大学物理质点运动学总结

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大学物理质点运动学总结范文第1篇

关键词： 圆周运动 加速度 直角坐标系

普通物理是各大学院校理工科学生的必修课，普通物理中都有质点圆周运动等曲线运动的知识。圆周运动对于学生来说并不陌生，但是由于受到知识的制约，高中学生在学习匀速率圆周运动中的加速度时只是直接接受公式，并加以应用，并不知道公式的来源，教材中有一点不太严格的证明，只是作为课外阅读资料列出来的［1］。所以对于刚刚接触质点运动的大学生来说，对圆周运动中的加速度问题可能不会理解得透彻。如果能让学生掌握圆周运动加速度公式的证明，并和中学相比较，则可以使学生加深对相关知识的理解，激发学习兴趣。同时，学好圆周运动也有助于学习质点的一般曲线运动，对整个大学物理的学习都会产生好的影响。本文所述的教学方法对学生加深理解质点圆周运动有一定的促进作用。

1.教材中加速度公式推导方法的分析

大学物理课本中对圆周运动加速度的推导或者在自然坐标中进行，或者在极坐标中进行［2］［3］［4］。课本上自然坐标和极坐标中的推导都是图文并茂，逻辑严密，能够将坐标的特点很好地应用到推导过程中，巩固了学生对自然坐标和极坐标的理解。但是，以师范院校物理系物理学专业一年级的学生为例，他们刚进入大学就接触了力学的学习，在学习质点圆周运动之前已经习惯于在直角坐标系中解决问题。自然坐标对于大一新生来说是一种全新的坐标系，在自然坐标下讨论质点的曲线运动相对他们来说是一种新的方法，假如教师根据课本上的推导方法进行推导，则学生首先接受自然坐标的相关知识，然后在自然坐标下和教师一起讨论质点圆周运动，显得不太适应。极坐标系下讨论质点的运动对新生也是比较陌生的。

质点圆周运动的加速度公式除了在极坐标系和自然坐标中进行推导外，还可以在直角坐标中推导。学生在学习圆周运动知识之前已经接受了位置矢量对时间求二阶导数得到质点加速度的概念，而且不论在矢量知识和微积分的教学中，还是质点位置矢量与加速度关系的教学中，课本都是选择直角坐标系进行描述的，并没有提到自然坐标和极坐标等。学生在中学坐标系的学习中主要也是学习直角坐标，所以学生在圆周运动之前的学习中普遍都接受了直角坐标。所以如果教师把质点圆周运动的加速度公式放在直角坐标系下讨论，学生对教师的推导过程就会变得容易理解。

2.直角坐标系下圆周运动加速度推导的理论根据

2.1匀速率圆周运动

如图1所示为质点圆周运动示意图，圆的半径为R，把圆置于坐标系Oxy中。以圆心为坐标原点，质点位置矢量与x轴的夹角是θ。质点运动过程中位置矢量发生变化时θ跟着变化。

任意时刻质点的坐标是（x，y），质点的运动学方程是

=x+y（1）

其中x和y都是时间的函数。x和y与θ之间的关系是x=Rcosθ，y=Rsinθ，所以有

=Rcosθ+Rsinθ（2）

对上式求导可得

==+=-Rsinθ+Rcosθ（3）

设质点的角速度是ω=，在匀速率圆周运动中是恒量，质点的速度可以写成

==-Rωsinθ+Rωcosθ（4）

速度矢量对时间求一阶导数得到加速度：

===-Rωcosθ-Rωsinθ=-ωRcosθ-ωRsinθ（5）

上式进一步写成

===-ωRcosθ-ωRsinθ=-ω（6）

由此可以清楚地看出，加速度的方向与质点的位置矢量方向相反，即加速度的方向是指向圆心，加速度的大小为

a=|-ω|=ω||=ωR（7）

用线速度和角速度的关系v=ωR或ω=v/R，上式可以写为

a=（8）

（7）和（8）两式就是学生在高中物理中熟悉的匀速率圆周运动向心加速度公式。

2.2变速率圆周运动

在变速率圆周运动下，质点的速度表达式仍然用（3）或（4）式，但是对时间求导时角速度已经不再是恒量，所以加速度为

==（-Rcosθω-Rsinθ）+（-Rsinθω+Rcosθ）

=（-Rcosθω-Rsinθω）+（-Rsinθ+Rcosθ）（9）

上式中前一项就是（6）式，所以写为-ω，其大小和方向与（6）式相同。后一项可以写为

（-sinθ+cosθ）=（-sinθ+cosθ）（10）

其大小为

=（11）

令（10）式和（2）式（即质点的矢量）相点乘

（-sinθ+cosθ）•（Rcosθ+Rsinθ）=R（-sinθ•cosθ-sinθ•sinθ+cosθ•cosθ+cosθ•sinθ）=0

说明这两个矢量相互垂直，即方向在切线方向，该加速度分量是质点圆周运动时的切向加速度，在匀速率圆周运动中该项为零。（6）式就是（9）式的前一部分，所表示的加速度分量为质点的法向加速度。

