國內(nèi)工科物理教材對比研究
國內(nèi)工科物理教材對比研究
摘要：教材內(nèi)容的改革和建設(shè)是新世紀(jì)物理教學(xué)改革的主要內(nèi)容。然而縱觀近些年內(nèi)推出的工科物理教材，它們中的多數(shù)無論在內(nèi)容體系，還是在教材的特色和結(jié)構(gòu)以及其基礎(chǔ)性內(nèi)容與工程技術(shù)應(yīng)用和高新科技發(fā)展等方面，很少明顯突破，且普遍存在以下幾個問題：物理教材內(nèi)容大體相同，內(nèi)容深化梯度不同；工科物理教材從教學(xué)上看，學(xué)時相差甚遠(yuǎn)；工科物理教材在教學(xué)目標(biāo)和計劃也有差異；教材難易程度也有區(qū)別。本文通過國內(nèi)幾套工科物理教材的對比研究，從前言，內(nèi)容，插圖，知識點，例題習(xí)題，適用性，可讀性，可教性等方面的差異，尋找現(xiàn)行教材存在的問題如：內(nèi)容陳舊，近代物理概念和方法沒有得到應(yīng)有的反映，與我國中學(xué)物理教育銜接不好，不少內(nèi)容只是簡單重復(fù)等。其次就是結(jié)合目前我校現(xiàn)行情況和我國人才培養(yǎng)的需要，對“21世紀(jì)”教材改革從合理性、系統(tǒng)性、新穎性、實際性、繼承性、適用性、可教性、例題和習(xí)題的多功能性編寫和印刷的精致性等方面提點建議。
關(guān)鍵詞：工科物理；教材改革；對比研究；適用性；可教性
Comparative study on teaching Materials of Engineering
physics at Home
Abstract: The reform and construction of teaching materials’ contents is the principal content of reform on physical teaching reform in the new century. However, most of physical teaching materials of engineering are make few evident breakthrough recently in content systems, characteristics and structures as well as elementary contents, application of engineering technology and development of advanced science. And they existing several problems in the following: The contents of physical teaching materials are more or less alike, and the gradient in deepening of contents is different. From teaching, there is a great deal of difference in class hours of physical teaching materials of engineering. It also existing differences in the plan and project of teaching for physical teaching materials of engineering. The degree of difficulty is also different. Based on the contrast of several sets of physical teaching materials of engineering, according to differences in preface, contents, illustrations, knowledge points, examples and exercises, applicability, readability and teachability, looking for several problems in current teaching materials, for instance, the contents are staleness, and the concepts and methods of modern physical are outmoded, and the concepts and methods of modern physical aren’t reflected duly; it is not very good to join with physical teaching materials of middle school in our country, and it is only easily repeated in some of contents. And on the basis of the current condition in our school and the demand of cultivation of students in our country, this paper also proposes some suggestions for the reform of teaching materials in 21st century in several aspects, such as, reasonability, systematicness, novelty, practicability, inheritability, applicability, applicability, teachability, multifunctional of examples and exercises, exquisiteness of writing and printing.
Keywords: physical of Engineering; reform of teaching materials; Comparative study; Applicability; Teachability;
前言
