量子力學的基礎知識范文

導語：如何才能寫好一篇量子力學的基礎知識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本書從簡要概述經典物理、統計物理與量子力學之間的明顯不同開始，論證為什么量子力學的應用可以超出物理學的范圍，并且定義了量子社會科學。指出所謂的量子社會科學并不是要用適用微觀尺度的量子力學原理重新表述社會，而是嘗試借助量子力學的一些形式理論和概念，研究社會科學中的一些問題，包括在心理學、經濟學與金融學中量子概率效應的存在，提出并解答了一些基本問題。他們論證了社會科學體系中的信息處理在一定程度上可以利用量子力學的數學工具形式化的奇妙方法。本書建議了一種類-量子方法可以作為理解經濟學與金融學中心對象決策問題的有效工具。兩位作者還論證了概率相干性能夠用來解釋著名的Ellsberg決策佯謬中總概率規律的破壞，本書兩位作者對這一新奇的研究領域做出了一些領先的貢獻。

兩位作者深知這樣一本書所討論的內容是與直覺相反的，他們要把解釋亞原子行為發展起來的物理學理論用于解釋我們日常生活世界。盡管我們掌握了很多亞原子世界的精確知識，但是從來沒有關于這個世界的直接經驗。把微觀世界有效的理論用于宏觀世界可信度如何？這樣奇特的做法會不會令人擔憂？感興趣的讀者都可能提出這類問題。兩位作者的想法是，關于他們開創的這種做法的可行性，應該由讀者在讀過該書之后自己得到答案。

本書陳述的模型可以稱之為類-量子的，他們與量子物理沒有直接關系。作者強調指出，對于復雜的社會系統所做的信息處理可以通過量子力學的數學工具描述。正是在這個意義上，本書闡釋了金融市場、行為經濟學和決策問題。

把精確科學與社會科學聯系起來不是件輕而易舉的事。其中最為困難的問題是消除這樣的一種誤解，即似乎在物理學與社會系統模擬之間本來就應當存在一架橋梁。實際上，在一些特殊的社會系統中，所得結果的“物理等價物”幾乎毫無意義。

全書內容分4個部分，共15章。第1部分 社會科學中的物理概念，含第1-3章：1.經典、統計和量子力學，三合一概覽；2.經濟物理學； 3.量子社會科學。第2部分 數學與物理的預備知識，含第4-6章： 4.矢量的微積分學及其他數學預備知識；5.量子力學基本要素；6.Bohm力學的基本要素。第3部分 心理學中量子概率效應：基本問題及其答案，含第7-9章：7.簡略概述；8.心理學中的干涉效應——導論；9.決策的類量子模型。第四部分 經濟學、金融學與腦科學中的其他量子概率效應，含第10-15章：10.危機中的金融學/經濟學理論；11.金融與經濟學中的Bohm力學；12.BohmVigter模型和路徑模擬；13.對于經濟學/金融學理論的其他一些應用；14.大腦的類-量子處理的神經心理學起源；15.結論。

本書是面向經濟學和心理學以及物理學的研究人員的一部具有新穎、獨特觀點的專著，很具啟發性和創新性，對于希望開拓新的研究領域，特別是交叉學科相關領域的研究生以及研究人員很有參考價值。作者概述了進入該領域所需的數學預備知識和量子力學的基本概念以及社會科學相關的基礎知識，這對那些對這一問題感興趣并打算閱讀該書的讀者很有益處。

丁亦兵，教授

（中國科學院大學）

篇2

關鍵詞 半導體物理學 課程探索

中圖分類號：G642.421 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）02-0001-01

信息技術的基礎是微電子技術，隨著半導體和集成電路的迅猛發展，微電子技術已經滲透到電子信息學科的各個領域，電子、通信、控制等諸多學科都融合了微電子科學的基礎知識?！栋雽w物理學》是微電子技術的理論基礎，是電子科學與技術、微電子學等專業重要的專業基礎課，其教學質量直接關系到后續課程的學習效果以及學生未來的就業和發展。但是，《半導體物理學》具有理論性強、教學模式單一、教學內容更新慢等特點，使得學生在學習過程中存在一定的難度。因此，本文從課堂教學實踐出發，針對目前教學過程中存在的問題與不足，對微電子專業的《半導體物理學》課程進行探索。

一、教學內容的設置

重慶郵電大學采用的教材為電子工業出版社劉恩科主編的《半導體物理學》，該教材具有知識體系完善、涉及知識點多、理論推導復雜、學科交叉性強等特點，需要學生有扎實的固體物理、量子力學、統計物理以及數學物理方法等多門前置學科的基礎知識。另外，我們開設的學生對象為微電子相近專業的學生，因而在課程內容設置時有必要考慮學生知識水平及其知識結構等問題。雖然微電子學相近專業開設了大學物理等課程，但是大部分專業未開設量子力學、固體物理及熱力學統計物理等前置課程，學生缺少相應的背景知識。因此，我們在《半導體物理學》課程內容設置上，需要將部分量子力學、固體物理學及統計物理學等相關知識融合貫穿在教學中，避免學生在認識上產生跳躍。

從內容上，依據課程大綱《半導體物理學》主要分為兩大部分，前半部分著重介紹半導體的電子狀態及對應的能帶結構，電子有效質量、雜質和缺陷能級、載流子的統計分布，半導體的導電性與非平衡載流子，在此基礎上進一步闡述了費米能級、遷移率、非平衡載流子壽命等基本概念；后半部分對典型的半導體元器件及其性能進行了深入分析?；谝陨戏治?，半導體物理課程對授課教師要求較高，需要教師采用多樣化的教學手段，優化整合教學內容，注重理論推導與結論同相關電子元器件的實際相結合，使學生較好地理解并掌握相關知識。

二、教學方法與教學手段

為了讓學生能較好地掌握《半導體物理學》中涉及的理論及模型，需要采用多樣化的教學方法和手段?；凇栋雽w物理學》課程的特點，在傳統黑板板書基礎上，充分利用PPT、Flash等多媒體軟件，實物模型等多種信息化教學手段，模擬微觀過程，使教學信息具體化，邏輯思維形象化，增強教學的直觀性和主動性，從而達到提高課堂教學質量的目的。

三、考核方式的改革

為了客觀地評價教學效果和教學質量，改革考核方式是十分必要的。針對《半導體物理學》課程特點，對考核方式作如下嘗試：（1）在授課過程中，針對課程的某些重點知識點，設計幾個小題目，進行課堂討論，從而增強學生上課積極性及獨立思考能力；（2）學期末提交針對課程總結的課程論文，使學生在對課程有更深入了解的同時激發學生的創造積極性。

《半導體物理學》是微電子技術專業重要的專業基礎課，為后續專業課程的學習打下理論基礎。要實現《半導體物理學》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。

參考文獻：

[1]湯乃云.微電子專業“半導體物理”教學改革的探索[J].中國電力教育，2012，（13）.

