導語：如何才能寫好一篇物理學家，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：失誤；科學探究；創(chuàng)新思維

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

文章編號：1992-7711（2012）10-081-1

在物理教學中，我們更多地介紹了物理學家成功的、正確的一面，而往往忽略了他們的失誤。在物理教學中客觀介紹物理學家的失誤，通過對他們在特定歷史條件下釀成失誤原因的剖析，對中學物理教學具有積極的意義。

一、在物理教學中客觀介紹物理學家的失誤

事實上，物理大師也會走彎路，有失誤。在物理學發(fā)展的過程中，這樣的事例可以說是屢見不鮮的。發(fā)現(xiàn)放射性元素的貝克勒爾認為要找到比鈾的放射性還要大得多的元素是不大可能的；牛頓推算光在介質(zhì)中的速度比真空中大；電磁波的發(fā)現(xiàn)者赫茲由于實驗的局限而錯誤地認為陰極射線不帶電。

中子發(fā)現(xiàn)的歷史更值得回顧。在查德威克發(fā)現(xiàn)中子前，在實驗中已有跡象表明在核中可能存在一種中性子。例如，1930年德國物理學家玻特和他的學生利用α粒子轟擊鈹元素時，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了一種穿透力極強的射線。后來居里夫人的女兒I?居里和她的丈夫約里奧對這種射線進行了研究。他們將這種射線射到石蠟上，測到了有反沖質(zhì)子從石蠟放出，他們認為這反沖質(zhì)子是由這種不帶電的的射線所轟擊出來的。但遺憾的是約里奧-居里夫婦和玻特等人都沒能拋棄傳統(tǒng)的舊觀念，而斷言為這種射線正是大家所知的Υ射線。太可惜了！尤其對約里奧-居里夫婦而言，只要根據(jù)打出質(zhì)子的動能，仔細地推算一下，假如入射粒子是Υ光子的話，那么它的能量將達幾十兆電子伏，要比實驗測得的這種未知中性粒子的能量大得多，于是就會發(fā)現(xiàn)，這種未知中性粒子不可能是Υ射線。可惜舊的傳統(tǒng)觀念太深了，以致快到手的成果丟掉了。在正電子的發(fā)現(xiàn)過程中，同樣的失誤又一次發(fā)生在約里奧-居里夫婦身上，使他們成了正如恩格斯所描述的“當真理碰到鼻子尖上的時候，還是沒有得到真理”的人。

縱觀物理學家們的失誤，造成他們作出錯誤分析或錯失了重大科學發(fā)現(xiàn)的主要原因有兩個：一是科學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造是人類向未知領(lǐng)域不斷探索的一個過程，而這個過程必然是復雜的、艱難曲折的，在這樣的過程中出現(xiàn)一些失誤是難免的；二是傳統(tǒng)思想的束縛，科學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造需要豐富的想象力，需要新思想、新觀念，因循守舊、墨守成規(guī)就不可能作出科學發(fā)現(xiàn)，但突破傳統(tǒng)觀念總是非常不容易。

二、在物理教學中介紹物理學家失誤的積極意義

在物理教學中，教師引導學生認識物理學家的失誤，分析失誤的原因，似乎會使學生產(chǎn)生對科學的懷疑，對科學家的不敬，在時代呼喚更多創(chuàng)新人才的今天，這并非不是一件好事，將有利于學生體會到人類認識自然，改造自然是個曲折艱苦的過程，是個反復修正、反復深化的過程；有利于確立不怕挫折的信念，增強學習中的毅力；有利于學生打破思維定勢，活躍課堂氣氛，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力；有利于樹立學生挑戰(zhàn)權(quán)威，服從真理的求知精神。

