麻省理工学院理论物理专业教材评价与研究
电动力学教材评价
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电动力学教材评价
电动力学是物理学中的重要分支,研究电荷和电场的相互作用以及电磁感应现象。
对于学习电动力学的学生来说,教材的选择至关重要。
下面是对一些常见的电动力学教材的评价:
1. 《电动力学》(作者: Griffiths)
这本教材是电动力学领域的经典之作,被广泛用于大学本科和研究生课程。
它以清晰的语言和直观的图示介绍了电动力学的基本概念和原理,并提供了大量的习题和例题以巩固学习。
该教材的优点是条理清晰、易于理解,适合初学者。
2. 《电动力学》(作者:Jackson)
这本教材是电动力学领域较为深入的资料,适合用于高年级本科生和研究生的学习。
它从基本原理出发,详细介绍了电动力学的各个方面,包括静电学、电磁场和电磁波等。
尽管该教材相对复杂,但它提供了更深入的理解和挑战,适合希望深入了解电动力学的学生。
3. 《电动力学讲义》(作者:徐兆森)
这是一本对电动力学内容进行简洁概括的教材。
它以清晰的语言和简洁的推导介绍了电动力学的基本原理,适合需要迅速了解和应用电动力学的学生。
这本教材的优点是简明扼要,同时提供了一些实际应用的例子和习题。
综上所述,对于电动力学教材的评价因人而异,取决于学生的学习需求和背景。
在选择教材时,需要考虑自己的学习水平和目标,并根据实际情况做出选择。
同时,配合教材的习题和辅
助资料,如讲义、课堂笔记等,可以更好地理解和掌握电动力学的内容。
理论物理大学排名
![理论物理大学排名](https://img.taocdn.com/s3/m/fb8cc5871b37f111f18583d049649b6649d7094e.png)
理论物理大学排名理论物理是物理学的一个重要分支,研究物质的基本性质和自然规律。
随着现代科学技术的发展,理论物理研究对于推动物理学的发展和应用具有重要意义。
下面将介绍一些世界上著名的理论物理大学排名。
1. 麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT):麻省理工学院是世界上最顶尖的理论物理研究机构,其物理系在世界范围内享有盛誉。
该学院拥有一流的师资和研究设施,其获得了许多重要的科学奖项,如诺贝尔物理学奖。
2. 加州理工学院(California Institute of Technology,Caltech):加州理工学院在理论物理领域也是世界领先的研究机构。
该学院的物理系拥有一流的师资和科研实力,致力于推动理论物理的前沿研究,并为世界培养了许多杰出的物理学家。
3. 斯坦福大学(Stanford University):斯坦福大学的理论物理研究在世界范围内享有很高的声誉。
该校物理系拥有一流的教师团队和实验设施,注重培养学生的研究能力和创新精神。
4. 剑桥大学(University of Cambridge):剑桥大学在理论物理领域也具有全球影响力。
该校的物理系是世界上最古老和最杰出的物理学研究机构之一,培养了许多杰出的理论物理学家。
5. 牛津大学(University of Oxford):牛津大学也是理论物理研究的重要中心之一。
该校的物理系在理论物理研究方面取得了很多重要成果,为全球的理论物理学研究做出了重要贡献。
6. 加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley):加州大学伯克利分校的理论物理研究也很有声望。
该校物理系的教授和研究人员在理论物理研究方面非常活跃,为推动理论物理学的发展做出了重要贡献。
以上是一些世界著名的理论物理大学排名,它们在理论物理研究领域的声誉和贡献无可置疑。
当然,还有很多其他的大学也在理论物理领域取得了重要成就,这些大学的研究也不容忽视。
最新麻省理工PHYSICS专业排名
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最新麻省理工PHYSICS专业排名麻省理工学院的工科最知名,报名人数最多。
不过物理专业也是这众多“难啃的”专业之一。
不过这个物理系排名很好。
从2002年开始,麻省理工PHYSICS系被1美国美国新闻和世界报道1麻省理工PHYSICS系评为物理系第一。
下面和小编一起来看看吧。
一、麻省理工PHYSICS专业排名麻省理工学院PHYSICS系是世界上最好的PHYSICS学研究和教育场所之一,麻省理工PHYSICS系一直被《美国新闻与世界报道》评为物理系系第一名,虽然该系始终位列全美第一,但是在最新的2023USNews全美最佳研究生院排名中,物理系的PHYSICS专业位列全美第2,咱就说虽然是第二,但是确是很多留学生挤破头都想要申请的专业。
造成麻省理工PHYSICS专业排名很靠前的原因一部分在于自1964年以来,麻省理工PHYSICS专业有3名现任教员和2名退休教员获得诺贝尔PHYSICS学奖,共有9名。
几十年来,麻省理工PHYSICS系一直是PHYSICS教育创新的源泉,这个系的八位成员获得了美国PHYSICS教师协会最负盛名的奥斯特奖章。
另外,麻省理工学院PHYSICS系致力于卓越的研究和教育,学校还致力于通过我们的PHYSICS社区价值观和PHYSICS价值观委员会不断改善学生、教职员工的工作环境,所以麻省理工PHYSICS专业排名靠前是理所应当的。
二、麻省理工PHYSICS专业好申请吗麻省理工PHYSICS专业的申请过程可能是耗时、压力大且成本高昂的,因为在这个过程中会涉及到考试成绩的准备以及课外活动和相关背景的提升等。
但是好在2022年提交的研究生申请不需要GRE考试,另外,2022年物理科目GRE(PGRE)也将是可选的,麻省理工PHYSICS部门的申请市不需要普通GRE考试的,另外,非英语母语人士需要托福或雅思考试或豁免。
除此之外,在附加材料方面,最多可以提交6封推荐信,但3封信就完全足以提交完整的申请,委员会成员可以根据他们阅读的前三封信评估申请;另外,研究是物理学研究生学习的核心。
美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示
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美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示张立彬(南开大学外国教材中心;天津300071)李广平(南开大学应用物理学院;天津300071)[内容摘要] 围绕美国一流大学文科物理经典教材——《Conceptual Physics》,回顾了中美两国高校文科物理教育的发展历程,阐述了美国文科物理经典教材的历史沿革。
基于此,本文重点对美国一流大学文科物理经典教材的特色进行了全面的分析与评价。
本文认为,美国文科物理经典教材的编写模式,对我国高校文科物理教材建设具有一定的参考价值。
[关键词] 美国一流大学;文科物理教材;概念物理;特色;启示1 引言作为文科物理学的经典之作——《Conceptual Physics》(概念物理),从上个世纪七十年代开始就一直为美国大学文科学生所钟爱。
发展到今天,随着知识的更新,今年已经出版到了第十一版。
本文所评价的教材即是Paul G. Hewitt教授所著的《Conceptual Physics》第十一版。
[1]《Conceptual Physics》作为美国高校文科物理的经典教材,已经被美国许多知名大学,诸如哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、斯坦福大学、哥伦比亚大学等120余所美国大学选为教科书;也被中国一些高校,譬如中国农业大学、中山大学、辽宁师范大学等选为文科物理教材。
可见这部教材的扩散范围之广、影响之大。
因此评价这本经典著作对我国教材建设,特别是文科物理教学具有借鉴意义。
2文科物理应运而生几乎没有人怀疑,当今世界各国国力的竞争实际上就是科技实力的竞争,最终归结为人才的竞争。
可以毫不忌讳的说,物理学是整个科学技术发展的重要基础。
