物理学课程论文范文

时间:2023-02-28 15:33:18

物理学课程论文

物理学课程论文范文第1篇

1.1与专业必修理论课的接轨

本课程所采用的教材很多章节中展示了当年科学家理论推演的部分原始过程(与专业课书本上所讲内容道理虽同,所采用的方法却复杂很多)。比如在第六章第三节《狭义相对论体系的建立》当中多处使用爱因斯坦《论动体的电动力学》原文中的表述内容虽然汁原味,但太过抽象,对于专业课基础较为薄弱的物理系大学二年级学生来说很难接受。而相对论理论的系统学习是大学四年级开设的《电动力学》专业必修课的任务。笔者在讲授本节课程时新课导入采用“钟慢尺缩”、“双生子佯谬”和“天上一日,地上一年”等生动有趣的课题引入,淡化和删除了课本上多处原文中的理论推导。因为这时学生的认知水平所处的阶段正是英国教育家怀特海所说的浪漫阶段(新奇而生动,浪漫的遐想),通过这样的例子和问题激发学生思维的火花,在同学们感知到狭义相对论的有趣事例之后,画龙点睛一语中的般地指出这些只是狭义相对论的表面现象,而相对性原理———物理定律对于一切惯性系都应具有相同的形式(协变要求),才是它的本质。学生的认知水平进入了精确阶段。爱因斯坦本人在提出狭义相对论时是从电磁学入手的。学生刚刚在大学一年级学习过《电磁学》专业课,并不陌生。为了深化这一点认识,笔者举出了如下例子,引导学生掌握:一个点电荷所带电荷量为q,静止放置在如图所示的位置,问学生在图中的静止的A点处,有无电场和磁场?学生通过电磁学课上所学的“静止电荷只能产生电场”和“运动电荷既产生电场又产生磁场”的知识很容易判断A点有电场无磁场。笔者随即将题设改为,点电荷q依然静止不动,A点以速率v向右运动,再问同样的问题,组织学生讨论、探究,在笔者的启发下学生终于认识到若以点电荷q为参考系,A点依然是有电场无磁场,但若以A点自身为参考系,由于电荷q相对于A点向左运动,那就变成了运动的电荷,所以A点既有电场,又有磁场。通过这样一个简单的例子使学生感知到专业必修课《电磁学》上所学的经典理论对于不同的参考系竟然得出不同的结果,在此基础上直接给学生展示相对论电动力学的结果。这样学生的认知水平便进入了怀特海所说的教育三阶段中的综合应用阶段。

1.2与专业实验课的接轨

本课程所采用的教材中详细描述了许多当年的科学家所做的实验。学院开设的普通物理实验课程中的大部分内容正是对这些实验的重现。笔者结合相关专业基础课和实验课的内容,发掘出《物理学史》课程中与普通物理实验相关的问题(特别侧重于科学方法的渗透),既能激发学生探究问题的热情,促使其反思实验课当中处理问题所采用各种方法的深刻含义,又能加强师生互动,提高课堂效率和学生分析问题、解决问题的能力。

2对教材内容顺序进行了调整

本课程教学所采用的教材是郭奕玲、沈慧君编著的由清华大学出版社出版的《物理学史》第二版。此教材体系完整,见解独到,科学家实验情景描写细致入微。但仅限于每周两课时的情况,教师讲解不可能面面俱到。为此笔者根据学生专业发展需要,对教材内容进行整合、提炼,不合理的地方加以剔除,必要的知识点加以拓展,以更好地服务教学。本门课程的教学重点内容是前九章,后面几章属于介绍、略讲范畴。笔者在教学过程中将第十一章《现代光学兴起》内容与第三章《经典光学的发展》部分整合,题名《光学的发展》,将第十二章《天体物理学的发展》与第六章最后一节《广义相对论的建立》内容整合,使学生将前后知识融为一体。例如现阶段就学生考研而言,光学专业无论从就业、考研两个方面来说均属于相对热门专业。如此教学法有利于学生深刻认识到光学学科的重要性,不仅促进了《光学》专业课教学,对学生将来的综合发展也有益处。

3将学科前沿知识和大学生顶岗实习支教教学案例融入课堂教学

笔者在攻读硕士学位时所学专业是理论物理,具体方向是量子信息和量子光学,毕业以来一直从事这个研究方向。第八章第九节《关于量子力学完备性的争论》和第十节《量子电动力学》等内容正好与笔者的科研方向相关。故而笔者在讲到这里时利用自己的专业优势补充了大量的前沿知识如“薛定谔猫态”、“压缩相干光场”、“量子计算”、“量子纠缠”、“EPR佯缪”等等,充实了课堂内容,使学生的视野从课本转向前沿,做到“搞好科研促教学”。由于物理系属于师范专业,绝大多数学生无论考研与否终将登临三尺讲台。中学物理教学中若以物理学故事的形式引入,可以使教学过程更加生动活泼,激发学生的学习兴趣。物理学史课堂正好提供了这种资源。另外,物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程,丰富的物理学史素材可以使中学课堂凸显科学精神,对学生以后从事教学工作带来益处。近年中考、高考对物理学史相关知识考察日趋增多。科学家思考研究问题的很多方法对于即将登台讲课的物理专业师范生来说具有重要意义。例如类比法是最重要的科学研究方法和教学方法之一。科学家拿库仑定律类比万有引力定律(平方反比),拿电力线、磁力线类比流体,拿以太类比弹性介质等等,至为深刻。讲到这里笔者结合自己的扶贫顶岗实习支教工作经历,列举出实习支教大学生讲课的真实案例中“类比”方法使用的例子,使得学生感知到正确使用类比方法可以将抽象的概念和生活中的实际现象联系起来。这样的方法不仅是新课导入的关键,也是促使中小学生的认知过程由形象到抽象,由浪漫阶段转入到精确阶段的重要教学手段之一。

4结语

笔者自本学期从事《物理学史》专业选修课教学工作以来,就以上三个方面进行了课堂教学改革,效果显著。就本门课程而言,在学生课前预习、课后意见反馈、成绩考核等方面即将进行的教学改革还在进一步研究当中。

物理学课程论文范文第2篇

关键词:物理学主干课程;课程资源;网络平台;网络课程

校园网络的建立,为教学现代化以及学生的自主学习提供了坚实的硬件基础,同时网络教育的软件条件也是必不可少的,它包括网络教育资源库和网络教育支撑平台,前者提供教学内容,它包括不同层次、不同形式网上教学所需的各种材料。后者提供教学环境,它包括网络教学支持、网络教育资源库管理、教学管理与评价、系统管理等。校园网物理学主干课程教学系统平台的资源具有Internet上资源无法替代的作用,它的建成能适合本校教育教学实际需要,以广大师生物理学科的学习和科研为目的,为物理学科的教学和科研服务。

一、平台的设计原则

校园网物理学主干课程教学系统平台以课程学习的网络支持系统为目的,在各种不同的教学环节中提供灵活的、适合于多种层面的交互式教学支撑环境。它的设计遵循以下原则:

(一)服务教和学的原则

课程资源与教学管理平台的功能主要是为教师的课程教学和学生的课程学习提供教学支撑环境,所以要服从服务教和学的原则。

(二)可扩充性原则

系统必须优化体系结构,可扩充性强。因此,软件功能上应有进一步开发的计划,硬件环境的选型要考虑扩充方案的成本。

(三)简洁明了原则

版面结构设计、颜色、字体简洁明了;网站导航清晰明确;指示性图形含义前后保持一致;整体页面风格一致。

(四)易操作的原则

操作要简单,不需要进行系统应用培训;运行快捷:提示信息详尽、准确、恰当。

(五)易维护性原则

当系统上出现小的变动或出现新的需要时,要能够方便快速地进行维护。

二、课程教学资源建设的组织与实施

资源与教学管理平台是学生进行课程学习的重要资源,也是学生进行网上课程学习的基础,所以对课程资源的建设和组织也至关重要。网络教学课程资源建设分为两部分:资源内容的建设和资源管理系统的设计。

(一)课程资源内容的建设

按照课程的形式组织和呈现资源,课程资源模块是本系统的核心模块。在课程资源模块中分为:课程简介、任课教师信息、教学大纲、三基方案、教学进度安排、实验安排、PPT课件、教学录像、学习资源、学生作业、试卷试题等。

(二)课程资源内容的组织管理

课程资源具有数量大、形式多样、针对性强、教育性强等诸多特点,必须按标准规范将分散、无序的资源整合起来,使用户能够方便、高效的将其利用于自己的学习和工作之中。

1.资源组织管理:(1)成立专门的课程开发机构,由教育技术人员和学科教师有计划、有步骤地开发、制作质量高、效果佳的网络课程。(2)按课程组织所有资源。组织开课的教师按资源建设规范,提交课程建设的电子稿件,多媒体素材课件等数字材料。根据教学需要,从互联网上收集整理相关的素材、与专业有关的网站或网页录入到资源库中。(3)提供资源的详细资料说明;(4)资源下载。

2.资源上传管理:普通用户上传的资源在入库前,必须进行审核。资源的审核者通常是一些学科专家,学科专家按照网络资源的评价标准对资源数据进行评价,将合格的资源提供给终端用户使用。目前,还没有一套实用或可操作的对网络教育资源进行恰当评价的量表。资源的审核主要依靠资源审核专家从资源的科学性、正确性和技术性及规范性几个方面对资源进行审核,以主观评价为主。在本课题中资源的审核授权给创建课程的教师,即课程管理员,以及系统管理员。资源上传管理实现:资源上传功能;对上传资源的审核;对上传资源的信息修改。

(三)课程资源管理系统的设计

本系统是以课程的形式组织和呈现资源,所以资源的组织和建设是以课程为单位的。系统的部分资源是系统创建的时候提供的,但是,建设阶段添加的资源毕竟有限,要使平台不断壮大,资源不断增加,后期平台运行过程中,教师和学生对资源的不断积累是非常重要的。

