摘 要 认识学习方法的转变对学习大学物理有很重要的作用。通过对比不同阶段物理内容的区别与联系，討论了学习大学物理内容的分析方法。在学习过程中，微积分知识对分析物理概念起到了关键作用，同时强调了数学模型和定量定性分析法应贯穿学习的全过程。
关键词 学习方法 物理 思维模式
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.08.021
Abstract The transformation of understanding learning methods plays an important role in learning college physics. By comparing the differences and connections of physical contents in different stages， the analysis method of learning the contents of college physics is discussed. In the process of learning， the knowledge of calculus plays a key role in the analysis of physical concepts. At the same time， it is emphasized that the mathematical model and quantitative qualitative analysis method should run through the whole process of learning.
Keywords learning methods； physics； thinking model
物理科学作为自然科学的重要分支，已渗透到各个领域，应用于科学技术和人类生活的各个方面。在探究物理这一学科的过程中，人们所形成的现代科学方法和思维方式，深刻地影响着人类对物质世界的认识和人们的日常行为与社会生活。
大学物理不仅是高等院校理工科各专业的基础课程，同时还对后续的专业课程的学习和学生综合素质的提高有很大的帮助。但由于不同阶段的物理课程在教学方法、教学内容、教学评价等方面都存在较大差异，这就使学生不能完全适应高校的教学模式。与此同时，有部分高职院校在实际教学过程中还要面临“课时少，任务重，教学内容难，教学方法陈旧，学生素质不齐”等问题。[1]无论是中学还是大学，物理所研究的对象是一致的。中学时期的物理知识多与生活息息相关，用实验来验证其理论的本质，就容易被学生们理解。因此，在学习大学物理时，学生习惯性的用简单的方法来理解已经复杂和深入了的大学问题，就很难打破固有的思维模式，接收新的知识。多数同学只理解表层含义，考试却往往不甚理想。如上所述，高校在物理教学中，如何使学生从中学的物理思维模式快速转变为大学的物理思维模式就变得尤为重要了。针对此类问题，本文从以下两个方面进行了讨论。
1 中学物理与大学物理的区别与联系
1.1 培养目标的改变[2]
相比较中学物理而言，大学物理的教学目标更注重培养学生的理性思维能力和正确看待世界的理性精神，将自然科学上升到更高的层面，开拓人的认知领域，而不像中学物理那样，接触的内容是浅显的特殊情况，在应用方面也是缺少系统性的理论知识。大学物理更注重过程和方法，注重学生综合运用知识的能力。
1.2 研究内容的深入
无论哪个时期，物理学的研究范畴是没有变化的，主要是研究的内容变得更复杂了，对物理现象的描述也更注重从现象到本质，从简单、特殊到一般情况。[3]因此，在学习的过程中，应多关注物理学在实际工程中的应用，这样才能把中学物理和大学物理的知识连接起来，找到学习的切入点。
1.3 研究手段的转变
我们知道物质是瞬息万变的，描述物质的运动状态或运动规律也是随着时间发生变化的。从定性到定量，引入的物理量从标量到矢量，而采用的数学方法也从简单的数学运算变成了微积分。利用微积分解决物理问题，可以使学生更加透彻地理解物理概念和现象。
1.4 研究方法的转变
加强从“接受式学习”到“研究式学习”的转变。由于中学物理教学长期受到应试教育的负面影响，物理学研究方法是通常意义上的对物理知识点的累积和归纳，缺乏主动探究的过程。[4]学生从“接受”到“研究”这一过程中，需要任课教师在教学环节上从“主角”变成“配角”，积极调动学生参与到课堂中来，用发现问题、思考问题、解决问题的步骤来指导学生完成教学内容。
1.5 自学能力的加强
教师在课堂上要重视学生学习方法的指导，让学生慢慢从“被动学习”过渡到“主动学习”，在这一过程中，培养学生的自学能力。[4]为了发挥学生学习主体的能动作用，教师可采取启发式教学法，把能激发学生学习兴趣的要素，例如物理学史、趣味实验等，贯穿于课堂设计中去。同时，让学生在最佳的学习状态及积极的学习氛围中学习，做到课前预习、课后复习、大胆探索。课外利用现代教育手段，培养学生探究能力及创新精神。
2 大学物理的学习方法
好的学习方法等于在学习的道路上前进了一半。如何找到学好大学物理的有效方法，本文从以下五个方面来论述。
