公安院校物理教學(xué)內(nèi)容改革初探

張瑋+黃潔

摘 要：大學(xué)物理作為理工類高校普遍開設(shè)的基礎(chǔ)課程在高等教育中具有重要意義。公安院校的特殊性和公安教育強(qiáng)調(diào)案例教學(xué)的特點(diǎn)，使得我們教育者必須對(duì)相對(duì)理論化的傳統(tǒng)物理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，以適應(yīng)公安院校的教學(xué)需求。本文以傳統(tǒng)大學(xué)物理教材為基礎(chǔ)，結(jié)合刑事技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐，系統(tǒng)研究并提出了公安院校物理教學(xué)的改革內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高等教育；案例教學(xué)；公安教育

大學(xué)物理是理工類大學(xué)都要開設(shè)的一門基礎(chǔ)但又非常重要的課程。公安院校是特殊的理工類大學(xué)。良好的數(shù)理基礎(chǔ)會(huì)顯著提升刑偵技術(shù)相關(guān)專業(yè)學(xué)生在實(shí)際辦案中的科學(xué)含量，促進(jìn)公安、林業(yè)技術(shù)的發(fā)展。近年來，隨著公安教育的不斷改革，公安院校的教學(xué)和科研有了質(zhì)的飛躍。

與此同時(shí)，我們也面臨了一些新的挑戰(zhàn)。以我校為例，林警交融的辦學(xué)特色愈發(fā)顯著。在此背景下，物理課程的教學(xué)需要承擔(dān)更多責(zé)任和角色。一方面，刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)中頻繁用到偏振光照相、X光衍射檢測(cè)毒品、多波段光源、拉曼光譜、理化毒物分析等以物理為基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)。

另一方面，林業(yè)機(jī)械、消防燃燒學(xué)等學(xué)科中也會(huì)涉及基本的理化現(xiàn)象。教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)一些問題，如傳統(tǒng)教材相對(duì)抽象、重理論性，部分學(xué)生學(xué)習(xí)熱情很高但效果有限等。

因此，如何針對(duì)性地、合理地對(duì)警校學(xué)生進(jìn)行物理基礎(chǔ)教育，顯得尤為重要。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，在聽取教學(xué)專家建議基礎(chǔ)上，以案例教學(xué)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)為指導(dǎo)方針，我們對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了一些改革初探。按照邏輯順序，我們凝煉出以下的教學(xué)內(nèi)容框架。

1. 緒論。緒論課的教學(xué)要求相對(duì)不高，但卻是所有章節(jié)中最難把握的一章。

難在需要教師需要足夠的閱歷和積累。既要涉及面廣，開闊學(xué)生眼界，也要讓學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的特點(diǎn)、內(nèi)容等有整體的認(rèn)識(shí)。對(duì)于公安院校的物理教育，這個(gè)難度又有所增加，因?yàn)樾袠I(yè)一直強(qiáng)調(diào)案例教學(xué)和應(yīng)用教育。

因此，我們?cè)诰w論課上，需要重點(diǎn)加入涉及物理學(xué)科典型案例的內(nèi)容，提高學(xué)生興趣，闡明為何需要物理基礎(chǔ)、物理在刑事科學(xué)技術(shù)中的廣泛運(yùn)用、怎么打好物理基礎(chǔ)這三個(gè)關(guān)鍵問題。

2. 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)。傳統(tǒng)教科書一般會(huì)涉及位移、速度、加速度、動(dòng)量、動(dòng)能、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒等內(nèi)容。聯(lián)系公安應(yīng)用，我們可以歸納出下面的主要內(nèi)容用于實(shí)際的教學(xué)：

（1）車輛的碰撞問題。主要涉及動(dòng)量守恒、車體的塑性變量與碰撞速度關(guān)系、碰撞角度、碰撞點(diǎn)、碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)、力矩的平衡；

（2）槍彈痕跡中的曲線運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)，主要涉及彈道重建、彈著點(diǎn)、射程、射速、射擊距離等；