篇3

固體物理學是凝聚態物理和材料物理專業的必備基礎課，它融合了普通物理、熱力學與統計物理、量子力學等多學科的知識。也是因為知識面廣、量大、深奧難懂，在教學過程中，學生普遍反映較難掌握這門課程。如何取舍教學內容、如何深入淺出地講解基礎知識點、如何改變教學手段和教學形式提高學生的學習和應用能力等，這些都是教學中遇到的主要問題。作者從數年的教學中總結了一些心得體會，希望對這門課的教學有所借鑒作用。

一、多媒體與三維模型的應用

固體物理學是一門研究固體的微觀結構、組成固體的粒子（原子、離子、電子等）之間的相互作用與規律，并在此基礎上闡明固體宏觀性質的學科。因此，固體的微觀結構是這門課程的基礎。許多固體物理學的教材，例如黃昆等的《固體物理學》經典教材，開篇即討論晶體的結構。但對晶體結構的理解，特別是對三維的晶體結構的理解，需要學生較好的空間想象能力。由于晶格的周期平移不變性，理想晶格可以通過原胞或單胞的周期平移、重復而得到。那么，如何選取合適的原胞或單胞？原胞的形狀如何？原胞內有多少個原子？單胞內的各個原子是否等價？在教學過程中，許多學生對這些問題一時不能很好理解。

隨著計算機的普及和利用，多媒體教室普遍存在，并被廣泛使用。多媒體教學手段的利用，有助于學生對固體微觀結構的理解。例如，可以通過視頻或PowerPoint文件，可以直觀地展示晶體的微觀結構、原胞的選取、原胞的形狀等。與傳統板書相比，利用多媒體呈現并分析固體的微觀結構以及晶體的結構特征，對教師而言，更加省時、省力；幾何關系的表達也更為準確，便于學生的理解。此外，若能結合三維的原子實物模型，那么，固體的微觀結構將能更為直觀地展現在學生眼前。多媒體與三維模型的應用對于學生理解固體的微觀結構、晶格的周期性、原胞、晶體的對稱性等基礎概念很有好處。

當然，多媒體教學也存在著一定的局限性。例如，在公式的推導、基礎概念的講解等方面，板書其實更受學生的歡迎。與多媒體教學相比，板書的節奏慢，師生間可以有較多的互動；學生相對容易跟上教師思考問題、解決問題的步伐，學生也能有較充分的時間來理解各個知識點、梳理要點以及做筆記等。因此，多媒體教學還需適當地與傳統板書相結合才能達到較好的教學效果。

二、教學內容的取舍

由于固體物理學融合了普通物理、熱力學與統計物理、量子力學、晶體學等多學科的知識，其知識面廣、量大，在有限的學時里，不可能面面俱到地討論固體物理學所涉及的所有知識點。因此，實際教學中可以結合本專業的特色，有選擇地取舍部分教學內容。例如，側重固體熱學性質的專業可以考慮以晶格振動等內容為主；而側重微電子的專業則可以考慮以能帶理論、半導體中的電子等內容為主。當然，一些多個領域都涉及到的基礎知識也應是這門課程不可缺少的一部分內容。

固體的微觀結構和結合方式是固體物理學的基礎，因此，晶體的結構和晶體的結合等知識點應是這門課程的基礎知識之一。考慮到理想晶格由原子實和電子組成，晶格的運動主要在晶格振動等部分討論；而電子的運動主要在能帶理論等部分討論，具體還可以分為金屬中電子的運動和半導體中電子的運動等部分。盡管這原子實和電子的運動實際上相互聯系，但很多時候，可以分別側重討論。此外，實際晶體也并非理想晶體；實際晶體除了有邊界之外，也常含有缺陷。但在許多情況下，晶格的振動、電子的運動和缺陷的影響依然可以依據實際情況分別討論，并得到與實際較為符合的理論結果。因此，晶格振動、能帶理論和缺陷等知識點之間相對獨立，或可根據各專業的實際情況取舍部分教學內容。

在許多固體物理學的教材中，例如黃昆等的《固體物理學》教材和閻守勝的《固體物理基礎》教材，密度泛函理論并沒有被提到。事實上，密度泛函理論是一個被廣泛使用的基礎理論，它是凝聚態物理前言研究的有效手段之一，也是材料設計的一種有效方法。教學過程中，教師可以結合各專業的實際情況介紹一些密度泛函理論的基礎知識。同時，還可以介紹一些最新的相關研究進展，以拓展學生的知識面、提高學生的學習興趣。

三、模塊化的教學形式

如前所述，固體物理學中的許多知識點間相對獨立；基于這門課程的特征，教師在教學過程中可以考慮模塊化的教學形式，以子課題的形式將相應內容呈現給學生?？赡艿哪K如：討論晶體的結構和晶體的結合方式的基礎模塊――晶體的結構與結合；討論晶體中原子實運動的模塊――晶格振動；討論晶體中電子運動的模塊――能帶理論；討論實際晶體中可能存在的缺陷的模塊――晶體的缺陷等；其中，能帶理論部分還可分為：近自由電子模型、緊束縛模型、贗勢方法等數個部分。這樣做首先有利于教學內容的取舍；其次，有利于學生對各知識點的理解、有利于學生梳理清楚各個知識點之間的關系。

此外，固體物理學是凝聚態物理前沿研究的基礎之一；其基礎知識、理論推導、實驗背景以及處理問題的方式方法等，都是開展凝聚態物理研究的基礎。而模塊化教學，以課題研究的形式提出問題、解決問題，將教學內容以問題為導向呈現給學生，這有助于培養學生的學習能力和解決實際問題的能力。而且，課題研究的教學模式，既是在教授學生知識，也是在開展科研，有助于提高學生對科研的認識、有助于培養學生的科研能力。這種課題研究的模塊化教學形式還可以結合基于原始問題的教學來開展。

四、基于原始問題的教學

所謂原始問題，可簡單理解為：現實生活中實際存在的、未被抽象加工或簡化的問題。于克明教授、邢教授等人詳細探討了原始物理問題的諸多方面；此外，周武雷教授等人還討論了原始物理問題含義的界定等相關問題，并呼吁將基于原始物理問題的教學實踐引入大學物理的教學中。這應是個值得提倡的建議，畢竟現實生活中遇到的具體問題都是原始問題。與傳統的習題不同，原始問題未被抽象、加工或簡化。學生處理實際問題的第一步便是將問題適當簡化，這也是學生需要學習的一種能力。

事實上，合理的模型簡化是各種理論的基礎，也是實際應用或科研必不可少的一種能力。例如，討論晶格熱容的愛因斯坦模型和德拜模型，盡管模型簡單，但它們數十年來是我們討論、分析相應問題的基礎。今天，那些被寫進教科書的基礎理論，在當時、在理論剛被提出時，都是為了原始問題的解決。下面以晶體熱容為例，稍加詳述。

問題的背景：根據經典的熱力學理論，晶體的定體摩爾熱容是個與溫度無關的常數。實驗發現晶體的熱容在高溫下確實接近于常數，但是晶體的熱容在低溫下并不是個常數，其與溫度的三次方成比例關系。

