动量守恒定律教案

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动量守恒定律教案范文第1篇

关键词 军事特色；大学物理；内容体系

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）22-0078-03

Study on Content System of College Physics with Military Charac-

teristics//ZHANG Lingzhen， FENG Mengli， LIU Jin， LIU Xiequan

Abstract The significance of study on the content system of college physics with military characteristics is expounded. A scientific con-

tent system of the course is constructed.We have studied and prac-ticed in optimizing physics series courses and enhancing college phy-

sics teaching design.

Key words military characteristics； college physics； content system

1 前言

为了贯彻同志提出的“能打仗，打胜仗”的强军目标，培养高素质的新型强军人才，军队院校正在深化开展实战化军事基础教育的教学改革。大学物理课程是军队院校整个课程体系中的一门重要基础课程，该课程的建设必须顺应新军革和院校教育转型的需要，在基础教学中实现“精技术、会管理、能指挥”（《关于进一步深化教学改革的意见》，军械工程学院，2014）的固强补弱。为此，在突出军事特色、加强军事应用、深化大学物理教学改革方面进行研究探讨，以适应新形势的需要，提高教学质量，增强教学效果。

2 军事特色大学物理教学内容体系研究的意义

物理学发展进程中的每一个理论和技术上的新发现、新突破，不但推动人类文明和科学技术的进步，而且快速广泛地应用于军事领域后促进了军事技术提升，现代战场上的侦察、探测、指挥、跟踪、制导、隐身、防御等先进技术和武器装备都离不开物理学原理[1]。高新军事技术的应用，促使各国争相研究新式武器和装备，战争的模式、作战的样式也悄然发生变化。

学历教育军队院校过去一直以培养专业技术军官为主，形成一套适应专业人才培养的物理教学体系。课程体系注重系统性、理论性和科学性，逻辑推理严密，教学更注重传授知识，培养科学素质。但是随着贯彻落实新时期军事战略方针形势的发展，学历教育院校转型，由以培养专业技术军官为主转变为培养初级指挥军官为主，以往的教学理念和教学模式已不能适应当前人才培养的需要。未来战争样式是信息化条件下的联合作战，要求士兵在信息化战场上掌握更复杂的军事技能，能够熟练有效地运用各种新型武器装备。

物理学是与军事技术有着密切联系的一门重要基础课程，因此，在大学物理教学中把物理学知识与军事技术相结合，充分体现物理学理论在军事技术中的应用，既解决物理教学与军事脱节的问题，又增强教学内容的实践性，提高学员学习物理学的兴趣，为培养新型高素质人才奠定坚实基础。

3 军事特色大学物理教学内容体系研究的主要内容

构建军事特色大学物理教学内容体系的指导思想 构建军事特色大学物理教学内容体系要充分体现学院的人才培养目标要求，以相关教学思想和理论为依据，在强调教学内容完整性和科学性的基础上，优化课程设置，动态更新教学内容，及时融入物理学发展前沿，加强物理理论与军事技术应用相结合，突出军事特色，形成以厚实的基础知识为根基的复合型人才知识能力素质结构，为学员进一步学习新理论、新技术和增强军事素质奠定必要的基础。

笔者认为，目前军械工程学院的大学物理教学内容要区别于工科物理的内容，当然也不是现行工科物理内容的简单增删，而应该具有职业教育院校和军事教育院校的风格和特色：适当降低物理知识的难度，合理扩展物理知识的广度；适当减少技能技巧训练，有效加强物理思想方法教育；适当增加军事技术应用内容，切实突出军事素质培养。

科学构建军事特色大学物理教学内容体系

1）优化系列课程设置，突出军事特色。根据多年的教学改革实践，按照学院人才培养方案要求，目前军械工程学院的大学物理系列课程设置如表1所示。

大学物理是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式及其相互转化规律的一门自然科学课程，是其他自然科学、军事科学和工程技术的基础。大学物理具有非常重要的地位和作用，而且该课程与军事专业课程联系非常紧密，在培养军事人才的知识结构和素质能力方面发挥着不可替代的作用（《大学物理课程标准》，军械工程学院，2014）。因此，进一步深化和完善大学物理教学改革，强化其核心基础课作用，是每一位物理教员的使命。大学物理实验课在军械工程学院单独设课，该课程对培养学员的操作技能和创新意识具有重要意义。

