導(dǎo)語：如何才能寫好一篇量子力學(xué)的基礎(chǔ)知識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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本書從簡要概述經(jīng)典物理、統(tǒng)計物理與量子力學(xué)之間的明顯不同開始，論證為什么量子力學(xué)的應(yīng)用可以超出物理學(xué)的范圍，并且定義了量子社會科學(xué)。指出所謂的量子社會科學(xué)并不是要用適用微觀尺度的量子力學(xué)原理重新表述社會，而是嘗試借助量子力學(xué)的一些形式理論和概念，研究社會科學(xué)中的一些問題，包括在心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與金融學(xué)中量子概率效應(yīng)的存在，提出并解答了一些基本問題。他們論證了社會科學(xué)體系中的信息處理在一定程度上可以利用量子力學(xué)的數(shù)學(xué)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(jīng)濟(jì)學(xué)與金融學(xué)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(guī)律的破壞，本書兩位作者對這一新奇的研究領(lǐng)域做出了一些領(lǐng)先的貢獻(xiàn)。

兩位作者深知這樣一本書所討論的內(nèi)容是與直覺相反的，他們要把解釋亞原子行為發(fā)展起來的物理學(xué)理論用于解釋我們?nèi)粘Ｉ钍澜?。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(guān)于這個世界的直接經(jīng)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(dān)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(guān)于他們開創(chuàng)的這種做法的可行性，應(yīng)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(guān)系。作者強(qiáng)調(diào)指出，對于復(fù)雜的社會系統(tǒng)所做的信息處理可以通過量子力學(xué)的數(shù)學(xué)工具描述。正是在這個意義上，本書闡釋了金融市場、行為經(jīng)濟(jì)學(xué)和決策問題。

把精確科學(xué)與社會科學(xué)聯(lián)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(xué)與社會系統(tǒng)模擬之間本來就應(yīng)當(dāng)存在一架橋梁。實(shí)際上，在一些特殊的社會系統(tǒng)中，所得結(jié)果的“物理等價物”幾乎毫無意義。

全書內(nèi)容分4個部分，共15章。第1部分 社會科學(xué)中的物理概念，含第1-3章：1.經(jīng)典、統(tǒng)計和量子力學(xué)，三合一概覽；2.經(jīng)濟(jì)物理學(xué)； 3.量子社會科學(xué)。第2部分 數(shù)學(xué)與物理的預(yù)備知識，含第4-6章： 4.矢量的微積分學(xué)及其他數(shù)學(xué)預(yù)備知識；5.量子力學(xué)基本要素；6.Bohm力學(xué)的基本要素。第3部分 心理學(xué)中量子概率效應(yīng)：基本問題及其答案，含第7-9章：7.簡略概述；8.心理學(xué)中的干涉效應(yīng)——導(dǎo)論；9.決策的類量子模型。第四部分 經(jīng)濟(jì)學(xué)、金融學(xué)與腦科學(xué)中的其他量子概率效應(yīng)，含第10-15章：10.危機(jī)中的金融學(xué)/經(jīng)濟(jì)學(xué)理論；11.金融與經(jīng)濟(jì)學(xué)中的Bohm力學(xué)；12.BohmVigter模型和路徑模擬；13.對于經(jīng)濟(jì)學(xué)/金融學(xué)理論的其他一些應(yīng)用；14.大腦的類-量子處理的神經(jīng)心理學(xué)起源；15.結(jié)論。

本書是面向經(jīng)濟(jì)學(xué)和心理學(xué)以及物理學(xué)的研究人員的一部具有新穎、獨(dú)特觀點(diǎn)的專著，很具啟發(fā)性和創(chuàng)新性，對于希望開拓新的研究領(lǐng)域，特別是交叉學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域的研究生以及研究人員很有參考價值。作者概述了進(jìn)入該領(lǐng)域所需的數(shù)學(xué)預(yù)備知識和量子力學(xué)的基本概念以及社會科學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)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(xué)院大學(xué)）

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關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體物理學(xué) 課程探索

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

信息技術(shù)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，隨著半導(dǎo)體和集成電路的迅猛發(fā)展，微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到電子信息學(xué)科的各個領(lǐng)域，電子、通信、控制等諸多學(xué)科都融合了微電子科學(xué)的基礎(chǔ)知識?！栋雽?dǎo)體物理學(xué)》是微電子技術(shù)的理論基礎(chǔ)，是電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果以及學(xué)生未來的就業(yè)和發(fā)展。但是，《半導(dǎo)體物理學(xué)》具有理論性強(qiáng)、教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容更新慢等特點(diǎn)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在一定的難度。因此，本文從課堂教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，針對目前教學(xué)過程中存在的問題與不足，對微電子專業(yè)的《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程進(jìn)行探索。

一、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

重慶郵電大學(xué)采用的教材為電子工業(yè)出版社劉恩科主編的《半導(dǎo)體物理學(xué)》，該教材具有知識體系完善、涉及知識點(diǎn)多、理論推導(dǎo)復(fù)雜、學(xué)科交叉性強(qiáng)等特點(diǎn)，需要學(xué)生有扎實(shí)的固體物理、量子力學(xué)、統(tǒng)計物理以及數(shù)學(xué)物理方法等多門前置學(xué)科的基礎(chǔ)知識。另外，我們開設(shè)的學(xué)生對象為微電子相近專業(yè)的學(xué)生，因而在課程內(nèi)容設(shè)置時有必要考慮學(xué)生知識水平及其知識結(jié)構(gòu)等問題。雖然微電子學(xué)相近專業(yè)開設(shè)了大學(xué)物理等課程，但是大部分專業(yè)未開設(shè)量子力學(xué)、固體物理及熱力學(xué)統(tǒng)計物理等前置課程，學(xué)生缺少相應(yīng)的背景知識。因此，我們在《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程內(nèi)容設(shè)置上，需要將部分量子力學(xué)、固體物理學(xué)及統(tǒng)計物理學(xué)等相關(guān)知識融合貫穿在教學(xué)中，避免學(xué)生在認(rèn)識上產(chǎn)生跳躍。

從內(nèi)容上，依據(jù)課程大綱《半導(dǎo)體物理學(xué)》主要分為兩大部分，前半部分著重介紹半導(dǎo)體的電子狀態(tài)及對應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu)，電子有效質(zhì)量、雜質(zhì)和缺陷能級、載流子的統(tǒng)計分布，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性與非平衡載流子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述了費(fèi)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(dǎo)體元器件及其性能進(jìn)行了深入分析?；谝陨戏治?，半導(dǎo)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(xué)手段，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，注重理論推導(dǎo)與結(jié)論同相關(guān)電子元器件的實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生較好地理解并掌握相關(guān)知識。

二、教學(xué)方法與教學(xué)手段

為了讓學(xué)生能較好地掌握《半導(dǎo)體物理學(xué)》中涉及的理論及模型，需要采用多樣化的教學(xué)方法和手段。基于《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)黑板板書基礎(chǔ)上，充分利用PPT、Flash等多媒體軟件，實(shí)物模型等多種信息化教學(xué)手段，模擬微觀過程，使教學(xué)信息具體化，邏輯思維形象化，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和主動性，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。