問題的提出：理論預言與實驗觀測為何不相符？如何解釋實驗現象？20世紀初剛剛發展起來的量子力學是否能解釋這個實驗現象？這些問題在愛因斯坦的年代應該都是前言的科研問題。

問題的簡化：（1）不考慮邊界、缺陷、雜質等的影響，將實際晶體抽象為理想晶體；（2）基于絕熱近似，不考慮電子的具體空間分布，將原子當作一個整體，原子―原子間存在相互作用；（3）基于近鄰近似，只考慮近鄰原子間的相互作用；（4）基于簡諧近似，將原子間的相互作用勢在原子的平衡位置作泰勒級數展開，并保留到二階項。

問題的解決：基于上面的模型簡化，寫出描述原子運動的牛頓第二定律，并求解方程組，這些方程組與相互獨立的簡諧振子的運動方程組相對應。結合量子力學，得到體系的能量本征值；寫出晶格振動總能的表達式，繼而給出由晶格振動貢獻的晶格熱容的表達式。由于晶格熱容的表達式復雜，很難直接與實驗結果對比，因此引入進一步的簡化和近似――愛因斯坦模型或德拜模型。

這種提出問題、分析問題、解決問題的方式與做前言科學研究的方式相接近，既能提高學生對科研的認識、培養學生的科研能力，又能培養學生理論聯系實際、解決實際問題的能力。

五、小結

針對固體物理學這門課程的一些特點，本文從教學手段、教學內容和教學形式等方面提出了一些教學改革的心得體會。教學手段上，可以利用多媒體和三維模型等教學手段，以便讓學生更容易理解固體的微觀結構。教學內容上，可以針對專業特色，有選擇地取舍部分章節。而模塊化的教學形式，可以將相對獨立的知識點以子課題的形式呈現給學生，既能幫助學生梳理知識點，又能讓學生對課題研究有所認識。最后，通過課題研究的教學形式、理論聯系實際的討論分析以及基于原始問題的教學，培養學生學習和應用的能力。

致謝：感謝上海高校外國留學生英語授課示范性課程《英文大學物理》建設項目的資助。

參考文獻：

[1]黃昆，韓汝琦.固體物理學[M].北京：高等教育出版社，1988.

[2]閻守勝.固體物理基礎[M].第二版.北京：北京大學出版社，2003.

[3]謝希德，陸棟.固體能帶理論[M].上海：復旦大學出版社，2007.

[4]馮端，金國鈞.凝聚態物理學[M].北京：高等教育出版社，2003.

[5]陳志遠，熊鋼，易偉松.多媒體技術應用于固體物理教學的探討[J].咸寧師專學報2002，22（6）：53-55.

[6]梁先慶，何小榮.固體物理學課程教學研究與探討[J].廣西物理，2011，32（3）：47-49.

篇4

關鍵詞：科學素養；科學方法；科學意識；科學精神；大學物理

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0110-02

“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”這個被稱為“錢學森之問”的問題，已引起上至國務院總理下至普通學生的深思。中國學生雖在國際奧林匹克競賽中屢屢獲獎，卻一直與諾貝爾科學獎無緣。2010年11月第八次中國公民科學素養調查結果顯示，2010年具備基本科學素養的公民比例為3.27%，僅相當于主要發達國家和地區20世紀80年代末、90年代初的水平[1]。面對這些事實，我們不能不對現行的學?？茖W教育進行深刻反思。學校和社會一直倡導素質教育，但是素質教育就是多搞文體活動和多學琴棋書畫嗎？這是誤解，更是誤導。其實，素質教育的一個重要內容，就是提高科學素養。

一、什么是科學素養

“科學素養”這一概念是伴隨著20世紀五六十年代美國“課程改革運動”而系統確立起來[2]。盡管對這一概念的內涵尚未達成共識，但是，把科學素養作為科學教育的目標，已在世界各國取得共識。明確提出科學素養包含三個維度，并給出測評指標進行測度的主要有以下幾種。第一種是美國J?米勒教授提出的公民科學素養概念[3]。J?米勒的科學素養模型維度概括為：科學知識；科學方法；科學意識。自1979年以來，該指標體系及其測評結果一直為美國國家自然基金會所采用。第二種是世界經濟合作與發展組織開發的國際學生測評項目（PISA）提出的科學素養概念。PISA將科學素養定義為“15歲學生為了理解自然界及人類活動引起的自然界變化并有助于相關決策，而使用科學知識、識別科學問題、得出有根據的結論的能力”，該定義包含“科學方法或技能”、“科學概念與內容”及“語境”等三個維度[4]。雖然以上兩種科學素養概念的維度有所不同，但是可以看出，科學知識、科學方法、科學能力、科學精神和科學意識都屬于科學素養教育的范疇。

二、《物理》課程在培養科學素養中的重要性

《物理》、《化學》、《生物》等課程都是學校教育中培養學生科學素養的重要課程，而《物理學》又是一切自然科學和工程技術的基礎。2007年第10期青年科學《測測你的科學素養有多高》中判斷16個科學觀點的對錯。其中有10個觀點都可以在《物理》課程中找到答案，可見，《物理》課程在科學教育中的重要性。

三、大學《物理》教學中如何培養學生的科學素養

大學《物理》課程是高等學校理工科各專業學生的一門重要的通識性必修基礎課，在培養學生的科學素養方面，具有其他課程不能替代的重要作用。下面談談大學《物理》課程對培養學生科學素養，尤其是科學方法、意識和精神等方面筆者的一些思考和做法。

1.科學方法的培養?！笆谥贼~”不如“授之以漁”，方法對學生的終身發展至關重要。物理學中有許多科學方法。觀察法、實驗法、理想化方法、類比方法、假設方法和數學方法等是物理學的基本研究方法，不僅適用于自然科學的研究，也適用于其他科學技術領域和各種工作領域。分析、綜合、抽象、概括、歸納、演繹、類比等普通的邏輯方法是《物理》學科中常用的邏輯思維方法，更是普遍應用于人的各種思維活動。如果學生掌握了這些方法，就會在以后的工作中自覺地運用這些物理方法思考問題、解決問題，并具備實事求是，嚴謹科學的意識。也就是說，掌握了科學的方法，就有了在未來從事各項工作的“武器”。筆者在大學《物理》教學中，非常重視物理方法的介紹。①重視物理方法的提煉和總結。自然界發生的一切物理現象和物理過程，一般都是比較復雜的，為了降低研究的難度，在物理研究中產生了理想化方法，就有了質點、剛體、彈簧振子、理想氣體、點電荷等理想模型。在講解這些概念時重點講解這些模型形成的必要性和這種方法的重要性，讓學生知道這是處理自然界復雜問題的常用的科學抽象的方法，是一種重要的科學研究方法，在自然科學研究中占有重要地位。②通過物理學史的引入，加強科學方法的教學。牛頓在伽利略、開普勒等前人成果的基礎上，用歸納法獲得了經典力學的基本概念和力學三大定律，又用演繹的方法獲得了萬有引力定律并發明了微積分。在量子力學中，從黑體輻射問題的研究中出現的“紫外災難”到普朗克的量子假說，到愛因斯坦“光量子假說”，到玻爾的舊量子論，到海森伯、薛定諤提出的量子力學，再應用愛因斯坦相對論提出相對論量子力學的整個量子理論的發展史無不體現了假說―理論―新假說―新理論的循環發展模式；在提出假說階段常常運用歸納和類比的推理方法，在驗證和確立假說階段的演繹推理方法又時時出現。介紹這些歷史，不但讓學生學到了物理知識，而且讓學生用物理學家的方法和思路研究這些《物理》內容，無形中會受到良好的科學方法教育。

