《物含妙理:像费恩曼那样机智地教与学》包景东修订版

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《物含妙理:像费恩曼那样机智地教与学》尝试剖析诺贝尔物理学奖获得者、被誉为“科学怪才、教育楷模”的费恩曼(R. P. Feynman)先生的多重性。回顾他的成长过程、历数他的十大贡献、总结他的教学风格。学着像他那样思考和处理问题,即重视相关性、类比性和思想实验。

《物含妙理:像费恩曼那样机智地教与学》结合普通物理的有趣案例,设计了“追本溯源,道破天机;逻辑分析,想象助力;意料之外,情理之中;触类旁通,悟出真谛;他山之石,可以攻玉;学术争论,求实为先;思想之魂,启迪未来”等 10章。特别为《费恩曼物理学讲义(第 1卷)》配备了100道问题及分析;还可通过扫描二维码获取相关内容的授课录像和扩展材料。

《物含妙理:像费恩曼那样机智地教与学》适合作为高校各专业本科生学习大学物理及通识课程的辅导用书,大中学物理教师改进教学方法的参考资料,也可作为广大读者了解科学美学的有益读本。

科学怪才、教育楷模 / 1 1.1走近费恩曼 .1 1.1.1 他的自撰和他人写的介绍 1 1.1.2 费恩曼学说中国话 3 1.2费恩曼的成长轨迹 4 1.2.1 碰到难题不解开绝不罢休 4 1.2.2 求学历程 .8 1.3费恩曼在科教上的成就 .11 1.3.1 历数十大贡献 14 1.3.2 费恩曼在史上zui伟大物理学家中的位置 18 追本溯源,道破天机 / 21 2.1费恩曼的知识观 .21 2.1.1 藐视用字解释其他的字 .21 2.1.2 讲学前给自己的警示是什么? .25 2.2力学文化 .26 2.2.1 费恩曼问:为什么可以用矢量? .30 2.2.2 费恩曼如何讲相对论力学 31 2.3探讨一串现象并找出规则 33 2.3.1导数和积分的起源 .33 2.3.2在三种坐标下计算速度和加速度 .35 2.4从简单模型中悟出真谛 38 2.4.1阿特伍德机的启示 .39 2.4.2抛体运动与弹道曲线 40 2.4.3斜面上的非惯性参考系 42 逻辑分析,想象助力 / 44 3.1批判性思维 45 3.1.1批判性思维的特点是什么? .48 3.1.2发展批判性思维的意义何在? 49 3.2客观、美学和想象力 51 3.2.1客观性结合想象力 .51 3.2.2物理的河,喜悦的河 55 3.2.3物理定律的本性 56 3.3将逻辑思维作为抓手来解题 58 3.4费恩曼模式助推教学研究 .60 意料之外,情理之中 / 65 4.1史上zui伟大的定律 .65 4.1.1费恩曼机智地描绘弱的引力 66 4.1.2从行星椭圆轨道引发的探究 70 4.2仿照费恩曼提一些奇趣问题 75 4.2.1你能超过重力加速度吗? .76 4.2.2多普勒效应:你交通违章了吗? 79 4.2.3是热还是功? .81 4.2.4多冷才算不热? 83 4.3量子思维 84 4.3.1应以抽象的方式来理解原子 85 4.3.2费恩曼解释电子双缝干射 .85 4.3.3诗和远方是一对测不准变量 88 触类旁通,悟出真谛 / 91 5.1费恩曼用特有的方法研究主流问题 91 5.2像费恩曼那样地思考 93 5.2.1探究zui基本的问题 .94 5.2.2问题变得越复杂,也就越有趣 .96 5.2.3以费恩曼为标杆,我们缺什么? 101 5.3比拟 ——智力的惯性 .103 5.3.1举重若轻 103 5.3.2心中抹不去的那片云 104 他山之石,可以攻玉 / 106 6.1突破心智障碍,“玩”物理 .106 6.2费恩曼轰炸:请举出一个例子 .109 6.3用直观方法处理超前问题 .110 6.4社会物理学 116 6.4.1麦克斯韦速度分布 .116 6.4.2无处不在的熵变 119 6.4.3社会磁性 124 学术争论,求实为先 / 126 7.1“野狐禅科学”与科学品德 .126 7.1.1什么是“拔靴带”模式?.128 7.1.2什么是“费恩曼式”实验? .129 7.2费恩曼性格的另一面 130 7.2.1费恩曼鉴别吹牛科学的方法 130 7.2.2费恩曼科学观集萃 .131 7.3超越费恩曼 135 7.3.1费恩曼的首秀 ——赫尔曼-费恩曼公式 135 7.3.2费恩曼所用的布朗运动公式之改进 137 7.3.3费恩曼的绝笔 ——变分路径积分 .143 思想之魂,启迪未来 / 148 8.1费恩曼棘轮与爪诱发分子马达研究 149 8.2引力波与费恩曼的机灵 153 8.3费恩曼与量子计算机 156 物理智趣,思维训练 (为《费恩曼物理学讲义》配题 ) / 159 9.1思维训练诸要素 160 9.2力学 50题 162 9.2.1能力测试 162 9.2.2结果分析 173 9.3热学 50题 184 9.3.1能力测试 184 9.3.2结果分析 193 有费恩曼那盏灯,物理人不会感觉近黄昏 (结语) / 206 209 一、授课录像二、扩展阅读 (论文) P1.费恩曼风格在物理教学中的现实意义 / Ⅱ P2.超越莱布尼茨微积分和牛顿力学 / 34 P3.在大学物理教学中引入批判性思维 / 60 P4.近似处理的重要性 / 67 P5.重视示意图和结果图 / 79 P6.热力学“时间之箭” / 123 P7.维里定理的证明及 H-F公式的应用 / 137 P8.分数布朗运动和反常扩散 / 139 P9.布朗运动暂态解及改进矩方法 / 142 P10.推广费恩曼变分路径积分到耗散系统 / 147


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