當然，僅僅介紹物理學家的失誤，并不能達到上述目的，更要注意向?qū)W生講述物理學家對待失誤和挫折的科學態(tài)度和不屈的探索真理的精神。約里奧-居里夫婦不僅錯失了發(fā)現(xiàn)中子的良機，后來又錯失了發(fā)現(xiàn)正電子的機會。但他們從失敗中吸取教訓，始終以飽滿的工作熱情、堅忍不拔的意志投入研究工作，功夫不負有心人，他們終于在1934年獲得了20世紀中最重要的發(fā)現(xiàn)之一——人工放射性，并榮獲了諾貝爾物理學獎。中國科學家王淦昌教授因為自身或客觀條件的限制在發(fā)現(xiàn)中子、驗證中微子存在等物理研究方面幾次和諾貝爾獎擦肩而過，但他并沒有放棄對科學熱誠的追求，而是進一步拓展研究領(lǐng)域，在眾多領(lǐng)域里提出了自己獨到的見解，直到年逾90，仍不時到研究室去，他提出的激光引發(fā)氘核出中子的想法，成為慣性約束核聚變的重要科研項目，一旦實現(xiàn)，這將使人類徹底解決能源問題。

在物理教學中引導學生辨別物理學家的失誤和科學上的騙局也是值得重視的一個方面，法國物理學的權(quán)威布朗洛發(fā)現(xiàn)N射線就是一場巨大的騙局。對科學史上騙局的揭示顯然可以使學生正確理解物理學家的失誤，而激發(fā)學生對科學家們由衷的敬佩。在實際的教學中我們似乎更應(yīng)該讓學生在進行相關(guān)科學探究的實踐中重復物理學家的失誤，比如在講電磁感應(yīng)相關(guān)內(nèi)容時，筆者有意安排了這樣的實驗，將電流表的表面背對學生，在插入磁鐵后，讓學生跑到講臺后看指針的讀數(shù)，學生看過常常露出不解的神情，“指針沒動?。　笨纱盆F確實在線圈中?。∪绱?，模仿了當年科拉頓所做實驗的情景，并設(shè)置了相關(guān)的問題使學生明白科拉頓的失誤和法拉第的成功在創(chuàng)新思想上的不同之處。

三、在物理教學中介紹物理學家失誤的幾點反思

1．介紹物理學家的失誤，促進新的課程資源不斷生成。

正視并合理開發(fā)日常教學中的錯誤資源可以豐富課程內(nèi)容，激發(fā)學生的參與熱情，促進新的課程資源不斷生成，對師生創(chuàng)造性智慧的激發(fā)會起到十分重要的作用。為此，我們可以利用學生的錯誤激發(fā)認知沖突，促進學生思維碰撞；抓住學生因知識經(jīng)驗和思維方式不同而出現(xiàn)的錯誤的觀點和想法，引導學生合作交流，促進生成；不輕易剝奪學生自主發(fā)現(xiàn)錯誤的機會，為教學的有效介入創(chuàng)造最佳時機。

篇2

美國天體物理聯(lián)合研究實驗室的物理學家與德國馬爾堡大學的理論學家合作，發(fā)現(xiàn)了一類新的準粒子：他們利用超快激光，讓半導體內(nèi)部的多個電子和空穴以新的方式排列組合，凝結(jié)成類似于液體的“量子液滴”。盡管壽命只有短暫的25皮秒（1皮秒=萬億分之一秒），但“量子液滴”的穩(wěn)定性卻足以用于研究光和物質(zhì)的特定形式如何相互作用。

當電子在半導體中流過時，在原本的位置留下一個空穴。電子可以與空穴結(jié)合成對，被稱為激子，屬于準粒子的一種。而新發(fā)現(xiàn)的準粒子是電子和空穴以非成對的方式排列而成的微觀復合體。研究人員稱之為“量子液滴”，因為它既具有量子特性，比如井然有序的能級，同時也擁有一些液體的特性，比如可以產(chǎn)生漣漪。它不同于我們所熟悉的液體水，因為“量子液滴”的大小非常有限，超過這一限度后，電子和空穴之間的這種相關(guān)性就會消失。

