建设具有军事特色大学物理教学案例的认识与实践

第32卷第12期2013年12月大学物理COLLEGEPHYSICSVol．32No．12

Dec．2013

建设具有军事特色大学物理教学案例的认识与实践

吴王杰，韩仙华，章

曦

（解放军理工大学理学院物理系，江苏南京211101）

摘要：大学物理教学案例是深化教学改革所急需的教学资源．简要论述了案例和案例教学的相关概念，分析了大学物理教学案例的基本特征，提出了建设具有军事特色大学物理教学案例的思路和方法，介绍了开发大学物理教学案例及其相关教学实践．

关键词：军事特色；大学物理；教学案例中图分类号：G642．0

文献标识码：A

文章编号：1000-0712（2013）12-0052-03

在《国家级精品资源共享课建设技术要求

（2012年版）》（以下简称“技术要求”）中的教学资源分为基本资源和拓展资源两部分，教学案例属于基本资源．“技术要求”对教学案例的格式与技术要能说明一定求是：1）教学案例必须具有典型意义，的实际问题；2）格式不限，能够通过常用浏览器或软件正常使用；3）有关媒体素材符合本要求中对媒体素材的技术要求．可以看出，相当于其他基本资，“技术要求”源对教学案例的规范较少，这就为各个或各类学校编写具有自身特色的教学案例留下的很大空间．因此对于军队院校而言，编写具有鲜明军事特色的大学物理教学案例就具有很高的实践和应用价值．

当前军队院校正处于从主要培养专业技术军官向主要培养初级指挥军官的转型阶段，如何在大学特别是思维物理课程中培养学员的各种领导能力，能力、创新能力和科学素养，是当前军校大学物理课程建设和改革的重要内容．大学物理教学内容亟需适应当前军队院校转型、适应信息化条件下联合作战初级指挥人才培养的需求，突出培养学员思维能力、创新能力和科学素养，教学案例是满足这个要求的很好的教学资源．

是教师与学生就某一具体事实相互作出色的案例，

用的工具；一个出色的案例，是以实际生活情境中肯定会出现的事实为基础展开的课堂讨论，是进行学

［2］

：“简单地说，术探讨的支撑点．”郑金洲教授认为一个案例就是一个实际情境的描述，在这个情境中，

包含一个或多个疑难问题，同时也可能包含解决这些问题的方法．”

从以上表述可以看出，案例要把注意力集中在一个中心论题上，要突出问题，并对面临的疑难问题提出解决方法．

就是力图设计一种与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式．在案例教学中，教师的角色是指导者和推动者，教师利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，其角色定位是要领导案例教学的全过程，即以教为主导．而学生则是学习的学生的学习是一种高度自治性的学习活动，他主体，

们不仅要听，要思考，更重要的是要运用物理学的基提出问题，对所涉问本理论和基本观点去发现问题、题有一定深度的理解，采用某种方法试着去研究一些问题，并判断研究结果的合理性．1．2大学物理教学案例的特征

把上述关于案例与案例教学的思想应用到大学物理课程教学中，我们认为大学物理教学案例应是一个具体的完整的教学内容，包含着与知识点相关的一个或多个实际物理问题，在教学内容中紧密结合训练物理思维方法，在实际物理问题中紧密围绕提高解决问题能力．根据上述描述，大学物理教学案例具有以下几个特征．

案例教学

［3］

1

1．1

大学物理教学案例的基本特征

案例与案例教学

正确地理解案例的涵义，是开发教学案例、从事

，目前尚案例研究的基本前提．案例英文写作“case”无一个公认的定义，审视的角度不同，对其描述也不

［1］

：“一个同．托尔（TowlAＲ）对案例有这样的解读

收稿日期：2013－03－30

作者简介：吴王杰（1964—），男，安徽省怀宁人，解放军理工大学理学院物理系教授，主要从事大学物理教学和计算物理研究工作．

第11期吴王杰，等：建设具有军事特色大学物理教学案例的认识与实践53

完整性：大学物理教学案例应具有解决一个实

际物理问题的基本环节，即从现象或具体情境中发现并提出问题，根据相关的理论体系和数学方法建立物理模型，利用各种方法对物理模型进行研究，得到初步结果并解释现象，再对模型进行修改，得到进一步的结果．

典型性：大学物理教学案例是经过精心挑选的具有一定代表性的典型问题，代表着某一类事物或现象的本质特征，涉及到较多的相关知识以及学生可能遇到的各种问题，从而使学生在掌握有关原理和方法的同时，也学会如何运用这些原理和方法解决实际问题．

启发性：大学物理教学案例为一定的教学目的它在教学过程中能够引起学生的讨论，促进思服务，

考，启迪思维．不仅是学生加深对教学内容的理解，而且获得处理相似问题的能力训练．

针对性：大学物理教学案例要针对具体教学目

学生兴趣和接受能力来组织和选编，要针标的需要、

对教学中的重点和难点，要注重提高学生发现问题、

分析问题和解决问题的能力．

并提取有效信息，应用所学的相关知识去解决问题．

5）突出军事特色．在案例内容设计上，围绕军事行动中各阶段战斗所运用的技术（例如在军事行

涉及到核物理、辐射、电磁波谱、光学动的侦察阶段，

和激光有关的物理学知识；在军事行动的进攻准备

阶段，涉及到与抛体运动、运动学和动力学有关的物则会涉及到与理学知识；到军事行动的在进攻阶段，

简单物理系统运动规律有关的物理学知识），使之体现出军事特色．2．2初步实践

近年来我们结合大学物理教材建设，对大学物理教学案例开展了一些初步的研究

［3-6］

．在我校大学

物理尖子班较早开展了基于教学案例的教学改革，探索研究型教学模式．在实施研究型教学模式中，我们通过一些难度适中的案例研究，来培养学员的综合应用能力和创新能力．例如万有引力定律是力学它与开普勒行星运动三定律、质中的一个重要内容，

