1、大学物理大学物理成都工业学院通信工程系成都工业学院通信工程系一、物理学与科学技术之间的关系二、大学物理课程的地位、作用和任务三、大学物理的学习方法初步四、矢量基础绪 论工科专业，是个多学科相互交叉渗透的专业，工科专业，是个多学科相互交叉渗透的专业，也是个让人头疼的专业。也是个让人头疼的专业。首先是课业繁重。主干课程四年将近有首先是课业繁重。主干课程四年将近有3030门，且门，且科目的深度、广度较高中都增加不少。学院考虑科目的深度、广度较高中都增加不少。学院考虑到大一新生入学后会放松学习，特意规定不准携到大一新生入学后会放松学习，特意规定不准携带电脑，并安排了晚自习。以至于不少学生感叹，带电脑，
2、并安排了晚自习。以至于不少学生感叹，上了大学才知道坑爹，以为自己解放了，谁知迎上了大学才知道坑爹，以为自己解放了，谁知迎接自己的是另一种高中生活。接自己的是另一种高中生活。其次是实验频繁。这是令很多学生感到头疼的一其次是实验频繁。这是令很多学生感到头疼的一块，尤其是对不注重细节的人来说。电学实验、块，尤其是对不注重细节的人来说。电学实验、物理实验、工程力学实验等，没有做好充分的预物理实验、工程力学实验等，没有做好充分的预习，没有很好的操作能力，想做好这些实验，还习，没有很好的操作能力，想做好这些实验，还是比较困难的。是比较困难的。工科专业，是个多学科相互交叉渗透的专业，工科专业，是个多学科相互
3、交叉渗透的专业，也是个让人头疼的专业。也是个让人头疼的专业。而且，实验之前，要有实验预习报告；实验时，而且，实验之前，要有实验预习报告；实验时，要记录数据；实验结束，要有分析报告。曾经有要记录数据；实验结束，要有分析报告。曾经有人说，如果你跟学工的学生失去了联系，没有关人说，如果你跟学工的学生失去了联系，没有关系，他们都在做实验。实验，成为了工科学子大系，他们都在做实验。实验，成为了工科学子大二的生活主旋律。二的生活主旋律。最后是专业课的挂科率，在一般高校达到惊人的最后是专业课的挂科率，在一般高校达到惊人的30%30%。所以其他高校的工科专业有个流传的保研。所以其他高校的工科专业有个流传的保研
4、条件条件大学四年只要不挂科，那么基本就能确定大学四年只要不挂科，那么基本就能确定获得保研资格。获得保研资格。当然，高中阶段的模拟考试使得学生已经习惯了不当然，高中阶段的模拟考试使得学生已经习惯了不高的分数，这种选拔考试与大学里课程的通过考试高的分数，这种选拔考试与大学里课程的通过考试完全不同。完全不同。物理学与科学技术之间的关系物理学与科学技术之间的关系物理学认识框架对自然科学世界图景的影响物理学认识框架对自然科学世界图景的影响（三）（三）核技术、激光技术、电子和信息技术的核技术、激光技术、电子和信息技术的物理基础物理基础 （一）什么是物理学（一）什么是物理学（二）三次产业革命及其理论基础（二
5、）三次产业革命及其理论基础1 1、物理学三种认识框架的变迁、物理学三种认识框架的变迁2 2、自然科学世界图景与人类文明、自然科学世界图景与人类文明3 3、缺矢自洽完整物理学认识框架的现代文明、缺矢自洽完整物理学认识框架的现代文明一、一、物理学与科学技术之间的关系物理学与科学技术之间的关系 （一）什么是物理学（一）什么是物理学物理学是研究物质、能量和物质间的相互作用的物理学是研究物质、能量和物质间的相互作用的学科，学科，物理学是关于自然界最基本形态的学科，物理学是关于自然界最基本形态的学科，它研究宇宙间物质存在的各种基本形式，它们的它研究宇宙间物质存在的各种基本形式，它们的内部结构以及相互作用，
6、研究它们的性质、运动内部结构以及相互作用，研究它们的性质、运动和转换，从而认识这些结构的组元及其整体的运和转换，从而认识这些结构的组元及其整体的运动和转换的基本规律。动和转换的基本规律。19991999年年3 3月召开的第月召开的第2323届国际纯粹与应用物理联合会届国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)(IUPAP)代表大会通过的决议指出：代表大会通过的决议指出：物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持和研究，在所有国家来键的作用。对物理教育的支持和研究，在所有国家来说都是重要的，这是因为：说都是重要的，这是因为：