物理学的研究对象很难用一个范围、一句话去定义。
大到天体,小到基本粒子,从宏观到微观,从低速到高速,都是物理学的研究对象。
一个国家是否真正崛起于世界强国之林,很大程度上取决于它是否具备强大的科技实力,是否拥有一支物理基础知识扎实的科研和工程技术队伍。
理论物理大学排名2篇
![理论物理大学排名2篇](https://img.taocdn.com/s3/m/8366312f6d175f0e7cd184254b35eefdc9d31578.png)
理论物理大学排名理论物理大学排名理论物理是物理学中的一门重要领域,涉及到基本原理、宏观和微观物理现象的研究。
在世界范围内,有很多优秀的理论物理学院和大学。
下面是对一些在理论物理领域具有较高声誉的大学进行的排名。
第一篇:前五名理论物理大学排名1. 麻省理工学院(MIT)麻省理工学院位于美国,被认为是世界上最顶尖的理工学院之一。
其理论物理研究在全球享有声誉。
该学院的理论物理教授和研究人员卓有成就,不断为该领域的发展做出贡献。
2. 普林斯顿大学普林斯顿大学在理论物理领域也有很高的声誉。
这所美国大学拥有一流的研究设施和实验室,吸引了大量优秀的理论物理学家和学生。
该校的理论物理项目一直处于全球领先地位。
3. 斯坦福大学斯坦福大学是美国一所享有盛誉的大学,其理论物理项目也备受关注。
学校拥有一流的研究团队和设施,为理论物理学家提供了良好的工作和学习环境。
斯坦福大学的理论物理研究在全球范围内具有很高的影响力。
4. 芝加哥大学芝加哥大学的理论物理项目在学术界享有较高声誉。
该校的理论物理研究团队一直致力于在广泛的领域进行前沿研究,包括量子场论、弦理论等。
芝加哥大学为学生提供了丰富的学习机会和研究资源,吸引了很多优秀的学生和研究人员。
5. 牛津大学牛津大学是英国最古老、最著名的大学之一,在理论物理领域也有很高的声誉。
牛津大学的理论物理研究涵盖了多个领域,包括量子力学、统计力学等。
该校的理论物理学院聚集了一批杰出的学者和研究人员,不断推动着该领域的发展。
这是对理论物理大学的前五名排名,这些大学在理论物理领域拥有优秀的师资力量和研究资源,为学生提供了很好的学习和研究环境。
值得注意的是,这个排名仅代表了一种观点,不同的排名列表可能会有所不同。
第二篇:其他优秀的理论物理大学除了前五名之外,世界各地还有许多其他优秀的理论物理大学。
下面是其中一些受到广泛认可的大学:1. 剑桥大学剑桥大学是英国最著名的大学之一,该校在理论物理领域也有很高的声誉。
麻省理工学院10位成功的毕业生
![麻省理工学院10位成功的毕业生](https://img.taocdn.com/s3/m/f0e775124531b90d6c85ec3a87c24028905f8550.png)
世界排名和美国排名第一(dìyī)的大学,麻省理工学院,是很多人敬畏的一所顶尖名校。
这里培养出了数不胜数的优秀学生。
下面就带大家一起去理解麻省理工学院最成功的10位毕业生。
前言:可以有把握地说,麻省理工学院是毫无疑问的世界上最著名(zhùmíng)的大学。
这所大学连续七年在QS世界大学排行榜排名第一,如今同样著名的是,麻省理工学院超过斯坦福大学在2022年QS研究生就业才能排名中排名第一。
麻省理工学院在“校友成果〞指标〔用于计算排名的五个指标之一〕上获得了总分值,与91位诺贝尔奖得主有关联,而在美国的载人航天飞行中,超过三分之一的宇航员承受过麻省理工学院的教育。
但是,哪些麻省理工学院的毕业生表现得特别好呢?继续往下读,你会发现一些顶尖科技大学(dàxué)最成功的校友。
1.巴兹·奥尔德林〔Buzz Aldrin 〕埃德温·奥尔德林是第二位在月球上行走的人,1963年在麻省理工学院获得航天博士学位。
他的论文题目是“载人轨道交会的视线制导技术〞。
他对月球的第一印象是“壮丽的荒凉〞,这也成为(chéngwéi)他的一本自传的标题。
作为一名前美国空军军官和指挥飞行员,巴斯最近表达了他对载人火星任务的支持,并表示将在2040年前在火星定居。
2.艾琳·戈登〔Ilene S. Gordon〕艾琳·戈登,Ingredion的首席执行官、总裁和董事长。
她在1975年于麻省理工学院修读数学,然后这个改变了她的想法,她成为了一名数学教师,决定进入教学行业,以理学硕士毕业在1976年麻省理工学院斯隆管理学院毕业。
她的成功获得了广泛的认可,并在2022年?财富?杂志(zázhì)评选的50位商界最具影响力女性中排名第45位。
3.理查德·费曼〔Richard Feynman〕理查德·费曼在麻省理工学院读二年级时学习了“理论物理学导论〞,这是一门面向研究生的高级课程,1939年毕业。
麻省理工学院理论物理专业教材评介与分析
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麻省理工学院理论物理专业教材评介与分析张立彬(南开大学外国教材中心;天津 300071)朱美玲(南开大学物理科学学院;天津 300071)[内容摘要] 通过对麻省理工学院理论物理专业所用五本教材的评介与分析,认为国内编写同类教材时,新编教材应注意:问题新颖,习题难度适中;风格多样,增加阅读趣味;资料丰富,文献经典广泛;材料适当,扩展学生知识;及时更新,增加实效内容;因材施教,满足各种需求;图形描述,发挥图表功能等。
[ 关键词]国外教材;理论物理;粒子与核子;量子信息;量子计算;超弦理论;量子力学;现代量子力学引言教材是体现教学理念、教学内容和教学方法的载体,在深化课程教学改革、全面推进素质教育,提高人才培养质量方面发挥着重要作用。
为进一步吸收、借鉴国外优秀的经典教材,提高国内教材建设的水平,为国家培养出急需的拔尖创新人才,本文对国外一流大学——麻省理工学院理论物理专业所用的五本经典教材进行了评介与分析。
本文选定的五本经典教材分别是:德国物理学家Bogdan Povh 、Klaus Rith、Christoph Scholz 和Frank Zetsche等教授联合撰写,2006年由Springer出版社出版的《Particles and Nuclei》(粒子与核子·第五版);美国加州理工学院的Michael A.Nielsen教授和麻省理工学院的Isaac L. Chuang教授合著,2000年由英国剑桥大学出版社出版的《Quantum Computation and Quantum Information》(量子计算与量子信息);麻省理工学院Barton Zwiebach教授撰写,2004年由英国剑桥大学出版社出版的《A First Course in String Theory》(超弦理论基础);诺贝尔奖得主、法籍物理学家Claude Cohen-Tannoudji教授撰写,1977年由Hermann出版社出版的《Quantum Mechanics》(量子力学·第一册);美籍日裔著名理论物理学家J.J.Sakurai的遗作,1994年由Addison-Wesley publishers出版的《Modern Quantum Mechanics》(现代量子力学·修订版)。
麻省理工学院物理教育状况研究
