大学物理与工程力学教学衔接问题的探讨

工程力学是面向机械、土木类专业开设的一门基础主干课程，对于学过大学物理的学生而言，由于已经普遍学习过大学物理的力学部分，初学工程力学时，理论力学部分的前面许多内容都是大学物理的力学中接触过的，很多内容只是说法不同，容易产生轻视心理，而第二部分-----材料力学又感觉太难，容易产生厌学心理。所以，如何在教学过程中做到既避免与大学物理的简单重复，又要抓住工程力学的核心部分，做好大学物理与工程力学的教学衔接，更好地为后续课程服务，是一个值得认真探讨和研究的问题。

一、教学目的的衔接

大学物理是理工类专业学生学习的一门通识类的必修课，学生应掌握物理学的基本概念及规律，能运用物理学的基本知识去理解或是解决自然科学和工程技术当中的有关物理学的基本问题，力学问题也是其中一部分。工程力学在教学过程中也应充分引导学生学会物理学学习的思维及方法，特别是学习把实际现象抽象为理论的方法，强调学生从感性上升为理性的认识过程，学生学习后应具备将理论与实际相结合的能力。老师教授工程力学时应该建立在更为严格的逻辑基础之上，更偏重于从实际抽象出理论模型，通过严谨的计算最终解决实际问题，就要要老师能够引导学生建立新模型及理论，熟练运用数学工具解决实际的力学问题，强调培养学生严密的逻辑推理、理性思维能力。两门课程教学目的的衔接重点在于理论与实际相结合。

二、教学内容的衔接

大学物理的力学部分一开始学习的是运动描述和运动变化的规律，对力这一概念基本沿用了中学的观点，并没有过多说明，而工程力学在一开始时对力进行了更为详细的阐述，对力的确性质和作用进行了很深入的讲解。大学物理的主要内容包括质点运动学、质点动力学及刚体力学，即经典力学。工程力学则包括大学物理中的力学部分知识，并且更加细化，更加贴近实际，也并不是大学物理力学的简单重复，学生除了要能系统地进一步理解宏观机械运动的基本规律及概念，还要掌握处理力学问题的普遍方法，擅长把实际问题抽象为力学模型，并进一步建立求解问题的数学方程。

比如质点轨迹方程的确定、动量定理、动量矩定理、速度及加速度的计算、刚体的定轴转动等。在处理重复部分时，大学物理力学应着重强调学生处理力学问题的基本功。而在此基础上，工程力学当中可以讨论不同参考系之间的运动关系，也就是相对运动问题。总而言之，在内容重复的时候，教师应能把握住两门课程讲授内容的深度和浅度，大学物理更注重学生基本概念和基本应用的掌握，工程力学更偏重于实际问题的解决。由于大学物理和工程力学知识点之间存在密切关联，教师在教学过程中应给予充分点拨。比如在大学物理中学习的系统受力分析及受力图的画法，实际上也贯穿了整个工程力学的始终，应当作为重中之重予以强调，受力图画法的相同点和不同点都要强调。个别学生在学习这部分时很容易产生轻视心理，因为受力分析在中学阶段就已强调过，学生总认为自己已经相当熟悉，不能引起足够重视。但等到学习工程力学的动力学部分时，学生对稍微复杂一点的系统就不知如何分析和画图了，这一点在转动参考系中不同惯性力的求解中表现得尤为明显。因此，教师应在教学中进行不厌其烦地强调及说明，引起学生的警觉。

三、教学方法的衔接

大学物理侧重于利用感性材料及实验建立基本概念及规律的物理图像，工程力学侧重于利用力学知识解决实际问题。在大学物理到工程力学的过渡中，教师要通过不断地从身边实际出发，并引导学生充分发挥主观能动性，主动观察工程实际和生活中的力学问题，使学生掌握从实际问题中抽象出力学模型并严密理论计算的能力。例如，对于自然坐标系中的加速度表达式的推导，大学物理力学利用图解讨论法，学生可以直观地观察到切向加速度描述速度大小的变化及加速度描述速度方向的变化。但在工程力学中则是采用对速度矢量时间求导的方法，这是种较为抽象的数学方法，使初学工程力学的学生难以理会其中的物理实质。所以，教师可以把矢量求导计算中的每一项和大学物理力学的图解法对应比较，学生就会明白地知道矢量求导数学计算过程后面的物理意义。学生既掌握了矢量求导的数学方法，又掌握了任何矢量求导运算背后的物理含义。

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