大学物理教学中融入军事应用案例的探索与实践

来源:用户上传      作者:何苏红 李霞 吴成国 陈磊

　　摘  要：物理学是一门与高技术武器装备的工作原理联系最紧密的基础学科之一，是军校整个课程体系中的一门基础核心课程。该文针对军队院校大学物理课程教学现状进行分析，针对目前军队院校大学物理教学与军事融合力度不够的问题，从军事应用案例库的建设、教学具体实践两方面进行了阐述。研究结果表明：在教学中融入军事应用案例，不仅能提高学员学习大学物理知识的热情，而且能提高他们的军事素养，使大学物理教学真正向部队靠拢，向实战聚焦。
　　关键词：大学物理教学  军事应用案例 融合  军事素养
　　中图分类号：G71           文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）09（a）-0228-03
　　Abstract： Physics is one of the basic disciplines most closely related to the working principle of high-tech weaponry and equipment. It is also a basic core course in the entire curriculum system of military schools. This article analyzes the current situation of the teaching of physics courses in military colleges and universities. In view of the current problem of insufficient integration of military physics teaching and military affairs in military colleges and universities， it expounds from the construction of military application case database and the specific practice of teaching. The results of the study show that incorporating military application cases into teaching can not only increase the enthusiasm of students to learn knowledge of college physics， but also improve their military literacy， so that college physics teaching can truly move closer to the army and focus on actual combat.
　　Key Words： College physics teaching; Military application cases; Integration; Military literacy
　　大学物理课程是军校整个课程体系中的一门基础核心课程。众所周知，物理学是一门与高技术武器装备的工作原理联系最紧密的基础学科之一。因此，与其他基础课程相比，大学物理课程在培养高素质新型军事人才方面具有先天的优势。如何发挥这门课程的优势和挖掘物理知识对应的军事应用案例，通过案例教学培养学员的军事素养，这是目前军队院校大学物理课程改革迫切需要解决的问题[1-3]。
　　1  军队院校大学物理课程教学现状分析
　　1.1 对大学物理与军事融合的重要性认识不够
　　由于受到传统的教学方式、教学时数及教学习惯等诸多因素的影响，年轻教员对物理教学中融入军事应用的重要性认识不够[1]。教员往往比较关注物理知识的传授，为了将知识讲清讲透，他们在对知识的理解、衔接、全面等方面花了很大气力。这种单一的知识传授，使学员对于物理学科的学习认识就只是仅仅停留在盲目地记住公式，再运用公式解题。长此以往，容易造成学员不懂学、不会学、更不愿主动思考创新的不良局面。因此，当前这种教学模式，“战”的浓度不够，与培养高素质新型军事人才的目标还有一定的差距。
　　1.2 缺乏系统的物理知识对应的军事应用案例
　　问卷调查显示，军校学员普遍希望在物理教学中引入与自己未来职业发展有关的军事应用案例，这样可以提高物理课堂的有效性、实践性、趣味性，大大提高学员们学习大学物理课程的动力。很多教员也想尝试在教学中把物理内容与军事应用相结合，但最大的困难在于缺乏系统的与物理知识点对应的军事应用案例。当前，大部分的军队院校采用的都是工科大学物理教材，而这些教材基本不涉及军事应用。同时，很多年轻的教员都不具备军事背景，对武器装备的发展、部队的需求不是很了解，这些都给军事应用案例教学带来了难度。
　　2  大学物理军事应用案例库的建设
　　通过前期的探索，笔者发现可以从以下几个方面开展大学物理军事应用案例库的建设。