在本系统中,用户可以使用所有的相关资源,也可以把自己收集的相关资料上传到服务器中供其他用户浏览和使用。课程网络教学资源系统的用户分为系统管理员、教师、学生和一般用户四类,每类具有不同的使用权限。根据用户权限不同,用户进入系统后,所呈现的课程资源相关页面内容也不一样:(1)系统管理员:浏览课程资源或信息;修改和删除课程简介、任课教师信息、教学大纲、教学进度安排、实验安排;添加和删除PPT课件、学习资源、试卷试题;管理学生作业、课程公告和课程留言。(2)教师:浏览课程资源或信息。课程管理员还可以修改和删除课程简介、任课教师信息、教学大纲、教学进度安排、实验安排;添加和删除PPT课件、学习资源、试卷试题;查看学生作业,对学生作业给出反馈信息;删除学生作业;管理课程公告和课程留言。(3)学生:浏览课程资源或信息;上传学生作业;查看教师对作业的反馈信息;上传自己积累和搜集的与课程相关的资源或自己的作品;签写课程留言。(4)一般用户:浏览课程资源或信息;上传与课程相关的资源或自己的作品;签写课程留言。

(四)系统的技术实施

网络教学资源系统在客户与资源库之间采用B/S结构模式,管理员与资源库之间采用的是B/S和C/S相结合的混合结构模式。B/S结构可以为用户提供一个友好的界面并尽可能减少用户操作的复杂性,而对系统管理员采用B/S和C/S相结合,增强了系统管理的灵活性、可靠性,提高系统的处理能力,保证系统高效安全稳定地运行。系统采用的编程语言为XML,数据库为SQLsever7.0,网页平面设计工具为DreamweaverMX,图形、图像平面设计工具Photoshop7.0,操作系统为WindowsXP,Web和FTP服务器为IIS5.0。

三、物理学主干课程网络的开发

物理学专业主干课程网络的开发是台州学院于2005年立项的校级科研项目,它包括了理论力学、量子力学、热学、光学、电磁学、数学物理方法、普通物理实验等基础主干课程的学习内容。系列网络课程由物理与电子电子学院组织力量进行开发工作,由教育技术专业课教师编写脚本,集中了所有专业课的任课教师或专家。

网络课程以面向新世纪教学内容和课程体系改革成果为依托,以先进的教育思想为指导,以现代教育技术为手段,充分体现了教学内容和教学手段的先进性和科学性。“物理学专业主干课程”网络课程的知识涵盖面广,内容丰富全面,信息量巨大,带有数量极大的文本、图形、动画等媒体素材及教学模块等,同时在教学内容上,随着时间的推移,不断更新知识内容,上传最新学科动态,有利于学生自我学习和教师辅助教学的功能。课程在功能模块之间、学科之间可以方便灵活地进行跳转,同时能较方便地浏览相应的学科网站和文件检索功能,具有良好交互性及可控性。

四、结语

物理学主干课程网络平台的开发与建设,正是适应当前国家大力推广网络课程和精品课程建设的需要,充分利用网络教学课程和教学资源库在网络教学上的优势,为师生之间提供多层次、多角度的交互平台,实现理想的学习环境,为学生进行研究、探索性学习提供了良好的条件。

参考文献

[1]岳辉麟.关于网络教学资源建设的分析[J].电化教育研究,2005,(2).

[2]赵海兰.高职高专院校网络教学资源的建设与研究[J].教育信息化,2006,(1).

[3]叶善专,朱明.大学物理精品课程的建设和发展[J].物理与工程,2006,(3).

物理学课程论文范文第3篇

【关键词】物理学 毕业论文 选题 教育研究

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)23-0055-02

本科毕业论文是实现本科培养目标的综合性实践教学环节,它既是对学生大学四年学习成果的一次综合考查,也是对学生运用所学知识和技能进行科学研究工作的初步训练。近几年,笔者在指导物理学专业本科毕业论文时发现,物理学专业本科毕业论文选题出现了一些新特点:主要是选题呈现多样化,物理教育研究方向的选题趋热,理论物理研究方向的选题趋冷,中学物理教育研究方向的选题已成为热点。出现这种现象,既有考研与就业形势的影响,也有学生的学习观与就业观的因素,值得我们去关注和思考。

本文研究所选数据为最近几年的数据,具有较好的时效性,数据来源准确,且基于浙江师范大学的学校地位(1980年被列为浙江省属重点高校),所以能基本反映全国高师院校中物理学专业本科学生毕业论文写作的趋势。

一 毕业论文选题的调查统计分析

对浙江师范大学物理学专业2010~2012年三届学生毕业论文选题的研究方向作了较详细统计,分别从纵向、横向进行了比较,见表1、表2、表3。从表1可以看出,学生毕业论文选题涉及十几个小研究方向,通过对这些小研究方向进行合并,可归类整理成“物理教育”“理论物理”“普通物理”“应用物理”四个大研究方向。其中,物理教育包含中学物理教育、物理学史和大学物理实验;理论物理包含理论力学、量子力学、电动力学和统计物理;普通物理包含力学、电磁学、热学、光学和原子物理;应用物理包含新能源材料、家用电器和其他。如“物理教育”研究方向,除了传统的中学物理教育研究方向外,还涉足了物理学史研究方向和大学物理实验研究方向,毕业论文选题呈现了多样化的特点。

从表2可以看出,三届学生毕业论文选题为物理教育研究方向的人数分别占年级总人数的24.4%、30.4%、37.4%,而选题为理论物理研究方向的人数分别占年级总人数的43.3%、40.2%、26.4%,物理教育研究方向的选题趋热而理论物理研究方向的选题趋冷的特点明显。从表3可以看出,在物理教育研究方向毕业论文选题中,选题为中学物理教育研究方向的人数分别占物理教育研究方向总人数的63.6%、78.6%、82.4%,中学物理教育研究方向的选题已成为学生研究热点的特点非常明显。

面对以上高师物理学专业本科毕业论文选题的新趋势,指导教师中出现了各种各样的看法,褒贬不一,概括起来主要有以下几点:(1)目前,由于中学教师待遇较好,越来越多的高师毕业生想进中学工作,学生选做中学物理教育研究方向课题既实事求是,又能为将来从事中学物理教育研究打下一定的基础。(2)目前,我国新一轮基础教育课程改革正在全面推进,新的课程理念、教材、课程评价观强烈冲击着现有的教师教育体系,高师物理学专业本科学生选题以中学物理教育为研究方向,充分体现了当前高师物理学专业本科学生对我国基础教育物理课程改革的关注。(3)中学物理教育研究方向的论文学术性低,让大学本科学生去做中学物理教育研究方向的选题,会降低物理学专业本科生的培养目标。(4)高师物理学专业的本科生只有几周中学物理教学实践时间,让学生做中学物理教育研究方向的选题既不切实际,也无法写出高水平的中学物理教育研究论文。

二 高师物理学专业教育改革的几点思考

1.转变观念,自觉提高对物理教育研究的认识

随着教育的发展,“科研兴校”“科研促学”的理念日益被大家所接受,物理教育研究的能力作为物理教师一项必备的素质也越来越受重视。物理教育研究是以物理教育现象和物理教育问题为对象,有计划、有目的地运用科学研究的原理和方法,通过对物理教育现象的描述、解释、预测和控制,探寻物理教育活动规律及其有效物理教育途径和方法的一种科学实践活动。物理教育研究的能力是一种高级的、来源于物理教育实践,而又有所超越和升华的创新能力,它要求研究人员具有扎实的教育学、心理学的理论和方法论知识,具有发现问题和分析问题的能力,具有收集文献资料和筛选信息整理资料的能力,具有较好的文字表达能力,具有开拓创新精神等。高师物理学专业加强培养学生物理教育研究的能力,不仅符合高师物理学专业人才培养目标的要求,而且适应当前基础教育物理课程改革与发展的需要。因此,高师物理学专业的教育管理者和任课教师应转变观念,自觉提高对物理教育研究的认识。

2.与时俱进,积极关注基础教育物理课程改革

由于物理学专业本科毕业论文选题中中学物理教育研究方向的选题占了较大比例,这一项指导任务,单由几个从事物理课程与教学论的教师来承担难以完成,还需其他专业课教师也来承担才能完成。这就给本科毕业论文的指导教师提出了新的要求,必须转变轻视中学物理教育研究的观念,与时俱进,全面了解当前基础教育物理课程改革的内容及发展趋势,这样才能正确指导学生做好中学物理教育研究方向的毕业论文。另外,作为一名高师物理学专业的任课教师,即使不指导学生毕业论文,也应时刻关注我国基础教育物理课程改革的发展与需求,也应积极参与我国基础教育物理课程改革的实践和研究,因为高师物理学专业的培养目标主要是未来的中学物理教师,高师物理学专业所有的教学工作都应围绕这一目标来进行。因此,高师物理学专业的任课教师必须与时俱进,积极关注基础教育物理课程改革。

3.因势利导,积极为学生创造物理教育研究的条件

第一,开设“物理教育研究论文写作”课程。为了提高学生的物理教育研究论文写作能力,帮助学生尽早参与物理教育研究。笔者建议在高师物理学专业大三开设“物理教育研究论文写作”课程。在做物理教育研究方向的毕业论文时,绝大多数学生从未有过做物理教育研究的体验,完全不清楚物理教育研究论文写作的具体要求和规范,这与没有开设“物理教育研究论文写作”课程有直接关系。该课程应从理论和实践两个层面剖析物理教育研究论文写作的要旨。如物理教育研究论文写作的目的、意义、价值;物理教育研究论文的选题、文献综述、论点的形成、研究方法的选择、论据的梳理;物理教育研究论文的规范、要求、修改等,从理论层面进行剖析。同时将一些有代表性的优秀物理教育研究论文作为范本,在学生仔细阅读的基础上,教师引导学生一起评析,诸如评析论文的选题与结构,材料的整理与分析,研究其学术性、科学性、创新性、专业性、实践性等,以此给学生示范作用,从实践层面使学生准确地掌握物理教育研究论文写作的要领,提高学生物理教育研究的能力。

