大学物理的学习方法

学习啦  如英   2016-03-12 19:08:11

  大学物理对于理工科学生来说,其作用是基础性的,大学物理课程学习的良好开展离不开科学的学习方法。今天学习啦小编就与大家分享:大学物理的学习方法,希望对大家的学习有帮助!

  大学物理的学习方法一

  概述:

  大学物理课程是高等院校理工科各专业学生的一门重要的基础课,其内容包括力学、热学、电磁学、波动光学、近代物理五部分。该课程对学生的要求是:

  1. 学好必要的物理知识,为今后的学习和工作打下坚实的物理基础。

  2. 通过该课程的学习培养科学的思维方法及分析问题解决问题的能力。 该课程的不同部分内容具有不同的知识特点,同时每一部分也有一些学习难点,学生在学习过程中应针对不同的知识特点、难点采用有效的学习方法。

  1. 力学部分:该部分以牛顿运动定律为主线,各部分之间联系密切,强调矢量的概念、微积分方法在力学中的运用。如由牛顿运动定律可推出动量定理、功能原理、角动量定理等,借助于对质点的研究方法可对刚体进行研究,质点、刚体的角动量,角动量定理及角动量守恒。这部分的难点主要有(1)变力作用下牛顿定律的积分问题,在求解这类问题时要注意正确分离变量、作合适的变量替换等。(2)质点、刚体的角动量和角动量守恒,在求解这类问题时要注意角动量的矢量性,注意角动量与动量、角动量守恒与动量守恒的区别。

  2. 热学部分:该部分主要是从微观和宏观的角度阐述热力学系统的热运动规律,微观理论解释热运动的本质,宏观理论描述系统状态变化的规律,两部分彼此联系、互相补充。这部分的难点主要有(1)速率分布函数的理解,应注意从分子运动的特点和速率分布函数的定义来分析理解。(2)热力学第二定律的统计意义及熵的概念的理解,应从系统的宏观状态与微观状态数之间的关系出发,结合热力学过程自动进行的方向性来理解。

  3. 电磁学部分:该部分主要是从场的观点阐述静电场、稳恒磁场的基本概念、基本规律,电磁现象的内在联系、物理本质。这部分的主要难点有(1)任意带电体场强的求解,在求解这类问题时应注意带电体电荷元的划分、场强的矢量性、坐标系的合理选取等问题。(2)有导体存在时静电场的分布及导体上的电荷分布,在求解这类问题时应注意合理应用静电平衡时导体内场强、电势分布的特点及场强、电势的叠加原理。(3)由毕奥-萨伐尔定律求某种载流体产生的磁场,求解这类问题时应注意定律的矢量性,与静电场强计算的相同点、不同点。(4)感生电场、位移电流的理解,要注意他们的产生条件、相互关系、存在空间等问题。

  4. 波动光学部分:该部分主要是从光的波动性出发阐述光的干涉、衍射、偏振等现象的基本规律。这部分的主要难点是光栅的衍射规律,应从分析光的多缝干涉和单缝衍射规律入手理解光栅的衍射、缺级、分辨本领等。

  5. 近代物理学部分:该部分主要介绍描述物体高速运动规律的狭义相对论和描述微观物体运动规律的量子物理基础。相对论部分的难点是相对论运动学,对这部分的理解应从相对论的时空观出发,正确理解惯性系的等价性,时间、空间的测量以及运动的相对性。量子物理部分的难点是(1)实物粒子的波粒二象性及德布罗意物质波的统计解释,可结合光的波粒二象性、光与实物粒子的区别、统计概率的概念以及当今量子力学界对量子力学的理论基础的争论来理解这部分内容。(2)对薛定谔方程的理解, 可将量子力学研究问题的方法与经典力学进行比较,结合方程的具体简单应用理解方程的地位、应用方法及其物理意义。

  具体实践:

  首先,“课堂”和“课后”是学习任何一门基础课的两个重要环节,对大学物理来说也不例外。课堂上,我认为高效听讲十分必要,如何达到高效呢?我们听讲要围绕着老师的思路转,跟着老师的问题提示思考,同时又能提出一些自己不太明白的问题。对于老师的一些分析,课本上没有的,及时提笔标注在书上相应空白的地方,便于自己看书时理解。课后,我们在完成作业之前应该先仔细看书回顾一下课堂内容,再结合例题加深理解,然后动笔做作业。除此之外,我认为可以借助一些其他教材或辅导资料来扩展我们的视野,不同教材分析问题的角度可能不同,而且有些教材可能更符合我们自己的思维方式,便于我们加深对原理的理解。总之,课堂把握住重点与细节,课后下功夫通过各种途径来巩固加深理解。

  第二,对大学物理的学习,我认为自己的脑海中一定要有几种重要思想:一是微积分的思想。大学物理不同与高中物理的一个重要特点就是公式推导定量表示时广泛运用微分、积分的知识,因此,我们要转变观念,学会用微积分的思想去思考问题。二是矢量的思想。大学物理中大量的物理量的表示都采用矢量,因此,我们要学会把物理量的矢量放到适当的坐标系中分析,如直角坐标系,平面极坐标系,切法向坐标系,球坐标系,柱坐标系等。三是基本模型的思想。物理中分析问题为了简化,常采用一些理想的模型,善于把握这些模型,有利于加深理解。如力学中刚体模型,热学中系统模型,电磁学中点电荷、电流元、电偶极子、磁偶极子模型等等。当然,我们还可总结出一些其他重要思想。

  最后,我们还要充分发挥自己的想象力、空间思维能力。对于有些模型,我们可以制出实物来反映,通过视觉直观感受,而大学物理中还存在大量我们无法直观反映的模型,因此就必须通过发挥自己的想象力来构造出来。

  老师指导:

  大学物理是工科院校学生必修的一门重要基础课、学位课程。它对培养人才的素质有着极其重要的影响。

  1.注重新概念、新内容的学习。从教学内容和要求看,物理学习到了大学阶段确实出现了

  一次飞跃,或者说上了一个台阶。客观地讲,这个台阶的梯度不能算小。这就形成了物理难懂难学的现实。

  大学物理的内容不是中学内容的重复或简单的扩展,而是在概念上深化、理论上提高,螺旋式上升。有许多新概念出现,如角动量、热学中的“熵”、量子化、能带等。既学习质点的运动,又研究多粒子体系。用爱因斯坦相对论的时空观代替了牛顿的绝对时空观。量子理论取代了能量连续的看法。从宏观到微观,从低速到高速,从经典到近代,大学物理的内容把同学们带向一个又一个美妙而又神奇的物质世界。对这些新概念、新内容,从一开始就要给予充分的理解和足够的重视。学习过程,实际上就是智慧能力的发展过程。问题要一个一个的解决,知识要一点一点的积累。不要等问题成了堆,然后坐山兴叹:物理难懂难学也!

  2.培养高等数学来思考、处理物理问题的能力。如果硬要把中学物理和大学物理做个比较的话,我要说,中学主要解决“恒”的问题,如物体在恒力作用下的运动,恒力的功等等;大学主要处理“变”的问题,如变力的冲量,变力的功等等。从数学的角度来说,中学物理是用初等数学解题,而大学物理趋向于用高等数学解题。不少学生不适应这种变化,还停留时间在原来的认识水平上。他们只习惯于把中学的思维、中学的方法生搬硬套到新的物理情境中来,不善于变换认识问题的角度,不善于改变解决问题的方式。不少同学只会用初等数学来处理问题,往往不能正确地用高等数学特别是微积分来表达和分析物理问题。同学们经常把矢量当标量、把变量当常量、把积分运算用代数运算来代替等等。

  尽管老师反复强调,但仍有不少学生仍按原来的思路去分析、处理问题,这是思维定势的消极影响,给物理学习带来了障碍。

  数学不仅是一种计算工具,更是对物理现象进行抽象、概括的表现手段。在大学物理中,许多概念和规律都是用高等数学的形式表达出来的。用高等数学来理解和处理问题是大学物理给同学们提出的一个新课题和基本要求。同学们一定要多加练习、用心揣摩,尽快进入角色中来。

