本書分為《原理篇》和《實踐篇》兩部分:《原理篇》講授物理知識;《實踐篇》主要涉及對知識的應用與解題方法的介紹。本書是《實踐篇》的上冊。 本書主要特點:強調(diào)守恒原理;更早強化系統(tǒng)的概念;推遲引入矢量的概念;適時引入物理概念;整合近代物理;采取模塊化的組織形式。
從洗衣時的靜電到智能手機定位,物理知識能幫你理解各種生活中的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的物理機理,有的顯而易見,有的卻并不明顯。學習物理不僅需要理解基本概念,還需要將概念運用于新的場景。這樣的過程需要深度思維的技能:判斷有關(guān)知識能否用于特定條件以及如何規(guī)劃方案解決問題。在《馬祖爾物理學:實踐篇》(以下簡稱《實踐篇》)中,我們將運用在《馬祖爾物理學:原理篇》(以下簡稱《原理篇》)中所學的知識解決問題,在這里你將學會如何通過定量假設來分析和解決問題。在學習了《原理篇》后,學習《實踐篇》中的對應章節(jié)將有助于進一步掌握相關(guān)內(nèi)容。
《實踐篇》各章的基本結(jié)構(gòu)如下:
首先是章節(jié)總結(jié),這一部分總結(jié)了本章主要物理量之間的聯(lián)系,可用于作業(yè)前的復習或課前預習。
接下來的復習題環(huán)節(jié)用于測試你對知識要點的掌握情況。在每一章的結(jié)尾處,你可以找到復習題答案。如果不能很好地解答復習題,可能需要回顧《原理篇》中的相關(guān)內(nèi)容。
如果你無法確定答案的數(shù)量級,那么就無法確定答案是否合理。在估算題部分,通過估算訓練,你可以了解各章所學的物理量的數(shù)量級以及它們的變化范圍。
各章的例題為如何分析、解決和評價問題提供了詳細的范例。每個例題后都配有對應的引導性問題,你可以借助它解決問題。引導性問題的答案也附在每章的結(jié)尾。
最后的習題部分可用于作業(yè)或考前復習。習題的難度各有不同,有的側(cè)重概念理解,有的側(cè)重計算。
總而言之,《原理篇》和《實踐篇》一起,作為以學生為中心的學習工具,通過營造準確而可靠的物理場景,將提高你解決問題的能力,令你獲益終身。
埃里克·馬祖爾哈佛大學
達瑞·佩迪哥華盛頓大學
埃里克·馬祖爾是哈佛大學物理與應用物理學“巴爾坎斯基”講席教授,應用物理方向的負責人。他是光學和教育學領(lǐng)域的科學家,著作頗豐,現(xiàn)任美國光學學會主席。
在荷蘭萊頓大學獲得博士學位后,馬祖爾教授赴哈佛大學工作。2012年,他被巴黎綜合理工大學和蒙特利爾大學授予榮譽博士學位。他是荷蘭皇家科學院院士,還是中國科學院半導體研究所、北京工業(yè)大學激光工程研究院和北京師范大學的榮譽教授。
馬祖爾教授曾在卡內(nèi)基梅隆大學、俄亥俄州立大學、賓夕法尼亞州立大學、普林斯頓大學、范德比爾特大學、香港大學、比利時魯汶大學和臺灣大學等多所高校擔任客座教授或杰出講師職務。
除了光學之外,馬祖爾教授還對教育、科技政策、科技應用以及公共科學教育等領(lǐng)域甚感興趣。1990年,他提出了同伴教學法,將交互式教學運用于大班教學中。后來,這種教學方法在美國國內(nèi)和國際上廣為傳播,其他許多學科也將這一方法應用于教學實踐之中。
馬祖爾教授的著述包括250余篇論文和專著以及20余項專利。他在教育學方面的著作Peer Instruction:A User’s Manual(Pearson,1997)介紹了在大班實現(xiàn)交互式教學的方法。2006年,在他的幫助下,獲獎DVD《交互教學》(Interactive Teaching)錄制完成。此外,他還是教學平臺“Learning Catalytics”的創(chuàng)始人之一,這個教學平臺能在課堂教學中通過交互式教學提高學生的解題能力。