2.重視介紹物理的應用，培養學生良好的科學意識。科學意識就是從科學的角度理解問題、分析問題和解決問題的思想觀念及其行為。學生只有知道了科學的應用，才會在生活和工作中有科學的意識?！段锢怼氛n程是一門實用性很強的科學，所以在教學中就要多介紹物理知識的廣泛應用，尤其是最新的應用。例如，在電磁感應部分，除了介紹常見的渦流加熱和制動、微波加熱、電子感應加速器外，再介紹機場安檢處的金屬探測器（或棒）以及交通部門的交通探測器、銀行卡信息的存儲和讀取原理等；介紹這些實用知識不但會引起學生極大的興趣，也會引起學生主動思考生活中的問題，樹立良好的科學意識。

3.科學精神的培養?？茖W精神包括求實精神、創新精神、懷疑精神、寬容精神等幾個方面，其中最主要的是求實與創新。如何培養學生的科學精神？在授課中要注意啟發式教學，多提出問題，多質疑，啟發學生思考和發現，培養他們的主動參與的意識和創新意識。適當增加物理學史，讓物理學家們的不怕困難、無私奉獻，敢于質疑以及開拓創新的科學精神感染學生。

總之，在大學《物理》教學中要利用一切可能的途徑向學生傳授科學的基礎知識，培養科學的分析問題和解決問題的能力，培養學生用科學的觀點理解自然界現象并能作出決斷以及辨識真偽的能力，同時擁有良好的科學態度和科學精神。

參考文獻：

[1]中國科學技術協會.第八次中國公民科學素養調查結果.[EB/OL].

[2]李雁冰.科學探究、科學素養與科學教育[J].全球教育展望，2008.（12）：14-18.

篇5

高中物理現代化的實施需要強有力的理論基礎支撐.對于其教學內容的現代化，英國著名教育家斯賓塞在教學內容方面提出科學才是最有價值的知識，這句話是他對課程主張的集中體現，即課程內容取向應面向現代化.他認為在選擇課程內容時，應根據生產力與科學的發展，不斷進行課程內容更新使其能夠將時代先進的自然科學成果反映和體現出來.在組織教學內容方面，依據學生的心理特征和知識的內在邏輯相統一的原則是現代物理的一個發展趨向.當代著名的結構主義教學思想和認知心理學派代表人物布魯納提出結構主義課程觀.學科的基本結構是對一門學科的概念和一般原理的概括，同時還具有相應的探究和學習這門學科的基本態度.他認為這樣可以縮小“初級”知識與“高級知識”之間的差距，能夠在同一門學科中的基礎與尖端之間找出相通之處.鑒于此，現代新課程將物理學科分為多種模塊，對實施現代化內容教學十分有利.贊可夫為前蘇聯著名教育家，其提出發展并不是指讓事物停留在一般的發展水平上的觀點，指出教學內容應該逐漸深入、由易到難，不斷分化，擴大知識面.因此，在經典物理的基礎上可以進行現代物理知識的擴充.

二、物理教學內容現代化的思考

1. 告訴學生現代物理的研究成果

對于現代物理的定義，指從一八九六年鈾的天然放射性被貝克勒爾發現以來所取得的物理研究成果.一九零五年，著名科學家愛因斯坦根據其研究創立了狹義相對論，在他與普朗克、波爾、海森伯、德布羅意、波恩、薛定諤等多人的共同努力下，實現了量子力學與量子論的創立.通過近半個世紀對核物理、原子物理的相關研究，人類在二十世紀四十年代便掌握了核能的奧秘，自此人類社會開始了“原子時代”的旅程.一九一六年，愛因斯坦提出受激輻射概念，推倒普朗克關于黑體輻射公式的相關論點.如今，在人們的日常生活中以及尖端科學研究、醫學工業、軍事、通信、教育、計算、藝術等各個方面都應用到激光技術.

2.讓學生理解基礎物理學的應用及其作用

物理的發展大大促進了現代科技的發展和提高.物理學在二十世紀發展了電子、原子能、計算機、激光等實業部門.在高技術領域中，物理學的應用有：電子計算機的誕生讓人類勞動方式發生翻天覆地的變化，是人類智力解放的重要開創性舉措；基因工程技術的發明，讓人類開始進入以人類自身為代表的認識與改造的生命世界；人造地球衛星的發射，是人類活動開始突破地球限制向太空進軍的重要標志；核電站的建立，讓人們利用和開發原子能得以實現.物理學的發展同時也帶動了其他學科的發展，比如地球物理、天體物理、生物物理以及化學物理等學科.

三、實施高中物理教學內容現代化的幾點建議

隨著社會的進步和科學的不斷發展，現代文化、技術、科學取得了十分豐富的成果，由于選擇的多樣性，也給實施課程內容現代化帶來了不同程度的困難，比如學科課程內容的完整性與經典內容的壓縮性矛盾、有限學習時間與現代性內容增加的矛盾、現代教育思想觀念與傳統課程內容取舍的矛盾等.怎樣解決這些矛盾，促進高中物理教學內容現代化的實現？結合新課程理念，以下是對實施物理教育內容現代化的一些建議.

1. 恰當選擇課程內容

要讓以上矛盾得以解決，在選擇課程內容上應遵循時代性與基礎性相統一的原則.在基礎知識的選取上，應將對社會需求、對學生、對學科而言是必需的、具有真正意義上的基礎知識精選出來，做到精中求簡.比如質量守恒、動量守恒、場、波、電荷守恒、分子原子結構等的概念和原理是最基本，也是高中物理最核心的內容.同時，在選擇現代化的課程內容上，要根據現代文化、技術、科學成果，從中選擇和基礎知識聯系密切的、具有典型性與代表性的內容.如愛因斯坦廣義與狹義相對論、微觀客體二重性、量子物理與經典物理的連接橋梁是普朗克常量等內容，都是由經典物理學發展而來.

