物理学课程论文范文

2023-09-17

物理学课程论文范文第1篇

惯性思想的萌芽,可以追溯到古希腊的原子论者,他们设想原子在虚空中不受阻力,会一直等速的运动下去.这种对运动的描述隐含着惯性的思想,对后世认识惯性有一定的积极作用.伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)在前人的研究基础上,首次运用观察、实验和抽象的思维,从欧式几何的观点论证了惯性运动,而直到牛顿(Isaac Newton,1643-1727)才使“惯性的概念”更加科学化.爱因斯坦的相对论给出了高速物体的力学规律,建立了新的时空观,揭示了质量与能量的内在联系,使得惯性的概念与内涵又有了前所未有的深度与广度.因此.从相对论的视角进一步探讨惯性大小的量度及其物理学意义的本质,是有必要的.

1牛顿对惯性的定义

牛顿在其论著《自然哲学的数学原理》中首次给出惯性更科学的定义:“vis insita或物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并使之保持现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动.” 可以看出,牛顿认为惯性由物体内在的属性——惯性力或质量决定,这是他在前人基础上最大的突破,这段演化过程的重要原因是他对惯性质量的提出.

现今使用的高中教材对惯性的阐述也皆源于牛顿的,如人教版物理必修1中写道:“物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性……描述物体惯性的物理量是它们的质量.”

然而,为什么质量是惯性大小的量度?当质量可以随速度发生变化时,惯性又由什么来衡量?

2质量作为惯性大小量度的原因

牛顿认为,质量是惯性大小的量度,质量越大,惯性则越大.从牛顿第二定律的微分表达式=mddt可知,在一定力的作用下,质量m越大,在相同的时间内速度的改变量d就越小,即物体的运动状态就越难改变,也就是表示物体运动状态改变难易程度的量——惯性,就越大.因此,质量是惯性大小的量度.相关史料表明,牛顿在研究第一定律时就“已经认识到作用力与物体(实际上指质量)和运动大小成比例” ,也就是说两个定律虽然在提出的时间上有先后,但研究的过程及思想是相辅相成的.

牛顿把质量视为惯性大小的量度,在他的绝对时空观里,某一特定物体的质量是不变的,因此惯性的大小也是恒定的.爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955)的狭义相对论却构造出一种全新的力学,在这种力学里,惯性不再仅由质量决定.

3相对论中的惯性量度的参照

在狭义相对论内,由动量守恒定律和相对论速度变换的关系,可以从理论上推导出速度和质量的关系如下:

(5)式为相对论中的动能表达式,爱因斯坦把mc2称为运动时的能量,把m0c2称为静能,E=mc2即为物体的质能关系式.该式表明“在质量与能之间没有重要的区别,能具有质量而质量代表着能”,这大大扩充了质量的内涵,同时也拓宽了惯性的定义.“所有的能都会抵抗运动的改变;所有的能的行为都和物质的一样”,因此惯性是能量的属性,能量具有惯性.既然质量就是潜在的能量,那么惯性的量化究竟是质量还是能量?笔者认为是能量,论述如下.

由E=mc2可知,当能量增加E时,质量伴随着增加Ec2,其中分母c2是一个很大的因子,增量E必须也很大时,质量的增加才能被测出,因此,如果用质量作为惯性大小的量度,误差会相对较大.相反,如果用能量作为惯性大小的量度,即使质量增加很微小,能量的增量也很明显,对惯性的量度就会相对准确.因此,在狭义相对论内,能量是量化的惯性.

爱因斯坦把科学家对自然的探索比喻成一部侦探小说,不同的线索导致不同的发现,狭义相对论使得对惯性的量度发生了改变,那么广义相对论对惯性又产生了怎样的影响?

4惯性本质的再探讨

牛顿在“《论流体中的球体运动》、《论均匀可变形介质中物体的运动》和《论物体的运动》等手稿中,都是以物体或物质的内力为着眼点,探讨惯性的本质” .然而,爱因斯坦的广义相对论对此却提出了另一种观点.下面从惯性质量与引力质量着手,探讨惯性的本质.

伽利略的比萨斜塔自由落体实验说明,在地球上任何时刻任何地点所有自由落体的重力加速度都相等,即aA=aB,因此由(9)式和(10)式可得

m惯Am引A=m惯Bm引B=常数(11)

适当调整引力常数的数值,可得到m惯=m引,即惯性质量同引力质量在数值上是相等的,这种数值上的相等,暗示着性质上的相同,爱因斯坦正是注意到惯性与引力的同一性,进而导致了广义相对论的产生.既然惯性的本性同引力的本性是统一的,探究惯性的本质便可以追溯到引力,然而目前科学界对引力的本质尚未有统一的定论,最常见的是引力场是一种磁场,引力的本质是电磁的相互作用.但无论哪一种学说,引力终归于物质间的相互作用,由此可以说,惯性来源于物体的相互作用.在《爱因斯坦文集》中,对“惯性是否该追溯到同远距离物质的相互作用”的问题,爱因斯坦给出肯定的回答,同时这与马赫对牛顿水桶实验的批判结果也是一致的.

5小结

综上所述:惯性大小的量度在牛顿经典力学中是质量,而在狭义相对论内是能量;牛顿以物体的内力为着眼点探讨惯性的本质,而在广义相对论内,惯性的本质是物体的相互作用.

基于上述论述,笔者对高中物理中“牛顿运动定律”的教学提出三点建议:第一,在学习惯性之前,让学生查阅惯性概念的发展历程,这对学生培养科学的情感、态度,以及了解正确的研究方法、分析问题的方法有很大的帮助;第二,学完牛顿第二定律后,让学生试着用 解释“为什么质量是惯性大小的量度”,这有助于学生更好的掌握牛顿第二定律并对惯性有更深刻的理解;第三,学完相对论后,可以让学生探讨“既然质量就是能量,那么能量是否可以作为惯性大小的量度,如果可以,质量合适还是能量合适”.