所以圆周运动的质点法向加速度的大小是ωR=，方向指向圆心；切向加速度的大小是，方向在圆周的切线方向。

3.教学建议

教师在课堂上采用上述推导过程带学生推导时应遵循启发式教学的指导思想，首先复习质点直线运动中速度和加速度的求法，引导学生总结出在不同坐标系里质点加速度的推导都是遵循着共同的原则：列出质点的运动学方程结合示意图对质点运动学方程求一次导数得到质点的速度对速度再一次求导得出质点的加速度。同时教师应向学生讲述，各种坐标系下质点圆周运动的运动学方程应具体情况具体分析，不同的运动学方程对应的求导方法也有差异，但是最后的物理意义是相同的。

引导学生推导质点圆周运动中加速度的过程大致如下：教师首先在黑板上作出图1；引导学生总结出（1）式和（2）式，并写在主板书的位置上；以提问学生和总结的方式在副板书位置上推导（3）―（6）式，并将（6）式写于主板书的位置，着重讲述其物理意义；在副板书位置重写（3）式，交代变速率圆周运动中角速度也是时间的变量，对该式求导时应把角速度考虑进去；用（3）式引导学生推出（9）式并将其前一部分和（6）式做比较；引导学生按照（9）式以后的各式总结出质点切向加速度的大小和方向，并在推导过程中对矢量乘法进行回顾，重点讲述各式的物理意义；在主板书位置上把加速度矢量写成切向加速度矢量加法向加速度矢量的简洁形式；对推导过程进行小结。

除了必要的主板书以外，其余的推导可以采用多媒体播放的方式进行教学。要想使推导过程对学生更有说服力，可以让（4）式和（2）式点乘得到结果为0，说明速度矢量和质点位置矢量相垂直，从而说明质点速度方向为切线方向。

4.结语

在直角坐标系中对圆周运动加速度的推导比较简单，逻辑也比较严密，所占的篇幅也比较小，教学过程需时间不多，有其可取之处。在质点圆周运动加速度推导的教学中，如果在课本所述推导方法的基础上，按本文所述的思想进行补充，至少对学生加深对圆周运动加速度公式的来源的理解是有益的。相关教材如果能把直角坐标系中推导质点圆周运动加速度公式的内容加进去，先让学生学会在直角坐标中对圆周运动加速度公式进行推导，然后学习在自然坐标和极坐标中的推导，至少将直角坐标中加速度的推导作为学生阅读的内容展示给学生，将有助于学生加深对圆周运动加速度公式的理解。

参考文献：

［1］人民教育出版社物理室编著.物理（第二版）［M］.北京：人民教育出版社，2006：88.

［2］刘克哲，张承琚.物理学（上）（第三版）［M］.北京：高等教育出版社，2005：16-20.

［3］漆安慎，杜婵英.力学（第二版）［M］.北京：高等教育出版社，2005：43-47.

［4］周衍柏.理论理学教程（第二版）［M］.北京：高等教育出版社，1986：9-18.

大学物理质点运动学总结范文第2篇

【关键词】分析力学；自由度；约束；教学

0 引言

在大学物理的教学中，“自由度”是一个重要的概念。由于物理学专业课的设置中并没有分析力学，仅在理论力学中做了简单介绍，学生对分析力学的一些概念比较模糊，造成对自由度的理解并不全面， 甚至错误。自由度的准确定义为：“系统广义坐标的独立变分的数目[1]”，或者“质系独立虚位移的数目[2]”。本文将在介绍一些必要的分析力学概念的基础上，讨论力学系统的自由度判定，以期能在大学物理教学中起到帮助作用。

1 完整约束和非完整约束

约束指事先加在系统点的位置和速度上的，几何的或者运动学特性的限制。受到约束的系统称为非自由系统，不受约束的系统称为自由系统。按照约束的特征可将约束分为完整约束和非完整约束，定常约束与非定常约束等。这里我们仅讨论完整约束与非完整约束。

几何约束和可积分的微分约束称为完整约束，不可积分的微分约束为非完整约束。受完整约束的系统称为完整力学系统，受非完整约束的系统称为非完整力学系统。

2 广义坐标和虚位移

广义坐标通常用qj表示，指确定系统位形的独立参量。广义坐标比笛卡尔直角坐标更广泛，因为直角坐标在确定系统的位形时，坐标之间存在约束关系，不是独立的。

虚位移指在给定的时刻为加在点上的约束所允许的所有假想的无限小位移。如果点的矢径记作ri，则虚位移记作δri或者δxiδyiδzi。有时广义坐标的变分δqi也叫做虚位移。

