前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的量子力學(xué)的基礎(chǔ)知識主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞: 農(nóng)林院校 大學(xué)物理 高中物理 內(nèi)容 比較與分析
1999年開始的新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的力度是空前的,在課程理念、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程實施方式上進行全方位整體改革。為適應(yīng)21世紀(jì)技術(shù)化社會的需要,我國基礎(chǔ)教育階段的物理課程在課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容等方面進行了調(diào)整和更新,在內(nèi)容上體現(xiàn)了時代性、基礎(chǔ)性和選擇性。在農(nóng)林院校,物理課程所涉及的物理學(xué)知識內(nèi)容而言,主要包括力、電、原子、熱四部分。在知識的講述上,農(nóng)林院校的講述方式是簡單介紹物理學(xué)基本原理,然后就介紹物理理論知識在農(nóng)林科技及日常科技中的應(yīng)用、物理學(xué)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用,較少涉及公式的推導(dǎo)、數(shù)學(xué)計算等。
一、力學(xué)內(nèi)容的比較和分析
農(nóng)林院校大學(xué)物理課程力學(xué)部分講述了流體力學(xué)、振動和波(機械振動、機械波、聲波)。流體力學(xué)部分的主要內(nèi)容有:液體的表面張力、液體的流動性質(zhì)(液體的定常流動、連續(xù)性原理、伯努利方程)、液體的貓滯性質(zhì)(牛頓勃滯定律、泊肅葉公式)、物體在貓滯液體中的流動(斯托克斯公式、雷諾數(shù)和流體相似率、離心分離技術(shù))。振動和波的主要內(nèi)容有:簡諧振動的特征及描述、阻尼振動和受迫振動、簡諧振動的合成、頻譜、機械波的產(chǎn)生和傳播、平面簡諧波、惠更斯原理、聲波、波的干涉、多普勒效應(yīng)。此外,有些版本的教材如金仲輝(2000)、王海嬰(2000)均講述了牛頓力學(xué)和力學(xué)的基本定律,兩個版本都講述了質(zhì)點運動狀態(tài)的描述、牛頓三定律、力學(xué)相對性原理、力學(xué)的三個守恒定律、剛體的轉(zhuǎn)動(簡述)。除此之外,王海嬰(2000)還講述了非線性力學(xué)(線性和非線性力學(xué)系統(tǒng)的特點、兩種確定性和兩種隨機性)、相對論力學(xué)(相對論運動學(xué)、狹義相對論動力學(xué)、廣義相對論)。刁崗(2001)對于力學(xué)基礎(chǔ)知識沒有專門介紹,在固體一章中涉及應(yīng)變與應(yīng)力、桿的彎曲等力學(xué)知識。高中物理共同必修中,沒有講述流體力學(xué)方面的知識,但是學(xué)生在初中物理中學(xué)習(xí)過浮力、壓強、壓力方面的知識,高中物理課程涉及的力學(xué)基礎(chǔ)知識,以及力的應(yīng)用方面的知識,學(xué)生對于流體力學(xué)部分的學(xué)習(xí)應(yīng)該不會有什么困難。振動和波這部分涉及的知識內(nèi)容同工科大學(xué)物理大致相同,農(nóng)林學(xué)院校對于聲波的講述有所加強。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)同樣是以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的。
二、電磁學(xué)內(nèi)容的比較和分析
農(nóng)林院校大學(xué)物理電磁學(xué)部分涉及的物理學(xué)基礎(chǔ)知識同工科院?;疽恢?但是,在敘述上更精煉和簡單,內(nèi)容更側(cè)重于物理知識在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,如靜電場的應(yīng)用(靜電場處理種子、電暈放電處理種子、人工誘發(fā)閃電的應(yīng)用、靜電噴農(nóng)藥和靜電人工授粉)、磁的應(yīng)用(磁場處理、磁性肥料、磁化水、磁法檢驗)、電磁波在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用、電容器與細(xì)胞電容、生物組織的電阻等,以及基爾霍夫定律及應(yīng)用、直流電的醫(yī)學(xué)應(yīng)用?;鶢柣舴虻谝欢傻奈锢肀尘笆请姾墒睾愣?基爾霍夫第二定律可以在高中全電路歐姆定律的基礎(chǔ)上引申得出。農(nóng)林院校大學(xué)物理電磁學(xué)部分同高中物理課程的編排思想是一致的,涉及的電磁學(xué)知識提供了學(xué)生進一步學(xué)習(xí)所需要的物理學(xué)基礎(chǔ)知識。
三、光學(xué)內(nèi)容的比較和分析
農(nóng)林院校大學(xué)物理光學(xué)部分涉及光的干涉、衍射、偏振,光的吸收與散射等知識內(nèi)容,在講述物理基礎(chǔ)知識時,更加側(cè)重于在生物學(xué)中的應(yīng)用,如薄膜干涉的應(yīng)用、夫瑯禾費圓孔衍射與生物顯微鏡、激光在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和生物學(xué)中的作用、生物體發(fā)光的性質(zhì)和實際應(yīng)用、生物學(xué)研究中常用的光學(xué)儀器(光學(xué)顯微鏡、分光光度計、特種生物顯微鏡、電子顯微鏡)等。由此看到,農(nóng)林院校大學(xué)物理光學(xué)部分同高中物理的編排思想基本是一致的,高中物理課程涉及的光學(xué)、原子物理的知識提供了學(xué)生進一步學(xué)習(xí)所需要的物理學(xué)基礎(chǔ)知識。
四、量子物理基礎(chǔ)知識內(nèi)容的比較和分析
農(nóng)林院校量子物理基礎(chǔ)知識部分涉及的內(nèi)容主要有:第一,光的量子性(黑體輻射定律、光電效應(yīng)實驗規(guī)律、愛因斯坦光子理論、愛因斯坦光電效應(yīng)方程、光電效應(yīng)的應(yīng)用、光的波粒二象性);第二,量子力學(xué)初步(德布羅意波、不確定關(guān)系、薛定愕方程、勢阱和勢壘、氫原子光譜的規(guī)律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三,光譜分析(原子光譜、分子光譜、X射線譜及其應(yīng)用);第四,激光的原理和應(yīng)用醫(yī)學(xué)院校大學(xué)物理該部分講述了原子物理和量子力學(xué)基礎(chǔ)知識,原子物理中介紹了X射線(X射線的產(chǎn)生、X射線的強度和硬度、X射線譜、X射線的性質(zhì)、X射線衍射、X射線的衰減規(guī)律、X射線的醫(yī)學(xué)應(yīng)用)、原子核和放射性(原子核的角動量和磁矩、原子核的穩(wěn)定性、放射性核素的衰變種類和衰變規(guī)律、射線與物質(zhì)的相互作用、電離輻射防護、放射性核素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用)。量子力學(xué)基礎(chǔ)講述了玻爾的氫原子理論、德布羅意假設(shè)、物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋、不確定關(guān)系、波函數(shù)、薛定愕方程、勢阱與勢壘、原子結(jié)構(gòu)理論(四個量子數(shù)、原子的殼層結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu))。此外,還介紹了相對論基礎(chǔ)(狹義相對論、廣義相對論)和混沌動力學(xué)基礎(chǔ)知識。高中物理對于相對論與量子物理的知識作了初步的介紹,使學(xué)生對此有一個感性的認(rèn)識,而農(nóng)林院校大學(xué)物理對于這部分內(nèi)容的講述,是在高中物理已有知識基礎(chǔ)上的提高和擴展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反應(yīng)方程、衰變、半衰期、結(jié)合能、核裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、核聚變等知識,側(cè)重于從應(yīng)用的角度展開物理知識,這同農(nóng)林院校大學(xué)物理基本是一致的。
