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日常現象分析在《大學物理》課程教學中的作用
日常現象分析在《大學物理》課程教學中的作用作者簡介：張愛龍（1975-），男，湖南桃源人，講師，博士，主要從事非晶態金屬與合金研究。
張愛龍
（湖南文理學院 物理與電子科學學院，湖南 常德 415000）
摘要：通過三個簡單實例說明日常現象的分析在《大學物理》課程的教學過程中具有獨特的重要作用。其作用有：（1）提高學生學習熱情；（2）培養學生的科學素質。在《大學物理》課程的教學過程中運用物理知識對日常生活中的常見現象進行分析并得出科學客觀的結論可以訓練學生的思維方式，使學生養成主動積極學習的習慣，并在日常生活中能辨別真偽。
關鍵詞：大學物理；課程教學；思維訓練
中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1674-5884（2013）04-0120-02
《大學物理》作為高校理工科非物理專業本科生的一門公共課程，長久以來對其專業課程的學習提供了必不可少的物理基礎知識和解決問題的物理思辨方法，發揮了重要的積極作用。但與此同時，從教學實踐中我們也發現一些問題，如對于非物理專業本科生特別是地方本科院校非物理專業本科生來說，《大學物理》不是專業核心課程，同時課程較抽象，難度較高，導致學習積極性不高。
《大學物理》作為一門基礎課程，其教學目的可分為基本目的—傳授知識，和更高目的—訓練思維方式。知識的傳授可以通過講解基本知識點再加以習題訓練就可以完成。思維方式的訓練并沒有一定的操作程序，但正如古人所說“授人以魚，不如授人以漁”。思維方式的訓練有著不可替代的作用。
思維方式的訓練是運用物理知識，甚至其它學科知識來解決具體問題。通過這樣的過程，達到使學生發展獨立思考和獨立判斷的能力。這種能力的培養，愛因斯坦認為應該放在課程教學與學習的首位，而不是把獲得專業知識作為最重要的目標。在這樣的過程中如何把學生的創造力和探索大自然奧秘的熱情引導出來，培養創新人才，是《大學物理》課程教學的重要目標［1］。在過程中還要考慮到對象是非物理專業學生，解決的問題應該是課本以外的生活實際中的問題，以趣味性和簡單性為原則。以下采用幾個簡單的實例說明思維方式的訓練過程。
一利用物理學基本原理分析日常生活中的現象實例
實例一 從勻速運動的車內觀察雨滴的運動軌跡
首先通過提問，讓學生對雨滴的軌跡進行回答。當然有一些是猜測的錯誤說法，但有細心觀察過的學生會給出如圖1所示的答案，即在無風或者微風的情況下，雨滴運動軌跡為朝車運動反方向的傾斜直線。接下來讓學生對該現象進行分析。
在適當的引導下，大家逐漸意識到這是一個在車這一動參考系中觀察物體運動的相對運動問題。運用相對運動的知識可以知道，從車上看到的雨滴的運動是相對于動參考系—車的相對運動，其速度為相對速度，等于雨滴的絕對速度減去牽連速度（車的速度），即
V相對=V絕對-V牽連
在一般情況，即無風或者微風情況下，雨滴絕對速度可以近似認為是豎直朝下，而且由于風的阻力影響，在比較短時間內其大小可以認為是不變的。根據速度矢量的合成法則，在車內看見車窗上的雨滴軌跡近似為一條直線。
實例二 車經過時彎道上灰塵的走向
首先讓學生回憶道路上，特別是灰塵較多的道路上有車經過時灰塵的運動情況。在風不是很大的情況下，彎道上的灰塵總是如圖2所示沿著彎道凸出側邊飄散。接下來分析產生該現象的原因。通過討論分析，大家認為解釋如下：灰塵粒子作為物體在空中飛行時水平方向上受到短時間的空氣流動產生的作用力之后，不再受到其它力的作用。具有的初始速度沿車前進的方向。由于水平方向不再受力，灰塵粒子保持沿車前進方向的水平速度（牛頓第一定律）。所以，在彎道上灰塵沿彎道切線方向，即凸出側邊運動。
實例三汽車運動速度的來源
提出這樣一個問題：沒有任何外力推動，汽車靠什么運動？
接下來和學生一起分析汽車的運動。如果是在光滑的路面上，比如冰面上，根據常識可以知道，汽車會一直打滑而沒有辦法運動。這就說明它的運動離不開摩擦，而摩擦力必然是兩個物體之間同時存在的相互作用力（牛頓第三定律）。把汽車和地球當成一個系統進行分析的話，它們相互間的摩擦力為內力，除此之外，沒有其它外力的作用。汽車速度從零增加到一定值意味著動能的增加，這一能量的增加必然伴隨著做功或能量的轉化。這就證明它們之間的內力（摩擦力）做了功，所做功轉化為汽車動能的增加。而摩擦力做功不會憑空產生，它來源于燃油的燃燒。在燃燒過程中，燃油的化學能轉化為汽車動能的增加量（能量轉化與守恒定律）。
二結語
從以上三個簡單的例子可以看出，生活中的簡單現象可以通過大學物理的基本知識進行分析。這樣的思維訓練可以起到以下一些積極作用。
1.調動學習熱情
這樣的分析過程是以學生的積極參與為前提的，能極大調動學生的學習熱情，使他們體會到物理基本定律的重要作用。而在常規課堂教學中，是講授一些物理基本定律，基本知識，然后通過例題加以鞏固的模式。在該過程中，通常是按照固定程序按部就班完成，所講知識也比較枯燥，久而久之就會缺乏新鮮感，導致學生學習熱情的喪失。
自然界一直是人類渴望了解的對象，甚至科學研究的原動力也來自于了解和利用神奇大自然的渴望。物理知識雖然也是對大自然運動演化的科學總結，但已經是比活生生的日常現象更高層次的意識形態，在某種程度上脫離了生活，所以不夠生動。而對于鮮活的日常實例，人類有一種想知道為什么的渴望。以這樣的實例為對象，自然比較容易引起大家的興趣，利用物理知識就可以得到答案更加使他們產生成就感，在以后的專業學習和工作中更容易形成一種積極獲取知識，主動思考解決問題的習慣，這也是講授大學物理這門課程所應該追求的目標。
2.培養科學素質
在日常生活中，有很多傳言，這些傳言中有對有錯。而由于缺乏相關知識或者具有相關知識但缺乏理性分析，使得其中的謠言得以滿天飛。利用我們積極獲取的知識，就可以經過一定的理性分析對這些傳言進行辨別，避免以訛傳訛誤導更多人。這也是在工科甚至文科學生中開設基礎理科課程的目的之一［2］。
參考文獻：
［1］ 范建中，焦小利。對高師院校大學物理課程教學改革的探討［J］。太原師范學院學報（社會科學版），2008（3）。
［2］ 于磊，林敬與。人文類專業大學物理課的教學探索［J］。物理與工程，2003（6）。
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