大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)關(guān)聯(lián)研究

吳方平 楊軍 章曦 劉翠翠 苗仁德 馬書云

摘? 要：針對(duì)軍校大學(xué)物理課程教學(xué)的特點(diǎn)和需求，通過搜集與大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的軍事應(yīng)用，理清軍事應(yīng)用中涉及的學(xué)科和專業(yè)，將大學(xué)物理課程中與軍校學(xué)員專業(yè)聯(lián)系緊密的教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)專業(yè)建立關(guān)聯(lián)，在各專業(yè)學(xué)院教學(xué)班進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。教學(xué)實(shí)踐表明，該舉措不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高對(duì)相關(guān)物理知識(shí)的理解，同時(shí)加深了對(duì)自身專業(yè)的理解和對(duì)其他專業(yè)的了解。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理? 教學(xué)內(nèi)容? 專業(yè)關(guān)聯(lián)

中圖分類號(hào)：G64 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）07（c）-0164-02

對(duì)高校課程教學(xué)內(nèi)容改革的研究一直是國內(nèi)外教育界的熱點(diǎn)，大學(xué)物理課程也不例外，現(xiàn)有的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容改革的相關(guān)文獻(xiàn)中[1-3]，少有對(duì)教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)關(guān)聯(lián)問題的直接研究，即使是強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)中的物理學(xué)原理，也并沒有揭示工程技術(shù)所屬的專業(yè)，無法使學(xué)生體會(huì)物理學(xué)與自身專業(yè)和其他專業(yè)的緊密關(guān)聯(lián)，原本是各學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)的大學(xué)物理課程，給學(xué)生的感覺卻是其與今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)關(guān)系不大，這影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，也不利于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)本身的理解掌握。

1? 大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)關(guān)聯(lián)的必要性

筆者學(xué)校為軍校，大學(xué)物理課程的教學(xué)對(duì)象比較特殊，學(xué)員的專業(yè)與地方高校有較大差別，許多專業(yè)在地方高校是沒有設(shè)置的。作為一名軍校教員，在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容中如果某個(gè)知識(shí)點(diǎn)與學(xué)員專業(yè)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣立刻提高，表現(xiàn)出極大的學(xué)習(xí)熱情。課題組基于以上現(xiàn)狀，選取軍校大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)建立關(guān)聯(lián)為研究對(duì)象，通過搜集素材、查閱文獻(xiàn)，將大學(xué)物理課程中與軍校學(xué)員專業(yè)聯(lián)系緊密的教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)專業(yè)建立關(guān)聯(lián)，不僅能激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，更有利于學(xué)員認(rèn)識(shí)自身專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也能了解軍事領(lǐng)域其他專業(yè)的相關(guān)知識(shí)。

2? 大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)關(guān)聯(lián)的教學(xué)實(shí)踐

2.1 搜集與大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的軍事應(yīng)用

該校采用的大學(xué)物理教材是由吳王杰主編、高等教育出版社出版的《大學(xué)物理學(xué)》（分上下兩冊(cè)），該教材已注重軍事應(yīng)用案例的設(shè)置，在此基礎(chǔ)上，課題組通過網(wǎng)絡(luò)檢索進(jìn)一步搜集整理與大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容緊密關(guān)聯(lián)的軍事應(yīng)用案例。

2.1.1 力學(xué)部分的軍事應(yīng)用

（1）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)：偵察兵匯報(bào)敵情（位矢、速度）、炮彈軌跡（拋體運(yùn)動(dòng)）、飛行器軌跡（一般曲線運(yùn)動(dòng)）。

（2）牛頓運(yùn)動(dòng)定律：跳傘（收尾速度）、自主引導(dǎo)導(dǎo)彈飛行（非慣性系）。

（3）動(dòng)量與角動(dòng)量：炮車發(fā)射炮彈（動(dòng)量守恒）、火箭飛行（動(dòng)量定理）。

（4）功和能：動(dòng)能打擊（動(dòng)能）、快中子減速（彈性碰撞）。

（5）剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)：手榴彈的運(yùn)動(dòng)（剛體的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）、直升機(jī)尾翼的作用（角動(dòng)量守恒）。

2.1.2 熱學(xué)部分的軍事應(yīng)用

（1）氣體動(dòng)理論：氣溫氣壓影響射擊精度（氣體物態(tài)方程）、飛行員高空反應(yīng)（氣體物態(tài)方程）。

（2）熱力學(xué)定律：子彈炮彈膛內(nèi)加速（熱力學(xué)第一定律和絕熱過程）、炮彈發(fā)射時(shí)為隱蔽炮位在炮口暗黃消焰器（熱力學(xué)第一定律和絕熱過程）。

2.1.3 電磁學(xué)部分的軍事應(yīng)用

（1）電學(xué)：軍事裝備的靜電防護(hù)（靜電放電）、信號(hào)發(fā)射器的隱蔽（靜電屏蔽）、緊密電子器件防干擾（靜電屏蔽）。

（2）磁學(xué)：受控?zé)岷朔磻?yīng)中高溫高壓等離子體的約束（磁束）、電磁炮（安培力）、電磁驅(qū)動(dòng)（安培力）、自動(dòng)控制（霍爾效應(yīng)）。

（3）電磁感應(yīng)：探雷和金屬檢測器（渦流）、電磁防護(hù)和電磁屏蔽（電磁感應(yīng)）。

2.1.4 振動(dòng)和波部分的軍事應(yīng)用

振動(dòng)和波部分的軍事應(yīng)用主要包括：防彈衣原理（波的能量）、次聲波武器（聲波）、沖擊波的防護(hù)和應(yīng)用（聲爆）、核電磁脈沖武器（電磁波）。