7、1 1、学习和研究物理学是一项激动人心的智力探险活、学习和研究物理学是一项激动人心的智力探险活动，它鼓舞着年轻人，并扩展着我们关于大自然动，它鼓舞着年轻人，并扩展着我们关于大自然知识的疆界。知识的疆界。2 2、物理学发展着未来进步所需的基本知识，而技术、物理学发展着未来进步所需的基本知识，而技术进步将持续驱动着世界经济发动机的运转。进步将持续驱动着世界经济发动机的运转。3 3、物理学为科学进步和技术发明的应用、提供训练、物理学为科学进步和技术发明的应用、提供训练有素的人才。有素的人才。19991999年年3 3月召开的第月召开的第2323届国际纯粹与应用物理联合会届国际纯粹与应用物理联合会(I
8、UPAP)(IUPAP)代表大会通过的决议指出：代表大会通过的决议指出：物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持和研究，在所有国家来键的作用。对物理教育的支持和研究，在所有国家来说都是重要的，这是因为：说都是重要的，这是因为：4 4、物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家，、物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家，以及其他物理科学和生物医学科学工作者的教育以及其他物理科学和生物医学科学工作者的教育中，是一个重要的组成部分。中，是一个重要的组成部分。5 5、物理学扩展和提高我们对其他学科的理解，诸如、物理学扩展和提
9、高我们对其他学科的理解，诸如空间科学、信息科学、地球科学、农业科学、化空间科学、信息科学、地球科学、农业科学、化学、生物学、环境科学，以及天文学和宇宙学等，学、生物学、环境科学，以及天文学和宇宙学等，这些学科对世界上所有民族都是至关重要的。这些学科对世界上所有民族都是至关重要的。19991999年年3 3月召开的第月召开的第2323届国际纯粹与应用物理联合会届国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)(IUPAP)代表大会通过的决议指出：代表大会通过的决议指出：物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持和研究，在所有国家来
10、键的作用。对物理教育的支持和研究，在所有国家来说都是重要的，这是因为：说都是重要的，这是因为：6 6、物理学提供发展应用于医学的新设备和新技术所、物理学提供发展应用于医学的新设备和新技术所需的基本知识，如计算机层析术（需的基本知识，如计算机层析术（CTCT）、磁共）、磁共振成像、正电子发射层析术、超声波成像和激光振成像、正电子发射层析术、超声波成像和激光手术等，改善了我们生活的质量。手术等，改善了我们生活的质量。（二）三次产业革命及其理论基础（二）三次产业革命及其理论基础第一次产业革命以第一次产业革命以1774 1774 年蒸汽机年蒸汽机的发明为标志，主的发明为标志，主要由纺织机改革引起的动力
11、需求产生了近代的要由纺织机改革引起的动力需求产生了近代的纺织纺织业和机械制造业业和机械制造业，使得人类进入到利用机器延伸和，使得人类进入到利用机器延伸和发展人类体力劳动的时代。其科学技术的理论基础发展人类体力劳动的时代。其科学技术的理论基础是以伽利略自由落体定律、开普勒行星运动三大定是以伽利略自由落体定律、开普勒行星运动三大定律和牛顿在律和牛顿在自然哲学和数学原理自然哲学和数学原理中建立的完整中建立的完整力学体系力学体系。第二次产业革命是以第二次产业革命是以1875 1875 年发电机年发电机应用与工业标应用与工业标志的电气化，实现了生产方式的志的电气化，实现了生产方式的电气化电气化。其理论基
