关于大学力学物理思维方法的研究综述

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1、关于大学力学物理思维方法的研究综述邓小雄摘要：本文从国外国内两个方面对大学力学物理思维方法方面的研究进行了文献综述，其中国内分别从贯穿整个大学力学的物理思想或物理思维方法方面；有关物理思维方法的重要性方面；有关物理思维方法的学习方面；有关物理思维方法在物理概念、规律中的作用方面；有关物理思维方法在解决物理问题的作用方面；有关物理思维方法与新旧知识的关系方面；有关物理思维方法与教学方法的关系方面；其他方面等八个方面进行了综述。关键词：大学力学；物理思维方法；研究；综述1国外研究综述国外对思维方法在力学学习屮的作用

2、给予了普遍的重视和深入的探讨。由美国伯克利大学c.Kittle等著，北京大学物理系陈秉乾等译的力学（《伯克利物理学教程》第1卷）的“致学生”指出大学物理课的第一年由于要接受很多新思想、新概念和新方法，因此力学刚开始一般是最困难的⑴。由此可见力学思维方法在物理学屮的地位。美国LoyolaMarymount大学物理系的VincentP.Coletta和JeffreyA.Ph订lips在文章《解决互动物理课上的概念理解的障碍》⑵和《在力学导论中发展思维和解决问题的能力》⑶中指互动的物理教学方法比传统的方法更有效，然而

3、研究显示，即使在互动的物理课堂中，推理能力弱的学生在物理学习中大部分很难取得成功。很多学习力学导论的学生无法使用学习物理所必需的科学推理的方法，对这些学生來说，获得对力学概念的深刻理解是不叮能的。文章认为理解变量（物理量）及它们Z间的关系在科学上非常重要，但很多学生在这方面存在困难。文章中作者还提出了一个科学教育的认知加速计划（CognitiveAccelerationthroughScieneeEducationprogram）,即在中学生的常规科学课程中每两周插入一个小时有关科学的课程，为期两年，插入课程的

4、口的是教给学生科学推理的方法，如抽象模型的使用。参加该计划的学生在科学、数学甚至英语上的平均分比对照组的学生高一个等级。加拿大Vanier学院的HelenaDedic、StevenRosenfield和美国哈佛大学工程与应用科学学院的NathanielLasry在文章《力的概念测量表中的错谋选项都等价吗？》⑷中指出，力的概念测量表已有效应用于评估力学概念的学习,并进一步发展用来评估学生的推理能力。文章认为，在学习力学导论课程时，学生是带着起源丁常经验的知觉的理解进入教室的。当学生试图解决关于物体的运动或相互作用

5、的物理问题时，可能使用来源于H常生活经验的不正确的推理。因此，他们的解决方案不同于专家。2国内研究综述2.1贯穿整个大学力学的物理思想或物理思维方法方面贾君茹在论文《如何实现学生从中学物理到大学物理学习的转变》⑸中，认为不变到变、宏观到微观、近似到精确的思想贯穿物理学的始终，提出建立从近似到精确的极限思想、从宏观到微观的积分思想、物理量间关系的微分方程思想。杨燕在论文《略谈大学力学教学中思维能力的培养》⑹中，认为建模法贯穿于整个力学。涂利蓉在论文《浅谈《大学物理》力学的教学方法》⑺中,认为从一般推出特殊是力学的

6、基本研究取向；变与不变具有相对性，大变是微变的积累，微变又可近似认为不变，这就是力学研究的基本思想方法。贾君如和杨燕都论述了微元分析法的作用。贸君如认为在物理量积分化过程中“微元法”是获得定积分被积表达式的关键，主耍途径是在“小范围”内用近似方式表示该物理量。杨燕介绍了元过程分析法的特点：首先取任意微元；通过分析微元中各物理量间的相互关系及变化规律得到微分方程；由研究对象某憐时状态把握住整个过程的特点和趋势。2.2有关物理思维方法的重要性方面赵红在论文《力学教学中物理思维的培养》⑻中，认为教学的目的除了向学生传

7、授知识、为他们建构知识体系外，更为重耍的是让他们通过该部分内容的学习，学会一种分析问题、解决问题、发现问题的思维方式、思维能力，以利于其后续课程的学习。岳桂杰在论文《思维方法在力学教学中的运用与作用》⑼中，认为大学力学是难度比较大的一门课程，学生能否掌握内容，教师在讲授中对思维方法的引导至关重要，并通过举例介绍了演绎法和类比法的运用。张梅恒等在论文《加强高师物理系学生科学思维方法教育》问中，认为掌握科学思维方法并能解决实际问题是素质教育的要义所在。李转等人在论文《大学物理和中学物理的衔接及对策》⑹中，认为人学物

8、理教学普遍重知识教学而轻方法教育，建议对各章节、各阶段的特殊物理思维方法进行归纳总结，并认为大学物理思维方法虽有其特殊性，但高中物理某些思维方仍具有基础作用。教育部高等学校物理学类专业教学指导分委员会的《物理学科教育改革研究报告》期中指出物理教学要重视思维能力的培养，处理好形象和抽象、概念和推理等关系，并建议培养学生掌握分析与综合、演绎与归纳、理想化等方法。2.3有关物理思维方法的学习