大學物理機械振動總結模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇大學物理機械振動總結，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

2大學生大學物理課程的學習現狀

在課堂學習效果方面[5]，大學物理課堂里集中精力聽課的學生相對于中學生下降了約34%，課堂上能夠聽懂的學生為43.42%，即大學物理課堂的聽課效果不是很好。在課前預習方面，相對于中學生，大學生的預習狀況更差。在筆者大學物理的教學中，同樣發現許多理工科學生上大學物理課時基本上不預習。在課后整理復習方面，大學生基本上不再整理錯題集，已認識到解答題不是學習物理的目的；遇到問題或者做習題時，大學生更傾向于通過自己查閱資料來解決，也有部分學生的作業存在抄襲現象。此外，在同老師的交流方面，相對于中學生，大學生同老師的交流大大減少了。對于課堂上的遺留問題，很少有學生在課后和任課教師主動聯系解決的。

3對大學物理教學模式改革的建議

3.1教學內容改革方面

針對目前大學物理教學中存在的問題，有人認為應該根據不同專業開設相應的大學物理課程[4]。比如，生物學、化學專業對熱學等理論要求較高，計算機、數學等專業對力學、電磁學要求較高。因而不同專業不能完全依靠統一的一門公共基礎課。針對不同的專業，應設計相應的大學物理基礎課程，即認為對于不同專業，教學內容應該有所取舍。然而，筆者認為大學物理課程的內容是一套系統完整的理論體系，只有通過系統的學習，才能夠培養學生獨立獲取知識的能力、科學觀察和思維的能力、分析問題和解決問題的能力。即使對于不同的專業，也不能隨意刪除講授內容。當然，對于不同專業的大學物理課程，講授內容可以有所側重，在整個課程學時壓縮的情況下，對于本專業要求較高的部分內容，講授的學時可以相對增加。但是一定按照理工科類大學物理課程基本要求，保證教學內容的系統性和完整性。

篇2

微課是指時間在十分鐘左右以內，內容短小且高效集中的講述或解決教學難點或重點的短課程。微課具有內容精、時間短、移動性、便于傳播和成本低等特征，即可以作為課程的一部分，也可以作為輔助教學資源。

大學物理是一門理論性比較強的基礎學科，是理工科學生進入大學后的必修科目。傳統大學物理課堂教學主要依賴教師的板書講解和分析，或者結合多媒體教學模式，但由于物理學理論本身的抽象性和復雜性，使得較大篇幅的講解很難吸引學生長時間的注意力。而隨著互聯網技術和移動終端的快速發展和應用普及化，新的微課教學模式因其便宜且簡短的特性正受到教學理論研究者、教師和學生的廣泛關注和重視。

本文主要針對大學物理教學本身的特點，并將微課視作課堂教學前后的重要支撐和輔助力量，對微課的選題及可行性進行深入而細致的分析。

1 大學物理教學分析

大學物理的主要內容包括了力學、熱學、靜電場、穩恒磁場、電磁場理論和近代物理基礎，所涉及的概念、模型、定律、數學、思想、科學史都相當龐雜，也都無法一一在課堂教學中全部呈現，但它們對初學者理解和把握大學物理的內在規律和科學精神都是不可或缺的。大學物理課堂教學有其使命和條理性，但很少對某個知識點的歷史背景和相關物理學家做出充分的解說；某些知識點的近現展在教材中一般只被略微提及，但并不被初學者所注意；大學物理經常用到的數學技巧如微元法帶有一定的技巧性，而大學物理教材常將之歸于數學，而并不考慮數學思想和方法如何在大學物理中的應用。

2 大學物理微課選題及分析

憑借微課教學，大學物理教學的以上缺憾可以一定程度上得到彌補。

2.1 大學物理中比較富于思想性的知識點

大學物理作為一門基礎理論課，其概念和定理、定律都具有一定的抽象性，對于初學者而言，在理解和應用上都有很大難度，而概念、定律在物理教學中起到基礎性的作用。例如牛頓力學中的絕對時空觀念，既作為牛頓力學的邏輯前提，又為日后狹義相對論的時空觀做鋪墊；又如麥克斯韋提出位移電流概念對電磁對稱性的考慮和分析，也可以在此引申到磁單子假說。

2.2 大學物理中典型題的分析及求解過程

在學學物理中必不可少的一個環節便是習題練習，教師可以在每一章選取幾道典型的例題、習題做細致的分析和講解，以期學生可以以此類推觸類旁通。

2.3 大學物理知識點的系統化梳理

在大學物理中結束每一章的學習時，教師有必要將本章知識整理有脈絡的知識系統，有助于學生形成合理的知識框架。

2.4 大學物理相關知識點的前沿發展

由于教學的課時所限，相關物理知識的大量前沿發展并不能都在課堂教學中展開，但其對培養學生對物理的重視和興趣極其重要。如陀螺在定位導航中的應用、物質的磁性和超導體的磁現象、納米材料的超疏水性等等。

2.5 工業或生活中現象分析與探討

工業以及生活中有大量有趣的物理現象，這些現象對學生領會物理學相關知識和原理很有幫助。如演示二維駐波的克拉尼圖案，如墻上兩個掛鐘的鎖頻現象等等，可以借助這些現象對大學物理中的理想模型及相關方法進行深化和啟發。

2.6 相關物理學家和物理學史的介紹

由于課堂教學內容的局限，并沒有充裕的時間對物理學家生平和物理學相關領域的歷史發展做比較充分的講解，而重要物理學家的人和事本身又對物理學的發展起著關鍵性的作用。物理學史主要側重于對于同一個問題不同物理學家的探索和研究，而對物理學家的介紹則側重于其人生的履歷和大事件，這些故事性的內容可以激發學生對大學物理的感性認知。