12、。其理论基础是础是1820 1820 年的电磁现象（年的电磁现象（电动机原理电动机原理），），1831 1831 年年的电磁感应定律（的电磁感应定律（发电机原理发电机原理）和）和1840 1840 年的年的电磁电磁波波理论。理论。第三次科技革命是以第三次科技革命是以1946 1946 年年发明的发明的计算机计算机为标志为标志的新信息技术革命，其核心是以微电子技术为基础的新信息技术革命，其核心是以微电子技术为基础的的电子信息技术电子信息技术，实现了生产方式的自动化，并向，实现了生产方式的自动化，并向信息化、智能化方向发展。包括新材料、新能源、信息化、智能化方向发展。包括新材料、新能源、生物工程、
13、海洋工程、航空航天技术和电子信息技生物工程、海洋工程、航空航天技术和电子信息技术等。其理论基础是术等。其理论基础是量子力学和相对论量子力学和相对论。（二）三次产业革命及其理论基础（二）三次产业革命及其理论基础（三）（三）核技术、激光技术、电子和信息技术的物理核技术、激光技术、电子和信息技术的物理基础基础 光学相干断层扫描技术光学相干断层扫描技术 B B超：人耳听不到的声波称为超声波。利用超声波的物超：人耳听不到的声波称为超声波。利用超声波的物理特性进行诊断和治疗的一门影像学科，称为超声医学。理特性进行诊断和治疗的一门影像学科，称为超声医学。磁共振成像：利用人体组织中氢原子核（质子）在磁场磁共振
14、成像：利用人体组织中氢原子核（质子）在磁场中受到射频脉冲的激励而发生中受到射频脉冲的激励而发生核磁共振核磁共振现象，产生磁共现象，产生磁共振信号，经过电子计算机处理，重建出人体某一层面的振信号，经过电子计算机处理，重建出人体某一层面的图像的成像技术。又称图像的成像技术。又称核磁共振成像核磁共振成像术。英文简称术。英文简称MRIMRI。头部质子密度成像头部质子密度成像正电子发射层析术：简称正电子发射层析术：简称PET,PET,将核医学方法对病理的生将核医学方法对病理的生物化学评价和图象重建的精确定位结合起来、是正电子物化学评价和图象重建的精确定位结合起来、是正电子发射同位素和发射计算机层析技术的
15、联合应用发射同位素和发射计算机层析技术的联合应用,以测出以测出人体局部组织功能人体局部组织功能,从而成为对生理学研究和医学诊断从而成为对生理学研究和医学诊断大有前途的技术大有前途的技术,这一科技领域前沿的技术密集着数学、这一科技领域前沿的技术密集着数学、物理、化学、生理学、医学、计算机等高深而严格的各物理、化学、生理学、医学、计算机等高深而严格的各类知识。类知识。激光手术：指用二氧化碳发光管射出高功率光线作用于激光手术：指用二氧化碳发光管射出高功率光线作用于病理组织，能使炎症吸收破坏肿瘤，低功率可以祛斑美病理组织，能使炎症吸收破坏肿瘤，低功率可以祛斑美化皮肤。有准分子激光角膜表面切削术、准分子
16、激光原化皮肤。有准分子激光角膜表面切削术、准分子激光原位角膜磨镶术、准分子激光上皮下原位角膜磨镶术。位角膜磨镶术、准分子激光上皮下原位角膜磨镶术。准准分分子子手手术术图图示示总结：三次产业革命及其理论基础总结：三次产业革命及其理论基础第一次产业革命第一次产业革命17741774年，纺织业和机械制造业年，纺织业和机械制造业 理论基础：以伽利略自由落体定律、开普勒行星运理论基础：以伽利略自由落体定律、开普勒行星运动三大定律和牛顿在动三大定律和牛顿在自然哲学和数学自然哲学和数学原理原理中建立的完整力学体系。中建立的完整力学体系。第二次产业革命第二次产业革命18661866年，电气化年，电气化理论基础
17、：理论基础：18201820年，电磁现象（电动机原理）；年，电磁现象（电动机原理）；18311831年，电磁感应定律（发电机原理）年，电磁感应定律（发电机原理）18401840年，电磁波理论。年，电磁波理论。第三次产业革命第三次产业革命电子信息技术电子信息技术 理论基础：量子力学。理论基础：量子力学。二、大学物理课程的地位、作用和任务：二、大学物理课程的地位、作用和任务：以物理学基础内容的大学物理课程，是高等学校以物理学基础内容的大学物理课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法该课程所教授