五、熱學(xué)內(nèi)容的比較和分析
[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)化學(xué);教學(xué)改革;互動教學(xué)
結(jié)構(gòu)化學(xué)課程是我國高等學(xué)?;瘜W(xué)專業(yè)的必修課程,內(nèi)容涉及量子化學(xué),分子對稱性,配位化學(xué)和晶體學(xué)基礎(chǔ)等部分。該課程內(nèi)容抽象,知識系統(tǒng)龐雜,數(shù)理推導(dǎo)較多,學(xué)習(xí)曲線陡峭,不少學(xué)生因此存在著畏難情緒。然而正如詩詞所言,無限風(fēng)光在險峰,學(xué)好這門課程不僅有助于理解其它化學(xué)課程的內(nèi)容,也是為進一步在本專業(yè)深造打下堅實的基礎(chǔ)。[1]在當(dāng)前深化本科教育教學(xué)改革的背景下,如何將結(jié)構(gòu)化學(xué)課程上好,真正做到讓老師強起來,學(xué)生忙起來,效果實起來,筆者在此對授課以來的問題和解決方法進行總結(jié)。
1重視數(shù)理,夯實基礎(chǔ)
結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的一大難點在于數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多,譬如量子化學(xué)部分完全使用數(shù)學(xué)語言描述核心知識,而對于化學(xué)專業(yè)的同學(xué),數(shù)學(xué)一直是軟肋,于是極容易產(chǎn)生厭學(xué)和畏難情緒。[2-4]針對這個問題,很多老師采取的解決方法是淡化數(shù)學(xué)推導(dǎo),重點介紹推導(dǎo)后的結(jié)論和意義,但我們在授課過程中,發(fā)現(xiàn)這樣的授課方式效果欠佳,因為基礎(chǔ)不牢,課程的學(xué)習(xí)只能是空中樓閣、風(fēng)中沙塔,很多同學(xué)在課程結(jié)束后還是無法對物理圖像有一個正確的認(rèn)識和把握。紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行,筆者認(rèn)為與其淡化數(shù)學(xué),不如嚴(yán)格要求,把數(shù)學(xué)學(xué)到位。偉大的思想家恩格斯說過:“任何一門科學(xué)的真正完善在于數(shù)學(xué)工具的廣泛應(yīng)用?!闭且驗閿?shù)學(xué)和物理的引入,才讓化學(xué)擺脫了煉金術(shù)的桎梏而成為一門科學(xué)。因此我們在授課時自始至終強調(diào)數(shù)學(xué)的重要性,在涉及數(shù)學(xué)內(nèi)容較多的章節(jié),提前講授將要用到的數(shù)學(xué)工具并布置作業(yè),每章節(jié)結(jié)束后將重要的公式和結(jié)論進行串講并配合習(xí)題進行強化訓(xùn)練,要求所以學(xué)生每學(xué)完一個章節(jié)就做思維導(dǎo)圖及時總結(jié)復(fù)習(xí),將重要公式進行總結(jié)歸納制作公式索引表格。盡管提升了學(xué)習(xí)的難度,但學(xué)生對于推導(dǎo)的結(jié)果和物理意義理解的更加準(zhǔn)確和深入,記憶也更加牢固,鍛煉了學(xué)生的邏輯思維和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。
2理清主線,合理增負(fù)
結(jié)構(gòu)化學(xué)課程內(nèi)容主要涉及量子化學(xué)基礎(chǔ),分子對稱性,配位化學(xué)以及晶體學(xué)基礎(chǔ)。盡管這四個部分知識彼此之間較為獨立,但所表達(dá)的核心思想是一致的,即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)也反映著結(jié)構(gòu)。目前授課內(nèi)容主要存在問題是:量子化學(xué)部分各章節(jié)之間主線不夠明確;配位化學(xué)部分和專業(yè)無機化學(xué)課程內(nèi)容有重疊;晶體學(xué)基礎(chǔ)部分,結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容介紹較多而相關(guān)的性質(zhì)介紹較少。針對這些問題,我們對課程的授課內(nèi)容進行了合理的補充和刪減。首先,對于量子化學(xué)部分,我們在授課一開始給出課程的故事主線,即量子力學(xué)的誕生背景,量子力學(xué)基本假設(shè),簡單模型的量子力學(xué)處理方法,氫原子薛定諤方程的求解過程及解的物理意義,以及針對于多電子原子和多原子分子的近似方法。這條主線清晰明確,在每一章節(jié)開始時,我們對之前的內(nèi)容進行簡要回顧,幫助學(xué)生理清了各章節(jié)的邏輯關(guān)系,在學(xué)期末復(fù)習(xí)課時對每一個知識點進行展開復(fù)習(xí),進行鞏固。配位化學(xué)部分,對于和無機化學(xué)有重疊的部分,我們通過翻轉(zhuǎn)課堂的方式簡要復(fù)習(xí),同時突出結(jié)構(gòu)化學(xué)的重點,即分子軌道理論在配位化學(xué)的應(yīng)用,著重介紹了配體群軌道這個新概念,以及不同配位幾何構(gòu)型下配體群軌道和中心原子如何依據(jù)對稱性進行線性組合的方式,同時介紹了金屬配合物作為均相催化劑催化反應(yīng)的常見機理。在此基礎(chǔ)上,我們還將科研中的一些問題引入課堂討論,如金屬氮賓體和金屬氧化物的電子結(jié)構(gòu),讓學(xué)生通過知識解決實際科研問題,真正做到科研反哺教學(xué)。晶體學(xué)部分除了介紹基本知識以外,補充介紹了能帶理論,態(tài)密度等概念,并介紹了導(dǎo)體,半導(dǎo)體,絕緣體在電子結(jié)構(gòu)上的差異,這些基礎(chǔ)知識有利于化學(xué)專業(yè)的同學(xué)在材料化學(xué)方向進行科研工作打下基礎(chǔ)。盡管課程在深度和廣度上都有所增加,但不少同學(xué)都表示感受到了挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)所帶來獲得感和高階樂趣。
3反客為主,多元考核
