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     物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本最普遍的運動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。它的基本理論滲透到自然科學(xué)的許多領(lǐng)域,它是工程技術(shù)的基礎(chǔ)。大學(xué)物理課是高等院校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。大學(xué)物理課程內(nèi)容包括:質(zhì)點運動學(xué)、質(zhì)點動力學(xué)、剛體的定軸轉(zhuǎn)動;機械振動和機械波;氣體動理論和熱力學(xué)基礎(chǔ);靜電場和穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng);光的干涉、衍射和偏振;狹義相對論簡介;量子物理基礎(chǔ)以及固體能帶理論基礎(chǔ)和激光介紹。

大學(xué)物理課程主要是通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)和手段,促進學(xué)生系統(tǒng)掌握物理知識,建立物理思想,學(xué)會分析自然界各種運動的基本規(guī)律,學(xué)習(xí)運用物理方法分析和解決各種問題。其重點和主要難點主要體現(xiàn)在:

(1)通過課程中涉及的各種物理問題,教授學(xué)生掌握建立物理模型的概念和基本方法,學(xué)會從具體問題中抽象出物理模型,學(xué)會分析具體問題的主要矛盾或矛盾的主要方面。例如,在力學(xué)問題中建立質(zhì)點和剛體的概念,由電場力建立電場的概念,由電流或運動電荷受力建立磁場的概念,在熱學(xué)中建立平衡態(tài)和準靜態(tài)過程的概念,在近代物理中建立能量量子化的概念等。通過課程教學(xué),將具體物理問題和抽象模型問題有機的結(jié)合起來,建立清晰的物理圖像,使學(xué)生掌握物理問題的抽象描述和模型提煉方法。

(2)統(tǒng)計規(guī)律是物理學(xué)中一種重要規(guī)律。通過熱學(xué)知識的學(xué)習(xí),教授學(xué)生掌握統(tǒng)計規(guī)律的概念和應(yīng)用方法,促使學(xué)生更深刻的認識自然界的熱現(xiàn)象和規(guī)律。例如,通過理想氣體的壓強和溫度規(guī)律的學(xué)習(xí),使學(xué)生運用統(tǒng)計規(guī)律掌握宏觀量與微觀量的聯(lián)系,通過麥克斯韋速率分布率和玻耳茲曼分布率的學(xué)習(xí),進一步體會統(tǒng)計規(guī)律及其表述方法。通過物理圖像的建立和統(tǒng)計方法特點的介紹,使學(xué)生學(xué)會從宏觀現(xiàn)象和微觀統(tǒng)計規(guī)律相結(jié)合的角度深化對物理問題的認識。

(3)場是物質(zhì)世界的一種重要表現(xiàn)形式,全面掌握場的概念及其基本運動規(guī)律對于學(xué)生全面認識物質(zhì)世界是十分重要的。例如,通過電荷受力建立電場的概念,通過電流受力建立磁場的概念,以及電場或磁場的各種分布所產(chǎn)生的效果,通過變化電場和磁場的規(guī)律掌握獲得磁場與電場的方法等。除理論教學(xué)外,在教學(xué)中可通過帶電體或載流體相互作用的演示實驗讓學(xué)生體會場力的存在,增強感性認識,并加強關(guān)于場對物質(zhì)的作用的分析,強化學(xué)生掌握自然界中場的基本規(guī)律。

(4)疊加原理及其基本方法在物理教學(xué)內(nèi)容中多次出現(xiàn),表明疊加原理在分析和處理問題中的重要性。例如,振動中有振動合成問題,機械波與光學(xué)中有干涉和衍射問題,電磁場中有場的疊加問題,對于自然界中的一些復(fù)雜問題,可以分解成若干簡單問題的疊加問題等。因此,在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握好疊加原理的基本概念和應(yīng)用方法,建立清晰的物理圖像,分析物理量之間的相關(guān)性,促使學(xué)生學(xué)會將物理疊加問題和數(shù)學(xué)處理方法結(jié)合起來,學(xué)會分析和處理一般性問題和復(fù)雜問題。

(5)在近代物理中,狹義相對論中涉及到高速運動的物理問題和處理方法,對初學(xué)者來講,是有較大難度的。這里面既有抽象的概念問題,也有與傳統(tǒng)方法截然不同的內(nèi)容。例如,相對論的時空觀與經(jīng)典時空觀的區(qū)別,同時性的相對性問題、長度收縮和時間膨脹問題、以及質(zhì)量和能量的關(guān)系問題。因此,教學(xué)中需要引導(dǎo)學(xué)生掌握好高速運動物體的物理概念和運動規(guī)律,要注意講授傳統(tǒng)知識向近代知識的過渡方法,講明經(jīng)典內(nèi)容與近代內(nèi)容之間的矛盾,以及產(chǎn)生新理論、新方法的基本途徑,使學(xué)生在認識新事物過程中實現(xiàn)認知的跨越。

(6)在近代物理中,量子物理中的不少基本概念和基本方法已完全不同于經(jīng)典知識。例如,普朗克的能量量子化概念,物質(zhì)波概念及其處理方法,光電效應(yīng),康普頓效應(yīng),不確定關(guān)系,薛定諤方程、隧道效應(yīng)等。這些概念和方法的建立對于初學(xué)者來說,都不是很容易接受的事情。因此,需要教師通過清晰的物理圖像、形象化的手段、由淺入深的引導(dǎo)來幫助學(xué)生全面掌握量子物理的基本概念和運動規(guī)律,將經(jīng)典知識與近代知識的矛盾講清楚,并通過一些典型實驗分析,使學(xué)生建立正確的概念,也可以通過量子物理在當今科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的基礎(chǔ)作用來分析基本概念和基本規(guī)律,使學(xué)生體會近代物理在科技發(fā)展中的基礎(chǔ)作用。

總之,《大學(xué)物理》課程教學(xué)重點的核心是促進學(xué)生關(guān)注自然界的各種各樣的物理現(xiàn)象和規(guī)律,通過各種知識的傳授和物理方法的介紹,培養(yǎng)和增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理問題、分析和處理物理問題的興趣,并從中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和研究能力。因此,本課程教學(xué)過程中,我們注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,引導(dǎo)學(xué)生認識在遇到困難后如何找出解決問題的途徑,并根據(jù)不同的教學(xué)對象,將理論問題與應(yīng)用問題有機的結(jié)合起來,真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而不是簡單的講一些定律和給出一些數(shù)學(xué)公式。

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