18、的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。学工作者和工程技术人员所必备的。大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立科学的世界观，增强学生分析础，培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。作用。二、大学物理课程的地位、作用和任务：二、大学物理课程的地位、作用和任务：通
19、过大学物理课程的教学，应使学生对物理通过大学物理课程的教学，应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重学生环节中，都应在传授知识的同时，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。知识、能力、素质的协调发展。（一）能力培养
20、基本要求：（一）能力培养基本要求：1.1.独立获取知识的能力独立获取知识的能力 逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解相当逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构；能够写出条理清晰的读书笔记、更新知识结构；能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。小结或小论文。2.2.科学观察和思维的能力科学观察和思维的能力 运用物理学的基本理论和基本观点，通过观运用物理学的基本理论和基本观点，通过观察、分析、演绎、归纳、科学抽象、类比联
21、想等察、分析、演绎、归纳、科学抽象、类比联想等方法培养学生发现问题和提出问题的能力，并对方法培养学生发现问题和提出问题的能力，并对所涉及问题有一定深度的理解，判断研究结果的所涉及问题有一定深度的理解，判断研究结果的合理性。合理性。（一）能力培养基本要求：（一）能力培养基本要求：1.1.独立获取知识的能力独立获取知识的能力 2.2.科学观察和思维的能力科学观察和思维的能力 根据物理问题的特征、性质以及实际情况，根据物理问题的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的物抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，理模型，并用物理语言和
22、基本数学方法进行描述，运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。3.3.分析问题和解决问题的能力分析问题和解决问题的能力 （二）素质培养基本要求：（二）素质培养基本要求：1.1.求实精神求实精神 2.2.创新意识创新意识 3.3.科学美感科学美感 追求真理的勇气追求真理的勇气严谨求实的科学态度严谨求实的科学态度刻苦钻研的作风刻苦钻研的作风 树立科学的世界观树立科学的世界观认识物理学所具有的美学特征：认识物理学所具有的美学特征：明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等。明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等。培养科学审美观，学会用美学的观点欣赏和发
23、掘科培养科学审美观，学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。的自主能力。培培养养激发求知热情、探索精神、创新欲望，激发求知热情、探索精神、创新欲望，敢于向旧观念挑战的精神敢于向旧观念挑战的精神 （三）科学素养需从人格和思维层面上培养（三）科学素养需从人格和思维层面上培养中西方的文明模式和文化精神中西方的文明模式和文化精神中西方人的人格结构与思维方法中西方人的人格结构与思维方法科学精神及其意义科学精神及其意义责任感、道德感是创新的基石责任感、道德感是创新的基石脚踏实地从自身做起脚踏实地从自身做起“富强富强、民