（3）交通事故車輛速度的還原計(jì)算，主要涉及附著系數(shù)、轉(zhuǎn)彎半徑、重心等。

3. 力學(xué)。這章基本理論內(nèi)容有：力學(xué)基礎(chǔ)理論（力的屬性、牛頓三定律、四大基本相互作用、慣性系和非慣性系、剛體力學(xué)）。結(jié)合刑事技術(shù)，我們可以增設(shè)以下應(yīng)用內(nèi)容：

（1）手印形成和變形中的力學(xué)基礎(chǔ)；

（2）槍彈痕跡中的力學(xué)分析（彈道、彈著點(diǎn)、槍械基本原理）；

（3）工具痕跡的力學(xué)原理（定義、擦劃、撬壓）。

4. 電磁學(xué)。傳統(tǒng)教科書主要講解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電通量、高斯定理、磁場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度。相對(duì)來說，這些教材在講解時(shí)偏重理論化，實(shí)際應(yīng)用尤其涉及公安應(yīng)用的沒有。我們可以考慮改革增加以下案例內(nèi)容：

（1）掃描電鏡與X射線能譜儀的工作原理及其應(yīng)用；

（2）氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的工作原理及其應(yīng)用；

（3）電磁信息痕跡在刑事科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用；

（4）雷達(dá)、雷射測(cè)速系統(tǒng)測(cè)速原理。

5. 波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)。主要基礎(chǔ)內(nèi)容有：機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波、聲波、超聲波、多普勒效應(yīng)。應(yīng)用案例有：

（1）多普勒效應(yīng)用于測(cè)試車速，這里可以補(bǔ)充講解測(cè)距儀的知識(shí)；

（2）類比指紋檢驗(yàn)，鑒定技術(shù)中的聲紋檢驗(yàn)；

（3）子彈飛行、爆炸現(xiàn)象中的沖擊波。

6. 光學(xué)。這章基本理論內(nèi)容有：光學(xué)基礎(chǔ)理論（光的含義、紅外線、可見光、紫外線、X射線等）；幾何光學(xué)基本定理（直線傳播、反射和折射定律）、光的干涉（分波面、分振幅）、光的衍射（衍射光柵）、光的偏振（線偏振、橢圓和原偏振、起偏與檢偏、布儒斯特定律）、光譜學(xué)基礎(chǔ)理論（光譜分類和形式、光譜分析）?？梢约尤氲膽?yīng)用案例有：

（1）發(fā)光材料（原理、熒光現(xiàn)象、LED、白熾燈、HID）；

（2）發(fā)光材料的應(yīng)用（光致發(fā)光、陰極射線光致發(fā)光）、熱釋發(fā)光、光致發(fā)光；

（3）光照法在物證照相中的應(yīng)用（光照角度和方向、濾色鏡、紅外照相技術(shù)、紫外照相技術(shù)、偏振光照相技術(shù)）；

（4）光致發(fā)光在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用（有機(jī)染料光致發(fā)光、無(wú)機(jī)納米晶光致發(fā)光、指紋自身固有物證的光致發(fā)光）；

（5）多波段光源用于刑事照相；

（6）刑事照相中激光的運(yùn)用；

（7）紅外熱感成像技術(shù)；

（8）紅外光譜儀、紫外可見光光譜儀的應(yīng)用；

（9）掃描電鏡和能譜儀；

（10）光譜成像原理。

上述內(nèi)容框架基本覆蓋了刑事技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著科技的進(jìn)步，一些新方法、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，比如納米材料在法醫(yī)檢驗(yàn)、微量物證分析中的應(yīng)用等，這里不再單獨(dú)討論。本文旨在傳統(tǒng)物理教材基礎(chǔ)上加入涉及公安應(yīng)用的內(nèi)容或案例，以體現(xiàn)公安物理教學(xué)的特色。

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作者簡(jiǎn)介：張瑋，江蘇省南京市，南京森林警察學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)系；黃潔，江蘇省南京市，南京大學(xué)附屬中學(xué)高中物理組。endprint