《物理学》与《工程力学》的教学特点

【摘 要】我是一名从事物理教学工作的一线教师，具有二十多年的物理教学经验，由于工作需要，2006年开始又从事了《工程力学》的教学工作。虽然工程力学与物理学有一定的联系，但工程力学有其自身的特点，并且具有一定的专业性。在教学工作中，为了圆满完成教学任务，我潜心研究它们的教学特点，教学联系，使学生学习更加轻松愉快。

【关键词】物理学工程力学

首先从广度上看，物理学涉及了力学、电学、热学、光学、原子物理学等，而工程力学只涉及了物理学的力学部分；物理学是一门为学习专业基础课（如《电工电子学》《工程力学》等）打基础的学科，而工程力学是为学习专业课（《矿山压力与控制》《井巷工程》等）打基础的学科。所以对于高职院校的学生来说，难度要求降低了，专业要求提高了。教师在授课时，要帮助学生克服畏难情绪（特别是对“文科”学生而言），明确告诉学生，在专业课的学习中也许用到工程力学中的一个“点”，但我们现在就要学好一个“面”。从而调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情，为今后学习打下良好的学习基础。

第二，从宏观上看，工程力学与物理学有很多相通的地方，从微观上看又有很多不同的地方。例如，在静力学中，从物理学角度出发，为了研究问题的方便，在许多情况下可以将物体看成质点，只有在研究物体的转动问题时才将物体看成刚体，而在工程力学中却不能忽略物体的大小和形状，只能将物体看成刚体；在物理学中，即使将物体看成刚体也无需考虑物体的形变，而在工程力学中，我们必须考虑物体的承载能力（即强度、刚度、稳定性），从而必然要研究物体的形变，此时要将“刚体”假设成“变形固体”。

第三，学好物理学必须掌握一定的数学知识，尤其是在大学阶段，不具备《高等数学》手段，就不能解决物理问题；而学好工程力学除了掌握一定的数学知识外，还必须具备相关的其他专业课（如《工程制图》《机械制造》）的知识。这就不但要求学生要学好相关知识，同时要求教师也要掌握相关知识。

在物理教学中，要运用多种方法突出物理概念教学。物理概念的教学是提高教学质量的关键，也是极为重要的教学环节。 物理概念是物理学的基础，如果没有建立起清晰的物理概念，要想学好物理基础知识是不可能的。在讲授物理概念时，我认为应从以下几点入手：⑴运用实验、模型形成概念。物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理学也应该以实验为基础。通过实验和演示，能使学生理解如在学习和物理规律性，培养学生学习物理的兴趣，使学生从感性认识上升到理性认识，培养思维能力和解决实际问题的能力。⑵ 运用类比的方法认清概念。在培养学生善于从现象中抽象概括出事物本质特征的同时，还要让学生学会新旧物理知识和公式进行类比的方法，抓住一类规律的相似属性，从类比中加深对概念和公式的理解。运用类比分析方法讲解物理概念，除了加深对概念的理解，同时也避免混淆，防止张冠李戴。⑶找出关键的“字”或“词”提炼概念。物理学中的概念、规律有些很平淡、简单，有些抽象、复杂。在基本概念的教学中，千万不要平铺直叙。要在讲解过程中，抓住关键的“字”或“词”进行剖析，强化学生对概念的认识、理解。⑷挖掘内涵、拓展外延、强化概念。物理概念是反映物理变化中特有属性的一种思维形式。所谓内涵（既实质）是该物体在物体变化中的特殊性属性，通常用“定义”表示。所谓外延就是概念的适用范围和条件，是某一物理概念反映的对象的总和，通常用“划分”表示。抓住内涵可以准确地理解概念的本质，它们是相辅相成的。⑸精选习题巩固概念。教学大纲指出：“做好练习是使学生牢固地掌握基础知识，灵活地解决实际问题的重要途径。”学以致用，是练习巩固概念、灵活地运用所学知识的良好途径。在突出概念教学的过程中，除了前述几种方法外，还要精选习题。其原则是：紧紧围绕概念；灵活运用概念。

在工程力学的教学中，除了借助物理教学的精华外，还要突出它的专业特点，注重专业术语的运用。在工程力学的教学中，我们主要注意以下几点：⑴工程力学中的有些概念源于物理学概念要精讲甚至不讲，有些概念专业性很强要详细地讲、反复地讲。例如，在讲授“主矢量”与“主矩”时，涉及了力的平移定理（工程力学方面），又涉及了力的投影定理（物理力学方面）。在运用好前面所学的知识的同时，又理解了“主矢量”与“主矩”的概念，为今后学习平面任意力系的平衡方程奠定了坚实的基础。⑵在工程力学中更注重它的实用性。例如，在求构件某一截面上的应力时，要求运算过程中面积的单位采用平方毫米（其国际单位是米），力的单位采用国际单位牛顿，这样应力的单位就是用实用单位兆帕（其国际单位是帕斯卡）。又如，在求梁弯曲时横截面上的剪力及弯矩时，如果按照平衡条件，剪力、弯矩的符号规定繁琐难记，而采用实用方法即“左上右下生正剪”“左顺右逆生正弯”就比较简单易记。⑶注重基础做好铺垫。工程力学中，静力学虽然不是重点内容，如果做好铺垫，材料力学就更加容易理解；在讲授内力概念时，虽然在求应力时涉及内力比较简单，但教师切记不要嫌麻烦，亦步亦趋、做好铺垫，使学生在应用内力求解其他问题时能一目了然地、非常熟练地求出内力的大小和方向。总而言之，工程力学的知识面相对物理学知识面“窄”了，但工程力学却要求专业性更“精”了。