2.1.5 光學(xué)部分的軍事應(yīng)用

（1）光的干涉：相控陣?yán)走_(dá)（光程差與相位差）、大功率激光武器（光波的強(qiáng)度）、激光探測器（光的干涉）、激光制導(dǎo)（光的干涉）。

（2）光的衍射：望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)（圓孔衍射）、雷達(dá)天線陣列（類似光的衍射中主極大）、相控陣?yán)走_(dá)（斜入射時(shí)的光柵方程的應(yīng)用）。

（3）光的偏振：地雷探測、軍用車輛的探測、軍用帳篷探測、軍用防水布。

2.1.6 近代物理部分的軍事應(yīng)用

（1）相對(duì)論：原子彈和氫彈技術(shù)（質(zhì)能關(guān)系）、GPS的衛(wèi)星使用相對(duì)論進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償（相對(duì)論時(shí)空觀）。

（2）近代物理：量子隱形傳送技術(shù)（測不準(zhǔn)原理）、量子芯片（量子論）、量子雷達(dá)、量子水下通訊、量子反通信試驗(yàn)、量子成像技術(shù)。

2.2 厘清軍事應(yīng)用中涉及的學(xué)科和專業(yè)

在搜集與大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的軍事應(yīng)用的基礎(chǔ)上，理清軍事應(yīng)用中涉及的學(xué)科專業(yè)是關(guān)鍵。課題組成員均為物理學(xué)專業(yè)，能從物理學(xué)的角度解釋軍事應(yīng)用。通過查詢各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和相關(guān)文獻(xiàn)書籍的查找和學(xué)習(xí)，逐步理清了上述軍事應(yīng)用與軍校學(xué)科專業(yè)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

該校專業(yè)設(shè)置大多為工科，應(yīng)用性強(qiáng)，重視實(shí)踐，既有與地方高校類似的專業(yè)，也有軍校特有的專業(yè)。對(duì)于與地方高校類似的專業(yè)，課題組結(jié)合地方高校網(wǎng)站對(duì)應(yīng)學(xué)科的介紹和課程設(shè)置，對(duì)比兩者差異和共同之處;對(duì)于軍校特有的專業(yè)，主要參照人才培養(yǎng)方案，熟悉各專業(yè)的教學(xué)要求和目的。針對(duì)以上兩類學(xué)科專業(yè)，課題組摸清各專業(yè)涉及的領(lǐng)域，將大學(xué)物理涉及的軍事應(yīng)用分門別類，供課堂教學(xué)實(shí)踐使用。

2.3 教學(xué)實(shí)踐

在搜集軍事應(yīng)用的素材和理清軍事應(yīng)用和軍校專業(yè)的關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)行了建立大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容與軍校專業(yè)關(guān)聯(lián)的教學(xué)實(shí)踐。

課題組成員所教授期班的學(xué)員專業(yè)各不相同，分屬于不同的學(xué)院，在前期工作的基礎(chǔ)上，課題組各成員針對(duì)教授對(duì)象的專業(yè)，篩選出適合該專業(yè)的重點(diǎn)講授內(nèi)容。對(duì)于通信專業(yè)的學(xué)員，對(duì)激光通信、量子通信、導(dǎo)航系統(tǒng)等通信領(lǐng)域的應(yīng)用多加介紹;對(duì)于工程專業(yè)的學(xué)員，對(duì)利用渦流效應(yīng)和光的偏振制造的探雷儀、沖擊波的防護(hù)和應(yīng)用等工程技術(shù)詳細(xì)介紹。

在呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的軍事應(yīng)用時(shí)，不僅要解釋其中的物理學(xué)原理，更要使學(xué)員認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容與軍校專業(yè)的緊密關(guān)聯(lián)，使他們體會(huì)到物理學(xué)科的基礎(chǔ)作用。另外對(duì)于其他專業(yè)涉及的軍事應(yīng)用，也適當(dāng)?shù)卦谡n堂介紹，使學(xué)員在了解自身專業(yè)的同時(shí)，也能知曉其他專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和未來工作做好準(zhǔn)備。

除了課堂中穿插于教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)的軍事應(yīng)用，還要求學(xué)員課后搜索物理學(xué)中的軍事應(yīng)用。教學(xué)實(shí)踐顯示，學(xué)員對(duì)大學(xué)物理課堂中展示的軍事應(yīng)用較有興趣。學(xué)員表示，通過這些軍事應(yīng)用，不僅提高了學(xué)習(xí)物理的積極性，對(duì)自身專業(yè)領(lǐng)域也有了更深入的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)其他專業(yè)也有了初步了解，拓寬了眼界。

3? 結(jié)語

通過將大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生專業(yè)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使學(xué)生在大學(xué)物理課堂中能初步了解自身專業(yè)和其他專業(yè)，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，更有利于學(xué)生掌握物理學(xué)學(xué)科知識(shí)，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

[1] 李紅，楊新建.研究型人才培養(yǎng)模式下大學(xué)物理課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].物理與工程，2015（25）：68-72.

[2] 羅禮進(jìn)，楊建華.大學(xué)物理課程新型學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模式的建構(gòu)[J].大學(xué)教育，2015（5）：104-106.

[3] 王海鑌，肖奎，劉?；?應(yīng)用型本科院校《大學(xué)物理》課程教學(xué)實(shí)踐研究[J].高等教育，2015（10）：125.