隨著我國大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新時代的到來，大學(xué)物理教學(xué)改革進(jìn)入深水區(qū)，要求教材與時俱進(jìn)，特別是我們在近幾年試點翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)改革中，強(qiáng)化了學(xué)生課前預(yù)習(xí)與課堂討論的教學(xué)環(huán)節(jié)，提出自主學(xué)習(xí)、積極思考、敢于質(zhì)疑的要求。為此，一本適應(yīng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)與參與課堂討論的教材，一定程度上成為持續(xù)推進(jìn)教學(xué)改革的關(guān)鍵，本次修訂的指導(dǎo)思想就在于此。按這一指導(dǎo)思想本書在保持前幾版特點的基礎(chǔ)上做了以下幾點修訂： 一、新添疑問句94個愛因斯坦說過：應(yīng)當(dāng)把發(fā)展獨立思考和獨立創(chuàng)新的能力始終放在首位，而不應(yīng)把知識放在首位。李政道先生也告誡青年學(xué)子：要創(chuàng)新，需學(xué)問，只學(xué)答，非學(xué)問；要創(chuàng)新，需學(xué)問，問愈透，創(chuàng)更新。我們在教改實踐中曾采取各種措施號召、引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生提問，多年來有記載的學(xué)生提出的問題已達(dá)8萬多個。說明學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理時是有問題要問的，如學(xué)生問：能否從實驗上顯示大塊導(dǎo)體中的電流線?信息是隨能量傳遞還是隨相位傳遞?能否用引力場使光子減速?氫原子躍遷時能量以光的形式釋放，那么它自身的質(zhì)量應(yīng)該會減少吧?等等。為此，我們從學(xué)生需求中反向思維來設(shè)計教材敘述方式，在部分修訂第4版中300多個由黑體字凸顯各種問題的基礎(chǔ)上，新添了94個疑問句，盡可能把知識冰冷美麗的學(xué)術(shù)形態(tài)轉(zhuǎn)化為教育形態(tài)，使學(xué)生能高效率地進(jìn)行思考。思考問題是為了使學(xué)生從重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變，思考問題是為了從傳承中學(xué)習(xí)物理方法和物理思想，思考問題是為了開展探究式學(xué)習(xí)，思考問題是為了解決問題。因此，94個問題的提問方式，按教學(xué)內(nèi)容的邏輯結(jié)構(gòu)盡可能與學(xué)生的思維習(xí)慣相結(jié)合，有的問題是為了引出知識點，有的問題是為了明確物理意義，有的問題是為了突出重點，有的問題是為了破解難點，有的問題是為了體現(xiàn)理性思辨、學(xué)習(xí)方法、人格精神和文化傳承等。目標(biāo)是使學(xué)生夯實基礎(chǔ)、鍛煉獨立思考的能力、激發(fā)自主學(xué)習(xí)的興趣、樹立正確的價值觀和培養(yǎng)批判性思維等。19世紀(jì)德國教育家第斯多惠說過教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授知識，而在于激勵、喚醒和鼓舞。葉圣陶也說過教師之為教，不在全盤授予，而在相機(jī)誘導(dǎo)，必令學(xué)生運其才智，勤其練習(xí)，領(lǐng)悟之源廣開，純熟之功彌深，乃為善教者也。教材內(nèi)容的組織與編寫何嘗不是這樣。本次修訂中新添94個疑問句，就是本次修訂的一大任務(wù)。 二、新添理解與運用數(shù)學(xué)公式的練習(xí)161個數(shù)學(xué)有時被叫作科學(xué)的女皇，有時被叫作科學(xué)的侍女，這是因為教學(xué)是自然科學(xué)的基本語言，更是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和工程必不可少的工具。若從物理學(xué)發(fā)展的歷史來考查物理學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系的話，我們就會發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)的概念滲入到了物理學(xué)的每一部分，在每一種物理理論的形成過程中，數(shù)學(xué)均起了十分重要的推動和促進(jìn)作用，物理學(xué)的思維方式與數(shù)學(xué)的方法運用有無法割斷的血緣關(guān)系。