三、考核方式的改革

為了客觀地評價教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，改革考核方式是十分必要的。針對《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程特點(diǎn)，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(diǎn)知識點(diǎn)，設(shè)計幾個小題目，進(jìn)行課堂討論，從而增強(qiáng)學(xué)生上課積極性及獨(dú)立思考能力；（2）學(xué)期末提交針對課程總結(jié)的課程論文，使學(xué)生在對課程有更深入了解的同時激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造積極性。

《半導(dǎo)體物理學(xué)》是微電子技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。要實(shí)現(xiàn)《半導(dǎo)體物理學(xué)》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(xiàn)：

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

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固體物理學(xué)是凝聚態(tài)物理和材料物理專業(yè)的必備基礎(chǔ)課，它融合了普通物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、量子力學(xué)等多學(xué)科的知識。也是因為知識面廣、量大、深奧難懂，在教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映較難掌握這門課程。如何取舍教學(xué)內(nèi)容、如何深入淺出地講解基礎(chǔ)知識點(diǎn)、如何改變教學(xué)手段和教學(xué)形式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力等，這些都是教學(xué)中遇到的主要問題。作者從數(shù)年的教學(xué)中總結(jié)了一些心得體會，希望對這門課的教學(xué)有所借鑒作用。

一、多媒體與三維模型的應(yīng)用

固體物理學(xué)是一門研究固體的微觀結(jié)構(gòu)、組成固體的粒子（原子、離子、電子等）之間的相互作用與規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上闡明固體宏觀性質(zhì)的學(xué)科。因此，固體的微觀結(jié)構(gòu)是這門課程的基礎(chǔ)。許多固體物理學(xué)的教材，例如黃昆等的《固體物理學(xué)》經(jīng)典教材，開篇即討論晶體的結(jié)構(gòu)。但對晶體結(jié)構(gòu)的理解，特別是對三維的晶體結(jié)構(gòu)的理解，需要學(xué)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(fù)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(nèi)有多少個原子？單胞內(nèi)的各個原子是否等價？在教學(xué)過程中，許多學(xué)生對這些問題一時不能很好理解。

隨著計算機(jī)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(xué)手段的利用，有助于學(xué)生對固體微觀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、原胞的選取、原胞的形狀等。與傳統(tǒng)板書相比，利用多媒體呈現(xiàn)并分析固體的微觀結(jié)構(gòu)以及晶體的結(jié)構(gòu)特征，對教師而言，更加省時、省力；幾何關(guān)系的表達(dá)也更為準(zhǔn)確，便于學(xué)生的理解。此外，若能結(jié)合三維的原子實(shí)物模型，那么，固體的微觀結(jié)構(gòu)將能更為直觀地展現(xiàn)在學(xué)生眼前。多媒體與三維模型的應(yīng)用對于學(xué)生理解固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶格的周期性、原胞、晶體的對稱性等基礎(chǔ)概念很有好處。

當(dāng)然，多媒體教學(xué)也存在著一定的局限性。例如，在公式的推導(dǎo)、基礎(chǔ)概念的講解等方面，板書其實(shí)更受學(xué)生的歡迎。與多媒體教學(xué)相比，板書的節(jié)奏慢，師生間可以有較多的互動；學(xué)生相對容易跟上教師思考問題、解決問題的步伐，學(xué)生也能有較充分的時間來理解各個知識點(diǎn)、梳理要點(diǎn)以及做筆記等。因此，多媒體教學(xué)還需適當(dāng)?shù)嘏c傳統(tǒng)板書相結(jié)合才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容的取舍

由于固體物理學(xué)融合了普通物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、量子力學(xué)、晶體學(xué)等多學(xué)科的知識，其知識面廣、量大，在有限的學(xué)時里，不可能面面俱到地討論固體物理學(xué)所涉及的所有知識點(diǎn)。因此，實(shí)際教學(xué)中可以結(jié)合本專業(yè)的特色，有選擇地取舍部分教學(xué)內(nèi)容。例如，側(cè)重固體熱學(xué)性質(zhì)的專業(yè)可以考慮以晶格振動等內(nèi)容為主；而側(cè)重微電子的專業(yè)則可以考慮以能帶理論、半導(dǎo)體中的電子等內(nèi)容為主。當(dāng)然，一些多個領(lǐng)域都涉及到的基礎(chǔ)知識也應(yīng)是這門課程不可缺少的一部分內(nèi)容。

固體的微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)合方式是固體物理學(xué)的基礎(chǔ)，因此，晶體的結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)合等知識點(diǎn)應(yīng)是這門課程的基礎(chǔ)知識之一?？紤]到理想晶格由原子實(shí)和電子組成，晶格的運(yùn)動主要在晶格振動等部分討論；而電子的運(yùn)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(yùn)動和半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動等部分。盡管這原子實(shí)和電子的運(yùn)動實(shí)際上相互聯(lián)系，但很多時候，可以分別側(cè)重討論。此外，實(shí)際晶體也并非理想晶體；實(shí)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(yùn)動和缺陷的影響依然可以依據(jù)實(shí)際情況分別討論，并得到與實(shí)際較為符合的理論結(jié)果。因此，晶格振動、能帶理論和缺陷等知識點(diǎn)之間相對獨(dú)立，或可根據(jù)各專業(yè)的實(shí)際情況取舍部分教學(xué)內(nèi)容。

在許多固體物理學(xué)的教材中，例如黃昆等的《固體物理學(xué)》教材和閻守勝的《固體物理基礎(chǔ)》教材，密度泛函理論并沒有被提到。事實(shí)上，密度泛函理論是一個被廣泛使用的基礎(chǔ)理論，它是凝聚態(tài)物理前言研究的有效手段之一，也是材料設(shè)計的一種有效方法。教學(xué)過程中，教師可以結(jié)合各專業(yè)的實(shí)際情況介紹一些密度泛函理論的基礎(chǔ)知識。同時，還可以介紹一些最新的相關(guān)研究進(jìn)展，以拓展學(xué)生的知識面、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、模塊化的教學(xué)形式

如前所述，固體物理學(xué)中的許多知識點(diǎn)間相對獨(dú)立；基于這門課程的特征，教師在教學(xué)過程中可以考慮模塊化的教學(xué)形式，以子課題的形式將相應(yīng)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生?？赡艿哪K如：討論晶體的結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)合方式的基礎(chǔ)模塊――晶體的結(jié)構(gòu)與結(jié)合；討論晶體中原子實(shí)運(yùn)動的模塊――晶格振動；討論晶體中電子運(yùn)動的模塊――能帶理論；討論實(shí)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(shù)個部分。這樣做首先有利于教學(xué)內(nèi)容的取舍；其次，有利于學(xué)生對各知識點(diǎn)的理解、有利于學(xué)生梳理清楚各個知識點(diǎn)之間的關(guān)系。

此外，固體物理學(xué)是凝聚態(tài)物理前沿研究的基礎(chǔ)之一；其基礎(chǔ)知識、理論推導(dǎo)、實(shí)驗背景以及處理問題的方式方法等，都是開展凝聚態(tài)物理研究的基礎(chǔ)。而模塊化教學(xué)，以課題研究的形式提出問題、解決問題，將教學(xué)內(nèi)容以問題為導(dǎo)向呈現(xiàn)給學(xué)生，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決實(shí)際問題的能力。而且，課題研究的教學(xué)模式，既是在教授學(xué)生知識，也是在開展科研，有助于提高學(xué)生對科研的認(rèn)識、有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。這種課題研究的模塊化教學(xué)形式還可以結(jié)合基于原始問題的教學(xué)來開展。