　　（1）军队武器装备中包含着丰富的物理学原理。可以按照大学物理的知识体系，分别从力学、热学、电磁学、机械振动与机械波、波动光学、近代物理等方面去搜集整理相关武器装备资料。军事装备往往都是非常复杂的系统，涉及到众多的学科领域和工程技术，案例编写的时候可以侧重从物理学原理的角度闡述武器系统的设计思想或工作原理，经过物理理论定性或半定量的计算，使装备中的技术与大学物理知识点紧密相扣，突出物理学的基本理论，使之成为相应知识点的一个典型应用案例[4]。
　　（2）针对甄选出的武器装备或军事技术，编写例题（习题）或对已有的例题（习题）进行军事化改造。依据有关的性能参数，把它们还原到物理学的基本理论，从大学物理的视角建立模型，并应用大学物理中的概念、定理、定律等予以求解，最终形成具有军事特色的例题（习题）。 　　（3）在物理学家推动物理学的发展过程中，已经形成了一整套丰富而又独特的物理思想方法，如分析与综合法、归纳与演绎法、类比法、模型法、组合法、极限思维法等。物理学思想方法和军事活动规律存在着许多相似的原则、方法和途径。因此，可以充分挖掘物理思想方法在军事谋略过程中发挥的重要作用，形成具有军事特色的思想方法案例。
　　（4）物理学虽然是一门理科学科，但却有着超强的人文素质教育潜能。每一位著名物理学家几乎都有一个传奇的人生，每一个耳熟能详的定律背后都有一段曲折的历程。物理学家的科学理想、献身精神、创新精神、爱国情怀等都是培养新型军事人才的极好素材。因此，可以收集整理物理学家的这些感人故事，整理编写成军事应用案例。
　　3  大学物理教学中融入军事应用案例的实践
　　近年来笔者开展了大学物理军事应用案例库的建设工作，编写了近百个与大学物理知识对应的军事应用案例，并在2018级、2019级部分学员班级开展了军事应用案例教学改革。受大学物理内容体系的完整性和课堂教学时数限制，我们发现有些案例可以直接进入大学物理课堂，有些案例则不宜直接进入课堂。
　　对于能直接进入课堂的内容，教员通过合理的教学设计，以引例、例题、思考题、实例、迁移等途径，将物理原理自然地延伸拓展到军事应用的领域。例如，在讲多普勒效应的时候，可以在课堂一开始就抛出“辽宁舰上的声纳是如何探测潜艇的”这一军事问题，通过引例激发学员学习的欲望。教员介绍完多普勒效应的原理之后，精心设计以“辽宁舰利用声纳探测潜艇”为应用背景的例题，强化学员理解多普勒效应与波源的运动、观察者的运动的关系，使学员会学、会用。最后教员可将机械波多普勒效应扩展至电磁波多普勒效应，将声纳的工作原理迁移到雷达的工作原理，让学员在巩固课堂教学内容的同时实现对同一类军事问题的融会贯通。例如，教员在介绍“微元法”的时候就可以通过思考问题的方式引导学员思考这种方法能否应用到军事活动中，通过学员间的交流讨论，让他们体会到，在战争中只有掌握好每一个细节，才能把握全局，在平时带兵的过程中，要带好一支队伍，就必须掌握好每一个士兵的情况。这样，学员不仅掌握了“微元法”，而且还能将这种分析方法有效地、正确地应用到军事领域，这无疑对军校学员的素质养成是极为有利的[6-7]。为了使学员在学习过程中潜移默化地受到人文素质的熏陶，教员可以在教学过程中适当穿插物理学家的生动实例。例如，吴有训参与康普顿效应的发现与实验，成为近代物理学史上唯一留下名字的中国人，但他婉谢康普顿的极力挽留，踏上归国的旅途，一生致力于中国的科学事业和教育事业，通过介绍吴有训的感人故事激励学员忠于国防事业的情怀[5，8]。
　　对于不能直接进入课堂的内容，则可以通过课外的自主学习、课后拓展、科技创新等方式来解决。为了突破传统课堂学习时间和空间的限制，便于学员课后自主探究武器装备中的物理原理，教员可以利用多媒体技术将军事应用案例相关的文档、图片、动画、视频等进行整合，最终形成多媒体资源库，这样可以很好地辅助教学。对于难度较大、具有挑战性的军事应用案例，教员可以以课后拓展题的方式布置给学习小组，小组成员合作分工，根据选定的课题开展专题调研、撰写研究报告或制作PPT，最后小组代表以小讲座的形式在课堂上进行汇报。部分学员还可以进一步深入研究案例内容，拓展出科技创新的课题，由此取得的科技创新活动成果显著。
　　参考文献
　　[1] 陈宏，张世全.“大学物理”教学紧贴军事应用的探索和实践[J].物理通报，2020（2）：15-19.
　　[2] 张立云，徐筠，张娜.军事应用走进大学物理课堂探讨——以陆军军物交通为例[J].军事交通学院学院报，2018（20）：72-75.
　　[3] 白宏刚，刘建平.军校合训学员大学物理教学加强实战化军事应用的探讨[J].物理与工程，2016（26）：59-62.
　　[4] 陈蕾蕾.物理与军事[M].北京：高等教育出版社，2016.
　　[6] 余春燕.基于发现法的高中物理案例教学研究[D].鞍山师范学院，2019.
　　[7] 党建宁.基于移动社交网络的大学翻转课堂教学模式研究[D].西北师范大学，2016.
　　[5] 蔡雪艷.高中物理问题情境教学的研究[C]//《教师教学能力发展研究》科研成果集（第四卷）.《教师教学能力发展研究》总课题组，2017：291-325.
　　[8] 贾丽娟，张殿龙.浅谈大学生计算思维能力培养的方法[C]//黑龙江省高等教育学会.传承与创新——提升高等教育质量.2014：498-501.
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