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麻省理工学院物理教育状况研究张立彬1,梁启锐2,李广平 2(1.南开大学外国教材中心,天津,300071;2.南开大学物理科学学院,天津,300071)摘要:通过对麻省理工学院物理教育理念、专业设置、课程体系、教材选用情况和教学方式的分析与研究,进一步明确了MIT物理教育的特点以及培养拔尖创新人才的模式,可对我国大学的物理教育改革提供一些科学的参考和启示.关键词:麻省理工学院;物理教育理念;专业设置;课程体系;教材选用情况;教学方式;启示中图分类号:;文献标识码:A ;文章编号:100668麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)是美国一所综合性私立大学,有“世界理工大学之最”的美名.位于马萨诸塞州的波士顿,建校于1861年.从建校之初到蓬勃发展的今天,麻省理工无论是在美国乃至全世界都有非常重要的影响力,培养了众多对世界产生巨大影响的人士,是全球高科技和高等研究的先驱领导大学,也是世界理工科精英的所在地.麻省理工之名蜚声海外,成为世界各地莘莘学子心向神往的科学殿堂.[1]1、MIT的物理教育理念麻省理工学院在全美乃至国际上享有很高的声誉,在这神圣的知识殿堂里,塑造了许许多多在世界各个领域内充满活力、敢于打拼,具有广泛而深远影响力的高、精、尖端人才.如此高的成就,除了好的师资,好的教学设备,关键还在于具有启发学生创造力、竞争力的学术氛围和独立、创新能力的教育理念.面对麻省理工在人才培养方面取得的成就,不得不让我们对其教育理念产生浓厚的兴趣,从而进一步对它的教育理念(与时俱进的教育灵魂)进行深入的剖析.麻省理工学院经历了一百多年的风风雨雨,教育理念的变迁大约经历了三个阶段.收稿日期:2010-08-08 ;修回日期:2010-9-12本文系教育部2009年度研究项目“中美一流大学物理教育比较研究”的阶段性成果之一. [作者简介]张立彬(1964—),男,河北石家庄人,教育部南开大学外国教材中心副教授,现主要从事信息文化、信息技术与物理学外国教材研究.1.1 学校初创时期的物理教育理念19世纪初,美国开始进行了工业革命,工业革命的迅猛发展对科技人才的需求日益增强,在这种背景下,备受感染的美国古典宗教学派开始成为束缚科学发展的桎梏,此时,麻省理工学院创始人罗杰斯提出创建一所超过国内任何一所大学的想法,他指出:这样一所学校不仅仅是能传授工艺技能,重要的是要为学生们将来在工业部门工作打好科学理论基础,并把“通过实验进行学习”作为学校的教育信条,提出了四条原则:有用知识的教育价值;社会责任;通过实践进行学习;通才教育与专业教育结合.[2]这四条原则在打破古典宗教思想束缚的同时,为美国乃至西方国家的教育提供了思想指导和审时度势的创新思维.在这一办学理念的指导下,麻省理工学院从刚开始建校时的15人,逐渐发展壮大,几年之间已经初具规模.而且人才培养上适应了美国当时的专业科技人才紧缺的国情,得到社会、国家的认可和赞誉.在这思想原则中,“有用价值”,“通过实践学习”,“通才教育和专业教育的结合”在麻省理工学院一直沿用、传承,被当今世界的各大高校、培训机构广泛借鉴.1.2 二战之后的物理教育理念二战结束时,MIT已成为美国一所著名的研究型大学.但是,战争的结束,如何由军事武器研究转型给MIT带来了全新的挑战.为了提高MIT的教育质量,时任MIT副校长的吉里安受命对学校的教育方针,教学方法,培养目标和课程设置等展开调查,做了对MIT战后发展起到划时代意义的Lewis报告,提出了四条教育原则:教育为生活做准备;基础的价值;优秀和有限目标;教师的联合与合作.这四条原则为战后的MIT指明了在战后高校发展所走的道路,即首先,教育是为生活做准备的!完全走出了二战时的高校科研,人才服务战争的模式,这种良好的教学理念随后被实践检验和肯定,从而也促进了美国高等教育的发展.其次就是重视基础,重视价值.虽然二战之后,科学技术飞速发展,知识的不断膨胀对课程设置带来了强大的压力,但MIT始终坚持“更少才是更多”的原则,将教学的精力和关注度集中在精品的教学中指导课程的改革,MIT的教育家们相信,随着信息革命的发展,大学所要做的不是向学生灌输尽可能多的知识.而是提供给学生坚实的理论基础,给学生坚实的理论基础,教会他们如何利用现有的知识去获得和应用新知识.再次,坚持优秀与有限的原则.二战后,MIT突出优秀和有限目标的原则就是突出麻省理工既有的优势,突出自身的特色,在激烈教育竞争中脱颖而出,保持其在美国高等教育体系中已有的地位.最后就是教师的联合与合作,MIT自建校以来,积极倡导致力于形成一种和谐的工作环境和一支合作的教师团队.二战期间,正是这种教师间的联合与合作保证了MIT顺利完成联邦政府委任的一系列研究任务,形成了一支具有MIT风格的统一的学院范围内的师资队伍.教师们在相互尊敬和他们共同合作下,保证了MIT教育教学和科研的高质量.[3]1.3 1996年面向21世纪的物理教育理念在二战后的半个世纪里,MIT保持了积极的发展态势,面对社会的不断发展, 1996年7月,韦斯特校长任命成立学生生活和学习专家调研工作组,对学校的教育任务及其实施情况进行全面系统地评估并公布其调查报告,在报告中专家组提出了三条新的教育原则:教学,科研和校园社会三位一体的教育;强烈的愿望,好奇心即刺激;多样性的意义.在这三条原则,是对MIT完整教育理念的深化,是面对社会不断变化的需求而努力营造一种新的教育环境的尝试,使得每个学生和教师都能保持自身的独立性,从而体现整个学校多样性.[4]每每在社会和MIT的关键时期,先进,务实的教育理念的提出对MIT的成功发展都起到了关键作用.这种先进,务实的教育理念的提出对MIT的成功发展起到了关键作用.这种办学的前瞻性和教育理念的先进性是值得我国的高等院校借鉴的.三个时期教育理念的发展各有时代针对性,同时又有很强的历史延展性,这些教育原则虽然是针对特定的社会时代背景下提出的,但绝对不是权宜之计,他们不仅对当时,而且对以后MIT的发展起到难以估量的作用,甚至时至今日也仍然在指导着MIT的教育和科研工作,这种超前的办学精神也是值得我们学习的.2、MIT的物理专业设置麻省理工学院自建校一个多世纪以来,在培养人才方面,经过一百多年的努力实践,形成了麻省理工学院独具特色的优势专业、优势学科.麻省理工学院的物理学在全美乃至世界久负盛誉.从20世纪初开始,麻省理工学院物理系就一直是重要的国家资源.在探索物质与能量的本质和宇宙动力学方面,麻省理工始终站在革命浪潮的中心.物理系教师中有三位是诺贝尔奖获得者,二十一位是美国国家科学院院士,物理学的几乎每个领域的带头人都有麻省理工的教师.科学与工程学界很多世界级的领军人物包括十位诺贝尔奖得主,都曾经在麻省理工学院的物理学课堂和实验室中学习过.麻省理工学院物理系是美国最大的物理系之一,研究项目包括粒子与核物理的理论与实验、宇宙学与天体物理学、等离子物理学、凝聚态物理的理论与实验、原子物理学和生物物理学.麻省理工学院的学生,无论是本科生还是研究生,都有机会在几乎任何领域从事尖端研究.麻省理工学院物理系的毕业生也遍布世界主要大学和学院,联邦研究实验室以及各种工业实验室工作.麻省理工的本科毕业生受到工业界和全国最具竞争力的研究生院的青睐.博士毕业生更是极受欢迎,无论是在博士后和教职工岗位上,还是在工业界都是如此.[5]麻省理工学院的物理学专业包含:天体物理(Astronomy)、生物物理(Biophysics)、计算物理(Computational Physics)、纳米技术(Nanotechnology)、哲学(Philosophy of Science)、科学历史(History of Science)、科学教育(Science Teaching)等专业.天体物理专业主要包含太阳系系统,现代天体物理学和早期宇宙等研究方向,该专业的实验教学主要着眼于掌握对天体的光学观测技术.生物物理专业包含了遗传学,生物化学,生物物理学等研究方向,该专业的实验教学主要着眼于掌握一些生物类的入门实验技术.计算物理学的研究方向主要包含了计算机程序的结构与解释,数据分析,计算科学中的数学方法等研究方向,该专业实验教学主要掌握学院规定的物理教学实验.纳米技术专业的主要研究方向包含了固体物理,微电子处理技术,亚微米和纳米技术等研究方向,其实验教学主要是与贝尔实验室进行合作教学.哲学专业的研究方向主要包含了量子物理,量子力学,物理学中的哲学问题等研究方向,其实验教学主要是完成学院规定的物理教学实验.科学历史专业主要的研究方向有早期的宇宙,现代科学的产生,实验的演变历史等,其实验教学同样是完成学院规定的物理教学实验.科学教育专业主要包含物理教学,科学与数学的教与学的入门研究,其实验教学也是按照学院规定的物理教学实验.[6]这些专业的设置,打破了传统物理学的专业分类,体现了麻省理工学院的特色.这些独具特色的专业的设置体现了MIT的有用价值,坚持基础教育,发挥优势专业的原则,虽然学科设置上没有特别之处,但是其物理学教育,物理学方面取得了全美乃至全世界举世瞩目的成就,除了强有力的师资,强有力的生源,与时俱进的办学理念,归根到底就是MIT对于教育理念不懈坚持,因而潜移默化中,形成了MIT的特色,成为启发学生创造力、竞争力,培养充满活力、敢于打拼,具有广泛而深远影响力的高、精、尖人才的摇篮.3、MIT的物理课程体系历经百年的探索与发展,今天的麻省理工学院已经形成了一个比较完善和科学的课程体系.