四、基于原始問題的教學(xué)

所謂原始問題，可簡單理解為：現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)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(xì)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(guān)問題，并呼吁將基于原始物理問題的教學(xué)實(shí)踐引入大學(xué)物理的教學(xué)中。這應(yīng)是個值得提倡的建議，畢竟現(xiàn)實(shí)生活中遇到的具體問題都是原始問題。與傳統(tǒng)的習(xí)題不同，原始問題未被抽象、加工或簡化。學(xué)生處理實(shí)際問題的第一步便是將問題適當(dāng)簡化，這也是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一種能力。

事實(shí)上，合理的模型簡化是各種理論的基礎(chǔ)，也是實(shí)際應(yīng)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(shù)十年來是我們討論、分析相應(yīng)問題的基礎(chǔ)。今天，那些被寫進(jìn)教科書的基礎(chǔ)理論，在當(dāng)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(jù)經(jīng)典的熱力學(xué)理論，晶體的定體摩爾熱容是個與溫度無關(guān)的常數(shù)。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)晶體的熱容在高溫下確實(shí)接近于常數(shù)，但是晶體的熱容在低溫下并不是個常數(shù)，其與溫度的三次方成比例關(guān)系。

問題的提出：理論預(yù)言與實(shí)驗觀測為何不相符？如何解釋實(shí)驗現(xiàn)象？20世紀(jì)初剛剛發(fā)展起來的量子力學(xué)是否能解釋這個實(shí)驗現(xiàn)象？這些問題在愛因斯坦的年代應(yīng)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(zhì)等的影響，將實(shí)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(dāng)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(shù)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(yùn)動的牛頓第二定律，并求解方程組，這些方程組與相互獨(dú)立的簡諧振子的運(yùn)動方程組相對應(yīng)。結(jié)合量子力學(xué)，得到體系的能量本征值；寫出晶格振動總能的表達(dá)式，繼而給出由晶格振動貢獻(xiàn)的晶格熱容的表達(dá)式。由于晶格熱容的表達(dá)式復(fù)雜，很難直接與實(shí)驗結(jié)果對比，因此引入進(jìn)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(xué)研究的方式相接近，既能提高學(xué)生對科研的認(rèn)識、培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，又能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的能力。

五、小結(jié)

針對固體物理學(xué)這門課程的一些特點(diǎn)，本文從教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式等方面提出了一些教學(xué)改革的心得體會。教學(xué)手段上，可以利用多媒體和三維模型等教學(xué)手段，以便讓學(xué)生更容易理解固體的微觀結(jié)構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容上，可以針對專業(yè)特色，有選擇地取舍部分章節(jié)。而模塊化的教學(xué)形式，可以將相對獨(dú)立的知識點(diǎn)以子課題的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，既能幫助學(xué)生梳理知識點(diǎn)，又能讓學(xué)生對課題研究有所認(rèn)識。最后，通過課題研究的教學(xué)形式、理論聯(lián)系實(shí)際的討論分析以及基于原始問題的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用的能力。

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

參考文獻(xiàn)：

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

篇4

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；科學(xué)方法；科學(xué)意識；科學(xué)精神；大學(xué)物理

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

“為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”這個被稱為“錢學(xué)森之問”的問題，已引起上至國務(wù)院總理下至普通學(xué)生的深思。中國學(xué)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(xué)獎無緣。2010年11月第八次中國公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查結(jié)果顯示，2010年具備基本科學(xué)素養(yǎng)的公民比例為3.27%，僅相當(dāng)于主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)20世紀(jì)80年代末、90年代初的水平[1]。面對這些事實(shí)，我們不能不對現(xiàn)行的學(xué)?？茖W(xué)教育進(jìn)行深刻反思。學(xué)校和社會一直倡導(dǎo)素質(zhì)教育，但是素質(zhì)教育就是多搞文體活動和多學(xué)琴棋書畫嗎？這是誤解，更是誤導(dǎo)。其實(shí)，素質(zhì)教育的一個重要內(nèi)容，就是提高科學(xué)素養(yǎng)。

一、什么是科學(xué)素養(yǎng)

“科學(xué)素養(yǎng)”這一概念是伴隨著20世紀(jì)五六十年代美國“課程改革運(yùn)動”而系統(tǒng)確立起來[2]。盡管對這一概念的內(nèi)涵尚未達(dá)成共識，但是，把科學(xué)素養(yǎng)作為科學(xué)教育的目標(biāo)，已在世界各國取得共識。明確提出科學(xué)素養(yǎng)包含三個維度，并給出測評指標(biāo)進(jìn)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(xué)素養(yǎng)概念[3]。J?米勒的科學(xué)素養(yǎng)模型維度概括為：科學(xué)知識；科學(xué)方法；科學(xué)意識。自1979年以來，該指標(biāo)體系及其測評結(jié)果一直為美國國家自然基金會所采用。第二種是世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織開發(fā)的國際學(xué)生測評項目（PISA）提出的科學(xué)素養(yǎng)概念。PISA將科學(xué)素養(yǎng)定義為“15歲學(xué)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(guān)決策，而使用科學(xué)知識、識別科學(xué)問題、得出有根據(jù)的結(jié)論的能力”，該定義包含“科學(xué)方法或技能”、“科學(xué)概念與內(nèi)容”及“語境”等三個維度[4]。雖然以上兩種科學(xué)素養(yǎng)概念的維度有所不同，但是可以看出，科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)能力、科學(xué)精神和科學(xué)意識都屬于科學(xué)素養(yǎng)教育的范疇。

二、《物理》課程在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)中的重要性

《物理》、《化學(xué)》、《生物》等課程都是學(xué)校教育中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要課程，而《物理學(xué)》又是一切自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。2007年第10期青年科學(xué)《測測你的科學(xué)素養(yǎng)有多高》中判斷16個科學(xué)觀點(diǎn)的對錯。其中有10個觀點(diǎn)都可以在《物理》課程中找到答案，可見，《物理》課程在科學(xué)教育中的重要性。

三、大學(xué)《物理》教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

大學(xué)《物理》課程是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的通識性必修基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面，具有其他課程不能替代的重要作用。下面談?wù)劥髮W(xué)《物理》課程對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，尤其是科學(xué)方法、意識和精神等方面筆者的一些思考和做法。

