第一篇:大学物理课程和中学物理课程近代物理部分的衔接研究
大学物理课程和中学物理课程近代物理部分的衔接研究
周学诗邓文武(湖北咸宁学院电子信息与工程专业)
摘要21世纪,我国高等教育呈现大众化,人才竞争也日益激烈,在新的时期,大学物理课程与中学物理课程衔接问题的研究与探索,成为全面提高大学理工科人才培养质量的重要课题之一,本文紧扣教育部《理工科类大学物理课程教学基本要求》和《高中物理课程标准》,结合高中和大学培养目标和教学方式的不同特点,就大学物理课程的近代物理部分与中学物理课程脱节的表现进行了分析,提出了加强教学衔接的对策,希望为顺利实现从中学向大学的过渡提供参考。
关键字大学物理;中学物理;教学改革;衔接
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学,它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。D.F.Holeonmb等人在研究论文《基础物理学的新模式》中指出:基础物理学教程改革方案要明确地反映近代的内容和物理学科的特点,还应该考虑是否影响中学物理教程的问题,以便能有效地使中学和大学物理相结合。
大学教育与中学教育的对象分属不同成长阶段的青少年,不但培养目标不尽相同,而且教与学的内容和方式也有较大区别。新入校的大学生们任然在很大程度上保留中学时代的习惯和意识,从而在学习上造成许多缺憾。中学物理课程与大学物理课程在教材是有着一定程度的重复,更有着深度、广度与难度的提高和拓展。但由于中学与大学在培养目标、教学方法和考核方式等方面的不同,不可避免地决定了大学物理与中学物理存在着内容和环节上的脱节。因此,找到大学物理教材和中学物理教材的内容上的衔接点,抓住衔接点从教学方法和考核方式等反面顺利实现从中学向大学的过渡,不仅可以提高大学物理的教学质量,增强学生学习大学物理的兴趣,而且还有助于大学后继课程的教学,有利于学生综合素质的提高。为此,本文以2007年4月2版的人民教育出版社出版的《物理》【1.2】(普通高中课程标准实验教科书,以下简称高中物理教材)和2010年8月第1版的机械工业出版社出版的《大学物理》【3.4】教材(以下简称大学物理教材)为例,对中学物理教材与大学物理教材中的近代物理部分内容(狭义相对论、量子物理)之间的衔接知识进行了探讨和分析。
教育部2011年颁发的《理工科类大学物理课程教学基本要求(2010版)》【5】(以下简称《要求》)中有狭义相对论力学基础和量子物理基础。高中物理课程标准【6】(以下简称《新课标》)中与此相关的内容有选修3-
4(四)相对论,学修3-
5(二)原子结构、(三)原子核、(四)波粒二象性。高中物理教学与近代物理相关的内容主要体现在选修3-4和3-5,而大学物理教材与近代物理相关的内容主要体现在第8章、第21、22、23、24和第25章,下面,我们具体比较《新课标》和《要求》以及高中物理教材和大学物理教材的共同之处和差异,在此基础上分析和探讨加强中学物理教程和大学物理课程中近代物理部分衔接的措施。
第二篇:近代物理课程教学大纲
《近代物理实验》课程教学大纲
一、实验教学目标与基本要求
近代物理实验是继普通物理实验和无线电电子学实验后的一门重要的基础实验课程,具有较强的综合性和技术性。
本课程的主要目的是:通过近代物理实验丰富和活跃学生的物理思想,培养他们对物理现象的观察能力和分析能力,引导他们了解实验物理在物理概念的产生、形成和发展过程的作用,学习了近代物理中的一些常用方法、技术、仪器和知识,进一步培养正确的和良好的实验习惯以及严谨的科学作风,使学生掌握一定程度的实验方法和技术,获得研究物理现象和规律的独立工作能力。
1.学习如何用实验方法和技术研究物理现象与规律,培养学生实验过程中发现问题,分析问题和解决问题的能力,以及创新能力。
2.学习了近代物理主要领域中的基本实验方法和技术,同时通过实验加深对近代物理的基本现象及其规律的理解。
3.通过实验加深对近代物理的基本现象及其规律的理解。
4.能对实验结果做出基本的分析,并巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练。
5.培养实事求是,踏实细致,严肃认真的科学态度和克服困难,坚韧不拔的工作作风以及良好的实验素养。
二、课程介绍与考核要求
兰州大学的近代物理实验分为两部分:常规近物实验和近物创新实验。常规近物实验为必做实验题目,包涵原子、分子与量子物理,核物理与相对论,真空物理与致冷技术,微波与光学,固体物理,先进测量与传感技术等领域,由30几个实验组成。