物理学课程论文范文第2篇

关键词:物理学史,科学教育功能

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,它包含了认识论和方法论的因素。本文就物理教学中发挥物理学史的科学教育功能谈点笔者的管见。

一、教学中适当结合物理学史可以让学生更好理解物理概念、重视实验,去了解物理学的基本观点和思想。

1.在物理教学中适当结合物理学史可以帮助学生深入理解物理概念,纠正错误观念。

认知心理学家奥苏贝尔的有意义学习理论认为,在学习新知识时可以适当利用相关的、概括性的并且比较清晰、稳定的引导性材料。这种引导性材料就是所谓的“先行组织者”,它有助于促进学习和保持信息,并在一定程度上为新知识提供一种“脚手架”,使学生进行有意义的学习。在物理基本概念和规律的教学中,很多时候,物理学史可以提供比较性的组织者或说明性的组织者。比如,在讲述力的概念时,从亚里士多德到伽利略、牛顿,循着伟人的探索历程,比较他们的见解,可以加深学生对力的概念的理解;在讲述电磁感应时,以安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等物理学家在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所得的成果为主线,使学生在对电磁发展总体认识的基础上,加深对教材的理解和对概念、定律、公式的掌握。

此外,教师在进行概念教学时,往往是经过抽象的理论分析加以表述,结果会使学生对科学概念的产生和发展引起误解,以为不管什么结论都可以用数学推导出来。引入物理学史,讲清理论的由来和发展,讲述它的成功,它解决了哪些问题,讲述它的局限和发展前景,使学生知道科学发展经历的是一条曲折、艰难的求索道路,不把物理学当一门死科学来学,这样就能更好地理解和掌握物理知识。

2.在物理教学中适当结合物理学史可以促使学生充分认识实验在物理学中的地位和作用。

纵观物理学史,每一个理论的产生与发展都是建立在实验的基础上,而物理学发展所经历的每一次理论上的大综合和大统一,都伴随着实验技术与实验思想的进步。在物理教学中,应该结合教学内容介绍物理学史上一些有重大意义的物理实验,不但要说明实验的背景、条件、手段、方法和过程,而且更要阐明这些著名实验的设计思想和研究处理问题的方法、阐明实验与理论的关系以及实验所做出的重大历史贡献。比如通过结合伽利略对自由落体的研究使学生认识到物理实验是物理学研究的最重要的工具,物理实验对物理理论的产生、发展和验证都有决定性的作用,从而深切理解实验在物理学中的地位和作用;同时也有助于增强学生的实验设计意识,提高学生对实验现象的科学洞察力和对实验结果的分析能力,从而减少物理实验中的失误。

3.在物理教学中适当结合物理学史有助于学生了解物理学的基本观点和思想。

物理教学不仅要使学生掌握物理概念和概念间的联系即规律,还要结合物理学的发展史引导学生了解物理学的基本观点、基本思想及其变革。例如,物理学的“运动观”——包含着运动的绝对性、运动描述的相对性、力和运动的关系、分子运动理论等方面的内容;物理学的“守恒观”——包含着动量守恒、能量守恒、电荷守恒和质量守恒等方面的内容等。在教学中结合物理学史,让学生了解这些物理学基本思想和观念产生的历史背景,以及这些物理学基本观念和思想的历史变革过程,使学生在学习一个新的物理理论的同时,逐步改变自己陈旧的思想观念和思维方法,从而实现从整体上把握物理世界图景、深刻领会物理学思想的真谛。

二、在教学中渗透物理学史可以帮助学生去理解科学的探究本质,进行科学方法和科学思维的熏陶,形成知识的相对观和发展观。

1.在物理教学中渗透物理学史有助于对学生进行科学方法和科学思维的熏陶。

物理学的研究思想和方法是人类智慧的结晶,它们的传授与学习,只有紧密地与物理学史结合起来,才不流于形式、成为空洞无物的条款堆集,而是成为有声有色的活例。在物理教学中适当结合物理学史,展现物理学发展中有代表性的科学家探索知识的思维过程,可以使学生了解前人是用什么样的方法去研究和探索,从而发现新的规律和理论的,从中去领悟物理学的研究方法。比如,通过介绍伽利略的斜面实验,可以使学生了解正是伽利略开创了把物理实验与科学思维相结合的物理学研究方法,就像爱因斯坦评论中所说的:“伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。”物理学中常见的研究方法都贯穿在物理学发展的整个过程中,因此在物理教学中渗透物理学史,能使学生学到解决问题的种种方法,也会使学生认识到科学研究方法是多种多样的,很多途径都可导致真理的发现或揭示更深层次的奥秘。

2.在物理教学中渗透物理学史有助于学生全面理解科学的探究本质,学习物理学家在研究中所采用的科学方法。

物理学发现的历史也就是物理学探究的历史,在探究过程中洋溢着科学精神,渗透着科学思想和方法。在课堂上教师可选择物理学史上著名的实验或发现事例,经简化、设计,形成富有启发性的材料,让学生“追踪”当年科学家的发现思路,模拟科学家的发现过程,领会科学家的思维方法,而不是只是介绍结论。这样做虽然不是真正的科学“发现”或“创造”,但它不仅能激励学生学习科学家奋勇探索、敢于创新的精神,而且也能使学生从中学到物理学的一些探究方法,丰富自己的思路。

3.在物理教学中渗透物理学史有助于培养学生的质疑、批判精神,让学生形成正确的知识的相对观和发展观。

物理学史上大量的事例表明,不囿于传统理论和传统观念,不迷信权威和书本,是科学创新的思想前提,是科学前进的动力。比如人们对原子结构的认识,首先是汤姆生提出了枣糕模型,在此基础上汤姆生的学生卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型,卢瑟福的学生玻尔把量子理论运用到原子系统上,建立了玻尔原子模型,这样使人们对原子结构的认识由错误到正确并不断加以完善,三代物理学家对原子结构的研究都是在承袭前人的理论的基础上进行创新,从而使得原子物理学飞速发展。在物理教学中,渗透这些物理学家质疑、批判、创新的物理学史,对于培养学生的质疑、批判精神和创新能力是大有裨益的。