2.7 大學物理中相關的數學知識和技巧

大學物理的學習和解題過程中涉及到大量的數學知識和技巧，但是大學物理中的數學又和純粹的數學有所區別，更側重于技巧和應用。如機械振動一章的旋轉矢量法、剛體定軸轉動中進動和章動的方向等等。

3 大學物理微課實踐中應當注意的問題

3.1 微課教學應處于輔助課堂教學的地位

大學物理教學內容的系統性和連貫性，決定了微課視頻選題和互動上的局限性，也決定了并非所有大學物理知識都適合處理為微課模式。微課教學是為了學生更好的回歸課堂，更好的領會和理解物理的認知模式和思想方法。

3.2 微課視頻中的講解應輕松活潑且點到為止

微課中的講解應不同于課堂講解，因為學生進入“微課堂”本身是自由的，并不能被嚴格約束在其中，所以如何使學生感興趣便顯得非常重要。語言上的活潑是為了拉近與學生的距離，而點到為止是為了啟發更進一步的思考。

4 總結

綜上可見，微課可以在大學物理教學中發揮更多的支撐或輔助功效。大學物理微課可以激發學生學學物理的興趣和熱情，也可以加強課堂教學中對教學重點難點的理解。通過適當的微課選題，將大大改善大學物理的教學效果，為理工科學生學習后續課程奠定良好的基礎。

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篇3

關鍵詞:

轉型發展期;大學物理;教學現狀;教學改革

引言

教學模式問題是地方本科院校轉型發展所面臨的一個亟待解決的難題。地方本科院校在課程實施過程中大多屬于保守性教學，一直沿用“以教材為中心、以課堂為中心、以教師為中心”的教學模式，“教師負責講，學生負責聽”的傳統灌輸式教學方法依然沿用。［1］雖然，國家和地方政府教育行政部門在下發的相關文件中多次提出倡導“啟發式、探究式、討論式、參與式”教學;推行“基于問題、基于項目、基于案例”的教學方法和學習方法;加強“產教融合、工學結合、頂崗實習、校企合作”;“改革考試方法，注重學習過程考查和學生能力評價”，但是在實際教學環節中，由于缺乏推進教學改革的“組織激勵”和“個人激勵”機制，傳統教學方式和教學習慣在教師教學過程中依然根深蒂固的存在，未見任何成效。［2］作為理工科各專業學生的通識性公共必修基礎課程，大學物理課程的教學目的在于一方面為學生較系統地打好必要的物理基礎;另一方面使學生初步學會科學的思維方式和分析問題的方法。該課程的學習能夠使學生思路開闊、探索和創新精神得到激發、適應能力得到增強。［3－4］因此，大學物理課程教學將直接影響后續課程的學習及對人才的培養。適逢地方高校轉型發展的關鍵時期，作為先行學科的大學物理課程，教學過程中要不斷優化教學方法、教學手段，解決地方本科院校轉型發展所面臨的教學模式改革難題。

一、大學物理教學中存在的問題

當前大學物理教學存在著短板，亟待解決。我們對全校理工科中5個專業的284名學生進行了問卷調查，被調查的學生均已經過大學物理課程的學習過程，調查目的在于了解我校學生對大學物理課程學習的真實感受，同時，依據我校大學物理課程教學實際狀況，我們對全校正在講授和曾經有過大學物理課程教學經歷的7位教師進行了訪談。當前我校大學物理教學中突出問題表現在:第一，統一模式的教學內容，與學生所學專業銜接不好。作為各專業學生學習的基礎課程，教師在講授大學物理的過程中較多的強調它的系統性和基礎性，不考慮學生所學的專業而采用學大綱和同一授課標準，多年來教學模式從未改變，專業課程之間交叉銜接不良，導致學生對大學物理的學習感到枯燥疲憊，缺乏學習興趣，久而久之，在學生的腦海中就會形成大學物理對專業知識的學習無幫助的錯誤認識。第二，課時不多，內容不少。在修訂培養方案時，各專業不斷增加本專業課程的學時數，致使像大學物理及其實驗課程這類非專業課程的學時數一再被縮減，而教師為完成教學大綱要求的教學任務，只好照本宣科，根本沒有時間對大學物理課程的知識點與實際生活及專業方向之間聯系的拓展，導致學生感覺學習乏味，知識的應用性也得不到體現。第三，課程考核結構單一。成績考核基本上是由平時成績和期末考試組成，平時成績看考勤，期末成績看試卷，不能夠客觀地、真實地反映大學物理教學效果，更甭提調動學生學學物理的積極性了。第四，教學方法單調。大部分教師仍以傳統的板書和PPT授課相結合的講授式教學方法為主，老師扮演了知識傳遞者這個主角，學生自然地就變成了知識的被灌輸者這個配角，這些也會導致學生學習過程中不積極主動、缺乏學習興趣根源。