傳統(tǒng)理論課授課方式,采用幻燈片講述授課,學(xué)生被動填鴨式學(xué)習(xí),效果較差,也不利于學(xué)生培養(yǎng)綜合能力。針對這些問題,我們開始嘗試翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法來提高學(xué)生參與性,重點培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,表達(dá)能力,獨立思考,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力,這些都是未來創(chuàng)新型人才所具有的重要特質(zhì)。翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容主要涉及三個方面,一個是結(jié)構(gòu)化學(xué)課程中難度較低的幾個章節(jié),如雙原子分子電子結(jié)構(gòu),分子對稱性,配位化學(xué)基礎(chǔ)知識等章節(jié),各章節(jié)的總結(jié)復(fù)習(xí)以及研究性課題,教師提供慕課資源,書籍資料和分子建模軟件,讓所有學(xué)生統(tǒng)一準(zhǔn)備,課堂上抽簽進行講解,在授課過程中,要求其他小組必須提問,教師在課程結(jié)束時對各小組所準(zhǔn)備的課件進行補充點評,我們也將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)納入了考核評價,提高了課程總結(jié)筆記,課堂提問,翻轉(zhuǎn)課堂課件等分?jǐn)?shù)項的比例。翻轉(zhuǎn)課堂授課方式有效的活躍了課堂氣氛,提高了課堂參與度,也增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思辨精神。
粒子物理學(xué)一直是我們對于最小尺度物質(zhì)終極結(jié)構(gòu)研究的前沿,但隨著技術(shù)的進步和研究的進展,粒子物理本身現(xiàn)在已經(jīng)拓展到研究宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史,成功地把極小尺度與極大尺度連接在一起,成為了一個快速發(fā)展的巨大研究領(lǐng)域。要掌握它,通常不得不追隨研究的進展去讀各種主題的不同著作,內(nèi)容涉及粒子物理學(xué)的歷史背景、基本的實驗數(shù)據(jù)、量子場論、數(shù)學(xué)概念、理論模型以及宇宙學(xué)的大量概念等。本書作者嘗試把粒子物理的全部理論和實驗內(nèi)容的大部分論題納入到一套著作中,系統(tǒng)而全面地介紹近幾十年來粒子物理取得的巨大進展。
標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)是電弱相互作用與量子色動力學(xué)(QCD)的一種統(tǒng)一理論,從20世紀(jì)60年代創(chuàng)立開始,迄今已經(jīng)取得了極大成功,至少在原則上解釋了所有已知的現(xiàn)象。它的基本概念超出了粒子物理范圍,已經(jīng)成為宇宙學(xué)、原子核理論以及某些凝聚態(tài)物理的核心。本書解釋了SM的基本概念和實驗基礎(chǔ)。作者在第一卷中詳細(xì)地闡述了量子場論,為粒子物理的深入研究做好了充分的準(zhǔn)備,并揭示了SM在歷史上是如何形成的。盡管第二卷可以看作是第一卷的后續(xù),但實際上除了一些基本公式偶然需要參考第一卷之外,它自成一個體系。
所有的重要概念和截面公式都從第一原理以自成體系的方式推導(dǎo)出來。讀者如果具有本書第一卷中給出的場論知識,應(yīng)當(dāng)能夠自己推導(dǎo)出在第二卷中給出的所有除包含高階修正之外的公式。而對于高階過程,除了必須重新生成精確的 Z共振峰數(shù)據(jù)之外,都只給出了定性的討論。對于理解一些特殊過程的方程式所必須的數(shù)學(xué)公式和工具在附錄中給予補充介紹。
本書沒有討論重夸克衰變、微物理問題、以及必須非微擾處理的所謂的軟過程等。此外,對于超出SM的問題本書完全沒有提及。作者準(zhǔn)備將它們作為本書第三卷的主要內(nèi)容。
本書(卷2)內(nèi)容分成兩大部分,共11章。第一部分為電弱動力學(xué),含第1-6章:1. 標(biāo)準(zhǔn)模型;2.中性流;3.W粒子;4. Z共振峰物理;5. 電弱理論的精確檢驗;6. CKM矩陣。第二部分為QCD動力學(xué),含第7-11章:7. QCD;8. 深度非彈性散射;9. 噴注和碎裂;10. 膠子; 11. 強子反應(yīng)中的噴注。書末給出了12個附錄,對于正文中的一些較為困難而又十分重要的數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)作了補充介紹。
本書對于粒子物理專業(yè)的研究生是一部難得的教材。具有量子力學(xué)和狹義相對論基礎(chǔ)知識的讀者可以用本書作為自學(xué)粒子物理的很好的參考書。
20世紀(jì)后半葉,物理學(xué)在此前建立起來的狹義相對論、量子力學(xué)、量子電動力學(xué)、統(tǒng)計物理和許多重要物理實驗基礎(chǔ)上,以前所未有的速度發(fā)展著。許多物理學(xué)的分支學(xué)科,如原子、分子物理、原子核物理、固體物理、等離子體物理以及粒子物理等,都得到極大發(fā)展。與此同時,科學(xué)發(fā)展的另一個重要特征是學(xué)科間相互滲透和交叉綜合。物理學(xué)和其他學(xué)科相互滲透,產(chǎn)生了一系列交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科,如化學(xué)物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理等等。物理學(xué)的新概念、新理論和新的實驗方法向其他學(xué)科轉(zhuǎn)移,促成各學(xué)科的發(fā)展并成為其組成部分。
20世紀(jì)后半葉,新技術(shù)特別是高新技術(shù)發(fā)展之快也是前所未有的。高技術(shù)包含的科學(xué)知識高度密集,綜合性極高,如紅外和紅外成像技術(shù)、激光技術(shù)、計算技術(shù)、信息技術(shù)、航天技術(shù)、生物技術(shù)等等,都無一例外地與物理學(xué)等學(xué)科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關(guān),其發(fā)展在很大程度上依賴包括物理學(xué)在內(nèi)的各學(xué)科的發(fā)展。
現(xiàn)代軍事科學(xué)技術(shù)的知識密集性、綜合性極高,處于科學(xué)技術(shù)的前沿,近幾年來的局部戰(zhàn)爭向人們展示,現(xiàn)代戰(zhàn)爭在相當(dāng)大程度上是高新技術(shù)的較量。現(xiàn)代軍事科學(xué)技術(shù)離不開物理學(xué)和物理學(xué)的新成就,如紅外夜視、激光制導(dǎo)、激光雷達(dá)、三相彈等都與物理學(xué)原理和物理學(xué)實驗技術(shù)密切相關(guān)。
這一切都表明,在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的進程中,物理學(xué)不但在歷史上曾經(jīng)是處于主導(dǎo)地位的,在20世紀(jì)是處于主導(dǎo)地位的,而且毫無疑問,21世紀(jì)物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中也必將處于主導(dǎo)地位,它的作用將會更加突出。
大學(xué)物理課是一門重要基礎(chǔ)課,它的作用一方面是為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),另一方面是使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法和研究方法,這些都起著增強適應(yīng)能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、提高人才素質(zhì)的重要作用。學(xué)好大學(xué)物理,不僅對學(xué)生在校學(xué)習(xí)十分重要,而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和在工作中進一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)、不斷更新知識,都將發(fā)生深遠(yuǎn)的影響。物理課的這一作用,特別為許多專家、教授、高級工程技術(shù)專家所強調(diào)。