在当今这种知识爆炸的时代,不可能培养出精通所有学科的人才,MIT在课程设置上将通识教育提高到重要位置上来,主张教育不应该是狭隘的技术培养,而是应该提供一个平衡的教育.在MIT课程设置上,体现专业教育与通识教育相结合的特点,因此在课程设置上形成了课程内容紧跟科技动态和社会发展,多层次,相互交叉的跨学科课程.3.1 MIT的通识教育在MIT的课程设置上,学科分布非常齐全,采取了通识教育与专业教育相结合的培养模式.其通识教育涵盖了人文、社会、自然科学的内容.MIT的本科生要获得学士学位,必须完成17门学院通识课程和自己专业规定的180-193个学分的必修课程.另外,8个学分的体育课也是不可缺少的.见表一:MIT本科生选课标准.表一:MIT本科生选课标准.[7][8]从以上课程可以看到,MIT的通识课程的设置,既保证了学生在探索自然科学领域方面建立良好的基础知识构架和必要前提,又为学生对人文科学知识的广泛涉猎提供了条件.而在知识学习之余,不忘记对学生身体素质的重视和培养.这样全面发展的通识教育,为培养高素质的拔尖创新人才提供了全面、优秀的人才资源保障.3.2 MIT的物理学课程设置MIT物理系为学生们设计的学习课程,符合学院的总体要求,时时反映MIT总体的教育理念和培育英才的宗旨.对于物理系的学生,除了上述提到的通识课程和必修课程,在多学科、多方位知识构架下,MIT坚持“更少就是更多”的原则,专注于基础学科,开设的特色物理基础课程有物理Ⅲ(科学技术限选课),微分方程(科学技术限选课),狭义相对论与经典力学, 经典力学Ⅱ,量子物理Ⅰ,统计物理Ⅰ,量子物理Ⅱ,量子物理Ⅲ,实验物理Ⅰ,实验物理Ⅱ,毕业论文等.正是在紧抓基础学科,让基础学科建设更加集中、深入.麻省理工学院在物理教学上脱颖而出,其物理学相关教学资料、教学模式、教学方法多被全世界争相借鉴,收到全世界各大高校的盛赞.这样新颖的课程教育模式,是对MIT的教育理念做了深入、有力的诠释. 4、MIT的教材选用情况在教材选取方面,MIT始终坚持自己的教学理念,在体现通识教育与专业教育相结合的基础上,选取了世界公认的经典物理学教材,这些教材大多出自世界一流的大学或出版社,如剑桥大学出版社,Springer等知名出版社,下表中列举出来MIT在物理学专业教育方面所选取的教材及相关的参考书等信息.见表二,MIT的部分物理课程、课程代码、教材和参考书情况.表二:MIT的部分物理课程、课程代码、教材和参考书情况[9]麻省理工学院在科学领域取得的成就有目共睹,这些与麻省理工学院的基础学科建设,特别是教材建设有着密切的联系.比如麻省理工学院理论物理专业所选用的五本物理学教材,分别为《Particles and Nuclei》(粒子与核);《Quantum Computation and Quantum Information》(量子计算与量子信息);《A First Course in String Theory》(超弦理论基础);《Quantum Mechanics》(量子力学·第一册);《Modern Quantum Mechanics》(现代量子力学·修订版).这些教材的共同特点有:问题新颖、习题难度适中、具有真实性、层次性、且与时俱进;风格多样、增加阅读趣味、以形象的语言阐述科学问题、讲解深入浅出、让更多读者对前沿的问题产生了浓厚的学习兴趣;资料丰富、文献经典广泛、引用文献具有时效性、广泛性、全面反映科学前沿的相关知识及应用;因材施教、满足各种需求、不仅条理清楚、还照顾不同读者的阅读习惯、满足各种读者的要求等.这些信息,对于我国大学物理学教育值得借鉴其教学经验,以期培养拔尖创新人才.5、MIT的物理教学方式1998年卡内基教学促进会下属的博耶教育委员会发表了《重建本科生教育:美国研究型大学发展蓝图》,报告中指出“传统的讲课不应该是占支配地位的教学模式,大学应根据学校,教师和学生的特点,建立基于研究的师生学习模式,把大学生从传统的文化知识的接受者变为文化知识的探究者”.[10]这一观点一直被MIT所支持并在实际中得到了应用:学院对学生的培养没有限制在课堂和校园内,而是创造各种机会让学生真正置身于社会,了解社会,参加到工作中去,通过实习,参观等机会,使校园学习与社会实践紧密结合,让学生了解到自己的价值并深刻感受到自身的社会责任,为日后投身社会建设做好了各项准备,是他们可以更加自然和良好地融入到社会中去.5.1 以研究为主体的教学模式自从MIT提出了以研究为主体的教学体系这一主张以来,针对本科生教育制定了形式多样的教学方案.其中包括:本科生研究机会方案、独立活动期、媒体艺术与科学新生计划等.这些活动都是为了能将理论与实践相结合,打破传统的以教师填鸭式教学,学生被动学习的教学体系,建立以教师为指导,学生主动将所学知识用于实践中去的,以研究为主体的教学体系而设立的.比如实验性学习小组,本科生研究机会方案,讨论班,工程实习项目等,通过这些具有实际意义的教学活动,进一步激发了学生的创新意识,培养动手能力,并锻炼了坚毅的品质实践活动,这样建立起来的本科生自主研究实践的教学体系,让本科生可以参与各种科研活动中去,更好的培养和造就科技创新的新生人才.5.2注重全过程的人性化育人模式以研究为主体的教学手法从根本上体现了MIT作为研究型大学在教学体系上的特征,但是学校并不是将学生教学机械的与研究项目联系在一起,而是重视整个教学过程的氛围和效果.在MIT,无论是老师还是学生,都遵循着“学习、研究和社区三者相结合”的理念,努力打造正式教学与非正式教学相统一的教学环境.如“本科生咖啡屋”,“学生宿舍指导教师制度”等活动和部门的设立,无处不在体现着学习、研究和社区相结合的教育观.学校的教师和管理人员,始终以学生为中心,随时准备为学生解决问题.这种教学手法突破了时间和空间的限制,达到将课堂教学、实验研究与课外活动、日常生活相融合的境地,使学生在轻松愉快的氛围下,最大化地实现了各种素质的提高.6、对我国培养拔尖创新人才的启示我国的一流研究型大学,在我国的高等教育体系中处于领头羊的重要地位,无论在社会贡献、综合实力与教育功能上都属于国内一流水平,并且背负着国家军事、政治、经济发展的重担.研究探索麻省理工学院对物理学教育的实践经验,能使我国一流大学得到更大的提升,为我国建设高水平、国际化大学提供指导和借鉴.6.1构建以社会需要与追求个性发展的培养目标美国研究型大学的培养目标通常以社会服务和个人全面发展为基石,努力培养具有创新性精神和探索精神的人才.但在我国长期以来仍然以就业率为指标,培养专业对口人才,过于强调实用性人才教育,这样限制了我国的人才培养.因此当前我国研究型大学在培养人才方面应当充分发挥个人的潜力以适应社会各个方面的需求,注重探索精神和创新能力的培养,树立本科生的首创精神,把握研究型大学特有的注重探索精神和创新能力的培养,把握研究型大学特有的追求卓越的特性,为国家创新体系作出贡献.6.2构建通识教育与专业培养相结合的课程体系研究型大学常被称为是智力生态系统,在这个系统中,所有的成员都要积极参加进来,并保持平衡性和综合性.然而,在我国很多研究型大学课程设置还很不够科学,学科壁垒森严,只注重专业课程的培养而忽略通识教育的重要性,无法达到交叉学科的要求.所以我国一流大学应借鉴以通识教育为原则,打破课程设置的不合理,填补通识教育的不足,强调知识的广度,重视课程的深度,根据科技的新发展,将课程内容进行筛选,消除学科间的壁垒,广泛地开展学术交流,确立全球化的课程理念,取长补短的完善和推进课程体系建设.6.3 构建教学活动与科研实践相融合的教学模式长期以来,我国的教学模式都是以单向的传播知识为主,学生被动接受,缺乏对创造性思维的开发和训练.另外,我国的大学不像美国研究型大学一样,给本科生创造与导师、研究人员共同从事科研的机会,老师与学生缺乏互动交流,一定程度上抑制了学生探索精神和创新能力的发展.MIT通过推行以研究为本的教育模式实现了教学与科研的有机统一,提升了人才培养的质量.