应用型本科物理规律的教学思考

肖令平 周清华

摘 要： 应用型本科物理规律教学须适应应用型人才培养目标，更要注重物理规律的内涵和本质理解，并重视科学研究方法的学习，本文以库仑定律为例，阐述物理规律教学的一些体会。

关键词： 大学物理 库仑定律 物理规律

江西科技学院近年来由规模发展向内涵发展和特色发展转变，着力提高应用技术型与创新型人才培养质量，注重提高学生的实践能力（解决实际问题的能力）和科学文化素质，让学生最终具备较厚基础、较宽口径，并注重实践、强调应用，为学生专业学习和人文素养提高奠定基础。

一、现存问题

回顾以往教学，我校课程多以应试教育为主，学生多以通过考试和修学分为目的，对提高应用技术型与创新型人才培养质量未予以重视，大学物理课程教学存在以下问题。

1.以往大学物理课程主要强调物理概念和物理规律的结论，以及如何应用物理规律解题，理论性较强，学生学习兴趣不高。

2.教师对物理概念的内涵、规律的形成过程、物理规律的内涵、本质的学习和理解不够重视。通过学习学生只了解物理规律的内容和数学表达式，以及利用公式解题，导致课程理论性较强，学生学习兴趣不高。

3.教学内容中未体现出大学物理与专业后续课程的重要性及对培养学生综合能力和素质的作用。使各学院对大学物理多有不悦，不断缩减课时，甚至提出取消大学物理课程；学生对大学物理学习的重要性认识不够，一些学生迫于考勤压力去上课，但身在曹营心在汉，被动学习效果显而易见。

为了改变目前大学物理在我校的地位，大学物理教改小组对大学物理教学进行了改革，本文论述了物理规律教学改革对提高学生科学素养、文化素养的作用。

物理规律主要包含原理、定理和定律。通过介绍物理规律的内涵让学生体验科学探究。通过介绍物理规律形成过程让学生了解科学研究方法，提高学生学习兴趣。可见学习物理规律不仅可以让学习者掌握基本物理知识，还可以提高学习者的技能。物理规律的建立主要由以下几个步骤构成。

二、库仑定律

库仑定律是大学物理电磁学部分的第一个定律，是电磁学部分的开端，具有丰富、深刻的内涵和外延，包含深刻的物理思想，在电磁学部分教学中占据很重要的地位，本文以库仑定律为例谈谈物理规律的教学思想及其作用。

因此，学习《库仑定律》的目的不仅是学习《库仑定律》的结论，而且包括运用《库仑定律》解题。通过学习让学生了解《库仑定律》的内涵和本质。在学习过程中逐渐提高学生分析问题与解决问题的能力，培养独立创新意识。

1.《库仑定律》的建立是许多科学家经过长期艰苦的探索，运用类比推理的物理思想方法。类比法是一种常用的逻辑推理方法，根据具有相同或相似的内部属性关系的两个研究对象推知这两个研究对象在其他方面的相同或相似之处。类比方法在各领域学习和研究中应用广泛。

1687年7月，牛顿在其发表的论文《自然哲学和数学原理》中利用《万有引力定律》，证明了质量分布均匀的球壳对放在其内部的物体没有力的作用。普里斯特列在重复富兰克林的实验时，发现均匀带电的球壳对放入其中的电荷也没有力的作用，运用类比推理法，普里斯特列认为静电场力与万有引力的性质相似，他认为两个静止的电荷之间的相互作用力正比于它们之间距离的平方。

通过库仑定律的建立我们发现把已有某些结论应用到新的研究对象可能得到意想不到的收获，所以对物理思想方法的掌握，可以培养学习者、研究者的发散思维，使其思路开阔、少走弯路。

2.学习物理规律不仅要让学生理解物理规律内涵，而且应明确适用条件。只有对物理规律内涵和适用条件有充分理解才能灵活运用定律分析问题和解决问题。《库仑定律》的适用条件有：

（1）真空。由于《库仑定律》是通过扭秤实验进行验证的，扭秤实验的工作环境是亚真空，以此排除其他环境因素的影响。另外，研究任何规律都是从最简单情况入手的，因此分析静电现象时，首先从真空环境开始，《库仑定律》中有“真空”的说法由此而得。但是，《库仑定律》仍然适用于均匀介质中，只是将真空介电常数换做介质的介电常数。

（2）静止。由于静电现象一般指静止电荷的电现象，且扭秤实验是在电荷静止情况下进行的，因此《库仑定律》中有静止的条件。但《库仑定律》适用于场源电荷静止、受力电荷运动的情况，但运动受力电荷对静止的场源电荷的作用力不满足《库仑定律》，即二者不满足牛顿第三定律。

因为静止的场源电荷产生的是静电场——电场的空间分布不随时间变化，因此场源电荷对运动电荷的作用力满足《库仑定律》，但是运动电荷除了激发电场外，还要激发磁场。因此其作用力为电磁力，实践表明，当电荷的速度远小于光速c时，运动电荷对静止电荷的作用力接近《库仑定律》给出的结果。

（3）点电荷。点电荷是一个相对概念，只要带电体的线度与两带电体间的距离相比可以忽略，则《库仑定律》可以由点电荷推广至点电荷组或连续带电体。

3.《库仑定律》的局限性。《库仑定律》只给出了带电体间的相互作用力的规律，说明其相互作用力是如何传递的。对电荷之间作用的媒介没有说明，给学生留下悬念，激发学生兴趣。

通过讨论《庫仑定律》的适用范围，不仅能增强学生独立收集资料的积极性，更能培养学生严谨的科学态度。

通过《库仑定律》的学习，学习者了解了定律的内涵，并通过内涵学习让学习者了解定律的建立过程，培养学生科学素养。

参考文献：

[1]高师物理规律教学初探——以库仑定律为例[J].湖南科技学院学报，2010，31（12）：36-38.

[2]库仑定律教学探讨[J].高等函授学报（自然科学版），2008，21（2）：31-32.

[3]应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究，2014，2：66-69.

[4]大学课程基本问题研究[M].镇江：江苏大学出版社，2010.

课题项目：本文得到江西科技学院“应用型本科院校大学物理课程内容改革研究”（课题编号：JY1510）和“大学物理精品课程（课题编号：KC1502）项目资助