近物创新实验为选做实验题目,也是开放性实验,分为工程类实验和科学研究类实验。工程类实验包括科学研究仪器制备,实验教学需要的仪器制备,实验仪器配件及实验电路的设计与实现等;科学研究类包括半导体材料的性质及器件制备研究,磁性材料制备表征及性质研究等。创新实验题目可由任课老师给出,学生按自己的兴趣自由选题,也可由学生根据实验室提供的仪器,自己设立题目,老师指导和审核学生提出的题目和方案并提供实验指导。
本课程为一学年,其中第一学期必做实验8个,第二学期必做实验2个,选做实验6个(从30多个必做实验中选出6个未作的实验,也就是不得重复实验),共要求学生完成16个实验。另外学生在每学期都可选做创新实验题目,其中萃英班和物理基地班学生至少要选做一个创新实验。
本课程的教学方式是在教师指导下,学生独立进行实验,教学中提倡学生之间的讨论和交流。常规近物实验教学过程分为预习、操作和撰写实验报告三个环节。近物创新实验的教学过程分为,讨论选题,实验过程,与总结实验成果三个环节。
本课程的最终考核结果为百分制,以平时成绩为主,综合期末考核成绩为最终总成绩。平时成绩由是否参加预习,实验操作表现和实验报告三部分组成,期终采取笔试,面试或仪器操作的方式进行考核。选修近物创新实验的学生,每学期实验结束后,科研类实验需给出小论文,工程类需给出实物。
三、实验题目及其目的和实验内容
原子、分子与量子物理:钠原子的发射光谱,CCl4分子振动拉曼散射光谱,黑体辐射,塞曼效应;金属热电子逸出功测定;
核物理与相对论:核磁共振,NaI(TI)闪烁谱仪和γ射线在物质中的吸收,相对论效应;
真空物理与致冷技术:高真空的获得与测量,真空镀膜,铜膜的霍尔效应和电阻率的测量,汽液两相致冷机;
微波与光学:反射速调管和波导管工作特性(Properties of Klystrons and wave-guides),微波介质介电常数测量(Measurement of Dielectric constant under microwaves frequency),微波的光特性(Optical Properties of microwaves),光拍法测量光速;
固体物理:微波段电子自旋共振,电子衍射,用椭圆偏振仪测定薄膜的厚度和折射率,铁磁共振,红外分光计应用,紫外分光计应用,光磁共振,穆斯堡尔谱仪,扫描隧道显微镜,X射线衍射实验—晶体结构分析;
先进测量与传感技术:锁相放大器应用-PN结电容的测量,工业CT,计算机自动测量,虚拟仪器(Virtual Instruments),光纤光栅传感实验,微弱信号检测。
一、原子、分子与量子物理
实验
一、CCl4分子振动拉曼散射光谱 实验目的:
通过对一些典型分子的常规拉曼谱进行测量,达到对这方面的基本原理和基本实验技术有一定的了解。实验内容:
(1)基本实验:记录CCl4 分子的振动拉曼谱;(2)选做实验:测CCl4 分子的偏振拉曼谱并求其退偏比;(3)识别某些化学样品。
实验
二、黑体辐射 实验目的:
(1)掌握黑体辐射的基本规律;(2)了解黑体辐射实验装置的原理和结构。实验内容:
(1)验证斯特藩-玻耳兹曼定律;(2)验证维恩位移定律;(3)验证普朗克定律。
实验
三、塞曼效应 实验目的:
应用高分辨率的分光仪器--法布里-珀罗标准具去观察一条谱线的塞曼效应,测量它分裂的波长差,并计算出电子的比荷值(即荷质比)。实验内容:
调整光学元件共轴与磁场强度B,获得分裂的汞谱线,计算求出谱线的分裂波数差和电子的荷质比。实验
四、金属热电子逸出功测定 实验目的:
通过测定金属(钨)电子的逸出功,学习直线测量法,外延测量法和磁控测量法等多种基本实验方法,加深对数据处理方法的理解。实验内容:
(1)正确连接实验电路;(2)计算零场热电子发射电流,作图求出逸出功;(3)设计性扩展实验。
二、核物理与相对论
实验
一、核磁共振 实验目的:
掌握NMR的基本原理和稳态吸收的实验方法,测定一些样品的核磁矩,并学会用NMR方法测定磁场。实验内容:
(1)观察氢核H的NMR现象;(2)利用水样品H的共振吸收,测定电磁铁的励磁电流与磁场的关系;(3)用聚四氟乙烯样品测定氟核F的磁矩。
实验
二、NaI(TI)闪烁谱仪和γ射线在物质中的吸收 实验目的:
了解物质对γ射线的吸收特性;学会测量物质对γ射线的吸收系数μ。
实验内容:
(1)调整实验装置,实现窄束测量条件;(2)测量Pb和Al对137Cs和60Co的γ射线的吸收系数。
实验
三、相对论效应 实验目的:
验证快速电子的动量与动能之间的相对论关系;了解β磁谱仪的测量原理。实验内容:
(1)测量快速电子的动量;(2)测量快速电子的动能;(3)验证快速电子的动量与动能之间的关系符合相对论效应。
三、真空物理与致冷技术
实验
一、高真空的获得与测量 实验目的:
(1)了解真空的基本概念;(2)了解高真空的获得方式;(3)研究真空的测量方式。实验内容:
(1)研究机械泵和扩散泵的工作原理;(2)学习真空泵的规范操作过程;(3)测量并研究系统在抽真空时的压强变化曲线。
实验
二、真空镀膜 实验目的:
(1)了解真空(蒸发)镀膜机的基本结构和使用方法;(2)掌握真空蒸发法制备金属薄膜的方法和过程。实验内容:
(1)清洗玻璃基片;(2)抽真空并测量真空度;(2)在玻璃衬底上制备铝薄膜。
实验
三、铜膜的霍尔效应和电阻率的测量 实验目的:
(1)了解霍尔效应的本质;(2)测量铜膜的霍耳电压,判断和计算铜膜中载流子的极性和浓度;(3)测量铜膜的电阻率。实验内容:
(1)正确连接电路;(2)熟悉电位差计的使用;(3)观测铜膜的霍尔效应并测量霍尔电压;(4)计算铜膜的霍尔电压,载流子浓度及铜的电阻率,并进行误差分析。
四、微波、光学
实验
一、反射速调管和波导管工作特性(Properties of Klystrons and wave-guides)实验目的:
(1)学会用频率计测量微波频率,用微瓦功率计与功率探头测定微波功率;(2)学习和使用驻波测量线测定波导波长和驻波比;(3)通过观察反射速调管振荡模,了解其工作特性。实验内容:
(1)频率测量;(2)功率测量;(3)波导波长和驻波比的测量;(4)反射速调管式输出特性的测量。
本实验实行英语教材、英语讲授的双语教学形式,要求学生英语过四级。实验报告要求用英语撰写。
实验
二、微波介质介电常数测量(Measurement of Dielectric constant under microwaves frequency)实验目的:
学会用示波器观察速调管的振荡模和反射式谐振腔的谐振曲线,加深对速调管和谐振腔工作特性的理解。实验内容:
(1)观察反射速调管震荡模;(2)观察放射式谐振腔的谐振曲线;(3)观察样品放入后放射式腔的谐振曲线。
本实验实行英语教材、英语讲授的双语教学形式,要求学生英语过四级。实验报告要求用英语撰写。
实验
三、微波的光特性(Optical Properties of microwaves)实验目的:(1)了解和验证微波的光特性;(2)了解微波相对功率的测量方法。实验内容:
(1)电磁波反射定律验证;(2)单缝衍射;(3)双缝干涉;(4)迈克乐逊干涉;(4)布拉格衍射。
本实验实行英语教材、英语讲授的双语教学形式,要求学生英语过四级。实验报告要求用英语撰写。
实验
四、光拍法测量光速 实验目的:
学习一种新的测量光速的方法,了解声光调制的基本原理,衍射特性等声光效应。实验内容:
测量超声频率F和光拍波长Δλ,计算光速及其标准差,并与标准光速值比较,具体分析实验误差。
五、固体物理
实验
一、微波段电子自旋共振 实验目的:
掌握顺磁共振谱议的基本原理和使用方法,通过实际操作熟悉EPR技术及调试,培养创新意识;通过测量观察过渡金属离子化合物CuSO4.5H2O 单晶体中的Cu2+ 离子的超精细结构的EPR谱线及晶场影响的各向异性,学会金属离子Cu2+的g因子,线宽及弛豫时间T2的测量技术。
实验内容:
(1)耿氏二级管V-I特性及边限振荡现象的观测;(2)EPR谱线受晶场影响的各向异性观测。
实验
二、电子衍射 实验目的: 1 验证德布罗意假说;2 掌握真空蒸发镀膜及镀底膜的方法;3 更进一步熟悉真空及真空操作。实验内容:
(1)预抽真空;(2)制底膜并镀样品膜;(3)观察电子衍射、照相并测量电子波长。
实验
三、用椭圆偏振仪测定薄膜的厚度和折射率 实验目的:
(1)掌握光线经薄膜反射以后状态的变化规律;(2)掌握椭圆偏振法的基本思想和测量方法。实验内容:
(1)测量TiO2薄膜的厚度和折射率;(2)测量ZrO2薄膜的厚度和折射率;(3)测量金属Cr薄膜的厚度和折射率;
实验
四、铁磁共振 实验目的:
(1)认识铁磁共振的物理本质;(2)实验观察和测量铁磁共振现象;(3)进一步熟悉微波电路。实验内容:
(1)调整微波系统;(2)测量微波频率;(3)观察和测量多晶样品的铁磁共振曲线及其半宽度。
实验
五、红外分光计应用 实验目的:
(1)掌握红外光区的划分、红外光产生条件和原理;(2)掌握红外光谱图的测试的分析方法;(3)掌握利用红外光谱来对物质进行定性分析的原理和方法。实验内容:
(1)测试和分析聚苯乙烯薄膜的红外谱图;(2)测试并分析未知薄膜样品的红外谱图。
实验
六、紫外分光计应用 实验目的:
(1)了解紫外分光计的结构和原理;(2)掌握用紫外分光计对物质定性鉴定的方法;(3)学习光吸收的郞白-比耳定律。实验内容:
(1)熟悉紫外分光仪使用方法和注意事项;(2)测量不同浓度时有机发光材料八羟基喹啉铜的丙酮溶液的紫外可见光谱;(3)验证溶液光吸收的郞白-比耳定律;(4)研究不同溶剂对八羟基喹啉铜紫外可见光谱的影响。
实验
七、光磁共振 实验目的:
(1)掌握以光抽运为基础的磁共振光检测方法;(2)认识光磁共振现象的物理本质。实验内容:
(1)调试仪器;(2)观测光抽运信号;(3)测量g因子。
实验
八、扫描隧道显微镜 实验目的:
(1)了解扫描隧道显微镜的原理和结构;(2)观测和验证量子力学中的隧道效应; 实验内容:
(1)观测石墨(HOPG)样品的原子分辨图像;(2)计算机软件处理原始数据图象。
实验
九、X射线衍射实验—晶体结构分析 实验目的:(1)了解X射线的本质、特点和产生方法等;(2)掌握X射线衍射的基本原理等;(3)了解X射线衍射分析的常用方法,掌握X射线衍射仪的工作原理、基本结构、实验参数的选择和衍射谱的测量等内容;(4)了解晶体晶胞参数的测定和衍射谱指标化的基本原理,并掌握简单六方晶体晶胞参数和每一条衍射谱对应晶面指数(h k l)的分析确定方法。实验内容:
通过对JF-1型X射线晶体分析仪的介绍,使同学们了解X射线管、劳厄相机和德拜相机的工作原理、结构特点等;并操作XD-3A型和TD-3500B型X射线衍射仪,了解X射线衍射仪的基本操作要领;最后利用测量的简单六方晶体衍射谱,对其晶胞参数和每一条衍射谱对应的晶面指数(h k l)进行具体分析。
六、先进测量与传感技术
实验
一、锁相放大器应用-PN结电容的测量 实验目的:
了解相关检测原理,锁相放大器的基本组成,以及掌握锁相放大器的正确使用方法。实验内容:
锁相放大器的工作特性和参数测定。
实验
二、工业CT 实验目的:
(1)掌握CT成象的基本原理;(2)熟悉仪器的构成及各部分的功能;(3)弄清楚CT成像和一般照相的区别。实验内容:
(1)扫描样品密度分布的灰度图;(2)灰度图分析与处理。
实验
三、计算机自动测量 实验目的: 了解利用IBM PC系列微机进行自动控制的原理;学会自动控制的基本编程方法。实验内容:
(1)测量AD转换器的转换曲线;(2)直流电压的精确测量;(3)交变电压测量;(4)D/A转换;(5)发光二极管I-V特性测量(选做);(6)RC电路充电、放电过程测量(选做)。
实验
四、虚拟仪器(Virtual Instruments)技术实验 实验目的:
了解虚拟仪器技术的概念、特点和构成等;了解LabVIEW的基本程序结构;并能掌握LabVIEW的基本编程方法。实验内容:
按照范例的步骤,学习LabVIEW的基本编程方法;并能完成1~2个实际的简单应用编程;最后使用DAQ Assistant进行模拟输出D/A和模拟输入A/D等基本数据采集工作。
实验
五、光纤光栅传感实验 实验目的:
(1)了解光纤光栅工作原理及其应用领域;(2)掌握光纤光栅应变传感和温度传感特性。实验内容:
(1)测量应变光纤光栅反射波的波长分布(手工测量);(2)测量光纤光栅特征反射波长与其应变之间的关系(手工测量);(3)光纤光栅应变传感测量(半自动);(4)光纤光栅温度传感测量(半自动)。
实验
六、微弱信号检测 实验目的:
(1)了解同步积分器的工作原理;(2)掌握同步积分器的测试方法;(3)能使用同步积分器测量微弱信号的振幅和相位。实验内容:
(1)输出波形的观察和测试;(2)谐波响应的观察和测量;(3)对白噪声的抑制测量(4)同步积分器相敏特性的测量。
近代物理创新实验室仪器: 1.高真空蒸发镀膜机 2.高真空磁控溅射镀膜机
3.强磁场高真空快速升温高温处理设备 4.Kw-4A型台式匀胶机 5.计算机自动测量系统 6.激光光谱椭偏仪 7.扫描探针显微镜(SPM)8.振动样品磁强计(VSM)9.比表面和孔径分析仪 10.霍尔效应仪 11.红外光谱仪
12.紫外可见分光光度计 13.X射线衍射仪
过去5年开放性研究题目: 1.大电压可调直流电源制备 2.有机半导体二极管制备
3.温度控制系统制备 4.自动测量试验仪功能扩展 5.傅里叶分析实验硬件实验 6.分布反馈光栅制备
7.器件模型研究
8.过压过流保护电路制作
9.磁控溅射法制备有机场效应管栅介电薄膜 10.高真空强磁场处理有机光敏场效应晶体管薄膜材料和器件 11.酞菁铜薄膜光电导测量 12.半导体薄膜材料迁移率测量
13.器件模型研究(异质结、或联体有机太阳能电池)14.发光薄膜放大自发辐射特性研究 15.半导体薄膜椭圆偏振分析 16.无磁性薄膜强磁场处理研究