我國工科大學(xué)物理的學(xué)時一直少于理科。因此,目前實施的教學(xué)內(nèi)容,主要是傳統(tǒng)物理課內(nèi)容在給定學(xué)時范圍內(nèi)一再精選后形成的。總的來講,工科大學(xué)生的物理基礎(chǔ)較薄弱,物理知識面也較窄,特別是近代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)的物理基礎(chǔ)和現(xiàn)代工程技術(shù)方面的新知識更顯薄弱。如我們的課程基本要求中沒有物性學(xué)、分子、原子核、粒子等內(nèi)容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應(yīng)等內(nèi)容;量子物理、統(tǒng)計物理等近代物理基礎(chǔ)的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱。這些內(nèi)容,工科一般專業(yè)在后續(xù)課中多不再涉及,而它們恰恰是當(dāng)今學(xué)習(xí)新理論、新知識和新技術(shù)所要涉及的,有些甚至已成為當(dāng)今高新技術(shù)的組成部分。在這個意義上講,大學(xué)物理課內(nèi)容“老的多、新的少”。因此,更新內(nèi)容,加強現(xiàn)代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)知識,特別是有關(guān)基礎(chǔ)知識,是工科物理教學(xué)改革必須面向的首要問題。
二、工科物理課教學(xué)改革
工科大學(xué)物理課程的教學(xué)改革是很復(fù)雜的,也是很困難的,不可能一嗽而就。應(yīng)該堅持以下原則:不應(yīng)改變物理課作為基礎(chǔ)課的地位和作用,應(yīng)著力研究現(xiàn)代高級工程技術(shù)人才應(yīng)具備什么樣的物理基礎(chǔ);要重點研究如何處理好經(jīng)典物理和近代物理及有關(guān)近代內(nèi)容的關(guān)系;應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度,與研究教學(xué)內(nèi)容改革的同時,還必須系統(tǒng)地研究教學(xué)方法、考試方法等教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。
工科大學(xué)物理課內(nèi)容改革的重點在于加強物理學(xué)基礎(chǔ)(包括經(jīng)典物理基礎(chǔ)和近代物理基礎(chǔ)),同時適當(dāng)?shù)亟榻B反映現(xiàn)代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)的新知識,擴大學(xué)生的知識面,在整個教學(xué)過程中提高學(xué)生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力。由于工科物理課程教學(xué)時數(shù)少,只靠課程內(nèi)容和體系本身改革回旋余地小,改革要將課內(nèi)課外、理論教學(xué)與實驗教學(xué)、課與課間關(guān)系諸方面綜合考慮。
(一)課程教學(xué)內(nèi)容改革,應(yīng)以物理課程教學(xué)基本要求為依據(jù)。在保證經(jīng)典的前提下,進一步精選經(jīng)典物理內(nèi)容,突出教學(xué)內(nèi)容及能力培養(yǎng),避免過分強調(diào)系統(tǒng)性和嚴(yán)密性等,在整個經(jīng)典物理教學(xué)過程中應(yīng)貫徹加強近代思想;在近代物理基礎(chǔ)的基本要求部分,加強量子力學(xué)和統(tǒng)計物理基礎(chǔ)知識,以利于學(xué)生在校和離校后進一步學(xué)習(xí)新理論、新知識和新技術(shù);加強現(xiàn)代工程技術(shù)物理基礎(chǔ)專題,這部分內(nèi)容應(yīng)側(cè)重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分內(nèi)容的講授學(xué)時,分別約占總學(xué)時的58%、27%和15%。
(二)開設(shè)物理類和技術(shù)類專題選修課(或講座)。物理類選修課:如現(xiàn)代物理導(dǎo)論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態(tài)物理、嫡和信息、傅里葉光學(xué)、非線性光學(xué)、非線性力學(xué)等、技術(shù)類選修課:如現(xiàn)代工程技術(shù)專題、激光技術(shù)、光散射技術(shù)、全息技術(shù)、穆斯堡爾譜學(xué)、核磁共振技術(shù)、薄膜技術(shù)、換能器、紅外技術(shù)、低溫和超導(dǎo)等。選修課應(yīng)著重物理概念、物理思想和方法,不追求數(shù)學(xué)嚴(yán)密性,不過分強調(diào)系統(tǒng)性和完整性。
(三)教學(xué)手段改革是教學(xué)改革的重要組成部分。粉筆加教鞭不適應(yīng)改革的需要已經(jīng)成為人們的共識。近幾年來,有許多院校在多媒體輔助教學(xué)上做了大量的工作。實踐證明,把多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)可以改變信息的包裝形式,在計算機上把圖、文、聲、像集成在一起,提高教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力和感染力,能調(diào)動學(xué)生主動運用多種感觀積極參與多媒體的活動,使學(xué)生由知識的被動接受轉(zhuǎn)為主動發(fā)現(xiàn)。同時,這也為教學(xué)研究提供了有力工具,為教學(xué)的順暢實施與高效提供了可靠的技術(shù)保障。在提高認(rèn)識的基礎(chǔ)上,加大這方面的資金投人,多媒體輔助教學(xué)必將成為21世紀(jì)教學(xué)手段的主體。而多媒體輔助教學(xué)軟件也應(yīng)向智能化方向發(fā)展。1997年n月6日,中國物理學(xué)會正式宣布中國物理教育網(wǎng)建立。這就為網(wǎng)上教學(xué)和科研提供了方便,物理教育工作者應(yīng)充分利用這一有利條件,從網(wǎng)上獲取信息服務(wù)于教學(xué)。名校、名師更應(yīng)在網(wǎng)上傳播自己的教法和經(jīng)驗,使大家受益。
物理教學(xué)為什么改革?怎樣改?改革的目的是什么?我想是要通過對必要的物理基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),掌握必要學(xué)習(xí)方法、培養(yǎng)基本素質(zhì)、提高解題能力。高中學(xué)生普遍認(rèn)為物理難學(xué)。怎樣才能學(xué)好物理呢?通過二十幾年的高中物理教學(xué),我認(rèn)為,了解物理學(xué)思想和掌握物理學(xué)方法是學(xué)好物理的基本保證。
一、在高中物理教學(xué)中必須貫穿物理學(xué)思想
何謂物理學(xué)思想,物理學(xué)思想就是研究物質(zhì)的運動形式、內(nèi)在規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的客觀存在反映在人的意識中經(jīng)過思維活動而產(chǎn)生的結(jié)果。這種思維活動是人的一種精神活動,是從社會實踐中產(chǎn)生的。而新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施,為我們在物理教學(xué)中進行物理思想教育展示了一個舞臺。新的課程標(biāo)準(zhǔn)要求我們從知識與技能、過程與方法、態(tài)度情感與價值觀這三維的目標(biāo)上培育學(xué)生。特別強調(diào)過程而不單單是結(jié)果,強調(diào)思想方法而不單單是知識。