24、主民主、文明、和谐，自由、平等、文明、和谐，自由、平等、公正、法治，爱国、敬业、诚信、友善。公正、法治，爱国、敬业、诚信、友善。”1.1.发达国家的大学物理教育发达国家的大学物理教育美国著名大学理工科一、二年级的课程是不分系、美国著名大学理工科一、二年级的课程是不分系、不分专业的，数学和物理课的学时与数学系和物不分专业的，数学和物理课的学时与数学系和物理系一样理系一样 公共物理课总学时约为公共物理课总学时约为540540（包括实验课、习题（包括实验课、习题课）课）一般都在一般都在400400500500以上以上 2.2.物理学的现代化物理学的现代化著名理论物理学家、诺贝尔奖金获得者理查得著名理
25、论物理学家、诺贝尔奖金获得者理查得费费曼在曼在费曼物理学讲义费曼物理学讲义说：说：“科学是一种方法，它教导我们：一些事物是怎科学是一种方法，它教导我们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到了样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度（因为没有事情是绝对已知的），如何什么程度（因为没有事情是绝对已知的），如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。象。”2.2.物理学的现代化物理学的现代化物理学不仅是整个自然科学和现代工业技术的基础，物理学不仅是
26、整个自然科学和现代工业技术的基础，也是也是人类认识真实世界的起点和描述自然界的方法人类认识真实世界的起点和描述自然界的方法，不同时期的人们生活在当时物理学认识框架形成的不同时期的人们生活在当时物理学认识框架形成的自然科学世界图景里，采用掌握着的自然科学世界图景里，采用掌握着的物理学工作语物理学工作语言、概念和物理图像来描绘和创造言、概念和物理图像来描绘和创造着工作和生活，着工作和生活，特别是近代，物理学所带来的技术应用已经前所未特别是近代，物理学所带来的技术应用已经前所未有的决定着人类的存在方式。有的决定着人类的存在方式。2.2.物理学的现代化物理学的现代化物理学的认识框架主要是指空间、时间以
27、及把空物理学的认识框架主要是指空间、时间以及把空间、时间与万物运动联系在一起的那种数学关系。间、时间与万物运动联系在一起的那种数学关系。所有的框架都是在一定的历史范畴下出现的，它所有的框架都是在一定的历史范畴下出现的，它所装载的也是在当时历史条件下人类所认识的主所装载的也是在当时历史条件下人类所认识的主要事物。在亚力士多德、牛顿、爱因斯坦这样的要事物。在亚力士多德、牛顿、爱因斯坦这样的物理学的三个时代物理学的三个时代,他们都建立了各自的框架，他们都建立了各自的框架，把当时人们关心的大部分问题都放入了他们的框把当时人们关心的大部分问题都放入了他们的框架里。架里。3 3、构建自我的知识体系与创新教
28、育、构建自我的知识体系与创新教育爱因斯坦强调：爱因斯坦强调：“发展独立思考和独立创新的一发展独立思考和独立创新的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把知识放般能力，应当始终放在首位，而不应当把知识放在首位，如果一个人掌握了他的学科的基础理论，在首位，如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立思考与工作，他必定会找到自己并且学会了独立思考与工作，他必定会找到自己的道路。的道路。”相对论和量子力学各自的认识框架对自然科学图相对论和量子力学各自的认识框架对自然科学图景的影响是显而易见的，对人类文明和生活方式景的影响是显而易见的，对人类文明和生活方式的改变也是亘古未有的。的改变也是亘古未有的。
29、但是，在大部分人的观念中仍摆脱不开牛顿的认但是，在大部分人的观念中仍摆脱不开牛顿的认识框架的原因在于现代物理学还没有一个自洽完识框架的原因在于现代物理学还没有一个自洽完整的认识框架，因而无法产生一个合理的现代自整的认识框架，因而无法产生一个合理的现代自然科学世界图景代替经典的认识框架。然科学世界图景代替经典的认识框架。4 4、数字物理教学的模式：、数字物理教学的模式：数字物理教学（数字物理教学（digital teaching of physics,简称简称DTPDTP），），即即“新技术新技术新理念新理念新模式新模式”的数字与网络大学的数字与网络大学物理教学体系。物理教学体系。新技术，是采用