一本大學(xué)物理教材作為一個系統(tǒng)，是物理知識與數(shù)學(xué)表述相互聯(lián)系、互相補(bǔ)充、彼此配合、不可分割的整體。本書第一卷第4版中有編號的公式有1495個，不少學(xué)生在第一次翻閱大學(xué)物理教材時，看到書中大量的高等數(shù)學(xué)符號，就不由得對大學(xué)物理課程心存怯懦，于是，在學(xué)習(xí)中涉及數(shù)學(xué)符號、公式的知識就跳過去。目前，學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的很多困難均來自這種態(tài)度與想法，這在很大程度上影響著他們的學(xué)習(xí)。 在本次修訂中我們堅持以學(xué)生為本，努力增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)意識，培養(yǎng)學(xué)生主動思考的能力，使學(xué)生自覺地去獲取知識，并爭取實現(xiàn)自己的發(fā)展。本書的目的就是，引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)獲取知識，拓展知識和獨立思考的能力；指導(dǎo)學(xué)生保持嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度、刻苦鉆研的作風(fēng)、追求真理的勇氣；幫助學(xué)生抓主要矛盾和矛盾的主要方面，分析解決實際問題；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀察能力和批判性思維，激發(fā)他們的求知欲，提高他們的探索精神、創(chuàng)新欲望和敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的科學(xué)素養(yǎng)。為達(dá)此目的，在第5版中有意穿插設(shè)置了161個對數(shù)學(xué)公式的練習(xí)，在強(qiáng)調(diào)定性分析、突出物理思想與物理方法的同時，聚焦定量分析的數(shù)學(xué)公式，讓學(xué)生在親自對數(shù)學(xué)公式寫一寫、想一想、導(dǎo)一導(dǎo)、推一推的練習(xí)中，認(rèn)識各種數(shù)學(xué)符號、方法、公式在表述物理知識與解決問題中的作用，讓不同層次的學(xué)生都能達(dá)到學(xué)習(xí)要求。 本書由王建邦擔(dān)任主編，劉興來擔(dān)任副主編。參加本書修訂工作的有：趙瑞娟(第一、二、三章)、侯利潔(第四、五、六章)、王建邦(第七、八章)、閆仕農(nóng)(第九、十章)、張永梅(第十一、十二、十三章)、魏天杰(第十四、十五章)、劉興來(第十六、十七章)。 編者第4版前言為適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和人的全面發(fā)展，以人為本、照顧個性的教育理念為本次修訂提供了新的思路。作為一部適用的教材，應(yīng)當(dāng)使讀者在知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展中得到幫助。在知識、能力與素質(zhì)三要素中，傳授知識是基礎(chǔ)，培養(yǎng)能力是關(guān)鍵，提高素質(zhì)是根本。為此，本書在基本保持前幾版特點的基礎(chǔ)上做了以下幾點修訂： 一是將前幾版中每章開頭的學(xué)習(xí)本章要求掌握改為本章核心內(nèi)容，并配一相應(yīng)的圖片。這一改動在教學(xué)內(nèi)容基本要求上并無原則性差別，但更加細(xì)化與醒目，細(xì)化表現(xiàn)在與每次課（72學(xué)時進(jìn)度）的教學(xué)內(nèi)容安排吻合，有利于教與學(xué)；醒目意在使每位讀者閱讀教材時做到心中有數(shù)。 二是本書經(jīng)過十多年的使用，已經(jīng)形成了較穩(wěn)定的經(jīng)典物理基礎(chǔ)與近代物理基礎(chǔ)并重的知識結(jié)構(gòu)和呈現(xiàn)方式。在此基礎(chǔ)上，本次修訂不僅注重傳授知識，更為學(xué)生的探究學(xué)習(xí)提供探究的方法和可以探究的內(nèi)容。