孙红章 琚伟伟 苏向英 汤正新

摘要：在大学物理本科教学中引入混沌、复杂网络及自组织临界理论和分形等非线性物理知识，通过介绍基本理论和在课堂上用多媒体演示，使大学本科一年级学生很容易理解非线性物理的知识，可使大学一年级学生对物理规律的认识更加深入和全面，并取得良好的教学效果。

关键词：大学物理本科教学；非线性物理；混沌；复杂网络；分形

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）36-0164-02

一、引言

自然界中存在无数的无序、非平衡和随机的非线性系统。自然界面对的更多的是非线性问题。而我们的大学物理教学介绍的几乎全是线性问题，即使遇到非线性问题，不是回避就是把它线性化，这是大学物理教学的一个缺点。我们在大学物理教学中引入混沌、复杂网络及自组织临界理论和分形等非线性物理知识，通过介绍理论和在课堂上用多媒体演示，使大学一年级的学生很容易理解非线性物理的知识，对物理规律的认识更加深入和全面，并取得了良好的教学效果。

二、混沌

非线性动力学中提出的混沌理论已经成为目前非线性科学研究中的热点问题。无数的无序、非平衡和随机的非线性系统存在于自然界中。美国的著名气象学家Lorenz建立了一个仿真的气象模型。Lorenz的气象模型对初始条件的微小不同是非常敏感的，他把此种现象称之为“蝴蝶效应”。也就是说：在巴西热带雨林的蝴蝶扇动翅膀，有可能在美国德克萨斯州产生一场龙卷风。……