30、数、形、符号与控制结合的新数新技术，是采用数、形、符号与控制结合的新数学工具加上数字技术与网络技术；学工具加上数字技术与网络技术；新理念，是实现从应试教育和纯知识教育向创新教新理念，是实现从应试教育和纯知识教育向创新教育与素质教育转变，做到传授知识、思想、方法三育与素质教育转变，做到传授知识、思想、方法三者并重，训练知识、能力、创新思维三面俱到，总者并重，训练知识、能力、创新思维三面俱到，总结具体规律、局部规律、一般规律三层皆及结具体规律、局部规律、一般规律三层皆及 新模式，就是新理念加新技术再结合多样化的学新模式，就是新理念加新技术再结合多样化的学习方式与教学方式。习方式与教学方式。5 5、
31、实现创新所需要的基本条件：知识、思想与方法。、实现创新所需要的基本条件：知识、思想与方法。三、物理课程的教学改革：现代化与创新教育三、物理课程的教学改革：现代化与创新教育陈佳洱院士、赵凯华教授、王殖东教授下面的观点陈佳洱院士、赵凯华教授、王殖东教授下面的观点代表了目前物理学界对大学物理和大学物理实验课代表了目前物理学界对大学物理和大学物理实验课程的认识：程的认识：“大学里的物理课绝不仅仅是物理知识的教育大学里的物理课绝不仅仅是物理知识的教育,更更不是主要为专业课服务的。我们认为不是主要为专业课服务的。我们认为,物理学是整物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础个自然科学和现代工程技术的基础;对
32、于任何专业对于任何专业,大学基础物理课的目的大学基础物理课的目的,都是使学生对物理学的内都是使学生对物理学的内容和方法、工作语言、概念和物理图像容和方法、工作语言、概念和物理图像,其历史、其历史、现状和前沿等方面现状和前沿等方面,从整体上有个全面的了解从整体上有个全面的了解;这这是一门培养和提高学生科学素质、科学思维方法和是一门培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要基础课。科学研究能力的重要基础课。”在阐述物理与工科专业的关系时，在阐述物理与工科专业的关系时，19821982年清华电子年清华电子系前系主任孟昭英院士，在清华大学新教师大会上系前系主任孟昭英院士，在清华大学新教师
33、大会上的讲话中说：的讲话中说：“机械、电子、材料机械、电子、材料等技术学科好比一棵大树等技术学科好比一棵大树的枝叶、花果，物理学好比这棵大树的根茎和树干。的枝叶、花果，物理学好比这棵大树的根茎和树干。没有壮实的根茎和树干，就不可能有茂盛的枝叶和没有壮实的根茎和树干，就不可能有茂盛的枝叶和花果。花果。”阅读阅读大学物理实验指导书大学物理实验指导书第一章前两节第一章前两节 物理创新教育方框图物理创新教育方框图创创 新新基础知识基础知识科学思维科学思维有效方法有效方法大物理与小物理大物理与小物理物理空间与图像物理空间与图像能量与整体结构能量与整体结构掌掌 握握获获 取取授之授之 工具工具传之传之 方
34、法方法研究式学习研究式学习完成知识的拓展与转移的关键举措：完成知识的拓展与转移的关键举措：实现三个超越（超越教材、超越教师、超越自己）实现三个超越（超越教材、超越教师、超越自己）落实三个环节（掌握知识、应用知识、探索求知）落实三个环节（掌握知识、应用知识、探索求知）坚持三个原则（教学方法、学习模式、交互方式都坚持三个原则（教学方法、学习模式、交互方式都要多样化）要多样化）做到三个并重（传授知识、思想、方法并重）做到三个并重（传授知识、思想、方法并重）依靠三个支撑（网络技术、数字物理教学资源、数依靠三个支撑（网络技术、数字物理教学资源、数字创新研究平台）字创新研究平台）三、大学物理的学习方法初步
35、三、大学物理的学习方法初步（一）大学物理学习的基本要求（一）大学物理学习的基本要求掌握各阶段的基本理论及实验，学会运用基本定律的掌握各阶段的基本理论及实验，学会运用基本定律的解决实际问题，从而培养分析问题和解决问题的能力。解决实际问题，从而培养分析问题和解决问题的能力。1.1.思维性、创造性（开拓性）思维性、创造性（开拓性）中国初级教育的弊端中国初级教育的弊端倒塌的砖瓦碎片；倒塌的砖瓦碎片；批判的眼光、独特的思维与没有建设性的抱怨、批判的眼光、独特的思维与没有建设性的抱怨、情绪性的坚持所谓个性的区别；情绪性的坚持所谓个性的区别；学习不仅需要勤于思考，更要明确学习是属于行为学习不仅需要勤于思考，
