公安院校物理教学内容改革初探

2022-03-06 08:09:52 | 浏览次数：

摘要：大学物理作为理工类高校普遍开设的基础课程在高等教育中具有重要意义。公安院校的特殊性和公安教育强调案例教学的特点，使得我们教育者必须对相对理论化的传统物理教学内容进行改革，以适应公安院校的教学需求。本文以传统大学物理教材为基础，结合刑事技术的教学实践，系统研究并提出了公安院校物理教学的改革内容。

关键词：高等教育；案例教学；公安教育

大学物理是理工类大学都要开设的一门基础但又非常重要的课程。公安院校是特殊的理工类大学。良好的数理基础会显著提升刑侦技术相关专业学生在实际办案中的科学含量，促进公安、林业技术的发展。近年来，随着公安教育的不断改革，公安院校的教学和科研有了质的飞跃。

与此同时，我们也面临了一些新的挑战。以我校为例，林警交融的办学特色愈发显著。在此背景下，物理课程的教学需要承担更多责任和角色。一方面，刑事科学技术专业中频繁用到偏振光照相、X光衍射检测毒品、多波段光源、拉曼光谱、理化毒物分析等以物理为基础的应用技术。

另一方面，林业机械、消防燃烧学等学科中也会涉及基本的理化现象。教学实践中，我们发现一些问题，如传统教材相对抽象、重理论性，部分学生学习热情很高但效果有限等。

因此，如何针对性地、合理地对警校学生进行物理基础教育，显得尤为重要。经过几年的教学实践，在听取教学专家建议基础上，以案例教学和应用型人才培养为指导方针，我们对物理教学内容进行了一些改革初探。按照逻辑顺序，我们凝炼出以下的教学内容框架。

1. 绪论。绪论课的教学要求相对不高，但却是所有章节中最难把握的一章。

难在需要教师需要足够的阅历和积累。既要涉及面广，开阔学生眼界，也要让学生对物理学科的特点、内容等有整体的认识。对于公安院校的物理教育，这个难度又有所增加，因为行业一直强调案例教学和应用教育。

因此，我们在绪论课上，需要重点加入涉及物理学科典型案例的内容，提高学生兴趣，阐明为何需要物理基础、物理在刑事科学技术中的广泛运用、怎么打好物理基础这三个关键问题。

2. 质点运动学。传统教科书一般会涉及位移、速度、加速度、动量、动能、动量定理、动量守恒等内容。联系公安应用，我们可以归纳出下面的主要内容用于实际的教学：

（1）车辆的碰撞问题。主要涉及动量守恒、车体的塑性变量与碰撞速度关系、碰撞角度、碰撞点、碰撞试验数据、力矩的平衡；

（2）枪弹痕迹中的曲线运动、抛体运动，主要涉及弹道重建、弹着点、射程、射速、射击距离等；

（3）交通事故车辆速度的还原计算，主要涉及附着系数、转弯半径、重心等。

3. 力学。这章基本理论内容有：力学基础理论（力的属性、牛顿三定律、四大基本相互作用、惯性系和非惯性系、刚体力学）。结合刑事技术，我们可以增设以下应用内容：

（1）手印形成和变形中的力学基础；

（2）枪弹痕迹中的力学分析（弹道、弹着点、枪械基本原理）；

（3）工具痕迹的力学原理（定义、擦划、撬压）。

4. 电磁学。传统教科书主要讲解电场、电场强度、电通量、高斯定理、磁场、磁场强度。相对来说，这些教材在讲解时偏重理论化，实际应用尤其涉及公安应用的没有。我们可以考虑改革增加以下案例内容：

（1）扫描电镜与X射线能谱仪的工作原理及其应用；

（2）气相色谱质谱联用仪的工作原理及其应用；

（3）电磁信息痕迹在刑事科学技术中的应用；

（4）雷达、雷射测速系统测速原理。

5. 波动学基础。主要基础内容有：机械振动、机械波、声波、超声波、多普勒效应。应用案例有：

（1）多普勒效应用于测试车速，这里可以补充讲解测距仪的知识；

（2）类比指纹检验，鉴定技术中的声纹检验；

（3）子弹飞行、爆炸现象中的冲击波。

6. 光学。这章基本理论内容有：光学基础理论（光的含义、红外线、可见光、紫外线、X射線等）；几何光学基本定理（直线传播、反射和折射定律）、光的干涉（分波面、分振幅）、光的衍射（衍射光栅）、光的偏振（线偏振、椭圆和原偏振、起偏与检偏、布儒斯特定律）、光谱学基础理论（光谱分类和形式、光谱分析）。可以加入的应用案例有：

（1）发光材料（原理、荧光现象、LED、白炽灯、HID）；

（2）发光材料的应用（光致发光、阴极射线光致发光）、热释发光、光致发光；

（3）光照法在物证照相中的应用（光照角度和方向、滤色镜、红外照相技术、紫外照相技术、偏振光照相技术）；

（4）光致发光在指纹显现中的应用（有机染料光致发光、无机纳米晶光致发光、指纹自身固有物证的光致发光）；

（5）多波段光源用于刑事照相；

（6）刑事照相中激光的运用；

（7）红外热感成像技术；

（8）红外光谱仪、紫外可见光光谱仪的应用；

（9）扫描电镜和能谱仪；

（10）光谱成像原理。

上述内容框架基本覆盖了刑事技术相关的应用领域。随着科技的进步，一些新方法、新技术不断涌现，比如纳米材料在法医检验、微量物证分析中的应用等，这里不再单独讨论。本文旨在传统物理教材基础上加入涉及公安应用的内容或案例，以体现公安物理教学的特色。

参考文献：