科技创新方法论课程坚持把创新教育思想穿于教学全过程，以自然科学、工程技术和军事装备中的典型案例为背景，系统讲述科技创新的基本方法和理论，结合创新实践活动，培养学员初步的科学思维能力和科技创新能力（《科技创新方法论课程标准》，军械工程学院，2014）。现代工程技术的物理基础课程主要介绍激光技术、精确制导技术、隐身技术、核武器、新概念武器等现代军事技术和工程技术的物理基础，为学员在物理学和现代军事技术及工程技术之间架设桥梁，为学员学习后续的军事专业课程提供接口[1]。

科学技术史作为全体学员的自修课程，可以让学员了解科学技术在人类文明发展中的作用，学习科学的研究方法以及科学思想，大大拓展学员的视野，提高他们的学习兴趣，提升他们的文化素养。讲座课“物理学与现代军事技术”则向低年级学员介绍物理学对军事技术的作用、现代军事技术的物理基础原理，使学员从物理学入手了解军事技术，主动跟进军事技术和武器装备的发展。

2）加强大学物理课程教学设计的军事特色。在物理系列课程设置中，大学物理是一门重要的主干课程。因此，在大学物理课程教学设计中加强军事特色具有现实必要性。认真梳理每讲内容与军事技术和武器装备相关的实例，把它们整理分类，作为课堂引入、例题讲解、应用实例、思想方法介绍等充实到课件和教案中。这样增加了物理中军事实践性内容，激发了学员学习兴趣，开阔了学科视野，增强了教学效果。

①课堂引入。针对每次课教学内容，查找与此相关的军事技术或武器装备应用作为本次课的引入。例如：讲到动量定理和动量守恒定律时，以枪炮后坐现象、无后坐力炮设计、火箭的发射机制来引入；讲到电磁感应现象时，以电磁炮、电磁弹射器、探雷器的工作原理来引入；讲到电磁介质时，以隐身飞机（坦克、舰艇）、目前世界上研究热点――电磁超材料来引入；等等。通过把讲授的物理内容与军事技术或武器装备结合起来，提起学员的听课兴趣，引导学员思考问题，从而使学员加深理解军事技术和武器装备中的物理原理，使教学内容充满军事色彩。

②拓展例题。针对甄选出的军事技术和武器装备，依据有关性能参数，把它们还原到物理学的基本理论，以大学物理的视角建立模型，编写例题或习题，并应用大学物理中的概念、规律、公式等予以求解。例如：讲到安培定律时，以航空母舰上的电磁弹射器为例，根据我国××舰载机的质量、起飞速度、推力等实际参数，建立一个物理模型，即可根据物理学中的安培力及力学规律求解弹射运动的加速度和时间、电磁弹射器对飞机的安培力、安培力对飞机所做的功、电源对电容器的充电电压；讲到光栅衍射时，以相控阵雷达为例，建立一个沿水平直线等距排列的N根天线组成天线阵列的模型，根据光栅衍射原理来解释相控阵天线电扫描原理；等等。

这些例题渗透到大学物理课堂中，学员加深了对物理学的基本概念和基本规律的理解，理清了解决实际问题的思路和方法，培养了观察问题、分析问题和解决问题的能力。而且结合军事实例，提高了学员的学习兴趣，增强了教学效果。

③突出应用。通过分析军事技术与物理学基本内容的相关性，寻找发现应用物理学原理的军事技术或武器装备实例，融汇到课件中，在课堂上为学员讲授。这样，在低年级就拉近学员与军事应用的关系，让他们早接触军事技术，有利于培养他们的军事素养和装备素养。例如：加速度、压强、动能等概念，可以分别应用于解释飞行员的“黑视”和“红视”现象、防弹衣、穿甲弹、动能拦截弹；动量定理和动量守恒定律应用于解释枪炮后座现象、无后坐力炮设计；多普勒效应应用于多普勒雷达、动目标检测、GPS卫星定位系统；电磁感应应用于电磁炮、探雷器、复杂电磁环境防护、电子战。

④介绍思想方法。大学物理学不仅提供了学员必备的基础知识，而且其中渗透着深厚的思想方法和人文精神，物理学思想在军事谋略中展现出魅力，物理思想方法教育是培养军事指挥人才科学思维能力的基础。物理学中的基本思想包括运动守恒思想、对立统一思想、对称性思想、量变质变思想等，研究方法有观察、实验、抽象、假说、归纳与演绎、分析与综合、类比、猜想、对称、估算等。这些思想方法不仅是科学研究的基础，而且可以移植到军事领域。如力学中的“隔离体法”“微元法”，其思想就是“化整为零，集零为整”，体现在战争谋略上就是既要通盘考虑全局，又要掌握战争中的每一个环节。