第二,拓展物理教育实习的内容和形式。做物理教育研究的先决条件是必须深入物理教学的第一线。目前,我国高师院校学生物理教育实习普遍采用在大四集中(或相对集中)实习的模式进行,时间一般只有6~8周,实习目的主要是让学生了解中学物理教学常规工作,进行中学物理课堂教学实践,培养其独立从事中学物理教育和教学工作的能力及中学物理教育研究的能力。时间短且形式单一的物理教育实习,是学生做中学物理教育研究论文的不利因素,也是造成中学物理教育研究论文水平不高的直接原因。笔者建议拓展物理教育实习的内容和形式。高师物理学专业应让本科学生在大一到大四整个学习过程中尽早、多次、渐进地全程接触和了解中学物理教学实际,在中学物理教育实践活动的不同阶段中(如在教育见习、模拟实习、正式实习等阶段中)感知、思考和深化对中学物理教育教学的专业性、复杂性的认识,并有目的地指导学生在中学物理教育实践中开展物理教育现状调查和物理教育研究工作,以培养学生的物理教育研究能力。国外许多国家在师范生教育实习方面有很多好的经验值得我们借鉴。如德国师范生实习时间是72周,在较长的实习期间,学生能深入了解教育实际,学会在真实的教育实境和教学个案中调查研究、发现问题、选择课题、搜集数据、形成观点,以培养他们的教育研究能力。总之,积极为学生创造物理教育研究的条件,能有利于培养学生物理教育研究的能力。

参考文献

[1]朱铁成.物理教育研究[M].杭州:浙江大学出版社,2002

物理学课程论文范文第4篇

关键词:信息素养;物理学;毕业论文;高等教育

作者简介:刘婷婷(1978-),女,山东泰安人,泰山学院物理与电子工程学院,讲师;孙海滨(1974-),男,山东泰安人,泰山学院物理与电子工程学院,副教授。(山东 泰安 271021)

基金项目:本文系山东省教育科学“十一五”规划课题(课题编号:2010GG042)的研究成果。

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0175-02

信息素养是人们的一项基本生存技能,它形成了终身学习的基础,[1]是人们成为信息化社会中独立的终身学习者的关键。信息素养是当代大学生必须具备的基本素养之一,信息素养主要表现为:熟练运用信息技术工具的能力;敏锐的信息意识及主动获取信息的能力;收集、整理、评估、利用、传递和交流信息的能力;良好的信息协作意识与合作能力;信息免疫能力及信息伦理道德修养;将所获得的信息用于问题解决,进行创造性思维活动的开发能力。[2]

大学生信息素养的培养是一项系统工程,不应该也不可能脱离专业课程的教学。为了获得最佳的信息素养教育目标,必须实现信息素养教育与专业课程教学的有机整合,即实施专业信息素养教育。专业信息素养教育是基于学科的专门信息素养,是高等教育各专业课程体系的前提和基础。[3]

结合专业课程教学实施信息素养教育,培养物理学专业学生的信息素养是非常有效的一个现实途径。对于物理学专业学生而言,信息素养是物理学专业素养、文化素养和信息技术应用能力的交集。[4]在物理学专业课程的教学中,教师要注意将信息素养的培养要素有机融入教材、认知工具、网络以及各种教学资源中,在各个教学环节渗透信息素养教育,以满足大学生对海量信息的迫切需求,进而更好地实现专业课程的教育教学目标。[5]

一、基于毕业论文写作的信息素养教育目标――以物理学专业为例

作为物理学专业学生重要学习环节的毕业论文写作,是一种重要的专业实践教学形式,是全面发展学生信息素养的一个有效途径。教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制订的《高等学校物理学本科指导性专业规范》指出:“论文内容可以是理论研究、实验研究、文献综述、调研报告或应用开发。论文应具有完整性和一定的系统性,对所研究的问题应有比较充分的调研,分析具体,结论可靠。提交的论文应符合通常科技论文的规范和要求,内容基本正确。对论文的评价重点是学生的学风、对知识的综合掌握、应用能力、分析能力和解决问题的能力”。[6]

因此,结合物理学专业特点制订毕业论文写作的信息素养教育目标就显得非常重要。因为科学合理的信息素养教育目标,能够促使学生主动将信息素养能力纳入自身能力建设中,使学生的信息素养能力随着专业知识的增长而得到不断的强化,并最终成为保障其终身学习的一种能力。[7]

对于物理学专业学生而言,基于毕业论文写作的信息素养教育的总目标是在发展学生物理学专业素养的同时,促进信息素养的发展,使学生成为终身学习者。具体的信息素养教育目标:一是使学生掌握信息检索策略,学会运用专业数据库,具备检索物理学专业信息的良好能力;二是使学生学会批判性的运用所获得的信息,并选择有益信息融入自己的知识结构和价值体系,会在所获取信息的基础上进行初步的学术创新;三是在论文写作过程中遵循学术规范、学术道德和信息道德;四是在答辩过程中能够有效的传递、交流信息。

二、基于毕业论文写作的信息素养教育策略

毕业论文写作中的信息素养教育是基于物理学专业情境的学习过程。这种渗透式的专业信息素养教育可以使学生巩固所学物理学专业知识,扩大知识面,发展学术素养,全面提升信息素养。

1.通过论文选题培养学生的信息检索能力

物理学专业学生的毕业论文选题可以是教师科研项目的组成部分,也可以在教师指导下自由选题。例如,与教师科研项目相关的毕业论文题目:一维三原子链的晶格振动分析,一维线性谐振子薛定谔方程的数值计算,相互作用带电粒子运动轨迹的数值模拟与分析,航天器变轨过程分析,光学涡旋的产生及衍射特性,数字全息显微技术研究,光学实验中的图像处理与应用,等等。学生参与教师的科研项目,可以增加科研实践机会,拓展物理学专业知识视野。学生在导师的指导下自主选题时,要综合考虑自己的知识掌握情况和专业能力,并根据自己的专业兴趣选定论文题目。学生可以从科学研究中尚未解决的难点问题,以及公众关心的热点问题中自主选题,也可以在他人研究成果的基础上进行选题。无论如何选题,都是以大量信息为基础的,充分利用信息,善于捕捉为己所用的信息,了解课题的学术意义、学术创新和国内外最新进展,就会大大拓宽研究思路。[8]

在论文选题过程中,课题检索是一个必不可少的环节。通过课题检索,有助于学生掌握各种物理学专业数据库的检索途径、方法和技巧,如学会熟练运用中国知网、超星数字图书馆、万方数据库、维普等中文数据库的使用方法,了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、Science Direct、SpringerLink、IEEE Xplore等外文数据库的使用方法。这样可以督促学生自觉主动地利用图书馆的各类馆藏文献资源进行自主探究学习,使学生学会课题检索,掌握文献检索知识,丰富信息知识,巩固所学物理学专业知识,使学生的专业信息能力得到发展。

2.通过文献综述培养学生的信息能力

在确定好论文题目之后,学生需要进一步进行文献的检索和整理,并在此基础上进行文献综述。文献综述是指在全面掌握、分析与课题相关文献的基础上,对该课题在一定时期内的已有研究成果进行分析、归纳、整理和评述而形成的论文。文献综述一般要对研究现状进行客观的叙述和评论,以便预测发展、研究的趋势或寻求新的研究突破点。[9]

在文献检索过程中,教师要指点学生注意文献资料的新颖性、价值性和真实性,引导学生科学合理的筛选、评价所获取的信息资源,提取有价值的信息内容,并将收集到的文献资源进行分类,将其融入到自己的知识体系中。在此基础上,应充分利用所获取的信息,完成文献综述。当然,本科生的文献综述只要能够对已有研究成果进行较为全面的分析和述评即可。文献综述的作用体现在多个方面:第一,充分了解课题的全面情况,把握课题的发展规律,熟悉已取得的成果和存在的问题,以及从事该课题工作的主要学者的成就和水平;[10]第二,可以培养学生熟练运用信息检索工具的能力以及根据主题收集信息、整理信息的能力;第三,文献综述对参考文献的要求可以帮助学生掌握学士学位论文的规范要求;第四,文献综述可以有效减少学生的抄袭现象,便于对学生进行信息伦理道德教育。

3.通过毕业论文写作全面提升学生的信息素养

毕业论文的写作不仅需要学生掌握系统的物理学专业知识,还需要学生具备复合型的知识结构、良好的逻辑思维能力和扎实的文字功底。在论文写作过程中,学生要充分利用所占有的各类信息资源,运用各种创造性思维,在综合归纳材料、分析实验数据的基础上形成自己的见解。

教师要指导学生掌握论文写作的各个细节,如要让学生掌握科技论文的结构:一是论文前置部分,包括封面、题名、中英文摘要、目录;二是主体部分,包括引言、材料和方法、结果与分析、讨论、结论、致谢、参考文献;三是附录;四是致谢。在开始论文写作前,要列出论文的写作提纲。写作提纲要提纲挈领、主次分明、组织合理。在写论文的主体部分时,要注意结构严谨、层次清楚、文字通顺、衔接自然、用语符合技术规范,图表清楚,格式规范。论文中的论据应该真实可靠;论证要合情合理;论述要具有科学性、专业性、创新性;结论与全文观点要保持高度的一致性。

4.通过论文答辩评价学生的物理学专业信息素养能力

论文答辩是毕业生在规定时间内展示自己毕业论文的研究内容、研究方法和主要结论,由答辩委员会就论文进行点评,指出优缺点及修改意见的过程。论文答辩是学生展示、交流毕业论文成果及学业成就,检验学生信息能力的重要环节。通过论文答辩可以全方位检验学生对所写论文的认知程度,对物理学专业知识的掌握程度及运用能力,运用论文观点回答问题的应变能力,以及对文中创新点的解释能力。

三、结论

信息素养教育与专业课程学习的有机整合是发展大学生信息素养的最佳途径。物理学专业学生的毕业论文写作,是基于物理学专业情境的学习过程,是专业素养教育与信息素养教育的有机整合。通过毕业论文写作,可以丰富大学生的信息知识,拓展信息视野,锻炼信息能力,培养信息道德。因此,毕业论文写作既是一种重要的专业实践教学形式,也是全面发展学生物理学专业素养和信息素养的一个有效途径。

在毕业论文写作过程中,教师可以把信息检索、信息获取、信息评价、信息创新、信息交流、信息伦理等内容渗透到论文写作的各个环节,如文献查阅、开题报告、中期检查、文献综述、论文提纲与结构、论证方法、实验研究、数据处理、图表处理、论文撰写与排版、文献引用等。与此同时,指导教师自己也应在教学过程中不断学习,更新自身的知识结构和思维方法,不断优化教学,探索出适合信息素养教育的教学方法;教师自身也要采取有效措施提升信息能力,发展信息素养,在教学过程中与学生共享各类信息,充分实现师生的有效互动。[11]

参考文献:

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物理学课程论文范文第5篇

热学课程论文教学形式与作用一、引言

《热学》是物理学中研究物质热运动及其有关性质和规律的一门分支学科,是物理学专业本、专科学生必修的专业基础课。《热学》课程在实验基础上,通过物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法的引导,培养学生进一步学好物理学的兴趣,提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力。其主要内容包括:分子动理学理论的平衡态理论、输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、液态与固态、相变等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。通过本课程的学习,既要帮助学生迅速掌握大学的学习特点和规律,建立正确的学习方法,努力养成刻苦踏实、勤于思考的良好学风,又要为后继课程的学习作好业务、思想和心理上的准备,还要为学生毕业后从事有关科学研究、应用开发、教学工作等打下良好的基础。在目前《热学》课程的教学中,课程论文扮演着越来越重要的角色,探讨课程论文教学的相关研究课题也逐渐开始得到重视。课程论文要求学生在掌握物理学基本概念和基本规律的基础上,通过调查研究,适当了解这些基本概念与规律以及它们在生产技术、特别是高技术领域中的应用,注意培养学生理论联系实际的能力,培养学生对实际问题特别是当代物理学前沿以及当前高技术领域中物理问题的兴趣,引导和激励他们解决实际问题的愿望和责任感。教学方法的改进是课程教学改革的重要方面,在课程论文的实施过程中重视学生能力素质的培养,把课程建设的目标定位于造就新世纪人才,使学生终生受益。

二、课程论文的基础

课程论文实际上是对学生提出了更高的要求,因此,《热学》课程的教学应当把重点放在打好基础上。如果学生掌握的基础知识雄厚,基本功扎实,再加上广泛涉猎与深入钻研,专业课就能学得好,理解得深,在将来从事高新科技领域的创新工作时就上手快,回旋的余地也比较大。况且,“热学”课程在传授系统物理学知识的同时,还要培养学生掌握物理学中的思维方法与工作语言。这样,尽管有些基础物理知识从表面上看似乎并没被直接应用,但这却会影响到学生的工作方法、思维方式以至世界观,当他们以后从事科研与教学工作时会在潜意识深处起重要作用。总而言之,《热学》课程的基础还是基本概念、基本原理、方法,离开这些基础去谈课程论文就是无源之水、无本之木。

三、课程论文的形式

课程论文的形式灵活,不仅包括论文、调查报告,还包含有实验研究、实物制作等多种形式。在教学过程中,教师可以通过告知、提问等多种提示方式引导同学自行深入研究,常见的课程论文形式主要有以下几种。一是解题方法的探究,通过对一个例题或习题的多种方法求解,使得学生对相关概念、原理、方法掌握得更透彻;二是实验探究,例如,当讲解到气体玻一马定律与盖・吕定律知识点时,可以让学生自行设计相关实验来验证上述定律;三是调研报告,例如在讲解卡诺循环这一知识点时,可让学生调研、总结目前市场上热机的工作原理与工作流程等;四是理论模拟与分析,例如讲到相变这一知识点时,可以通过理论分析各种相的稳定性。五是合理的估算,例如气体动理学理论里输运现象中的气体黏度公式,查普曼和恩斯库格曾用不同的高深理论得到相同结果,它是个级数,由前几项可得系数约为0.499,而如果充分考虑速度住留的简便方法,很容易就得到此系数等于1/2,又如通过对小无极分子估算分子间力的有效作用距离与平衡距离的半经验公式,再如可以用标准大气模型中数以千计的数据,考虑地面凹凸不平的影响,可求出精度较高的大气粒子总数,然后与用均质大气模型、等温大气模型或者地面大气压强所得到的结果进行对比,从而总结出估算行星大气粒子总数的简便方法;目前“热学”课程中有一些概念和提法在学术界实际并未完全统一,有的甚至还是有争议的,例如:任意逆循环的制冷系数的定义,等热容过程与多方过程的差异,卡诺循环的概念以及回热式循环与非回热式循环,等等。遇到这些内容时,就在课程讲授中把各家的观点都原原本本地告诉学生,同时也介绍自己的看法,然后让学生独立进行研究,自由思考,自己做出合理的判断。

四、总结

《热学》课程论文的目的是使得学生通过热力学宏观定理与微观模型的学习,建立把宏观现象与微观模型进行联系的物理思想方法,掌握对事物的实验――理论――实践的认知规律,在此基础上,采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式,以教学论文为载体,实现《热学》课程的互动研究型教学,重视学生能力素质培养,通过精心设计方案,全面加强各个环节,合理运用各种方法手段,形成视野开阔、理论联系实际的特色风格。用搞科研的态度对待教学,积极开展教学论文的教学,从教学有关领域挖掘课题开展科研,再把科研成果引入教学丰富教学内容,使教学与科研两者有机地相结合。教师在课程教学中引入了这些从教学有关领域挖掘课题开展科研所取得的成果,身教言传,课程里就会充满了研究与探索的特色和风格,使学生在学习课程的过程中逐渐受到熏陶,养成勤于思考研究、勇于提出自己独立见解的良好习惯,并为学生发展其科学研究能力和科学创新能力创造了良好的学术环境,使得学生发现问题、分析问题、解决问题的能力都能够得到进一步的提升。

参考文献:

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物理学课程论文范文第6篇

学前教育专业以培养能适应现代学前教育事业发展与改革需要,能胜任早期教育机构的教学工作和管理工作的应用型人才为主要目标。我校学前教育专业招收初中毕业生,学制五年,分定向班和统招班,其中统招班入学分数较小教、英语专业低,且班级人数一般都在50人以上,其中绝大部分是女生,男生人数寥寥,仅0-5人不等。学生普遍畏惧理科的学习,尤以物理为甚。问卷调查显示,入学时约50%的学生不希望开设物理课,对物理有兴趣的不足10%。绝大部分学生认为物理难学,且对他们没用,心理上排斥物理课程,给日后的物理教学带来相当的困难。由于男女学生的思维特征及物理学科本身的思维特点,理论上男生对物理课程的学习应该是较有热忱和期待的,但学前教育专业仅有的几个男生的实际情况实在让人大跌眼镜!学前教育专业的学生将来的服务对象是学前期儿童,学前期是人格发展的奠基期,作为儿童的启蒙老师,幼儿教师的科学知识、科学态度、对科学方法的理解等将极大地影响着儿童热爱科学的情感及科学思维方式的养成!作为科学课程之一的物理学课程,它的研究范围、独特的研究方法和思维方式对萌发幼儿对科学的兴趣和探究解决问题的思维方式更具有重要影响。因此,教师应该想方设法培养学前教育专业的学生对物理等科学课程的兴趣,使学生愉快地接受科学课程的学习和科学思想的熏陶。

本课题试图通过对学生物理学习现状及原因的分析,寻找提高学习兴趣、化解学习困难的有效对策,期望高师学前教育专业的学生能真正成为学前儿童科学教育的启蒙者。

二、课题研究的理论依据

(一)兴趣

教育心理学告诉我们,兴趣是组成学习动机的因素之一,持久稳定的兴趣,是学生学习的强大推动力。兴趣可分为直接兴趣和间接兴趣,直接兴趣是由学习过程本身和知识内容的特点直接引起的,需要在教学过程中利用物理学本身的魅力和教师的教学艺术去持续的激发;间接兴趣是由学生意识到学习的目的或任务,对学习结果产生兴趣,支配自己去坚持学习。

(二)激励

德国教育家第斯多惠说过:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”激励就是通过一定的方式,维持增强学生学习的积极性。通过激励可以使学生保持长时间的一种良好行为状态,而长期保持这种状态,也就可以养成一定的行为习惯,从而培养学生的自我管理能力。将激励机制融于课堂教学的全过程,可以使学生在学习的全过程中情绪振奋,对知识的渴求、期待的情感保持恒定,使学生的非智力因素与智力因素在师生的共同活动中发挥作用,从而提高课堂教学效率。

(三)情绪

苏霍姆林斯基说过:“如果教师不想办法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态,就急于传授知识,那么这种知识只能使人产生冷漠的态度,而使不动情感的脑力劳动带来疲劳。”所以说让学生产生高昂的情绪十分重要。

(四)科学类

彭加勒说:“科学家研究自然,并非因为这样做有好处,他们之所以要研究它,是因为他们从中得到乐趣,而他们之所以得到乐趣,是因为它们美。”同样的,如果能够让学生充分感受到科学的美,他们的学习自会乐在其中。

三、课题研究设计

(一)本课题的核心概念

1.学前教育专业

学前教育是专门研究从出生到6岁的儿童的教育,是基础教育的重要组成部分,是学校教育和终身教育的奠基阶段。高师的学前教育专业招收的是初中毕业生,学制五年,目的是培养具有良好的思想道德素质和身体心理素质,系统掌握现代学前教育基础理论和专业知识,具有较高的从事学前教育教学与管理工作的业务能力,能适应现代学前教育事业发展与改革需要,能胜任早期教育机构的教学工作和管理工作的应用型人才。

2.物理学课程

课程是指学校学生所应学习的学科总和及其进程与安排。广义的课程是指学校为实现培养目标而选择的教育内容及其进程的总和,它包括学校老师所教授的各门学科和有目的、有计划的教育活动。狭义的课程是指某一门学科。物理学课程指的便是作为自然科学之一的一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。我校学前教育专业的物理学课程目前选用的教材是高中物理必修和选修1系列。

3.对策

对付的办法或应对的策略。

(二)课题研究的目标、主要内容

1.研究的目标

本课题结合高等师范学校学前教育专业学生的实际情况,从间接兴趣出发,使学生领悟物理课程学习的意义,从而产生亲近物理的情感;从直接兴趣入手,寻找让学生“感觉到科学中美好东西”的方法,体会到物理学习的成就感,从而培养学前教育专业的学生对物理课程学习的兴趣。

2.研究内容与重点

(1)现代学前教育对教师科学素养要求的研究

(2)学前教育专业学生物理课程学习现状分析

(3)学前教育专业男生学习现状分析研究

(4)应对学前教育专业学生物理课程学习困难的策略研究

其中重点是探讨提高学前教育专业学生物理课程学习兴趣、化解学习困难的策略

(三)课题研究的实施步骤

1.研究的思路

本课题以心理学教育学、的理论为指导,以培养学生学习兴趣为目标,针对学生的学习现状,将“有用”和“有趣”有机结合,提出有效化解学生物理课程学习困难的策略。

2.研究的过程

研究分三个阶段进行:

(1)理论研究和信息收集阶段

主要是通过文献搜集、理论思考、酝酿研究方案,做好课题论证工作。

(2)实践研究阶段

深入学前教育专业及幼儿园等教育实践的第一现场,运用观察、访谈、个案研究等方法获得资料,从教育学、心理学的角度探索提高学习兴趣的策略,依托本校学前教育专业进行实验研究,并在实践中探索更加有效、更加可行的策略,践行“从理论到实践、再到理论”的研究模式,突出行动研究的特色。

(3)总结阶段

总结实践、研究得失,撰写研究报告、理论研究论文。

3.研究方法

访谈法、问卷调查法、实验研究法、行动研究法等。

四、实施的具体策略

(一)整合梳理教材,优化教材结构

1.补充幼师教材亮点,凸显专业性

2.适当调整教材的编排结构,降低学习难度

3.重新定位难、重点,适当降低数学要求

(二)采取各种手段,激发学习兴趣

1.加强教育引导,激发学生学习的间接兴趣

(1)加强竞争意识教育,增加学生的紧迫感

(2)强化目标意识教育,激发间接兴趣

(3)利用幼教实例,激发学生学习的自觉性

2.注重各个环节,激发学生学习的直接兴趣

(1)利用序言课的积极影响

(2)采用直观教学手段

(3)挖掘玩具的教育功能

(4)增强师生交流,密切师生关系

(三)采用形象化的教学方法,降低入门门槛

(四)遵循教学原则,着眼全体学生

1.循序渐进,逐步提高

2.因材施教,尝试分层作业

3.加强个别辅导,解决实际困难

五、研究成果

(一)教师方面

通过两年多的研究和实践,老师们进一步更新了观念,统一了认识,尤其从冠中过来的老师很快完成了教学观念和方法的改变,认识到相对于高中生缺少压力和动力的师范专业学生而言,紧扣物理学的“有用”和“有趣”激发学生兴趣乃第一要义。以下是教师的一些研究成果:

论文《学前教育中的物理科学色彩》通过实例折射了幼儿教师的物理知识、科学情怀、科学方法等在学前教育中的重要作用,获省高师物理协作组2013年年会论文评比一等奖。

论文《现代学前科学教育对教师科学素养的要求初探》从“目前幼儿教师的科学素养不尽如人意”这个现象出发,探讨了新时代幼儿教师应该具备的科学素养,让大家看到了学前教学专业开设物理等科学课程重视科学课程的必要性,获省高师物理协作组2013年年会论文评比二等奖。

论文《紧扣目标教学,成就良好开端》则是抓住课堂教学的起点――序言课,通过创设情境、强化目标教学、明确要求等培养学生对物理学的兴趣,从而培养学生亲近物理课程的情感,获省高师物理协作组2013年年会论文评比一等奖。

论文《化解学前教育专业新生物理学课程学习困难的策略〉发表于《高等函授学报》2012年第3期。

(二)学生方面

问卷调查显示,实施化解学习困难的策略后学前专业的学生对开设物理学课程的意义有了新的认识,85%的学生认识到此课程是“提高个人科学素养”和“为将来从事科学活动课程打基础”的需要,认识提高了,行为也就积极了,学前2013级的问卷显示,“课上一点也听不懂”仅占0.1%,“听得懂”和“基本能听懂”的从2012级的17%(定向,对照班)提高到69%,学生课堂面貌和学习热情也发生了可喜的变化:“上课没听懂,课后谁也不问,随它去”的学生从40%降到10.8%,学习态度明显端正。

六、遗憾和思考

学前教育专业男生学习状态研究是本课题的一项研究内容,确定这一研究内容是基于当时(2012年前)的状况,即每个班约50人中间大约只有0~5名男生,这寥寥数名的男生智力状况不错,可是学习状态普遍糟糕。但从2012年开始,学校招收定向男幼师生,在男幼师班中男生占大多数,“男生学习状态糟糕”的现象并不明显,因此我们意识到“男生学习状态糟糕”的现象除了男生贪玩不够勤奋、好奇心强注意力不够集中等因素外,还应该有“几片绿叶淹没在百花丛中”的心理劣势等环境因素,因此需要进一步跟踪研究,以便谨慎地得出结论。

实施“化解困难的策略”的研究实践我们分两步走,2012级利用学前4、5两个班作为实验班进行研究,取得进展后在学前2013级全面铺开,从序言课开始就启动“目标教学法”进行教学。全面实施策略后,学生物理学课程的学习面貌发生了很积极的变化,但是利用“目标教学法”等激发的间接兴趣是由学生意识到学习的目的或任务,对学习结果产生兴趣,从而支配自己去坚持学习的,对于学前教育专业一年级的大部分学生而言它的持续性不够。如何在教学中钻研教学内容和学情,使学生每一堂课都能充分感受到物理学的魅力且被物理课程深深吸引是需要我们每一个物理教师去长期研究和探索的。

参考文献:

阎金铎.物理教学论[M].广西教育出版社,1996-12:297.

物理学课程论文范文第7篇

论文的题目是德国著名理论物理学家奈姆(W.Nahm)教授给她出的。不仅一般人看不懂,就是有关研究所的专业学者也会看不懂,因为它涉及到高能物理中的共形不变量子场论、超弦理论、模群、晶体群等一系列深奥的高能物理学与高等数学概念,是当今世界研究粒子物理现象、引力和宇宙学的重要通道。国际很多知名学者对论文评价很高。国际著名粒子物理学家尼尔斯(H.P.Nilles)教授的评语说道:“沙依甫加马力在她的论文中证明她具有一个好的物理学家的所有品质,特别是她对其数学结构的深入透彻的理解,使她能得到新的、令人惊奇的、非常重要的结果。即使用国际上的高水平的标准来衡量,她也完全值得授予博士学位。”国际知名理论物理学家弗鲁姆(R.Flume)教授评价说:“她与K.文德兰合作的原文(是博士论文的一部分,发表在非常好的学术期刊上)将成为一篇标准的参考文献。”这个“标准的参考文献”意味着是载入理论物理学领域史册的必读文件,是非常高的评价。所有这些评语都很长,最长的一份译成汉语有1500字,都表明沙依甫加马力的论文解决了二维共形不变量子场论领域内许多年来未解决的一个重要问题,并为粒子物理学的深化铺下了一段道路。

沙依甫加马力来自新疆策勒县,1985年进入新疆大学物理系学习,民考民,这意味着她的实际成绩要比汉族考生相对低许多。1990年她以优秀成绩毕业,并考入新疆大学查朝征教授理论物理硕士研究生。她对笔者坦诚地说:“我在策勒县上中学全用维语听课。虽说大学一年级是专学汉语,但后来4年中许多课程都是用维语授课。现在读研究生全是汉族老师讲课,当时对我来说真是难呀!”

众所皆知,为了培养民族干部,长期以来新疆对民族教育一直实行优惠政策,民族学生入大学考试成绩比汉族学生要低得多,现在摆在沙依甫加马力面前的是新的科学征程。为此,汉族导师查朝征教授在开学前接待她和另外一位维吾尔女研究生时说:“你们的基础差,可是在科学的前沿阵地上是没有弱者的地位的,你们要进入科学的前沿只有通过学习,要不断地学习!”沙依甫加马力是位意志坚强的维吾尔姑娘。她忠于职守。在回忆当时的学习情景时,她对笔者说道:“我当时没想别的,只想我已经考上了硕士研究生,就一定要拿到证书。我不能后退,也没有路可退!”她的确无路可退,要退就只能放弃研究生学业。查朝征教授很清楚,面前的两位维吾尔女大学生中学的数学基础差。要培养高级人才必须严格要求,绝对不能降低标准。如果降低标准,那就不叫什么高级人才了。高楼大厦需要坚实的地基,没有深厚的数学底蕴,要想攀登理论物理学的高峰那是不可能的。沙依甫加马力感到压力很大,要攀登就要付出,她把一切时间都用在学习上了。每当看到教科书上有不懂的汉字时,就闷头查字典,一直到把汉字含义搞通为止。她一门课一门课补习,一道题一道题做,遵照导师的教导,认真补完所缺的功课,为此,她的研究生生涯延长了一年。

自古以来,维吾尔族就是一个能歌善舞的民族。进入研究生阶段的沙依甫加马力正处在花季年华,她像其他维吾尔姑娘一样,也爱唱歌跳舞,也爱打扮梳妆,但她没有时间。她每天行进的路线是宿舍、教室、食堂组成的三角形。陪伴她度时的是深奥的教科书、离不开的汉语词典和解不完的难题。惟一的消闲就是每两周陪同男友看一次电影。啊,多么寂寞枯燥的研究生生活!4年中,她重新打造了大学汉族本科的全部数学基础,而且还学会了用汉语听课、交流、阅读和思考。当人们发现她在图书馆阅览室里研读《李代数》《微分几何》等高深的数学理论时,都向她投以惊讶而钦佩的目光,因为这些课程连数学系的本科生都难读通。

沙依甫加马力给导师留下了深刻的印象:她能刻苦钻研,能听指导,最重要的,是她能控制自己,专心研究学问,有很强的意志力,也有悟性,颇具潜力,但硕士只是培养高级人才的一个阶段,后面还有很长的路要走,因为理论物理是一个高度抽象的数学王国,是研究高能物理的基础。通过联系,沙依甫加马力要到意大利国际理论物理中心高能物理组重读国外的硕士学位课程。这是一个专门接待和培训第三世界研究生的地方。进修只有一年的时间。这是一次独立工作和学习的磨练,因为身旁没有导师再给她指导了,有的是来自非洲和阿拉伯世界的同行。课程很紧张,也很难,绝不是国内的那种安排,每天都有大量的习题。沙依甫加马力独立应对,经过一年的学习,她修完了全部课程,比起许多没有过关的同行来,她却是全部及格,而且她独立工作的能力得到了很好的提高。此后她又进了新疆大学、中科院理论物理研究所和德国波恩大学联合组办的博士点学习。课程设计是:第一年在北京学习,第二年去德国,第三年又在北京。