三、在教学中引入物理学史可以激发学生学习物理的兴趣,培养学生的科学精神和人文精神。

1.把物理学史引入物理教学中可以激发学生学习物理的兴趣,产生学好物理的驱动力。

心理学家赫尔的学习理论认为学习系统首先要有驱动力,驱动力是处于需要时产生的一种动力状态。只有当学生对学习有了兴趣,才能表现出学习的自觉性、主动性,才能在学习中去开拓、去探索,去克服学习中遇到的困难。如果我们把历史引入教学中,把科学理论的建立,科学发现的过程,科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生,并通过了解物理学家的生平、各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣,就能让学生从中学习到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法,变被动学习为主动获取知识。物理学史中有许多科学家为真理献身的动人事迹,如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁、利赫曼为引雷电而捐躯、居里一家的艰难困苦、卢瑟福长期研究α射线以及量子理论早期发展所经历的曲折和磨难等。这些物理学史的引入,都会使学生萌发一种为人类作贡献的激情,产生学好物理的驱动力。

2.把物理学史引入物理教学中可以培养学生敢于坚持真理、勇于创新和无私奉献的科学精神。

课程目标明确要求高中学生要“具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。”这不仅是学习物理本身的需要,更是时代对中学生的要求。对于物理教学来说,渗透科学精神的教育主要是通过教师讲解和分析物理学史来实现的。例如,在讲解《电磁感应现象》这一节时,教师就应该讲述法拉第从奥斯特发现的“电流的磁效应”这一事实中得到启示,坚持“磁场也能产生电流”的信念,经过长达十年的努力,最终取得了重大突破。作为教师要号召学生学习这种为探求真理而坚持不懈的精神。此外,法拉第舍弃荣华富贵,几次拒绝接受封爵而甘当“平民法拉第”的人格和品行也是对学生进行教育的好素材,因为这种高尚的品格对于端正学生的学习动机,树立学生对真理的非功利性追求,具有重大意义。

3.把物理学史引入物理教学中可以培养学生的人文精神和爱国主义精神。

《新课程标准》提出:注重物理学与日常生活、社会科学以及人文科学的融合,让学生切身体验物理学与社会的相互作用以及物理学对人类文明的影响。作为一线的物理教师,通过物理学史的教学,使学生受到科学和人文相结合的教育,让学生在学习过程中在情感态度与价值观等方面得到熏陶,培养学生健全的人格,也使学生对科学的本质、功能等对社会的影响,有更深刻的理解。比如爱因斯坦在第二次世界大战期间,从人类的正义感出发,劝说美国总统罗斯福抢在纳粹德国以前研制原子弹,当研制成功以后,他又从人类的良知和社会责任感出发,和原子弹之父奥本海默一起,联袂反对使用原子弹。科学家在致力于科研活动的同时,处处重视人的价值,孜孜不倦地追求社会的和谐发展,是科学精神和人文精神结合的楷模。教学中将这些物理学史与物理知识相融合,其中蕴涵的科学家充满人文主义的态度和精神必将激起学生心灵的震动。

总之,物理学史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,值得我们去开垦,从中吸取营养。在新课程改革的形势下,教师对物理学史的教育功能要有正确、深刻的认识,要加强对物理学史的了解,研究如何在物理教学中引入物理学史,更好地实现新课程目标。

参考文献:

[1]杨庆华,胡银泉.“新课程理念下看物理学史的教育功效”[J].井冈山医专学报,2005(7).

[2]曹红梅.“新课程背景下对物理学史的教育功能的思考”[J].物理教学探讨,2008(11上半月).

[3]吴志颖.“物理学史教育与新课程目标的实现”[J].新课程,1999(12).

[4]杜玉娟.“新课程背景下物理学史和高中物理教学相结合的研究与实践”[D].辽宁师范大学教育硕士研究生学位论文,2005.

物理学课程论文范文第3篇

摘要: 高考的改革,成就了“3+x”的高考模式,即语数外加上物理、化学和生物三门理综课程或者历史、地理和政治三门文综课程。这样的一种综合课程的设计,对于高中物理的挑战可谓是空前的,在这样一种模式下怎样继续物理课程的教学和复习,需要一个全新的思考和对策。

关键词:3+x 物理学科 对策

面对“3+x”的高考模式,物理学科在高中理科教学中应该怎样找准自身的立足点和对策。“3+x”的考试模式在中国高中范围内的施行,主要的目的就是锻炼学生的综合能力,激发学生的学习热情。这样的挑战下,高中物理学科的教学立足点还是以本为本,以教科书为基础,完成在以物理学科基本知识点为基础上的学科间的交叉。

一、在理综模式下学生自学能力的培养

在这种高考模式下,物理学科和其他两门学科会同时进行考试,成为了一个综合类的理综考试。当然。随着高考越来难度越大,有些题目学生甚至于连读题都成问题,所以学生的自学能力一定需要提上去。书本和课堂固然是物理教学过程中最为主体的部分,但是在课后学生对于这些课程的知识点的学习往往取不到预期的效果所以物理学科在进行教学的过程中一定需要主意培养学生的自学能力,在预习、复习和作业完成的过程中,都需要这样的一种学习的技能,只有学生的自学能力提上去了,才会在语数外三本基础课程学习好的前提下,继续搞好交叉过程中的物理学科的学习。

二、在理综模式下增强例题的示范作用

既然是综合课程的学习,那么在学习的时间上就一定会出现一定的侧重,在现今的理综课程的学习过程中,很明显物理学科还是占据着很大的比重的。高中物理教学过程中,教材上的例题的示范性作用还是需要加强的,教师在完成了基本知识点的教学外,一定需要认真讲解课程中遇到的例题。例题具有典型性,一个例题的讲解,往往包含了基础知识点的复习和解题方法的训练。基础的知识点的训练,当然包括基础的物理解题的格式和物理的术语的运用,还有基础的图表的绘制等方面。而解题的方法,可能对于应试教育下的物理学科的教学会更加有成效。在“3+x”的模式下,对于考生的要求还是偏重于怎样快且准地完成考试,所以一定需要老师在针对于这样的一类型的题目以例题为切入点,培养学生的解题思路和寻找解题突破口的方法。在这样的教学过程中,也实现了师生之间的互动,使老师能够更准确捕捉到这样的一种教学模式下,学生最需要的是什么,学生也更加有机会和勇气进行质疑,得到更为贴切的答案。