从广义坐标的定义知道广义坐标是相互独立的，但是其变分却不一定独立，与其所受约束有关，这一点最早由Hertz发现，因此约束和力学系统分为了完整和非完整两类。

3 力学系统自由度

3.1 完整系统的自由度

由此可得，对于非完整约束系统，独立广义坐标的个数与独立广义坐标变分的个数不相等。在判定非完整系统自由度的时候只能由其独立变分个数确定。

4 总结

大学物理中自由度是一个经常遇到的概念。本文通过介绍完整约束和非完整约束、广义坐标、虚位移等分析力学基本概念，明晰了约束通过对系统质点位置和速度的限制，从而使系统的自由度变化，并进一步明确了自由度的定义。希望在教学中对于学生对自由度的认识有所帮助。

【参考文献】

大学物理质点运动学总结范文第3篇

关键词：理论力学；移动；转动；框架

作者简介：胡玮军（1967-），女，湖南邵阳人，邵阳学院机械与能源工程系，副教授；周东一（1974-），男，湖南邵阳人，邵阳学院机械与能源工程系，副教授。（湖南 邵阳 422000）

基金项目：本文系湖南省教育厅2009年教学研究与改革立项项目（批准号：湘教通[2009]321号）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0088-02

“理论力学”是高等工科院校学生必修的一门重要的技术基础课，课程理论严谨、体系完整。由于许多概念及部分内容与物理学中的力学有部分重叠，因此往往导致许多学生在学习的开始阶段，对“理论力学”的课程体系和新的力学分析方法没有引起足够重视，觉得许多问题似曾相识，还习惯性停留在以前的方法和思维方式上。他们在学习进行到一定阶段后接触到一些复杂的工程问题时，常因概念混淆而导致出现种种错误，发现以前的路走不通了，感叹“理论力学”课程太难，往往情绪低落，产生畏难思想，导致学习效果不佳，并且对后续许多专业课程的学习产生不利影响。许多教学工作者经过长期的教学实践，对该课程的教学方法和课程体系进行了探讨和改革，并取得了良好的效果。本文尝试性地对课程框架进行了探讨，提炼出课程的两条主线，对理论力学的理论和结构进行了梳理，使得课程重点内容突出，条理清晰，对学生从整体上把握课程框架很有帮助。

一、从力学基本量引出的两条主线

“理论力学”的核心任务是研究力、运动以及两者之间的必然规律。力是物体之间的相互机械作用，是产生运动的根本原因（动力），运动是物体在空间位置及位形的变化情况，是受到力之后的必然结果（运动规律），在原因和结果之间隐藏的则是物体机械运动的必然规律（动力学定理）。力学体系中力和力偶是两个基本力学量，物体所受到的复杂力系作用可以看成是这两个基本量的组合，而物体复杂的运动形式往往可以看成简单的移动和转动的合成，因此可以从复杂的物体运动中提炼出移动和转动两条主线条。平面一般力系可以简化得到一个主矢和一个主矩，主矢起着力的作用效果使物体产生移动效应，主矩起着力偶的作用效果使物体产生转动效应。物体受平面一般力系作用时，将产生平面运动，这种较复杂的运动往往分解为随基点的平移和绕基点的转动。这样就出现了两条主线：一条是主矢作用下使物体产生随基点（通常为质心）的平移运动，另一条是在主矩作用下使物体产生绕基点（通常为质心或定点）的转动，与之相对应的则是两个基本的动力学定理――动量定理和动量矩定理。围绕着这两条主线展开，就可以将“理论力学”课程中的静力学、运动学和动力学主要内容进行梳理，搭建课程框架，突出条理性。

学生在大学物理学中接触的主要研究对象是质点，往往将物理对象抽象成质点模型，许多问题也只是研究物体的移动效果，或是质点的转动，一般很少涉及刚体及刚体系统的转动效应。为了使学生能清楚理解刚体系统的动力学（主要是平面问题）与质点的动力学问题在力学模型的建立及研究方法上的不同，在课程的一开始就在教学中针对两个力学基本量提炼出了与之相对应的移动和转动的两条主线，尽量使学生能更快理解刚体模型及刚体与质点在运动形式上的差别，并且对力偶的概念有一个全面的认识，体会到“理论力学”课程与“物理学”课程对工程中力学问题的不同处理方式，力求从一开始就让学生牢固树立起这一思想，同时贯穿于静力学、运动学以及动力学三个部分的教学过程中。通过多次讲解及不断推进学生形成全面的力学分析思维方式，体会到课程体系的逻辑关系，学生反映这种教学方式效果很不错。