就在第二年她要启程去德国完成论文的前夕,沙依甫加马力突然报告导师:她怀了孩子。这突如其来的消息震动了查朝征教授的心,他想了想,严肃地告诉沙依甫加马力说:“现在你面前只有两条路可以选择:要么你回家生孩子,从此半路夭折,用家庭的温暖换取学业;要么你下定决心不要孩子,去国外深造,为科学牺牲家庭的温暖。一个人想要做出非凡的贡献,往往要做出非凡的牺牲。”导师的话震动了沙依甫加马力的心。她面临着人生的重大抉择,激烈思想斗争的结果,是她说服了丈夫,做了人流,毅然去了德国波恩大学物理研究所,并在国际有名的理论物理学家纳姆(W.Nahm)教授的指导下完成了论文。直到2000年8月完成论文答辩她才回来。这3年中,她克服了许多普通人难以克服的困难,最难的是要克服传统的风俗。1994年沙依甫加马力结婚,但为了学习她做人流的事没敢告诉母亲。母亲希望有个小孙孙的唠叨一直萦绕在耳边,等到2001年生孩子沙依甫加马力已经33岁了。1998――2000年她在德国学习,说起来是在国际上著名的波恩大学完成博士论文,但由于工作紧迫,根本没有时间消闲,全部时间都用在学习上。波恩到底是什么样子她也无暇光顾。前后大约有10个月,帮她充饥的只是面包和苹果。由于长期营养不良,那满头秀发也掉了不少。1998年丈夫吐尔洪到波恩去看她,见到心爱的妻子换了一副模样,心疼的不得了,便天天学做维吾尔家乡的饭,中午给她送到办公室。

现在在她拿到博士学位证书以后,人们可以百倍赞扬她取得的成绩,实际上她走每一步都很困难。这完全是论文题目造成的。可以这么说:在物理学中,理论物理属于最难的课题;在理论物理学中,弦理论属于最难的课题,但它也是一个最热门的课题,20多年来世界各地有许多理论物理小组在研究它,但“由于问题出乎意料的复杂性,没有能解决”(纳姆教授的评语)。它属于高度抽象的数学物理领域中的开拓性的运算。前人没有能走通。当初北京的理论物理研究所接到这个论文题目时,许多同行专家都为沙依甫加马力能否完成这个课题摇头。但沙依甫加马力是位内心极其坚定的维吾尔女性,到了波恩大学以后就一头钻进了课题。一年过去了,论文没有完成,只好延长。第二年查朝征教授也来到波恩大学,见到的沙依甫加马力已经掉了许多头发。查朝征教授自己就是世界知名的理论物理学家,他从学生手里接过纳姆教授要求她阅读的辅助材料,大约一周以后,查教授还没有梳理完,一天,沙依甫加马力突然敲门闯了进来,喊道:

“老师,题目我解出来了!”

这是一个突如其来的喜讯。谁能预料这位来自中国的新疆、来自极其遥远而偏僻的昆仑山下的民考民的维吾尔姑娘,竟然完成了这个世界理论物理学中的尖端难题!连纳姆教授自己都深感意外,没料到会有这么大的突破。但这一切都是真的!这是一种创造性思维。是一个人对问题的数百个不眠之夜的思考的积累,是悟性的突破,是她非凡的意志力所追求的硕果!在全部检查完论文以后,4位德国教授给她写下了最公正的评语。

现在沙依甫加马力已在北京高能物理研究所工作,高能物理研究所的上下领导和同事给了她很大的帮助。博士后工作站是专门独立做研究工作的地方。她工作的不错。一年多就发表了两篇文章,一篇在国内核心刊物上,一篇在国外核心刊物上。这在理论物理这个领域就不简单了。刚去不久,她曾在高能所作了一次学术报告,反映颇佳。后来清华大学又专门请她去做了一次报告。在科学的讲坛上,没有实力是上不了那个台阶的,她的成就得到了北京同行们的认同。

她的博士论文完成的质量极高,这里没有一丝优惠和照顾,只有15年的心血和汗水所显示的她的人格的力量。理论物理是个极其抽象的领域!她的成功表明中国的改革开放正给古老的维吾尔民族,给新疆大地带来无限的生命力,也为新疆新一代民族青年树立了榜样,只要能像沙依甫加马力那样坚定不移地追求创新,超越自己,那蕴藏在维吾尔族同胞中的巨大的智力潜力,定会源源不断地释放出来。

“沙依甫加马力”是一个美丽的名字,维语的意思是“美丽的仙女”。我们的沙依甫加马力不仅人很美,而且还有着美丽的追求和美丽的人格,相信在这改革开放的新时代里,一定还会有更多的美丽仙女创造奇迹!

注:沙依甫加马力的博士论文英文题目为:《Toasards a Classification of U-nitary Conformal Field Theories with Cen-tral Charge c=2 and N=2 Superconformal Therries with c=3》。现在这篇论文的一些原理和结论,已被西方的一些著名科学家、包括诺贝尔奖金获得者在5篇新论文中应用。

物理学课程论文范文第8篇

关键词:本科生毕业论文(设计);课程设置体系;学科前沿;团队

作者简介:李春先(1977-),女,湖北黄冈人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师;王成志(1974-),男,山东潍坊人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师。(湖南 长沙 410114)

基金项目:本文系湖南省教改课题“探索物理学专业本科毕业论文(设计)教学新模式,培养创新型人才”(批准号:湘教通[2011]308号)的研究成果。

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0177-02

本科毕业论文(设计)(以下简称“毕业论文”)是学生在系统学习完本专业的基础课后,按照科学的思维方法和规范化的研究进程,系统完成一项具有综合性和创新性的科研活动。它是本科教育的最后一个环节,其目的是总结、消化在校期间的学习成果,使学生能够初步掌握运用所学知识分析问题和解决问题的方法以及学会科学研究的基本程序,培养学生的科学研究能力和创新实践能力。毕业论文要求具有一定的创见性,能够较好地解决学科领域中不太复杂的问题,立论要科学,观点要创新,论据要翔实严密。由此可见,毕业论文是本科教育中很重要的一个实践环节,但近年来高校本科毕业论文的质量受到诸多因素的影响,出现了一定的下滑,并引起了学术界关于毕业论文是否有必要存在的争议。因此分析影响本科毕业论文质量的因素,探索提高毕业论文质量的有效方法与措施,确保毕业论文的质量,应是当前高校教学研究工作中的重要课题之一。[1]近几年,毕业论文课题组把毕业论文的改革与课程设置体系的改革有机地结合起来,对如何提高本科毕业论文质量进行了有益探索,取得了较好的效果。近几届本科毕业论文的质量显著提高,在学校检查中名列前茅,并且取得了一系列学术成果,本科生以第一作者分别在《物理学报》[2-5]等权威期刊上发表多篇学术论文。这些成果不仅为学生进一步科学研究奠定了基础,同时也说明只要改革得当,研究的质量会显著提高,产生高水平的成果是可能的。以物理学专业为例,下面对提高毕业论文质量的做法和体会进行阐述。

一、 改革课程设置体系,大力开设前沿选修课是提高毕业论文质量的前提

根据教师科研方向,把教师划分为六个科研团队:分子器件科研团队、光电信息物理科研团队、凝聚态物理科研团队、空间物理科研团队、量子光学和量子信息科研团队、电子信息技术科研团队。在传统必修基础课的基础上,大力增加前沿选修课,规定每个科研团队开展1~2门具有前沿性且与科研相结合的选修课,例如“石墨烯分子器件物理基础”、“光电检测技术”、“太阳能电池”、“光信息处理”、“凝聚态物理前沿专题”、“空间物理现象的物理基础”、“量子光学导论”、“量子信息基础”、“电子设计和制作”等选修课,一般为48个课时。由于选修课具有新颖性和前沿性,因此深受学生的欢迎。

对于这些选修课,在教学方法上与传统基础课不同,采取讨论和探索式教学的方式,手段灵活多样,不拘一格。针对物理课概念性强的特点,在讨论中加深了对课程内容的理解和基本方法的掌握,形成了“勤于思考,乐于探讨”的学术氛围。在课堂上教师只讲解要点,其他内容和相关问题留给学生。把学生分成几个组,给予每组相应的内容和问题,几个人一组通过查找文献完成给定的任务,然后教师要求学生在课堂上展示自己的答案。另外,课程的内容和要求要与该课程的相关科研手段和方法匹配,这样学生不但学到了基础知识和基本技能,而且学到了与该课程相关的科研方法和手段,为今后的毕业论文奠定了基础。因此,在该前沿方向中选择一些问题作为本科毕业论文题目,不但具有可行性、前沿性、新颖性和专业性,而且有利于锻炼学生利用知识解决问题的能力以及创新能力,这正是毕业论文的目的所在。

二、选题是提高毕业论文的基础

选题就是指导教师确定毕业论文的研究内容。一个好的选题,要充分锻炼学生利用本专业知识理论解决问题的能力以及创新能力。选题是毕业论文的第一个环节,也是毕业论文的基础。课题组可从以下几个方面进行选题:

第一,与本专业相结合,即在本专业范围内选题。

第二,与科研结合,与学科前沿结合,做到选题新颖。将本学科的前沿、热点问题融于毕业论文之中,把科研中遇到的问题转化为毕业论文的课题。只有题目新,才能有创新的空间,只有内容新,才能有新的结果和结论。从学生选题来看,学生对科研型题目的选择热情逐年增高,使得这些题目具有较好的需求基础。特别是计划考研的学生很愿意接受一次科研训练,从而为以后从事科研工作提供一定的基础。

第三,可行性。选题难度要适中,既要考虑学生的学识水平,又要考虑学生潜能的最大发挥。前沿选修课为学生提供了一定的基础,只要选题得当,本科生同样能对学科前沿问题进行深入研究。例如,量子相干态两个正交分量在相空间的几何表示是椭圆,但教材和文献上没有给出系统的证明,但是只要理解了《量子光学基础》的一些定义和物理意义就可以利用学过的数学知识给出完整的证明。

第四,实行双向选择。指导教师把题目放在网上,实行双向选择。在过去,选题方式一般由教师给学生单方面定题,学生缺乏主动性,限制了学生的主观能动性,学生对导师的研究方向和进行的课题缺乏了解,在选题方面存在被动接受的情况;在选题过程中,留给学生选题的时间过少,普遍存在着“指导教师报题随意、学生选题盲目”等问题。目前教师把题目、内容和要求详细显示在网络上,给出足够的时间让学生选。在选题的过程中,师生可以通过网络充分交流使学生对课题有充分的了解。在教学网络上学生确定题目,然后出题教师与选定该题目的学生进行面试或者交流,双方满意即可确定指导和被指导的关系。这样既避免了选题的盲目性,也有利于因材施教。