2.1 定性分析法和定量分析法要紧密结合
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的形式表示出来，只能用文字来表示物理规律或是概念。[5]因此，在大学阶段，物理规律或是概念除了用定性的方法分析外，还要进行定量研究。
所谓定性分析，就是判定某种物质的属性或特性，例如电场和磁场。虽然两种“场”看不见，摸不着，但是，场是客观存在的实物，具有质量、速度、能量等。在实际应用中，我们可以根据“场”的一系列性质，提出具体的表达式为人们的进一步研究打下基础，这就是定量分析法。定量分析就是对事物作数量上的分析。事物的质变和量变是紧密相连又是相互制约的，任何事物都是质和量的统一体。所以，在物理学中，要想了解事物的本质，就必须通过定量的计算来体现。从定性到定量，这是物理发展的必然。“定性是定量的不足”，这是卢瑟福早就下过的定义。
2.2培养矢量分析思维
大学物理中，很多物理量既有大小，又有方向，要用矢量来表示，例如位移、速度、力、电场强度等。[6]如果物理量为矢量，那么就不在是简单的一维计算，而是二维或是三维，所以“矢量运算法则”及“矢量方程的运用”就显得相当普遍。根据研究问题的不同，物理矢量可以分别放到不同的坐标系中研究，例如直角坐标系、平面极坐标系、切法向坐标系、球坐标系、柱坐标系等。但由于中学物理很少涉及矢量，部分学生常常在作业或考试中未能正确书写矢量，这说明他们跳不出高中阶段的思维模式，以及对标量、矢量和矢量方程的意义理解甚少，只有肤浅的理解，在思维中尚未形成矢量思维。
2.3 利用理想化模型简化复杂问题
在科学研究中，建立模型已经成为人们认识复杂的自然现象和客体的一种重要方法，也是理论思维发展的重要方式。物理学家是以试验来验证理论，而理论的提出也往往用到各类模型。模型的正确与否直接影响到试验的结果。物理模型是对实际物体的科学抽象，如力学中质点模型、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。这种抽象以实践为前提和基础，把复杂的问题用简单的理想化模型来解决，同时还可以总结出很多规律。
2.4 因果分析法要贯穿始终
物理学诞生于人类对自然现象的观察和对实验结果的探究中。究其现象和实验结果产生的根源就是因果分析法。牛顿力学的建立、麦克斯韦电磁理论的提出、相对论的出现、量子理论的创立及基本粒子理论的发展都是建立在西方理性逻辑思维和注重因果关系的哲学思维基础之上的。
我们认识物理现象時，通过因果关系的分析，可以为我们理出一条清晰的脉路来。简单地说，我们看到的现象和发现的问题都是“果”，究其本身原因就是“因”。例如，伽利略利用理想实验，科学地讨论了“力”和“运动”之间的因果关系，得出了力是产生加速度的原因。伽利略正确的因果分析为牛顿的动力学奠定了基础。再如，静电场的环路定理的推导源于静电场是保守场，静电场力是保守力，如果不清楚这其中的因果关系，也无法得到静电场的无旋性。[7]
2.5 元过程分析法要灵活运用
在大学物理的研究中，有一种常用的分析方法—元过程分析法，也叫“微元法”。就是把研究对象分割成无限多个无限小的部分，即微元，等同于把物理过程分解成无限小的部分，抽取其中一部分加以研究的方法。这种方法的计算过程类似高等数学中的微积分。其实，微积分的创始人之一就是伟大的科学家牛顿。他正是在研究物体做曲线运动时，想到用微积分的方法来计算此类物理难题。
在大学物理中，巧妙的利用微元法可以轻松解决很多问题。[8]高中时的物理内容可以概括为特殊情况，比如说物体做直线运动、恒力做功等。大学物理的内容从特殊性上升为一般性，我们讨论的是曲线运动、变力做功、不同质量分布的刚体的转动惯量计算、连续分布带电体的电场强度计算等，这些物理难题都可以利用微元法得以巧妙的解答。
总之，掌握合理的学习方法，可以更好地超越中学物理到大学物理的学习障碍。顺利地完成从中学物理到大学物理的过渡阶段，从中提高自己的思维能力和处理实际问题的能力。
参考文献
[1] 教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会.理工科类大学物理课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2] 罗仁俊.关于大学物理与中学物理衔接问题的讨论[J].中山大学学报论丛，2005（3）：17-19.
[3] 张章.论从中学物理到大学物理学习转变的引导策略[J].湘潭师范学院学报，2005.27（4）：128-130.
[4] 兰智高.对“大、中学物理学习方法衔接”的研究[J].高等函授学报（自然科学版），2001（4）：19-22.
[5] 吴大江，呼中陶.文科物理学教程[M].北京：北京师范大学出版社，2010.
[6] 朱其明，李耀俊.大学物理微积分思想与矢量思想教学浅谈[J].中国西部科技，2011（10）：82-83.
[7] 程守洙.江之水.普通物理学[M].北京：高等教育出版社，1998.
[8] 马博琴.微元法在大学物理中的应用[J].科教导刊，2010（24）：71-73.