大家好，我是李永乐。

最近有很多同学在后台给我留言，说大学物理太难学了。公式看不懂，推导跟不上，考试更是像在“渡劫”。尤其是工科院校的同学们，大家往往觉得物理只是一门必须要过的“基础课”，跟自己的专业——比如计算机、土木或者机械——好像并没有太大的关系。

今天，我就结合目前工科院校大学物理的教学现状，和大家好好聊聊这个话题。我们来看看为什么物理这么难，又该如何通过教学和学习方法的改革，让这门课真正变得有用起来。

工科物理的“尴尬”处境

我们先来分析一下现状。在很多应用型本科院校，大学物理这门课其实挺“委屈”的。

一方面，物理学的理论体系非常庞大。从经典力学的牛顿三定律，到电磁学的麦克斯韦方程组，再到近代物理的量子力学和相对论，每一个部分都充满了深邃的智慧。比如描述电磁场变化的麦克斯韦方程组：

\[ \nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0} \]

\[ \nabla \cdot \mathbf{B} = 0 \]

\[ \nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t} \]

\[ \nabla \times \mathbf{B} = \mu_0\mathbf{J} + \mu_0\varepsilon_0\frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t} \]

这些方程组不仅优美，更是现代通信、电子技术的基石。但是，在很多工科院校的实际教学中，大家往往把重点放在了经典物理上，对于这些更加贴近现代科技的近代物理内容，反而涉及较少。

这就导致了第一个问题：教学内容与专业需求联系不紧密。

很多同学学了半天，只会算滑轮怎么转、小球怎么滚，一旦涉及到自己专业里的实际问题，比如芯片内部的电子输运，或者桥梁共振的复杂模型，就不知道该怎么用物理知识去解决了。大家会产生一种“学无所用”的想法，厌学情绪自然就滋生出来了。

这就好比给了你一把屠龙刀，却只让你去切菜，久而久之，你自然会怀疑这把刀的价值。

另一方面，随着社会对应用型人才需求的增加，高校普遍加大了专业课和技能课的比重。这本来是好事，但带来的副作用是大学物理的课时被大大压缩。

以前可能要讲两学期的内容，现在往往一学期就要讲完。老师为了赶进度，只能快速过一遍公式；学生为了应付考试，只能死记硬背。物理这门课，本应是用来培养科学素质和逻辑思维的，最后却变成了单纯的“背诵课”。这实在是很可惜。

此外，师资力量的配置也存在一些不尽如人意的地方。部分新建本科院校物理教师资源比较紧缺，有时候会聘请外聘教师或者兼职老师来上课。外聘老师可能对学校的学生情况不够了解，兼职老师又可能因为精力有限，很难在课后给同学们提供充分的辅导。这些因素叠加在一起，使得物理课的教学效果大打折扣。

还有一点，就是教学方式和考核手段比较单一。很多老师还是习惯于“满堂灌”，PPT一页页翻，黑板上的公式一行行写，缺乏互动。实验课程安排得也比较少，或者设备陈旧，大家只是按部就班地照着实验册上的步骤操作一遍，记录个数据就结束了。这种单一的考核方式，很难激发出大家的探索欲，也培养不了真正的动手能力。

我们需要什么样的老师？

要改变这种现状，首先要解决人的问题。

应用型本科院校的目标，是培养能够直接从事某种职业或生产劳动的技能型人才，而不是纯理论的研究者。这就要求我们的物理老师，既要有扎实的理论功底，又要有丰富的实践经验。

试想一下，如果讲流体力学的老师，曾经真的参与过汽车外形设计的空气动力学模拟；讲热力学的老师，对发动机的散热系统有着深入的了解。那么在课堂上，他们就能信手拈来生动的案例，告诉大家这些公式在工程实际中是怎么用的。

这就是我们常说的“双师型”教师。他们能把理论和实际紧密联系起来，引导大家用物理学的眼光去观察工程问题。

比如，在讲角动量守恒的时候，老师可以结合直升机的尾桨结构来讲解：

\[ \mathbf{L} = \mathbf{I} \cdot \boldsymbol{\omega} \]

主旋翼旋转会产生巨大的角动量，根据守恒定律，机身的反方向必然会产生一个反向旋转的趋势。为了抵消这个扭矩，必须设计一个尾桨。这不仅仅是物理原理，更是实实在在的工程设计。