例如，物理學中“時間”是常見的物理量，那么什么是時間？為了讓學生對“時間”更好的理解以及經典物理學對時間定義，教師可以利用多媒體設備來對教學過程中進行設計.首先，用多媒體展示介紹相關的計時裝置，包含日、奎表、桿漏、刻漏、古董鐘表、水平儀象臺等.提問：不同計時方法對時間單位的要求也不同，大家知道時間單位都有哪些，是怎么區分的？其次，對時間單位進行介紹，包含年、月、日、時、分、秒等，同時，利用多媒體對相關單位的產生發展進行簡介.第三，提問：到底什么是時間？由學生進行討論后作答，教師對其進行補充.學生的回答一般為書上看到的或詞典上查到的關于時間的概念，教師總結：我們發現時間的單位和物體的周期性運行是不可分割的，說明時間和物體的運動是相關的.比如，地球自轉一周是一天，公轉一周是一年，也就是說時間能夠用物體的空間位置變化來度量.由此，可引出牛頓力學中含有時間的公式：s=vt、v=at等.

2. 提高對教師的要求

篇6

一、對直覺思維的理論和現實意義的思考

頓悟和靈感都屬于直覺思維，實踐證明，雖然直覺不一定導致科學創新，但是科學創新多出于直覺。直覺和邏輯好比科學思維的兩翼，它們二者缺一不可?，F在，直覺思維越來越被心理學家、教育心理學家所關注，完形心理學認為"直覺能力是人的心理能力高度發展的表現"?？茖W家們在科學實踐中也對直覺有頗多感悟。愛因斯坦在談到他創立"相對論"時說："要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經驗的共鳴的理解為依據的直覺，才能得到這些定律。"楊振寧也曾說過："在所有物理與數學的最前沿的研究工作中，很大一部分力量要花在猜想上。"事實上，如果我們對物理學史略加回顧就會發現，從牛頓的萬有引力定律到麥克斯韋的電磁理論，從玻爾的量子學說到薛定諤、海森堡的量子理論，再到狄拉克的相對論量子力學理論，哪些理論的建立不是來自直覺思維?缺乏直覺思維就沒有科學的發現和創造。但是，我們現實的物理教學卻只重視所謂的邏輯，很少關注和有意識地對學生進行直覺思維訓練。新課程改革把提高學生的創新能力提到相當重要的位置，我們如何提高學生的創新能力?顯然，加強對學生直覺思維能力的培養，就是提高學生創新能力的重要途徑之一。

二、對物理教學中培養學生直覺思維習慣和能力的思考

在教學過程中，學生會自覺或不自覺地使用直覺判斷。學生的直覺思維是以對問題的總體把握為前提，以直接的、跨越的方式直接獲取問題答案的思維過程。在物理教學中，如何引導學生調動相關知識和經驗，通過豐富的想象作出敏銳的假設、猜想或判斷，不斷產生思維的火花，提高直覺思維的能力，這應是我們物理教師努力的一個方向。

1.注重學科基礎知識，奠定直覺思維的堅實基礎。

直覺的產生不是光靠"偶然"和"機遇"，它必須以扎實的學科知識為基礎，若沒有深厚的基本功，就不會迸發出思維的火花。在事物發展的過程中，往往偶然之中包含著必然，知識豐富、勤于思考的人更容易產生準確的直覺。比如在電磁學中，當帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中作勻速圓周運動時，重力或電場力會引起速度變化，我們的第一直覺就是粒子所受到的電場力與重力相互抵消，這一直覺的獲得基于對物理的力學平衡條件、圓周運動向心力公式和洛侖茲力特性等基礎知識的了解?？梢姡S富而扎實的學科知識是形成正確直覺的基礎。

2.注重與其他思維方式的整合，形成良好的思維品質。

直覺能力的增強也需要其他思維方式的補充。物理教學一要把握好直覺猜測與論證的關系。猜測在物理教學過程中經常出現，只不過教師有時過于重視論證而忽視了猜測的積極作用。既然物理學家能猜，教師也應教會學生猜測，并要處理好猜測與論證的關系，一般是先猜后論或者是邊論邊猜。比如，一帶電粒子沿一絕緣桶壁的半徑入射，若沿桶軸線方向加一勻強磁場，粒子與桶壁發生n次彈性碰撞又返回原處，計算粒子在桶中的飛行時間。這一問題若通過力學原理來論證，就顯得復雜抽象，如果先引導學生猜測而后再進一步論證，多數學生都能理解和掌握。二要把握好直覺思維與邏輯思維的關系。在直覺過程中結合一些邏輯思維成分，能有效提高認知效果。比如，不帶電小球a、帶電小球b分別在重力場做小角度擺動，帶電小球c垂直于磁場做小角度擺動，通過直覺和邏輯思維過程的多次穿插與交替，學生們可以得出三個小球擺動周期相等的結論。三要把握好直覺思維與遷移能力的關系。在物理教學過程中，相當一部分問題可以通過直覺思維來實現知識的遷移，眾多有意義的學習都是在此過程中產生的。比如，對于學生難以理解的電磁場的相關問題，學生一旦將電場力、磁場力視為與重力、彈力和摩擦力具有等同地位的力，就會直覺地感悟到電磁學中的綜合問題不過是原有力學問題的變形、延伸和遷移。四要把握好直覺思維與物理學學科特征的關系。美感和美的意識是物理直覺的本質，審美能力越強，則物理直覺能力越強。狄拉克從對稱的角度考慮，大膽地提出了反物質的假說并預言正電子的存在，現已得到證實。因此，我們不妨多留意物理規律中的對稱與和諧之美。

3.注重習題教學，培養學生利用直覺思維解決問題的能力。

教學中，教師要有針對性地選擇適當的題目類型，著手培養學生的直覺思維能力。直覺思維往往要同時對若干個思維方向作出鑒別與選擇，所以，物理選擇題是培養學生直覺思維快捷性的一個重要方法。實施開放性問題教學，也是培養直覺思維的有效途徑。開放性問題的條件或結論不夠明確，可以從多個角度捕捉信息，提出想法，由果尋因，由因索果，提出猜想。在這類習題教學中，教師可以通過引導學生進行猜想，幫助學生打開思路，促進他們直覺思維能力的形成。

4.注重物理情境，創設有利于直覺思維發展的環境。

篇7

關鍵詞：化工專業；無機化學；教學改革

無機化學是化工專業的一門主干專業基礎課[ 1]。我們的授課對象是剛剛進入大學的朝氣蓬勃的大學新生。本課程立足于學生有著深刻印象的中學化學知識基礎，教學時間涵蓋兩學期[ 2] ，64學時涉及廣泛的內容，既有基礎理論部分，又有涵蓋重要化合物組成，結構，代表性規律的元素部分[ 3] 。因此，課程的教學質量和教學效果顯得尤為重要，它直接影響大學生對專業的看法及學習興趣，學習方法和能力的培養，還為后續相關課程打下良好的基礎。

近年來，隨著高校教育改革的深化，我們結合學生的情況和化工專業的特點在教學理念和教學形式上進行了一系列探索和改進，有效提升了教學質量，建立了和諧的師生關系?，F從以下幾個方面來簡要闡述。

