隨著我國大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新時(shí)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(shí)俱進(jìn)，特別是我們在近幾年試點(diǎn)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(diǎn)的基礎(chǔ)上做了以下幾點(diǎn)修訂： 一、新添疑問句94個(gè)愛因斯坦說過：應(yīng)當(dāng)把發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)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?jiǎng)?chuàng)新，需學(xué)問，只學(xué)答，非學(xué)問；要?jiǎng)?chuàng)新，需學(xué)問，問愈透，創(chuàng)更新。我們在教改實(shí)踐中曾采取各種措施號召、引導(dǎo)和鼓勵(lì)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(gè)。說明學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理時(shí)是有問題要問的，如學(xué)生問：能否從實(shí)驗(yàn)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(shí)能量以光的形式釋放，那么它自身的質(zhì)量應(yīng)該會(huì)減少吧?等等。為此，我們從學(xué)生需求中反向思維來設(shè)計(jì)教材敘述方式，在部分修訂第4版中300多個(gè)由黑體字凸顯各種問題的基礎(chǔ)上，新添了94個(gè)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(gè)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(diǎn)，有的問題是為了明確物理意義，有的問題是為了突出重點(diǎn)，有的問題是為了破解難點(diǎn)，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(shí)基礎(chǔ)、鍛煉獨(dú)立思考的能力、激發(fā)自主學(xué)習(xí)的興趣、樹立正確的價(jià)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(lì)、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(yùn)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(gè)疑問句，就是本次修訂的一大任務(wù)。 二、新添理解與運(yùn)用數(shù)學(xué)公式的練習(xí)161個(gè)數(shù)學(xué)有時(shí)被叫作科學(xué)的女皇，有時(shí)被叫作科學(xué)的侍女，這是因?yàn)榻虒W(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(huì)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(dòng)和促進(jìn)作用，物理學(xué)的思維方式與數(shù)學(xué)的方法運(yùn)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(gè)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(gè)，不少學(xué)生在第一次翻閱大學(xué)物理教材時(shí)，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(jiān)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(dòng)思考的能力，使學(xué)生自覺地去獲取知識，并爭取實(shí)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(dú)立思考的能力；指導(dǎo)學(xué)生保持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)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(shí)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(gè)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(shí)，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(huì)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(gè)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(diǎn)的基礎(chǔ)上做了以下幾點(diǎn)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(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)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?jiǎng)?chuàng)新，需學(xué)問，只學(xué)答，非學(xué)問；要?jiǎng)?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?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)造一個(gè)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(diǎn)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(diǎn)上，我們有意識地留有余地，點(diǎn)到為止；在一些知識點(diǎn)上，我們特意以問代答，逐步引入。在個(gè)別知識點(diǎn)上，我們有意識地做點(diǎn)遺漏，讓讀者自己參與補(bǔ)上，給他們提供一種機(jī)會(huì)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(yùn)用又促進(jìn)著物理學(xué)這個(gè)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(shí)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(diǎn)凸顯了幾種物理學(xué)方法，如觀察方法、實(shí)驗(yàn)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(gè)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(yùn)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(shí)際問題采用積分計(jì)算的觀點(diǎn)；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(yùn)動(dòng)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(yùn)含著為數(shù)不多的幾個(gè)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(gè)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(jì)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(jì)劃的一個(gè)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(jì)劃中相關(guān)課程交叉、滲透的橫向關(guān)系。按系統(tǒng)論觀點(diǎn)，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(shí)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(jì)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(diǎn)�操|(zhì)點(diǎn)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(gè)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(gè)熱點(diǎn)。以目前我國21個(gè)工科大類、69個(gè)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(shí)際，增強(qiáng)個(gè)性化學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)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(dú)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(shí)際有機(jī)結(jié)合。 按128學(xué)時(shí)的教學(xué)時(shí)數(shù)，建議第一卷安排72學(xué)時(shí)，第二卷安排56學(xué)時(shí)，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(shí)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