二、針對大學物理教學改革的探討

(一)以培養應用型人才應用能力為基礎，改革教學內容

在改革大學物理教學內容之初，我們首先對各專業的培養方案進行了認真分析，并與講授各門主干專業課程的老師座談，了解各專業的需求和學科交叉領域，然后，梳理大學物理教材中的知識點，根據不同專業的要求適當的調整教學基本內容，盡量縮減與各專業關聯小的章節的課時，增加與專業知識內容聯系緊密的知識點的課時。教師根據不同專業對知識需求不同，在教學過程中突出重點，充分利用各專業學生對專業知識的渴求，來提升學生對大學物理課程學習的興趣。我校理工科專業對大學物理知識的需求主要集中在:(1)對力學、熱學和機械振動(機械波)知識需求較高的土木工程類專業;(2)對力學、電學和磁學需求較高的機械工程類;(3)對電學、磁學和光學需求較高的電子信息工程類。在確保大學物理教學基本需求的前提下，根據三類專業對大學物理知識需求的側重點不同，我們對不同類專業教學內容進行適度調整，重新修訂大學物理課程教學大綱內容。同時，對不同類專業相同知識點的深度、廣度及教學方法加以區別，特別突出與專業課程關系緊密的知識點的重點講授。另外，結合生產和生活以及科學研究中所涉及的實際的物理現象和問題，有針對性的重新編寫例題和習題，并根據各專業的實際需要調整其教學內容，使所編寫的例題和習題能夠充分體現其在各個領域的實際應用價值，而不是泛泛的針對抽象的物理模型編寫習題和例題，從而增強學生學學物理課程的興趣，進而在培養學生解決實際問題的能力方面起到積極的作用。

(二)以培養應用型人才創新能力為目標，改革教學方法

結合應用型人才能力培養要求，我們逐步推進以學生為中心，以啟發式、合作式、參與式教學為主流的大學物理課程教學方法改革與推廣。我們強調以激發學生學習興趣、培養創新能力為主的大學物理課程教學，在開課的前兩學時，結合實際案例向學生介紹當前科學技術領域的新發現和新成就，對物理學的知識領域、思維方式方法和分析處理問題的方法在現代科技發展中所起的重要作用進行詳細闡釋，來達到提高學生對學學物理重要性認識的目的，在課程講授過程中適當引入課內實踐環節，使學生掌握大學物理與其他專業課程之間的聯系，關注物理知識在生產技術等實踐活動中的應用，從而使學生在比較和綜合中學習，培養運用知識的能力，培養學生的創造性思維和創新能力。教師針對不同專業的授課對象，提煉出與所學專業知識聯系緊密，且有實踐應用價值的題目。例如:講授圓周運動時提及航天技術，講授靜電場中導體時提及靜電屏蔽原理應用，講授安培力時提及磁懸浮技術，講授光的衍射時提及測量技術中的應用等。使學生真正感受到高科技并不是高不可攀，其應用的基本原理就在我們所學習的大學物理課程之中。授課教師把班級成員分成若干課內實踐小組，要求以小組為基本單位，進行與課內實踐題目相關的知識的課外調研，然后，結合在大學物理課程中所學知識及所學相關專業知識完成一份小報告，闡述與這些實踐題目相關專業知識在各領域的具體應用，然后由授課教師組織討論并總結。學生對科技前沿的知識方面的普遍表現是很感興趣，所以，在課內實踐教學環節中會提出很多問題，進行不斷的分析討論，因此，通過引入課外調查研究、課內分析討論的課內實踐教學環節，激發學生對大學物理學習興趣，同時也能夠培養學生調查研究能力、分析總結的能力，也可以提高學生的實踐創新能力，使學生在學習過程中受益。

(三)以培養應用型人才綜合素質為核心，改革課程考核方式

課程考核是課程教學的重要環節之一，也是影響教學質量的重要因素。我校傳統的大學物理成績評定以期末考試成績為主，總評成績側重三七分，平時成績占30%，期末成績占70%(甚至所占比例更高)，這種考核方式弊端在于重結果而輕過程，很難提高學生學學物理的積極性。針對我校課程考核方式所帶來的弊端，我們改革考試方法，注重學習過程考查和學生能力評價。增加課堂考勤、期中考試、隨堂測驗、課后作業、調研小報告(小論文)等學習與考核環節，并將考核成績折合后計入課程考核總分，重點提出大學物理課程成績考核的“五+五”評定結構，即，平時成績和期末成績各占總成績的50%，平時成績中，課堂表現部分占10%、課內(包括理論課及實驗課)實踐部分占30%、課外作業部分占10%，而且課堂中學生學習表現和課外作業情況評定要求均不低于3次，課內實踐情況評定不少于3次，另外，學生平時成績或期末成績中如有一項不及格，那么，該生總成績視為不及格。課內實踐成績評定的適當提高，有利于調動學生主動參與大學物理知識的學習，鞏固學生對大學物理知識點的理解和掌握，提升學生對大學物理知識與自己本專業知識之間聯系的認知，遏制目前存在的學生考前突擊復習應付考試及部分學生考試違紀等現象。改革課程考核內容和形式就是要加強對學生學習過程的管控，以保證學生有足夠的精力、足夠的時間投入到大學物理課程的學習。

結束語

教學模式問題是地方本科院校轉型發展所面臨的一個亟待解決的難題。本文結合培養應用型人才要求，針對應用型本科院校理工科大學物理教學中存在的問題，提出根據不同專業對大學物理教學知識點需求調整教學內容，激發學生學習興趣;根據所學專業知識銜接關系引入課內實踐教學環節，提高學生自主學習的能力;根據“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”結構的考核方式，強化學生對知識的理解等方面教學改革，有效調動學生學習的積極性和主動性，培養學生獨立思維能力和創新能力，提高教學效果。大學物理課程教學改革不是一朝一夕一蹴而就的工作，作為教學改革的探索者，要帶著實施求實的態度，不斷深入教學一線調研分析，掌握各自學校的教學模式和學生實踐情況，制定合理有效的措施，才能解決當前地方本科院校轉型發展所面臨的教學模式改革中的難題。

作者：張繼德 車立新 馬宏源 肖俊平 單位：白城師范學院物理與電子信息學院

參考文獻:

［1］孫澤平．關于應用性本科院校應用型人才改革的思考［J］．中國高教研究，2011(4):55－57．

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作者簡介：李玲（1980-），女，湖北荊州人，長江大學工程技術學院，講師。（湖北 荊州 430020）

基金項目：本文系長江大學工程技術學院教研基金項目（項目編號：JY201112）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0122-02

一、大學物理課程的意義

物理是自然科學的基礎性學科，它的知識體系和思維方法貫穿人們學習自然科學知識的始終，培養人的科學精神，陶冶人的科學思維，教會人應用科學方法解決具體問題。大學物理是工程技術學院（以下簡稱“我院”）相關系部許多專業課的理論基礎，但因有些學生認識不到這門課的重要性，經常在課程中期出現畏難厭學現象。現通過改革課堂教學內容，提高學生對物理的學習興趣，以期提高教學質量。

物理學史上的許多名人軼事及其主要研究成果的研發過程都對今人有積極的指導作用，如光學波粒二象性對立統一的認知發展過程。若能結合教學內容將物理學史中有代表性的知識體系發展融入教學過程，既可激發學習興趣，改變滿堂灌的理論推導，又可有機地將物理知識要點與科學的世界觀及哲學發展理論結合起來，有利于學生知識底蘊的累積和眼界的開闊。

表1 大學物理全模塊教學內容及課時分配

我院經過數年的大學物理模塊化教學改革[1]后，將學科內容分為六個模塊（表1），參考課時分配，本文討論如何在課堂教學中將物理學發明史、名人史等容易激發學生興趣的內容導入，以及導入后其對課題教學可起到的積極作用，課程內容以我院現在使用的大學物理教材[2]為準。

二、大學物理全模塊教學內容

1.力學

力學部分的講授內容比較多，是物理學實踐探索方法與思想體系建立的基礎。質點運動學有兩次課，第一次課緒論開端討論物理學科的研究范圍，介紹從古人對自然的樸素的感性認知，到近代利用微積分等數學工具歸納推導大量天文觀測數據及實驗室數據而獲得的經典物理學基本定理與定律，再到近現代的量子物理和相對論，物理的發展史即人類文明的發展史。這兩次課中要將大學物理用到的微積分、矢量等數學知識進行系統化介紹，而微積分的發明者之一牛頓正是近代物理的標志人物。

牛頓定律部分由于學生熟悉內容，在理論講授部分很容易分散注意力，因此，介紹相關物理學史知識可以有效地激發學生興趣。如被稱為近代物理學之父的伽利略，其著名的比薩斜塔落體實驗、斜面實驗皆入選最美麗的十大物理實驗，[3]其物理思想如慣性、力與運動的關系等，是牛頓定律得以建立的基石。而牛頓在1687年發表的《自然哲學的數學原理》里提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。質點動力學的最后一節非慣性系略有些抽象。以科里奧利命名的旋轉參考系中的慣性力有許多常見實例，很容易激發學生探究興趣，如臺風氣旋、下水方向、河道兩邊的不對稱沖刷，以及著名的列入十大最美物理實驗之一的傅科擺。[3]

剛體力學三次課相對來講較難較抽象，需要用到微積分、空間立體幾何及矢量叉乘知識，質點的角動量守恒可以將開普勒第二定律的反向證明作為計算實例，而歷史上牛頓正是由開普勒第二定律推導定義角動量的概念。在大段相對沉悶的概念講解和定理推導之后，第谷與開普勒師生的歷史故事以及他們對物理學發展的貢獻很容易引起學生的興趣。

2.振動與波

由于簡諧振動的振動方程、平面簡諧波的波動方程等都比較抽象，其對應物理量的計算和轉換多，所以此處學生最易產生厭學情緒。

機械振動兩次課，第一節課可用中國2013年6月太空課堂的單擺實驗導入；第二次課的利薩，及其后的阻尼振動及共振在生活中的應用及歷史中的實例就更多了，例如著名的18世紀拿破侖士兵齊步過橋致橋塌事件。在西方，波動現象的本質首先是由達芬奇發現的。機械波致質點受迫振動也可舉共振的例子，如中國古代戰場上利用共振器判斷敵軍多寡和方位、唐朝寺廟鐘磬聲波共鳴等事例。第二次課中可以用1842年多普勒在散步時的“多普勒效應”導入，目前該效應應用很廣。

3.熱學

熱學部分我院僅勘工和化工類專業需要學習。氣體動理論部分的兩次課中涉及到微積分的計算不太多，學生們對克拉伯龍方程也有一定基礎，總體難度不大。第二次課講自由度及麥氏速率分布率時，由于涉及到統計學，相對比較枯燥且理論公式冗長。可以在前期已觀察到學生狀態及接受水平的基礎上，淡化理論，介紹一下科學家麥克斯韋生平。麥克斯韋被譽為牛頓與愛因斯坦之間最偉大的物理學家，其一生對物理學的卓越貢獻不僅表現在對后世產生巨大影響的電磁學上。他在熱力學方面提出的麥克斯韋速率分布式也是應用最廣泛的科學公式之一，在許多物理分支中起著重要的作用。同時代的科學家玻爾茲曼將麥克斯韋速率分布式應用到保守力場中，提出了玻爾茲曼速率分布律，在熱力學研究中也具有重要地位。玻爾茲曼把物理體系的熵和概率聯系起來，闡明了熱力學第二定律的統計性質并引出了能量均分原理。

熱力學基礎三次課，可聯系科學發展史上對永動機的探索導入。如第一類永動機不可能被創造出來是違背了能量守恒定律，但其探索過程為熱力學第一定律的建立提供了實驗基礎；第二類永動機則違背了熱力學第二定律。此外，熱機的發明是工業革命的標志之一，第二次課的循環過程可借此話題導入。

