大学物理中相对论教学的探究与展望

论文摘要

1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意义的论文，为相对论的建立奠定了基础，为量子理论的发展做出了重要贡献。为纪念这一奇迹100周年，在2004年6月10日举行的联合国第58次大会上鼓掌通过了2005年为“世界物理年”的决议。2005“世界物理年”的目的在于提高世界范围内公众的物理学意识，并广泛普及物理学的科学知识，这就是本课题的研究背景。作为本课题的研究论文，本文在第一部分分析了相对论创立的历史背景，第二部分阐述了爱因斯坦创立相对论的思想过程，第三部分分析了当今国内外流行的主流大学物理教材中相对论部分的现状，第四部分则对部分工科学生和双语班学生的调查问卷进行了分析。最后对今后大学物理中相对论教学提出一些看法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 相对论创立的背景
• 1.1 以太假说
• 1.2 迈克尔逊—莫雷实验
• 1.3 洛伦兹的“收缩假设”和变换理论
• 1.4 彭加勒的“卓见”
• 2 爱因斯坦相对论思想发展的线索
• 2.1 少年爱因斯坦的“追光”问题
• 2.2 哲学对爱因斯坦的影响
• 2.3 “超个人的”世界愿望
• 2.4 以太漂移实验零结果的启示
• 2.5 对电磁场对称性的考虑
• 2.6 追求普遍性的法则:普朗克著作的启发
• 2.7 “奥林比亚科学院”对爱因斯坦的影响
• 2.8 光速不变与速度加法定律矛盾的解决
• 3 当今国内外主流大学物理教材中相对论部分的现状
• 3.1 国外主流大学物理教材中相对论部分的现状
• 3.1.1 哈里德（D.Haliday）等著的物理学基础（原书第六版）
• 3.1.2 西尔斯物理学（英文版·原书第10版）
• 3.1.3 费恩曼物理学讲义
• 3.2 国内非物理类工科教材中相对论部分的现状
• 3.2.1 程守洙、江之永主编的《普通物理学》（第五版）
• 3.2.2 张三慧主编的《大学物理学》
• 3.2.3 马文蔚主编的物理学教程（第2版）
• 3.2.4 余虹主编的《大学物理学》
• 3.3 国内大学物理文科教材中相对论部分的现状
• 3.3.1 倪光炯、王炎森主编的《文科物理》
• 3.3.2 王晓鸥主编的《物理学概论》
• 3.3.3 余虹主编的《从宇宙到夸克》
• 3.3.4 盛正卯、叶高翔主编的《物理学与人类文明》
• 4 针对大学物理教学中相对论部分的调查问卷分析
• 4.1 关于选择题的调查问卷分析
• 4.1.1 第一道题的调查和分析
• 4.1.2 第二道题的调查和分析
• 4.1.3 第三道题的调查和分析
• 4.2 工科班关于问答题的调查
• 5 大学物理相对论教学的总结和展望
• 5.1 全方位提高教师的综合素质
• 5.2 教学手段和方法的改进
• 5.3 课堂上渗透物理学史教育，提高学生综合素质
• 5.4 介绍相对论的影响和最新进展:激发学生的学习兴趣
• 5.5 开展教授讲座
• 5.6 以学习相对论为契机，学习爱因斯坦的伟大人格
• 5.7 谈一点对广义相对论的教学的看法
• 结论
• 参考文献
• 附录A 大学物理相对论教学的反馈问卷（双语）
• 附录B 大学物理相对论教学的反馈问卷（工科）
• 附录C 双语班学生的调查问卷统计表（116人）
• 附录D 工科班学生的调查问卷统计表（108人）
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