2014届本科毕业论文(设计)题目:浅谈大学物理与中学物理中“力学”知识的教学链接学院:物理与电子工程学院专业班级:物理学10-1班学生姓名:姬宏星指导教师:路俊哲答辩日期:2014年5月10日新疆师范大学教务处目录1 引言 (1)2 大学“力学”与中学“力学”在教学上的对比 (1)2.1 应用数学手段的不同 (1)2.2 知识深度和难度的不同 (2)2.3 教师教学和学生学习方式的差异 (2)3 大学“力学”与中学“力学”在知识上的对比 (3)4 大学“力学”与中学“力学”教学链接的要点 (6)4.1 物理老师要提高对高等数学的重视 (6)4.2 老师教学方式的创新 (7)5 结束语 (8)参考文献: (9)致谢 (10)浅谈大学物理与中学物理中“力学”知识的教学链接摘要:物理学作为自然科学的一门基础学科,在学生素质发展过程中起着重要的作用。
大学物理是中学物理基础上的高一级循环。
在中学中力学部分的概念、定理、公式等在大学物理的力学部分还要学习,但在定律叙述、公式表达的推证、物理内涵表述中更严密,逻辑性更强,知识也更深更广。
本论文通过对大学物理(力学部分)与中学物理(力学部分)教学过程中遇到的过渡难点、教学内容的差异、老师的教学三个方面具体探讨了中学力学与大学力学的教学链接的问题。
关键词:中学力学;大学力学;过渡;教学链接The Link Between University Physics (mechanics) And High School Physics (mechanics)Abstract:Physics as a basic natural science disciplines, has an important role in students' quality development process.University Physics is based on secondary school higher circulation.In high school physics,the mechanics part of physics has already taught, but college physics still teach about. But University Physics is an important theoretical basis on non-physical science and engineering physics at the University of professional class, which has an important impact on the quality of science and engineering students to improve the basic quality. In this thesis, through the difficulties of the transition between university physics (mechanics) and high school physics (mechanics) we encountered in the teaching process, differences of teaching content and teaching, the teacher discusses the specific mechanics of teaching high school and university links mechanics problems .key words:high school physics;university physics;transition;teaching link1.引言当今时代,在中国现阶段的教育中,以物理学为基础的理工科课程的教学核心地位不容动摇。
高中物理课程是普通高中科学学习领域的一门基础课程,大学物理是高等学校理工科各专业学生一门重要的必修公共基础课。
另外,大学物理作为自然科学的一门基础学科,应得到足够的重视。
而其中物理的讲授一般都是从力学开始,大学物理中的力学也不例外。
大学力学部分是中学力学知识的加深和延展。
怎样使中学力学与大学力学能够有效链接是大学老师要面对的首要问题,教学衔接是对大学低年级的学生、老师来说至关重要。
无论是学生还是老师,如果处理不好,将会严重影响到大学生的学习工作生活。
在中学,我们已经接触过力学,学过了基础的公式,概念,定理。
在中学已经学过的质点运动,牛顿运动定理,动量守恒定律,动能,势能,万有引力定律等,在大学都会进一步学习。
但是从某种意义上说,大学物理中讲的“力学”与中学的“力学”相比从知识深度到难度,广度不是倍数的增长,而是指数的提高。
大学物理中讲的“力学”与中学物理讲的“力学”相比己换了一幅逐步趋于成熟的“面孔”,让人有焕然一新的感觉,是中学物理里的“力学”和大学其它课程中所无法包含,所不能代替的。
但是其中存在的差别,学习的难度却不是每位学生能了解的。
2.大学“力学”与中学“力学”在数学上的对比2.1应用数学手段的不同中学是用初等教学作为工具来研究力学问题的,而大学则是用微积分、矢量等高等数学手段来研究力学问题。
大学力学从一开始就与高等数学结下了不解之缘,几乎所有的定律、公式都用上了高等数学的知识。
无论是公式、定律的论证和推导,还是物理问题的分析和解答都是如此。