三、在理综模式下重视物理实验技能

理综考试的基本题型中必然会出现一到实验设计的题目,这道题目的目的在于考查学生在进行综合课程学习的过程中,相应的实验技能和只是贮备有没有相应得到加强,能否有能力独立地解决一些在实验上的问题。

物理学科中的很多数据和规律,都是由前人反复实验得来的,所以实验室很重要的。教材中几乎每出现一个新的知识点都是由实验切入的,这样的基础入门实验,尽量要让每一位同学都有亲手参与的机会。在这样的氛围下,让学生接受一个新的知识点,不仅提高了速度还是使得学生的学习热情得到激发,让他们有想法去探究一个物理现象背后的奥秘。当然,在进行物理实验教学的过程中,一定需要注意的就是规范的操作,三令五申地进行强调,这是一个学科实验习惯的养成的最佳时间,习惯养成了,才能够有效地在后续的实验过程中快速地发现症结所在,成功地完成一项实验。

在这样的一种将实际操作的比重大大增加的教学模式下,最主要的还是训练学生的创新能力,现阶段着重强调学生的创新性思维。只有发现了问题,才会去想对策,只有开动了脑筋,才会有新的东西出现,这就是所谓的创新。在物理学科的教学过程中,单就实验而言,确实会出现很多的问题,学生一定会去探究这些问题的成因和解决的方法,所以这也不失为一个很好的在“3+x”模式下,训练学生的创新能力的有力措施。

四、在理综模式下,实现学科之间的综合

前面已经提及了“3+x”的主要目的,就是学科之间的交叉和综合,主要训练学生的综合课程的能力。在学科上交叉,在学科内综合,也就是“x”的精髓。物理学科的教学,还是注重以本为本,前者是指教材而后者就是基础,将基础打牢才能高楼耸立。花了大量的时间实现了基础的知识点的学习和基本的实验技能的培养之后,就可以适当地引导学生在一定程度上的小综合了。这样的综合的实现,就是让学生打破学科之间的条条框框,实现学生针对于物理、生物、化学、地理、社会等多个层面的渗透。例如,在学习“能”这一章的时候,要知道除了常见的机械能以外,还有生物体的生物能,化学物质的化学能以及一些其他的能的存在和相互之间的转换,而其中转换所采用的途径就会借助到物理学科中的其他领域的知识,如热力学和流体力学,等等。当然,实现学科间的交叉,最主要的还是依靠大量的阅读,一定需要具备很好的阅读能力,才能充实自身的知识储备,完成学科之间的有力交流。

五、总结

“3+x”模式的提出,是完全符合中国现阶段的教学现状的高考模式,针对于这种综合趋势下各个学科的教学过程,迎来了很大的挑战。物理学科在理综中占据着很重要的地位,作为比较基础的一类自然学科,在这样的模式下一定要注意从书本出发,培养学生的综合能力,包括解题、实验、综合课程交叉等方面。

参考文献:

[1] 钱呈祥.物理选择题速解方法[J].高中数理化,2002,(06).

[2]王发礼.“3+X”模式下的高考物理复习策略[J].高中数理化,2002,(05):19-21.

[3]张钦.“3+X”形式下的物理复习方法琐谈[J].绥化师专学报,2002,(04):139-140.

[4]黄晓标.关于“3+理综”高中物理教学的思考[J].江西教育科研,2002,(06):43-44.

物理学课程论文范文第4篇

摘 要:随着新课程改革的不断深入,越来越多的物理教育者都逐渐认识到培养学生科学素养的重要性。在高中物理教学中,教师应积极转变传统教学理念,引入物理学史激发学生学习物理的兴趣,养成学生良好的物理学习态度,进而在提高学生物理成绩的同时培养学生物理学科素养,促进教学质量的提升。本文分析高中物理课堂引入物理学史的现状,并提出解决策略,旨在为高中物理课堂教学水平的提升提供参考。

关键词:物理学史;高中物理课堂;现状

一门科学的历史就是这门科学本身,并且在科学教学的过程中融入历史的观点有助于学生形成更具联系性的系统知识体系。相较于初中物理,高中物理知识的更系统、更严密,知识面也更加宽阔,对学生独立思考、自主专研的学习能力、态度等具有较高的要求,但在传统的高中物理课堂教学中,理论灌输和机械习题训练导致学生学习热情挥霍一空,逐渐失去学习物理、深入专研的兴趣,不利于学生物理学科素养的提升。在高中物理课堂教学中引入物理学史的教育,可以使学生在了解历史上物理学家形成物理概念、发现物理规律的过程的基础上,针对物理学家遇到的困难、产生的想法,针对问题做出的判断等获得启迪,产生共鸣,从而让学生正确理解和掌握物理知识,发掘物理学习的乐趣,养成良好的科学精神[ 1 ]。

1 关于高中物理教师物理学史教学的现状分析

随着新课程改革的深入,我国高中物理教师在物理学史教学上存在一些好的方面,同时也存在一些问题。

1.1 大部分教师对物理学史重要性认识较为充分

随着新课程标准要求的指出,大部分高中物理教师都逐渐认识到物理学史对教学的促进作用,对物理学史有一定的了解,在课堂教学中遇到物理学史的内容也会向学生介绍,已经具备一定的物理学史教育意识和能力。大多数物理教师在课堂教学中都会尝试应用物理学史来营造科学氛围,引起学生共鸣,进而激发学生学习兴趣,且部分物理教师也对如何将物理学史引入课堂教学中发表自己见解,为开展物理学史教育打下良好基础[ 2 ]。