1.科學(xué)方法的培養(yǎng)?！笆谥贼~”不如“授之以漁”，方法對學(xué)生的終身發(fā)展至關(guān)重要。物理學(xué)中有許多科學(xué)方法。觀察法、實(shí)驗法、理想化方法、類比方法、假設(shè)方法和數(shù)學(xué)方法等是物理學(xué)的基本研究方法，不僅適用于自然科學(xué)的研究，也適用于其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和各種工作領(lǐng)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(xué)科中常用的邏輯思維方法，更是普遍應(yīng)用于人的各種思維活動。如果學(xué)生掌握了這些方法，就會在以后的工作中自覺地運(yùn)用這些物理方法思考問題、解決問題，并具備實(shí)事求是，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的意識。也就是說，掌握了科學(xué)的方法，就有了在未來從事各項工作的“武器”。筆者在大學(xué)《物理》教學(xué)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(jié)。自然界發(fā)生的一切物理現(xiàn)象和物理過程，一般都是比較復(fù)雜的，為了降低研究的難度，在物理研究中產(chǎn)生了理想化方法，就有了質(zhì)點(diǎn)、剛體、彈簧振子、理想氣體、點(diǎn)電荷等理想模型。在講解這些概念時重點(diǎn)講解這些模型形成的必要性和這種方法的重要性，讓學(xué)生知道這是處理自然界復(fù)雜問題的常用的科學(xué)抽象的方法，是一種重要的科學(xué)研究方法，在自然科學(xué)研究中占有重要地位。②通過物理學(xué)史的引入，加強(qiáng)科學(xué)方法的教學(xué)。牛頓在伽利略、開普勒等前人成果的基礎(chǔ)上，用歸納法獲得了經(jīng)典力學(xué)的基本概念和力學(xué)三大定律，又用演繹的方法獲得了萬有引力定律并發(fā)明了微積分。在量子力學(xué)中，從黑體輻射問題的研究中出現(xiàn)的“紫外災(zāi)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(xué)，再應(yīng)用愛因斯坦相對論提出相對論量子力學(xué)的整個量子理論的發(fā)展史無不體現(xiàn)了假說―理論―新假說―新理論的循環(huán)發(fā)展模式；在提出假說階段常常運(yùn)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(xiàn)。介紹這些歷史，不但讓學(xué)生學(xué)到了物理知識，而且讓學(xué)生用物理學(xué)家的方法和思路研究這些《物理》內(nèi)容，無形中會受到良好的科學(xué)方法教育。

2.重視介紹物理的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)意識。科學(xué)意識就是從科學(xué)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(xué)生只有知道了科學(xué)的應(yīng)用，才會在生活和工作中有科學(xué)的意識?！段锢怼氛n程是一門實(shí)用性很強(qiáng)的科學(xué)，所以在教學(xué)中就要多介紹物理知識的廣泛應(yīng)用，尤其是最新的應(yīng)用。例如，在電磁感應(yīng)部分，除了介紹常見的渦流加熱和制動、微波加熱、電子感應(yīng)加速器外，再介紹機(jī)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(shí)用知識不但會引起學(xué)生極大的興趣，也會引起學(xué)生主動思考生活中的問題，樹立良好的科學(xué)意識。

3.科學(xué)精神的培養(yǎng)?？茖W(xué)精神包括求實(shí)精神、創(chuàng)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(shí)與創(chuàng)新。如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神？在授課中要注意啟發(fā)式教學(xué)，多提出問題，多質(zhì)疑，啟發(fā)學(xué)生思考和發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)他們的主動參與的意識和創(chuàng)新意識。適當(dāng)增加物理學(xué)史，讓物理學(xué)家們的不怕困難、無私奉獻(xiàn)，敢于質(zhì)疑以及開拓創(chuàng)新的科學(xué)精神感染學(xué)生。

總之，在大學(xué)《物理》教學(xué)中要利用一切可能的途徑向?qū)W生傳授科學(xué)的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)科學(xué)的分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的觀點(diǎn)理解自然界現(xiàn)象并能作出決斷以及辨識真?zhèn)蔚哪芰?，同時擁有良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會.第八次中國公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查結(jié)果.[EB/OL].

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

篇5

高中物理現(xiàn)代化的實(shí)施需要強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)支撐.對于其教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化，英國著名教育家斯賓塞在教學(xué)內(nèi)容方面提出科學(xué)才是最有價值的知識，這句話是他對課程主張的集中體現(xiàn)，即課程內(nèi)容取向應(yīng)面向現(xiàn)代化.他認(rèn)為在選擇課程內(nèi)容時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)力與科學(xué)的發(fā)展，不斷進(jìn)行課程內(nèi)容更新使其能夠?qū)r代先進(jìn)的自然科學(xué)成果反映和體現(xiàn)出來.在組織教學(xué)內(nèi)容方面，依據(jù)學(xué)生的心理特征和知識的內(nèi)在邏輯相統(tǒng)一的原則是現(xiàn)代物理的一個發(fā)展趨向.當(dāng)代著名的結(jié)構(gòu)主義教學(xué)思想和認(rèn)知心理學(xué)派代表人物布魯納提出結(jié)構(gòu)主義課程觀.學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)是對一門學(xué)科的概念和一般原理的概括，同時還具有相應(yīng)的探究和學(xué)習(xí)這門學(xué)科的基本態(tài)度.他認(rèn)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(xué)科中的基礎(chǔ)與尖端之間找出相通之處.鑒于此，現(xiàn)代新課程將物理學(xué)科分為多種模塊，對實(shí)施現(xiàn)代化內(nèi)容教學(xué)十分有利.贊可夫為前蘇聯(lián)著名教育家，其提出發(fā)展并不是指讓事物停留在一般的發(fā)展水平上的觀點(diǎn)，指出教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該逐漸深入、由易到難，不斷分化，擴(kuò)大知識面.因此，在經(jīng)典物理的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行現(xiàn)代物理知識的擴(kuò)充.

二、物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的思考

1. 告訴學(xué)生現(xiàn)代物理的研究成果

對于現(xiàn)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(fā)現(xiàn)以來所取得的物理研究成果.一九零五年，著名科學(xué)家愛因斯坦根據(jù)其研究創(chuàng)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(shí)現(xiàn)了量子力學(xué)與量子論的創(chuàng)立.通過近半個世紀(jì)對核物理、原子物理的相關(guān)研究，人類在二十世紀(jì)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(guān)于黑體輻射公式的相關(guān)論點(diǎn).如今，在人們的日常生活中以及尖端科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)工業(yè)、軍事、通信、教育、計算、藝術(shù)等各個方面都應(yīng)用到激光技術(shù).

2.讓學(xué)生理解基礎(chǔ)物理學(xué)的應(yīng)用及其作用

物理的發(fā)展大大促進(jìn)了現(xiàn)代科技的發(fā)展和提高.物理學(xué)在二十世紀(jì)發(fā)展了電子、原子能、計算機(jī)、激光等實(shí)業(yè)部門.在高技術(shù)領(lǐng)域中，物理學(xué)的應(yīng)用有：電子計算機(jī)的誕生讓人類勞動方式發(fā)生翻天覆地的變化，是人類智力解放的重要開創(chuàng)性舉措；基因工程技術(shù)的發(fā)明，讓人類開始進(jìn)入以人類自身為代表的認(rèn)識與改造的生命世界；人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，是人類活動開始突破地球限制向太空進(jìn)軍的重要標(biāo)志；核電站的建立，讓人們利用和開發(fā)原子能得以實(shí)現(xiàn).物理學(xué)的發(fā)展同時也帶動了其他學(xué)科的發(fā)展，比如地球物理、天體物理、生物物理以及化學(xué)物理等學(xué)科.