如速度、加速度的表达式就是高等数学中的微分形式;功、冲量、转动惯量等则是高等数学的积分形式;而牛顿第二定律公式、振动方程、转动定律等是高等数学中的微分方程式。
总之,大学力学与高等数学是紧密而平行进行的,高等数学成了处理大学力学问题不可缺少的重要工具。
离开高等数学,大学力学概念、定律的严密性、逻辑性和普遍适应性就会受到损失,最后回归到中学阶段中去。
一般来说,大学力学学得好的学生,其高等数学的功底肯定是好的。
反之,高等数学成绩好的,对大学力学的学习也必然是事半功倍。
可见在力学中由使用初等数学手段转化为使用高等数学的手段,这是一个质的飞跃。
可是,在大学力学的教学过程中高等数学的教学进度跟不上大学力学的进度客观上造成了大学力学与高等数学的脱节使得学生不得不用中学的初等数学知识来解答大学力学的问题。
进而阻碍了学生对大学力学的学习及其认知结构的发展。
2.2知识深度,难度的不同大学物理讲的“力学”内容,并非是在中学基础上的简单“重复”,不仅在知识点上进行了大“量”的拓宽,而且也产生了“质”的飞跃。
从某种意义上说,大学物理中讲的“力学”与中学的“力学”相比从知识难度到深度广度上,不是倍数的增长,而是指数的提高。
譬如说,中学只讲到“匀变速直线运动”,而大学物理讲的则是“变变速运动”;中学讲的是“恒力做功”,而大学讲的则是“变力做功”;中学往往是在一维空间里用“标量”来讨沦“质点”的运动学和动力学问题,而大学则是在三维立体空间里用“矢量”来讨论运动学和动力学问题;中学只讲“质点”运动,而大学还需研究“刚体”的运动学、动力学问题。
中学是用初等教学作为工具来研究力学问题的,而大学则是用微积分、矢量等高等数学手段来研究力学问题。
2.3教师教学和学生学习方式的差异目前,我国中学教学实际上还是追求升学率的应试教育,家长,学校和教师对学生升学率看得很重,为了应付考试,学校把学习物理的过程分为“课堂听讲题,课后去做题,考试就答题”的题海模式,因此学生对教师的依赖性很强,习惯于老师牵着走的教学方式。
中学学生的学习模式是被动的接受知识。
大学阶段由于课程设置和人才培养目标完全不同于中学,教学方式也有所不同。
大学学生的学习模式是主动的获得知识,因此特别注重学生的自主、探索和研讨能力,强调学生的自主学习,对学生自学能力有较高的要求。
面对这种新的教学方式和要求,对从中学向大学过渡的大部分学生来说还是有困难的。
大学力学是刚进入大学一年级学生所学的第一门物理学课程,肩负着学生学习与衔接过渡的双重作用。
因此也就决定了大学力学必须以中学力学为基础,循环渐进的知识结构,这是符合学生的认知规律的。
事实上大学力学的教学及其教材析都明了这一点,大约有30%的知识对大学一年新生来说比较熟悉甚至课后习题也有些可用中学的知识解答,这样,使得他们刚进入大学力学的学习就产生偏见与误解,认为大学力学与中学的没有多大的区别平时用不着下苦功夫学习,只要考试前看一遍即可。
再加之大学力学的概念、定律、公式等单调、抽象,缺乏新鲜感和趣味性,以及普遍存在进入大学后想松一口气的心理,因此,更加促发了学生对大学力学的厌倦,丧失对大学力学学习的积极性和必要的内在动力。
可是,随着大学力学教学进程的发展,学生突然发现对很多力学概念、定律、公式不理解,这时他们才感受到大学力学的难度和深度。
但由于时间短,一下子难以理解和掌握新的大学力学概念,从而在心理上导致一种畏难情绪并伴随着学习上的紧张状态。
总之,由于大学力学具有这样的特点,使得刚进入大学的学生不是处在毫无压力的轻视心理状态就是处在极度紧张的害怕心理状态。
3.大学“力学”与中学“力学”知识上的对比中学物理与大学物理有着紧密的联系,因为我们在中学阶段学习过的大部分概念、定理、定律、公式、法则在大学物理我们会再一次遇到。
它们之间的联系,要求我们的中学物理老师在讲授概念或定律的时候,应该清楚大学教材是怎么讲述的,同理,大学物理老师应该清楚该课程在中学教材中是如何处理的,老师们只要清楚了知识内容和讲授内容的差异,自然对中学阶段力学与大学阶段力学的教学链接有了清楚的了解。
以下简单比较若干中学物理与大学物理的重要概念。
1.牛顿第一定律中学教材[1]:一切物体总保持匀速运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种保持原来的匀速运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
牛顿第一定律又称作惯性定律。
大学教材[2]:任何物体都将保持静止或匀速直线运动状态,直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止。
比较:中学教材指出力不是物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,并且强调了惯性的概念。
大学教材更给出了力的定性定义———力是物体间的相互作用它迫使物体相对于惯性系改变其运动状态即加速度。
2.牛顿第二定律中学教材[3]:对质量相同的物体来说物体的加速度跟作用在物体上的力成正比。
用公式表示就是2121a a F F =,或者F a ∝。
在相同的力的作用下,物体的加速度跟物体的质量成反比。
用公式表示就是1221m m a a =,或者m 1a ∝。
我们对力,质量和加速度的关系得到下述结论:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。