对此,我国在建设研究型大学教育体系时,要充分利用研究项目和教师资源,积极组织学生参与教师科研活动,营造出研究人员与学生之间良好的合作氛围,促进教学与科研的双发展.只有将教学与科研紧密结合,才能使学生的实践能力、创造能力得到提升,才真正达到学以致用.总而言之,构建合理的人才培养模式非一日之功,要将人才培养的模式提升到世界先进水平,还需要较长时间和更多人力物力的投入.相信通过对国外一流大学人才培养模式的深刻分析,可为我国大学培养拔尖创新人才提供借鉴与启示.参考文献:[1] /view/1935.htm?fr=ala0_1百度百科,麻省理工简介[2] 德里克·博克.走出象牙塔——现代大学的责任[M].杭州:浙江教育出版社,2001:8.[3] Eltinge Morison. Report of the Committee on Educational Survey[M]. TheTechnology Press of the MIT, 1949:9.[4] Charles M. Vest. MIT: The Path to Our Future--_Report of the President1997-98[EB/OL][5] /html/200603/199111.html MIT开放式课件[6]/wjzx/zwjx/Massachusetts%20Institute%20of%20Technology.doc南开大学图书馆整理源自MIT开放式课件[7] /catalogue/degre.intro.shtml MIT学院及课程设置介绍[8] 史静波. 美国研究型大学本科生培养模式研究——以麻省理工学院为例. 大连理工大学硕士学位论文, 2007.6.[9] /catalog/m8a.html#8.01 MIT课程8《物理学》设置介绍[10] 朱雪文译.博耶本科教育委员会重建本科教育:美国研究型大学的蓝图.全球教育展望,2001:3.Research to the Physical Education of MITZHANG Li-bin1,LIANG Qi-rui2,LI Guang-ping2(1.The foreign teaching center of Nankai University,Tianjin,300071;2.Physical college of Nankai University,Tianjin,300071)Abstract: From the analyse and study about the educational ideas,professional setting,course system ,Selected case textbook and the teaching mode of MIT, we can get a further cognition of the characteristics of MIT physical education and the mode of developing the top-notch innovative personnel,we believe this can provide reference and enlightenment to our physical education reform.Key Words: MIT; physical educational ideas; professional setting;course system; Selected case textbook ;teaching mode;revelation.此文拟发表于国家核心刊物《大学物理》,2011年第3期。
(2021年整理)中外著名《量子力学》教材之比较
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中外著名《量子力学》教材之比较涂成厚(南开大学物理科学学院博士、副教授)[内容摘要] 分别选择了中外著名大学使用的3本经典量子力学教材,逐一介绍了各自的内容与特点.在此基础上,对中外著名量子力学教材进行了比对分析,找出了它们的共同点和各自的特色。
另外,以“不确定性原理”为例,具体比较了经典知识点在论述方式上的区别。
[关键词]中外著名大学;量子力学;经典教材;比较分析量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。
An Introduction to Modern Astrophysics
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An Introduction to Modern Astrophysics(second edition)教材评价暴鹏程(南开大学物理科学学院) 1本书的出版情况和作者简介《An Introduction to Modern Astrophysics(second edition)》(《现代天体物理概论》(第二版))是美国麻省理工学院物理系课程编号为8.901的课程“Astrophysics I”(天体物理I)所选用的教材。
本书于2006年由Addison-Wesley出版社出版,全书共1278页(含附录共1400页),作者是韦伯州立大学的Bradley W.Carroll和Dale A.Ostlie.Bradley W.Carroll是美国韦伯州立大学的物理系教授,他从加州大学欧文分校取得数学学士学位,之后在博尔德科罗拉多大学取得物理学硕士学位和天体物理博士学位。
Bradley对天文学抱有终身的兴趣并且对头顶的星空怀有一种天真的好奇,这导致最终投身天文学领域。
在Carl Hansen 和 John Cox的指导下,他的博士课题是脉冲星的自转效应。
之后,他去罗切斯特大学和Hugh Van Horn一起进行博士后研究,主要是研究中子星及其堆积盘的振荡。
在这两所大学的熏陶下,Brad 掌握了构造复杂天体物理系统的简化模型的精髓。
四年后,结束博士后研究的Bradley幸运地得到韦伯斯特州立大学的教职,并且更幸运的是,在那里碰到了Dale Ostlie,两人在恒星脉冲领域都有专长并且见解相近。
Bradley十分喜欢和学生共同探索物理世界,这给他写这本书时提供了很大的帮助。
Dale A.Ostlie是美国韦伯州立大学理学院的院长,他于1977年在圣奥拉夫学院取得物理和数学的学士学位,然后于1982年在爱荷华州立大学取得物理/天体物理的博士学位。
之后先后在爱荷华州立大学物理系,约翰霍普金斯大学的空间望远科学技术研究所,贝茨学院物理系,洛斯阿拉莫斯国家图书馆理论物理组进行教学科研工作。
本科课程设置新计划解读及思考——以MIT的EECS系为例
![本科课程设置新计划解读及思考——以MIT的EECS系为例](https://img.taocdn.com/s3/m/4c39f62266ec102de2bd960590c69ec3d5bbdb2c.png)
本科课程设置新计划解读及思考——以MIT的EECS系为例俎云霄;于歆杰;郑君里【摘要】针对麻省理工学院(MIT)电气工程与计算机科学(EECS)系本科课程设置的新计划,对一些新增设的课程内容进行了简单介绍;对课程设置的修订进行了解读,说明了其修订的基本理念和目的,特别说明了新增设的两门导论课程的作用和特点;介绍了EECS系三个专业的特点及七个研究方向的选课方案,并对比了中国高等教育与MIT的差异,分析了从中得到的启示.【期刊名称】《高等理科教育》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】4页(P40-43)【关键词】麻省理工学院;电气工程;计算机科学;课程设置【作者】俎云霄;于歆杰;郑君里【作者单位】北京邮电大学,电子工程学院,北京,100876;清华大学,电机工程与应用电子技术系,北京,100084;清华大学,电子工程系,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】G40-059.3麻省理工学院 (MIT)是世界名校,其教学理念和课程设置及课程内容为我国的高等理工教育提供了很好的借鉴[1]。