三、實(shí)施高中物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的幾點(diǎn)建議

隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代文化、技術(shù)、科學(xué)取得了十分豐富的成果，由于選擇的多樣性，也給實(shí)施課程內(nèi)容現(xiàn)代化帶來了不同程度的困難，比如學(xué)科課程內(nèi)容的完整性與經(jīng)典內(nèi)容的壓縮性矛盾、有限學(xué)習(xí)時間與現(xiàn)代性內(nèi)容增加的矛盾、現(xiàn)代教育思想觀念與傳統(tǒng)課程內(nèi)容取舍的矛盾等.怎樣解決這些矛盾，促進(jìn)高中物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)？結(jié)合新課程理念，以下是對實(shí)施物理教育內(nèi)容現(xiàn)代化的一些建議.

1. 恰當(dāng)選擇課程內(nèi)容

要讓以上矛盾得以解決，在選擇課程內(nèi)容上應(yīng)遵循時代性與基礎(chǔ)性相統(tǒng)一的原則.在基礎(chǔ)知識的選取上，應(yīng)將對社會需求、對學(xué)生、對學(xué)科而言是必需的、具有真正意義上的基礎(chǔ)知識精選出來，做到精中求簡.比如質(zhì)量守恒、動量守恒、場、波、電荷守恒、分子原子結(jié)構(gòu)等的概念和原理是最基本，也是高中物理最核心的內(nèi)容.同時，在選擇現(xiàn)代化的課程內(nèi)容上，要根據(jù)現(xiàn)代文化、技術(shù)、科學(xué)成果，從中選擇和基礎(chǔ)知識聯(lián)系密切的、具有典型性與代表性的內(nèi)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(jīng)典物理的連接橋梁是普朗克常量等內(nèi)容，都是由經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展而來.

例如，物理學(xué)中“時間”是常見的物理量，那么什么是時間？為了讓學(xué)生對“時間”更好的理解以及經(jīng)典物理學(xué)對時間定義，教師可以利用多媒體設(shè)備來對教學(xué)過程中進(jìn)行設(shè)計.首先，用多媒體展示介紹相關(guān)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(qū)分的？其次，對時間單位進(jìn)行介紹，包含年、月、日、時、分、秒等，同時，利用多媒體對相關(guān)單位的產(chǎn)生發(fā)展進(jìn)行簡介.第三，提問：到底什么是時間？由學(xué)生進(jìn)行討論后作答，教師對其進(jìn)行補(bǔ)充.學(xué)生的回答一般為書上看到的或詞典上查到的關(guān)于時間的概念，教師總結(jié)：我們發(fā)現(xiàn)時間的單位和物體的周期性運(yùn)行是不可分割的，說明時間和物體的運(yùn)動是相關(guān)的.比如，地球自轉(zhuǎn)一周是一天，公轉(zhuǎn)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(xué)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(xiàn)實(shí)意義的思考

頓悟和靈感都屬于直覺思維，實(shí)踐證明，雖然直覺不一定導(dǎo)致科學(xué)創(chuàng)新，但是科學(xué)創(chuàng)新多出于直覺。直覺和邏輯好比科學(xué)思維的兩翼，它們二者缺一不可。現(xiàn)在，直覺思維越來越被心理學(xué)家、教育心理學(xué)家所關(guān)注，完形心理學(xué)認(rèn)為"直覺能力是人的心理能力高度發(fā)展的表現(xiàn)"?？茖W(xué)家們在科學(xué)實(shí)踐中也對直覺有頗多感悟。愛因斯坦在談到他創(chuàng)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(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)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(shù)學(xué)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(shí)上，如果我們對物理學(xué)史略加回顧就會發(fā)現(xiàn)，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(xué)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(xué)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(xué)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造。但是，我們現(xiàn)實(shí)的物理教學(xué)卻只重視所謂的邏輯，很少關(guān)注和有意識地對學(xué)生進(jìn)行直覺思維訓(xùn)練。新課程改革把提高學(xué)生的創(chuàng)新能力提到相當(dāng)重要的位置，我們?nèi)绾翁岣邔W(xué)生的創(chuàng)新能力?顯然，加強(qiáng)對學(xué)生直覺思維能力的培養(yǎng)，就是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑之一。

二、對物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生直覺思維習(xí)慣和能力的思考

在教學(xué)過程中，學(xué)生會自覺或不自覺地使用直覺判斷。學(xué)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(xué)中，如何引導(dǎo)學(xué)生調(diào)動相關(guān)知識和經(jīng)驗，通過豐富的想象作出敏銳的假設(shè)、猜想或判斷，不斷產(chǎn)生思維的火花，提高直覺思維的能力，這應(yīng)是我們物理教師努力的一個方向。

1.注重學(xué)科基礎(chǔ)知識，奠定直覺思維的堅實(shí)基礎(chǔ)。

直覺的產(chǎn)生不是光靠"偶然"和"機(jī)遇"，它必須以扎實(shí)的學(xué)科知識為基礎(chǔ)，若沒有深厚的基本功，就不會迸發(fā)出思維的火花。在事物發(fā)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(chǎn)生準(zhǔn)確的直覺。比如在電磁學(xué)中，當(dāng)帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)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(xué)平衡條件、圓周運(yùn)動向心力公式和洛侖茲力特性等基礎(chǔ)知識的了解?？梢姡S富而扎實(shí)的學(xué)科知識是形成正確直覺的基礎(chǔ)。

2.注重與其他思維方式的整合，形成良好的思維品質(zhì)。

直覺能力的增強(qiáng)也需要其他思維方式的補(bǔ)充。物理教學(xué)一要把握好直覺猜測與論證的關(guān)系。猜測在物理教學(xué)過程中經(jīng)常出現(xiàn)，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(xué)家能猜，教師也應(yīng)教會學(xué)生猜測，并要處理好猜測與論證的關(guān)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(qiáng)磁場，粒子與桶壁發(fā)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(xué)原理來論證，就顯得復(fù)雜抽象，如果先引導(dǎo)學(xué)生猜測而后再進(jìn)一步論證，多數(shù)學(xué)生都能理解和掌握。二要把握好直覺思維與邏輯思維的關(guān)系。在直覺過程中結(jié)合一些邏輯思維成分，能有效提高認(rèn)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(xué)生們可以得出三個小球擺動周期相等的結(jié)論。三要把握好直覺思維與遷移能力的關(guān)系。在物理教學(xué)過程中，相當(dāng)一部分問題可以通過直覺思維來實(shí)現(xiàn)知識的遷移，眾多有意義的學(xué)習(xí)都是在此過程中產(chǎn)生的。比如，對于學(xué)生難以理解的電磁場的相關(guān)問題，學(xué)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(xué)中的綜合問題不過是原有力學(xué)問題的變形、延伸和遷移。四要把握好直覺思維與物理學(xué)學(xué)科特征的關(guān)系。美感和美的意識是物理直覺的本質(zhì)，審美能力越強(qiáng)，則物理直覺能力越強(qiáng)。狄拉克從對稱的角度考慮，大膽地提出了反物質(zhì)的假說并預(yù)言正電子的存在，現(xiàn)已得到證實(shí)。因此，我們不妨多留意物理規(guī)律中的對稱與和諧之美。