  如果同学们对这个问题不给予足够的重视,不尽快予以突破并获得一定自由度的话,高等数学的应用将成为大学物理学习道路上的一个最大的障碍。

  3.养成自觉、自主学习的好习惯

  从学习方法的特点看,中学生天天与老师在一起,老师抱着学生走,学生们也习惯了在别人的监督下学习,在老师划定的轨道上运行。而到了大学,老师只讲那些最重要的问题,许多内容是要求大家自学的。教师除了上课答疑与学生见面外,剩余的时间完全由学生自己支配。同学们若不会统筹安排自己的时间,认真自学,多少时间就会白白浪费掉。

  人总会一天天长大,一辈子要人抱着走的人是没有出息的。大学要培养的是能够自觉的、自主的从书本和实践获取知识并有创新精神的人才。你看,藏书万卷的图书馆,又有那么多良师益友,不正是学习的大好时机吗!不要让宝贵的时光在无为中度过,珍惜自己的分分秒秒,养成自学的好习惯将会终身受益。

  4.积极进取,不要松懈。同学们的学习状态等非智力因素看,许多同学进入大学以后往往有松一口气的想法,甚至高呼60分万岁。因为高三各科在追求升学率的思想支配下,对学生加班加点使学生过于疲劳,加之学生对大学物理与中学物理的质的飞跃认识不足,一旦觉醒过来,已经欠账太多,尽管有的学生加倍去弥补,也收效甚微,他们会因心理平衡受到破坏而失去学习的信心。这方面的例子很多。我原来教过的学生中,还有些同学中学物理成绩很好, 参加奥赛还得过奖。他们有一个糊涂的认识:就凭我中学物理的水平,大学马虎一点,及格总不成问题,就放松了对自己的要求。

  结果怎样呢?不幸的是:两次补考都不及格!这方面的教训很多。你想,如果一个学生凭中学那点物理知识都能考及格的话,那么大学物理还有必要开课吗?如果说物理难学,那么大学物理就更难学了。思想上不重视,主观上不努力,上课不认真听讲,课后抄作业之风盛行。像这样,要想学好大学物理是不可能的,甚至想及格都难。还有一点,有的学生所学知识能否马上应用,能否作为谋生的手段作为学习有无兴趣的标准,这是相当错误的。大学不是技术培训,她注重的是人才的科学素质和能力的培养。没有这个素质的培养,你要成为科学的栋梁之材,那是不可能的。

  由以上分析我们看到,学生在学习大学物理时,一不留神,学习中便会出现问题、出现障碍。这就要求同学们一开始在思想上便要给予足够的重视,同时要和任课老师密切合作。我们的老师虽然水平不尽相同,但在物理方面总比你们懂得多一些,认真听讲、虚心学习是必要的。

  由于考试制度没改变,所以尽管不少人高呼什么素质教育、渗透式教育、创造式教育,但当前的教育基本上还是应试教育。就当前的考试制度而言,死读书、死背书是免不了的。就是说,主要的公式、定理、定义、结论还必须记住。

  就大学物理而言,要想考及格也不是一件难事。同学们只要作好三件事:

  一是认真读书搞清物理概念。如三大守恒定律的条件和应用,高斯定理、安培环路定理的意义等等。考试中,一般有40分左右是专门考概念的。

  二是认真作好习题。大约有20到30分的考题来自习题。这些习题是精心设计的,它可以帮助你理解、掌握所学内容。这样作的目的是激励同学们认真完成作业,巩固所学知识。

  三是仔细阅读《大学物理学习指导》。该书内容全面,信息量大,题目典型,题型与考题一致,它是你的良师益友。在这本书上花点时间,你是不会后悔的。

  大学物理考试覆盖面很大,几乎所有的知识点都要考到,要全面复习,不要押题、猜题。

  大学物理的学习方法二

  大学物理课程是高等院校理工科各专业学生的一门重要的基础课,其内容包括力学、热学、电磁学、波动光学、近代物理五部分。该课程对学生的要求是:

  1. 学好必要的物理知识,为今后的学习和工作打下坚实的物理基础。

  2. 通过该课程的学习培养科学的思维方法及分析问题解决问题的能力。 该课程的不同部分内容具有不同的知识特点,同时每一部分也有一些学习难点,学生在学习过程中应针对不同的知识特点、难点采用有效的学习方法。