二、移动主线

刚体受到复杂力系作用时，可以将力系进行简化，得到主矢和主矩。主矢由于没有作用点，所以严格意义上讲不能看成一个力，但主矢与力的作用效果相似，只会使刚体产生平移，这时刚体的运动相当于一个质点的运动。在对刚体的运动进行全面分析时，通常将运动形式简化成移动和转动的叠加。对移动部分的运动研究需要了解刚体在整个运动过程中的规律，要能够确定刚体的运动方程，即刚体在空间的位置随时间的变化规律，然后由运动方程可以比较容易地得到刚体运动轨迹、运动速度和加速度。虽然刚体可能做复杂运动，而作用在其上的主矢、运动速度（或加速度）和物体的惯性（质量）三者之间的关系一定符合动力学中的动量定理（或质心运动定理），这就是刚体的移动主线，即刚体在力（主矢）作用下产生移动，而在原因（力）与结果（移动）之间隐藏的就是规律（动量定理），这条主线贯穿在静力学、运动学与动力学三个部分，对课程内容起着连接的作用。这种教学方式使学生了解到主矢、平移运动和动量定理之间的逻辑关系，各概念不再是割裂开来的，而始终是一个完整的知识体系，理解了前因后果，学生对众多的概念和理论也容易掌握了。

当主矢等于零时，从动量定理中得出物体系统的动量守恒，物体处于平衡状态。因此静力学中研究的平衡状态可以看作是一种特殊的运动状态，当然静力学中受力分析和力系简化是整个理论力学的基础，这点在教学中必须对学生强调。

三、转动主线

力系简化中除了主矢外，通常还会得到一个主矩，类似地主矩从严格意义上讲也不是一个力偶，但主矩的作用效果相当于力偶，其作用在刚体上只会使物体产生转动效果。刚体运动中分解出来的转动部分研究，通常也需要分析整个转动运动，往往采用全过程法，其核心部分是刚体的转动方程，当转动方程确定后也可以很容易地确定刚体的运动角速度和角加速度。当刚体转动时，作用在其上的主矩、刚体转动角速度（或角加速度）和惯性（转动惯量）三者之间的关系一定符合动量矩定理（或刚体转动微分方程），这就是转动主线，即刚体在力偶（主矩）作用下产生转动，则在原因（力偶）与结果（转动）之间隐藏的就是规律（动量矩定理）。这条主线也贯穿在静力学、运动学与动力学三个部分中，而这部分内容通常是学生感觉比较难理解的部分，主要是他们以前对力偶及动量矩这两个概念比较陌生，在分析刚体系统的动力学问题中往往会忽略转动的问题，或是遇到稍微复杂的问题就感觉无从下手。而当学生掌握这条主线后，就能全面分析刚体系统的全部运动，对运动的分解也能更加深刻地理解，叠加原理的运用也更得心应手。当主矩等于零时，从动量矩定理中可以得出物体系统的动量矩守恒，或者处于平衡状态。

从上述论述中可以看出，刚体运动分解成移动和转动的叠加，而对移动和转动这两种运动状态的分析，无论从受力、运动过程及动力学定理分析，其分析方法和过程是相似的，因此在教学中可以采用类比的方法，对这两条主线进行对比、总结分析，学生是非常容易接受这种教学方法的。

四、两条主线的分与合

在“理论力学”课程中，移动和转动这两条主线并不是一直平行的，有时会产生交叉。静力学部分研究物体受力分析，对一般力系进行分析时，通常将其简化为一个主矢和主矩，这两个量就是物体产生运动的动力原因，分别使物体产生移动和转动，这是两条主线的第一次分开。刚体的平移和转动将这两种运动结合起来，实际上就是理论力学中重点研究的运动形式――刚体的平面运动。而动力学中的动量定理（或质心运动定理）和动量矩定理是分别对移动和转动这两条主线运动规律的描述，动量定理研究的是主矢与动量之间的关系，动量矩定理研究的是主矩和动量矩之间的关系，而刚体平面运动微分方程则又是这两条主线在动力学部分中的结合。当然动能定理从能量的角度来对机械运动进行分析，包含了物体的移动和转动，也可以看作是两条主线的交叉结合。图1所示的是两条主线的分合情形。

实际上，对“理论力学”课程中移动和转动两条主线的提炼，也有助于加深对力学一般原理――叠加原理的理解。一般力系可以看成是主矢和主矩的合成叠加，平面运动看成是随基点的移动和绕基点的转动这两种运动形式的叠加，而刚体平面运动微分方程也可拆开看成是动量定理和动量矩定理的叠加，这样随着这两条主线的分分合合，课程的主要知识点基本都归纳进来了，由此搭建的课程框架体系就非常明晰，各知识点的逻辑关联也就显得条理分明。

五、结语

本文通过对“理论力学”课程中移动和转动这两条主线的提炼，创新性地构架了课程的结构和体系。从力学基本量开始，对刚体机械运动的形式和产生的原因及结果之间的联系进行了整理提炼。当然，这种提法在理论深度上较浅，概括不够全面，而理论力学课程的系统性和严谨性在教学中应当保持。不过这种提法强调因果关系，采用类比方法，学生易于从整体上把握理论力学主要内容以及之间的关联，在教学实践中证明学生比较容易接受，对学习兴趣和学习成绩的提高还是很有帮助的。

参考文献：

[1]袁健.理论力学的主动教学模式探讨[J].力学与实践，2006，

28（1）：76-77.