3.注重習(xí)題教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生利用直覺思維解決問題的能力。

教學(xué)中，教師要有針對性地選擇適當(dāng)?shù)念}目類型，著手培養(yǎng)學(xué)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(yǎng)學(xué)生直覺思維快捷性的一個重要方法。實(shí)施開放性問題教學(xué)，也是培養(yǎng)直覺思維的有效途徑。開放性問題的條件或結(jié)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(xí)題教學(xué)中，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，幫助學(xué)生打開思路，促進(jìn)他們直覺思維能力的形成。

4.注重物理情境，創(chuàng)設(shè)有利于直覺思維發(fā)展的環(huán)境。

篇7

關(guān)鍵詞：化工專業(yè)；無機(jī)化學(xué)；教學(xué)改革

無機(jī)化學(xué)是化工專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課[ 1]。我們的授課對象是剛剛進(jìn)入大學(xué)的朝氣蓬勃的大學(xué)新生。本課程立足于學(xué)生有著深刻印象的中學(xué)化學(xué)知識基礎(chǔ)，教學(xué)時間涵蓋兩學(xué)期[ 2] ，64學(xué)時涉及廣泛的內(nèi)容，既有基礎(chǔ)理論部分，又有涵蓋重要化合物組成，結(jié)構(gòu)，代表性規(guī)律的元素部分[ 3] 。因此，課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果顯得尤為重要，它直接影響大學(xué)生對專業(yè)的看法及學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)，還為后續(xù)相關(guān)課程打下良好的基礎(chǔ)。

近年來，隨著高校教育改革的深化，我們結(jié)合學(xué)生的情況和化工專業(yè)的特點(diǎn)在教學(xué)理念和教學(xué)形式上進(jìn)行了一系列探索和改進(jìn)，有效提升了教學(xué)質(zhì)量，建立了和諧的師生關(guān)系。現(xiàn)從以下幾個方面來簡要闡述。

一、精選基本教學(xué)內(nèi)容

如上所述，無機(jī)化學(xué)的內(nèi)容包含基本原理和元素化學(xué)兩部分。本課程是新生接觸到的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，要充分考慮到學(xué)生對新知識的渴求和已有的基礎(chǔ)知識，避免內(nèi)容龐雜。所以，我們對教材內(nèi)容進(jìn)行了歸納和充實(shí)，對于中學(xué)化學(xué)里講述過的知識，例如化學(xué)平衡的特征、溶液的酸堿性的表征、氧化還原反應(yīng)等基本化學(xué)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(xué)熱力學(xué)和動力學(xué)等內(nèi)容在后續(xù)分析化學(xué)和物理化學(xué)課程中會詳述，在無機(jī)化學(xué)中則以定性講述為主。我們將教學(xué)基本內(nèi)容概括為以溶液（電解質(zhì)溶液，緩沖溶液）為基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)）為主線，平衡（酸堿平衡、化學(xué)平衡、沉淀―溶解平衡、氧化還原平衡）為重點(diǎn)，分區(qū)（s區(qū)，p區(qū)，d區(qū)，ds區(qū)）講述，重點(diǎn)分明，條理清楚。特別是元素?zé)o機(jī)化學(xué)部分，具有“內(nèi)容豐富、體系繁雜、歷史悠久”的特點(diǎn)[ 4] ，講好和學(xué)好元素化學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和獨(dú)立創(chuàng)新的能力至關(guān)重要。

在備課的過程中，教師也在反復(fù)研究教材、查閱資料、精選內(nèi)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(fā)學(xué)生的興趣，因此，在授課內(nèi)容中要注意引進(jìn)補(bǔ)充內(nèi)容，增加例題，使教學(xué)內(nèi)容以課本為主又高于課本，體現(xiàn)教師的水平和特色。同時，某些知識點(diǎn)也應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。例如，在講述碳族元素的時候可以給化工專業(yè)的學(xué)生增加煤化工的基本知識為他們的后續(xù)課程做鋪墊，主族元素的性質(zhì)遞變可以要求學(xué)生通過查閱資料自己總結(jié)。

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

例如，核外電子的運(yùn)動狀態(tài)是歷屆學(xué)生公認(rèn)的難點(diǎn)。我們在教學(xué)中從回顧電子的波粒二象性開始引進(jìn)薛定諤方程，結(jié)合傳統(tǒng)的軌道含義和學(xué)生在高中了解的電子云引進(jìn)量子力學(xué)中電子的運(yùn)動狀態(tài)。對相關(guān)的4個量子數(shù)的取值和應(yīng)用增加大量示例，并形象地和學(xué)生所在寢室結(jié)合分析，層層深入，使學(xué)生建立核外電子運(yùn)動狀態(tài)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(yù)先給出錯誤的實(shí)例，加深學(xué)生印象，有助于內(nèi)容的強(qiáng)化記憶。實(shí)踐證明：有針對性地攻破難點(diǎn)、突出重點(diǎn)取得了很好的教學(xué)效果。

三、因材施教，適當(dāng)引申，注重激發(fā)學(xué)生興趣 不可否認(rèn)，學(xué)生的基礎(chǔ)、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(xué)過程中的針對性特點(diǎn)。對優(yōu)生、學(xué)困生、中等生做到心中有數(shù)，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(xué)過程中因材施教，激發(fā)學(xué)生的興趣和自信心，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

同時，在元素?zé)o機(jī)化學(xué)的教學(xué)過程中，要充分考慮到學(xué)生對知識的渴求，采取適當(dāng)變革的態(tài)度在教學(xué)內(nèi)容上創(chuàng)新，適當(dāng)?shù)丶尤氍F(xiàn)代化學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)或教師的科研項目，開闊學(xué)生的眼界，啟迪思維，避免死記硬背。通過改進(jìn)教學(xué)方法，學(xué)生對自然界存在的元素及主要化合物的性質(zhì)及反應(yīng)規(guī)律有了一個總體了解，也了解了一些在當(dāng)今環(huán)境、能源、生命、材料等領(lǐng)域中采用的新技術(shù)，新方法和新材料。

例如，在講配合物的應(yīng)用時從人體血紅蛋白結(jié)構(gòu)入手，衍生出與配合物密切相關(guān)的生物無機(jī)化學(xué)的發(fā)展、人造血液、人體微量元素、抗癌藥物及機(jī)理；在碳族元素中加入溫室效應(yīng)、全球氣候變暖及鉆石的相關(guān)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(xué)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(xué)變得生機(jī)勃勃、面目一新，并為學(xué)生在今后專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和工作中的“臨窗遠(yuǎn)眺”乃至“破窗而出”打了一個很好的基礎(chǔ)。

篇8

【關(guān)鍵詞】 激光原理與技術(shù)課程；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實(shí)驗教學(xué)

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

一、教學(xué)現(xiàn)狀

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

二、對教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)刪減

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

三、教學(xué)手段多樣化

激光原理與技術(shù)內(nèi)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(xué)手段很難在有限的課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。因此在科技發(fā)展的今天，我們必須借助現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段。在教學(xué)中通過PPT、Flash以及小電影等多中形式，使學(xué)生獲得對激光更為直觀、感性的認(rèn)識，增強(qiáng)課程的趣味性和直觀性。例如在激光的應(yīng)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(yī)學(xué)應(yīng)用等視頻，可以很直接引起學(xué)生的興趣和好奇心，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。在此基礎(chǔ)上，教師再具體介紹在不同應(yīng)用背景下激光器的選擇、各項技術(shù)參數(shù)等知識，這樣可以在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)之上更好的掌握激光器的主要知識點(diǎn)。

