農林院校大學物理與高中物理內容比較與分析

摘 要: 本文通過對現行高中和農林院校大學物理課程內容進行對比分析，使讀者能真正了解基礎教育物理課程改革與現行農林院校大學物理課程的兼容性和匹配性，有助于促進中學物理新課程改革有序健康地發展，同時也為農林院校大學物理課程改革提供一定的借鑒作用。

關鍵詞: 農林院校 大學物理 高中物理 內容 比較與分析

1999年開始的新一輪基礎教育課程改革的力度是空前的，在課程理念、課程目標、課程內容、課程實施方式上進行全方位整體改革。為適應21世紀技術化社會的需要，我國基礎教育階段的物理課程在課程設置和教學內容等方面進行了調整和更新，在內容上體現了時代性、基礎性和選擇性。在農林院校，物理課程所涉及的物理學知識內容而言，主要包括力、電、原子、熱四部分。在知識的講述上，農林院校的講述方式是簡單介紹物理學基本原理，然后就介紹物理理論知識在農林科技及日常科技中的應用、物理學在現代農業方面的應用，較少涉及公式的推導、數學計算等。

一、力學內容的比較和分析

農林院校大學物理課程力學部分講述了流體力學、振動和波(機械振動、機械波、聲波)。流體力學部分的主要內容有:液體的表面張力、液體的流動性質(液體的定常流動、連續性原理、伯努利方程)、液體的貓滯性質(牛頓勃滯定律、泊肅葉公式)、物體在貓滯液體中的流動(斯托克斯公式、雷諾數和流體相似率、離心分離技術)。振動和波的主要內容有:簡諧振動的特征及描述、阻尼振動和受迫振動、簡諧振動的合成、頻譜、機械波的產生和傳播、平面簡諧波、惠更斯原理、聲波、波的干涉、多普勒效應。此外，有些版本的教材如金仲輝(2000)、王海嬰(2000)均講述了牛頓力學和力學的基本定律，兩個版本都講述了質點運動狀態的描述、牛頓三定律、力學相對性原理、力學的三個守恒定律、剛體的轉動(簡述)。除此之外，王海嬰(2000)還講述了非線性力學(線性和非線性力學系統的特點、兩種確定性和兩種隨機性)、相對論力學(相對論運動學、狹義相對論動力學、廣義相對論)。刁崗(2001)對于力學基礎知識沒有專門介紹，在固體一章中涉及應變與應力、桿的彎曲等力學知識。高中物理共同必修中，沒有講述流體力學方面的知識，但是學生在初中物理中學習過浮力、壓強、壓力方面的知識，高中物理課程涉及的力學基礎知識，以及力的應用方面的知識，學生對于流體力學部分的學習應該不會有什么困難。振動和波這部分涉及的知識內容同工科大學物理大致相同，農林學院校對于聲波的講述有所加強。這部分內容的學習同樣是以牛頓力學為基礎的。

二、電磁學內容的比較和分析

農林院校大學物理電磁學部分涉及的物理學基礎知識同工科院校基本一致，但是，在敘述上更精煉和簡單，內容更側重于物理知識在生物學、醫學中的應用，如靜電場的應用(靜電場處理種子、電暈放電處理種子、人工誘發閃電的應用、靜電噴農藥和靜電人工授粉)、磁的應用(磁場處理、磁性肥料、磁化水、磁法檢驗)、電磁波在農業上的應用、電容器與細胞電容、生物組織的電阻等，以及基爾霍夫定律及應用、直流電的醫學應用。基爾霍夫第一定律的物理背景是電荷守恒定律，基爾霍夫第二定律可以在高中全電路歐姆定律的基礎上引申得出。農林院校大學物理電磁學部分同高中物理課程的編排思想是一致的，涉及的電磁學知識提供了學生進一步學習所需要的物理學基礎知識。

三、光學內容的比較和分析

農林院校大學物理光學部分涉及光的干涉、衍射、偏振，光的吸收與散射等知識內容，在講述物理基礎知識時，更加側重于在生物學中的應用，如薄膜干涉的應用、夫瑯禾費圓孔衍射與生物顯微鏡、激光在現代農業和生物學中的作用、生物體發光的性質和實際應用、生物學研究中常用的光學儀器(光學顯微鏡、分光光度計、特種生物顯微鏡、電子顯微鏡)等。由此看到，農林院校大學物理光學部分同高中物理的編排思想基本是一致的，高中物理課程涉及的光學、原子物理的知識提供了學生進一步學習所需要的物理學基礎知識。

四、量子物理基礎知識內容的比較和分析

農林院校量子物理基礎知識部分涉及的內容主要有:第一，光的量子性(黑體輻射定律、光電效應實驗規律、愛因斯坦光子理論、愛因斯坦光電效應方程、光電效應的應用、光的波粒二象性);第二，量子力學初步(德布羅意波、不確定關系、薛定愕方程、勢阱和勢壘、氫原子光譜的規律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三，光譜分析(原子光譜、分子光譜、X射線譜及其應用);第四，激光的原理和應用醫學院校大學物理該部分講述了原子物理和量子力學基礎知識，原子物理中介紹了X射線(X射線的產生、X射線的強度和硬度、X射線譜、X射線的性質、X射線衍射、X射線的衰減規律、X射線的醫學應用)、原子核和放射性(原子核的角動量和磁矩、原子核的穩定性、放射性核素的衰變種類和衰變規律、射線與物質的相互作用、電離輻射防護、放射性核素在醫學上的應用)。量子力學基礎講述了玻爾的氫原子理論、德布羅意假設、物質波的統計解釋、不確定關系、波函數、薛定愕方程、勢阱與勢壘、原子結構理論(四個量子數、原子的殼層結構、分子結構)。此外，還介紹了相對論基礎(狹義相對論、廣義相對論)和混沌動力學基礎知識。高中物理對于相對論與量子物理的知識作了初步的介紹，使學生對此有一個感性的認識，而農林院校大學物理對于這部分內容的講述，是在高中物理已有知識基礎上的提高和擴展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反應方程、衰變、半衰期、結合能、核裂變、鏈式反應、核聚變等知識，側重于從應用的角度展開物理知識，這同農林院校大學物理基本是一致的。

五、熱學內容的比較和分析

農林院校大學物理熱學部分涉及的內容同工科院校基本一致，都講述了氣體動理論、熱力學第一定律、熱力學第二定律。同高中物理相比，農林學院校大學物理熱學部分提高的方面在于，在氣體動理論基礎上建立的統計規律和比較完整的熱力學概念結構體系。

結合對上述各部分內容的分析，如果將高中物理的知識內容與農林院校的物理課程內容相比，兩者在取向上是一致的，都側重于物理學知識在生產、技術中的應用，高中物理提供的知識準備能夠滿足學生進一步學習的需要，所提供的知識儲備也足夠。