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对当前物理教学改革的几点看法赵凯华（北京大学物理系，北京 100871）摘要：就当前物理教学改革中的几个问题发表自己的看法关键词：物理教学改革；基本功训练；创新精神；内容现代化；硬科学中图分类号：G 420文献标识码：C文章编号：1000 0712（2000）02-0001-01围绕物理课程改革，中国物理学会前两届教学委员会曾举办过一系列研讨会。
第一次1992年11月在重庆，主题是基础物理教学的现代化问题；第二次1 995年 4月在合肥，主题是物理教育与科学素质培养。
后来，1997年在无锡、1 998年在南昌，又举办过两次会议，物理教学的改革一步步地深化。
新情况下有新问题，下面仅就我近来想到的、听到的，和被问到的问题，发表一些个人看法。
1、基本功的训练永远不可少我们曾多次引用杨振宁先生的观点：中美传统教育方法的区别之一是中国教育按部就班、严谨认真，而美国的教育是渗透式的，允许跳跃。
物理学是一门严谨的科学，基本观念、基本原理和基本技能等基本功的训练，永远是物理课程的核心，也是我国物理教学的优良传统，舍此谈不上什么科学素质教育。
在我国传统的物理教学中适当地引进渗透式教学方法，作一定程度的跳跃，可使学生不过分地依赖教师，有利于激发他们的独立思考和创新精神。
我们赞同杨先生的看法：中美双方教育传统的长短是互补的，若能将二者和谐地统一起来，在教育上就是一个有意义的突破。
然而，对我国物理教育传统进行伤筋动骨的手术，必须慎重。
2、内容现代化不能只是新闻报道20世纪科学突飞猛进，新技术层出不穷，令人目不暇接，眼花缭乱。
物理教学要富有时代感，但不能流于新闻式的报道，而应讲出其中的物理内涵。
近代物理的理论基础是相对论和量子力学，物理课中介绍现代科技成果时，应突出它们的近代物理原理。
3、学教育不能“软化”自然科学都是严谨的“硬科学”，物理学尤其如此。
对青少年进行硬科学教育，对他们科学素质的培养，是必不可少的。
对于一个社会来说，普通国民受到扎实的硬科学教育，且不说对提高生产率和发展经济有利，对各种迷信和邪教的抵御能力也会大大增强。
陀螺仪是一种具有比较复杂的运动学和动力学现象的装置，它有一个高速旋转的定点运动转子，该转子的轴线具有定向性，这是陀螺的最大特点。
陀螺的定向性在工程中有重要用途，如舰船和导弹的导航、稳定船舶和车辆的姿态，实际上行驶的自行车能够不翻倒也是由于陀螺的定向性，这时自行车的两个轮子就是陀螺。
一、陀螺仪的理论基础1．欧拉角如图4-9，设Oxyz 为一个正交坐标惯性系，另一个正交坐标系321x x Ox 或O ξηζ绕坐标原点O 定点转动，坐标系321x x Ox （动系）相对于Oxyz 的角位置关系可以用多种方法来描述，其中用三个欧拉（Euler ）角φ,θ,ψ来描述是刚体动力学中常见的方法。
参见图4-9，坐标系321x x Ox 的当前位置，可以将坐标系Oxyz 转动三次到达，先将Oxyz 绕z 轴转φ角，记为坐标系1，其中x 轴到达节线的位置；再将坐标系1绕节线转θ角，记为坐标系2，这时z 轴变为3x 轴；最后将坐标系2绕3x 轴转ψ角就得到321x x Ox ，其中原来的x 轴变为1x 轴、y 轴变为2x 、z 轴变为3x 轴。
这三个角是相互独立的，分别称为动系的进动角（φ）、章动角（θ）和自转角（ψ）（节线绕z 轴的转动为进动，动系绕节线的转动为章动，动系绕自转轴3x 的转动为自转）。
一般情况下，它们唯一地确定动系（刚体）的瞬时角位置。
再来确定动系321x x Ox 的角速度矢量Ω。
在~t t t +∆的t ∆时间内，设动系角位置的无穷小增量为φ∆、θ∆和ψ∆，动系的这种无穷小角位置改变可以将动系分别绕z 轴转φ∆、绕节线转θ∆和绕3x 轴转ψ∆后叠加得到，且结果与转动次序无关（我们对此不作证明，但必须注意，刚体多次有限转动的结果却与转动次序有关，因此不能叠加；学生可以将一本书沿任意两条边以一种次序各转90︒，再重新按不同的次序各转90︒，结果是不同的）。
φ∆、θ∆和ψ∆的时间导数为,,tttφψθφψθ∆∆∆===∆∆∆ (4-11)根据角速度的定义，它们分别为动系绕z 轴、节线和3x 轴的角速度，将它们按右手规则化为矢量，记为,,φψθ，由刚体角速度在同一瞬时的唯一性，,,φψθ 一定是动系321x x Ox 角速度矢量Ω在z 轴、节线和3x 轴方向的分量（否则同一瞬时刚体在某个方向上会出现两种不同的角速度，这对刚体是不可能的），所以动系321x x Ox 的角速度Ω用Euler 角表示为φψθ=++Ω(4-12)θψφ 、、分别称为动系的进动角速度、章动角速度和自转角速度。
物理学专业04013001高等数学 Advanced Mathematics 【156—8—1、2】先修课程：高中数学内容提要：高等数学是物理学专业必修的基础课程。
内容包括函数与极限、微分学、不定积分、定积分、空间解析几何和矢量代数、多元函数微分学、重积分、曲线积分、曲面积分、矢量分析初步、级数、广义积分、含参变量积分和常微分方程等内容。
修读对象：物理学专业本科生教材：《高等数学（物理类）》一、二、三册四川大学高等教育出版社参考书目：《高等数学》同济大学高等教育出版社04013002线性代数 Linear Algebra 【42—2—1】先修课程：高中数学内容提要：线性代数是物理学专业必修的基础课程。
本课程是研究有限线性空间的结构和线性空间的线性变换的数学分支。
内容有行列式、矩阵代数、线性方程组、线性空间、线性变换、欧几里得空间、n元实二次型等内容。
修读对象：物理学专业本科生教材：《高等数学（物理类）》第三册四川大学高等教育出版社参考书目：《线性代数》同济大学高等教育出版社04013003数学物理方法 Methods of Mathematical Physics 【72—4—3】先修课程：高等数学内容提要：数学物理方法是物理学专业必修的基础课程。
内容分三个部分。
复变函数论包括：复数与复变函数、解析函数、哥西定理、解析函数的幂级数表示、残数及其应用、保角变换。
数学物理方程包括：数学物理方程的付氏解、波动方程的达朗贝尔解、数理方程解的积分公式、定解问题的适定性、付里叶变换、拉普拉斯变换。
特殊函数包括：勒让德多项式，球函数、贝塞尔函数、柱函数、厄密多项式和拉盖尔多项式等内容。
修读对象：物理学专业本科生教材：《高等数学（物理类）》第四册四川大学高等教育出版社参考书目：《数学物理方法》梁昆淼高等教育出版社04013004力学 Mechanics 【72—4—2】先修课程：高等数学内容提要：力学是物理学专业必修的基础课程。