[2]刘云庭，王俊英.在理论力学教学中培养大学生创新能力的思考[J].力学与实践，2003，25（3）：67-68.

[3]刘红岩，李冬梅，等.“理论力学”课程内容的逻辑关联分析及教学方法研究[J].中国地质教育，2010，（1）：82-85.

[4]洪嘉振.基础力学系列课程教学改革成果的精品化[J].中国大学教学，2004，（3）：18-20.

大学物理质点运动学总结范文第4篇

关键词　大学物理　学习态度　自主学习　系统学习法

大学物理是理工科院校普遍开设的一门基础课程，其内容所包括基本理论知识、科学思维方式以及研究方法等。学好大学物理不仅为后继专业课学习打下坚实基础，而且对学生参加工作后学习新理论、掌握新技术等方面都具有积极指导意义。因为大学物理在培养学生科学思维方式、方法等方面具有非常重要和独特的作用，是任何一门其他学科都无法替代的。①但不少理工科院校师生反映大学物理难教、难学，教学效果不理想等问题。为探究此症结形成的原因以及解决途径。成都理工大学独立工程学院教师们两次对学生进行问卷调查。

2010年3月，对全院1068名大学一年级学生进行问卷调查，内容包括学好大学物理的重要性、自信心以及怎样学三个方面的情况。结果表明，在学学物理的重要性方面：90.2%的学生认同重要，6.4%的学生觉得一般，只有3.4%的学生认为不重要；在对学好大学物理是否有信心方面：58.6%的学生对学好大学物理充满信心，30.2%的学生表示信心不足，12.2%毫无信心；在怎样学好大学物理方面，20.7%的学生有基本正确的学习方法和具体的学习计划，有41.1%的学生学习方法不当或正处于苦恼的探索中，48.2%的学生没有调整学习方法，依然采用学习中学物理方法和手段正吃力地学习着。

为进一步了解学生学学物理的态度，2010年5月，再次对这1068名学生进行问卷调查，内容包括：学习兴趣、如何看待考试成绩、课余时间支配情况等内容。结果对学习感兴趣的同学占19.5%，感觉一般占56.8%，不感兴趣占23.7%；在对待考试成绩方面：45.8%认为考试重要，41.9%认为不重要，12.3%认为无所谓；在课余时间支配方面：上自习或去图书馆的学生比例为48.8%，上网、娱乐有34.3%，参加各类社会活动11.5%，无所事事有5.4%。这个结果与余禾②的调查结果基本一致，即：当代大学生中，有21.1%的理工科大学生学习态度不明确，过着“随大流，得过且过”的生活。两次调查结果表明：学习态度不明确、学习方法欠佳以及自主学习能力差是影响学生学好大学物理的重要因素。针对这些问题，我校师生在采取以下措施后，学生大学物理成绩有大幅上升，教学质量有了明显提高。

1　引导学生端正学习态度

美国著名的哲学家、大演说家罗曼·文森特·皮尔说过：“态度决定一切”，“态度让一切皆有可能”。针对相当部分大学生学习目的不明确、态度不端正，学习缺少动力的现状。一方面，我们通过板报、标语、主题班会、讲座、有奖知识竞赛等物理史料和历史故事的宣扬，培养和激发学习物理的信心和兴趣。另一方面，从学生自身的实际出发，确立明确的学习目标，制定详细的学习计划，并监督其逐一实现。正如成功学大师拿破仑·希尔所说：“设定明确的目标，是所有成就的出发点”。因此，教师引导学生制定明确的学习目标，逐渐改变学习态度，可以达到提高教学质量的目的。

2　督促养成自主学习、善于学习的良好习惯

教师在教育过程中，应突出学生是学习的主体，充分调动学生的主观能动性，促使其养成自主学习和查找资料的良好习惯，实现“以生为本”的教育原则。目前，大学生自主学习主要有两种形式：

在教师的统一安排下，将学习任务下达，让学生通过学习小组讨论、交流、查资料等方式集体完成。比如，教师可以预见性地将重点、难点，教材中易混淆的概念、定义、方法、原理等归纳起来。安排学生通过到图书馆或上网查阅相关文献，解决学习中面临的各种问题，引导学生自主学习。待问题基本解决后，教师再组织学生相互之间、学生与老师之间，交流学习心得、方法、技巧，以达到强化拓展知识之目的。

基础较好、有一定的自学能力、个人或单位具备上网查询教学资源的学生，则应开展以个别化自主学习为主，辅之以“答疑、解惑”即可。主要是对学生在自主学习过程中遇到的疑难问题进行引导、点拨、解答等。答疑的方式可以通过电话、E-mail、贴吧、网上论坛等个别解决。体现信息化、网络化教育的现代教育方式。

