新概念物理教程教改历程回顾(赵凯华).ppt

新概念物理教程教改历程回顾 参加考试的是大学三年级学生，他们之中不少人能以优异成绩回答相当于美国研究生的试题。 上世纪80年代，CUSPEA考试中感到： 我国大学物理教育成功之处： 1985-1987年开设 “定性与半定量物理学”选修课。 1988.10—1990.12 在《大学物理》上 27期连载。 1991年出书。 1991年10月在 “普通物理教材建设组会议”上提出，需要编写一套努“力反映物理学当代成就，使基础课的教学内容更好地适应物理学发展的需要”的普通物理教材。1992年开始编写 《新概念物理教程》。 物理学的发展不断改变着人们的世界观 一、宇宙观 从哥白尼到开普勒 伽利略的功勋 牛顿的万有引力定律 宇宙学原理 宇宙是静态的还是动态的？ 大爆炸宇宙模型 “热寂说”的终结 二、物质观 古希腊的原子论 化学家的原子和分子 物理学家的原子 原子核的组成 夸克与粒子物理的标准模型 物质无限可分吗？ 1. 力学自然观 2. 相对论对时空观的突破 3. 从决定性大概率性—— 量子力学对经典因果律的突破 从线性到非线性 分岔与突变 对称性自发破缺 耗散结构 自发涌现行为 混沌 《新概念物理教程 · 力学》 1. 用现代化的观点审视、选择和组织好传统的教学内容 以动量、能量、角动量为核心展开 对称性，相对性原理，… 2. 适当地为物理学前沿打开窗口和安装接口 天文学,宇宙学 从惯性的本质到广义相对论 简正模,一维弹簧振子链 相图 → 混沌 尽量采用前沿领域中惯用的语言和思想方法来讲解 3. 通过知识的传授提高科学素质和能力 定性和半定量的方法,对称性，量纲分析,数量级估计, 极限情形和特例，… 《新概念物理教程 · 热学》 1. 按照科学发展的进程和需求，强化熵的教学 玻耳兹曼熵(棋盘游戏)， 克劳修斯熵 (理想气体、混合气体、相变、化学反应熵的计算) 熵增加原理 (自由膨胀、热传递、扩散、摩擦等过程中的熵增加) 热平衡与自由能(亥姆霍兹自由能，吉布斯自由能) 热平衡条件，力学平衡条件，相平衡条件 范德瓦耳斯气液相平衡，混合气体的化学平衡 熵流与熵产生，最小熵产生原理 * 但也暴露出我国教育的一些弱点： 重数学演绎推算，缺乏清晰物理图像； 不联系现代物理成就，缺乏时代感； 知识面狭窄。 重理论轻实验； 实为《新概念物理教程》 之思想基础，并作了 一定素材的准备。 基础课的现代化 1. 基本要求部分 经典物理部分： 用现代化观点审视内容、体系。 近代物理部分： 用普通物理风格讲授前沿课题。 2. 扩展部分 窗口 接口 教学思想的转变1. 课程主要应激发和保持学生的好奇心和 兴趣。兴趣是最好的老师。 2. 结合知识的传授，进行科学精神、科学 方法、科学态度的教育。3. 用定性半定量的方法，建立鲜明的物理 图象，培养学生物理的直觉能力。4. 穿插科学史料，衬托重点、难点。5. 鼓励学生进行渗透式的学习， 讲授有粗有细、有一定的跳跃性， 有意识地引导学生自学。 三、力学自然观和对它的超越 大部分与世界观有关问题已纳入《新概念物理教程》内 2. 运用定性半定量的方法，以普通物理的风格引 进量子统计的概念 离散能级，玻耳兹曼动理方程，H 定理 量子关联 量子态密度3. 体现当前热心于其它学科的相互渗透，增添一些与化学等有关的知识和内容 化学键，反应焓，反应熵， 混合气体的化学平衡， 化学反应的熵产生与亲合势 耗散结构 生命，生态环境4. 注重物性知识的背景，对热学教材的体系做 适当的调整 物性的介绍放在第一章 *