17.光电倍增管测试系统的设计和硬件实现 18.16*32 led点阵显示器 19.步进电机转速与步进角度显示 20.速度里程计
21.重力加速度单摆测量系统 22.篮球比赛计分计时及规则控制系统 23.多路温度采集系统
四、实验教科书、参考书
教科书
1.彭应全、刘征等主编,《近代物理实验》,兰州大学出版社,2006年 2.近代物理实验室自编讲义 参考书
1.吴思诚、荀坤主编,《近代物理实验》(第四版),北京大学出版社,2015年
第三篇:大学物理选修课程研究论文
导语:论文是常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。下面是小编为你整理的大学物理选修课程研究论文,希望对你有帮助!
【论文关键词】大学物理;选修课;素质教育
【论文摘要】大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课过于强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,使物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。本文对开设大学物理选修课的教学目标、教学内容、课程体系、教学方式和考核方式进行了分析和探索,有利于高等院校非理工科专业大学物理教学的实施。
在科学技术突飞猛进,人类已步入知识爆炸、高科技和信息时代的今天,随着我国经济的发展、市场的繁荣,高等教育面临着如何适应社会主义经济建设和社会发展的人才需求这一问题,首先是一个转变观念的问题。过去在教育教学过程中长期形成的一种潜意识的观念,现在已经基本得到澄清,越来越多的人们认识到:大学本科要立足于培养复合型人才,而不是培养专家,本科教育主要是打好科学文化素质基础,尤其是培养学生自主获取知识和自我发展的能力。[1]
物理学是各门自然科学的基础,其研究问题、解决问题的思想方法适用于一切科学研究。正如伟大的物理学家费曼所言:学习物理学,就是要学习怎样由未知进到已知的科学求知方法,就是要学习如何尝试和纠错,就是要学习一种普遍的自由探索的创造精神。大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课为了培养研究和应用型人才,是为理工科学生后续课程学习打基础,所以很强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,并且有统一的教学大纲和采用统一闭卷考试。受此制约,物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。大学物理选修课对体现科学教育与人文教育的融合,特别对提高非理工学生的科学文化素质起着重要作用。
一、大学物理选修课教学目标
大学物理选修课程教学内容并不是理工科物理教学内容的缩减,不能把大学物理选修课程体系当作理工科物理体系的缩影。大学物理选修课的教学目标主要是力图使学生在有限的时间内了解物理学的基本内容,即物理学研究的是什么;培养学生独立探求知识的探索精神;提供当代大学生必不可少的现代观念和思维方式;开拓视野,让学生了解物理学前沿;了解现代科学技术的物理基础;了解物理学与社会、环境、能源等方面的关系,物理对人类社会文明的进步有什么贡献与影响;了解科学家创造性的工作特点和研究方法,获得科学方法论的教益与启迪。
二、教学内容和课程体系
针对这一目标,大学物理选修课的教学内容和课程体系应通过身边的物理、生活中的物理以及工程技术中的物理直到最新科学动向(如高温超导、纳米材料、反物质世界等)导入物理基础知识,应强调:
1、定性与半定量,对计算能力要求不高[2]
由于非理工科学生的数学基础普遍不高,因此为了让此类学生对表现物质世界的运动规律有明确直认识,应采取定性、半定量及适度的定量方法来阐述物理学的概念、理论和规律。注重教学内容中的语言描述,降低物理学科中的定量要求,给出清晰的和较宽阔的物理图像、科学观点和思维方法,并注意将研究方法、思维方法渗透其中,以使学生既学到知识又领会了方法。[1]
2、增加物理学史的讲授,帮助学生正确理解物理原理和物理概念
每一个物理概念、每一条物理定律的形成都离不开当时的历史条件,都少不了物理学家的科学思想的逻辑发展和历史行程。回顾这些物理概念、物理定律的逐渐建立的历史过程,可帮助学生正确理解概念的内涵,正确运用物理定律来解决实际问题。
