依据高等学校物理基础课程教学指导委员会2010年版《理工科类大学物理课程教学基本要求》,作者参照多种大学物理经典教材及多年的课堂教学实践,编写了这本《大学物理简明板书与习题全册》,但愿其能够方便年轻的授课教师参考,助学必修该课程的学生自学并通过考试,《大学物理简明板书与习题全册》按每次课四块手写行书体板书、两学时90分钟为单元模拟教学过程,基本要求内容的教学需120学时,其每次课的每块板书“作品”都几易草稿、斟词酌句,力求概念正确、核心内容完整、图文并茂、难度与信息量适中、兼顾可读性与趣味性。
《大学物理简明板书与习题全册》按课次分割重点、难点、作业,合理安排学习节奏,有较强的实用性。
从面向师生的教材,到教师自用的教案,再到专供学生的板书,其对象性、交互性与简约性逐步增强。多媒件PPT演示的应用极广,非常流行,而经典与式微的、伴随书写者一笔一画手势动作的、实时互动生成的简约板书更具亲和力与沁润性。合适的线下板书便于学习者情感共鸣及认知协同,易萌发情趣和意境,学生来得及徒手笔记与理解,纾减其在认知绝对客观理性的科学技术的过程中可能产生的抵融情绪。
教材可称三次文献,如果把教师自用的教案看做是四次文献,实时创生于课堂现场、专供学生的简约板书就应算是五次文献。对于有较多数学公式的“硬一纯”类物理课程,课堂教学实践表明,经典与式微的、伴随书写者一笔一画手势动作的实时板书落笔有痕有声,有亲和力与沁润性,易萌生“移情”效应,学生来得及思考与做笔记。柔性的徒手笔记可自由组织,便于记忆和理解。合适的线下板书有利于师生当面对话、情感共鸣及认知协同,纾减学习者在认知绝对客观与极端理性的科学技术的过程中可能产生的阻碍情节。
依据高等学校物理基础课程教学指导委员会2010年版《理工科类大学物理课程教学基本要求》,作者参照几种大学物理经典教材及多年的课堂教学板书照片,编写了这本《大学物理简明板书与习题全册》,但愿其能够方便年轻的授课教师参考,助学必修该课程的学生自学并顺利通过考试。本书按每次课四块手写行书体板书、两学时90分钟为单元,模拟大学物理课堂教学过程。完成基本要求的内容需要120学时,其每次课包含:课标题,学习目标及其实现途径,问题或兴趣驱动,辩论、评价或补充,四块板书的标题及对应的板书图片、该次课的习题,书末附习题答案。考虑到每次课堂时间短、四块白板面积局促及手写字体的尺寸,每块板书“作品”都几易草稿、惜字如金、斟词酌句、反复谋划,力求概念正确、提纲挈领、图文并茂、核心内容完整、难度与信息量适中、兼顾可读性与趣味性,按课次分割重点、难点、作业,合理安排学习节奏,使本书的教与学具有较强的实用性。
董玉和,物理学教授,中国科学院物理电子学博士。曾主持和参与国家自然科学基金项目,以首作者发表EI/SCI收录论文二十余篇,高等学校本科教学研究论文七篇(其中CPCI收录两篇)。主讲过大学物理课程(三十余遍)、大学物理实验及应用物理系本科专业课。指导硕士生10名;完成多次中国物理学会全国高校物理教育教学研讨会报告、国际教育与社会发展会议报告等。
爱好体育、旅游、写意绘画等,参展的速写作品曾被中国科学院研究生院收藏。
第一章 质点运动学 力 牛顿运动定律
第1次课 大学物理引言 参照系 坐标系 位矢、位移、速度、加速度 质点 直线运动按加速度函数的三级分类
第1次课习题
第2次课 位移与路程例题 直角坐标系中抛体运动的矢量描述 变加速直线运动 变速率圆周运动的加速度、切向与法向加速度
第2次课习题
第3次课 做变速率圆周运动或任意平面曲线运动质点的加速度 匀速率圆周运动在直径上的投影点作谐振动 相对运动
第3次课习题
第4次课 牛顿运动定律的矢量性 力学中的常见力 自然界的四种基本力 微分、积分法计算万有引力 单摆
第4次课习题
第5次课 伽利略相对性原理 经典时空观 平移的非惯性系 惯性力 牛顿运动定律的七种局限性(需升级)
第5次课习题
第二章 运动的守恒量和守恒定律 牛顿定律升级至时域、角域、空域与质点系
第1次课 质心及其运动定律 力的冲量 平均冲力 系统的内力与外力 动量定理(牛顿定律拓展至时域的形式) 动量守恒定律
第1次课习题
第2次课 奇妙的力矩 质点的角动量定理(牛顿定律拓展至角域的形式) 角动量守恒定律
第2次课习题
第3次课 力的功 曲线上变力微功的积分 质点的动能定理(牛顿定律拓展至空域) 万有引力的功 保守力与非保守力 质点系保守力的功与势能
第3次课习题
第4次课 质点系的:势能、功能原理、机械能及其守恒定律 能量守恒定律 黑洞的概念 质点碰撞 物理学守恒定律的本源
第4次课习题
第三章 刚体与流体的运动
第1次课 力矩刚体的转动惯量刚体的定轴转动定律及例题
第1次课习题
第2次课 力矩的功 刚体的转动动能及动能定理 刚体的动量矩及其守恒定律
第2次课习题
第3次课 动量矩守恒定律(续) 质点与刚体的组合运动例题+理想流体模型 定常流动 伯努利方程
第3次课习题
第一、二、三章概念总结与例题
第四章 相对论基础
第1次课 迈克尔孙-莫雷实验 光速不变原理与相对性原理 同时的相对性 时间间隔的相对性 空间距离的相对性
第1次课习题
第2次课 μ子飞行寿命的相对性及飞行距离的相对性 洛伦兹空、时坐标变换及其引出的空间相对性与时间相对性 相对论速度变换
第2次课习题
第3次课 相对论质量、静止质量、总能量、动能、静能核聚变 相对论能量与动量的关系 狭义相对论的局限性 广义相对论简介
第3次课习题
……
第五章 气体动理论
第六章 理想气体的传热、内能增量与体积功 热力学第零定律、第一定律与第二定律
第七章 静止电荷的电场 静电场中的导体与电介质
第八章 恒定电流的磁场 毕奥-萨伐尔定律 安培环路定理洛伦兹力与安培(力)定律磁介质
第九章 电磁感应 电磁场理论
第十章 机械振动 电磁振荡
第十一章 机械波与电磁波
第十二章 几何光学 波动光学 现代光学
第十三章 早期量子论 量子力学基础
第十四章 激光原理简介 固体的量子理论简介
第十五章 原子核物理简介 粒子物理简介
习题参考答案
参考文献