此外，在教學(xué)中將部分教學(xué)內(nèi)容以專題的形式提供給學(xué)生，學(xué)生通過自己的探索和實(shí)踐過程中掌握科學(xué)研究的方法，在研究中獲得知識。例如可以在講授諧振腔結(jié)構(gòu)對激光輸出特性的影響時，在學(xué)習(xí)了開放式光腔與高斯光束、激光振蕩特性章節(jié)內(nèi)容后，結(jié)合具體的激光器He―Ne氣體激光器，讓學(xué)生探索腔型結(jié)構(gòu)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(shè)計和激光輸出特性測試等工作。通過專題研究，有效地促進(jìn)了在教學(xué)活動中培養(yǎng)學(xué)生具有能從物理學(xué)的角度對激光有深入的理解的能力，使學(xué)生對“激光原理”的學(xué)習(xí)有了感性認(rèn)識，將被動的接受變?yōu)橹鲃拥墨@取，并啟發(fā)他們做一些創(chuàng)新性科學(xué)研究，培養(yǎng)本科生敢于開辟激光應(yīng)用新領(lǐng)域的開拓精神，解決學(xué)生對激光物理知識內(nèi)容的深入理解與創(chuàng)新思維之間的聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，還可以選拔出優(yōu)秀的學(xué)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(xué)研究和探索，以此提高優(yōu)秀本科生的創(chuàng)新思維發(fā)展、理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合的能力。

四、注重實(shí)驗教學(xué)

激光原理實(shí)驗是“激光原理與技術(shù)”教學(xué)的重要組成部分，讓學(xué)生接觸真正的激光器，并在實(shí)驗中通過練習(xí)掌握調(diào)試、測試激光器的各種方法，可以幫助學(xué)生真正理解激光理論、認(rèn)識和應(yīng)用激光器，在教學(xué)過程中必須兩者兼顧，不可偏廢?？梢娂す庠韺?shí)驗對于幫助學(xué)生真正掌握這門課程無疑是有重要意義。因此在教學(xué)中必須開設(shè)能夠涵蓋理論課涉及到的主要原理、技術(shù)和應(yīng)用方面的基礎(chǔ)性實(shí)驗，如激光器諧振腔設(shè)計、調(diào)整、橫模觀察、發(fā)散角測量、縱模間隔測量（He―Ne）和半導(dǎo)體激光器特性（GaAs）以及半導(dǎo)體激光器在通訊領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用等實(shí)驗。通過這些實(shí)驗的教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生觀察問題、思考問題、解決問題的能力，也促進(jìn)了理論教學(xué)質(zhì)量的提高。在實(shí)驗條件允許的條件下，還可以開展一些設(shè)計性、研究性實(shí)驗，如研究激光與原子、分子的相互作用、激光在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的應(yīng)用等方面的實(shí)驗。當(dāng)然，這要根據(jù)學(xué)校自身條件和教師科研情況自行決定，總的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和分析、解決問題的能力以及初步的科研能力。

五、結(jié)語

根據(jù)對《激光原理與技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗教學(xué)三個方面探討了“激光原理與技術(shù)”課程改革的一些想法和體會。在教學(xué)內(nèi)容上要合理刪減，突出重點(diǎn)，將最基本的原理和技術(shù)傳授給學(xué)生；在教學(xué)方法上要結(jié)合多媒體教學(xué)，利用生動的動畫、影視等使課程形象、生動，并且激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性；實(shí)驗教學(xué)是該課程的重要一環(huán)，既要加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗教學(xué)也要開設(shè)一些設(shè)計研究型實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳家璧，彭潤玲主編.激光原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)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(yè)出版社，2009

篇9

一 深入研究教材

教材是教師教學(xué)的依據(jù)，新課程改革給教師在利用教材方面提供了很大的自由發(fā)揮的空間。教師應(yīng)通過深入分析教材內(nèi)容和研究學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平，準(zhǔn)確把握教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，減輕學(xué)生過重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。高中物理課程內(nèi)容應(yīng)為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)及將來參與社會生活奠定必要的基礎(chǔ)，使其具備發(fā)展的能力。因此，高中課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)知識，了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動的一些基本概念及規(guī)律，掌握終生發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識和技能，滿足學(xué)生終生學(xué)習(xí)和發(fā)展的需求。教師應(yīng)全面落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，注重高中物理課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性，嚴(yán)格篩選物理學(xué)中的核心內(nèi)容，舍棄舊教材中某些偏難的內(nèi)容，尤其是《課程標(biāo)準(zhǔn)》已經(jīng)降低的教學(xué)要求、明確不作教學(xué)要求的內(nèi)容及嚴(yán)格界定了教學(xué)難度的內(nèi)容。許多一線物理教師在教學(xué)過程中唯恐知識點(diǎn)不全、不精、不細(xì)，導(dǎo)致課堂上講得太多、太難。在有限的課時中，應(yīng)確保完成學(xué)生必須掌握的教學(xué)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，再談?wù)n外內(nèi)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(xué)思想和方法

物理學(xué)思想和方法是人們認(rèn)識和把握自然規(guī)律的結(jié)晶，是人們在科學(xué)發(fā)展的過程中所形成的思維和行為。學(xué)習(xí)物理學(xué)的思想和方法，有助于學(xué)生了解自然界的發(fā)生發(fā)展的基本規(guī)律，了解物理學(xué)家認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的基本方法，以物理學(xué)家認(rèn)識世界本來面目的方式去認(rèn)識世界。物理學(xué)在發(fā)生、發(fā)展的過程中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想和科學(xué)方法，從伽利略斜槽落球的理想實(shí)驗到牛頓“天地間力學(xué)規(guī)律”的統(tǒng)一；從力的合成到串并聯(lián)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(yīng)現(xiàn)象的猜想與探究；從原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)到量子力學(xué)的建立……這就要求教師將物理學(xué)的思想和方法滲透在知識的形成過程中，讓學(xué)生思考和領(lǐng)悟物理學(xué)思想方法的精髓。

三 講究教學(xué)中的教授藝術(shù)

在教學(xué)中，教師努力提高講授的效果具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。首先，講授時突出重點(diǎn)，條理清晰。教師所講授的內(nèi)容必須有明確的目的性，重點(diǎn)突出，抓住重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵，要能讓學(xué)生字字聽清，句句聽懂；在內(nèi)容理解上不存在克服不了的困難（那些有意留給學(xué)生進(jìn)行思考的問題除外）；其次，講授時適當(dāng)點(diǎn)撥，在物理概念和規(guī)律教學(xué)中，使新知識與學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)建立聯(lián)系，所以教師在講授時要心中有數(shù)、適當(dāng)點(diǎn)撥。如在“豎直方向上的拋體運(yùn)動”的教學(xué)中，因為學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了“勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律”，豎直上拋和豎直下拋實(shí)際上就是勻變速直線運(yùn)動的特殊情況，所以學(xué)生有了一定的基礎(chǔ)，物理教師講授時不需要從頭講到尾，只需要適當(dāng)點(diǎn)撥，學(xué)生就能輕松地學(xué)好這一節(jié)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(diǎn)燃學(xué)生創(chuàng)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(lián)系的。在學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律的過程中，教師講授要富有情感，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時得到愉快的情感體驗。