一、精選基本教學內容

如上所述，無機化學的內容包含基本原理和元素化學兩部分。本課程是新生接觸到的第一門專業基礎課，要充分考慮到學生對新知識的渴求和已有的基礎知識，避免內容龐雜。所以，我們對教材內容進行了歸納和充實，對于中學化學里講述過的知識，例如化學平衡的特征、溶液的酸堿性的表征、氧化還原反應等基本化學原理的定性部分只做大概回顧，在本課程里著重討論他們的定量計算；而對于配合物的分步解離平衡、化學熱力學和動力學等內容在后續分析化學和物理化學課程中會詳述，在無機化學中則以定性講述為主。我們將教學基本內容概括為以溶液（電解質溶液，緩沖溶液）為基礎，結構（原子結構、分子結構、晶體結構）為主線，平衡（酸堿平衡、化學平衡、沉淀―溶解平衡、氧化還原平衡）為重點，分區（s區，p區，d區，ds區）講述，重點分明，條理清楚。特別是元素無機化學部分，具有“內容豐富、體系繁雜、歷史悠久”的特點[ 4] ，講好和學好元素化學對培養學生分析問題、解決問題和獨立創新的能力至關重要。

在備課的過程中，教師也在反復研究教材、查閱資料、精選內容，這樣才能做到高屋建瓴，視野開闊。如果講課過程中始終局限于課本，只會把課上得枯燥乏味，不能激發學生的興趣，因此，在授課內容中要注意引進補充內容，增加例題，使教學內容以課本為主又高于課本，體現教師的水平和特色。同時，某些知識點也應該根據學生的專業特點和學生實際適當進行調整。例如，在講述碳族元素的時候可以給化工專業的學生增加煤化工的基本知識為他們的后續課程做鋪墊，主族元素的性質遞變可以要求學生通過查閱資料自己總結。

二、有針對性地強化教學重難點 無機化學課程內容多，學時少，不可能使學生牢記所有物質的性質和代表性反應。因此，教學中我們盡量突出重點即基本原理的闡述，培養學生分析問題的能力。這樣即使到高年級，學生遺忘了本課程的具體內容，解決問題的方法和能力也能受用終身。教學的難點包括抽象難懂的內容和容易出錯的地方。

例如，核外電子的運動狀態是歷屆學生公認的難點。我們在教學中從回顧電子的波粒二象性開始引進薛定諤方程，結合傳統的軌道含義和學生在高中了解的電子云引進量子力學中電子的運動狀態。對相關的4個量子數的取值和應用增加大量示例，并形象地和學生所在寢室結合分析，層層深入，使學生建立核外電子運動狀態的正確概念。而配位化合物的計算這樣容易出錯的地方，我們會預先給出錯誤的實例，加深學生印象，有助于內容的強化記憶。實踐證明：有針對性地攻破難點、突出重點取得了很好的教學效果。

三、因材施教，適當引申，注重激發學生興趣 不可否認，學生的基礎、能力和知識的掌握程度有著很大的差異。所以我們也注重了教學過程中的針對性特點。對優生、學困生、中等生做到心中有數，充分考慮到他們在接受知識和技能時方式和速度的不同，在教學過程中因材施教，激發學生的興趣和自信心，達到理想的教學效果。

同時，在元素無機化學的教學過程中，要充分考慮到學生對知識的渴求，采取適當變革的態度在教學內容上創新，適當地加入現代化學的重大發現或教師的科研項目，開闊學生的眼界，啟迪思維，避免死記硬背。通過改進教學方法，學生對自然界存在的元素及主要化合物的性質及反應規律有了一個總體了解，也了解了一些在當今環境、能源、生命、材料等領域中采用的新技術，新方法和新材料。

例如，在講配合物的應用時從人體血紅蛋白結構入手，衍生出與配合物密切相關的生物無機化學的發展、人造血液、人體微量元素、抗癌藥物及機理；在碳族元素中加入溫室效應、全球氣候變暖及鉆石的相關知識；在硼族元素中加入各種寶石的圖片及鉈元素的中毒示例等。從學生渴望求知的眼神中可以看出他們很接受這些新的“窗口”，通過這些知識與公式原理的相互滲透，使課堂教學變得生機勃勃、面目一新，并為學生在今后專業知識的學習和工作中的“臨窗遠眺”乃至“破窗而出”打了一個很好的基礎。

篇8

【關鍵詞】 激光原理與技術課程；教學內容；教學方法；實驗教學

【中圖分類號】G632.010 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）29-00-01

一、教學現狀

“激光原理與技術”是應用物理學本科專業的專業課，是一門理論性很強的專業基礎課。通過本課程的學習可以為學生今后從事激光技術、光通信、信息處理、紅外探測、環境檢測、激光醫療診斷和材料加工等方面的相關光學工程研究打下基礎。由于該課程物理概念抽象并且理論性強，基礎知識面廣，不易理解，感到難學，畏難情緒嚴重，學習這門課程時的興趣就不如其它普通物理課程；此外，由于學生對激光應用方面的知識了解較少，往往因缺乏感性認識，不能充分體會到該課程的重要性，導致學生在學習中沒有一個積極的態度；再次，“激光原理與技術”需要講授激光的基本原理、基本技術以及激光的應用三部分內容，知識點多，邏輯關系也不像力學、電磁學等那么明顯，再加上該課程總的學時數只有32學時，所以大部分學生在學習中會感覺到有些凌亂，理不清頭緒，最終導致不能鞏固和深化所有的知識點?；谝陨蠁栴}，如何在教學中合理的處理教學內容以及采取合理的教學方法，做到重點突、詳略得當，既要讓學生掌握基本原理和基本技術，又要了解激光的具體應用是目前教學過程中急待解決的主要問題。

二、對教學內容適當刪減

《激光原理與技術》是一門理論性很強的專業基礎課，該課程涉及的基礎知識面廣，需要應用原子物理、量子力學、熱力學統計物理、光學和高等數學等課程的結論和基礎，公式繁多、推導復雜、理論抽象，具有較大的難度和深度。要在32學時內完成教學任務，就必須選擇合適的教材并且合理的安排教學內容。在教學中我們選擇的是上海理工大學陳家璧教授編寫的《激光原理及應用》（電子工業出版社）作為教材。這本教材的特點在于內容章節安排合理，知識點覆蓋面廣，理論體系較為完整，避免過多的理論公式推導和計算，而把重點放在闡明物理概念以及激光輸出特性與激光器的參數之問的關系，幫助學生了解和掌握最基本的激光原理和技術，學會如何根據不同應用范圍選擇合適的激光器。因此這本教材的內容很對工科類的學生的胃口，尤其是具有一定物理基礎的應用物理系學生來說所講授的內容比較容易掌握。我們根據教材的安排將教學內容主要分為三個大的部分：激光的基本原理包括激光的產生條件、激光器的工作原理和激光器的輸出特性；激光技術部分包括激光的選模技術、穩頻技術、激光束的光束變換，調Q、鎖模技術以及激光的內調制、外調制等技術；激光的應用部分主要包括各種常見激光器介紹和激光在不同領域內的應用。關于激光的其他方面的知識將不再安排進課堂教學，主要供學生自學。