物理学理论是大量科学家如牛顿、法拉第、爱因斯坦、麦克斯韦等人大胆思维的创新成果，物理学的每一次突破都体现出物理学家的创新精神。在战争史册上，军事家的出奇制胜与物理学家的创新思维也是异曲同工[2]。所以，在教学过程中，教员有必要把思想方法、创新过程和科学精神等加以提炼，专门讲授，启发学员的军事谋略思维，潜移默化地把物理思想方法转化为战斗力。

4 结束语

为了适应新形势下加速培养能打胜仗的高素质新型军事人才的要求，必须深化大学物理课程改革。加强军事特色大学物理教学内容体系研究与建设，突出军事特色，是当前大学物理课程教学改革的重要课题和方向。经过近几年的教学改革与实践，军械工程学院优化了物理系列课程设置，使课程设置日益完善，加强大学物理课程教学设计，挖掘大学物理教学内容与军事技术和武器装备的联系，在课堂教学中突出军事特色。除此之外，研究大学物理教学贴近部队训练、突出军事特色的教W方法，创新教学模式。近几年的实践证明，这样的教学改革能够激发学员的学习兴趣，增强课堂教学效果，加强学员的军事素质，在大学物理教学过程中培养提升学员的战斗力。参考文献

动量守恒定律教案范文第2篇

关键词：大学物理实验；开放实验；创新能力

作者简介：邓小清（1974-），女，湖南宁乡人，长沙理工大学物理与电子科学学院，讲师；杨昌虎（1964-），男，湖南常德人，长沙理工大学物理与电子科学学院，副教授。（湖南 长沙 410004）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0143-02

目前，教育部普通高等学校的本科实践教学工作的评估中[1，2]提出了要对实践教学的内容进行改革，要大力加大综合性、设计性实验的比例，尽可能进行开放式教学。作为理工科学生的一门重要基础课，大学物理实验在高校中是作为必修课来设定的，近年来开始受到了高校领导和教师的重视。长沙理工大学物理实验中心近年来也积极进行了诸多改革[3]，取得了非常好的成果和成绩。

一、开放式实验教学

按照长沙理工大学物理与电子科学学院的教学计划，大学物理实验分为实验A和B，课程教学时数为64学时和32学时，共计上课21次和10次，包括1次绪论课，20和10次实验课，以及1次实验考核。除了少量的验证性实验，大部分为设计性实验和综合性实验。近6年来，实验中心进行了如下的改革。

1.改革和开放了传统的物理实验室

与传统的教学模式不同，开放式实验教学[4，5]使得学生可以在实验教师规定的时间内自由上课，时间上学生有更多选择，由于开设的实验项目比较多，学生可以选择一些自己喜欢的实验，这样有利于提高学生的学习兴趣。学生可以在网上选课，由于已经将实验的开放时间、项目、实验负责人等信息都公布在网上，学生可以在网上先了解一些实验项目的主要内容、相关文献资料、操作流程以及注意事项等。因此学生就能写好预习的内容，包括实验原理，在约定的时间进入实验室时能做到有备而来。设立实验报告箱，网上实验答疑，使学生随时可以按实验项目上交实验报告和进行实验咨询。在实验内容上，一共开设了32个实验项目，其中验证性实验为8个，占整个实验项目的25%，综合性实验为16个，占整个实验项目的50%，考虑到设计性实验难度较大，目前只开放了8个，占整个实验项目的25%。

验证性实验主要是对中学阶段实验的一些巩固和提升，比如长度和密度的测量，主要是让学生学会使用游标卡尺、千分尺的以及物理天平，这些在中学开学过，但发现大部分学生不会正确操作和读数，同时对数据处理方面增加了线性回归法，误差方面引入了标准偏差的计算。类似的实验还有动量守恒定律的验证，光电效应测普朗克常数等；设计性实验相对更加注重知识的拓展和应用，比如电位差计的原理与应用，学生在中学根本没有接触过电位差计，相对来说就有点难度，不仅要学会根据电位差计的补偿原理来调试电位差计，而且要应用到实际中，比如校正直流电表、测量未知电阻以及测量电池的电动势和内阻等。综合性实验对学生的要求更高，首先不仅要了解原理，还要根据需要设定一些参数，然后设计实验，最后进行验证，比如热敏电阻温度计的设定，学生首先要测量热敏电阻的阻值与温度的关系，其次自己设定一个电桥，而电桥中有很多参数是需要根据自己的要求去设定的，然后进行实验，最后根据实验的测量数据去验证线性关系。