本文就MIT的电气工程与计算机科学系(EECS)2007年新出台的本科课程设置新计划进行解读,并探讨给予我们的启示及我国进行课程改革的方向。
EECS系有三个专业,分别是电气科学与工程(Electrical Science&Engineering,EE)、计算机科学与工程 (Computer Science&Engineering,CS)和电气工程与计算机科学 (Electrical Engineering& Computer Science,EECS)。
新计划对此三个专业的课程设置均进行了修订,其中变化最大的是计算机科学与工程专业。
EECS一直以来的教育理念是:不断把高级课程中的共性内容抽取出来构成新的初级课程;实践环节特别强调“做中学”;兴趣是学习的根本动力,要采用各种手段提高学生对EECS的兴趣。
美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示(大学物理最后的修改文)
![美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示(大学物理最后的修改文)](https://img.taocdn.com/s3/m/34dec03331126edb6f1a10d2.png)
美国一流大学文科物理经典教材的特色与启示张立彬1,李广平2(1.南开大学外国教材中心,天津,300071;2.南开大学应用物理学院,天津,300071)[内容摘要] 对美国一流大学文科物理经典教材—《Conceptual Physics》的特色进行了全面的分析与评价.本文认为,美国文科物理经典教材的编写模式,对我国高校文科物理教材建设具有一定的参考价值. [关键词] 美国一流大学;文科物理教材;概念物理;特色;启示中图分类号:;文献标识码: A ;文章编号:1007041 引言作为文科物理学的经典之作——《Conceptual Physics》(概念物理),从上个世纪七十年代开始就一直为美国大学文科学生所钟爱.《Conceptual Physics》作为美国高校文科物理的经典教材,已经被美国许多知名大学,诸如哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、斯坦福大学、哥伦比亚大学等120余所美国大学选为教科书.近年来也被中国一些高校,譬如中国农业大学、中山大学、辽宁师范大学等选为文科物理教材.可见这部教材的扩散范围之广、影响之大.因此评价这本经典著作对我国教材建设,特别是文科物理教学具有借鉴意义.本文赏析的是《Conceptual Physics》的最新版第十一版,[1]这一版是2010年新出版的,离上一版的出版已隔4年,依然是艾迪生-韦斯利(Addison-Wesley)出版公司出版发行的.2 《Conceptual Physics》(第十一版)教材的特色2.1 引领科学兴趣,吸引读者眼球在《Conceptual Physics》(第十一版)的前言中,作者Paul G. Hewitt分别给学生读者和教师写了一封信,这种奇特的方式一开始就给人带来了新鲜感,令读者有一种耳目一新的感觉.在写给学生读者的信中,Paul G. Hewitt说:“你不会领会到周围世界的奥妙所在,除非你懂得自然界的规律.而物理学就是学习这种自然界规律的,物理学完美地展示了自然界中的万事万物是怎样巧妙地、近乎完美的联系在一起的.”在信的最后,Paul G. Hewitt 给出建议,阅读这本书时,要注重在概念上理解物理,不要过多的羁绊于很多复杂的公式.最后发出号召:我们阅读本书,目的是享受物理,享受自然界的和谐美丽!收稿日期:2010-9-15 ;修回日期:2010-10-28本文系教育部2009年度研究项目“中美一流大学物理教育比较研究”的阶段性成果之一。
麻省理工学院核心课程介绍
![麻省理工学院核心课程介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/edd4302058eef8c75fbfc77da26925c52cc591a2.png)
麻省理工学院核心课程介绍---1. 课程概述麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)作为全球顶尖的科技研究与教育机构之一,致力于培养拥有广泛知识背景和深度专业能力的学生。
为了实现这一目标,MIT设立了一系列核心课程,旨在为学生提供全面深入的教育。
这些核心课程涵盖了数理基础、人文社会科学、工程技术等多个领域,帮助学生培养扎实的学科基础、综合分析能力、创新思维以及解决复杂问题的能力。
以下将详细介绍MIT的核心课程。
2. 数理基础课程麻省理工学院的数理基础课程涵盖了数学、物理和计算机科学等领域。
其中,数学课程包括微积分、线性代数、概率与统计等,为学生提供了数学分析和推理的基础。
物理课程深入浅出地教授了经典力学、电磁学、量子力学等内容,培养了学生的物理思维和实验技能。
计算机科学课程则帮助学生掌握编程基础、算法设计和计算机系统等知识,为学生提供了解决实际问题的工具。
3. 人文社会科学课程人文社会科学课程旨在培养学生的社会意识、文化素养和人际交往能力。
这些课程包括哲学、历史、经济学、社会学等。
通过研究哲学,学生能够思考存在、知识和伦理等基本问题。
历史课程帮助学生深入了解人类文明的演进过程,促使他们对社会变迁有更深入的理解。
经济学和社会学课程则让学生了解社会运行的规律和经济现象的原因,培养他们的经济分析和社会研究能力。
4. 工程技术课程工程技术课程是麻省理工学院的一大特色。
该类课程主要包括电子工程、机械工程、材料科学和化学工程等领域。
学生将通过实验和项目实践研究工程设计和创新的过程,培养他们解决实际工程问题的能力。
这些课程还涉及到机器人技术、人工智能、能源工程等前沿领域,使学生能够跟上科技发展的最新趋势。
5. 课程特点MIT的核心课程具有以下特点:首先,注重理论与实践相结合。
学生在课堂研究理论知识的同时,还需要进行实验、项目和研究等实践活动,将所学知识应用于实际问题。
美国与英国“四大力学”课程的比较及启示
![美国与英国“四大力学”课程的比较及启示](https://img.taocdn.com/s3/m/e2e9227431b765ce04081403.png)
美国与英国“四大力学”课程的比较及启示张立彬(教育部南开大学外国教材中心,天津300071)刘学文(南开大学物理科学学院,天津300071)[内容摘要]根据英美高校物理学排名,笔者搜集了几所著名大学的四大力学课程及其教参等信息,在此基础上,比较了英美著名大学四大力学课程的培养目标、教学内容、教材及参考书、教学方式、课程学时、考核方式、师资力量等。
通过比较发现两个物理学教育强国的四大力学教学的特点和国内教学的不足,本文可为国内四大力学课程教学的改善提供一定的启示与借鉴。
[关键词]:四大力学课程;英国大学、美国大学;教学方式;课程比较理论物理中的“四大力学”由《理论力学》、《热力学与统计物理》、《电动力学》和《量子力学》组成,它是本科生在普通物理的基础上,为了进一步将对物理的感性认知提高到理性认知而必须学习的基础理论课程,在物理学专业本科生的基础课教学中占有核心的地位[1]。
理论物理本身具有概念抽象、数学工具覆盖范围广的特点,其中理论力学以分析力学为核心,以系统的理论体系描述了粒子的机械运动,同时它引入了全新的物理概念(如作用量、拉氏量等),这为学习其它理论课程提供了铺好了道路。
在热力学与统计物理中,热力学总结了物质的宏观热现象(如压强、温度、体积的变化,系统间能量的转换等),而统计物理则从微观粒子的角度对宏观热现象作出了解释(微观粒子的统计表现)。
电动力学以麦克斯韦方程为核心,以完美的理论形式,高度概括了与电和磁相关的物理现象(如电磁波的传播)。
而量子力学则讲述了支配微观世界的规律,由于在21世纪人类对自然界的探索将更多、更深入地在微观的层次进行,量子力学是至关重要的。