三、指导方式是提高毕业论文质量的关键

为了加强对毕业论文的指导可实行团队指导。如前所述,有六个科研团队,研究方向相同的学生归到相应的团队内,实行分类指导和团队指导。团队内的资源共同利用,学生统一管理,集体答疑,定期对学生毕业论文进行答疑和检查,了解和解决学生遇到的困难,提出每一阶段的要求和任务,确保论文的质量和进度。共同组织针对选题的学术讲座、学术交流会和论文写作交流会,组团可大大提高指导效率,节约成本。指导教师之间密切协作,充分利用了教师资源,大大提高了指导效率,节约了资源。团队内的学生各有所长,共同讨论问题,发现对方的长处,取长补短,还可以培养学生团队合作的精神。

四、学院和教研室强有力的管理与监管是提高毕业论文质量的保障

根据学校的有关精神,实行学院、教研室两级管理,学院制定制度和措施,教研室负责具体执行。

1.成立院毕业论文领导小组及答辩领导小组

院毕业论文领导小组负责全院毕业论文工作的领导和指导,包括拟订毕业论文工作计划、向全院教师布置毕业论文任务、选配毕业论文指导教师、组织毕业论文题目的审定并报学校审批。

2.物理学专业教研室成立毕业论文指导小组

毕业论文指导小组负责毕业论文的具体工作,包括组织毕业论文题目审查、确定毕业论文指导教师,并报院审核;组织学生选题;组织毕业论文指导教师向学生下达任务书;负责毕业论文进行过程的管理、检查并及时整理有关材料;设立毕业论文答辩小组,具体负责各组的论文审查、论文答辩。

3.课题实行两级审评制度,严把课题关

物理学教研室组织指导毕业论文丰富的教师对所报题目进行审批,不符合学校和学院要求的题目要撤掉,或者通知出题者进行修改,直到满足要求为止。教研室把评审符合要求的题目汇总,交给学院毕业论文指导小组评审,检查是否有不符合要求的课题,合格的课题方可进入选题系统供学生选择。

4.对毕业论文的各个环节进行检查和监控

组织指导教师开会,明确指导教师的任务。指导教师需提出论文应达到的目的与要求;介绍主要参考文献;指导学生制订论文撰写计划;检查学生论文撰写的进度质量,并给予及时指导帮助;指导学生修改论文初稿;审阅毕业论文并提出论文答辩资格及给出成绩评定建议;参加论文答辩;撰写指导总结。在论文指导过程中,指导教师应注重对学生勤奋、严谨、求实的科学态度和勇于创新的精神的培养。教研室在整个毕业论文期间担负着管理和监督的职责,应进行严格管理,组织毕业论文中期检查或抽查,并对检查工作进行认真总结。

五、结束语

近几年采取把毕业论文的改革和课程设置体系的改革有机结合、把科研前沿融入毕业论文中、团队指导、强有力的行政监管等措施对如何提高毕业论文进行了初步改革和探索,取得了较好的效果,学生和教师的积极性提高了,论文质量大幅提高,学生的创造性得到了增强,不仅使本科生取得了一系列学术成果,发表了一些有价值的学术论文,而且得到了学校主管部门与学生的一致好评。

参考文献:

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[2]梅龙伟,张振华,丁开河.单壁碳纳米管电子输运特性的稳定性分析[J].物理学报,2009,58(3):1971-1979.

[3]胡海鑫,张振华,刘新海,等.石墨烯纳米带电子结构的紧束缚法研究[J].物理学报,2009,58(10):7156-7160.

[4]赵启迪,张振华,邓小清.低偏压下单层碳纳米管的输运特征[J].物理学报,2010,59(11):8098-8104.

物理学课程论文范文第9篇

【关键词】医学物理学;全过程考核评价;实践研究

现在国内高校都在进行大学物理课程改革,尤其是学业评价模式,除了闭卷考试外增加了许多评价模式。襄樊学院的杨正波建立了课外作业、课程论文、课堂课外讨论、学习积分、考试等模块的综合评价方式。华南师范大学的李加定研究了基于发展性和表现性评价的大学物理实验评价考核方式。河南省漯河医学高等专科学校的张海涛研究了表现性评价在医学物理教学中的应用。

学生学业成绩评价对学生具有一定的指导、激励和鉴定作用,对教学效果具有良好的反馈作用。本文希望扬弃传统的教学评价方式,通过在医学物理学教学中实施全过程考核评价,建立一种轻松而有效的学业评价模式,激发学生学习医学物理学的兴趣。

1.在医学物理学教学中实施全过程考核评价的必要性

我校医学物理学为考查课,是临床、检验、影像、口腔、麻醉、预防、康复本科专业及康复高职专业的必修课,本科学时为44学时(理论32学时+实验12学时),高职学时为48学时(理论36学时+实验12学时),理论课6个班一起上课。主要采用平时成绩(出勤率、平时作业、课堂表现)+实验报告+期末成绩的评价方式。

近两年来我校医学物理教学尝试在临床医学专业几个班级的部分章节引进PBL教学模式。课程结束后,对参加PBL的学生进行理论考试和问卷调查,发现在教学过程中存在一些不足:a.由于平时作业无老师监督,学生可能通过作弊得到较高的平时成绩;b.对于班级人数较多,教师很难在平时作业或测试中保证公平、公正地评价每个学生,客观地评价每个学生的学习过程;c.期末考试的标准化测验导致学生为了考试而学习,只学习重点考察的知识点,没有想过深入地掌握这些知识;d.因为没有建立与PBL相应的考核方法,学生参与PBL教学的热情不高。

医学物理学涉及的知识面广泛,需要一些数理计算,学生学习起来有些吃力,使得学生觉得课程枯燥乏味,而传统的考核方式又让学生习惯在考试之前突击学习,在一定程度上影响了教学质量,达不到预期的教学效果,考核方式的改革势在必行。

2.医学物理学教学中全过程考核评价的实施

2.1明确评价内容及标准、制定评价目标

学业考核评价的改革作为教学改革的内容之一不是孤立存在的,它与理论教学和实验教学改革有着不可分割的联系。在改革学生学业考核评价方法的同时,还要考虑理论教学和实验教学多层面教学改革对它的制约,首先进行教学内容的改革:

(1)删减一些和医学不相关的内容,删去对医学院校学生来说意义不大的一些运算;增加基础知识,降低知识的深度,加强学生对物理学概念、原理、意义的理解,提高学生运用这些内容分析问题和解决问题的能力;提升新知识、新技术的讲授力度,使学生能够及时了解物理学的前沿知识,培养学生学习的物理学的兴趣和驾驭知识的能力。

(2)依据《医学物理学》课程标准确定评价目标。使学生了解人体物理现象及物理因子与生物体的相互作用规律,掌握医学中一些常用的物理诊断和治疗技术的物理原理,让学生掌握解决物理问题的途径和方法。

(3)学生成绩采用百分制记分方法,总成绩由平时成绩(包括出勤率,平时作业,课堂表现)、实验成绩(包括实验操作,实验质疑与创新,实验报告)、PBL成绩(侧重参与情况)、课程论文、期末考试成绩构成。

2.2确定评价方法和评价方式

全过程性考核评价要求定性评价与定量评价相结合、理论评价与实践评价相结合、终结性评价与形成性评价相结合。重点使用质性评价方法,建立多样化考核方式,如情境测验法、行为描述法、讨论法等多种方法进行。在实验考核中不以实验报告为主,重视实验操作过程中实践能力、创新能力、探索精神和实验素养的考核;采用测验法进行基础知识的评价,方式灵活多样,允许学生对自己进行评价,为他们提供自我反思的机会。

(1)课堂理论课教学,打破传统“满堂灌”的教学模式,采用启发式、问题式、讨论式、研究式等生动活泼的教学方法,发挥学生的主体作用,促进学生在教学过程中能主动积极地进行互动。

(2)实验课教学采取总体成绩由平时的各个实验成绩综合组成,做好平时各个实验的考核工作,实验教学的评价主要包括实验预习、实验操作、实验素养和实验报告4个方面,分别赋予一定的比重。

(3)PBL教学根据学生的实际情况适当开展,建立与PBL相应的考核方法。考查学生PBL的参与情况,侧重点主要包括以下几个方面:是否参与全部课程学习、代表小组在全班讨论课上发言并有创新思维;写出与PBL课程相关的论文并在校级以上刊物发表等。

(4)作业内容尽量多元化,例如:课后习题、收集与所学章节内容相关的视频、图片、趣味物理问题、生活中的物理现象、相关参考资料、文献综述和读后感、章节小结等等。

3.教师收集资料信息,作出综合评价

学生学习发展状况的资料数据是评价学生的客观事实依据,所以完整收集评价资料才是达成评价结论的基础。学生评价的资料通常包括学生的论文、实验报告、评价表等原始资料。结果的评定是实施全过程教学评价的关键所在,在每一次评价时可以先由学生进行自评,再小组成员之间互相评价,最后由教师根据自评与互评的结论作出综合评价。

4.建立有效的反馈机制及时反馈信息,加强对信息的整改监控

(下转第15页)

(上接第14页)

全过程考核评价在不同的阶段采用多种评价手段和形式跟踪教学过程,在此基础上,还需要不断地提出改进要点,制订改进计划,并且结果要及时反馈,使学生在第一时间获得与自己学习相关的信息,即在哪些方面表现突出,哪些方面需要改进,以便学生能够进行自我反思。学生根据反馈的信息了解自身的学习情况,改进学习方法上存在的一些问题,在提高学习效率的同时,也激发了学生学习医学物理学的兴趣和热情。

在医学物理学成绩评定过程中实施全过程考核评价,能真实地反映学生掌握理论知识和基本技能的实际水平,激发学生学习医学物理学的兴趣,主动了解与物理学相关的医学上的新动态,提高学生驾驭知识的能力,让物理知识对后续课程的基础作用得到充分的体现。通过理论研究与教学实践,能够创建一种全面的、易操作的、可量化的医学物理课程考核办法和学业评价方式是我们最终要实现的目标。

【参考文献】

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[3]杨正波,刘思平.大学物理课程考核办法与学业评价方式改革的研究与实践[J].物理通报,2011(11):13-14

