摘要:理论力学课程是现代大学物理专业普遍开设的一门课程。我们在此提出了一种新的理论力学知识体系,新的知识体系有助于学生在学好牛顿力学的基础上更好地建立完整的分析力学体系,使学生能从感性认知更好地过渡到理性认知阶段,同时使课程上下衔接更加紧密,有利于学生对后续课程的学习。
关键词:分析力学 ;理论力学 ;牛顿力学 ;感性认知;理性认知
经典力学是由牛顿力学和分析力学两部分组成,分析力学作为一种以前没有接触过的知识,对于物理专业的学生来说是一种思维方式的培养与升华,对于往后深层次的物理探究有着重要的作用,与高中,大学所学的力学在分析问题的方法上有着极大地不同。如今普遍国内理论力学课程设置的思想是以运动学,静力学,动力学为三大核心,只有少量的分析力学基础知识,例如周衍柏的《理论力学教程》,这样的知识体系安排虽然有助于学生更加具体地学习牛顿力学,但是却不利于学生对分析力学内容与后续课程的学习,下面我们将从理论力学本身课程内容和与前后课程的衔接两方面介绍新的理论力学课程体系。
一、重构理论力学知识框架
在大学的课程安排中,《力学》课程以牛顿力学为主,主要学习的是质点的基本运动规律,质点和质点系的运动定律与守恒定律,典型力学模型的相关问题和相对论的简单知识。大学对《力学》课程的学习已经使学生熟练掌握了牛顿力学解决问题的思想,以及力学经典模型(如刚体和质点组)的一般运动规律,理论力学课程应该在此基础上学习《力学》课程没有学过的牛顿力学内容和分析力学知识,而在对比了周衍柏的《理论力学教程(第三版)》,赵德林和张成义的《理论力学》和王瑞平的《理论力学》等多本针对物理专业的理论力学教材后我们发现,大部分理论力学的课程内容依然包括了大量质点力学,质点组力学等内容,在力学经典模型的运动中也存在着与大学《力学》课程内容的重复现象,这导致教师授课时仍要用大量的时间和精力教授《力学》课程已经学习过的内容,减少了后面分析力学的学习时间。同时对于学生来说,在学习理论力学的时候还是在学习牛顿的思想和知识,对力学知识的理解和认识难以实现从具体到抽象的升华,也很难建立起完整的分析力学结构框架。我们希望通过改进理论力学知识体系从而提出一套更适合本校物理专业学习的课程设计。
作者:苑超辰