4.光學

光學是一個古老而充滿活力的學科。[4]從十七世紀中葉牛頓和惠更斯分別提出光的微粒學說和波動學說之后，對于光的本質的討論一直是科學界熱點話題，直到二十世紀愛因斯坦提出光的波粒二象性才告一段落。牛頓對光學的研究可視為近代光學的開端，其棱鏡分解白光實驗入選十大最美物理實驗，[3]而牛頓環實驗至今仍是大學普通物理實驗室經典必選實驗之一。因牛頓的權威，光的微粒學說在科學界占主導地位達一個多世紀。光的干涉第一次課以十九世紀初托馬斯楊的雙縫干涉實驗導入，這一實驗揭開了近代波動光學的序幕，亦是十大最美麗的物理實驗之一。[3]第二次課薄膜干涉可以用牛頓環導入。第三次課中介紹在物理學史上有重要地位的邁克爾遜（1907年獲諾貝爾獎）干涉儀。

在衍射部分，將菲涅爾等實驗證明的著名泊松亮斑在第一次課中作簡單介紹，可以很好激發學生的討論熱情，因泊松亮斑的相關歷史很多學生都有所了解。第二次課的X射線衍射的發現過程亦十分有趣，倫琴（1901年獲諾貝爾獎）夫人戴婚戒的手骨底片是第一張X光照片。

光的偏振總體上是介紹性質的講授，重點是1808年發現的馬呂斯定律和1815年布儒斯特定律，不作重點但比較有趣的雙折射現象則是早在1669年就被人們發現的，其在生活中可作為辨別晶體與非晶體的一種方式。

5.電磁學

經典電磁學理論是大學物理中的必修模塊，雖然理論推導多、微積分計算多，但現在電磁學在生活中的應用無處不在，且名人輩出，將課上得生動有趣并不困難。如靜電學部分的庫侖定律是1785年的庫侖扭秤實驗確立的，電荷的不連續性是由1909年密立根油滴實驗證明，該實驗是十大最美物理實驗之一。[3]第三次課講授的靜電場高斯定理因“數學之王”高斯得名。高斯生平傳聞軼事很多，尤其是其研究生時期，誤將懸留兩千余年未解的尺規作正十七邊形問題作為導師布置的課后作業一夜解決的故事，與學生們發散討論其心理學與教育學意義，對于學生打破心理設限努力鉆研學習很有意義。

穩恒磁場八次課，第一次課可介紹中國古人在磁學方面的發現，司南和指南針的意義；1820年近代磁學標志性的奧斯特實驗等，也是學生們熟悉且有興趣的內容。第二次課的畢奧-薩伐爾定律，可介紹其定律的得出與安培、拉普拉斯等在數學上的幫助密不可分，再次強調大學物理學習中高數知識的重要性。安培是一位在數學、物理、化學領域都有很高造詣的科學家，約第四、五次課中學習的磁場安培環路定理、安培定律都由他發現，被稱為“電學中的牛頓”。

電磁感應部分則由著名科學家法拉第的故事導入。被譽為電磁學領域的平民巨人，著名的自學成才的科學家法拉第，生于英國一個貧苦鐵匠家庭，僅上過小學。1831年，他作出了關于力場的關鍵性突破，永遠改變了人類文明。[4]法拉第是一位無以倫比的實驗物理學家，在電磁學、化學、電解、氣體液化等實驗方面都做出了巨大貢獻。而且法拉第十分幸運地在晚年遇到了既能理解他的物理思想，又長于數學的麥克斯韋，第三、四次課中的感生電場和位移電流假設都是由麥克斯韋提出。麥克斯韋于1873年出版了科學名著《電磁理論》，系統、全面、完美地闡述了電磁場理論，這一理論成為經典物理學的重要支柱之一。1888年，赫茲經反復實驗，終于發現了人們懷疑和期待已久的電磁波，由法拉第開創、麥克斯韋總結的電磁理論，得以完美的證明。

6.相對論與近代物理

這部分內容我院只有全模塊的勘工和建環專業按十六課時教學并考試，其他專業都只作為了解內容，用物理學史的故事串講主要內容即可：

（1）被譽為20世紀最偉大物理學家的愛因斯坦，其狹義相對論的兩個重要結論：時間延緩和長度收縮效應，及物理學史上著名的雙生子佯謬已被實驗證明，而為愛因斯坦贏得1921年諾貝爾獎的是光電效應的研究。

（2）光電效應方程中的普朗克常數對描述光的量子性非常重要，因研究黑體輻射而提出該常數的普朗克（1918年諾貝爾物理學獎）是量子力學的創始人。有趣的是，普朗克本人并不認同量子理論的許多觀點，直到愛因斯坦利用能量子假設完美地解釋了光電效應。

（3）被戲傳一舉拿下諾貝爾獎（1929）的德布羅意也是量子力學創始人之一，以物質波假設理論最初的確是在其博士論文中提出的，因德布羅意是法國公爵兼德國王子，使其曾被傳聞是一位花花公子，事實上德布羅意終身獻身于科學，深居簡出，是個標準的工作狂。

（4）提出氫原子能級假設的天才玻爾是著名的哥本哈根學派創始人，量子力學的奠基人之一。

（5）概率波動力學的創始人薛定諤，提出著名假設“薛定諤的貓”。

三、結束語

本文按長江大學使用的《大學物理》教材[2]中各章節先后順序列出各章可能提及的名人軼事，希望對執教于大學物理的同仁們在課堂教學中有所助益。

參考文獻：

[1]李玲，梅麗雪.獨立學院大學物理模塊化教學探討[J].華章，

2009，（9）.