我們認(rèn)識物理學(xué)思想就是要知道它的發(fā)展史,要尊重客觀事實,遵循自然規(guī)律。物理學(xué)是不同于其他學(xué)科的一門自然科學(xué),就中學(xué)物理而言,它是以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理學(xué)的發(fā)展史告訴我們,在物理學(xué)發(fā)展過程中,每一次物理學(xué)思想上的“危機”都孕育著物理學(xué)上的一次重大的突破,而每一次重大的突破都會強烈地在當(dāng)代乃至下一代的物理思想方法上留下不滅的印記。一個重要的物理學(xué)定律或定理的產(chǎn)生往往是一代人甚至是幾代人的堅持不懈努力的結(jié)果。而在每一項成果的背后,總伴隨著新的物理思想方法的產(chǎn)生,或用新的物理思想方法作為它的世界觀的支撐點。物理思想方法是在物理學(xué)各個發(fā)展階段中逐漸萌發(fā)出來并成長為這個階段物理學(xué)最重要的,對促進和發(fā)展以后物理學(xué)認(rèn)識有突出影響的物理學(xué)的主流思想方法,這些思想方法既體現(xiàn)在物理學(xué)家對他們研究領(lǐng)域和研究工作的思考、理解、認(rèn)識以及創(chuàng)造性發(fā)展的過程中,也體現(xiàn)在與不同學(xué)派和不同觀點的比較、切磋、爭論以及逐漸為同行所認(rèn)可的過程中。
認(rèn)識物理學(xué)思想是學(xué)好物理的前提,因此,我們在學(xué)習(xí)物理過程中,始終要領(lǐng)會物理學(xué)思想,并能逐步轉(zhuǎn)化為自己的思想。掌握科學(xué)方法,提高解決物理問題的能力是極其重要的。我們在了解物理學(xué)發(fā)展史的同時,不僅要學(xué)習(xí)物理學(xué)家的精神,而且要學(xué)習(xí)他們研究物理的方法。努力汲取物理學(xué)家的精華,推進物理教學(xué)的改革。掌握物理思想和研究方法,對學(xué)習(xí)好物理具有重大的意義。
二、在高中物理教學(xué)中結(jié)合物理規(guī)律的研究,介紹物理學(xué)方法
所謂物理學(xué)方法,簡單的說就是研究或?qū)W習(xí)和應(yīng)用物理的方法。方法是研究問題的一種門路和程序,是方式和辦法的綜合。這些方法對物理學(xué)家力圖按照物理世界的本來面目,在不斷深化對自然界的認(rèn)識過程中進行物理學(xué)探究起到了重大的推動作用。高中物理教學(xué)中常見的一些物理學(xué)方法有:實驗法、控制變量法、類比法、極限法、假設(shè)法、理想化法等。例如:丹麥物理學(xué)家N.H.D.玻爾提出的一條從原子的經(jīng)典理論過渡到量子理論的原則。按這條原則,原子現(xiàn)象的量子理論在極限情況下應(yīng)給出與相應(yīng)的經(jīng)典物理學(xué)相同的結(jié)果。1913年,玻爾在量子概念和E.盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)上建立了氫原子的量子理論。在這個理論中,他提出定態(tài)和躍遷兩條基本假設(shè),認(rèn)為相鄰定態(tài)之間躍遷所發(fā)射的輻射的頻率與按電動力學(xué)計算的電子繞核運行的頻率之間,可能存在某種對應(yīng)。他經(jīng)過分析和計算發(fā)現(xiàn),在大量子數(shù)的極限情況下兩種頻率相吻合。后來,他把這種特設(shè)性假設(shè)加以推廣,認(rèn)為輻射的量子理論應(yīng)是輻射的電動力學(xué)理論的自然推廣,并根據(jù)這一思想解決了躍遷選擇定則、光譜線強度的計算和偏振等問題。在1921年召開的第三屆索爾維國際物理學(xué)會議上,這一新舊理論類比的對應(yīng)原理被接受,成為指導(dǎo)發(fā)展量子力學(xué)的一條方法論原則。
所以,在教學(xué)中務(wù)必有意識地貫穿物理思想和物理方法,思想指導(dǎo)方法,方法體現(xiàn)思想.學(xué)好物理要識記、理解物理概念、規(guī)律及條件。要解決描述物理問題,就要明確題設(shè)的物理情境,理解物理過程,會對物理問題進行唯象研究,然后進一步研究它的原因、規(guī)律,再尋求解決的方法??梢姡鞔_題設(shè)的物理情境,理解物理過程是解決物理問題的關(guān)鍵。教學(xué)過程必須始終貫穿物理思想和物理方法,這是授之漁和受之漁的根本。 轉(zhuǎn)貼于
在教學(xué)中務(wù)必有意識地貫穿物理思想和物理方法,思想指導(dǎo)方法,方法體現(xiàn)思想。當(dāng)然,隨著科學(xué)的發(fā)展,物理學(xué)習(xí)的深入,新思想新方法會不斷出現(xiàn),只要我們不懈的努力,勇于探索,大膽創(chuàng)新,一定能為物理教學(xué)作出貢獻。
參考文獻:
1.高中物理教材和大綱。
2.物理教學(xué)法。
3.《物理教育學(xué)研究》,殷傳宗,四川科技出版社。
4.《物理教育學(xué)》,喬際平、續(xù)佩君,江西教育出版社。
一、科學(xué)方法的教育
按教育學(xué)的思想,學(xué)校開設(shè)的每一門學(xué)科首先是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)、了解、掌握該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)。“所謂基本結(jié)構(gòu),就是指這門學(xué)科的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本規(guī)律,以及研究這門學(xué)科的基本方法?!倍谊P(guān)于方法的教學(xué)目標(biāo)絲毫不比知識目標(biāo)次要。在物理學(xué)科中,最具價值、也是最活躍的部分正是科學(xué)研究方法。每一個物理問題的解決、每一個物理定律的得出,總是伴隨著科學(xué)方法的應(yīng)用與產(chǎn)生;同樣,新的科學(xué)方法的產(chǎn)生與應(yīng)用又總可轉(zhuǎn)化為更多物理概念的形成與物理問題的解決。伽利略對物理學(xué)的最大貢獻在于把實驗方法引入物理學(xué)研究,從而徹底地改造了物理學(xué),使它從經(jīng)院式的思辨學(xué)變?yōu)榻ㄖ趯嶒灮A(chǔ)上的科學(xué);法拉第引入了“力線”的研究方法,使物理學(xué)研究抽象問題的過程更直觀、形象;麥克斯韋正是應(yīng)用了數(shù)學(xué)方法,把電磁學(xué)的四條實驗定律改造成堪稱物理學(xué)中最具科學(xué)美的公式典范。
方法是人們在認(rèn)識世界和改造世界的一切活動中所運用的各種途徑、方式和手段的總稱,科學(xué)方法就是指在研究與解決科學(xué)問題過程中所運用的策略、程序、辦法。在高中物理教材中,滲透了很多科學(xué)方法,既有一般的邏輯范疇的歸納方法、推理方法、類比方法、分析方法和綜合方法,又有較為特殊的科學(xué)范疇的觀察方法、實驗方法、理想化方法、等效方法、模型方法、科學(xué)假設(shè)方法、對稱(守恒)方法等。物理知識(概念、規(guī)律與原理)只是這些方法運用于物理研究后的“形式化”產(chǎn)物,方法活躍在知識獲得的過程中,科學(xué)方法的教育對改進人的能力結(jié)構(gòu)有著十分重要的作用。倫琴對X射線研究的周密安排,使得這一發(fā)現(xiàn)在一周內(nèi)即被世界所公認(rèn),這正是由于他對實驗方法的深刻理解與正確應(yīng)用的結(jié)果。如科學(xué)假說方法,是“根據(jù)已有的科學(xué)理論和新的科學(xué)事實對所研究的問題做出猜測性陳述并加以驗證的一種科學(xué)研究方法”。作為一種科學(xué)假說,它必須能說明和解釋對象已知的事實;能解釋原有理論無法解釋的事實,并把原理論作為一個特例包含在自身之中;要使新假說比原理論更具邏輯簡單性;并且新假說往往還能演繹出新的結(jié)論并能通過(判決性)實驗加以檢驗。假說的提出,既要有一定的經(jīng)驗基礎(chǔ),包括關(guān)于研究對象的某些經(jīng)驗事實或其它方面的信息,又要有直覺、靈感等非理性因素的作用。假說是使物理學(xué)從經(jīng)驗上升為理論層次的中介和橋梁,是物理學(xué)發(fā)展的重要形式?;莞沟墓獾牟▌訉W(xué)說、安培的分子電流假說等都是科學(xué)假說的典型。又如普朗克在研究“黑體”輻射時提出了“量子”假設(shè),但他的假說只限于光與其它物質(zhì)發(fā)生作用時的特性;而后,愛恩斯坦在解釋光電效應(yīng)時,進一步提出了“光量子”假說,把“量子”假說向前推進到了光的傳播過程中;玻爾更把這種假說引入原子領(lǐng)域,建立了舊量子力學(xué),從而使物理學(xué)跨入了一個全新的時期。這個事例生動地注釋了“科學(xué)假說是科學(xué)發(fā)展的主要形式”這一論斷。