四 靈活采用多種教學(xué)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(xué)方式，這就要求教師在高中物理教學(xué)過程中掌握這些教學(xué)方法，并結(jié)合傳統(tǒng)有效的教學(xué)方式，進(jìn)行靈活的運(yùn)用，只有這樣，才能提高物理課堂教學(xué)水平。科學(xué)探究是高中物理新課程實(shí)施的有效的教學(xué)方式，從課程標(biāo)準(zhǔn)及教科書的編寫內(nèi)容中可以認(rèn)識到，不可能也沒有必要將所要求的內(nèi)容都設(shè)計成探究選題。有許多物理知識需要通過教師的系統(tǒng)講授，學(xué)生在學(xué)習(xí)中才會少走彎路，達(dá)到對知識的深刻理解和牢固掌握。對于那些獨(dú)立而簡單、有利于促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的基礎(chǔ)知識技能，對于物理實(shí)驗儀器的介紹、科學(xué)家的生平事跡、物理學(xué)史的介紹、物理學(xué)科知識的拓展、自然現(xiàn)象等常識性內(nèi)容，采用講授式教學(xué)都有較好的效果。大部分物理教師使用最多的教學(xué)方式是講授，教學(xué)實(shí)踐中為了達(dá)到最佳的教學(xué)效果，對于不同的教學(xué)內(nèi)容，教師有將各種教學(xué)方式靈活結(jié)合運(yùn)用的必要性，物理教師在講授的間隙可以適當(dāng)穿插演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察或進(jìn)行師生的討論。在演示實(shí)驗的過程中，教師還可以將實(shí)驗與講授相結(jié)合，以講授來指導(dǎo)觀察，以觀察來推動思維的發(fā)展，教師的講授一方面，要體現(xiàn)演示實(shí)驗的目的、意義和觀察要求；另一方面，要揭示現(xiàn)象與本質(zhì)之間的因果聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生從演示實(shí)驗中分析比較，得出實(shí)驗結(jié)論。

篇10

關(guān)鍵詞:高中物理;新課程;教學(xué)內(nèi)容

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

在實(shí)際的教學(xué)過程中,老師們對教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化有許多嘗試,但是,在實(shí)踐的過程中仍然出現(xiàn)了有的老師對教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化理解偏向,有的老師沒有處理好知識的基礎(chǔ)性與時代性的關(guān)系等問題,從而未能完全達(dá)到“知識與技能;過程與方法;情感、態(tài)度與價值觀”這一課程目標(biāo)。造成這一現(xiàn)象的主要原因有:教師的教學(xué)理念陳舊;教師對物理學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展認(rèn)識不夠;教學(xué)中對現(xiàn)代物理觀念、科學(xué)思想、科學(xué)方法認(rèn)識的不足等。以下筆者擬對高中物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化作進(jìn)一步的探討。

一、對物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的思考

(一)物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化就是指要將現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展所取得的成果告訴學(xué)生。一般認(rèn)為,現(xiàn)代物理指的是從1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的天然放射性以來物理學(xué)研究所取得的成果。1905年愛因斯坦創(chuàng)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(chuàng)立了量子論和量子力學(xué)。經(jīng)過近半個世紀(jì)原子物理、核物理的研究, 20世紀(jì)40年代人類掌握了核能的奧秘,人類社會進(jìn)入了“原子時代”。1916年,愛因斯坦發(fā)表了用一種新觀點(diǎn)來推導(dǎo)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(shù)已廣泛應(yīng)用于尖端科學(xué)研究、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊、軍事、藝術(shù)、教育、計算和日常生活。

(二)物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化就是要讓學(xué)生知道基礎(chǔ)物理學(xué)在高新科技發(fā)展中的應(yīng)用以及它對其他學(xué)科的促進(jìn)作用。物理學(xué)的發(fā)展對現(xiàn)代科技有很大的促進(jìn)作用。20世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展了原子能、電子、激光、計算機(jī)等實(shí)業(yè)部門。物理學(xué)在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用有:基因工程技術(shù)的發(fā)明,使人類開始全面進(jìn)入認(rèn)識和改造以人類自己為代表的生命世界;電子計算機(jī)的誕生使人類的勞動方式發(fā)生了革命性的變化,開創(chuàng)了人類智力解放的新紀(jì)元;商用核電站的建成,開辟了人類開發(fā)和利用原子能的新時代;人造地球衛(wèi)星的上天,標(biāo)志著人類的活動開始越出地球的限制,跨入向太空進(jìn)軍的新時期。物理學(xué)的發(fā)展還促進(jìn)了自然科學(xué)中其他學(xué)科的發(fā)展,如天體物理、地球物理、化學(xué)物理、生物物理等眾多交叉學(xué)科。

二、現(xiàn)代物理知識的教學(xué)價值

(一)現(xiàn)代物理教學(xué)內(nèi)容有助于學(xué)生開闊視野,提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)其內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)大內(nèi)在動力,現(xiàn)代物理知識能夠展現(xiàn)物理的內(nèi)在美,因為物理規(guī)律本身的簡單、和諧和統(tǒng)一就是對于自然美的充分展現(xiàn)。例如,萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了天和地的統(tǒng)一,電磁場理論的建立使電、磁、光得以統(tǒng)一,而能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的發(fā)現(xiàn)則說明自然整個運(yùn)動的統(tǒng)一。通過對現(xiàn)代物理知識發(fā)展及應(yīng)用的介紹,可使學(xué)生意識到物理學(xué)是一門處于不斷發(fā)展中的學(xué)科,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

(二)現(xiàn)代物理教學(xué)內(nèi)容有助于激活學(xué)生的思維,增強(qiáng)問題意識,激發(fā)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(xué)中適當(dāng)講一些現(xiàn)代物理學(xué)的新事物,讓學(xué)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(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的問題意識和探索熱情。在講“電荷及其守恒定律”及“磁現(xiàn)象和磁場”這兩節(jié)內(nèi)容時,老師可以告訴學(xué)生,在電學(xué)中正負(fù)電荷都可以單獨(dú)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(xué)中老師就可以啟發(fā)同學(xué)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(xué)們,在1931年,著名物理學(xué)家狄拉克就大膽預(yù)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(xué)家們正在努力尋找磁單極子。

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

三、高中物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的實(shí)施

學(xué)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(xiàn)象,有生產(chǎn)技術(shù)中的物理問題,日之所見,耳之所聞,都可以成為我們中學(xué)物理教材編寫和教師感性知識的來源。在實(shí)際教學(xué)中,豐富多彩的物理學(xué)習(xí)資源可以使學(xué)生對物理產(chǎn)生親近感,從而喜歡上物理;選擇開放的、形式多樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容,可以為學(xué)生個性化發(fā)展和今后的選擇奠定基礎(chǔ);而通過切實(shí)可行的探究和體驗,則有利于三維課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。我相信,隨著新課程改革的逐步深入,中學(xué)物理教學(xué)一定可以跟上時代的發(fā)展、物理學(xué)的進(jìn)展,滿足當(dāng)今人才培養(yǎng)的需要。

參考文獻(xiàn)