三、教學手段多樣化

激光原理與技術內容繁多并且教材中包含大量圖片，只靠“一支粉筆一張嘴”的教學手段很難在有限的課時內完成教學任務。因此在科技發展的今天，我們必須借助現代化的多媒體教學手段。在教學中通過PPT、Flash以及小電影等多中形式，使學生獲得對激光更為直觀、感性的認識，增強課程的趣味性和直觀性。例如在激光的應用方面，我們通過小電影播放激光雕刻、汽車車身的激光焊接以及激光的醫學應用等視頻，可以很直接引起學生的興趣和好奇心，充分調動學生的積極性。在此基礎上，教師再具體介紹在不同應用背景下激光器的選擇、各項技術參數等知識，這樣可以在感性認識的基礎之上更好的掌握激光器的主要知識點。

此外，在教學中將部分教學內容以專題的形式提供給學生，學生通過自己的探索和實踐過程中掌握科學研究的方法，在研究中獲得知識。例如可以在講授諧振腔結構對激光輸出特性的影響時，在學習了開放式光腔與高斯光束、激光振蕩特性章節內容后，結合具體的激光器He―Ne氣體激光器，讓學生探索腔型結構對He―Ne氣體激光器激光輸出性能的影響和高斯光束聚焦特性的研究以及振腔設計和激光輸出特性測試等工作。通過專題研究，有效地促進了在教學活動中培養學生具有能從物理學的角度對激光有深入的理解的能力，使學生對“激光原理”的學習有了感性認識，將被動的接受變為主動的獲取，并啟發他們做一些創新性科學研究，培養本科生敢于開辟激光應用新領域的開拓精神，解決學生對激光物理知識內容的深入理解與創新思維之間的聯系。在此基礎上，還可以選拔出優秀的學生，讓他們參與到教師的科研項目和研究中，開展初步的科學研究和探索，以此提高優秀本科生的創新思維發展、理論學習和實踐相結合的能力。

四、注重實驗教學

激光原理實驗是“激光原理與技術”教學的重要組成部分，讓學生接觸真正的激光器，并在實驗中通過練習掌握調試、測試激光器的各種方法，可以幫助學生真正理解激光理論、認識和應用激光器，在教學過程中必須兩者兼顧，不可偏廢。可見激光原理實驗對于幫助學生真正掌握這門課程無疑是有重要意義。因此在教學中必須開設能夠涵蓋理論課涉及到的主要原理、技術和應用方面的基礎性實驗，如激光器諧振腔設計、調整、橫模觀察、發散角測量、縱模間隔測量（He―Ne）和半導體激光器特性（GaAs）以及半導體激光器在通訊領域內的應用等實驗。通過這些實驗的教學，提高了學生的學習興趣，進而增加了學生的學習積極性，培養了學生觀察問題、思考問題、解決問題的能力，也促進了理論教學質量的提高。在實驗條件允許的條件下，還可以開展一些設計性、研究性實驗，如研究激光與原子、分子的相互作用、激光在化學反應動力學的應用等方面的實驗。當然，這要根據學校自身條件和教師科研情況自行決定，總的目標是培養學生的創新思維和分析、解決問題的能力以及初步的科研能力。

五、結語

根據對《激光原理與技術》課程教學現狀的分析，從教學內容、教學方法和實驗教學三個方面探討了“激光原理與技術”課程改革的一些想法和體會。在教學內容上要合理刪減，突出重點，將最基本的原理和技術傳授給學生；在教學方法上要結合多媒體教學，利用生動的動畫、影視等使課程形象、生動，并且激發學生的學習興趣和學習的主動性；實驗教學是該課程的重要一環，既要加強基礎實驗教學也要開設一些設計研究型實驗，培養學生的探索精神和創新能力。

參考文獻

[1]陳家璧，彭潤玲主編.激光原理及應用[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]周炳琨，高以智，陳倜嶸等.激光原理（第6版）[M].北京：國防工業出版社，2009

篇9

一 深入研究教材

教材是教師教學的依據，新課程改革給教師在利用教材方面提供了很大的自由發揮的空間。教師應通過深入分析教材內容和研究學生的實際認知水平，準確把握教學內容的深度和廣度，減輕學生過重的學習負擔。高中物理課程內容應為學生的終身學習及將來參與社會生活奠定必要的基礎，使其具備發展的能力。因此，高中課程內容強調讓學生學習物理學的基礎知識，了解物質結構、相互作用和運動的一些基本概念及規律，掌握終生發展必備的物理基礎知識和技能，滿足學生終生學習和發展的需求。教師應全面落實課程標準的要求，注重高中物理課程內容的基礎性，嚴格篩選物理學中的核心內容，舍棄舊教材中某些偏難的內容，尤其是《課程標準》已經降低的教學要求、明確不作教學要求的內容及嚴格界定了教學難度的內容。許多一線物理教師在教學過程中唯恐知識點不全、不精、不細，導致課堂上講得太多、太難。在有限的課時中，應確保完成學生必須掌握的教學內容，在此基礎上，再談課外內容的援引，處理好“教與不教、教多教少”的問題，這樣也能使課時壓力有所緩解。

二 滲透物理學思想和方法

物理學思想和方法是人們認識和把握自然規律的結晶，是人們在科學發展的過程中所形成的思維和行為。學習物理學的思想和方法，有助于學生了解自然界的發生發展的基本規律，了解物理學家認識和發現自然規律的基本方法，以物理學家認識世界本來面目的方式去認識世界。物理學在發生、發展的過程中蘊含著豐富的科學思想和科學方法，從伽利略斜槽落球的理想實驗到牛頓“天地間力學規律”的統一；從力的合成到串并聯電路總電阻的等效思想；從奧斯特的“電生磁”到法拉第對電磁感應現象的猜想與探究；從原子結構的發現到量子力學的建立……這就要求教師將物理學的思想和方法滲透在知識的形成過程中，讓學生思考和領悟物理學思想方法的精髓。

三 講究教學中的教授藝術

在教學中，教師努力提高講授的效果具有重要的現實意義。首先，講授時突出重點，條理清晰。教師所講授的內容必須有明確的目的性，重點突出，抓住重點、難點和關鍵，要能讓學生字字聽清，句句聽懂；在內容理解上不存在克服不了的困難（那些有意留給學生進行思考的問題除外）；其次，講授時適當點撥，在物理概念和規律教學中，使新知識與學生已有的知識結構建立聯系，所以教師在講授時要心中有數、適當點撥。如在“豎直方向上的拋體運動”的教學中，因為學生已經學過了“勻變速直線運動的規律”，豎直上拋和豎直下拋實際上就是勻變速直線運動的特殊情況，所以學生有了一定的基礎，物理教師講授時不需要從頭講到尾，只需要適當點撥，學生就能輕松地學好這一節課；最后，講授時富有情感。缺乏情感的講授是蒼白無力的，它難以點燃學生創造性思維的火花，融匯了一定情感的東西給人更多的形象美感，因為情感往往是和具體的人或事相聯系的。在學生學習物理概念和規律的過程中，教師講授要富有情感，使學生在學習知識的同時得到愉快的情感體驗。