实践表明，自主学习习惯的养成是一个渐进的过程，大部分学生需要在教师监督下完成；70%的大学生经过3～6个月训练后，基本上能养成自主学习的习惯。

3　积极倡导系统学习法

系统学习法，是指把所学内容当成是一个系统看待，力求从大方向出发指导学习。在学习和复习的时候不是按部就班按章节行进，而是先模糊概括，再逐渐在大框架下逐步明晰细节、完善结构、针对缺陷和不足专攻的学习方法。系统学习法有四种层次：③

（1）树状结构。站在本门学科的高度，从大到小，由表及里依次理顺关系，掌握本门知识的大致轮廓。比如，学学物理时，通过目录可以了解到，本书主要包括力学、电学、热学等内容；力学又包括质点运动学、牛顿定律等。心中有了这种轮廓，可以尽快找出脉络，明确学习目标，归纳总结重点，有所取舍地学习。

（2）网状联系。所学物理知识之间都是相互联系的，相互作用的。不仅要找出各部分间的直接联系，还要善于发掘各部分之间第二层、第三层间接联系，构建各部分知识之间的网络结构。这种层层深入、不断向前推进的学习方式。可以清晰地、牢固地掌握物理知识。

（3）由点及面。由于各部分之间存在联系，由每一个部分都可能拉起树状结构，每一个部分都可以是中心，都可以是基础，都可以充分展开，让其他部分为其服务。

（4）知识整体性原则。各学科之间存在内在的联系，是不可分割的整体。教育中把它们区分只是为了更清楚地看到它们，了解它们，不被复杂的联系蒙住眼睛、理不出头绪。如果破坏了知识的整体性，所学的知识就会变得支离破碎、各不相连，变得难以记忆、理解和巩固，更谈不上知识的灵活运用。

4　准确把握教材特点，突破思维定势

大学物理质点运动学总结范文第5篇

针对物理学多媒体教学和传统教学存在的优势与不足，结合高校教师的教学实践，对传统教学与多媒体教学优势互补问题进行了初步讨论，力求将传统教学与多媒体教学有机地结合起来，实现这两者的优势互补，取得更好的教学效果。

【关键词】

传统教学；多媒体教学；优势互补；物理学

近年来，随着高新技术的迅速发展，多媒体教学给传统的教学带来巨大的冲击。大学物理学是机电、土木、信息等专业必开设的一门公共基础课[1]。由于物理学的基础性、抽象性和逻辑性，使很多理工类大学生对它望而却步[2]，提不起学好这门课的兴趣，深深地影响了物理学的教学质量和学生后续专业课程的学习。使用多媒体教学能弥补传统教学的单一、时空限制等不足[3]。但任何事情都具有两面性，有优点也有缺点，作为高校教师，我们不能从一个极端走向另一个极端[4]。如何培养学生学习的兴趣爱好，提高自身的学习能力和效率，增强物理学文化素养，是每个从事高等物理学教师现在所面临的急待需要解决的问题。如果把多媒体教学与传统的“黑板+粉笔”这两者有机结合起来，实现其优势互补，是很值得我们去探讨的一个课题。

一、物理学教学的特点

物理学是一门逻辑思维性很强的学科，物理学教学无法靠简单的人类语言来完整地表达及传递信息，需要教师在黑板上完成“大量的写”、“大量的计算、画图”等[5]。物理学知识总是环环相扣的，例如：已知运动学方程，求质点的速度、加速度矢量式、速率表达式，变力的功、电势的计算，从定义、定理理解再到灵活运用等等都要用一系列的定理定律公式符号表达出来，教师在课堂上不仅要读出来、讲出其意义、应用，还必须在黑板上一步接一步、一环扣一环的推导、演算、分析出来，才能利于学生理解、接受新知识。再比如：讲解变力的功时，总是习惯从中学物理对功的定义入手，再到质点沿曲线轨道运动，作用的力是变力问题，需要画曲线图分割便于再转化为直线上恒力做功问题。物理学中的许多概念理解、公式推导、例题分析几乎都离不开图形分析，用图形表达思想是物理学教学的特色，因而课堂上要“画的多”、“写得多”，但学生有时还认为这门课枯燥乏味、抽象难懂。