3、从哲学角度考察物理学的思想根基古代物理学的理论形态实质上是自然哲学,它是未分化的包罗万象的知识体系,把自然界当做一个整体而从总的方面来认识它。从16世纪起,自然科学开始从哲学中分化出来,物理学开始了它的近代发展时期。作为科学的世界观和方法论,辩证唯物主义哲学在物理学研究过程中发挥着重要的作用。辨证唯物论认为,世界上一切客观的东西都是永恒的运动和变化的,它从不把自身的理论当做一部不变结论的汇集,而看做是同样必然地要不断发展变化的斗争。这样的思想贯穿在物理学里,如:物理规律是普适的、场是运动变化着的、物质具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理学方法论
在物理学的发展过程中,无数物理学家对物质世界的物理现象和事实进行科学实验和科学思维,在建立物理概念、揭示物理规律的同时,逐渐形成了一整套研究物理学的科学思想和科学方法,从而产生了物理学方法论的科学。物理学的方法论是介于哲学原理和物理学理论之间,对物理学探索和物理学理论的建立和发展起指导作用的普适原理。课程中应向学生介绍研究物理学的行之有效的科学方法,如观察和实验、科学的抽象、理想实验的方法、类比的方法、假说和模型的方法、归纳和演绎相结合的方法、数学公理化的方法等等,培养学生多维化、系统化和信息化的科学思维方式。
5、内容广而新
覆盖面要广,除了介绍物理现象、物理规律的产生、发展、应用,更要阐明物理规律之间的相互联系、物理学与其它学科的交叉发展和物理规律在生产实践、生活实际和科技革命中所起的重要作用。当今世界科学技术迅猛发展,信息量扩大,知识更新速度快。物理学在近代发生了重大革命,出现了许多新的技术科学,并在实践中获得了重要应用。因此课程要充分体现近代物理学的内容以及当今某些物理前沿内容及其重大应用,以便学生对最新的物理学理论、应用及科技发展动态有一个全面的了解,这对学生的知识、能力、素质的培养来说,是十分必要的。
三、教学方式与考核方式
1、教学方式
大学物理选修课不是进行系统的物理学理论知识学习与研究,而是从欣赏的角度,以科普的形式,力求轻松、有趣,侧重身边物理、生活中的物理及趣味物理,以消除学生的恐惧心理,这样学生渐入状态,学习的兴趣和主动性会被激发和调动起来。在教学安排上,可以不强求系统性,不严格遵循物理学发展的顺序,而是根据一些起源于物理学、现在已渗透到各学科甚至人文学科的概念、方法和技术开设若干专题讲座,如航天技术、能源技术、信息技术、材料科学、物理学在医学中的应用、地球系统、环境科学等。[3]
大学物理选修课的主要对象是非理工科学生,不需要讲授繁琐的理论推导过程,故传统的“边板书、边讲授”的方法不适用,而应尽量多地采用多媒体教学手段[4]。教师要花费大量时间学习和阅读文献,收集和制作课件、图片、flash动画、音像影视资料,做到音像图文并茂、生动直观、引人入胜地传递教学信息,以便取得较好的教学效果。
2、考核方式
与强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”的理工科物理不同,大学物理选修课可以不采用解题、统一闭卷考试的方式来考核学生的学习情况,而可以采取多元化的考核方式:让学生查找文献撰写专题论文;撰写读书报告、课程心得体会;由学生独立完成演示实验或自我设计探索性实验;甚至分组研讨某些物理问题或口试答辩等等[5]。
物理学是研究自然界最普遍规律的科学和最成熟的自然科学。当今世界科学技术以前所未有的速度发展,不同学科、不同专业领域相互交叉、相互渗透和相互融合的趋势更加明显。这要求课程结构要趋向综合化,文理要相互渗透。开设大学物理选修课可以弥补普通理工科物理教育的不足,对非理工科学生融合自然科学与人文科学的知识结构具有启迪思维、萌生感悟、提供思想方法、树立创新精神和提高科学文化素质的促进作用。
【参考文献】
[1]徐婕,詹士昌,杨建宋。加强文科专业学生的科学素质教育[J]。浙江工业大学学报(社会科学版),2005,4(2):180—184。
[2]周雨青。东南大学文科物理教学改革的反思[J]。高等工程教育研究,2000(2):89—92。
[3]何晓燕,陈小凤,李侠。大学文科学生物理通识教育问题探析[J]。成都理工大学学报(社会科学版),2006,14(4):95—97。
[4]薛建国,黄黎红,郑志霞。物理通选课教学改革的探索与实践[J]。新乡师范高等专科学校学报,2005,19(5):70—71。
[5]高志华,卢常芳。开设大学物理选修课程的探索与实践[J]。高师理科学刊,2007,27(3):101。
第四篇:大学物理课程总结
大学物理课程总结