[2]康垂令， 伍嗣榕，李玲.大學物理[M].武漢：武漢理工大學出版社，2013.

篇5

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0148-02

作為一所應用型人才為培養目標的三本院校，大學物理是學生們的必修基礎課，其研究思想和方法在培養學生的專業基礎和專業能力方面發揮著重要的作用，而三本院校的學生由于其群體特征，普遍覺得大學物理是一門比較難學的課程，學生基礎又差，掌握物理知識較為困難，這就產生了矛盾勢必影響大學物理教學的效果，因此，不斷提高三本院校大學物理教學質量是適應時展，造就應用型人才的需要。

一、影響大學物理教學質量的因素

結合幾年來的教學體會及對整個學校的調查，認為影響大學物理教學質量的因素主要有以下幾個方面。

（一）學生群體自身的弱點

三本院校學生很多家庭經濟條件較好并且又多是獨生子女，這種優越的條件使他們從小養成了衣來伸手飯來張口的習慣，他們學習的內部動機因素的激勵作用很小，對學習不感興趣，學習目的不明確。學習紀律松散，自我約束能力差，在中學他們是在家長和老師的監督下被動的學習，沒有養成很好的自制力。進入大學后面對全新的、寬松的學習環境就更不可能進行艱苦的學習。因此他們上課基本不聽，課后基本不問，作業基本不做，要做基本照抄。也就領會不到大學物理的精髓，所以不能轉化學習方式，對大學物理的知識理解還只停留在中學時代，不能運用高等數學知識來解決物理問題。

（二）教師群體自身的弱點

作為三本院校的教師，由于三本院校自身的特點，大多被引進學校以后，沒有受到系統有效的課程培訓，只能參考網絡資料或者借鑒其他老師的方法。大多都是在簡單的沿用一本二本的傳統教學方法，并沒有考慮到學生的整體情況，所以上課講的內容對于基礎差的三本生來說存在著聽不懂的現在。教師所使用的教材沒有針對性，與之有關聯的課程老師之間缺乏交流。大多三本院校為了降低成本，老師的工作量比較大，大部分時間都在課堂上，沒有時間和精力進行思考設計改善課堂教學質量。

二、提高大學物理教學質量的有效途徑

（一）根據成果為本制定教學目標

在通識教育的大環境下“成果為本”教學已經成為一個國際性的趨勢，學習成果就是學生在完成了學習之后達到的成果，應該包括：知識，能力，素質。這就需要我們實現兩個方面的轉變：一是從“內容為本”到“成果為本”的轉變，我們傳統的教學內容計劃比較看重知識，以成果為本教學的話，根據學習成果為本計劃就要包括知識，能力，素質，除了使學生具有知識之外更重要的是要使學生具有終身學習的能力，就是培養學生的觀念和意識。二是要從教師角度向學生角度轉變，也就是我們在制定教學目標時要與學生形成共識。因為學生的群體特征，普遍基礎差，起點低，所以制定目標時要考慮學生的實際情況不能太高，制定教學目標時還應注意語言的應用，不要用空洞的詞，要多用淺顯具體的詞匯。比如我們在寫教案時，要達到的學習成果，往往都用“理解……，掌握……”這些就是空洞的。因為不同的人對理解的解釋是不同的，教師對學生達到的較高層次的理解的渴望，往往會被學生解釋為較低層次的理解。在講高斯定理時我們就可以把理解掌握高斯定理寫成能夠獨立分析并作出……習題。我們上課雖然都會給學生明確每章的教學目標，但由于學生的特點，他們往往都是左耳進右耳出，很少有記筆記。根據實際情況我們可以把教案改成學案，上課之前發給大家，并要求保存，定期檢查，期末進行總結。以督促學生學習，提高教學和學習質量。

（二）教和學的活動要與評核方式建構性配合

篇6

在第二輪復習中，我們不可能再面面俱到，“眉毛胡子一把抓”，而且時間也不可能允許這樣做。

概括起來高中物理的主干知識有以下方面的內容：

（1）力學部分：物體的平衡；牛頓運動定律與運動定律的綜合應用；動量守恒定律的應用；機械能守恒定律及能的轉化和守恒定律。

（2）電磁學部分:帶電粒子在電、磁場中的運動；有關電路的分析和計算；電磁感應現象及其應用。

光學部分；光的反射和折射及其應用。

在各部分的綜合應用中，主要以下面幾種方式的綜合較多：

（1）牛頓三定律與勻速直線運動的綜合；

（2）動量和能量的綜合；

（3）以帶電粒子在電場、磁場中運動為模型的電學與力學的綜合；

（4）電磁感應現象與閉合電路歐姆定律的綜合，用力學和能量觀點解決導體在勻強磁場中的運動問題；

（5）串、并聯電路規律與實驗的綜合。

對以上的知識一定要特別重視，盡可能做到每個內容都能過關，決不能掉以輕心。

二、針對高考能力的要求，做好以下幾個專項訓練

高考《考試大綱》中明確表示學生應具有五個方面的能力，即：理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題的能力和實驗能力。針對以上能力的要求，要注意加強二個方面的專項訓練。

（1）審題能力：雖是一種閱讀能力，實際上還是理解能力。每次考試總有人埋怨自己因看錯了題而失分，甚至還有一些人對某些題根本看不懂（主要是信息題，因題干太長，無法從中獲取有用信息，有些同學對這類題有一種恐懼感，影響其他題的解答）。這都是審題能力不強的表現，如何才能避免呢？具體來說，在審題過程中一定要注意以下三方面的問題：