36、更要明确学习是属于行为学范畴的；学范畴的；知识体系是有生命力的大厦；知识体系是有生命力的大厦；大厦的骨架大厦的骨架逻辑推理能力和数学演算能力。逻辑推理能力和数学演算能力。2.2.注意物理思想和方法注意物理思想和方法（一）大学物理学习的基本要求（一）大学物理学习的基本要求科学理论建立的四个层次：科学理论建立的四个层次：(二二)大学物理和中学物理的不同之处：大学物理和中学物理的不同之处：1 1、引入矢量运算与微积分的概念和方法；、引入矢量运算与微积分的概念和方法；2 2、物理知识更加深奥，范围更加广泛，增加刚体转、物理知识更加深奥，范围更加广泛，增加刚体转动力学、统计物理学、量子力学、场论等内容；
37、动力学、统计物理学、量子力学、场论等内容；3 3、概念、理论、定理和定律等都比中学物理中具有、概念、理论、定理和定律等都比中学物理中具有更广泛的适用面，更具有普遍意义。更广泛的适用面，更具有普遍意义。更本质，更严格，更系统，更广泛规律。运用更本质，更严格，更系统，更广泛规律。运用高等数学揭示物理学规律的本质高等数学揭示物理学规律的本质(严格、难点严格、难点)。要养成自学运用高等数学物理问题的习惯！要养成自学运用高等数学物理问题的习惯！矢量基础不太好的同学要注意这方面的训练。矢量基础不太好的同学要注意这方面的训练。比如波动方程、简谐振动方程、线量和角量、比如波动方程、简谐振动方程、线量和角量、（
38、三）学习窍门：（三）学习窍门：在学习时要注意：在学习时要注意：1、掌握好概念、原理、课程结构和方法，这些在听、掌握好概念、原理、课程结构和方法，这些在听课、阅读、复习、小结和总复习时都要注意做到，课、阅读、复习、小结和总复习时都要注意做到，既见树木，更见森林。既见树木，更见森林。2、学会将物理问题转化为数学问题，继而应用数学学会将物理问题转化为数学问题，继而应用数学语言和技巧解决数学问题，将结果还原为物理问语言和技巧解决数学问题，将结果还原为物理问题，赋予其物理意义。题，赋予其物理意义。要在数学与物理结合上下要在数学与物理结合上下硬功夫，培养物理与数学间相互硬功夫，培养物理与数学间相互“翻译翻
39、译”的能力，的能力，能熟练地运用数学独立地对教材内容进行推导，能熟练地运用数学独立地对教材内容进行推导，并明确它们的物理意义和图象。并明确它们的物理意义和图象。（四）建议：（四）建议：在四年的学习中常常思考和体会下面的文字。在四年的学习中常常思考和体会下面的文字。1 1、学习并建立科学的世界观，做一个高尚的人、成功、学习并建立科学的世界观，做一个高尚的人、成功的人、幸福的人；的人、幸福的人；2 2、转变观念，积极配合，刻苦努力，严格要求；既要、转变观念，积极配合，刻苦努力，严格要求；既要认识到人才难得，又要认识到人才的差异性和人才认识到人才难得，又要认识到人才的差异性和人才的个性化；的个性化；
40、3 3、理工本科生的科学素质有三：理论知识、实践能力、理工本科生的科学素质有三：理论知识、实践能力、科学计算与模拟；科学计算与模拟；4 4、重在平时努力，独立按时完成作业，学会自主研究、重在平时努力，独立按时完成作业，学会自主研究式学习，采用多样化的评价方式。式学习，采用多样化的评价方式。物理学与人类文明物理学与人类文明的关系的关系第第 一一 节节一、物理学与科学技术之间的关系一、物理学与科学技术之间的关系二、物理学认识框架对自然科学世界图景的影响二、物理学认识框架对自然科学世界图景的影响科学素养需从人格科学素养需从人格和思维层面上培养和思维层面上培养第第 二二 节节一、中西方的文明模式和文化精神一、中西方的文明模式和文化精神二、中西方人的人格结构与思维方法二、中西方人的人格结构与思维方法 三、科学精神及其意义三、科学精神及其意义四、责任感、道德感是创新的基石四、责任感、道德感是创新的基石 五、脚踏实地从自身做起五、脚踏实地从自身做起
