国内工科物理教材对比研究
国内工科物理教材对比研究
摘要：教材内容的改革和建设是新世纪物理教学改革的主要内容。然而纵观近些年内推出的工科物理教材，它们中的多数无论在内容体系，还是在教材的特色和结构以及其基础性内容与工程技术应用和高新科技发展等方面，很少明显突破，且普遍存在以下几个问题：物理教材内容大体相同，内容深化梯度不同；工科物理教材从教学上看，学时相差甚远；工科物理教材在教学目标和计划也有差异；教材难易程度也有区别。本文通过国内几套工科物理教材的对比研究，从前言，内容，插图，知识点，例题习题，适用性，可读性，可教性等方面的差异，寻找现行教材存在的问题如：内容陈旧，近代物理概念和方法没有得到应有的反映，与我国中学物理教育衔接不好，不少内容只是简单重复等。其次就是结合目前我校现行情况和我国人才培养的需要，对“21世纪”教材改革从合理性、系统性、新颖性、实际性、继承性、适用性、可教性、例题和习题的多功能性编写和印刷的精致性等方面提点建议。
关键词：工科物理；教材改革；对比研究；适用性；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
众所周知物理学是现代自然科学与技术科学的基础，它的成果推动了210世纪的技术革命与思维革命，并将继续对2101世纪的人类文明的进程做出不可替代的贡献。特别是大学物理是大学生的1门重要基础课程，它1方面让学生能够初步学习科学的思维方法和研究方法，使其能够开拓视野、激发探索、求实创新和提高科学素质，另1方面对学生将来毕业找工作和在工作中进1步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将产生深远的影响。然而纵观近些年内推出的工科物理教材，它们中的多数无论在内容体系，还是在教材的特色和结构以及其基础性内容与工程技术应用和高新科技发展等方面，很少有明显突破。且普遍存在以下几个问题（1）物理教材内容大体相同，内容深化梯度不同；（2）工科物理教材从教学上看，学时相差甚远；（3）工科物理教材在教学目标和计划也有差异；（4）教材难易程度也有区别。这种现状，不仅使其在整个自然科学与技术应用领域中的排头作用和基础性学科的地位在教学中没有得到充分的体现，而且也直接影响了教师教与学生学习的兴趣和积极性，束缚了工科物理课程在培养科技人才中地主要作用。造成这种局面的原因是多方面的，不仅包括长期以来在建设工科物理教材过程中对其工科特色1直缺乏足够、系统、深入的思考与研究，认识上比较模糊，观念与方法上也比较保守，而且加上实践中又缺乏总结提高等等。[1]
为此，近几年来突出工科特色问题的讨论日益受到教育界的普遍关注，并已成为工科物理研究和改革的主要课题之1。所以国内对物理教材改革的呼声也越来越高，我国的大学物理教育工作者也为物理教材的改革及建设做了大量工作，几乎所有的高教研讨会、年会、与相关的期刊，都在大力推进物理教材的改革。然而他们的重点都放在中美两国的教材对比，而忽视了自己国内的比较研究，也没有从实际情况出发。所以本文就是针对国内主要工科物理教材：
张3慧 《大学物理学》 1999年 第2版 清华大学教育出版社
程守洙 《普通物理学 》1998年 第5版 高等教育出版社
马文蔚 《物理学》 1999年 第4版 高等教育出版社
从前言，内容，插图，知识点，适用性，可读性，可教性等方面的差异，寻找现行教材存在的问题如：内容陈旧，近代物理概念和方法没有得到应有的反映，与我国中等教育衔接不好，不少内容只是简单重复等等（但由于时间仓促，所以重点放在力学部分）。其次，就是结合目前我校现行情况和我国人才培养的需要，旨在解决某些问题，对“21世纪”教材改革提点建议。限于水平有限，观点未必正确，论述也不全面，仅供参考。
1 国内现行工科物理教材概况
众所周知，1本好的`教材对教学成败起着举足轻重的作用，我国910年代以前的物理教材，内容比较陈旧，近代物理的概念与方法没有得到应有的反映；与目前我国中学物理教育衔接不好，部分内容与中学重复，1定程度上损害了学生的学习兴趣，妨碍了他们学习积极性的发挥。改革开放以来，陆续出版了数10种教材，其中多数在体系和要求上与程、江第4版基本相同。最近几年，1些著名重点大学出版了具有本校特色的教材，在要求上与普通院校明显拉开差距。
总的来看，从50年代至今，工科物理在框架和体系上没有发生很大变化，1些较为具体的变化有：（1）起点有所提高，特别是习题的难度明显加大；（2）近代内容有所充实，对相对论、量子力学、激光、半导体均有1定深度的介绍，但对现代知识尚有欠缺；（3）1些描叙性的内容（如表面张力、真空技术及热电偶等）已逐步被删除，目前只有光学部分还留有这类内容；（4）与中学物理和后续课程（电工学等）的重复问题，已得到基本解决。以程守沫、江之永所编写的《普通物理学》第4版(1982)为例，合肥工业大学1直用到2000年1月才换，其他1些周边学校如合肥联合大学、安徽大学等也是如此。于是，全国工科物理教材也相应的做了很大程度的更换，国内工科物理教材也达到了百花开放、百家争鸣的现状，国内久负盛名的教材有：
1.1 张3慧主编的《大学物理学》
该书是编者在清华大学长期讲授大学物理学课程的经验基础上编写的。1990年出版了第1版，1999年出版了第2版。总的来说，该套书有以下几个特点：
1.1.1 起点较高。凡是中学物理教学大纲己列内容，除了该书的讲述系统所需要之外，1般不再做简单的重复。
1.1.2 着重加强了讲述的系统性。为了使工科大学生在较短的时间内对大学物理课程的内容有1个尽可能整体的理解，该书在阐述物理学内容时遵循己知物理规律自身的相互联系所确定的主从顺序、结构逻辑或教学逻辑，从最基本的规律逐渐展开。如牛顿力学还是按传统方式以3定律为基础演绎地展开，讲述了动量、能量和角动量守恒定律。热力学第2定律则直接从自然过程的不可逆性讲起，着重阐明它的微观意义。
1.1.3 该书在保证经典内容的基础上，大力使内容现代化。书中着重介绍了现代物理学的观点，如守恒定律与对称性、相对论的时空观、原子观点、统计观点、微观粒子的2象性与量子性等等。关于现代物理包括的前沿知识介绍，除了散见于各章的实例、例题或习题外，该书还增加了两类特殊内
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