1.2 物理学史的获取途径单一

虽然大部分物理教师逐渐认识到物理学史的重要性,但是他们获取物理学史的途径较为单一,通常是根据教材中提到的物理学史通过网络查找,仅仅只是知道物理学史这样一个概念及大致内容,没有详细、系统的去学习,深入了解物理学史的内容,并使其恰当的引入到课堂教学中。

1.3 对物理学史的认识不足

大部分物理教师对物理学史的认识不够充分,且受到传统教育的束缚,认为物理学史教育虽能促进学生对物理知识的理解和掌握,提高学生的学习兴趣,但是会将本就时间较紧的课堂教学弄得更加紧张,导致教学任务无法达成,物理知识难以全部传授,甚至有部分教师认为物理学史知识传授是在浪费时间,与高考目标相冲突[ 3 ]。

1.4 缺少科学的方法指导

由于高考中牽涉到的物理学史的知识很少,教学大纲中关于这方面的要求也很少,导致了大部分教师仅仅只是通过教材对物理学史产生一定的了解,没有视之为重点深入了解,这就导致很多物理教师缺乏科学的方法指导,不知道如何开展物理学史的教育,将其适当的引入到高中物理课堂中。

2 关于高中学生物理学史学习的现状分析

高中学生在物理学史学习上存在一些好的方面,同时也存在一些问题。

2.1 大部分学生对学习物理学史内容兴趣较高

在高中物理堂课教学中,大部分学生都希望引入物理学史的内容,包括科学的研究方法、研究过程等,学生学习物理学史知识热情较高,对物理概念的产生背景有着浓厚的兴趣。学生表示乐于通过深入了解物理概念、物理规律、物理实验的形成过程去理解和掌握物理知识,认为这种方式更有乐趣,也更能使其将精力投入,对促进其物理知识学习有着重要作用。

2.2 物理学史内容获取途径单一

学生在高中物理课堂中学习物理学史的知识的兴趣较高,但利用课外时间自主学习物理学史兴趣却不高。由于高中学业较重,学生多通过课堂上教师讲解及课文相关知识内容了解物理学史,手段单一,且多抱着听故事的想法,没有深入、认真学习[ 4 ]。

2.3 学习物理学史内容不够深入

受限于知识储备和学习能力,大部分高中学生学习物理学史内容都只停留在表层,掌握物理学史知识的能力欠缺,仅仅了解到一些重要物理概念产生背景及科学实验过程及简单的研究方法等,没有深入到理论的形成背景、争论性概念形成等方面的学习。

2.4 没有真正认识到学习物理学史的目的

大部分学生还是没有摆脱考试带来的影响,认为学习物理学史内容的目的主要是提高学习兴趣,将物理知识直观化、生动化,进而提高学习效率,提高物理成绩,最终目的还是为了应付考试,没有认识到物理学科素养的重要性。

3 关于高中物理课堂引入物理学史的意义

英国哲学家培根说过:“读史使人明智”。可见,高中物理课堂引入物理学史是很有意义的。

3.1 利用物理学史资料,创设物理课堂情景

物理的一些小实验可以创设物理情景,激发学生学习物理的兴趣,而上课采用讲故事的形式也一样可以吸引学生的注意力,活跃课堂。例如,有一次听《万有引力定律及引力常量的测定》这节公开课的时候,教师在讲万有引力定律时,只注重知识的灌输性传授,单纯直接介绍牛顿提出万有引力定律这一知识点,学生就觉得枯燥乏味。在我看来,教师可以介绍牛顿发现了万有引力的故事。23岁的牛顿是剑桥大学的学生,他经常会想着,为什么月球不会掉落在地球上呢?为什么地球会绕着太阳转呢? 有一天,一个苹果从树上落下来。这时候,他就想,为什么苹果总是垂直落向地面呢?为什么苹果不向上或向外运动呢?苹果向着地球,也可看成是地球向着苹果,物体和物体之间是相互朝着对方运动的,从而引出万有引力定律。这样通过生动有趣的故事,在物理课堂上介绍物理学史,创设物理课堂情景,可以消除学生对物理知识的神秘感,激发学生对物理学家的崇拜感,从而更努力地学习物理。

3.2 利用历史背景资料,了解物理概念由来

物理学的知识,最核心的是物理概念。在实际的物理教学中,教师一般是由观察或实验事实为依据,建立物理概念,但对于学生仍会因为不理解一些新概念和新定律而苦恼,因此如果能在原来的基础上增加一些相关的物理学史的知识,了解这些物理学概念形成的历史,更有利于学生对新概念和新定律的正确理解和领悟。

比如,介绍牛顿第一定律时,有些学生对牛顿第一定律倒背如流,但仍不能用它来分析、解释生活中的相关现象和问题。由于牛顿第一定律又称为惯性定律,教师可以引入惯性这一概念产生的历史。这一概念发展经历了很长的时间。从统治力学世界1400多年的亚里士多德的观点“力是维持物体运动的原因”,到伽利略进行理想经典的斜面实验,再到笛卡尔等人的“如果运动物体,不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不会变,将沿原来的方向匀速运动下去。”,最终到牛顿的“第一运动定律”。不同的物理学家慢慢地对这个概念知识点进行完善,终于确定了最后正确的物理内涵。因此,教师在物理概念知识点讲解时,渗透物理学史,可让学生了解物理概念知识点的形成过程,有利于培养学生实事求是的科学态度,进而加深对概念的掌握。

3.3 渗透物理学史教学,感悟科学研究方法

在物理教学中渗透物理学史的教育,展示物理学家探索物理知识和规律时,不仅能使学生能身临其境,还能使学生领悟到物理学的科学研究方法。例如牛顿运用数学和综合的方法得到万有引力定律,伽利略通过数学推理和实验验证的方法发现自由落体定律,卡文笛许利用扭称这一装置的实验方法测出引力常数等。这样,让学生走进科学家的精神世界,培养学生吃苦耐劳的精神,让学生从中感受到科学家勇于探索、坚持不懈的精神,为以后能克服各种困难,坚持不懈地努力学习作准备。

4 结语

总之,物理学史引入高中物理课堂的现状有好的方面,也存在较多问题,教师和学生应充分认识到物理学史的重要性,在物理教学中融入物理学史的内容,提高物理课堂教学效率,促进学生物理学科核心素养的提升。

参考文献:

[1]赵塞君,顾锋,李素娟等.物理学史与高中物理教学相结合的研究——以“自由落体运动”为例[J].物理教学,2017,39(5):76-78.