①關鍵詞語的理解；

②隱含條件的挖掘；

③排除干擾因素。

（2）表達能力及解題的規范化訓練。每次考試閱卷完后，總是感嘆學生在表述方面存在相當大的差距，往往是語不達意，甚至一道綜合應用題，有時就是聊聊幾句就完事。使得該得分的得不到分，或得不到滿分，實在可惜。提高語言表達能力、規范解題格式是目前廣大同學應解決的重大問題。

三、量力而行，量體裁衣

在后階段的模擬練習中，一般會遇到三種類型：

一是有十足的把握完成的；二是難啃得題，即有時反復看題都看不懂，很難進入物理情景的“生題、難題、怪題”，有時甚至通過老師的講解都不明白的題目；三是中心無底的題，即解答過程中能找到一些頭緒，好像能做的出，但心中又不能完全理解。

對于以上三種類型，分別應以三種不同的對策應付：對于第一種類型：可以采取“做過且過”，主要目的在于復習、鞏固、加深印象。對于第二種類型：只好忍痛割愛，“得過且過”因為這類題型可能已超過你的能力水平范圍，不要使自己鉆入死胡同，浪費大好的時間。對于第三種類型的解決要作為重點對象，做到“堅決不放過”，正如阿杜所唱的“堅持到底”，因為只要你“跳一跳，樹上的那個桃子就能摘得到”，是可望且可及的目標。而且也說明這方面對你來說是薄弱環節，因此要下狠功夫，決不能含糊。

四、 選題要“精”，評講要“細”，做題要注意“精”“細”結合

選題要“精”，主要體現在新穎性、梯度性、適度性、針對性和創新性，在第二輪復習中，可謂是模擬試題滿天飛，如何采用這些資料呢？首先要對手中的資料仔細分析，在此基礎上針對性的選好題，采用拼盤的方式組織起來讓學生練習。

評講要“細”，即重思路、善引導、做示范、細糾正。每次評講時，必須先對各題的得分情況進行具體的分析與總結，然后才能做到有的放矢，同時，要重視個別指導，對問題較大或問題比較明顯的單獨進行點評。

五、精讀課本、不留死角

對物理學中的機械振動、機械波、光學部分，要求是比較低的，也正因為如此，往往復習中花的功夫不是很多。雖在這幾方面難度不是很大，綜合也并不是很多，但絕不能掉以輕心，在復習中要特別注意課本的重要性，課本是知識之源，對這幾部分的內容一定要做到熟讀、精讀課本，看懂、看透，一次不夠，二次，二次不行，再來，絕不能留任何死角。包括課后的閱讀材料、小實驗、小資料等。

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中圖分類號:O42文獻標識碼:A文章編號:1007-3973 (2010) 07-084-02

機械振動在媒質中的傳播過程稱為機械波。聲波是一種機械波。適當頻率和強弱的聲波傳到人的耳朵,人們就感受到了聲音。彈性媒質的存在是聲波傳播的必要條件,人們很早做過一個簡單實驗也清楚地證明了這一點,把電鈴放在玻璃罩中,抽去罩中作為彈性媒質的空氣,結果只能看到電鈴的小錘在振動,卻聽不到由它發出的電鈴聲。

波速是媒質的一種特性。流體只能傳播縱波(表面除外),固體既能傳播縱波,又能傳播橫波。波速隨媒質中波的種類而異。在不均勻媒質中,各部分媒質的波速可以不同,在各向異性媒質中,沿各個方向傳播的速度可以不同。這里我們僅討論各向同性的均勻媒質。主要是討論在空氣中傳播的聲波的速度。

1流體中的平面波方程

為了使問題簡化,我們僅討論流體中平面聲波的波動方程,并假定媒質為理想流體,不存在粘滯性,傳播時沒有能量耗損。沒有聲擾動時,媒質在宏觀上是靜止的,均勻連續。設靜態壓強P0、靜態密度都是常數 0。聲波傳播時,媒質中稠密和稀疏的過程是絕熱的。并且媒質中傳播的是小振幅聲波。

圖1

設想在空間取一體積元,如圖1所示,媒質中靜止壓強為P0,則有聲波傳播時,總壓強P將在P0附近振動,這個交變振動的附加壓強P就稱為聲壓。由于聲壓P隨位置y而異,因此作用在體積元左右側面上的力是不相等的,其合力就導致這個體積元里的質點沿y方向的運動。當有聲波傳過時,體積元左側面處的壓強為P0+P,所以作用在該體積元左側面(S為側面積)上的力為F1(P0+P)S,因為在理想流體媒質中不存在切向力,內壓力總是垂直于所取的表面,所以F1的方向是沿y的正方向。體積元右側面處的壓強為P0+P+dP,其中為位置從x變到x+dx以后聲壓的改變量, F2=(P0+P+dp)S,其方向沿y負方向。考慮到媒質靜態壓強P0不隨y而變。因而作用在該體積元上沿x方向的合力 ,該體積元內媒質的質量為 sdx,它在力F作用下得到沿x方向的加速度,因此由牛頓第二定律有:

即: …………………………(1)

式中 為媒質的靜態密度 0,因為對小振幅聲波,媒質密度 0增量甚小于靜態密度,u表示體積元的振動速度。

設y為體積元左側的位移,則右側面的位移可表為體積元的體積應變為:

流體的體積彈性模量k為 …………(2)

將式(2)的p代入式(1)

并考慮到 ,即得到平面聲波的波動方程:

………………………………………………(3)

聲波的傳播速度應為:…………………………(4)

2空氣中聲速與溫度的關系

如媒質可看成是理想氣體,并把聲波過程看作絕熱過程,則根據絕熱方程恒,得

………(5)

