大学物理中刚体力学的教学探索

引言：

作为 21 世纪基础科学的核心，物理学的重要地位无可争议 [1-2]。其中，刚体力学作为物理学的关键分支，不仅揭示自然规律的本质，更是航空航天、机械工程等现代技术领域的理论基础 [3]。该学科主要研究刚体在外力作用下的平动与转动规律。然而，科技快速发展为大学物理教学带来双重影响：一方面，现有教学过度侧重理论灌输，缺乏实践应用和创新培养，导致学生虽掌握计算方法却难以解决实际问题；另一方面，刚体模型本身的高度抽象性，使得初学者需要较长时间消化理解。这种理论教学与实践需求的脱节，构成了当前刚体力学教育的主要矛盾。

因此，对刚体力学的教学进行深入的探索与改革，不仅是提升教学质量、培养高素质物理人才的需要，更是适应时代发展、推动科技进步的重要举措。本文旨在通过回顾与分析当前大学物理教学的现状，探讨其中存在的问题与挑战，并在此基础上提出一系列切实可行的教改措施，以期实现教学模式的创新，促进学生综合能力的全面发展。

大学物理教学现状

1，为了学物理而学物理

学生为应付期末考核而学物理，忽视其专业价值，导致课堂消极。其中，质点运动学 / 动力学需微积分基础，而刚体力学要求更高数学能力和模型理解，但学生普遍存在数学薄弱、认知不足的双重困境，加剧了大学物理教学挑战。此外，课程考核重期末成绩，轻平时成绩的评价体系与应用型人才培养的目标存在一定差距。

2，专任教师任务繁重，教学效果有待加强

以我校为例，物理教师的全年平均教学工作量高达 600 课时以上。在日常教学之余，教师们还需肩负起辅导学生、回应家长反馈以及参与各类培训等多重职责，这些额外的工作无疑给专任教师带来了不小的压力。更为甚者，专任教师还需完成学校每年分配的科研任务，这无疑进一步加重了高校普通教师的负担，使其面临更为严峻的挑战。

3，教学内容丰富多样，但教学方法却显得较为单一

大学物理作为基础学科，其知识体系横跨经典力学、电磁场理论、统计热力学等多个重要领域，呈现出显著的系统性与深度特征[4]。但教学实践调查显示，当前课堂仍普遍存在以教师讲授为主、辅以演示实验和习题训练的单一教学模式。

此种单一的教学模式容易使学生陷入被动学习的状态，难以激发他们自主探索和深入理解知识的潜能。特别是在刚体力学这一较为复杂且抽象的领域，若教师仅要求学生按照自己的思路去理解，而缺乏足够的互动与引导，很可能会削弱学生的学习动力，甚至导致他们对物理学习失去信心。

大学物理课堂教学建议

1，加强教师培训，革新教师教学理念

在大学物理教学中，教师培训是非常重要的，因为教师的专业水平和教学理念直接影响学生的学习效果和兴趣。为了提高大学物理教学质量，应该加强教师培训，并革新教师的教学理念。首先，教师需要具备扎实的物理知识和教学技能。在培训中，教师可以不断学习新的物理理论和实验技术，提高自己的专业水平，从而更好地传授知识给学生。此外，教师还需要掌握有效的教学方法和策略，帮助学生理解和应用物理知识。

2，优化教学内容

在大学物理教学实践过程中，有必要根据学生认知特点对教学内容进行系统性优化。针对当前教学对象在数学基础方面存在的个体差异，建议采取分层递进的教学策略，以提升知识传递的有效性。

在刚体力学力矩计算教学中，学生普遍存在‌位置矢量与力矢量夹角判定困难‌的问题，这种空间向量关系的理解偏差导致学生容易出现计算错误‌。为此，我们可以对力矩的相关内容进行适度简化，采用更为直观的方法，即——力乘以力臂来计算，而重点在于让学生清晰理解力臂的概念，即固定点 ⁰ 到力的作用线的垂直距离。此外，我们还可以运用对比法来帮助学生理解其他相关的物理量。例如，在角动量的计算中，也存在类似的情况，其中动量取代了力的位置。为了简化计算过程，我们可以采用动量乘以动量臂的方式，而动量臂可以定义为固定点 ⁰ 到动量矢量的垂直距离。通过上述的处理方式，我们相信能够有效提升学生的物理学习效率，为他们日后的创新思维与能力提升奠定坚实的基础。

3，加强课程思政，培养学生爱国情怀

通过一年多的教学，发现大学中特别喜欢物理的学生较少，学生们普遍反映物理学难以掌握，感觉其抽象且难以学会。面临这这种状况，作为教师，我们应该加强课程思政，激发学生的爱国情怀，让他们认识到学习物理不仅是为了个人的成长，更是为了国家的繁荣与进步。

总结

本文对大学物理中刚体力学课程的教学现状展开了细致分析，并提出了一些教改建议。分析结果显示，当前存在学生为了学物理而学物理、教学效果不尽如人意以及教师肩负繁重教学任务等多重问题。

针对上述问题，本文有针对性地提出了一系列解决策略。具体而言，建议加强教师培训，革新教师教学理念，同时优化教学内容。此外，高校教师还需加强课程思政，培养学生爱国情怀，以期共同推动并实现高质量的教学改革。本文旨在为具有相似背景的高校在进行课程改革时提供有益的参考与借鉴。

[1] 樊济宇，马海霞．浅谈双一流建设背景下大学物理课程教育教学的改革——参加马文蔚《物理学》第七版修订研讨会有感［J］．物理通报，2022（09）：11⁃15

[2] 黄玉梅 . 科学方法在大学物理课程教学中的应用 [J]. 绵阳师范学院学报，2018，37（5）：28-31.

[3] 马文麒. 刚体力学教学讨论两则[J]. 大学物理.

[4] 贾瑜， 王炜.2023 年版《理工科类大学物理课程教学基本要求》内容细化修订解读 [J]. 物理与工程 ，2024，34（01）：3-10.