二、科學(xué)觀念的培養(yǎng)
科學(xué)觀念是由于科學(xué)知識的長期積累及科學(xué)方法的多次卓有成效的運用后,使人們深信某些知識與方法具有更為深刻與普遍的意義,從而在信念、世界觀、價值論等方面引起較為深刻的變化,并形成穩(wěn)定的取向,它使一些基本科學(xué)規(guī)律、科學(xué)原理被提升到判斷事非標(biāo)準(zhǔn)的地位,形成一種科學(xué)的理性??茖W(xué)觀念有較強的遷移性,它會自覺或不自覺地體現(xiàn)在人們對世界、事物的判斷中。所以在物理教學(xué)中要十分重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念,在課堂教學(xué)目標(biāo)中要顧及觀念的培養(yǎng)目標(biāo)。
最典型的是守恒觀念的培養(yǎng),無論物質(zhì)世界的形式怎樣變化,但有些東西是不變的,它們揭示了世界的本來面目。所以有些學(xué)者認(rèn)為,物理學(xué)的最大成就莫過于發(fā)現(xiàn)了為數(shù)不多的幾條守恒定律。在高中物理中,有機械能守恒、能量守恒、動量守恒、電荷守恒、質(zhì)能守恒等。在教學(xué)過程中,要突出這些守恒定律的意義,要經(jīng)常用守恒的觀念去分析一些物理現(xiàn)象,它能給人們確定一個大的方向,而不拘泥于公式的規(guī)定。如熱力學(xué)第一定律,學(xué)生經(jīng)常因為對ΔE=Q+W公式中各項的正、負(fù)號理解不準(zhǔn)而出現(xiàn)錯誤,其實,從能量守恒的角度去理解,就不必去記各項的符號,即系統(tǒng)內(nèi)能的增加等于外界供給系統(tǒng)的能量(以熱傳遞與做功2種方式進行),則Q、W的正、負(fù)的確定就一目了然。又如化學(xué)中的氫的第一電離能,從能量角度看就是使氫原子從基態(tài)躍遷到n∝(電離態(tài))所需的能量。再如多個副線圈的理想變壓器的各電流的關(guān)系,從輸出能量等于輸入能量的觀念分析,就是一件十分顯然的事。
三、科學(xué)精神的陶冶
【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué);課堂教學(xué);數(shù)學(xué)教育
課堂教學(xué)是教學(xué)工作的基本形式,是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如何能夠在高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中提高課堂教學(xué)質(zhì)量,涉及很多方面的因素,下面具體展開論述.
一、合理制定教學(xué)目標(biāo)
一堂課的成功與否首先是看這堂課的教學(xué)目標(biāo)是否合適.其次是為達(dá)到目標(biāo)所選擇的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)措施是否得當(dāng).最后看整體的教學(xué)目的是否達(dá)到,以及達(dá)到的程度如何.
目前的高等教育是大眾教育,授課時既要兼顧大多數(shù)同學(xué)的利益,同時又不能忽視少部分能力強有考研需求的同學(xué),所以高等數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)的制定要以《教學(xué)大綱》為主,《考研大綱》為輔綜合制定.
另外每節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的制定還有與授課時長有關(guān),比如講極限概念一節(jié)時,同學(xué)們剛從高中進入到大學(xué),一下子接觸極限這種抽象的概念需要有一個過程,所以教學(xué)目標(biāo)的制定不用期望過高,因此初次講解極限概念及運算法則要求“正確理解、正確運用”就可以了,至于“深刻理解、熟練運用”需要以后慢慢完成.
教學(xué)目標(biāo)的制定還與學(xué)生的專業(yè)情況相關(guān).比如經(jīng)濟管理學(xué)院的學(xué)生大部分是文科生,所以在制定教學(xué)目標(biāo)時難度要適當(dāng)降低.并需要根據(jù)其專業(yè)特點適當(dāng)補充部分內(nèi)容,比如需求函數(shù),成本函數(shù),價格彈性、邊際成本等概念,為以后學(xué)習(xí)專業(yè)知識奠定基礎(chǔ).
除此之外教學(xué)目標(biāo)的制定還與所講的知識在教材中的所處的地位有關(guān).比如函數(shù)導(dǎo)數(shù)這一節(jié)在整個的教材中都占據(jù)著至關(guān)重要的地位.因為后面所涉及的積分和微分方程等知識都是以導(dǎo)數(shù)概念作為基礎(chǔ)的,因此從整個教材的地位來看,也要求熟練掌握導(dǎo)數(shù)概念及其相關(guān)法則公式.
總之高等數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)的制定都是基于教學(xué)大綱、授課時長、學(xué)生情況、在教材中的地位等幾方面來展開的,只有遵循上述幾點才能制定出合適的教學(xué)目標(biāo).
二、重視新知識的引入
如果把每節(jié)數(shù)學(xué)課比作一場演出,那么新課的引入就是演出開始的亮相,效果的好壞直接影響這節(jié)課的成敗.新課的引入常見的方式有下面幾種:
(一)創(chuàng)造情境提出問題
比如新開導(dǎo)數(shù)一章時提出學(xué)生所熟悉的自由落體運動,如何求出任意時刻的瞬時速度?導(dǎo)數(shù)的概念很多同學(xué)在高中都接觸過,但并不知道這一概念的由來.通過提問使學(xué)生產(chǎn)生好奇,從而化成學(xué)習(xí)的動力.
(二)由新舊知識的關(guān)聯(lián)提出問題
例如介紹不定積分一章時,提出問題:如果知道某個函數(shù)求導(dǎo)的結(jié)果是sinx,如何來求這個函數(shù)呢,從而引入不定積分的概念.
(三)開門見山法
有些知識不能借助舊知識引入時,可以直接介紹本節(jié)要學(xué)習(xí)主要內(nèi)容,在講完函數(shù)和差積商的求導(dǎo)法則后,舉一例:tanx的求導(dǎo)公式已經(jīng)知道,但arctanx、lntanx,f(tanx)對x的導(dǎo)數(shù)如何來求,為了解決這些實際問題就有必要學(xué)習(xí)下面的知識,即反函數(shù)求導(dǎo)法、復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法和抽象函數(shù)求導(dǎo)法.通過提問使學(xué)生意識到數(shù)學(xué)法則是來源于客觀實際問題的解決,迅速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)
三、加強基礎(chǔ)知識的教學(xué)
高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識是指教學(xué)大綱規(guī)定的概念和法則,包括定義、定理、運算法則、重要公式以及推理方法等.