[4]李加定,肖化.基于发展性和表现性评价的大学物理实验评价考核方式[J].实验技术与管理,2009(11):140-142

[5]张海涛,宋清焕,刘岚.表现性评价在医学物理教学中的应用[J].中国实用医药,2008(3):233-234

[6]沈晓丽.我国普通高校学生评价实践研究:以E大学为个案[D].上海:华东师范大学硕士学位论文,2008:60-63

[7]龙滢,安晓镜.国外学业评价研究综述[J].呼伦贝尔学院学报,2011(6):46-47

[8]吕龙凯.医学物理学与医学学科渗透教学过程的探索与实践[J].漯河职业技术学院学报,2009(5):128-129

[9]刘岚,张海涛.医学物理教学中发展性评价的实施策略[J].教育论坛,2010(15):107

[10]杨峥.国内外PBL考核评价体系概述[J].考试周刊,2011,63:2-3

(基金项目:2012沈阳医学院教学研究课题(201205)

【作者简介】

物理学课程论文范文第10篇

关键词:课程改革;创新精神;创新能力;原子物理学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)03-0103-02

原子物理学在材料物理专业学生基础课程的教学中占有十分重要的地位。它不仅是经典物理和微观物理(量子力学、粒子物理和核物理)连接的纽带与桥梁,更是现代高新尖端技术(光谱学、激光、磁共振等)应用的基础。原子物理学是于20世纪初开始形成的一门分支学科,它主要研究物质结构的其中一个层次,具体介于分子和原子核之间,其主要内容是原子光谱和原子结构。原子物理学是近代物理学的重要组成部分,如何对原子物理学课程教学进行现代化改革,提高该课程的教学质量的同时使之更好地培养学生的创新精神和能力已经成为当前材料物理专业课程教学改革研究中的一个热点。

一、原子物理学课程现代化改革的背景

目前高等院校的教师讲授在原子物理学这门专业课时,选用的教材大多都是褚圣麟或杨福家先生编写的《原子物理学》,其中有些院校已将原子物理学更名为近代物理学,这样改革的目的是为了实现该门课程的现代化,使其不局限在传统意义的原子物理学课程上。面对该课程的教学现状和其特殊地位,如何结合近代物理学的发展,发挥该课程的教育功能,培养学生的创新精神和能力,对原子物理学课程改革的呼声越来越高。目前我校也逐步将原有的原子物理学课程进行了现代化改革,做了一些有益的探讨和实践。

二、整合知识体系,实现原子物理学课程教学内容的现代化,培养学生的创新精神

传统的原子物理学教科书大多按照历史发展的时间顺序,即按照人类认识原子世界的具体过程,从“光谱”这一概念入手组织教学。这种教学的特点是以光谱实验事实为主线,以玻尔的旧量子论为重点,用半经典半量子论的方法讲授课程。但是对于这样的教学内容和教学安排,学生并不容易掌握,而且让学生花费大量的时间掌握这些不易理解最终又要被量子论修正的理论,看起来确实是没有必要的。因此传统的教学内容有些陈旧并且不易理解,也不能及时反映现代物理理论和科学技术发展的最新水平,因此必须用新观点和新思想重新组织教学内容,以全新的角度构建这门课程的知识体系。在材料物理专业学生原子物理学的教学中,可直接用量子力学的理论研究原子结构及其运动变化规律。原子中电子的运动都遵循着量子力学的理论,而传统教学中以学生不好理解的旧量子论为基础,再用量子力学修正的做法并不符合学生的认知规律。因此可以直接用量子力学的理论来研究原子结构及其规律[1],而将旧量子论仅仅作为一种铺垫。实际教学中,可以先简明扼要地介绍旧量子论的核心内容,而不必过多讲授轨道的概念。可以删除椭圆轨道理论和碱金属原子的原子实极化和轨道贯穿等内容。这样就实现了原子物理学课程知识体系现代化的第一步,用最新的量子力学理论成果讲述原子中电子的行为。量子力学理论是从特有的波函数、哈密顿算符以及薛定谔方程等形式化的理论,以高度浓缩的数学形式借鉴了各学科的研究成果,从而形成了一套独特的理论体系。实际讲授中可以薛定谔方程为主线,由薛定谔方程引入微观粒子的波函数,建立二阶偏微分方程,从而定量描述微观粒子客体的运动规律。一方面,根据不同的势能表达,建立各种原子的薛定谔方程并求解,向学生阐述这些解的物理意义,并与实验事实相对照,从而加深学生对原子结构的认识,进而把握原子内部结构的变化规律。另一方面,要突出德布罗意物质波的统计解释。传统教学内容总是先从经典物理学的角度和观点看“粒子”和“波”这两个概念,指出二者之间的相互排斥性,然后再引出微观粒子的波粒二象性,并强调波粒二象性是微观粒子客体区别于宏观客体的一种属性。这种讲法常常会使学生产生困惑,觉得微观客体很不可思议,超过了他们的认知和理解范围。因此在讲授时可以直接给出对德布罗意波的正确解释,阐明微观粒子的波动性并非指粒子和波一样弥漫到整个空间,它本质上是粒子位置分布的一种概率波。为了更好实现教学内容的现代化,还应当在教学中穿插关于物理学前沿知识的专题,介绍近代物理学中和原子物理相关的最新发展和高新技术。在讲授某些概念和原理时,可适当介绍最新应用成果和科技前沿。例如在讲授原子的能级和激发时,可以详细介绍激光产生的原理、特性以及应用等;在讲到隧道效应时,可以介绍扫描隧道显微镜的原理及其发展;在讲授X射线的吸收和透射时,可以介绍在医学诊断和治疗中具有广泛应用的CT技术。增设这些前沿内容,一方面是为了加强理论知识与实际的联系,使内容变得生动,提高学生的学习兴趣,另一方面可以让学生体会到当今科学与技术、生活的高度融合,开扩他们的视野,激发他们的创新热情。原子物理学的发展伴随了20世纪物理学的发展,并且随着新的实验发现、新模型新理论的建立而不断深入[2]。从历史上看,原子物理学的每次重大突破,都经历着非常复杂曲折的过程,同时闪耀着物理学家创新精神的光芒。在课堂教学中,教师可以结合现代化的教学内容,抓住典型的历史案例进行教学,让学生了解到科学探究过程的艰辛,体会创新精神的可贵性,并学习科学家们为了探求客观世界真理不畏艰辛、执着追求的科学品质和创新精神。

三、实现教学方法的现代化,突出学生的主观能动性,培养学生的创新能力

教师教学的主要任务是传授知识同时引导学生入门,为了更好地突出学生的主观能动性和培养学生的创新能力,教师有必要改进原有的教学方法。除了教师讲授、学生听讲的传统教学方式外,还必须引入更加现代化的教学方式进行有益的补充[3,4]。在原子物理学课程的教学中,近代物理实验应当占有举足轻重的地位,很多重要的理论和结论都是由实验直接引出的。因此要特别重视近代物理实验,课堂教学时可以结合近代物理实验,如夫兰克―赫兹实验、塞曼效应等。在实验演示中,可以增强学生对微观世界的认识,为他们提供更好的认识微观世界的途径。同时,在现有的实验条件允许时,可以让学生先动手做实验,然后针对实验结果进行分析,总结规律,从理论上给予解释,从而加深学生对书本知识的认识和理解。在此过程中,可以给学生创造机会重现当年物理学家们探究的过程,让学生能够亲身参与科学实验与探究的过程,从而培养学生的创新思维能力。另外可以指导学生撰写与课程相关的小论文,帮助培养学生的创新能力。学生撰写的小论文,作为平时成绩的一部分,计入学生的总评成绩。论文的题目可以围绕原子物理学的基本规律和应用,由学生自己选题、搜索资料并独立撰写。不仅可以激发学生的主观能动性,拓宽他们的知识面,还可以培养学生独立思考、勇于创新的品质。在这种教学过程中,可以充分体现教师引导、学生为主体的教学理念和方法,加强学生在专业课程学习中的主观能动性,同时有意识地培养他们的创新能力。

四、实现教学手段的现代化,为学生创新精神和能力的培养创造情境条件

原子物理学课程的内容包含的信息量较大,尤其是需要运用深奥的数学公式处理问题,因此计算量大,而且物理图像也比较抽象,学生往往受此困扰对该课程的学习产生畏难情绪。如果学生有畏难情绪,那么会缺乏学习的主观能动性,这对学生的学习、创新精神和能力的培养都是非常不利的。为了解决这一问题,可以利用现代化的教学手段,编辑图文、声音、视频并茂的多媒体辅助课件,使抽象的物理过程和物理图像能够形象化[5],并且可以通过交互式的教学方法,增进师生之间的互动与交流。制作电子教案,采用多媒体手段辅助课堂教学,可以在教师讲授时创造相关物理情境,让学生可以畅游在物理学的海洋中,从中汲取有益的信息。例如在讲到卢瑟福散射实验时可以介绍散射技术的背景和仪器设备;介绍隧道扫描显微镜,可以用多媒体课件展示最早的排列原子的“IBM”图片。通过这种直观的展示,能够让学生在课堂随时感受科学的魅力,增强他们学习的兴趣,也增强他们对创新的渴望和动力。另外可以建立课程的教学网站,作为对课堂教学的补充,在课堂之外提供给学生更多和更生动的学习资源[6],同时可以增设留言板,进一步加强师生之间的互动和交流。在这些现代化的教学辅助手段下,学生有机会接触更多的知识,更多地思考与课程相关的内容,为学生创新精神和能力的培养创造客观条件。

原子物理学是20世纪物理学中最重要的组成部分之一,它的发展是众多物理学家的思想结晶,其中包含着十分丰富的物理文化内涵。任课教师在传授知识的同时,应充分开发原子物理学作为一门专业基础课程对学生的教育功能,通过课程教学内容、教学方法、教学手段的现代化更好地培养材料物理专业学生的创新精神和创新能力。

参考文献:

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[2]申先甲.谈谈物理学史在素质教育中的作用[J].大学物理,2000,(11):36-40.

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[4]郭振华.原子物理学课程的教学改革与实践[J].物理教育,2002,(9):613-618.

[5]宋桂莲.原子物理学(或近代物理学)“多媒体计算机辅助教学”(MCAI)课件简介[J].大学物理,2000,(6):40-42.

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