為此，在文字?jǐn)⑹錾喜捎昧耸遣皇菫槭裁丛趺醋鲈趺从玫臐撆_詞，為學(xué)生的學(xué)、思結(jié)合留下足夠的空間，引導(dǎo)學(xué)生在閱讀教材時自主、積極地思考，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑問難的意識和能力。著名物理學(xué)家李政道先生也告誡青年學(xué)子：要創(chuàng)新，需學(xué)問，只學(xué)答，非學(xué)問；要創(chuàng)新，需學(xué)問，問愈透，創(chuàng)更新。 當(dāng)前，學(xué)生缺少的就是發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和研究問題的能力。怎樣讓學(xué)生具備這種能力呢？如果一本教材能夠為學(xué)生創(chuàng)造一個寬松的質(zhì)疑、提問的氛圍，就能更好地激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想能力、發(fā)散思維能力、發(fā)現(xiàn)問題的能力。在本次修訂中，在一些知識點上，我們有意識地設(shè)情造景，通過意象與讀者對話；在一些知識點上，我們有意識地留有余地，點到為止；在一些知識點上，我們特意以問代答，逐步引入。在個別知識點上，我們有意識地做點遺漏，讓讀者自己參與補(bǔ)上，給他們提供一種機(jī)會與挑戰(zhàn)。 三是注重物理學(xué)方法論的介紹與應(yīng)用。工欲善其事，必先利其器，任何一門科學(xué)都有其方法論基礎(chǔ)。在物理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展過程中，形成了豐富的物理學(xué)方法。這些科學(xué)方法的總結(jié)、提煉和運用又促進(jìn)著物理學(xué)這個大系統(tǒng)的發(fā)展，在此過程中理論與方法始終相生相伴。實際上，物理學(xué)理論本身就具有方法論功能，物理學(xué)中由文字、符號、圖像、公式等組成的表象，是人類對客觀規(guī)律的正確反映，因此，它是人類改造客觀世界的工具。我們在第4版中結(jié)合知識點凸顯了幾種物理學(xué)方法，如觀察方法、實驗方法、假說方法、數(shù)學(xué)方法、理想化方法、類比與模擬方法、歸納與演繹方法、分析與綜合方法、整體方法、場論方法等。 第4版前言四是希望使用了本教材的讀者能在以下幾個方面不同程度地提升物理素質(zhì)：①具有用物理學(xué)知識去觀察、分析和思考各種物理現(xiàn)象是什么、為什么的物理意識；②具有運用物理概念、理論以及幾何、代數(shù)、分析的數(shù)學(xué)語言去求解問題的思路；③具有物理規(guī)律都要以微分形式表示、實際問題采用積分計算的觀點；④具有從微觀機(jī)理（制）追蹤宏觀物理現(xiàn)象本質(zhì)的視角；⑤具有從物質(zhì)的不同層次的相互作用、運動與結(jié)構(gòu)中去認(rèn)識事物的境界；⑥具有在任何復(fù)雜的物理過程中都蘊含著為數(shù)不多的幾個基本物理規(guī)律的思想。 本書由王建邦擔(dān)任主編。參加本卷第4版修訂工作的有：張旭峰（第一~三章）、劉興來（第四~六章）、王建邦（第七、八章）、閆仕農(nóng)（第九、十章）、楊軍（第十一~十三章）、魏天杰（第十四~十七章）。 編者第3版前言前言第3版前言教材是體現(xiàn)教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教學(xué)要求、教學(xué)模式的知識載體，又是指導(dǎo)學(xué)生獲取知識的方法和渠道。本書為適應(yīng)大學(xué)本科非物理類專業(yè)對物理教學(xué)的基本要求，針對地方高校學(xué)生層次與認(rèn)知規(guī)律，按集成知識�材芰Κ菜刭|(zhì)于一體的指導(dǎo)思想，在多年教學(xué)改革實踐及前兩版的基礎(chǔ)上，著眼于學(xué)生智慧和能力的培養(yǎng)來進(jìn)行修訂。同時，為激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和引導(dǎo)學(xué)生思考，本書適度改變了前兩版的撰寫風(fēng)格，力求在中學(xué)物理基礎(chǔ)上、在有利學(xué)生閱讀的同時，營造一種探索與創(chuàng)新氛圍。 