眾所周知物理學(xué)是現(xiàn)代自然科學(xué)與技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)，它的成果推動了210世紀(jì)的技術(shù)革命與思維革命，并將繼續(xù)對2101世紀(jì)的人類文明的進(jìn)程做出不可替代的貢獻(xiàn)。特別是大學(xué)物理是大學(xué)生的1門重要基礎(chǔ)課程，它1方面讓學(xué)生能夠初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法和研究方法，使其能夠開拓視野、激發(fā)探索、求實創(chuàng)新和提高科學(xué)素質(zhì)，另1方面對學(xué)生將來畢業(yè)找工作和在工作中進(jìn)1步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)、不斷更新知識，都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。然而縱觀近些年內(nèi)推出的工科物理教材，它們中的多數(shù)無論在內(nèi)容體系，還是在教材的特色和結(jié)構(gòu)以及其基礎(chǔ)性內(nèi)容與工程技術(shù)應(yīng)用和高新科技發(fā)展等方面，很少有明顯突破。且普遍存在以下幾個問題（1）物理教材內(nèi)容大體相同，內(nèi)容深化梯度不同；（2）工科物理教材從教學(xué)上看，學(xué)時相差甚遠(yuǎn)；（3）工科物理教材在教學(xué)目標(biāo)和計劃也有差異；（4）教材難易程度也有區(qū)別。這種現(xiàn)狀，不僅使其在整個自然科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中的排頭作用和基礎(chǔ)性學(xué)科的地位在教學(xué)中沒有得到充分的體現(xiàn)，而且也直接影響了教師教與學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，束縛了工科物理課程在培養(yǎng)科技人才中地主要作用。造成這種局面的原因是多方面的，不僅包括長期以來在建設(shè)工科物理教材過程中對其工科特色1直缺乏足夠、系統(tǒng)、深入的思考與研究，認(rèn)識上比較模糊，觀念與方法上也比較保守，而且加上實踐中又缺乏總結(jié)提高等等。[1]
為此，近幾年來突出工科特色問題的討論日益受到教育界的普遍關(guān)注，并已成為工科物理研究和改革的主要課題之1。所以國內(nèi)對物理教材改革的呼聲也越來越高，我國的大學(xué)物理教育工作者也為物理教材的改革及建設(shè)做了大量工作，幾乎所有的高教研討會、年會、與相關(guān)的期刊，都在大力推進(jìn)物理教材的改革。然而他們的重點都放在中美兩國的教材對比，而忽視了自己國內(nèi)的比較研究，也沒有從實際情況出發(fā)。所以本文就是針對國內(nèi)主要工科物理教材：
張3慧 《大學(xué)物理學(xué)》 1999年 第2版 清華大學(xué)教育出版社
程守洙 《普通物理學(xué) 》1998年 第5版 高等教育出版社
馬文蔚 《物理學(xué)》 1999年 第4版 高等教育出版社
從前言，內(nèi)容，插圖，知識點，適用性，可讀性，可教性等方面的差異，尋找現(xiàn)行教材存在的問題如：內(nèi)容陳舊，近代物理概念和方法沒有得到應(yīng)有的反映，與我國中等教育銜接不好，不少內(nèi)容只是簡單重復(fù)等等（但由于時間倉促，所以重點放在力學(xué)部分）。其次，就是結(jié)合目前我校現(xiàn)行情況和我國人才培養(yǎng)的需要，旨在解決某些問題，對“21世紀(jì)”教材改革提點建議。限于水平有限，觀點未必正確，論述也不全面，僅供參考。
1 國內(nèi)現(xiàn)行工科物理教材概況
眾所周知，1本好的教材對教學(xué)成敗起著舉足輕重的作用，我國910年代以前的物理教材，內(nèi)容比較陳舊，近代物理的概念與方法沒有得到應(yīng)有的反映；與目前我國中學(xué)物理教育銜接不好，部分內(nèi)容與中學(xué)重復(fù)，1定程度上損害了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，妨礙了他們學(xué)習(xí)積極性的發(fā)揮。改革開放以來，陸續(xù)出版了數(shù)10種教材，其中多數(shù)在體系和要求上與程、江第4版基本相同。最近幾年，1些著名重點大學(xué)出版了具有本校特色的教材，在要求上與普通院校明顯拉開差距。
總的來看，從50年代至今，工科物理在框架和體系上沒有發(fā)生很大變化，1些較為具體的變化有：（1）起點有所提高，特別是習(xí)題的難度明顯加大；（2）近代內(nèi)容有所充實，對相對論、量子力學(xué)、激光、半導(dǎo)體均有1定深度的介紹，但對現(xiàn)代知識尚有欠缺；（3）1些描敘性的內(nèi)容（如表面張力、真空技術(shù)及熱電偶等）已逐步被刪除，目前只有光學(xué)部分還留有這類內(nèi)容；（4）與中學(xué)物理和后續(xù)課程（電工學(xué)等）的重復(fù)問題，已得到基本解決。以程守沫、江之永所編寫的《普通物理學(xué)》第4版(1982)為例，合肥工業(yè)大學(xué)1直用到2000年1月才換，其他1些周邊學(xué)校如合肥聯(lián)合大學(xué)、安徽大學(xué)等也是如此。于是，全國工科物理教材也相應(yīng)的做了很大程度的更換，國內(nèi)工科物理教材也達(dá)到了百花開放、百家爭鳴的現(xiàn)狀，國內(nèi)久負(fù)盛名的教材有：
1.1 張3慧主編的《大學(xué)物理學(xué)》
該書是編者在清華大學(xué)長期講授大學(xué)物理學(xué)課程的經(jīng)驗基礎(chǔ)上編寫的。1990年出版了第1版，1999年出版了第2版。總的來說，該套書有以下幾個特點：
1.1.1 起點較高。凡是中學(xué)物理教學(xué)大綱己列內(nèi)容，除了該書的講述系統(tǒng)所需要之外，1般不再做簡單的重復(fù)。
1.1.2 著重加強(qiáng)了講述的系統(tǒng)性。為了使工科大學(xué)生在較短的時間內(nèi)對大學(xué)物理課程的內(nèi)容有1個盡可能整體的理解，該書在闡述物理學(xué)內(nèi)容時遵循己知物理規(guī)律自身的相互聯(lián)系所確定的主從順序、結(jié)構(gòu)邏輯或教學(xué)邏輯，從最基本的規(guī)律逐漸展開。如牛頓力學(xué)還是按傳統(tǒng)方式以3定律為基礎(chǔ)演繹地展開，講述了動量、能量和角動量守恒定律。熱力學(xué)第2定律則直接從自然過程的不可逆性講起，著重闡明它的微觀意義。
1.1.3 該書在保證經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上，大力使內(nèi)容現(xiàn)代化。書中著重介紹了現(xiàn)代物理學(xué)的觀點，如守恒定律與對稱性、相對論的時空觀、原子觀點、統(tǒng)計觀點、微觀粒子的2象性與量子性等等。關(guān)于現(xiàn)代物理包括的前沿知識介紹，除了散見于各章的實例、例題或習(xí)題外，該書還增加了兩類特殊內(nèi)
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