二、多媒体教学的价值和不足分析

1.多媒体教学的价值优势

教师通过计算机图形显示、文字说明、动画模拟、符号控制等形成了一个全新的图文并茂、声像结合的直观、生动形象的教学环境，实现人机交互式的教学过程[6]。多媒体的投影演示能为教师的板书、画图节省大量的时间，形成一种“教学单位时间相对延长”的效应，在一定程度上能缓解教学内容多而授课时间少的矛盾。（1）提高教师的教学效率，节约教学时间当鼠标一点就展现出来授课的图形或定理定律公式，节省了教师用粉笔在黑板上花好长的时间去作图、写公式，也能更好地向同学们呈现规范工整、清晰的“板书”，多媒体的投影演示能为教师的板书、画图节省大量的时间，形成一种“教学单位时间相对延长”的效应。课堂信息量明显增加等等，教学效率从而有明显提高。（2）增强教师的教学效果和培养学生的学习兴趣实验心理学家赤瑞特拉用实验证明了：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，3.5%来自嗅觉，1%来自味觉[7]。多媒体教学通过图文并茂、声像结合直观生动地展现在学生面前，刺激了学生多种感官意识，克服了传统教学带来的抽象枯燥的理解困难弊端。更有效地提高了学生的课堂学习积极性、吸收率、理解率，增强了教师的教学效果。（3）突破了教师的“教”与学生的“学”的时空限制教师制作CAI课件时增删都很容易，携带方便，保存持久，不会受到时空的限制[8]。教师间、师生间的交流共享可以利用一张光盘、一个U盘、E-mail、QQ、微信等来获得。对学生来说，再现听课过程中的难点疑点及考前复习的问题。对教师来说，是与同行相互借鉴学习的好办法。（4）减少粉尘污染，有利于保护师生的身体健康运用多媒体教学后，大部分的电子课件、板书和“小蜜蜂”扩音器取代了粉笔板书，减少了粉尘污染，给师生创造一个洁净、舒适的教学环境。

2.多媒体教学存在的不足

运用多媒体技术进行物理学课堂教学具有很多的优势，但是多媒体只能作为课堂教学的一种辅助手段。它是一把“双刃剑”，具有价值的同时也存在了问题和弊端，需要我们去探讨、研究和解决。（1）多媒体教学信息量大，学生吸收消化困难一些青年教师还没完全吃透教学内容、把握不好教学规律的情况下，耗费大量时间在多媒体课件的制作和教学内容的摄取上，这就本末倒置了；还有一些教师直接拷贝他人的课件、电子教案，自己不去研究，还习惯坐着上课，照着PPT宣读，课堂教学演变为枯燥乏味的“报告式教学”。学生感觉这样的多媒体教学信息量太大，进度偏快，课堂上师生之间的交流减少；学生还来不及理解、课件就一闪而过；也直接导致了学生的思维和表达的惰性形成，限制了学生的主观能动性。（2）教师和学生互动受到限制，授课环境不尽人意多媒体教学课件、电子教案都是课前准备好的，相对程序化，难以临时去调整教案内容。再说多媒体教室一般都是封闭的，需要窗帘拉严实，在光线较暗的条件下，投射到屏幕上文字、图像才能被看清。加上幻灯片的不断切换等因素，会影响师生的视力下降。如果在物理学课堂上只纯粹地依赖教师点点鼠标、使用翻页笔讲课，大屏幕就会成为上课的“主角”。课堂上缺少教师与学生的交流互动，教学气氛会很沉闷，学生听课效果也不会很好。

三、传统教学的优势和缺点分析

1.传统教学的优势

多媒体教学虽然优势于其它的一些教学手段，但不能做到完全摒弃于“黑板+粉笔+教案”的传统教学。纵观教育发展的基础，传统教学很注重培养师生之间的交流互动，教师起着重要的主导作用，也是高校物理学教学的基础。（1）引导督促教师博览群书、备课充分传统教学中，教师受制于物质技术条件的限制，不能及时、便捷地从网络上获得所需的各类知识和学科前沿信息，但对学科的基本概念、定理定律上掌握地比较到位。教师在备课过程中广泛涉猎各种文字资料，长期思考总结教学心得，研究课程，积累经验。很多教师能精确到某个定理定律在哪一页哪一行。（2）注重教师语言表达能力的培养及板书的美观性传统教学过程中，老师都习惯站着上课，写文字画图满满的擦了一黑板又一黑板，练就出很过硬的“基本功”。教师不但要注重自身语言能力的表述清晰、流利。而且要注重通过手势、表情、目光等无声的体态语言来丰富有声语言；不但注重授课过程中的重、难点突出，而且注重板书合理、大方；不但注重教学目的是否明确和教学进度情况，而且注重学生的整体听课效果；不但注重课堂教学效果，而且注重课后辅导答疑情况。（3）加强师生之间的双向互动的教学活动传统教学相对于多媒体教学更倾向于面对面的交流，教师可以较好地了解学生的学习动态，了解学生对学习相关章节的重、难点的把握理解情况，适当地调整教学进度，根据不同专业需求增删教学内容，改变教学方法调动起学生的学习兴趣性。传统教学的教风也影响着学生的学风，教师具有良好的师德和真才实学，会在课堂上潜移默化地影响学生，学生一般都按照教师的要求认真预习、复习巩固知识点，认真做作业，钻研探究新的知识点。这更助于教师的“教”与学生的“学”的互动交流。

