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2019年名师导学系列讲座之九:谈谈“学习与研究”

12月4日,开元体育 教学总监、《大学物理》教材作者卢德馨老师为开元体育 和拔尖班的同学进行了一场名为“谈谈‘学习与研究’”的讲座。卢老师围绕一道《大学物理》课后习题和四个生动形象的故事进行讲座,语言平实生动,为同学深入浅出地介绍了学习和研究的关系,指出从学习升华至研究的途径,让同学们受益匪浅。整场讲座中,同学们认真倾听,大家对卢老师的提问回答积极,现场气氛热烈。

卢老师开场时,谈及给大家编写的《大学物理》教材,说到当初成书的指导思想一是为了使大学物理课程教育与国际接轨,二是要写一本具有中国教育特色的教材,培养广大同学对学习和研究的兴趣。

卢老师首先给出了学习和研究的关系,学习是掌握已有的知识,研究是发现、形成新知识。已有知识是以往研究的结果,不能保证是完备、准确、正确。有可能需要对已有知识的补充、修正、甚至推翻,所以学习和研究之间没有不可逾越的鸿沟。当我们对已有知识开始的质疑、探究、修正、找漏等一系列相似行为时,我们就开始了研究生涯。

接着,卢老师以一道习题展示了怎样去研究:该习题来源于《大学物理》课后习题,模型是一卷条带固定一端从斜坡上自由滚落。卢老师指出,研究需要从质疑开始,必须不限于标准答案。卢老师从以下三个角度为例来探究这道习题。

从几何关系分析其加速度和角加速度关系,得出两者的关系式与厚度无关。求解速度时非线性微分方程。卢老师推陈出新,将非线性方程转化为线性方程,成功实现了时空间非线性问题变换到相空间的线性问题。同时,卢老师启发大家去探究是否物理问题由时空间变换到像空间则变得容易解决。

从动力学效应分析,对角动量求导,注意到转动惯量随时间改变,物理上可以期望转动惯量和加速度成反比,从而得到了和几何关系相反的结论。

卢老师又从条带在运动中质量减小这一角度考虑,又得到了全新的结论。

卢老师提问大家还有什么值得探究的点,同学们发挥想象,积极回答卢老师,提出了以下一些新想法:卷带展开过程中存在黏附阻力;绳子的形变产生张力;半径随时间改变可能为非连续变化;运动过程中的能量变化;数值模拟探究微分方程的稳定性等。

卢老师十分满意大家的回答,并补充说明了当带子足够长需要考虑相对论效应。卢老师借这个例题告诉大家,做研究需要跳出原有模式,得出新思路,进行研究。

值得一提的是,卢老师教育大家做研究要读文献,并化用邓小平说过的话勉励大家“一天不读文献,自己知道;两天不读文献,同事知道;三天不读文献,大家知道”。

之后,卢老师由四个小故事启示关于学习和研究的道理。

第一个故事是,通过一个小技巧将一个复杂积分化为椭圆积分的导数,从而将五页长的论文变成了两行,令大家印象深刻。

第二个故事关于娱乐与物理,卢老师指出Snooker旋转碰撞仍是一个未完全解决的问题,启发同学们探索未知。

第三个故事关于文化与科学,卢老师回忆在清华授课时,要求学生撰写课程论文,有的学生发挥音乐专长,撰写关于旋律的声学论文,得到高分,启发大家扬长避短。

第四个故事直通前沿,卢老师由潜艇导航时GPS全球定位系统信号无法穿透5cm水深的问题,引出MEMS惯性传感新技术。

最后,在热烈的掌声中,本次讲座圆满结束。


点击次数:1671 更新时间:2019-12-16【打印此页】【关闭】