唐妍梅 李翔

摘  要：建设“新工科”背景下对工科专业大学物理教学提出了新的要求，然而工科大学物理课程面临学时紧张的问题。本文指出了现行的狭义相对论教学方案存在的问题，提出了新的教学思路。利用线性代数中正交矩阵的知识引入四维时空的概念以及洛伦兹变换，进而借助正交变换的性质得出光速不变等若干推论，使学生在有限的学时内更好地理解和接受狭义相对论的时空观。

关键词：新工科  大学物理  狭义相对论  时空观  线性代数

中图分类号：O412.1           文献标识码：A            文章编号：1674-098X（2021）04（c）-0205-03

Discussions on the Teaching of Special Relativity in College Physics for Engineering

TANG Yanmei1  LI Xiang2*

（1. College of Physics and Technology， Guangxi Normal University， Guilin， Guangxi zhuang autonomous region， 541004 China; 2. College of Electronic Engineering and Automation， Guilin University of

Electronic Technology， Guilin， Guangxi zhuang autonomous region， 541004  China）

Abstract： Under the background of building new engineering discipline， new demands have been made for the teaching of college physics course in engineering majors. However， college physics course for engineering majors has the problem of scarce class hours. The shortcomings of current teaching scheme for special relativity are pointed out， and a new teaching thought is presented. The concepts of four dimensional space-time and Lorentz transformation are introduced by means of the related knowledge of orthogonal matrix in linear algebra， and then several inferences including constant speed of light can be drawn， so as to make the students better understand and accept the space-time notion from special relativity in limited class hours.

Key Words： New engineering discipline; College physics; Special relativity; Space-time notion; Linear algebra

大學物理是工科专业必修的基础通识课之一，也是“新工科”背景下工科人才培养不可或缺的一环[1]。然而，学时短缺是工科大学物理教学所面临的严峻现实。工科专业培养方案中的大学物理课程往往仅限于一个学期，课堂授课学时数也普遍被压缩至48～64学时不等。因此，大学物理课程的讲授内容不得不相应缩减，尤其对于狭义相对论这样较难理解的知识点只能草草带过甚至舍弃不讲，这显然并不利于提高工科学生的科学素养[2]。

工科大学物理的教学（包括狭义相对论的教学），核心目的是使工科专业的学生了解近现代物理学的体系、概念和进展，对其建立起客观、正确且较为系统的认知，从而为所学专业知识体系乃至未来的终身学习起到引导和支撑作用。本文以此为出发点，对工科专业大学物理课程中的狭义相对论教学进行了反思和探索，旨在充分利用有限的学时，使学生能更好地理解和接受狭义相对论的时空观。……