近代物理教学改革探究

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  [摘要] 近代物理学的教与学都有一定难度,需要从教学内容和教学方法上着手进行教学改革。文章从教学实践出发、从五个方面探讨了如何进行教学改革,旨在有利于学生的学习,有利于培养探索精神和创造性思维
  [关键词] 近代物理学 教学改革 教学内容 探索精神 创造性思维
  
  物理学教学实践中,对学生来讲最难、最抽象、最枯燥的是和近代物理相关的部分,如光电效应、黑体辐射、康普顿相应、波尔理论、聚变和裂变等。但是,现在的许多科技成果和研究都是建立在近代物理基础之上的,为了使学生将来能够适应物理学前沿领域的发展,使他们能够具有将来从事高科技领域科研工作的基本素质,加强和改革这一方面的教学是非常重要的。
  目前,近代物理学教学中的问题突出表现在以下几个方面:
  1、教学内容更新跟不上科学技术的发展,教学内容陈旧滞后;
  2、缺乏对近代物理的教学内容的系统研究,没有一套符合学生智能结构的系列教材;
  3、教学中应突出科学思维和科学方法的研究、加强实验教学,激发学生学习热情,重点培养学生的能力。
  针对以上问题,在教学中可以应该注意解决以下几个方面的问题:
  1、通过对近代物理学发展史、社会功能的讲授激发学习的积极主动性
  加强对与近代物理学的发展历程、时代背景、社会影响、社会功能等的讲述,可以使学生了解所学知识的全貌以及其时代科学特征,了解到学科的发展对社会的影响及其作用。这种做法可以增强他们对该学科知识的重要性的认识、激发兴趣,也有利于学生对该学科形成一个系统的认识,便于他们去搭建近代物理学的知识框架。
  如在对近代物理学体系进行分析时,首先可以从19世纪末20世纪初物理学三大發现和两朵乌云开始,分析这次物理学革命的起因、特征,再结合近代物理学的各个分支的发展,讲述其主要研究内容,从而使我们的讲授生动活泼、易于接受。
  近代物理学所揭示的新事实、新现象,建立起来的新观念、新理论,创造出的新方法、新技术,促进了原子能、电子计算机、激光和空间技术等的巨大发展和广泛应用,把人类推进到信息社会的时代。同时,近代物理学的成就,已经引起了技术上一系列革命性的突破,产生了一系列高新技术。在教学中加强对近代物理学社会功能的讲述,可以使学生认识到近代物理学知识的重要性,从而激发了学生的学习积极性。
  2、注意加强近代物理方法论的教学
  科学理论的发展和方法论的发展是相互促进的,近代物理学的重大突破,是与方法论的重大突破息息相关的。在近代物理中,唯理论的实在论思想、追求简单性与探索复杂性相统一的思想、对称与对称性破缺的思想、物理学和数学基础相统一的思想等,都凝聚着近代物理学家在科学创造过程中的结晶,有着独创性的见解和重要作用。近代物理学研究和发展的科学思想方法与经典物理有很大的不同,向学生介绍近代物理学科学思想方法是非常必要的,如果能在教学中注意到这些基本的科学思想方法的培养,则我们的教学工作将是具有创造性、前瞻性、充分的体现了实行素质教育的教育思想。在教学中紧密联系科学的思维和方法,是改革旧的近代物理教学方法和内容的一个重要手段。
  3、结合相关内容对重要的科学发现进行分析,给学生展示物理中蕴含的美,培养学生的探索精神和创造性思维
  在近代物理学中,许多的科学理论都属于重大的科学发现,如相对论理论、量子力学、量子场论、固体能带理论、耗散结构理论、混饨理论等。在这些科学理论发现的过程中,都存在一个孕育和发展的阶段,在这一阶段中科学家头脑中闪现出的科学思想和智慧的火花,是培养学生创造性思维的极好的素材。介绍科学家为探索真理而拼博的事实,可以间接培养学生为学习科学知识而努力的探索精神。