四 靈活采用多種教學方式

高中物理新課程改革以來，提出了很多新的有效的教學方式，這就要求教師在高中物理教學過程中掌握這些教學方法，并結合傳統有效的教學方式，進行靈活的運用，只有這樣，才能提高物理課堂教學水平?？茖W探究是高中物理新課程實施的有效的教學方式，從課程標準及教科書的編寫內容中可以認識到，不可能也沒有必要將所要求的內容都設計成探究選題。有許多物理知識需要通過教師的系統講授，學生在學習中才會少走彎路，達到對知識的深刻理解和牢固掌握。對于那些獨立而簡單、有利于促進學生發展的基礎知識技能，對于物理實驗儀器的介紹、科學家的生平事跡、物理學史的介紹、物理學科知識的拓展、自然現象等常識性內容，采用講授式教學都有較好的效果。大部分物理教師使用最多的教學方式是講授，教學實踐中為了達到最佳的教學效果，對于不同的教學內容，教師有將各種教學方式靈活結合運用的必要性，物理教師在講授的間隙可以適當穿插演示實驗和學生實驗，引導學生觀察或進行師生的討論。在演示實驗的過程中，教師還可以將實驗與講授相結合，以講授來指導觀察，以觀察來推動思維的發展，教師的講授一方面，要體現演示實驗的目的、意義和觀察要求；另一方面，要揭示現象與本質之間的因果聯系，引導學生從演示實驗中分析比較，得出實驗結論。

篇10

關鍵詞:高中物理;新課程;教學內容

中圖分類號:G630文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2010)10-0080-01

在實際的教學過程中,老師們對教學內容現代化有許多嘗試,但是,在實踐的過程中仍然出現了有的老師對教學內容現代化理解偏向,有的老師沒有處理好知識的基礎性與時代性的關系等問題,從而未能完全達到“知識與技能;過程與方法;情感、態度與價值觀”這一課程目標。造成這一現象的主要原因有:教師的教學理念陳舊;教師對物理學的現代進展認識不夠;教學中對現代物理觀念、科學思想、科學方法認識的不足等。以下筆者擬對高中物理教學內容現代化作進一步的探討。

一、對物理教學內容現代化的思考

(一)物理教學內容現代化就是指要將現代物理學發展所取得的成果告訴學生。一般認為,現代物理指的是從1896年貝克勒爾發現鈾的天然放射性以來物理學研究所取得的成果。1905年愛因斯坦創立了狹義相對論,先后在普朗克、愛因斯坦、玻爾、德布羅意、海森伯、薛定諤、玻恩等多人的努力下,創立了量子論和量子力學。經過近半個世紀原子物理、核物理的研究, 20世紀40年代人類掌握了核能的奧秘,人類社會進入了“原子時代”。1916年,愛因斯坦發表了用一種新觀點來推導普朗克黑體輻射公式的論文,首次提出了受激輻射的概念。今天,激光技術已廣泛應用于尖端科學研究、工業、醫學、通訊、軍事、藝術、教育、計算和日常生活。

(二)物理教學內容現代化就是要讓學生知道基礎物理學在高新科技發展中的應用以及它對其他學科的促進作用。物理學的發展對現代科技有很大的促進作用。20世紀物理學發展了原子能、電子、激光、計算機等實業部門。物理學在高技術領域的應用有:基因工程技術的發明,使人類開始全面進入認識和改造以人類自己為代表的生命世界;電子計算機的誕生使人類的勞動方式發生了革命性的變化,開創了人類智力解放的新紀元;商用核電站的建成,開辟了人類開發和利用原子能的新時代;人造地球衛星的上天,標志著人類的活動開始越出地球的限制,跨入向太空進軍的新時期。物理學的發展還促進了自然科學中其他學科的發展,如天體物理、地球物理、化學物理、生物物理等眾多交叉學科。

二、現代物理知識的教學價值

(一)現代物理教學內容有助于學生開闊視野,提高學習興趣,激發其內在的學習動機。學習興趣是學生學習的強大內在動力,現代物理知識能夠展現物理的內在美,因為物理規律本身的簡單、和諧和統一就是對于自然美的充分展現。例如,萬有引力定律的發現實現了天和地的統一,電磁場理論的建立使電、磁、光得以統一,而能量轉化與守恒定律的發現則說明自然整個運動的統一。通過對現代物理知識發展及應用的介紹,可使學生意識到物理學是一門處于不斷發展中的學科,增強學生學習物理的興趣。

(二)現代物理教學內容有助于激活學生的思維,增強問題意識,激發探索熱情。愛因斯坦說過,“提出一個問題比解決一個問題更難”。在教學中適當講一些現代物理學的新事物,讓學生多聽一些,多見一些尚未形成定論、尚未研究清楚的東西,有利于啟發學生的思維,激發學生的問題意識和探索熱情。在講“電荷及其守恒定律”及“磁現象和磁場”這兩節內容時,老師可以告訴學生,在電學中正負電荷都可以單獨存在,但是將磁鐵分割多少次都是磁南極和磁北極同時存在。那么教學中老師就可以啟發同學們大膽猜測,自然界中有沒有磁單極子存在呢?然后老師可以告訴同學們,在1931年,著名物理學家狄拉克就大膽預言,在微觀世界里存在著只有一個磁極的粒子―――磁單極子,按照這種理論,電和磁的相似性將會更加完美,目前科學家們正在努力尋找磁單極子。

(三)現代物理教學內容有助于學生建立現代物理思想和觀念?？茖W上每一次重大的變革,總是以科學觀念、科學思想的突破為先導,正如愛因斯坦所指出:“在創造一個物理學理論時,基本觀念起了主要作用”。中學生由于知識所限,許多現代物理知識無法接受,但可以采取適當的方法讓學生理解、接受現代科學思想、觀念。但是中學物理教材中經典物理理論過多、現代知識過少,只是體現直觀的、經驗的科學思想和實驗的、邏輯的科學思想。如果學生長期接受這樣的熏陶,頭腦中就會牢固樹立經典物理觀,以后很難建立起現代物理的思想和觀念。

三、高中物理教學內容現代化的實施

學生在日常生活中接觸到的物理世界是豐富多彩的,有自然界的物理現象,有生產技術中的物理問題,日之所見,耳之所聞,都可以成為我們中學物理教材編寫和教師感性知識的來源。在實際教學中,豐富多彩的物理學習資源可以使學生對物理產生親近感,從而喜歡上物理;選擇開放的、形式多樣的學習內容,可以為學生個性化發展和今后的選擇奠定基礎;而通過切實可行的探究和體驗,則有利于三維課程目標的實現。我相信,隨著新課程改革的逐步深入,中學物理教學一定可以跟上時代的發展、物理學的進展,滿足當今人才培養的需要。

參考文獻