如何发挥力学的“桥梁”作用

　　摘要：力学是物理专业的一门基础课程，也是学生由中学阶段进入大学阶段进行专业课程学习的转折点，无论从心理上还是从方法上，都对学生后续课程的学习起着至关重要的作用。要发挥力学的“桥梁作用”，教师要引导学生重视物理，要强调高等数学对物理的重要性以及物理图像和物理知识的整体性。
　　关键词：力学；物理；教学
　　力学是物理类本科生的一门专业基础课程，也是后续物理课程的基础，更是高中物理与大学物理的转折点，入门入得好可以为以后的学习与发展打下坚实的基础。基于多年教此专业课的经验，笔者认为，物理专业的新生学不好力学的原因有以下三点：第一，心理问题，不喜欢“物理”专业或是轻敌，觉得自己学过，大学期间只是简单的复习；第二，数学基础没有打好，物理学习最重要的工具就是数学，“工具”都没有掌握好，何谈应用；第三，“只见树木，不见森林”，学物理重点是学习物理思想，而不是一些支离破碎的公式。针对这些问题，笔者重点讨论如何发挥力学课程的“桥梁”作用，引导学生走入物理的神奇殿堂。
　　一、引导学生正确看待物理，重视物理
　　物理学科作为当今社会的冷门专业，毕业生求职困难，学起来难度较大，这是学生不喜欢甚至厌恶它的根本原因。教师要想让学生乐于学习，首先要把学生心里的顾虑消除或者最大程度地降低，鼓励学生“既来之，则安之”，让学生知道学习物理不仅仅学的是物理知识，更是蕴于其中的物理方法和物理思想。物理知识是既定的和成熟的，但思想和方法却具有迁移性。物理中有很多好的方法和思想，而方法和思想没有学科和专业的局限性。学生毕业后可能所从事的职业用不到物理知识，但处理问题的方法和思想则是十分重要的。目前，毕业生就业压力大，即便其他专业找工作也不一定专业对口，即使专业对口，在知识大爆炸的今天也要不断补充新的知识。物理学科中包含了许多对人的逻辑思维能力、提出并解决问题能力的锻炼，物理方法和思想中还包含了许多其他自然科学的方法和思想。了解到这些，就可以帮助学生在一定程度上走出困惑，并且知道学习物理思想和方法的重要性，从而不至于“买椟还珠”，把更珍贵的东西扔掉。
　　由于力学的许多内容均在高中学习过，并且是高考重点，学生会感觉千军万马挤独木桥的高考都熬过来了，现在仅仅是学习大学中的一门课程而已，从心理上已经轻视力学。为了打消学生的这种想法，教师必须从第一次上课就摆事实、讲道理，叫学生尽快明白，力学表面上内容与高中相同，但实际上大学物理中处理问题的方法、分析问题的思路与高中是不同的。这些不同主要体现在以下两个方面：一是大学力学研究的问题更具有普遍性，高中的多为一个个的特例：二是高中物理涉及的多是常量之间的关系，而力学以及后续的物理专业课程研究的是普通变量之间的关系，学生必须努力学习高等数学。此外，许多物理概念在名称上和中学学到的一样，但其内涵和外延却可能有很大不同，从中学到大学，学习这些概念并不是简单的重复，而是包含了对其认识的不断深化或重新认识。比如，“质量”这一概念，最初学生将其理解为密度和体积的乘积，同一种材料，体积越大、质量越大，主要是感性认识；到了后来，学生学了牛顿定律和万有引力定律，知道了惯性质量和引力质量，但这两种质量的物理本质一样吗？同一物体的这两种质量相等吗？显然，中学阶段的物理无法回答这些问题。大学阶段，力学包含了狭义相对论的内容，其中的质量又可以分为静质量和动质量等不同的概念，可见仅仅就是“质量”这个学生自以为最熟悉的物理概念，在大学阶段的理解和中学已有很大不同，其内涵和外延都得到了极大的丰富，更何况其他呢。了解到这些，学生还会“轻敌”吗？
　　二、强调高等数学对学习物理的重要性
　　与高中力学相比，大学力学更加严谨、系统，原因之一就在于高等数学微积分的引入。不单是力学，物理专业的所有后续课程都需要灵活运用高等数学知识。力学作为物理专业的一门基础课程，将微积分顺利地引入，使学生熟悉并能运用微积分的方法处理物理问题就显得非常重要，学生可以从中初步体会到微积分解决普遍物理问题的优势。高等数学是研究物理的一把“刀”，从学生最熟悉的力学“小试牛刀”，可使他们尽快并轻松地掌握這把“刀”的用法。因此，在力学学习之前，力学的任课教师就必须让学生先学习高等数学，否则，相关物理课程就无法进行。
　　此外，力学中高等数学的应用，可使学生知道高等数学是如何与实际物理问题联系到一起的，以及怎样用数学语言去表达一个具体的物理模型。这样，他们在学习高等数学时，就不会觉得其虚而不实，也不会出现只会做数学题，而不会用数学方法解决物理问题的现象。在解决物理问题的过程中，学生会感觉到高等数学是有用的、有趣的，从而激发他们学习高等数学的兴趣，使力学和高等数学的学习相得益彰。
　　三、强调物理图像和物理知识的整体性
　　近十年的力学教学中，笔者体会最深的是学生的作业中常出现的一些问题，比如，列物理公式，代入数据，得到结果，有的作业甚者连物理公式都没有，只有一堆数学公式，几乎没有物理过程的分析。大学物理专业课程的学习，更重视物理过程的分析、物理图像的建立。培养学生的物理思维，教会学生构建物理图像，而不是淹没在数学中，这是大学物理专业课程中的重要培养任务。力学作为一门物理专业基础课程，肩负“物理学入门”的任务，更是引领物理专业新生叩开物理神圣殿堂大门的钥匙。
　　物理的学习是从小处着眼，由一个个的知识点组成一个大的知识体系，最终形成大的理论框架，而且物理学分支众多，因而，学生在学习中注意物理知识的整体性就显得更加重要。这其中包括两方面：一方面是物理学各分支学科内部的整体性和各知识点的联系，另一方面是各分支学科之间的整体性和连接纽带。力学作为一门专业基础课程，在教学中适当强调其内部知识点的整体性可以起到一个示范作用。如果学到的只是一些知识点和数学公式，学得再多也只是一堆没有价值的东西。在了解了物理学的系统性和整体性后，学生才能真正体会到物理学的美，学到的也才是真正能解决实际问题的知识。
　　综上所述，力学在整个物理学的学习中有着重要的“桥梁”作用，通过对力学的学习，学生应该逐步建立并激发进一步学习物理的兴趣，更能了解到物理学的整体性和物理学的美，更明白物理学应该学什么和怎样学。

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