  如爱因斯坦从16岁起,就开始思考“追赶光线”的问题,经过10年的努力,最终明白疑难发生在经典“同时”概念的模糊性。从而找到了建立狭义相对论的突破口,建立了相对论理论。这一科学发现的过程,充分表现了爱因折坦为科学而不懈努力的探索精神,他的相对论为近代物理学的发展奠定了理论基础,而他的科学创造精神为我们留下了更为保贵的财富。在近代物理学中,蕴含着许许多多科学创造的思想和方法,我们结合科学理论发现过程的介绍,可以进一步挖掘科学家的科学思想、科学方法。向学生展示物理中蕴含的美,可以增加学生主动探索的动力,可以激发他们的求知欲,有益于培养培养学生的探索精神和创造性思维,这对于抽象、晦涩的近代物理教学来说,不失为一种好的解决办法。
  4、加强相关实验内容教学,提高学生对实验在物理中地位与作用的认识,将理论与实践结合起来
  物理学是一门实验科学,物理学实验在物理学发展的过程中发挥了重大的作用。然而,在教学实践中,由于经费、场地等客观条件的限制,大多数教师把物理学理论放在了主要的位置,对物理实验不够重视,特别是和近代物理相关的实验更是少得可怜。在近代物理教学中,如何突出实验的作用是教学改革的一个重要方面。应该想方设法的多开实验、开好实验,结合有关实验进行教学可以还物理以本来面目,使教学事倍功半。
  近代物理实验设备价值昂贵,实验条件要求很高,许多时候客观条件不能完全满足教学的需要,越是这样越要设法加强近代物理实验的教学要求。很多时候,我们可以用讲授或者图解的方法向同学们介绍近代物理实验的过程,随着计算机多媒体技术的发展,也可以在计算机上模拟近代物理实验的过程。
  5、教学内容的改革[1]
  在近100年的时间内,物理学在各个领域都获得了迅速的发展,近代物理随之也已成为相当庞大的中心科学,形成了许多的独立分支学科领域,如原子分子物理学、粒子物理学、凝聚态物理学、等离子体物理学等。物理学的发展越来越深人地揭示出自然界的真实面貌,特别是推动着人类观念的变革和思维方式的进步,其中,近代物理学更是以其科学性、现代化、实用性的特点集中代表了物理学的发展方向。
  正因如此,近代物理学课程的教学内容首先应该体现出现代化的特点,这种现代化表现在增加一些前沿的知识介绍,如等离子体物理、非线性物理、凝聚态物理、现代宇宙学等,拓展学生的知识范围;另一个方面,应注意使抽象的近代物理学理论知识贴近生活,尽量找些现实生活中见到、听到的一些实例来说明理论知识的用途,增加它们在学生心中的真实性。再者,在讲授近代物理课程时,结合相关内客,可以提出某些科学研究前沿中目前仍未解决的重大疑难问题,并介绍当前研究的状态,展望目前研究问题的途径和新方法,培养学生主动探索和勇于创造的科学的精神,培养21世纪的科学技术人才。
  结束语
  近代物理学的教学改革有一定的难度,这是由它自身的特点决定的,其内容具有现代化、更新快的特点,研究方法又高度的科学化,所以无论是学生学还是老师教都有很大的困难,我想本着客观严谨和实事求是的精神,用和学生一起学习、一起探索态度来对待目前近代物理学教学改革的挑战,定能使教学更上一层楼。
  近代物理教学的改革是一项长期的、动态的、艰巨的工程,还要靠广大的物理界同仁共同努力,使物理教育适应现代科技高速发展的要求,更好的培养跨世纪的新型的物理学科技人才和教育人才。
  参考文献:
  [1]沈桂平,骆万发.近代物理实验新课程体系构建的改革与实践[J].物理实验,2009 (8).
  [2]刘向阳,张大蔚.近代物理实验教学改革研究[J]. 实验科学与技术,2009 (4).
  [3]樊东红.近代物理实验函授教学的探讨[J].中国成人教育,2008(8).
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