大学物理教材中例题、问题与习题编选①

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1、大学物理教材中例题、问题与习题编选①　　摘要：大学物理教材中，例题的编选应符合目的性、典型性、应用性和引导性要求；问题的编选应能帮助学生理解基本概念、掌握基本公式、领悟物理思想、抓住解题要点、熟悉解题元素、把握知识体系与综合应用和引申知识；习题的编选应符合针对性、层次性和多样性要求。关键词：应用型工科院校大学物理教材例题问题和习题中图分类号：G423文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0243-02教材是传授知识的载体，例题、问题和习题与正文内容一样，是组成教材不可或缺的部分，承载着引导和加深

2、学生对所学知识的理解、巩固和延展学生学习的理论、启迪和培养学生运用知识解决实际问题能力的功能。当前不断出版的大学物理教材中，编著者对更新正文内容表现出的敬业精神与编选例题、问题和习题的随意态度形成强烈对比，例题、问题和习题的编选似乎是被遗忘的角落。应用型工科院校大学物理教材建设过程中如何编选好例题、问题和习题，对教材建设和课程教学改革具有重要意义。1例题的编选1.1目的性8应根据《基本要求》[1]和教材定位，从全局考虑在哪些地方编选、编选什么类型、编选几个和怎么编选例题，力求每题都有明确的目的，或巩固概念，或训练方法，或培

3、养技能。不加规划、类型过多、例题间缺少必要的重复训练等均不可取，结果只能是贪多嚼不烂。大学物理课程中第二类基本问题是重要问题，要求学生学会运用微积分方法求解物理问题。教材[2]将其概括为三种情况（加速度分别为时间、速度和位置的函数）并针对这三种情况编选了3道运动学例题；针对力分别为时间、速度和位置的函数相应地编选了3道动力学例题。掌握好处理该问题的方法，对于后续研究机械振动、机械波以及电磁场等有着至关重要的意义。1.2典型性8典型例题的作用有四：一是通过典型例题的求解让学生熟悉、掌握与之联系的物理原理、定律；二是求解典型例

4、题的过程可让学生掌握分析问题、处理问题的方法；三是典型例题的结论往往可作为公式，方便学生求解教材中的问题和习题；四是某些典型例题还与课程后续或后续课程的有关内容密切关联。因此，在保证基础知识覆盖率和重点知识强化率的前提下，例题的编选应少而精，且编著者要对编选的例题作透彻分析，使学生学到一些共同的规律，掌握好解题思路和方法，加深对理论的理解。叠加原理是物理学的基本原理，在力学、电磁学、振动与波动等部分应用相当广泛。教材在静电场中介绍了点电荷的场强后，编选了应用叠加原理计算均匀带电圆环、均匀带电（无限长）直线、均匀带电圆柱面（

5、体）、均匀带电球面（体）、均匀带电无限大平面（板）等场强分布的例题；在介绍了点电荷的电势后，编选了计算它们电势分布的例题。1.3应用性充分挖掘物理原理、物理方法在工程、生产实践和日常生活中的应用实例，精心编选应用物理原理解释各种司空见惯自然现象的例题，帮助学生建立知识网络、活化知识应用、激发求知欲和探索精神。在介绍了碰撞后编选航天技术中应用弹弓效应增加宇宙探测器速率的例题；在介绍了机械波的多普勒效应后编选警察应用多普勒测速仪测量汽车速度和驱逐舰上的专家应用多普勒效应测量敌方潜艇运动速度的例题。1.4引导性8编选一些足以引起

6、联想、富有启发性、既能说明问题又简单易懂的例题，根据需要还可在例题中举例，逐步引导，达到举一反三、触类旁通解决其他问题的目的。在静电场中通过选取积分元、分析对称性、投影矢量、积分等步骤，学生求解出均匀带电细圆环中心轴线上的场强后，进一步引导学生再以细圆环为积分元、以细圆环轴线上场强结论为公式，进一步计算均匀带电圆盘中心轴线和无限大均匀带电平面的场强分布。工科物理是大学低年级的公共基础课程，通过课程的学习引导学生逐步适应大学的学习显得更为重要。2问题的编选2.1理解基本概念帮助学生理解“为什么要引入新的物理量”、“新物理量的

7、基本涵义、基本属性是什么”、“如何用新的物理量来描述物质的运动状态”等。为让学生区分动量和角动量的概念，编选问题让学生计算两等长刚性轻杆中心垂直固结并绕中心垂直轴旋转时处于4个端点质点系的动量和角动量，该问题使学生认识到为描述系统转动状态而引入角动量的必要性和理解动量和角动量守恒条件的区别。2.2掌握基本公式帮助学生熟悉公式中各相关量的意义和数学图像。在介绍毕奥-萨伐尔定律后，编选问题让学生计算电流元位于原点时圆周上8等分各点磁感应强度的方向和大小，该题促进学生理解由电流元指向场点径矢的单位矢量、电流元与由电流元指向场点径

8、矢间夹角的含义。2.3领悟物理思想8把握物理思想的精髓，提高智力水平和培养科学素质。在应用高斯定理求出均匀带电球面的电场、电势后，编选问题让学生计算同心均匀带电球面组合体的场强和电势分布；在讨论了载流直导线与载流圆环的磁场后，编选问题让学生计算载流直导线与圆弧组合体的磁感应强度分布等，既让学生领悟叠加原