  1. 力学部分:该部分以牛顿运动定律为主线,各部分之间联系密切,强调矢量的概念、微积分方法在力学中的运用。如由牛顿运动定律可推出动量定理、功能原理、角动量定理等,借助于对质点的研究方法可对刚体进行研究,质点、刚体的角动量,角动量定理及角动量守恒。这部分的难点主要有(1)变力作用下牛顿定律的积分问题,在求解这类问题时要注意正确分离变量、作合适的变量替换等。(2)质点、刚体的角动量和角动量守恒,在求解这类问题时要注意角动量的矢量性,注意角动量与动量、角动量守恒与动量守恒的区别。

  2. 热学部分:该部分主要是从微观和宏观的角度阐述热力学系统的热运动规律,微观理论解释热运动的本质,宏观理论描述系统状态变化的规律,两部分彼此联系、互相补充。这部分的难点主要有(1)速率分布函数的理解,应注意从分子运动的特点和速率分布函数的定义来分析理解。(2)热力学第二定律的统计意义及熵的概念的理解,应从系统的宏观状态与微观状态数之间的关系出发,结合热力学过程自动进行的方向性来理解。

  3. 电磁学部分:该部分主要是从场的观点阐述静电场、稳恒磁场的基本概念、基本规律,电磁现象的内在联系、物理本质。这部分的主要难点有(1)任意带电体场强的求解,在求解这类问题时应注意带电体电荷元的划分、场强的矢量性、坐标系的合理选取等问题。(2)有导体存在时静电场的分布及导体上的电荷分布,在求解这类问题时应注意合理应用静电平衡时导体内场强、电势分布的特点及场强、电势的叠加原理。(3)由毕奥-萨伐尔定律求某种载流体产生的磁场,求解这类问题时应注意定律的矢量性,与静电场强计算的相同点、不同点。(4)感生电场、位移电流的理解,要注意他们的产生条件、相互关系、存在空间等问题。

  4. 波动光学部分:该部分主要是从光的波动性出发阐述光的干涉、衍射、偏振等现象的基本规律。这部分的主要难点是光栅的衍射规律,应从分析光的多缝干涉和单缝衍射规律入手理解光栅的衍射、缺级、分辨本领等。

  5. 近代物理学部分:该部分主要介绍描述物体高速运动规律的狭义相对论和描述微观物体运动规律的量子物理基础。相对论部分的难点是相对论运动学,对这部分的理解应从相对论的时空观出发,正确理解惯性系的等价性,时间、空间的测量以及运动的相对性。量子物理部分的难点是(1)实物粒子的波粒二象性及德布罗意物质波的统计解释,可结合光的波粒二象性、光与实物粒子的区别、统计概率的概念以及当今量子力学界对量子力学的理论基础的争论来理解这部分内容。(2)对薛定谔方程的理解, 可将量子力学研究问题的方法与经典力学进行比较,结合方程的具体简单应用理解方程的地位、应用方法及其物理意义。

  具体实践:

  首先,“课堂”和“课后”是学习任何一门基础课的两个重要环节,对大学物理来说也不例外。课堂上,我认为高效听讲十分必要,如何达到高效呢?我们听讲要围绕着老师的思路转,跟着老师的问题提示思考,同时又能提出一些自己不太明白的问题。对于老师的一些分析,课本上没有的,及时提笔标注在书上相应空白的地方,便于自己看书时理解。课后,我们在完成作业之前应该先仔细看书回顾一下课堂内容,再结合例题加深理解,然后动笔做作业。除此之外,我认为可以借助一些其他教材或辅导资料来扩展我们的视野,不同教材分析问题的角度可能不同,而且有些教材可能更符合我们自己的思维方式,便于我们加深对原理的理解。总之,课堂把握住重点与细节,课后下功夫通过各种途径来巩固加深理解。