加強基礎(chǔ)知識的教學(xué),一定要重視數(shù)學(xué)定義和數(shù)學(xué)定理和法則的教學(xué).對于一些基本的數(shù)學(xué)概念,要最好從實際例子出發(fā)進行引入,在具體講解時要把具體與抽象相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生對與新概念有關(guān)的實際問題進行觀察分析概括,最后得出正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母拍?而對于相近有聯(lián)系又容易混淆的概念,要引導(dǎo)學(xué)生用對比的方法分清他們的本質(zhì)屬性和它們之間的邏輯聯(lián)系.例如在講解方向?qū)?shù)概念時,學(xué)生很容易與前面學(xué)習(xí)的導(dǎo)數(shù)概念混淆了,所以授課時要講清楚導(dǎo)數(shù)與方向?qū)?shù)的區(qū)別與聯(lián)系.而對于公式、定理、法則的教學(xué),則要抓住引入、表述,推導(dǎo)證明、運用和記憶幾個環(huán)節(jié).
四、強調(diào)知識的關(guān)聯(lián)性
對于基礎(chǔ)知識的教學(xué)還要注意使學(xué)生把所學(xué)的知識納入到整體知識結(jié)構(gòu)中去.使學(xué)生了解所學(xué)的概念法則在整體知識結(jié)構(gòu)中的地位到底如何,以及與其他知識的相關(guān)性如何,否則不顧整體只顧局部就會畫地為牢.例如講完微分方程和級數(shù)之后,要向?qū)W生指出:表面上微分方程和級數(shù)沒什么關(guān)系,實際上求某些冪級數(shù)的和函數(shù)可以通過微分方程來求解,從而使學(xué)生注意到知識的橫向聯(lián)系.
五、嘗試“應(yīng)用教學(xué)法”
在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的有些知識時,學(xué)生容易產(chǎn)生厭煩的情緒,因為學(xué)生不了解這些知識的應(yīng)用背景,不知道所學(xué)內(nèi)容是為何服務(wù),影響了學(xué)習(xí)的積極性.比如在講不定積分和定積分兩章的內(nèi)容時,通篇都是題型與解法,絲毫沒有提及所解的積分類型究竟有何應(yīng)用,教師在授課時可以適當(dāng)補充這方面的背景知識,使學(xué)生了解其應(yīng)用意義.例如菲涅耳積分∫+∞0sinxxdx,∫+∞0sinx2dx,這兩個積分都是無窮限的反常積分,它們在光的衍射和振動學(xué)理論值起到了非常重要的作用,具體的求解要結(jié)合高年級所學(xué)習(xí)的復(fù)變函數(shù)知識來解決.除此之外不定積分一章涉及很多有理函數(shù)積分、無理函數(shù)積分等知識在熱力學(xué)、量子力學(xué)也有著廣泛的應(yīng)用.總之通過教師相關(guān)背景知識的介紹,學(xué)生就把抽象的理論與現(xiàn)實問題聯(lián)系起來,拓寬了知識面,也增加了學(xué)習(xí)的興趣.
教師在授課過程中要強調(diào)所學(xué)知識的實用性,使學(xué)生了解數(shù)學(xué)知識是用來解決現(xiàn)實生活中的問題,同時又可以從現(xiàn)實生活中提出有關(guān)的數(shù)學(xué)問題,這就是數(shù)學(xué)的全部內(nèi)容.
綜上所述,提高高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量要圍繞著下面幾個方面著手:(一)合理制定教學(xué)目標(biāo);(二)重視新知識的引入;(三)加強概念、定理、法則等基礎(chǔ)知識的教學(xué);(四)強調(diào)知識的整體性和關(guān)聯(lián)性,形成有內(nèi)在聯(lián)系的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);(五)重視知識的實用性.其中強調(diào)知識的關(guān)聯(lián)性和實用性是重點,同時還要關(guān)注知識發(fā)生的過程.數(shù)學(xué)教育理念在不斷更新發(fā)展,但不管怎樣“如何切實、有效地促進和改進學(xué)生的學(xué)習(xí)”才是教師教學(xué)的中心出發(fā)點,只要圍繞著這一中心理念展開教學(xué),高等數(shù)學(xué)教師關(guān)于教學(xué)方法、教學(xué)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識將不斷進步.
【參考文獻】
[1]曹才翰.《曹才翰數(shù)學(xué)教育文選》[M].人民教育出版社,2005,10:350-352.
【關(guān)鍵詞】高中物理;教學(xué)摸索;研究
【中圖分類號】G332 【文章標(biāo)識碼】B 【文章編號】1326-3587(2013)09-0011-01
自2001年新課程改革全面推行以來,在全面實施新課程后,我們的課堂教學(xué)發(fā)生了很大的變化,這給高中物理教學(xué)帶來了新的發(fā)展機遇,同時也給老師們的教學(xué)帶來了很大的挑戰(zhàn)。因此,在高中物理教學(xué)中,我們必須改變以前課堂上師生做無用功的教學(xué)狀況,以高中物理新課程改革理念為依據(jù)和指導(dǎo),不斷改進和完善教學(xué)策略,提高物理教學(xué)水平和質(zhì)量。本人在高中物理新課改的實踐教學(xué)中摸索總結(jié)出以下幾點策略:
一、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很重要的現(xiàn)實意義。首先,講授時突出重點,條理清晰。教師所講授的內(nèi)容,必須有明確的目的性,重點突出,抓住重點、難點和關(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)生進行思考的問題除外);其次,講授時適當(dāng)點撥,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)點撥。如在《豎直方向上的拋體運動》教學(xué)中,因為學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了《勻變速直線運動的規(guī)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(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,它難以點燃學(xué)生創(chuàng)造思維的火花,融會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。
二、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,這就要求老師在高中物理教學(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,進行靈活的運用,只有這樣才能提高物理課堂教學(xué)水平??茖W(xué)探究是高中物理新課程實施的有效的教學(xué)方式,從課程標(biāo)準(zhǔn)以及教科書的編寫內(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。對于那些獨立而簡單、有利于促進學(xué)生發(fā)展的基礎(chǔ)知識技能,對于物理實驗儀器的介紹、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)穿插演示實驗和學(xué)生實驗,引導(dǎo)學(xué)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(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)生從演示實驗中分析比較,得出實驗結(jié)論。
三、深入研究用好教材
教材是老師教學(xué)的依據(jù),新課改給老師在利用教材方面提供了很大的自由發(fā)揮空間。教師應(yīng)該通過深入分析教材內(nèi)容和研究學(xué)生的實際認(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)、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)、相互作用和運動的一些基本概念和規(guī)律,掌握終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識和技能,滿足學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的需求。教師應(yīng)全面落實課程標(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,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。
