物理与工程

2025年物理与工程前沿教育教学创新研讨会暨大学物理MOOC联盟工作会圆桌论坛记录

借助人工智能发展机遇推动中国教育改革——专访北京航空航天大学熊璋教授

IN-CLASS DEMONSTRATION OF THE ZEEMAN EFFECT: FROM QUALITATIVE OBSERVATION TO QUANTITATIVE EXPERIMENTS

费米黄金规则与粒子衰变和散射

麦克斯韦理论的对称性之美

面向工程前沿的大学物理教学探索与实践

大学物理课程中理论与实验深度结合的教学模式探究

思维导图应用于大学物理教学中的探索与实践

随着脑科学及认知心理学的发展,思维导图在教育领域得到了广泛应用,如何将思维导图与课堂教学实践及理科课程的课程思政进行结合受到高校理科教师越来越多的关注。本文基于大学物理课程特点,对思维导图工具进行了介绍分析,展示了思维导图应用于大学物理教学实践的案例,结合学生反馈探讨了思维导图在大学物理教学及培养学生创新性思维中更多的可能性,尤其是基于建构主义思想,将思维导图工具与翻转课堂教学模式进行结合。通过学习金字塔理论的分析,思维导图学习方法可以促进高效学习,提升学生对所学知识进行综合运用的能力,并培养其发散、创新思维。该学习方法可以在大学教育中有更多、更广泛的应用。

热力学基本公式的一种简捷记忆法

本文介绍了能够写出的几乎所有热力学基本公式的一种简便实用的方法。首先把内能U、自由能F、焓H和吉布斯函数G这四个特性函数和体积V、压强P、温度T和熵S这四个基本热力学量按照一定的顺序写出来。然后指定一些规则。按照这些规则,可以明确每个特性函数的内禀自变量,写出特性函数之间的关系式,写出特性函数对于内禀自变量的偏导数,写出热力学变量之间的偏导数关系即麦克斯韦关系式。最后,把压强和体积扩展到其他强度量和广延量。这些记忆规则,实际上也是对于热力学基本公式的规律和特点的总结。

蒙特卡罗方法及应用

介绍蒙特卡罗方法的基本原理及其在计算物理中的应用 .

SPOC:结合高校教学的融合创新

从2008年开始,MOOCs经历了一个四年沉淀,两年爆发的发展历程.与以往的网络教育相比,名校名师效应、易学易用性的优势作用于教育资源绝对稀缺、网络环境大幅改善的环境,迅速点燃了人们强烈的学习动机,形成爆发式增长.在基于教学需求的探索过程当中,与传统教育方式的"融合创新"开始兴起,其中有一种非常值得关注的模式就是由Armando Fox教授提出的SPOC模式,哈佛、MIT、加州伯克利都在进行SPOC教学试验.在中国,清华大学出版社率先打造出SPOC平台,推出《大学物理》等课程,配套了完整的教学资源,开启了SPOC模式在中国的应用.

加加速度(加速度的时间变化率)——冲击、乘座舒适性、缓和曲线

介绍加加速度 (加速度的时间变化率 )及其在冲击、乘座舒适性和缓和曲线等问题中的应用

非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求

物理基础课程教学基本要求(含理论教学和实验教学部分)即将由教育部发布.本刊自本期起特设“物理基础课程教学基本要求专栏”,陆续刊登基本要求全文以及有关文章.

同伴教学法在大学物理课程中的应用

按照Eric Mazur著的《同伴教学法——大学物理教学指南》中介绍的同伴教学法的教育理念、使用原则和步骤,我们在大学物理课程中使用同伴教学法,实现了大班课堂上学生的合作学习.发现这个教学方法在物理概念教学、激发学生学习兴趣、培养创造性的思维、高水平的推理和批评性思维能力等方面的积极作用.教学中我们使用了书中部分概念测试题,分析了它在检测学生物理错误概念、激发学生小组讨论方面的有效性.

蒙特卡罗方法及应用

介绍蒙特卡罗方法的基本原理及其在计算物理中的应用 .

关于太空电梯的可行性分析

本文讨论了太空电梯设想的可行性。首先列出了环绕地球做稳定圆周运动卫星以及地球同步卫星的速度、轨道半径和机械能等基本运动公式，作为后续分析的基础。描述了现有星载卫星姿态和位置的调整机构。介绍了太空天梯的设想并计算了地球同步卫星与太空电梯组合系统在维持轨道位置时耗费的燃料。进而引出了配重卫星的必要性、工作原理、轨道半径和运行规则。最后指出太空电梯的设想所面临的两个难题。其一，卫星状态维持所需耗费的化学燃料量可能超出节能预期，其二，在随机的大气和宇宙环境扰动下，上述组合系统可能难以通过有效自动控制，实现在地球同步轨道上的稳定停留。

拓扑绝缘体简介

拓扑绝缘体是最近几年发现的一种全新的物质形态,由于其独特的能带结构,具有零质量的狄拉克费米子及其相关的奇妙物理特性,近些年来引起了人们的广泛关注.同时,它还展现出在自旋电子学和量子计算等领域巨大的应用前景.

球类运动中空气阻力的计算和分析

本文利用Asai等人的工作计算了光滑表面球体 ,速度介于 0～ 3 0m/s之间的空气阻力 ,发现两种或三种不同运动速度都有相同的空气阻力值的现象 ,本文对此做了理论上的解释 .本文并从空气阻力公式的由来、计算空气阻力的意义以及球类运动的若干运动现象 (比如“香蕉球”技术等 )等做了必要的阐述 .所有这一切都对球类运动更具体的研究有一定的意义 .

杨氏弹性模量测量实验综述

杨氏弹性模量(简称杨氏模量)是固体材料的固有属性之一,也是工程技术设计领域常用的参数之一。从实验教学角度而言,杨氏模量测量实验是国内大多数高校大学物理实验课程所开设的必选实验之一,也是全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛实验题目规范表中的题目之一。本文系统地综述了目前关于杨氏模量测量实验的4大类测量原理,包括静态拉伸法、动态共振法、梁弯曲法,以及超声波测量法等。进一步针对每一大类测量原理,本文还对已报道的各种实验测量方法及其测量精度进行了总结,同时评论了各种方法的优缺点。希望本文的综述结果能对我国高校开展杨氏模量测量实验的教学工作提供参考,同时也为计划参加讲课培训展示的青年教师提供借鉴作用。