[2]樊晓東,刘晓霞.高中物理学史教学中引入话剧形式的行动研究——以“行星的运动”为例[J].中学物理教学参考,2016,45(18):67-70.

[3]沙吾烈·廷阿什汗. 物理学史引入高中物理课堂的现状研究[D].乌鲁木齐:新疆师范大学,2016.

[4]尹浩.引入物理学史优化高中物理课堂教学的相关反思[J].考试与评价,2015,12(4):87.

物理学课程论文范文第5篇

摘 要:物理学科知识的学习和理解离不开实验,实验可以将抽象的物理概念或者公式等具体化,也能够促进学生的动手能力和思维水平快速升高。生活化的教学方法对于发展学生的能力意义重大,也可以促使学生带着轻松感高效掌握知识点。高中物理教师可以尝试将生活教学法与实验联系到一起,设计并组织生活化实验展开教学。在本篇文章中,笔者将阐述高中物理教师如何在课堂中引入生活化实验,促使学生的物理学习兴趣和效率等不断提升和发展。

关键词:生活化实验;高中物理;学科教学;创新研究

时代不断发展进程中,广大教育工作者不再单一地将学习成绩作为衡量学生的唯一标准,教学方法也在不断创新和改进,争取在凸显出学生主体性基础上发展其综合能力。物理学科知识的学习需要实验的辅助,实验的设计和操作对于发展学生的核心素养等具有真正的价值。生活教学方法对于激发学生的学习兴趣具有重要的作用,当高中物理教师发现了生活教学法与实验教学法对于学生高效获取物理知识的影响后便尝试将两者结合到一起,通过生活化实验的方式激发学生的主观能动性,促使他们对物理实验的热情不断升高,在掌握物理知识的同时科学思维和探究能力等也随之发展。

一、引入生活化实验,激发学生物理学习热情

实验是学生高效获取物理知识的有利“武器”,对于提升学生理解能力和科学思维意义重大,但是很多学生对也枯燥的物理实验不感兴趣,更不用提从实验中发现物理知识的奥秘了。进入高中阶段以后,物理知识难度随之“升级”,学生的学习主动性更难提升。鉴于此,高中物理教师可以尝试将实验与生活联系到一起,在教学过程中引入生活化实验,以此进行激趣,促使学生在生活化实验中发现物理知识学习的意义,进而增强他们学习兴趣。

例如,学生在学习“摩擦力”内容时,高中物理教师一上课先引导学生将手放到桌面上移动,感受运动过程中受到的阻力,同时鼓励其在手上面施加外力或者外物继续感受运动中阻力的变化情况。这一生活化的小实验对于学生的吸引力很大,他们会乐此不疲地展开探究,此时教师可以将“摩擦力”概念以及分类等内容抽象出来,并使其主动思考摩擦力大小的影响因素。当讲解到滑动摩擦力的计算方法时,教师将生活中常见的布料、塑料纸以及卫生纸等准备出来,鼓励学生自主探究不同接触面同一物品受到的滑动摩擦力大小。生活化实验的引入,使得整个物理课堂变得十分有趣,学生们才参与实验活动的过程中也可以高效地掌握物理知识。

二、演示生活化实验,增强学生科学探究动力

传统教学观念下,很多学校会因为教学条件的限制很难将实验引入课堂,导致很多学生没办法直观地观看实验并发现实验中的知识和规律。新时期,信息技术发展迅速,与课堂教学逐步融合到一起,也为课堂增添了不少色彩。高中物理教师可以运用信息技术将一些有趣的生活化实验演示过程播放出来,促使学生通过观看奇妙的生活化物理实验对实验探究产生兴趣和动力,进而产生自主模仿的冲动,为理解知识奠定了基础。

例如,学生在学习“圆周运动”内容时,高中物理教师一上课先利用多媒体将一兴趣小组成员研究能够促使一个拴着一定长度细绳的小球转动起来的趣味实验视频播放出来。视频中,兴趣小组成员尝试了不同长度的细绳、运用不同的力量等方式展开探究,有时小球没办法迅速得完成圆周运动,有时小球的转动速度不同。视频播放完毕后,学生们也产生了想要使用身边事物模拟实验的的冲动,进而尝试将橡皮代替小球进行了尝试,为后面深度探究圆周运动中线速度和角速度以及它们之间的关系奠定基础。生活化实验的辅助充分调动了学生物理学习动力,同时对于发展他们的科学探究能力也起到了一定的推动作用。

三、组织生活化实验,培养学生物理创新思维

在教学过程中,物理教师不仅仅需要促使学生掌握课本中的知识点,还需要引导学生在此过程中发展科学精神和思维,进而为后续学习夯实基础。生活化的实验对于学生具有一定的吸引力,也能够促使他们在动手探究的过程中科学思维也以此形成并逐步发散。因此,高中物理教师可以在课堂中将一些学生常见的物品展示出来,组织生活化实验活动,促使学生积极参与实验的同时创新思维得以发展。

例如,学生在学习“超重与失重”内容时,高中物理教师上课时先通过宇航员在太空中的状态引出超重与失重的概念,并通过下蹲和起立的两种运动状态带领学生一起分析了受力情况以及所处的超失重状态。为了加深学生对超失重知识的理解和记忆,教师鼓励学生自主拿矿泉水瓶,促使学生结合超失重知识点自主设计并完成实验。在设计实验的过程中,学生们脑洞打开,有的人尝试将其中装满水后挥舞手臂撒了出去,有的学生在侧壁处点了一些小洞,并且通过上抛或者平抛的方式观察水的状态。在生活化实验课堂中,学生们的创造性思维不断发展,运用超失重知识分析和解释实验的能力也随之升高。

一言以蔽之,物理学涉及到的领域较广,生活就包含了很多的物理知识。在“三新”背景下,高中物理教师可以尝试将生活化实验引入课堂,以此促使学生带着熟悉感和兴趣主动融入其中,并积极地发现其中的奥秘,进而达到高效物理教学目标的同时发展其物理核心素养。

参考文献:

[1]王晓红. 浅析生活化教学在中学物理实验教学中的应用[J]. 中学课程辅导(教学研究), 2019, 013(012):112.