四、在知識學(xué)習(xí)過程中滲透物理學(xué)思想和方法
關(guān)鍵詞:物理 人才培養(yǎng) 策略
理科教育在高等教育中占有重要的地位,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,各個學(xué)科之間的交叉變得越來越負(fù)載,理科教育和工科教育之間的融合變得越來越深入。物理學(xué)科是一門應(yīng)用性十分強的學(xué)科,對于學(xué)生的綜合實踐能力的提升具有十分重要的意義,物理教育在人才培養(yǎng)過程中占據(jù)重要的地位。在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念、創(chuàng)新和探索精神方面有積極的促進作用,而且當(dāng)前社會上的對應(yīng)用型人才的需求量十分大,為此應(yīng)該要加強高校物理教育過程中對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)力度。
一、物理學(xué)科的發(fā)展概述
物理學(xué)研究的內(nèi)容主要是各種物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律,包括宇宙間的所有物質(zhì)存在的基本形式、物質(zhì)的運動規(guī)律、物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)形態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,從十九世紀(jì)末開始,物理學(xué)就已經(jīng)形成了一種初步的體系,在上個世紀(jì)初期,物理學(xué)的發(fā)展過程中產(chǎn)生了相對論和量子力學(xué),并且在此基礎(chǔ)上建立了近代物理學(xué)。物理學(xué)的發(fā)展也加深了人們對物理學(xué)的理解以及認(rèn)識,促進了很多新興的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)物的出現(xiàn)。物理學(xué)作為其他學(xué)科的一種基礎(chǔ)學(xué)科,在教育過程中占有十分重要的意義,尤其是發(fā)展到現(xiàn)在,社會對應(yīng)用型人才的需求越來越大,物理學(xué)教育過程中人們對人才的綜合實踐能力的需求越來越大。很多深入到分子結(jié)構(gòu)層次的學(xué)科,都需要物理學(xué)的基礎(chǔ)知識作為支撐,因此在各個學(xué)科的交叉過程中又出現(xiàn)了很多新的學(xué)科,比如量子化學(xué)、激光化學(xué)、分子反應(yīng)動力學(xué)等,應(yīng)用物理是近年來逐漸發(fā)展起來的一門物理學(xué)的分支,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,各種科學(xué)技術(shù)在我們生活中的應(yīng)用越來越多,加強物理的應(yīng)用功能的發(fā)揮,加強對各種先進技術(shù)的應(yīng)用成為當(dāng)前時展過程中的一個重要方面。當(dāng)前物理學(xué)科的研究體系也逐漸發(fā)生了改變,由簡單到復(fù)雜、由單一到多元化,越來越多的高校在教育過程中對應(yīng)用物理加強了教育的力度,從而促進了物理學(xué)科的進一步深入發(fā)展。
二、物理學(xué)科教育中人才培養(yǎng)策略
(一)加強物理教育過程中的各種硬件以及軟件投入
由于物理學(xué)是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科,尤其是發(fā)展到現(xiàn)在,結(jié)合各種應(yīng)用技術(shù)進行教育成為物理學(xué)教育過程中的重要內(nèi)容。加強理論課程與實踐課程的有機結(jié)合,一個十分重要的前提就是要加大學(xué)校的各種硬件和軟件的投入,將物理學(xué)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)落到實處。對于物理學(xué)課程實訓(xùn)的實施,高校應(yīng)該要加強對軟件以及硬件的投入力度,保證學(xué)生對各種物理學(xué)原理進行學(xué)習(xí)之后還能有相應(yīng)的硬件環(huán)境條件進行實踐訓(xùn)練,在教學(xué)過程中組織學(xué)生對各種物理學(xué)的原理以及實驗現(xiàn)象進行討論。物理學(xué)人才的實訓(xùn)培養(yǎng)過程中,對于硬件投入的力度更大,比如組建相應(yīng)的實驗室,為學(xué)生的實踐能力的提升提供必要的基礎(chǔ)。加強專業(yè)實踐訓(xùn)練是促進應(yīng)用型人才的能力不斷提升的重要措施,學(xué)生的專業(yè)訓(xùn)練以及實踐一般是到各種實習(xí)基地進行,因此需要學(xué)校加強實習(xí)基地以及創(chuàng)業(yè)園的建設(shè),同時要配備相應(yīng)的師資力量,挑選一批高素質(zhì)的實習(xí)指導(dǎo)教師,為學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)提供必要的支持。
(二)加強院校之間的合作,提高師資隊伍的質(zhì)量
師資隊伍力量是影響教育水平的重要因素,在當(dāng)前的高校物理學(xué)教育過程中,加強師資力量隊伍的完善,是提高教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的綜合實踐能力的重要措施。在師資隊伍力量的建設(shè)過程中,應(yīng)該要加強“雙師型”教師隊伍的壯大,確保高校能夠走內(nèi)涵發(fā)展道路。教師不僅要具備理論知識,更要加強實踐能力的提升,比如加強不同院校之間相關(guān)專業(yè)的教師之間的合作以及交流,加強理論與實踐相結(jié)合,教學(xué)與各種實踐訓(xùn)練相結(jié)合等,鼓勵教師到企業(yè)中參加相應(yīng)的工作實踐,從而能夠提高實踐教學(xué)能力,提高學(xué)生的實踐能力。教師的能力素養(yǎng)的培訓(xùn),不僅要保持各種教育技能的提升,還應(yīng)該要加強職業(yè)道德素養(yǎng)的培訓(xùn),為高校的物理教育以及物理人才的培養(yǎng)營造一種良好和諧的環(huán)境和氛圍。
(三)加強校企之間的合作
校園與企業(yè)之間的有效銜接,是很多高校在教育過程中提高教育質(zhì)量的重要發(fā)力點。高校教育的一個重要目的就是培養(yǎng)綜合性的人才,直接為企業(yè)輸送專業(yè)人才,尤其是對于物理學(xué)而言,隨著應(yīng)用物理的不斷發(fā)展,對學(xué)生的綜合實踐能力的要求越來越高,為了不斷提升學(xué)生的綜合實踐能力,需要加強與企業(yè)之間的聯(lián)系。在高校教育過程中,應(yīng)該要引入相關(guān)企業(yè)文化建設(shè)的內(nèi)涵,豐富校園文化的內(nèi)容,形成一種校園文化教育和企業(yè)文化教育有效融合的局面。與此同時,加強學(xué)校與企業(yè)之間的有效結(jié)合,還可以為學(xué)生提供更多實踐鍛煉的機會,提供相應(yīng)的場所從而不斷培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力素養(yǎng),讓學(xué)生在企業(yè)的實踐過程中能夠強化學(xué)生的職業(yè)精神,從而更加理解物理教育的本質(zhì)和內(nèi)涵。
三、結(jié)語
物理學(xué)識一門應(yīng)用學(xué)科,從十九世紀(jì)開始就已經(jīng)逐漸形成物理學(xué)體系,在不斷的發(fā)展過程中結(jié)合了很多時代的特征以及社會要求,發(fā)展到現(xiàn)在,物理學(xué)的應(yīng)用性變得越來越強,如何加強應(yīng)用物理教學(xué)過程中對人才的培養(yǎng)力度,是很多高校在教育教學(xué)中考慮的重點。加強物理人才的培養(yǎng),需要綜合實踐能力較強的教師積極引導(dǎo),需要加強校園與校園、校園與企業(yè)之間的合作,加強高校對各種基礎(chǔ)上設(shè)施設(shè)備以及軟件教學(xué)資源的投入,最終提高學(xué)生的綜合實踐能力。
參考文獻:
[1] 蔡敬民,魏朱寶.應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略思考[J].中國高等教育,2008(09)
[2] 張丹.淺談物理學(xué)的發(fā)展[J].科技信息,2009(14)