清华大学出版社

本书遵循教育部对大学物理课程提出的基本要求，围绕提高学生的核心素养这个主线，从大学物理与中学物理的衔接和提升上，简明阐述大学物理的基本概念和基本定理。本书共包括16章，其中力学部分包括对质点机械运动及其运动状态变化原因的描述，质点的动量、角动量及其守恒定律，机械能和机械能守恒定律，对具有周期性运动行为的振动和波动的描述，对刚体机械运动状态及其运动状态变化原因的描述； 热学部分包括对物体热运动状态和状态变化原因的描述，热力学状态和状态变化的统计描述，热力学过程中能量转化和守恒的描述，热力学过程中能量传递和转化“方向性”的描述； 电磁学部分包括静电力和静电场的描述，稳恒电流和磁场的描述，电磁感应现象的描述和麦克斯韦方程组； 光学部分包括对光的本性的物理描述； 近代物理部分包括相对论基础和量子物理基础。 本书在精选基本内容并保持基本内容的系统性和完整性前提下，专门设置了微信公众号“大学物理学习拓展”，列入了“物理史料”“拓展阅读”“演示实验”“数学推导”“网络链接”“习题解答”等栏目，注重渗透物理学的基本思想和科学方法，拓展学生的学习视野。本书在每一章后面都安排了适当的习题和思考题。 本书可作为理工科高等院校相关专业和高等师范院校相关专业“大学物理”课程使用的教材，也适合于中学物理教师进修提高和其他读者自学“大学物理”课程时使用。