  第二,对大学物理的学习,我认为自己的脑海中一定要有几种重要思想:一是微积分的思想。大学物理不同与高中物理的一个重要特点就是公式推导定量表示时广泛运用微分、积分的知识,因此,我们要转变观念,学会用微积分的思想去思考问题。二是矢量的思想。大学物理中大量的物理量的表示都采用矢量,因此,我们要学会把物理量的矢量放到适当的坐标系中分析,如直角坐标系,平面极坐标系,切法向坐标系,球坐标系,柱坐标系等。三是基本模型的思想。物理中分析问题为了简化,常采用一些理想的模型,善于把握这些模型,有利于加深理解。如力学中刚体模型,热学中系统模型,电磁学中点电荷、电流元、电偶极子、磁偶极子模型等等。当然,我们还可总结出一些其他重要思想。

  最后,我们还要充分发挥自己的想象力、空间思维能力。对于有些模型,我们可以制出实物来反映,通过视觉直观感受,而大学物理中还存在大量我们无法直观反映的模型,因此就必须通过发挥自己的想象力来构造出来。

  大学物理的学习方法三

  摘要: 比较了中学物理和大学物理的区别和联系, 说明了大学物理较中学物理更全面和深入。并指出由于微积分知识的运用, 在大学物理的学习过程中要更注重对物理概念的分析理解, 同时强调了自学和课后复习在大学物理学习中的重要性。

  关键词:学习方法;物理学;大学;中学

  世界是由物质组成的,而物质是在不停的运动;物质的运动形式多种多样,它们既服从共同的普遍规律,又各有其独特的规律;对各种不同的物质运动形式的研究形成了自然科学的各个分科,而物理学是研究物质运动最基本最普遍的形式,因而物理学所研究的规律具有极大的普遍性,可以认为,物理学是除数学以外,一切自然科学的基础,同时也是当代工程技术的重大支柱,物理学的发展是推动整个自然科学发展的一个最重要的动力。进入21世纪,科学技术的发展更是突飞猛进,各种学科相互交叉、相互渗透,而要使我们培养的科技人才能适应科学技术的飞速发展,并有所独创、有所前进,就必须加强基础理论特别是物理学的学习。大学物理是面向大学低年级学生开设的一门基础课程。由于大学物理和中学物理所讨论的对象都是同一个,而学生又刚离开中学不久,在教学中我们发现,在大学物理的学习中,同学们总是习惯用中学的概念和方法来理解和处理已经复杂和深入了的大学物理的问题,很难接受新的概念和方法。曾经有同学提问,既然中学物理中的ΔS=v·Δt(路程等于速率乘时间)没有错,为什么用到大学物理中求物体碰撞后移动的距离就不行了呢?另外多数同学对数理化的学习方法还是采取中学的题海战术,结果花了很多时间和精力用在求解计算题中,考试却往往不甚理想。还有同学反映大学的教学进度太快,跟不上。下面就这几个方面谈谈本人在教学中的一点体会。

  一、中学物理与大学物理的区别与联系

  大学物理和中学物理都是研究物质运动规律的一门学科,那么为什么中学已经学过了物理,也没有错,大学还要再学呢?我们知道物质是在不停地运动的,有运动就有变化,那么描述运动状态或运动规律的物理量就是变量,要求解变量问题就要求有微积分知识,这是在中学中无法解决的问题。由于数学上的局限, 只能将问题作些条件上的限制和化简,使得中学物理不能将问题展开和进行深入的探讨,有它的局限性。那么大学物理通常是在学习了微积分以后才开设,站在一个更高的台阶上,更全面地去理解过去接触过的物理概念,所以大学物理具有更普遍的意义和更广泛的适用性。比如求物体移动的距离S,物体在移动过程的速率可能是随时间变化的,即v是t的函数v(t),那么它在一段时间Δt内移动的路程ΔS应为:

  ΔS =∫v(t)dt

  这是大学求解ΔS的公式。如果物体在这段时间内移动的速率是匀速的,即v是常数,则:

  ΔS=∫v(t)dt=v∫dt=vΔt

  这是中学求解ΔS的公式,只适用于匀速运动,不能用来解变速物体的运动。可见大学物理的内容中已经包含了中学物理的概念,而中学物理只是大学物理在特殊情况下的特例,它的应用是有条件的,并非在任何情况下都适用。再回到前面学生提到的那个问题。因为物体碰撞后, 由静止开始运动,速率由无到有,显然是变量,再用S=v·Δt来计算就错了。所以在大学物理的教学中,对学生接触过的物理量,如果分析出它们与中学物理量之间的区别和联系,将有助于学生重新认识和接受它们。

  二、大学物理的学习方法

  学习方法在大学物理的学习中也是非常重要的,掌握得好,事半功倍;掌握得不好,事倍功半。

  1.中学的题海战术和大学的理解分析大学物理的学习中要注重物理概念的理解和物理问题的分析。物理理论是高度概念化和定律化的知识体系,中学物理由于数学上的局限,很多物理概念无法用数学公式形式表示出来,只能解决一些简单的问题,稍复杂一点的问题就要设法化为用初等数学可以解决的形式。使得学习的难点在数学技巧上,所以要多做计算练习,熟能生巧。而大学由于微积分的引入,使得各类物理问题大都可用相应的公式形式表示出来,比如物体在外力作用下的运动,用牛顿第二定律来解,在中学只有一个公式:

  F=ma

  只能求解在恒力作用下质量不变的质点运动,但在大学就有:

  ①F=mdv/dt

  ②F=md?r/dt?

  ③fn=mv?/R

  ④Fτ=mdv/dt

  ⑤∫Fdr=1/2mv2?-1/2m1?

  ⑥∫Fdt=mv2-mv1

  即各种不同形式的公式有好几个,不同的问题适用不同形式的公式,运用速度定义v=dr/dt,由公式①、②可以求出物体在各种变力作用下的状态v或r的规律;公式③、④用来解用自然坐标系表示的质点的曲线运动就较方便;当外力仅是位置的函数F(r)时,用公式⑤可以方便求出物体的速度大小,且由于公式⑤只与速度大小有关,与方向无关,还可解物体上各点运动速度大小相同、而方向不同的非质点柔软物体的运动;而公式⑥不仅方便求解在随时间变化的外力F(t)作用下的质点运动规律,且根据动量定义P=mv,公式⑥还可以求解变质量质点的运动。数学上的问题已经有了具体的方法,再进行题海战术意义就不大了。但大量公式和概念的引入,具体应该选用哪个公式和哪个概念,又使问题复杂化了。就好比医生已经找到了治疗各种病的药物,但首先得判断病人得的是什么病,才能对症下药。大学物理要求对物理问题作出正确的判断。这就必须对物理概念有深刻的理解和掌握,对物理问题要进行细致和全面的分析,才能够快速准确地解决问题。那么教师给学生分析例题时,也不要急于告诉学生怎么解,而应着重分析为什么要这样解。

  2.自学和课后复习大学学习也是一个自学能力培养的过程,大学的学习要注重课后复习和自学。中学时往往一个星期只学一个概念,一个公式,老师举一反三,学生在课堂消化理解;而大学往往是一堂课下来已翻过几十页,一个章节同时出现好几个公式。考虑到大学生应该有一定的自学能力,大学课堂上老师不会再像中学那样面面具到,只是将问题的重点提出来,也不可能在课堂内消化全部内容,所以课后一定要自习,通过自学,独立思考,提出问题,才能真正学到知识。如果还像中学时一样完全依赖老师和课堂时间,势必会感到力不从心,学习跟不上。从学校到社会就好比一个人学走路。中学阶段是老师搀扶着行走,那么大学就是老师在旁看着,提醒你障碍,摔倒了扶起。最终才能走向社会,独自行走。大学就是这样一个从依赖走向独立的过程。在这过程要练习自己走,才能学得更快更好。从中学到大学,不仅仅是学习内容上的深入和发展,更重要的学习方法的学习和练习,是一种思维锻炼。能否顺利地从中学学习过渡到大学学习不仅关系到大学能否学好知识,更重要的是在今后的工作和学习中能否掌握和应用正确的学习方法,处理实际中遇到的问题,适应社会环境,而大学物理的学习又刚好是处于这个过渡时期,希望本文对这个特殊时期的教学和学习能有所启迪。

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