只有这样的老师，才能带动同学们去思考，去把书本上的知识变成解决实际问题的能力。

分层教学：因材施教的新尝试

除了师资力量的优化，教学模式的改革也势在必行。目前很多高校都在尝试“分层分专业教学”。

大学物理是初高中物理的升级版。以前我们用代数算物理，现在我们用微积分算物理。比如速度的定义，从 \( v = \frac{s}{t} \) 变成了 \( v = \frac{dx}{dt} \)。这种工具的升级，是为了描述更加复杂的物理本质。

\[ \mathbf{F} = \frac{d\mathbf{p}}{dt} = m\frac{d\mathbf{v}}{dt} + \mathbf{v}\frac{dm}{dt} \]

然而，不同专业的同学，对物理基础的需求是不一样的。

对于机械、土木专业的同学，力学部分可能是重中之重；对于电子信息、通信工程的同学，电磁学和光学则是核心；而对于材料科学专业的同学，热学和量子物理可能更加关键。

如果所有专业都学一模一样的课本，考一模一样的卷子，显然是不科学的。

这就要求学校制定符合本校实际的教学大纲。针对不同专业，设定不同的教学模块。比如对文科背景或者对物理要求较低的专业，可以侧重于物理思想的普及和科学史的教育；对工科背景较深的专业，则需要加强数学推导和定量计算的训练。

分层教学的本质，是尊重差异。它承认了不同学科、不同学生之间存在的客观区别，通过定制化的课程体系，最大限度地提高每个同学的综合素质。

让物理“动”起来：多媒体与DIY实验

现在的学生，是互联网原住民。传统的板书教学虽然经典，但在展示复杂的物理过程时，确实存在局限性。

这时候，现代化教学手段就派上用场了。

比如讲波动光学中的干涉衍射，光波的叠加是非常抽象的。如果我们利用Flash或Authorware等软件制作一个动态课件，在屏幕上实时演示两列波如何叠加形成明暗相间的条纹，大家理解起来就会容易得多。

再比如讲狭义相对论的“尺缩效应”和“钟慢效应”，光靠语言描述很难想象。如果用动画展示高速运动的飞船在地面的观察者眼中是如何变形的，那种视觉冲击力能把抽象的概念瞬间印在脑海里。

\[ L = L_0 \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}} \]

\[ \Delta t' = \frac{\Delta t}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} \]

除了看动画，更重要的是动手做。

大学物理实验是提高实践能力的关键环节。现在有一些很棒的创新做法，比如引入DIY思想。

以前的实验课，老师把仪器调好，学生来测个数据，这叫“验证”。现在，我们提倡“设计”。老师给出一个任务，比如“测量一根金属丝的杨氏模量”，至于用什么方法、搭什么装置，让学生自己去查资料、自己设计方案、自己动手搭建。

在这个过程中，学生会遇到各种意想不到的问题。传感器可能不灵敏，支架可能不稳，数据可能偏差很大。正是这些“失败”的经历，最能锻炼大家分析问题和解决问题的能力。

当你亲手把一个个杂乱的元器件搭成一个能工作的电路，或者亲眼观测到了电子的双缝干涉图样时，那种成就感是刷十道题都换不来的。

通过实验，大家能把书本上那些冰冷的符号，变成指尖真实的触感。这不仅加深了对理论知识的理解，也为以后从事工程研发打下了坚实的基础。

物理是思维的磨刀石

大学物理不仅仅是一门课程，它更是一种思维方式训练。

它教会我们如何从纷繁复杂的现象中抽象出简洁的模型，如何用严密的逻辑去推导未知的结果，如何用实验的数据去验证理论的真伪。无论你未来是做工程师、程序员，还是投身金融、管理，这种理性的思维方式都是你职业生涯中最宝贵的财富。

目前，很多高校已经意识到了物理教学改革的重要性，也在积极探索新的路径。对于我们同学来说，也要调整好自己的心态。

不要把物理仅仅看作是必须要拿学分的“拦路虎”。试着去理解公式背后的美感，去动手做一个有趣的实验，去思考物理原理在你专业里的应用。

教育的本质，是一棵树摇动另一棵树，一朵云推动另一朵云。希望我们的物理课堂，能变得更加生动、更加务实，真正成为大家探索科学世界的起点。

希望今天的分享对大家有所帮助。如果你觉得有用，别忘了点赞、转发，我们下期再见。