点的角动量守恒定律、保守力（有心力）等内容相关联，另外万有引力定律的发现过程还充分体现了物理规律发现过程中典型的特征以及数学所起的重要的作用．我们首先把相关的教学内容按照接近历史的顺序整合在一起，以牛顿的视角去研究万有引力，

．我们因此案例的名称就叫做“发现万有引力定律”还把教材中有关机械振动的拓展内容非线性振动设

从一个线性单摆到一个非线性计成一个教学案例，

摆，再到一个周期外力驱动的非线性阻尼摆，数值计算结果清楚直观地显示了运动如何从简单形态逐步

走向复杂的形态，如何从规则走向混沌．这个案例立足于学生现有的物理知识基础和数学基础，从非线

概念、理论和计算（包括数学方法和数值性的现象、

计算）几个方面进行了教学设计，充分考虑可教性和

可接受性．在这个案例中我们充分利用了录像、多媒体软件、演示程序、数值作图表现形式，绕开繁难的数学分析，注重展示物理的图像和结果．在军事应用方面，我们正在对各章中与基本物理原理有关的军事高新技术进行系统的梳理，拟从武器系统的物理原理、关键技术、作战效能、使用与维护、性能改进等方面设计有关物理学原理在武器系统中应用的系列化案例．

2

2．1

建设具有军事特色的大学物理教学案例

建设的基本思路

1）充分借鉴国内外和军内外的相关成果．建设

好一套高质量的具有军事特色的大学物理教学案例，需要借鉴国外有关大学物理教材中关于案例的设计，比较分析国外军事院校例如美国陆军军官学校（西点军校）基础物理学课程设置与教学内容，利设计和编写案例的用我校大学物理课程建设成果，教学内容．

2）把编写大学物理教学案例与教材建设紧密结合起来．在不增加课时的条件下，对大学物理教材的知识系统结构和知识应用（能力培养）系统结构进行科学设计，把一些教学内容设计成教学案例的形式，使教学案例成为教材的一个有机组成部分，并形成教材的一个特色．

3）编写适当数量的教学案例．在“非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”规定的教学内容内，每章均编写一个或多个难度适中的教学案例，使之成为基本现象、基本概念与基本原理与军事应用的拓展，使教学案例能覆盖到课程教学的所有内容．

4）注重科学素质和能力培养．引导学生运用类似于科学研究的方法，发现并明确问题，搜集、分析

参考文献：

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ScienceTeaching，1963（6）：293．

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54

2000：5-12．社，

大学物理第32卷

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［6］吴王杰．混沌和非线性的教学设计［J］．大学物理（教

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［3］吴王杰．大学物理的案例教学初探［J］．大学物理（教

2006，18（6）：51-53．育专刊），

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J］．2011年全国高等学校物理基础课程教育型教学［

2011：128-131．学术研讨会论文集，

Constructionofuniversityphysicsteachingcaseswithmilitary

characteristics：understandingandpractice

WUWang-jie，HANXian-hua，ZHANGXi

（DepartmentofPhysics，PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing，Jiangsu211101，China）

Abstract：Theuniversityphysicsteachingcasesistodeepentheteachingreforminteachingresources．There-thebasiccharacteristicsofuniversityphysicsteachingcasearelatedconceptsofcaseteachingarebrieflydiscussed，

analyzed，thetrainofthoughttobuilduniversityphysicsteachingcasewithmilitarycharacteristicsisputforward，thedevelopmentofuniversityphysicsteachingcaseandtherelevantteachingpracticearedescribed．

Keywords：militarycharacteristics；universityphysics；teachingcase

（上接48页）

［7］刘兆龙，J］．中罗莹，胡海云．高校双语教学实证分析［2012，（5）：58-60．国大学教学，

Developmentofuniversityphysicsforexcellentscientistandengineer

HUHai-yun，LIUZhao-long，SONGKe-hui，WANGFei，MIAOJin-song，GOUBing-cong

（SchoolofPhysics，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China）

Abstract：Inrecentyears，inordertoachievethegoalsofstrengtheningstudents'engineeringandinnovativea-bilityproposedintheexcellentengineerandtopcreativetalentseducationandtrainingprograms，theteachinggroupofuniversityphysicsintheschoolofphysics，BeijingInstituteofTechnologyisconstantlyexploringnewcon-cept，newmethodsandnewideasoftheresearch－orienteduniversityphysicsteachingwhichiscloselyrelatedwithrealengineering．Ahighlyqualifiedfacultyhasbeenconstructedtofittheresearch－orientedteaching．Thecurric-ulumsystemhasbeenreformed．Aseriesofnewtextbookswithdistinctivefeatureshavebeenpublished．Themod-ern，network－based，multi－dimensionalconstructionofresearch－orientedteachingmethodsandmodelshasbeencarriedout．Thecultivationofstudents'scientificwayofthinking，senseofinnovationandcomprehensiveap-plicationabilitybyclassroomteachinghasbeenfurtherstrengthening．Andthestudentsassessmentandevaluationsystemadapttoresearch－orientedteachinghasbeenbuilt．Anewwayofresearch－orienteduniversityphysicsteachingreformwhichistakingholdinginfoundation，keepinginstepwithfrontandfacingtherealityhasbeentaken．

Keywords：excellentengineereducationandtrainingprograms；topcreativetalentseducationandtrainingprograms；engineeringandinnovationcapabilities；research－orientedteachingreformandpractice；qualitycour-ses．