[2]崔金蕊. 例谈生活化教学在高中物理教学中的应用[J]. 文理导航, 2020, 000(014):P.39-40.

本文系2020年大田县基础教育教學研究立项课题(TKTZ-2041) 《“三新”背景下高中物理教学中演示实验生活化的实践研究》的阶段成果之一。

福建省大田县第五中学 福建省三明市 366100

物理学课程论文范文第6篇

摘要:在我校“1+3”教育模式下,针对物理学专业的师范特色,为实现人才培养目标,做好与一工部教学特点的衔接,稳定学生的专业思想;突出人才培养的精品化意识和复合型意识,加强培养学生的创新能力和实践能力;对物理学专业人才培养模式进行改革并顺利实施,取得了比较好的实践效果,为寻找新的专业生长点提供了有益的借鉴。

关键词:物理学专业;人才培养模式;改革与实践

人才培养模式是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的教学内容和课程体系、管理制度和评估方式,实施人才教育的过程的总和。具体包括四层含义:培养目标和规格;为实现一定的培养目标和规格的整个教育过程;为实现这一过程的一整套管理和评估制度;与之相匹配的科学的教学方式、方法和手段。自从20世纪90年代末期高校扩招以来,大学教育已经从精英教育转向素质教育,随着我国高等教育教育规模的不断扩大和人才需求结构的变化,高等学校物理学本科专业人才的培养模式和方法有了很大的变化,许多院校也进行了相关专业的探索与实践[1-3]。结合我校校情和物理学专业特点,物理学专业进行了人才培养模式改革与实践。

一、人才培养模式改革的背景和目标

我校物理学专业为师范类,人才培养的目标是为中等学校提供师资;由于国家免费师范生制度的建立,挤压了我校非免费师范生的就业空间。另外,我校从2006年秋实行了“1+3”教育模式,全校所有新生入学时打破专业限制,在新成立的“一年级工作部”接受一年以大学英语、高等数学、计算机基础等课程为主的通识教育后,二年级再分流到相关专业学习专业知识。在一工部综合测评成绩在专业前20%的,有机会转一次专业,物理学专业属于净流出的专业,没有转入,造成学生的专业思想不稳定;而且,对于物理学专业的大二学生来讲,他们与物理课程“隔绝”一年后,要在三年的时间里学完原来四年的物理学专业课程,学生的专业课任务很重。原有的人才培养模式已经不能适应新的“1+3”模式,必须加以改革并付诸实践。

人才培养模式改革与实践的核心是建构科学合理的人才培养方案以及与之匹配的教学内容和课程体系。深化教学内容与课程体系以及教学方式方法的改革,完善对教与学的效果的评价与考核体系建设,是保证人才培养质量不断提高的重要手段。在学校“1+3”教育模式下,对物理学专业人才培养模式的改革和实践,可以更好地與一工部教学有效衔接,充分发挥一工部通识教育实施的优势,提高学生的专业满意度,提高学生的学习积极性,让学生对于专业前景和专业方向有较好的认识,一个合理的人才培养模式将在提高学生的综合素质方面发挥巨大的作用。

二、人才培养模式的改革

物理学专业每届都有近20%的学生转至其他专业,这样对物理专业学生的专业思想造成了一定的冲击。为了解学生学习专业课程情况、对专业课教师教学方式和方法的适应情况,每年都对学生进入专业课程后的学习状况进行了问卷调查研究,并完成调研报告;在学生毕业前夕即人才培养模式实施情况进行了问卷调查,也完成相应的调研报告。同时,多次召开了人才培养计划的研讨会、专业建设、学科建设和课程建设等研讨会,听取校内外专家的意见。通过研讨不断理清人才培养模式改革及实践的思路。先后对国内985高校、211高校、石油院校、省内同类学校的物理学专业进行了广泛的调研。通过调研了解国内外高校物理学的基本情况、专业人才培养模式的改革动态,结合我校和我院的实际,不断丰富和完善人才培养模式的改革。

(一)更新人才培养目标,修订人才培养计划

为培养高素质创新型人才,充分发展学生个性,以能力和创新为主线,培养理论基础厚,专业技能熟,创新能力强,适应口径宽,知识、能力、素质协调发展的高级人才;强调人才培养中的精品化意识和复合型意识。为了适应学校的“1+3”教育模式,针对物理学专业的课程特点,结合高等学校物理学本科指导性专业规范,对课程进行了重新调整和规划,构建了新的人才培养计划。

(二)课程体系和教学内容改革

1.纵向联系,课程整合。注重物理学专业课程的纵向联系,进行课程整合,打通学科基础课和专业核心课程的教学。如将具有内在联系的学科基础课——专业核心课安排在连续两个学期授课:打通了力学-理论力学、电磁学-电动力学、原子物理-量子力学等课程的教学,一方面强化了课程的纵向联系,另一方面避免了教学内容的重复和遗漏。将选修课程分成了理论模块、应用型模块、师范类模块等几个类型,学生可根据自己的特点、特长选学其中一个模块,这种做法拓宽了专业口径,也有利学生个性的发展。

2.紧跟发展,更新内容。在教学中注意融入物理学和相关科学最新成果,紧跟现代科技和交叉学科的发展,更新教学内容;加强在课程中物理学最新成果的介绍,如每年诺贝尔物理学奖颁布后,都请相关教师为学生作关于获奖情况的学术报告。

