可以使抽象的物理概念具體化、形象化，加深學生對物理概念的理解，也可以大大地激發學生的學習興趣。發達國家在物理教學上演示實驗的普及與多媒體教學手段的輔助值得我們學習借鑒，其中德國大學的物理講授無演示不成課，每次課都會安排2～3個演示實驗，物理概念的引入都有實驗的配合，整個大學物理課程演示實驗的配置次數達到120～150之多。我院近年來在這方面也做出了嘗試，建立了演示實驗室，一些小儀器如：弦駐波、陀螺回轉儀、音叉等都帶入了理論課堂，課堂氣氛活躍，學生學習物理的興趣和效果有了明顯的提高。
2.組織實驗競賽，理論教學為實驗服務：在傳統實驗教學中，主要以驗證型實驗為主，形式呆板，步驟單一，在很大程度上抑制了學生的主動性和創造思維的形成。目前，一些高校提出了一些新的實驗模式，例如：探索型實驗、研究型實驗、設計性實驗等。我院也每年組織學生參加物理實驗競賽，由物理教研室提出實驗的主題和基本要求，每三個學生一組通過各種途徑查找資料，大膽設計實驗方案；然后師生共同論證方案的可行性；接著選取實驗器材進行實驗操作，在實驗過程中分析問題并解決問題；最后進行實驗總結，包括實驗原理、器材、步驟、數據分析、實驗過程出現的問題分析、實驗的改進分析等。在此過程中，實驗方案的設計并非憑空捏造，一定是以物理理論知識為基礎提出的，實驗過程中，理論教學時刻為實驗提供依據。由此可以看出，教師在物理教學過程中時刻要注意理論和實驗的緊密結合，切忌純理論或者純實驗式的教學。
六、加強物理模型的教學
在物理學中，大到物理理論的建立，小到求解一個物理習題，都有一個建模的過程。物理模型方法是物理學家研究自然界的最基本、最重要的方法。在物理教學中，學生往往對定律、原理和公式記得較熟，但是卻不會將這些定律公式運用到實際的物理問題上。究其原因，在于學生不會簡化物理問題，不會對問題進行抽象概括和建模。物理學中的概念、原理、定律等都是借助于一定的物理模型抽象和推導出來的。因此，加強物理模型教學，對教學效果和學生的學習能力的提高息息相關。例如牛奶皇冠問題，面對看似復雜的物理現象，我們可以引導學生抽取出最基本的自由落體碰撞模型進行估算。同時供選擇的近似條件。這一開放性的物理模型的解決方案并不唯一，可以把更多的思考留給學生課后完成，是學生在該過程中學會把復雜現象的模型簡單化、簡單模型的條件復雜化，從而學會思考，學會科學研究的方法。
七、小結
教學有法，但無定法。在教學過程中，教師一定要注意所教授的對象特點和需求，選取合適的教學內容，因材施教；同時也要根據大學物理的課程特點和知識特點，采取多樣化教學方法，比如案例導入、問題導入、小組討論、課堂實驗等多種方法，達到最好的教學效果。
參考文獻：
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