本文通过讨论和比较英美两国著名大学的四大力学课程教学情况,分析它们的课程培养目标、教学内容、教材及参考书、教学方式、课程学时、考核方式、师资力量等因素,旨在发现其教学特色,为国内四大力学课程教学的改善提供启示及思路。
一、英美两国四大力学课程的比较与分析1.培养目标——基础知识的积累我们知道,四大力学是大学本科物理学习的核心内容,课程的讲授便成了本科物理教育的重中之重。
美国着名大学物理专业四大力学课程设置的特点与启示
![美国着名大学物理专业四大力学课程设置的特点与启示](https://img.taocdn.com/s3/m/1396a76831126edb6f1a10fd.png)
美国著名大学物理专业“四大力学”课程设置的特点与启示张立彬(教育部南开大学外国教材中心,天津 300071)韩志龙(南开大学物理科学学院,天津 300071)【内容摘要】本文基于对美国12所著名高校四大力学的调研信息,深入分析了美国高校四大力学的培养目标、课程内容、课程衔接、教学方法、课程学时、考核方式、师资力量、教参信息等各种教育元素,理清了美国高校教学成功的关键,并对我国四大力学课程的设置与改革提出了相应的建议。
【关键词】美国高校;四大力学;课程内容;课程特点;教参信息物理学是现代科学的基础学科,在300多年的发展历程中形成了众多的学科分支。
经过众多物理学家的努力,现今已经形成了以理论力学、量子力学、电动力学、热力学与统计力学(以下统称“四大力学”)为基础的理论框架[1]。
作为物理学的理论基础,四大力学在物理学的实际教学中占据核心位置,是物理系本科生的必修课程,也是他们未来进行更深一步学习与科学研究的敲门砖。
鉴于四大力学的重要性,各个学校对四大力学的教学也是非常重视,并且通过四大力学也能很好体现一个学校物理学专业的水平与方向。
一直以来美国高校在本科生的物理学教育方面要优于我国高校,同时我国高校物理学教育也在不断地进行改革。
本课题以美国12所著名大学的本科四大力学课程为研究对象,以课程设置为切入点,深入分析美国大学四大力学课程的诸多特点,对课程进行了全面详细的分析,以期把握美国一流大学本科物理学教育的关键,为我国物理学教育的改革提供有益的参考与启示。
一、样本选择与研究方法为借鉴美国著名大学物理学人才培养的经验,本研究选择了在US News(2011年)物理学排名中位列前12的大学,它们分别是:麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology )、斯坦福大学(Stanford University)、加州理工学院(California Institute of Technology)、哈佛大学(Harvard University)、普林斯顿大学(Princeton University)、加州大学伯克利分校(University of California Berkeley)、康乃尔大学(Cornell University )、芝加哥大学(The University of Chicago)、伊利诺伊大学厄本那―香槟分校(University of Illinois Urbana Champaign)、加州大学圣塔芭芭拉分校(University of California Santa Barbara )、哥伦比亚大学(Columbia University)、耶鲁大学(Yale University)。
4.中外著名大学《理论力学》主流教材的比较与思考(王新宇) (1)
![4.中外著名大学《理论力学》主流教材的比较与思考(王新宇) (1)](https://img.taocdn.com/s3/m/3eaa30b7fd0a79563c1e7273.png)
中外著名大学《理论力学》主流教材的比较与思考王新宇(南开大学物理科学学院博士、副教授)[内容摘要] 本文选取了三本具有代表性的英美理论力学主流教材如Goldstein 的《Classical Mechanics(第二版)》、Marion的《Classical Dynamics of Particles & Systems(第三版)》、Kibble的《经典力学(第五版)》和三本国内使用的经典教材如金尚年的《理论力学(第二版)》、梁昆淼的《力学:理论力学(第4版)(下)》、朗道的《力学(第五版)》,对具体内容进行了简单介绍,分析了各自的特色,并进行了比较。
[关键词] 理论力学;经典力学;教材;比较理论力学是人们称为“四大力学”的物理课程之一,也称为经典力学。
在物理学中占有重要的地位,对于各高校物理教学是必不可少的基础课程。
本文选取英美和国内所使用的相关教材和参考书(各三本)分别进行了内容简介,并加以比较,力求为国内理论力学教材的编写和使用提供借鉴。
1.英美著名大学《理论力学》主流教材的内容与特色1.1 国外教材之一——Goldstein 《Classical Mechanics(第二版)》教材的内容特点(1)前言《Classical Mechanics》是国外较为广泛采用的经典力学教材,在美国长期被作为研究生的理论力学教材,适合研究生入门学习。
该书自1950年问世以来经过多次再版,目前已经出版至第三版,1980年其第二版由Addison-Wesley出版公司出版。
本书是公认的经典力学标准教材。
与其他同类教材相比,这本书篇幅上比较长,各方面也都介绍得更详细一些。
可能是存在成本的因素,第三版在增加部分内容(例如混沌)的同时删去了部分内容(例如部分讨论和附录),相当一部分读者更偏爱第二版。
(2)作者简介赫伯特·戈尔茨坦(1922年6月26日- 2005年1月12日),美国物理学家,以本书作者知名。
麻省理工学院研究性实验教学的启示
![麻省理工学院研究性实验教学的启示](https://img.taocdn.com/s3/m/e6cef52caf45b307e87197b1.png)
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麻省理工学院理论物理专业教材评介与分析张立彬(南开大学外国教材中心;天津 300071)朱美玲(南开大学物理科学学院;天津 300071)[内容摘要] 通过对麻省理工学院理论物理专业所用五本教材的评介与分析,认为国内编写同类教材时,新编教材应注意:问题新颖,习题难度适中;风格多样,增加阅读趣味;资料丰富,文献经典广泛;材料适当,扩展学生知识;及时更新,增加实效内容;因材施教,满足各种需求;图形描述,发挥图表功能等。
[ 关键词]国外教材;理论物理;粒子与核子;量子信息;量子计算;超弦理论;量子力学;现代量子力学引言教材是体现教学理念、教学内容和教学方法的载体,在深化课程教学改革、全面推进素质教育,提高人才培养质量方面发挥着重要作用。
为进一步吸收、借鉴国外优秀的经典教材,提高国内教材建设的水平,为国家培养出急需的拔尖创新人才,本文对国外一流大学——麻省理工学院理论物理专业所用的五本经典教材进行了评介与分析。
本文选定的五本经典教材分别是:德国物理学家Bogdan Povh 、Klaus Rith、Christoph Scholz 和Frank Zetsche等教授联合撰写,2006年由Springer出版社出版的《Particles and Nuclei》(粒子与核子·第五版);美国加州理工学院的Michael A.Nielsen教授和麻省理工学院的Isaac L. Chuang教授合著,2000年由英国剑桥大学出版社出版的《Quantum Computation and Quantum Information》(量子计算与量子信息);麻省理工学院Barton Zwiebach教授撰写,2004年由英国剑桥大学出版社出版的《A First Course in String Theory》(超弦理论基础);诺贝尔奖得主、法籍物理学家Claude Cohen-Tannoudji教授撰写,1977年由Hermann出版社出版的《Quantum Mechanics》(量子力学·第一册);美籍日裔著名理论物理学家J.J.Sakurai的遗作,1994年由Addison-Wesley publishers出版的《Modern Quantum Mechanics》(现代量子力学·修订版)。