在大二上学期,我们学习了大学物理这门课程,物理学是一切自然科学的基础,处于诸多自然科学学科的核心地位,物理学研究的粒子和原子构成了蛋白质、基因、器官、生物体,构成了一切天然的和人造的物质以及广袤的陆地、海洋、大气,甚至整个宇宙,因此,物理学是化学、生物、材料科学、地球物理和天体物理等学科的基础。今天,物理学和这些学科之间的边缘领域中又形成了一系列分支学科和交叉学科,如粒子物理、核物理、凝聚态物理、原子分子物理、电子物理、生物物理等等。这些学科都取得了引人瞩目的成就。
在该学期的学习中,我们主要学习了以下几个章节的内容:
第4章 机械振动 第5章 机械波 第6章 气体动理论基础 第7章 热力学基础 第12章 光的干涉 第13章 光的衍射 第14章 光的偏振
在对以上几个章节进行学习了之后,我们大致了解了有关振动、热力学、光学几个方面的知识。下面,我对以上几个章节的内容进行详细的介绍。
第四章主要介绍了机械振动,例如:任何一个具有质量和弹性的系统在其运动状态发生突变时都会发生振动。任何一个物理量在某一量值附近随时间做周期性变化都可以叫做振动。本章主要讨论简谐振动和振动的合成,并简要介绍阻尼振动、受迫振动和共振现象以及非线性振动。
在第五章机械波的学习中,我们知道了什么是“波”。如果在空间某处发生的振动,以有限的速度向四周传播,则这种传播着的振动称为波。机械振动在连续介质内的传播叫做机械波;电磁振动在真空或介质中的传播叫做电磁波;近代物理指出,微观粒子以至任何物体都具有波动性,这种波叫做物质波。不同性质的波动虽然机制各不相同,但它们在空间的传播规律却具有共性。本章一机械波为例,讨论了波动运动规律。
从第六章开始,我们开始学习气体动理论和热力学篇,其中,气体动理论是统计物理最简单、最基本的内容。本章介绍热学中的系统、平衡态、温度等概念,从物质的微观结构出发,阐明平衡状态下的宏观参量压强和温度的微观本质,并导出理想气体的内能公式,最后讨论理想气体分子在平衡状态下的几个统计规律。
第七章中讲的是热力学基础,本章用热力学方法,研究系统在状态变化过程中热与功的转换关系和条件。热力学第一定律给出了转换关系,热力学第二定律给出了转换条件。
接下来,我们学习物理学下册书中的波动光学篇有关内容。光学是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用等规律的学科。其内容通常分为几何光学、波动光学和量子光学三部分。以光的直线传播为基础,研究光在透明介质中传播规律的光学称为几何光学;以光的波动性质为基础,研究光的传播及规律的光学称为波动光学;以光的粒子性为基础,研究与物质相互作用规律的光学称为量子光学。
光的干涉、衍射和偏振现象在现代科学技术中的应用已十分广泛,如长度的精密测量、光谱学的测量与分析、光测弹性研究、晶体结构分析等已很普遍。20世纪60年代以来,由于激光的问世和激光技术的迅速发展,开拓了光学研究和应用的新领域,如全息技术、信息光学、集成光学、光纤通信以及强激光下的非线性光学效应研究等,推动了现代科技的新发展。
在第十二章中,我们学习了光的干涉,在本章中,主要介绍了“光源
光的相干性”、“杨氏双缝干涉”、“光程与光程差”、“薄膜干涉”、“劈尖干涉
牛顿环”、“迈克尔孙干涉仪”等相关内容,是我们充分了解了什么是光的干涉。
第十三章中,我们学习了光的衍射。光在传播过程中遇到障碍物时,能绕过障碍物的边缘继续前进,这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象。和光的干涉一样,衍射也是波动的一个重要基本特征,它微光的波动说提供了有力的证据。当激光问世以后,人们利用其衍射现象开辟了许多新的领域。
在光学的最后一章中,即十四章中,我们学习了光的偏振。光的干涉和衍射现象显示了光的波动性,但这些现象还不能告诉我们光是纵波还是横波。光的偏振现象从实验上清楚的显示出光的横波性,这一点和光的电磁理论的预言完全一致。可以说光的偏振现象为光的电磁波本性提供了进一步的证据。光的偏振现象在自然界中普遍存在。光的反射、折射以及光在晶体中传播时的双折射都与光的偏振现象有关。利用光的这种性质可以研究晶体的结构,也可以用于测定机械结构内部应力分布情况。激光器就是一种偏振光源。此外如糖量计、偏振光立体电影、袖珍计算器及电子手表的液晶显示等都属偏振光的应用。
通过对以上内容的学习,使我们对物理的理解更加的全面了。物理学充满了我们生活的每一个角落,是我们生活的一部分,所以,我们应该认真的学习物理这门科目,这将是我们今后的生活中一些宝贵的经验。
姓名:
李祥
学号:1104032012
第五篇:中学物理课程论