3.横向关联,拓宽内容。加强和其他学科的横向关联,拓宽教学内容,注重和光电子、材料、能源学科的关联。为学生的深造和就业提供宽口径的选择空间。

4.加强实践,突出技能。物理学是一门实验学科,为了培养学生的专业兴趣,本着基础理论教学坚持“少而精”、理论联系实际的原则,加强实践教学环节。组织实施了各类竞赛、实践活动,加强了实践活动的辅导工作。争取了各方面对近代物理实验室的投入,更新了一批实验仪器,制定了相应的实验教学大纲。同时,围绕专业培养目标,突出专业技能训练。

(三)教学资源建设和教学方法、教学手段改革

开展了教学手段和方法的多媒体化和网络化研究,建有省级精品课程“光学”、“大学物理实验”、国家级双语示范课程和省级精品课程“Mechanics(力学)”、校级精品课程“理论力学”、“原子物理学”与“电动力学”的课程网站;大多数专业课程有自制的完整的多媒体课件。为了提高课堂效率,给学生更多的思考时间,专业课教师均全部或部分采用了多媒体教学,同时考虑到物理学专业课程的特点,对重点的理论推导部分要求教师结合板书讲解。

(四)加强教学过程的组织、管理和质量监控

为加强与一工部教学特点的衔接,加快学生从大一到大二角色的转变,特别是大学生在校八个学期中的低谷期时加快学生专业思想的稳定和建立,平稳转变学生的学习方法,注重教学过程的组织和质量监控。完善了各项教学管理规章制度,狠抓教学过程和教学管理的精细化。及时将期中教学检查学生座谈会反馈的意见告知任课教师,加强教师和学生的沟通;教师对期末考试的情况进行分析,提出提高教学质量的意见和建议。

三、人才培养模式的实施

稳定专业思想,突出人才培养的精品化意识和复合型意识,培养具有创新意识、创造精神和创业能力的人才,可以通过物理学专业人才培养模式提供的途径和方法予以实施。人才培养模式的改革,克服了以前人才培养目标的单一性,提高了人才培养的针对性和科学性;拓宽通识教育课程,夯实学科基础课程,精练专业核心课程,扩大专业方向选修课程,努力完善实践教学课程,建构了科学合理的课程系统;进行了教学资源建设和教学方法的改革,加强了教学过程的组织和质量监控。

(一)人才培养模式的构建

在新的教育模式下,本着“拓宽基础、强化能力、注重创新、加强素质教育、强调精品意识”的原则,为建构通识教育基础上的宽口径专业教育培养模式服务,有效地与一工部教学体系衔接,对相对稳定和成熟的“物理学专业本科人才培养计划”进行了修订。构建了与人才培养目标和计划相适应的人才培养模式,即建立“通识教育基础上的精品化、宽口径专业教育”的人才培养模式。

(二)抓好专业思想教育,稳定学生专业思想

学院对一工部学生进行专业教育;通过高年级学生言传身教,以理服人;加强教师和学生沟通。分阶段、分年级的教育活动的具体做法:一年级:加强引导,稳定思想;二年级:学习方法的引导;三年级:强化能力与素质培养;四年级:抓考研,促就业。通过以上教育活动,学生的专业思想初步稳定。学生的学习目的性增强,人才培养质量稳步提高。

(三)课程教学与实践

课程系统是人才培养模式的核心,根据培养目标整合课程设置,拓宽通识教育课程,夯实学科基础课程,精练专业核心课程,积极扩大专业方向选修课程,努力完善实践教学课程,建构科学合理的课程系统。本着知识的系统性、教学内容的科学性与先进性、各类学科知识体系之间以及内在的逻辑性、教学方式方法的适应性与高效性相结合的原则制订教学进程计划。在教学实践中,注重与一工部教学特点的衔接,加快学生从大一到大二角色的转变,加快学生专业思想的稳定和建立,平稳转变学生的学习方法,注重因材施教。

(四)突破物理学专业的局限,拓宽培养口径

将物理学与光电子、能源、材料等学科的结合和应用纳入教学内容,突出人才培养的复合型意识,培养专业技能熟、创新能力强、适应口径宽的全能型人才。加强实验室、教育实习基地建设,形成校内实验室与校外实习基地互为补充,贯穿于整个人才培养模式的实践教学体系。依托省级重点学科“光学”、省级物理实验教学示范中心,不仅为学生打下良好的理论基础,还为开展研究创新性实验提供了丰富的资源。通过创新性实验,锻炼学生的实践动手能力,培养学生的创新意识。

(五)人才培养质量、综合素质得到提高

以“打厚基础、拓宽领域、提高能力、培养个性、增强适应性”的课程建设为原则,对课程系统进行全面整合与优化,根据培养目标整合课程设置,构建了科学合理的课程与教学内容系统。加强了学生能力、素质的培养,强调人才培养的精品化意识和复合型意识,提高了本专业学生的社会适应能力和竞争力。近几年物理学专业考研率、获省级优秀学士论文、国家大学生创新性实验计划获批项目数位居学校各专业前列,在全国“人教社”杯大学生物理教学技能大赛上表现突出。同时,物理学专业学生的“二次就业率”也稳步提高。

四、结语

物理学专业人才培养模式是否科学可行,还需要随着实践的不断深入,进一步修订和完善;不断深化教学内容与课程体系以及对教学方式、方法进行改革,不断完善对教与学的效果的评价与考核体系建设,保证人才培养质量不断提高。重点是针对人才培养模式的实施,加强质量监控和评价体系的建立,将研究情况进行汇总、整理,不断完善与人才培养目标匹配的人才培养模式。同时,我校是一所地方性综合类高等学校,物理学专业人才培养模式改革与实践为拓宽物理学与学校其他学科的交叉和融合、寻找新的专业生长点提供了有益的借鉴。

参考文献:

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[2]富笑男,刘琨.应用物理学专业人才培养模式的探索与实践[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2009,28(4).

[3]李卫东,等.地方高师院校物理学专业人才培养模式创新的探索与实践[J].延安大学学报(自然科学版),2009,28(4).

基金项目:湖北省教育厅高等学校省级教学研究项目(项目编号:2008205)。

作者简介:肖循(1969-),男,湖北鐘祥市人,博士研究生,副教授,研究方向:凝聚态物理与物理教学。

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