為了加強(qiáng)大學(xué)物理的基礎(chǔ)地位，走出一遇教學(xué)改革，物理教育就成為被削弱的對象的怪圈，本書將大學(xué)物理分為經(jīng)典物理基礎(chǔ)與近代物理基礎(chǔ)兩卷，兩卷各成體系，又相互呼應(yīng)，并分兩學(xué)期使用。按因材施教的個性化教育原則，本書有少部分內(nèi)容適度超出教學(xué)基本要求，有少部分內(nèi)容適度超出課堂教學(xué)所需，有少部分內(nèi)容適度超出多數(shù)學(xué)生的接受能力。 本科專業(yè)教育教學(xué)計劃是由相互作用、相互依賴的若干部分(要素)結(jié)合而成的、具有特定功能的系統(tǒng)。服務(wù)于人才培養(yǎng)的大學(xué)物理課程是構(gòu)成專業(yè)教育教學(xué)計劃的一個要素，本書一方面注意了傳承大學(xué)物理教材知識結(jié)構(gòu)的縱向關(guān)系，另一方面又考慮了大學(xué)物理與本科專業(yè)教育教學(xué)計劃中相關(guān)課程交叉、滲透的橫向關(guān)系。按系統(tǒng)論觀點，本書部分地調(diào)整了傳統(tǒng)大學(xué)物理知識結(jié)構(gòu)單元，突出作為自然科學(xué)基本規(guī)律、能長時期發(fā)揮作用的基礎(chǔ)性內(nèi)容；突出通過滲透、融合可伸向理工科類院校非物理類專業(yè)或工程技術(shù)學(xué)科與課程的基礎(chǔ)性內(nèi)容。 例如，在路論與場論的關(guān)系中，路論是電類課程的核心，即以電路分析為基礎(chǔ)、以電路設(shè)計為主導(dǎo)、以電路應(yīng)用為背景。場論作為能量流、物質(zhì)流及信息流的物理基礎(chǔ)，在本書中予以彰顯。第一卷在介紹質(zhì)點�操|(zhì)點系�策B續(xù)體力學(xué)后，以流速場承前啟后，以真空電磁場為主，以電流場、能流場、標(biāo)量場、引力場等為輔，開出場物理學(xué)，強(qiáng)調(diào)在不同物理問題中，場可以是一種方法、可以是一個函數(shù)、可以是一種物質(zhì)。 教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化一直是大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容改革的一個熱點。以目前我國21個工科大類、69個專業(yè)為例，在485門主要課程中，有101門(含同名相近課程)或多或少涉及物理學(xué)原理與方法的延伸、拓展、物化與應(yīng)用，其中依托近代物理基本原理的教學(xué)內(nèi)容在不斷增加，但專門介紹近代物理基本原理的課程不多，本書第二卷在大學(xué)物理層面上選編相對論、量子、激光、固體、原子核等基礎(chǔ)內(nèi)容，意在加強(qiáng)近代物理向材料、能源、信息相關(guān)專業(yè)與課程的滲透。 為了幫助學(xué)生更好地掌握大學(xué)物理的基本內(nèi)容，理論聯(lián)系實際，增強(qiáng)個性化學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性，反復(fù)加強(qiáng)練習(xí)，加強(qiáng)能力培養(yǎng)，本次修訂中在部分章節(jié)學(xué)習(xí)本章要求掌握的欄目中，適當(dāng)增加了方法論的要求，并將大部分例題與全部習(xí)題從兩卷中剝離，單獨編寫《大學(xué)物理解題思路、方法與技巧》一書，作為教材一并提供學(xué)生使用，力求使物理概念、原理與例題、習(xí)題密切聯(lián)系與銜接，使教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生實際有機(jī)結(jié)合。 按128學(xué)時的教學(xué)時數(shù)，建議第一卷安排72學(xué)時，第二卷安排56學(xué)時，具體把握可根據(jù)學(xué)校情況而定。 清華大學(xué)張三慧教授審閱了本書第一卷(第1版)，并認(rèn)真修改，同時對全書的取材與布局提出了寶貴意見；中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張永德教授與太原理工大學(xué)冷叔棪教授分別審閱了第二卷(第1版)第五、第六部分，提出了寶貴意見，使我們受益匪淺，在此對三位老先生一并表示衷心感謝。 本書由王建邦擔(dān)任主編。參加第3版修訂工作的有：張旭峰(第一～三章)、劉興來(第四～六章)、楊軍(第十一～十三章)、閆仕農(nóng)(第九、十章)、魏天杰(第十四～十七章)、王建邦(第七、八章)。 編者