2.增设并开放了演示实验室

谈到演示，很容易让人想到中学课堂上，教师拿着一套教具在讲台上操作和实验，讲台下全体学生在观望，教室前面的学生看得比较清楚，后面的学生只能听教师讲的过程和实验的结果，可见教学效果是很受限制的。比较而言，大学的讲课信息量大，教师的教学规划中，教学内容大大增加，知识的难度也进一步加大，教师要提升课堂教学效果，学生要很快速并扎实地掌握大学物理的知识，需要补充一些实验来巩固知识。为此，长沙理工大学物理与电子科学学院向学校申请，建立了大学物理演示实验室，包括力学演示实验室、电学和磁学演示实验室以及光学演示实验室，演示实验室项目很多，内容丰富，实验现象非常直观，深得学生的喜爱。比如力学演示实验室中，转动惯量守恒定理的验证中，一个学生坐在一张能转动的椅子上，两手分别拿着哑铃，在转动的过程中，当双手往胸前收缩，可以明显看到椅子的转速加快，而两手水平伸展的时候，椅子的转速会减慢；另外还有弹性碰撞、动量定理、水波的共振等25个实验现象的演示。电磁学演示实验室内容包括静电感应球、LED显示原理、冰箱的工作原理演示仪，半导体制冷、红外线报警设备，电脑人机交互，光致和电致发光原理、微波辐射测量等28个演示项目。对于光学演示实验室，学生非常感兴趣的就是3D电影的原理、激光光栅演示的满天星效果，另外还有黑体辐射、光纤通讯、双折射、偏振光等25个项目。上课的时候，教师要求学生一般先预习，熟悉原理、仪器和实验演示过程，然后每个学生负责一个实验项目进行讲解和演示，遇到讲解不全面的，指导教师再做补充。

3.建立和开放了仿真实验室

目前，随着高校计算机的普及，很多学校把计算机应用到了教学中，一方面增加了教学的方便，另一方面由于很多前言的实验仪器比较复杂、精密和贵重，学校没有那么多资金去购置这些设备，同时，由于各个专业的要求不同，为了学科的发展，有些院系注重对专业课程的投入，对大学物理实验这种公共基础课则给定的学时和学分较少，比如有些学院制定的大学物理实验课程只有1个学分，学生就只能做9个实验，这样学生掌握这门课的知识就有局限，也阻碍了一些学生在这方面的求知欲。为此，通过跟学校和学院的协商，大学物理实验中心建立了物理仿真实验室，有专门的电脑机房提供给学生使用，通过专门的仿真软件，学生可以在电脑上进行实验的界面操作，可以修改实验参数，得到不同的实验结果，并进行数据处理和误差分析，这样反复的实验操作，使得学生对设备流程和操作方法能大大加深印象；对于一些比较前言的先进实验，比如磁悬浮效应、纳米磁性效应、超导效应以及热电效应等，则会大大地拓展了学生的见识和视野，这种仿真实验使得学生对实验教学表现出更强的学习兴趣和更饱满的学习热情。

二、构建了网络交互式教学平台

尽管目前高校实验装备的投资力度得到增加，实验教学环境和手段得到了改善，但仍然存在经费比较紧张，实验设备不够完善，以及人机矛盾等方面的问题。为此，利用现代教育技术变成为实验教学中极为重要的手段之一，近年来数字化网络教学[6]开始走进了高校的校园，这是一种以网络教学资源建设为核心而进行网络多媒体辅助教学模式，为此，学校网站专门建立了数字化教学资源库和网络教学平台，平台内容包括网络课程，作业提交系统、考试系统，答疑系统、在线答疑、课件系统、精品课程、教学平台、网络课件、网络教学、网络教案、网络课堂、智能化、远程教学与技术等，这种教学网络交互式教学模式，具有灵活性、开放性、多层面性等特点。作为省级级精品课程的大学物理课程，为大学物理实验提供了很好的理论指导和前言成果数字化资源，除了把大纲和现有教材中的实验内容注入教学中，一些先进的科学实验和技术成果也被补充到教学平台中，有些教师结合自己的科研实验，将一些相关的成果（包括论文、专利以及小制作等）通过这个平台传输给学生。网络教学平台上内容丰富，包括以下一系列文件：文本、图形图像、音频、视频、动画、课件等。为了提高教师的网络教学水平，学校和学院每年组织教师进行多媒体教学培训，多媒体课件制作比赛等，教师们也积极向一些计算机水平高的同行学习，使得网络教学平台不断丰富和完美，内容也及时得到了更新。