2.传统教学存在的问题

虽然传统教学存在着一定的优势，但是也存在着一些不足之处：（1）教师的劳动强度较大，加重职业病的发病率比如，教师备课过程中查阅相关资料有难度，耗时耗力，这对于教师提高自身的教学水平和科研能力方面是大大不利的；再比如：公式、定理定律、作图、例题等教学方面的板书会占用较多的课堂时间，课程进度、内容容量和教学质量就会受到影响，而且擦下来的粉尘四处纷扬也损害师生的身体健康，从而加重教师的职业病的发病率如咽炎、喉炎等。（2）教学内容陈旧、更新速度较慢，授课方式单一相关资料的匮乏和不能及时了解学科的前沿，导致一部分教师的教学内容陈旧。另外，教师在授课过程中主要以“讲授+板书”为主，主宰课堂教学，授课方式单调、死板、枯燥，缺少生机、直观地教学方式，时间长了，学生容易产生“审美疲惫”和“厌学”情绪，就是教师也觉得教得“吃力”，不利于学生创新能力和自主能动性的培养，教学效果难以被提高。

四、多媒体教学与传统教学的有机结合、优势互补

教学本身是一门艺术，教学方法的改进、创新会对学生创造思维能力的培养起到一种正能量的作用。在传统教学中融合多媒体教学，二者相辅相成，优势互补，即发挥各自的优势去弥补另一方的不足。将打破以往“以教师为中心的满堂灌”，实现师生互动，更好地提高教学效果。

1.树立教学中以教师为主导、学生为主体的理念

多媒体教学是由教师主导的，打破了传统教学“以教师为中心——满堂灌”的模式。更好地处理教师的“教”和学生的“学”之间的关系。对教师的教学内容、教学过程和教学方法及手段全面优化、优势互补，将传统教学的精华融入到现代多媒体教学中，实现教师的主导、学生的主体作用，正确处理好“人人”、“人机”的关系，从而扩大二者教学的优势，缩小其给教学带来的负面性影响。

2.避免过分依赖多媒体教学

多媒体教学只是辅助教学的一种手段，增强教学效果的工具。作为一名高校教师，不仅要吃透教材，还要钻研制作电子教案；授课过程中能做到心中有数，重难点突出。充分了解哪些内容适合于多媒体教学，哪些内容适合于“粉笔+黑板”传统教学方式。不赞同教师在多媒体教室授课全程都是“坐着不动”的，应适当地站立或走到学生中去与学生互动。例如：讲解点电荷的电场强度具有球对称性问题时，要通过多媒体技术向大家展现场源电荷为正或负时所形成的场强中，每一点电场强度的方向是沿着该点径矢还是指向该点径矢方向。生动形象、一步步地显示出来，再总结点电荷的场强方向，有利于学生理解；在计算电偶极子中垂线上任意一点的电场强度时，利用多媒体作图可直观显示正负电荷在某点电场强度矢量的叠加，有助于分析水平方向和竖直方向的矢量关系，便于求解某点的电场强度（包括电场强度的大小和方向），学生易于理解和掌握。

3.重在实效，据授课内容来灵活选择教学手段

“尺有所短，寸有所长”，“粉笔+黑板”的教学不能完全被多媒体教学所替代，例如：讲解物理学公式的推导、解题方法技巧时，多媒体教学显得相当呆板、机械化，无法表现出教师自己的讲解思路。如果教师此时用粉笔在黑板上边写边讲解思路、方法，学生会很容易理解和掌握。物理定理公式的证明适合先用传统的教学方法分析、证明，然后再使用多媒体向学生分层呈现完整的证明步骤。对避免教师成为多媒体课件的“播音员和解说员”有很大的帮助，同时也避免学生连续长时间看屏幕，被光刺激易产生“视觉疲劳”。因此，把现代多媒体教学与传统教学相结合，优势互补，避二者教学之短，扬它们教学之长。再如：讲解毕奥—萨伐尔定律时，一部分学生认为这个公式太复杂，不好判断磁感强度B的方向。我们临时调整教学内容和教学方法，用多媒体课件讲授毕奥—萨伐尔定律的内容、数学表述式。接着在黑板上写出各电流元在点所产生的磁感强度dB的矢量和。用右手弯曲，四指从Idl方向沿小于角转向r时，伸直的大拇指所指的方向即为dB的方向，最后，根据磁感强度叠加原理求出B的方向。充分调动起学生学习的积极性是提高学习效率的科学良方。

五、结束语

教学本身不仅是一门艺术，也是一项创造性的劳动，教学方法的创新、教学手段的运用对学生创造力的培养起到潜移默化的作用。文中探析了大学物理学教学的特点，并分析了多媒体教学和传统教学的优势与不足，提出将多媒体教学与传统教学的有机结合、优势互补，发挥了这两种教学方式优势，克服其不足。针对不同专业不同层次的学生开展不同的教学方法，合理利用各种教学手段，更大地发挥二者的优势互补作用，取得更好地教学效果。

作者：梁金荣 王善勤 单位：滁州职业技术学院基础部

参考文献

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