大学物理教学内容与专业关联研究

吴方平 杨军 章曦 刘翠翠 苗仁德 马书云

摘  要：针对军校大学物理课程教学的特点和需求，通过搜集与大学物理教学内容相关的军事应用，理清军事应用中涉及的学科和专业，将大学物理课程中与军校学员专业联系紧密的教学内容和相关专业建立关联，在各专业学院教学班进行教学实践。教学实践表明，该举措不仅有利于激發学生的学习兴趣，提高对相关物理知识的理解，同时加深了对自身专业的理解和对其他专业的了解。

关键词：大学物理  教学内容  专业关联

中图分类号：G64    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（c）-0164-02

对高校课程教学内容改革的研究一直是国内外教育界的热点，大学物理课程也不例外，现有的大学物理教学内容改革的相关文献中[1-3]，少有对教学内容与专业关联问题的直接研究，即使是强调工程技术中的物理学原理，也并没有揭示工程技术所属的专业，无法使学生体会物理学与自身专业和其他专业的紧密关联，原本是各学科专业基础的大学物理课程，给学生的感觉却是其与今后专业课程的学习关系不大，这影响了学生的学习兴趣和学习动力，也不利于学生对物理知识本身的理解掌握。

1  大学物理课程教学内容与专业关联的必要性

笔者学校为军校，大学物理课程的教学对象比较特殊，学员的专业与地方高校有较大差别，许多专业在地方高校是没有设置的。作为一名军校教员，在教学过程中，发现教学内容中如果某个知识点与学员专业产生关联，学员的学习兴趣立刻提高，表现出极大的学习热情。课题组基于以上现状，选取军校大学物理课程教学内容与专业建立关联为研究对象，通过搜集素材、查阅文献，将大学物理课程中与军校学员专业联系紧密的教学内容和相关专业建立关联，不仅能激发学员的学习兴趣和学习动力，由被动学习转为主动学习，更有利于学员认识自身专业的相关基础知识和应用价值，同时也能了解军事领域其他专业的相关知识。

2  大学物理教学内容与专业关联的教学实践

2.1 搜集与大学物理教学内容相关的军事应用

该校采用的大学物理教材是由吴王杰主编、高等教育出版社出版的《大学物理学》（分上下两册），该教材已注重军事应用案例的设置，在此基础上，课题组通过网络检索进一步搜集整理与大学物理教学内容紧密关联的军事应用案例。