這里因為P=P0+dp,dp就是附加壓強,式中r是定壓比熱與定容比熱的比值,由此得到理想氣體中的聲速為

………………………………………………(6)

在1687年牛頓從等溫過程得到聲速公式 ,但是不久以后由實驗中發現按照牛頓這一理論公式算出的聲速比實際測定值小20%,直到1816年拉普拉斯才對這種情況作出了說明。認為聲波在氣體中的傳播不是按照等溫規律而是按照絕熱的規律進行的。在頻率高的振動中,根本來不及進行熱交換。大批的實驗證實了拉普拉斯公式(6)的正確性,從而人們最后確認了聲振動過程確實是絕熱的。

對于空氣,r=1.402,在標準大氣壓p0=1.01305牛頓/米2,溫度0℃時,密度千克/米3,按式(6)算得: 米/秒。

下面討論空氣中的聲速與溫度的關系,由理想氣體狀態方程:………………………………………………(7)

其中和T為m千克氣體的壓強、體積和絕對溫度,為氣體摩爾量,對空氣=290-3千克/摩爾,R=8.31焦耳/開爾文•摩爾為氣體常數。

將式(7) 代入(6)得:

(t℃)=…………………………(8)1

………………………………………(8)2

表明:空氣中的聲速隨溫度而升高。每升高1℃,聲速增加0.6米/秒,例如,空氣中溫度為20℃時的聲速 米/秒。

除空氣外,其他的氣體由于 及r值都不相同,聲波速度也不同。例如:在1大氣壓,0℃時,氧中的聲速315米/秒,氫中的聲速1263米/秒,二氧化碳中聲速258米/秒。

對于一般流體(包括液體),其壓強和密度之間的關系比較復雜,很難求得類似于恒,這樣的解析表達式。通常可以用式來計算聲速。體積彈性模量k的倒數,叫做壓縮系數,對于水20℃時千克/米3,=45.80-11米2/牛頓,則按式(4)算得 1480米/秒。由于水中壓強和密度間的關系比較復雜,從理論上計算聲速值與溫度的關系比較困難,往往根據實驗測定再總結出經驗公式,通常水溫升高攝氏1℃,聲速約增加4.5米/秒。

3大氣中的聲速與高度的關系

地球表面上的空氣層稱為大氣,估計地球大氣層的總質量為5015千克。由地球大氣過渡到宇宙空間去是逐漸實現的,因此不能指出地球大氣準確的上部界限。大氣全部質量的50%集中在5.5公里的高度以下。在10公里高度以下集中了大氣全部質量的75%左右,而在20公里下則有著全部質量的94%,可見空氣密度隨著高度的增加而很快地減小。

人們把大氣分為三層――對流層、同溫層、電離層。大氣的低層(在中緯度約11公里以下)叫做對流層,云、雨、雪就產生在這里。因為受到地面熱反射的顯著影響。在對流層氣溫隨高度增加而降低。直接銜接在對流層上面的大氣層,叫做同溫層。溫度隨高度變化的程度是很小的(至少在30公里的高度以下是這樣),同溫層的溫度在中緯度上大約為-55℃~ -57℃。大氣的高層叫做電離層,約在30公里以上,這時溫度開始隨高度的升高而升高,到50公里平均溫度+75℃,到80公里為-105℃,85公里開始又上升,在120公里平均溫度+100℃。

大氣的狀態是非常多變的,甚至在同一高度上,緯度、季節,晝夜等都能對大氣狀態發生影響。為了消除這種不便,人們采用了一種假想的大氣,叫做國際標準大氣。提出了不同高度上空氣各參數(溫度、壓強、密度)的平均值。將海平面作為零高度,零高度上的壓強為76厘米水銀柱高,而空氣溫度作為+15℃。

在對流層范圍內,空氣溫度隨高度的上升而下降。因此在對流層中聲速值也隨高度的上升而減小。如果按照國際標準大氣計算,為了計算對流層內某一高度上的聲速,可以利用下面這一近似公式:(米/秒)…………………(9)

式中的高度H用米為單位,按照這個公式,對流層中的聲速每升高250米,即減小1米/秒。

在11公里(11000米)以上的高度,在同溫層溫度開始變為固定,按照國際標準大氣,等于―56.5℃,因此在這些高度上的聲速也應當認為是固定的由式(8)

…………………………………(10)

同溫層的聲速 米/秒

4聲速與媒質質點的振動速度

聲速代表的是聲振動在媒質中的傳播速度,它與媒質質點本身的振動速度是完全不同的兩個概念,人們說話,聲波在空氣中的傳播速度米/秒。那么空氣中質點的振動速度u的最大值等于多少呢?下面我們作些估算。

由式(1),體積元的運動方程:

……………………………………………(11)

它把聲壓p和質點的速度u聯系在一起。

在平面波情況下,質點的位移為:

速度:

………………………………………………… (12)

式中 是速度的最大值,稱為速度振幅。

設聲壓的方程式為: ……………(13)

式中pm表示聲壓的振幅,表示聲壓和位移間的位相差。將式(12)(13)代入式(11),得:

所以:

因此聲壓的方程式為

…………………………(14)

表明:聲壓與振動速度成正比,并具有相同的位相,都按位移超前越大,同一聲壓下質點獲得的速度u就越小;反之,則u越大。 稱為介質的聲阻,以z表示,即:

…………………………………………(15)

由上式可知,質點振動速度的幅值為,對空氣,當溫度為20℃時,密度千克/米3,聲速v=344米/秒。如果設聲壓幅值帕(約相當于人們大聲講話時的聲壓),可求得質點振動速度的幅值為: (米/秒)

可見與u完全是兩回事,也可看出聲波的速度要比質點的振動速度大得多。