前言 教育部大学物理教学指导委员会制定的《高等学校理工学科大学物理课程教学基本要求》和《高等学校理工学科大学物理实验课程教学基本要求》两个文件分别在各自文本的第一页都写下了相同的一段话： “在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识，人类的思维方式和社会生活，是人类文明发展的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。” 两个“基本要求”开宗明义地给出的这段论述，明确地指出了物理学在人类文明发展和人才科学核心素养培养中的重要性，规定了“大学物理”课程必须达到的总目标，凸显了“大学物理”课程对于人才核心素养培养的地位和作用。 学科核心素养是学生知识、能力、情感、态度和价值观等各方面素养的整合，而“大学物理”课程正是高等师范类和理工类院校相关专业培育和提高学生学科核心素养的一门重要的基础课程。目前，很多院校相关专业的“大学物理”课程的课时数是每学期72学时左右或每学年108学时左右。本教材依据两个“基本要求”，把“大学物理”定位于一门基础课程，在总结我们多年教学经验并学习和吸取国内外同类优秀教材的基础上，注重大学物理与中学物理在学生学科核心素养的培养上的衔接和提升，意在为这些专业的任课教师和学生提供一本合适的大学物理简明教材，同时也为中学物理教师提供一本用于进修提高的物理教材。 （1） 以物理学科核心问题为基础，从有利于物理学科知识整体生成取向、有利于增强物理观念、提高学科核心素养发展的目标上看，大学物理需要与中学物理有一定的衔接，更需要在中学物理基础上的提升，这样的提升既是学科知识内容深度和广度的提升，更是学科知识体系整体性的提升。 本书注重把每一章的物理概念和内容从物理现象中引入，引导学生在中学物理知识的基础上学会提出问题，把中学物理内容中的“特殊”上升到“一般”，从知识的深度和广度上提高认知能力。例如，中学物理只讨论物体匀加速运动的规律，使用的数学工具是初等数学的代数方法，而大学物理描述的是一般变速运动的规律，使用的数学工具是高等数学的微积分方法。本教材还注重把每一章的概念和内容从物理学科体系的发展进程中引入，引导学生在学习和理解每一个物理概念的基础上学会构建学科知识体系，把中学物理学习的物理概念、定理和定律的“树木”扩展到大学物理学科体系的“森林”，从知识的逻辑性和整体性上提高认知能力。例如，中学物理讨论了牛顿三大定律的具体内容和解题方法，而大学物理提出了牛顿三大定律的公理性和体系的完整性。中学物理引入了库仑定律以及电场强度和电势等物理量，而大学物理把“场”作为主线贯穿于电磁学始终，并强调了法拉第、麦克斯韦和爱因斯坦等物理学家提出的“电磁力”不同于“万有引力”，必须“从头开始”，第一次建立新的基本概念的思想。 （2） 以物理学科核心问题为基础，从把握知识的产生和发展过程、感悟物理学科的方法和思想、有利于提高学科核心素养发展的目标上看，大学物理需要与中学物理有一定的衔接，更需要在中学物理基础上的提升，这样的提升既是从学习物理学的知识的过程和方法到体验物理学知识形成过程和方法的提升，更是从物理学具体方法到物理学家提出问题和解决问题的过程和方法的提升。这样的提升以显性和隐性两种方式呈现。例如，在力学部分介绍了牛顿倡导的以“实验—演绎—归纳”为特点的物理学方法论； 在静电学部分介绍了在库仑提出两个点电荷之间相互作用力的定律所采用的“类比方法”； 在相对论部分介绍了爱因斯坦提出的以“反反复复批判基本概念”为特点的概念方法论。隐性的方式是在把物理学形成发展过程的历史以及物理学的思想方法渗透到教材内容展开的过程中，例如，以类比方法在力学中把角动量和动量作了比较，得出了相应的角动量变化定理的表述； 在计算连续带电体产生的电场强度和电势时，采用了从“部分”到“整体”的方法（这是一种“归纳”方法）和从“整体”到“部分”的方法（这是一种“演绎”方法）； 在静电学中用归纳方法相应得出了静电场的高斯定理和磁场的安培环路定理的表述等。 (3) 以物理学科核心问题为基础，从把握知识的作用和价值、树立科学态度、增强社会责任、有利于提高学科核心素养发展的目标上看，大学物理需要与中学物理有一定的衔接，更需要在中学物理基础上的提升。这样的提升表现为大学物理课程应该比中学物理更多地实现学习物理学对学生终身发展的重要价值。本书在每一章开头设置了“本章引入和导读”栏目，通过“引入”和“导读”两个方面，旨在从自然现象和学科体系上提出问题“引入”本章内容，给学生提供学习方法的“导读”； 本书对每一个例题的求解都列出了名为“解题思路”和“解题过程”的栏目，旨在把解题看作是一种从解决已有答案的问题的训练开始的思维方式的训练； 本书还设置了微信公众号“大学物理学习扩展”，列入了“物理史料”“拓展阅读”“演示实验”“数学推导”“网络链接”等栏目，旨在利用信息化 手段丰富大学物理的教学资源库，重组学生的学习材料，拓展学生的学习视野。本书在每一节都提出一个“问题”作为副标题， 在每一章最后都设置了“思考题”和“习题”，并且“思考题”的数量多于“习题”的数量。 大学物理学习扩展 每一章的“习题解答”也不再附在书中，而是放在本书的微信公众号中。以上这些栏目和思考题以及习题设置的目的在于引导学生从物理学的概念本身引发思考和讨论，这既是对学生学习大学物理的引导，更是注重学生在学习的过程中学会主动学习，善于学习，提高全面核心素养的情感态度和价值观的提升。 本书编委会的成员多年来一直担任“大学物理”课程的教学任务，都是具有丰富教学和科研经验的教授和副教授。本书共17章，编写分工如下:第1~4章由朱鋐雄编写，第5章由黄燕萍编写，第6~11章由朱鋐雄编写，第12章由朱鋐雄和朱晶编写，第13章由王向晖编写，第14章由王向晖和李欣编写，第15章由尹亚玲编写,第16章由王向晖编写，第17章由朱广天编写。全书的核对、审阅和通稿修改工作由朱鋐雄、王向晖和朱广天完成。在本书编写过程中，还得到了华东师范大学物理实验中心物理教学演示实验室的热情协助。景培书、尹亚玲、邓莉等老师和黄雨寒、杨凯超等研究生参与策划并进行了演示实验录像的拍摄制作工作，黄雨寒绘制了部分插图。 在本书编写出版前，我们已编写出版了《大学物理学习导引——导读，导思，导解》一书（清华大学出版社，2010年），另外还拟编写出版配合本书的《大学物理简明教程习题解答》一书供教师和学生在教学中参考使用。 虽然在编写过程中我们对本书经过了仔细的核对和反复检查，但是由于编写水平有限，教材中一定存在不妥之处，恳请广大读者批评指正。 朱鋐雄王向晖朱广天2018年2月修订于华东师范大学

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