2.1.1 力学部分的军事应用

（1）质点运动学：侦察兵汇报敌情（位矢、速度）、炮弹轨迹（抛体运动）、飞行器轨迹（一般曲线运动）。

（2）牛顿运动定律：跳伞（收尾速度）、自主引导导弹飞行（非惯性系）。

（3）动量与角动量：炮车发射炮弹（动量守恒）、火箭飞行（动量定理）。

（4）功和能：动能打击（动能）、快中子减速（弹性碰撞）。

（5）刚体的定轴转动：手榴弹的运动（刚体的平动和转动）、直升机尾翼的作用（角动量守恒）。

2.1.2 热学部分的军事应用

（1）气体动理论：气温气压影响射击精度（气体物态方程）、飞行员高空反应（气体物态方程）。

（2）热力学定律：子弹炮弹膛内加速（热力学第一定律和绝热过程）、炮弹发射时为隐蔽炮位在炮口暗黄消焰器（热力学第一定律和绝热过程）。

2.1.3 电磁学部分的军事应用

（1）电学：军事装备的静电防护（静电放电）、信号发射器的隐蔽（静电屏蔽）、紧密电子器件防干扰（静电屏蔽）。

（2）磁学：受控热核反应中高温高压等离子体的约束（磁束）、电磁炮（安培力）、电磁驱动（安培力）、自动控制（霍尔效应）。

（3）电磁感应：探雷和金属检测器（涡流）、电磁防护和电磁屏蔽（电磁感应）。

2.1.4 振动和波部分的军事应用

振动和波部分的军事应用主要包括：防弹衣原理（波的能量）、次声波武器（声波）、冲击波的防护和应用（声爆）、核电磁脉冲武器（电磁波）。

2.1.5 光学部分的军事应用

（1）光的干涉：相控阵雷达（光程差与相位差）、大功率激光武器（光波的强度）、激光探测器（光的干涉）、激光制导（光的干涉）。

（2）光的衍射：望远镜的分辨本领（圆孔衍射）、雷达天线阵列（类似光的衍射中主极大）、相控阵雷达（斜入射时的光栅方程的应用）。

（3）光的偏振：地雷探测、军用车辆的探测、军用帐篷探测、军用防水布。

2.1.6 近代物理部分的军事应用

（1）相对论：原子弹和氢弹技术（质能关系）、GPS的卫星使用相对论进行时间补偿（相对论时空观）。

（2）近代物理：量子隐形传送技术（测不准原理）、量子芯片（量子论）、量子雷达、量子水下通讯、量子反通信试验、量子成像技术。

2.2 厘清军事应用中涉及的学科和专业

在搜集与大学物理教学内容有关的军事应用的基础上，理清军事应用中涉及的学科专业是关键。课题组成员均为物理学专业，能从物理学的角度解释军事应用。通过查询各专业的人才培养方案和相关文献书籍的查找和学习，逐步理清了上述军事应用与军校学科专业之间的对应关系。

该校专业设置大多为工科，应用性强，重视实践，既有与地方高校类似的专业，也有军校特有的专业。对于与地方高校类似的专业，课题组结合地方高校网站对应学科的介绍和课程设置，对比两者差异和共同之处;对于军校特有的专业，主要参照人才培养方案，熟悉各专业的教学要求和目的。针对以上两类学科专业，课题组摸清各专业涉及的领域，将大学物理涉及的军事应用分门别类，供课堂教学实践使用。

2.3 教学实践

在搜集军事应用的素材和理清军事应用和军校专业的关联的基础上，课题组进行了建立大学物理教学内容与军校专业关联的教学实践。

课题组成员所教授期班的学员专业各不相同，分属于不同的学院，在前期工作的基础上，课题组各成员针对教授对象的专业，筛选出适合该专业的重点讲授内容。对于通信专业的学员，对激光通信、量子通信、导航系统等通信领域的应用多加介绍;对于工程专业的学员，对利用涡流效应和光的偏振制造的探雷仪、冲击波的防护和应用等工程技术详细介绍。

在呈现教学内容相关的军事应用时，不仅要解释其中的物理学原理，更要使学员认识到大学物理教学内容与军校专业的紧密关联，使他们体会到物理学科的基础作用。另外对于其他专业涉及的军事应用，也适当地在课堂介绍，使学员在了解自身专业的同时，也能知晓其他专业的相关知识，为后续专业课程的学习和未来工作做好准备。

除了课堂中穿插于教学内容关联的军事应用，还要求学员课后搜索物理学中的军事应用。教学实践显示，学员对大学物理课堂中展示的军事应用较有兴趣。学员表示，通过这些军事应用，不仅提高了学习物理的积极性，对自身专业领域也有了更深入的认识，同时对其他专业也有了初步了解，拓宽了眼界。

3  结语

通过将大学物理教学内容和学生专业进行关联，使学生在大学物理课堂中能初步了解自身专业和其他专业，不仅激发了学生的学习兴趣和学习动力，更有利于学生掌握物理学学科知识，并为后续专业课程的学习做好准备。

参考文献

[1] 李红，杨新建.研究型人才培养模式下大学物理课程教学改革与实践[J].物理与工程，2015（25）：68-72.

[2] 罗礼进，杨建华.大学物理课程新型学生学习评价模式的建构[J].大学教育，2015（5）：104-106.

[3] 王海镔，肖奎，刘海花.应用型本科院校《大学物理》课程教学实践研究[J].高等教育，2015（10）：125.