國內工科物理教材對比研究

國內工科物理教材對比研究

國內工科物理教材對比研究
 
摘要：教材內容的改革和建設是新世紀物理教學改革的主要內容。然而縱觀近些年內推出的工科物理教材，它們中的多數無論在內容體系，還是在教材的特色和結構以及其基礎性內容與工程技術應用和高新科技發展等方面，很少明顯突破，且普遍存在以下幾個問題：物理教材內容大體相同，內容深化梯度不同；工科物理教材從教學上看，學時相差甚遠；工科物理教材在教學目標和計劃也有差異；教材難易程度也有區別。本文通過國內幾套工科物理教材的對比研究，從前言，內容，插圖，知識點，例題習題，適用性，可讀性，可教性等方面的差異，尋找現行教材存在的問題如：內容陳舊，近代物理概念和方法沒有得到應有的反映，與我國中學物理教育銜接不好，不少內容只是簡單重復等。其次就是結合目前我校現行情況和我國人才培養的需要，對“21世紀”教材改革從合理性、系統性、新穎性、實際性、繼承性、適用性、可教性、例題和習題的多功能性編寫和印刷的精致性等方面提點建議。
關鍵詞：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
眾所周知物理學是現代自然科學與技術科學的基礎，它的成果推動了210世紀的技術革命與思維革命，并將繼續對2101世紀的人類文明的進程做出不可替代的貢獻。特別是大學物理是大學生的1門重要基礎課程，它1方面讓學生能夠初步學習科學的思維方法和研究方法，使其能夠開拓視野、激發探索、求實創新和提高科學素質，另1方面對學生將來畢業找工作和在工作中進1步學習新理論、新知識、新技術、不斷更新知識，都將產生深遠的影響。然而縱觀近些年內推出的工科物理教材，它們中的多數無論在內容體系，還是在教材的特色和結構以及其基礎性內容與工程技術應用和高新科技發展等方面，很少有明顯突破。且普遍存在以下幾個問題（1）物理教材內容大體相同，內容深化梯度不同；（2）工科物理教材從教學上看，學時相差甚遠；（3）工科物理教材在教學目標和計劃也有差異；（4）教材難易程度也有區別。這種現狀，不僅使其在整個自然科學與技術應用領域中的排頭作用和基礎性學科的地位在教學中沒有得到充分的體現，而且也直接影響了教師教與學生學習的興趣和積極性，束縛了工科物理課程在培養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工科物理教材過程中對其工科特色1直缺乏足夠、系統、深入的思考與研究，認識上比較模糊，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。所以國內對物理教材改革的呼聲也越來越高，我國的大學物理教育工作者也為物理教材的改革及建設做了大量工作，幾乎所有的高教研討會、年會、與相關的期刊，都在大力推進物理教材的改革。然而他們的重點都放在中美兩國的教材對比，而忽視了自己國內的比較研究，也沒有從實際情況出發。所以本文就是針對國內主要工科物理教材：
張3慧 《大學物理學》 1999年 第2版　清華大學教育出版社
程守洙 《普通物理學 》1998年 第5版  高等教育出版社
馬文蔚 《物理學》     1999年 第4版  高等教育出版社
從前言，內容，插圖，知識點，適用性，可讀性，可教性等方面的差異，尋找現行教材存在的問題如：內容陳舊，近代物理概念和方法沒有得到應有的反映，與我國中等教育銜接不好，不少內容只是簡單重復等等（但由于時間倉促，所以重點放在力學部分）。其次，就是結合目前我�，F行情況和我國人才培養的需要，旨在解決某些問題，對“21世紀”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 國內現行工科物理教材概況
眾所周知，1本好的教材對教學成敗起著舉足輕重的作用，我國910年代以前的物理教材，內容比較陳舊，近代物理的概念與方法沒有得到應有的反映；與目前我國中學物理教育銜接不好，部分內容與中學重復，1定程度上損害了學生的學習興趣，妨礙了他們學習積極性的發揮。改革開放以來，陸續出版了數10種教材，其中多數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，特別是習題的難度明顯加大；（2）近代內容有所充實，對相對論、量子力學、激光、半導體均有1定深度的介紹，但對現代知識尚有欠缺；（3）1些描敘性的內容（如表面張力、真空技術及熱電偶等）已逐步被刪除，目前只有光學部分還留有這類內容；（4）與中學物理和后續課程（電工學等）的重復問題，已得到基本解決。以程守沫、江之永所編寫的《普通物理學》第4版(1982)為例，合肥工業大學1直用到2000年1月才換，其他1些周邊學校如合肥聯合大學、安徽大學等也是如此。于是，全國工科物理教材也相應的做了很大程度的更換，國內工科物理教材也達到了百花開放、百家爭鳴的現狀，國內久負盛名的教材有：
1.1 張3慧主編的《大學物理學》
該書是編者在清華大學長期講授大學物理學課程的經驗基礎上編寫的。1990年出版了第1版，1999年出版了第2版�？偟膩碚f，該套書有以下幾個特點：
1.1.1 起點較高。凡是中學物理教學大綱己列內容，除了該書的講述系統所需要之外，1般不再做簡單的重復。
1.1.2 著重加強了講述的系統性。為了使工科大學生在較短的時間內對大學物理課程的內容有1個盡可能整體的理解，該書在闡述物理學內容時遵循己知物理規律自身的相互聯系所確定的主從順序、結構邏輯或教學邏輯，從最基本的規律逐漸展開。如牛頓力學還是按傳統方式以3定律為基礎演繹地展開，講述了動量、能量和角動量守恒定律。熱力學第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 該書在保證經典內容的基礎上，大力使內容現代化。書中著重介紹了現代物理學的觀點，如守恒定律與對稱性、相對論的時空觀、原子觀點、統計觀點、微觀粒子的2象性與量子性等等。關于現代物理包括的前沿知識介紹，除了散見于各章的實例、例題或習題外，該書還增加了兩類特殊內

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