三、实施了全程性实验考核

全程性考核[7]是实验考试考核改革的一种有效方式，考核的范围比较全面，包括实验预习部分、上课以及最终的实验报告和思考等，而期末的实验考核，则是对整个学期实验的一个随机抽查检测，这种具有连续性的考核方式对教学起到了较好的促进作用，考核具体包括以下内容：

实验预习方面：学生进入教室以后，教室会对学生的预习进行检查，内容主要是实验原理和注意事项方面，方式包括检查预习实验报告和口头提问等。实验操作方面：上课的时候，教师会将实验原理、主要实验步骤以及实验注意事项进行讲解，必要的时候会进行部分演示操作，然后学生会按照实验要求进行相关操作，教师会针对学校的上课表现给予考核，包括上课的纪律、实验仪器的调试、实验数据是否正确以及对实验故障的处理能力等。课后的实验报告方面：学生做完实验后，需要将课堂上的知识进行总结，写完实验报告，报告中要求学生对课堂的测量数据进行计算、对结果进行误差分析以及对实验的思考题进行解答。鼓励学生有独到的思维见解，写实验心得，对基础好的学生，提倡学生利用计算机处理实验数据，有部分学生甚至能自己编写实验数据处理程序。通过这种多方面的考核方式，一方面对学生的实验起到了监督作用，另一方面能提高学生的学习兴趣和热情。

除了平时的实验，到期末的时候还会有一次随机考核，对学生的实验成绩加权评定为平时实验占80%，期末考核占20%。期末考核是对平时实验的一个综合测试，考查学生对平时实验的熟悉程度，只有平时实验掌握较好、基本熟悉每个实验的流程，实验数据处理得当的学生才能取得较好成绩。在实验中心，这种考核采用电脑随机抽取实验考核项目，学生只有在考试前15分钟才知道自己的实验内容，进入考核的地点后，教师会以多种方式（口试、笔试以及实验操作等）考核学生，这样对学生的实践操作和口头表达都有一定的要求。对基础实验、设计性实验和综合性实验[8]等实验考核的侧重点也不同，基本实验考核，主要考核学生基本的实验技能、简单实验操作以及实验数据处理是否规范等；对于综合性和设计性实验，主要考核学生对实验的分析能力，实验设计能力以及解决实验故障和突发问题的能力。

当然，这种改革也给实验教师带来了一些不便。比如说，由于学生大部分是大二，很多是工科学生，学生的课程多，任务重，为了完成实验，学生会逃掉他们的专业课来上实验课，从而导致专业学习受到影响。为此，大学物理实验中心的教师会尽量把一些开放的时间放在中午、周六、周日以及晚上，有利于学生的选课和上课。而且长沙理工大学的新校区处在离市中心有30公里的郊外，交通不太方便，而要完成实验任务，教师要克服很多困难。另外，网上教学也增加了教师的投入，要做电子文档、课件、开发实验教学资源，改变教学方式，更新教学内容，关注科技前言等。当然，一切以学生为中心，为了培养更多优秀人才，实验中心在师资不足的条件下，兢兢业业，尽职尽责地工作：近5年来有部分本科生发表了30余篇相关的实验论文，参加了10余项教育部创新性开放实验项目，另外学院每年组织学生参加湖南省大学物理竞赛，学校的“物电杯”实验竞赛，以及全国大学生电子竞赛等，这些活动调动学生的学习热情、研究兴趣和创新能力，也取得了很多优异的成绩。

参考文献：

[1]关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见（教高[2001]4号）[Z].

[2]关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见 （教高[2005]1号）[Z].

[3]潘蕾.深化实验教学改革，适应人才培养需要[J].实验技术与管理，2002，19（2）：96-99.

[4]夏守之.开放实验室教学改革障碍的研究[J].化工高等教育，2006，5（2）：94-97.

[5]张雅琴.实验教学内容改革的实践与思考[J].实验技术与管理，2003，20（3）：59-62.

[6]李桂峰，肖春玲.运用现代教育技术培养学生的创新能力[J].农业与技术，2008，（3）：175-176.

[7]刘力斌.大学物理实验考试改革初探[J].大学物理实验，2003，16