以下将一一介绍:一、《Particles and Nuclei》(第五版)评介《Particles and Nuclei》(粒子与核子·第五版)是由德国物理学家Bogdan Povh 、Klaus Rith、Christoph Scholz 和Frank Zetsche等教授联合编写而成,第一版于1995年出版,此后又在1999年出版了第二版;2002年出版第三版;2004年出版第四版,本书是第五版,于2006年由Springer出版社出版。
本版主要的修改是增加了中微子振荡和无中微子双β衰变等最新实验进展介绍。
[1] Bogdan Povh教授是著名的德国物理学家,主要从事粒子物理的研究工作,写了几十本关于粒子物理的书,对粒子物理以至于对理论物理的研究工作都具有很大贡献,是粒子物理方面的知名权威专家;同时,Klaus Rith、Christoph Scholz 和Frank Zetsche也是德国著名的物理学家,正是因为有这么多著名专家一起编写了这本书且进行了多次修改才使得这本书成为初步认识粒子和核子方面的一流教科书。
1.1内容简介《Particles and Nuclei》(粒子与核子·第五版)这本书涵盖了主修物理学的大学生所必备的粒子与原子核领域的基本知识。
本书的重点是强调基本的物理概念。
其中也介绍了许多相关的实验,但不拘泥于实验细节。
随着实验和理论物理的进展,原子核、中子以及夸克这些微观粒子在上世纪已经得到充分研究。
世界是由这些组分构成的,这些物质组分间的强相互作用即所谓的“标准模型”的观点,虽然颇具吸引力,但是还未经证实。
一旦我们接受这个基本观点,将立刻面临这样一个问题:由于大系统中多体相互作用的复杂性,反映基本粒子间相互作用的基本定律也无法起作用,那么我们周围复杂的结构究竟是如何由它们构成的呢?鉴于此问题,本书对核与粒子物理作了明确的描述。
本书第一部分,分析献身于解开事情的基础:这个部分表明用于揭露原子核和核子的基础性实验有一个相似的概念性基础,并且在少量初步组分和基本的相互作用之外揭示全部事实。
第二部分,综合:阐述基本粒子怎样被结合,构成强子和原子核。
书中习题并不复杂,目的在于考虑学生对于粒子和核物理基本概念的掌握。
这本基于海森堡大学授课教案编写的教材已被译为多种语言,成为本科高年级学生及研究生的标准参考书。
《粒子与核子·第五版》这本书分两个部分,共二十章。
其中第一章是简短的导言。
以后各章可分为两部分:第一部分是分析,把复杂的物质一步一步的剖析成有基本的组分和基本的相互作用组成,包括第二到第十二章的内容。
各章内容分别是:整体性质;核的稳定性;散射;核的几何形状;核子的弹性散射;无弹性散射深度;夸克、胶子和强相互作用;正负电子碰撞;波色子之间的弱相互作用;标准模型。
第二部分是综合,把前面讲的基础知识和基础粒子组合成微观的系统或粒子,分析基础知识,包括第十三到第二十章的内容。
各章内容如下:夸克学;介绍从光夸克中制造介子;重子;核子相互作用;核子的结构;核子激发;核子热力学;在强相互作用下的粒子。
1.2主要特点以下简要介绍一下《粒子与核子·第五版》这本书的主要特点。
首先,此书讲解深入浅出,图文并茂。
书中介绍的基本粒子都是很抽象的,例如介绍夸克等基本粒子与基本相互作用时,如果只用枯燥的文字是很难让人理解的,所以教材中加入了很多形象的举例、实验与图表,让理论变得通俗易懂;此书中的插图图像清晰,使读者能对理论知识有更形象的理解,并直观地认识具体的实验装置及研究成果,对读者深刻掌握和理解所述内容起到了至关重要的作用。
随着人们对基本粒子的深入研究,大家不但需要那些描述现象、介绍理论应用的读物,更希望从本质上了解粒子的相互作用和基本机理;本书结束时还详细列举了书中引用过的近期文献,方便读者进一步了解相关领域的最新研究成果。
总之该书图文并茂,大量的模拟的图形,能加深读者对基本概念的理解,使读者不会对这本理论性很强的书感到厌倦。
其次,及时更新再版。
当今时代科学技术发展迅速,教材内容的更新迅速,最新文献的引用、最新研究进展的及时补充,成了衡量教材先进性的重要指标。
这本书1995年出版第一版,此后又于1999年出版第二版;2002年出版第三版;2004年出版第四版,第五版于2006年由Springer出版社出版;第五版主要的修改是增加了中微子振荡和无中微子双β衰变等最新实验进展介绍。
再次,阐述生动形象。
核子和粒子在我们的现实生活中是看不到的,所以它相对于其他讲解宏观的知识是要有一定的难度。
但是,该书对概念进行了形象的讲解,书中用精确的语言,形象的比喻讲解抽象的问题,让读者有一种形象的认识,能更好的理解抽象的问题,这是本书的一大成功之处。
1.3社会反映与适用对象读者认为《粒子与核子·第五版》这本书是初步学习粒子和核子等微观粒子的必读的书,讲解清楚、举例恰当、形象。
每章后的问题即可以检查读者的对书中所讲知识的理解程度,同时还可以让读者学会思考问题,解决问题的方法。
该书内容是麻省理工学院大学生第六学期所学的一门课程,它强调基本的概念,所以本书一般适合物理专业的学生,同时对于从事这方面研究的研究人员也是一个很好的参考。
总之,本书对读者理解基本粒子无疑是一本很好的读物。
二、《Quantum Computation and Quantum Information》(量子计算与量子信息)评介《量子计算与量子信息》是一本物理学量子计算领域的名著,内容通俗易懂。
其作者是美国加州理工学院Michael A.Nielsen教授和麻省理工学院Isaac L. Chuang教授,2000年由英国剑桥大学出版社出版,共676页。
Michael A.Nielsen是研究量子方面的先驱,在新墨西哥大学读研,发表文献50多篇,多年从事量子计算与量子信息的研究;Isaac L. Chuang是麻省理工学院教授,他在不同的学校拿到了电力工程师、计算机科学教授和物理学教授等职称,现在麻省理工实验室超冷原子中心领导研究量子理论。
[2]2.1内容简介《量子计算与量子信息》这本书全面介绍了量子计算与量子信息学领域的主要思想与技术。
量子计算与量子信息的研究可以追溯到几十年前,但真正引起广泛关注的是20世纪90年代中期,这期间发现了Shor量子因子分解算法和Grover 量子搜索算法,这两类算法展示了量子计算从根本上超越经典计算机计算能力和在信息处理方面的巨大潜力。
与此同时,量子计算机和量子信息处理装置在物理上的研究,成为继计算机、生物计算机等之后的非计算体系的又一热点,量子计算与量子信息对人类社会最具影响、也是最为惊人的发现之一是:量子计算机能够迅速破解广泛采用的RSA密码系统。
所以掌握量子计算能力的制高点已成为关系信息安全的重要课题,不少国家已纷纷开始启动和资助相关的研究项目。
到目前为止,该领域的高速进展与学科交叉的特性使得初学者感到困惑而不易对其主要技术与结论有综合性的认识。
作者Michael Nielsen和Isaac Chuang提出问题:计算与通信的最终物理极限是什么?他们在书中详细描述了这样的引人关注的事实:快速量子算法、量子远距传物、量子密码学与量子纠错技术,所附图表和练习内容丰富,深入讲解并分析了各个论题。
《量子计算与量子信息》这本书分三大部分,共12章,分别介绍基础知识以及量子计算和量子信息。
其中,第一部分为基础知识,共三章内容,具体为:引言与概述;量子力学导论;计算机科学简介;本书第二部分介绍了量子计算,共4章内容,也是全书的主体部分之一,具体有:量子线路;量子傅里叶变换及其应用;量子计算机:物理实现;本书的最后一部分即第三部分,介绍量子信息,共5章,是全书的又一主体部分。
具体有:量子噪声与量子运算;量子信息的距离度量;量子纠错;熵和信息;量子信息理论。
[3]2.2主要特点首先,《量子计算与量子信息》通俗易懂。
他在第一部分对量子机制和计算机科学给予了指导性介绍,使得那些没有物理学或计算机科学背景的人对此也易于接受;作者在第二部分介绍了量子计算,并描述了量子计算机,它如何用来比通常“传统”意义上的计算机更快速地解决问题,以及其如何在生活中实现;第三部分深入探讨了量子信息学以总结全书内容,说明量子状态如何用来完成宏大的通信任务,并讨论如何使量子状态免受噪音干扰。