中学物理课程的总目标是提高全体同学的科学素养,促进学生的全面发展,为学生的终身学习奠定良好的基础。
科学素养是指一个人对于科学的基本认识、态度以及应用科学处理日常和社会问题的能力包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观,sts
前概念是指学生在正式学习有关的物理知识之前,头脑中已存在着一定的原有认识和该认识赖以形成的思维方式 科学探究:提出问题-猜想与假设-制定计划和设计实验-进行实验与收集证据-分析与论证-评估-交流与合作
中学物理教学过程是学生在物理教师创设的物理学习情境中,在教室的指导和帮助下,在原有认识的基础上,通过各种途径认识物理课体,采用多种方式掌握物理基础知识与技能,经历科学的探究过程,学习科学方法,行政正确的情感、态度与价值观,以实现科学素养全面发展的过程
启发-引导模式激发动机-引导观察-启发思维-形成认识-练习运用-巩固深化
自学-讨论模式提出问题或明确主题-指导自学-讨论交流-成果总结
探究模式创设问题情境-发现和表述问题-猜想和假设-证据、论证、结论-评估和应用
说课1说教材2说学生3说教法4说过程5说实验 实验演示实验、随堂实验、学生分组实验社会实验
概念教学1创设学习物理概念的清净2引导学生运用科学思维方法建立物理概念3选择具体问题,运用物理概念 规律教学1创设物理情景,形成科学问题2实施科学探究,促进知识建构3讨论物理规律,理解物理意义4运用物理规律,解决实际问题
评价课堂维度1课程维度(教学目标和教学内容)2教师维度(教学方法和教学技能)3学生维度(学习过程与学习效果)物理计算题解答1审题和描述图景2分析物理过程3选择物理规律4进行数学推演5谈论反思
科学的推理1归纳推理2演绎推理3类比推理
谈话法和讨论法区别:谈话法和讨论法的不同之处在于,讨论法的问题表达的是讨论的范围与主题,集中而具有概括性;谈话法的问题是教学的逻辑线索,由浅入深,组成系列。讨论的主题是学生,教师起辅助作用;谈话法主体是教师和学生,教师的主导作用较强。
讲授法,谈话法,讨论法,实验法,阅读法
四个基本要素:学生教师,物理世界和媒体学生是认识的主体,物理世界是被认识的客体,教师在引导学生完成对客体世界认识过程中起主导作用,媒体是帮助学生认识物理世界的工具
中学物理课程的总目标是提高全体同学的科学素养,促进学生的全面发展,为学生的终身学习奠定良好的基础。
科学素养是指一个人对于科学的基本认识、态度以及应用科学处理日常和社会问题的能力包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观,sts
前概念是指学生在正式学习有关的物理知识之前,头脑中已存在着一定的原有认识和该认识赖以形成的思维方式 科学探究:提出问题-猜想与假设-制定计划和设计实验-进行实验与收集证据-分析与论证-评估-交流与合作
中学物理教学过程是学生在物理教师创设的物理学习情境中,在教室的指导和帮助下,在原有认识的基础上,通过各种途径认识物理课体,采用多种方式掌握物理基础知识与技能,经历科学的探究过程,学习科学方法,行政正确的情感、态度与价值观,以实现科学素养全面发展的过程
启发-引导模式激发动机-引导观察-启发思维-形成认识-练习运用-巩固深化
自学-讨论模式提出问题或明确主题-指导自学-讨论交流-成果总结
探究模式创设问题情境-发现和表述问题-猜想和假设-证据、论证、结论-评估和应用
说课1说教材2说学生3说教法4说过程5说实验 实验演示实验、随堂实验、学生分组实验社会实验 概念教学1创设学习物理概念的清净2引导学生运用科学思维方法建立物理概念3选择具体问题,运用物理概念 规律教学1创设物理情景,形成科学问题2实施科学探究,促进知识建构3讨论物理规律,理解物理意义4运用物理规律,解决实际问题
评价课堂维度1课程维度(教学目标和教学内容)2教师维度(教学方法和教学技能)3学生维度(学习过程与学习效果)解答物理计算题1审题和描述图景2分析物理过程3选择物理规律4进行数学推演5谈论反思
科学的推理1归纳推理2演绎推理3类比推理
谈话法和讨论法区别:谈话法和讨论法的不同之处在于,讨论法的问题表达的是讨论的范围与主题,集中而具有概括性;谈话法的问题是教学的逻辑线索,由浅入深,组成系列。讨论的主题是学生,教师起辅助作用;谈话法主体是教师和学生,教师的主导作用较强。
讲授法,谈话法,讨论法,实验法,阅读法
四个基本要素:学生教师,物理世界和媒体学生是认识的主体,物理世界是被认识的客体,教师在引导学生完成对客体世界认识过程中起主导作用,媒体是帮助学生认识物理世界的工具