在這項實驗中，研究小組向砷化鎵半導體發(fā)射每秒約1億脈沖的超快紅色激光。激光脈沖首先產(chǎn)生的是激子，隨著脈沖強度增加，更多的電子和空穴對被創(chuàng)建出來。但當激子的密度達到一定水平時，原本綁定的電子和空穴就會解散。電子繼而繞空穴形成環(huán)形波，就像液體中原子的排列一樣。在周圍等離子體的壓力下，帶負電的電子和帶正電的空穴被“擠壓”成為呈中性的“液滴”。研究人員發(fā)現(xiàn)，4個電子和4個空穴就足以構(gòu)成一滴“液滴”，最多時“液滴”中的電子和空穴數(shù)量均可以達到14個。研究人員稱，他們獲得的關(guān)于單個“液滴”能級的實驗數(shù)據(jù)與理論計算是吻合的。調(diào)整激光脈沖的量子特性，可以讓能級與“液滴”內(nèi)部粒子的相關(guān)性匹配。“液滴”似乎也足夠穩(wěn)定，有助于未來系統(tǒng)性研究光和物質(zhì)狀態(tài)之間相互作用。而且，準粒子通常擁有其組成粒子所不具備的獨特性質(zhì)，可以在控制較大的系統(tǒng)和設(shè)備方面發(fā)揮作用。

美國天體物理聯(lián)合研究實驗室的物理學家史蒂芬?坎迪夫說：“說到實際用處，沒人打算去研制一個‘量子液滴’小設(shè)備，但這確實可以間接地加深我們對電子在不同的情況下，包括在光電子器件中如何相互作用的認識?！?/p>

篇3

關(guān)鍵詞：物理學家；教學方式；探究性學習

中圖分類號：G632 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0139-03

一、研究背景

物理學是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運動規(guī)律的自然科學，它要求“通過科學探究，使學生經(jīng)歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發(fā)展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態(tài)度”?？墒?，在中學物理課程教學中，我們發(fā)現(xiàn)，許多物理教師為了應(yīng)付考試，囿于課本教學，過于強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練，過分強調(diào)書本知識傳承，疏于讓學生經(jīng)歷科學探究過程，從中學習科學研究方法，忽視了學生探索精神、創(chuàng)新意識以及實踐能力的培養(yǎng)。

為了有效實施《全日制義務(wù)教育物理課程標準》、《高中物理課程標準》，改變我校（廣安代市中學）物理教師為了應(yīng)付考試，囿于課本教學等問題，提倡多樣化的教學方式，以常規(guī)課堂教學為契機，結(jié)合物理學科本身的特點，引入探究性學習的觀念、方法，在常規(guī)課程教學中，真正使學生建立用科學的思維方式主動探究、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，提高教學實效性，從2010年9月以來，我們開始了“用物理學家故事激勵中學生探究學習的實踐研究”。

二、校本教材的編寫與使用

（一）概念的界定

1.物理學家故事。物理學家故事是學生在教師指導下，通過圖書查閱、網(wǎng)絡(luò)媒體等獲得的教材中涉及的“以探索物質(zhì)的組成和物質(zhì)世界的運行規(guī)律為目的的科學家——物理學家”的生平簡介和科學成就等。

2.科學探究性學習?？茖W探究性學習是指學生在教師的指導下，在學科領(lǐng)域或現(xiàn)實生活的情境中，通過主動地發(fā)現(xiàn)問題、體驗感悟、實踐操作、表達交流等探究性活動，獲得知識和技能的學習方式和學習過程。

（二）校本教材的編寫與使用

1.搜集編寫《物理學家之科學探究》校本教材。由老師指導學生收集初高中物理教材中涉及的科學家生平、科學發(fā)現(xiàn)的過程、主要科學成就。期間組織學生交流資料信息及收集資料的過程、方法，談心得體會，然后再指導學生深化研究，繼續(xù)完善了資料，進一步探索物理學家的科學發(fā)現(xiàn)途徑與方法，并由學生撰寫小論文交流。學生把搜集的資料和心得體會交給老師，由老師統(tǒng)一整理編輯成為校本教材《物理學家之科學探究》。

2.指導學生使用《物理學家之科學探究》校本教材。在教學中，指導學生學習《物理學家之科學探究》，培養(yǎng)學生向科學家學習，學習科學家的科學探究精神和獻身精神，以及敢于批判質(zhì)疑的求真務(wù)實精神和科學創(chuàng)新精神。

例如：（1）講萬有引力時可以指導學生查看校本教材中關(guān)于牛頓發(fā)現(xiàn)引力定律的過程：在17世紀后半葉意大利物理學家阿爾方斯·博雷利（Alphonse Borelli）、英國物理學家羅伯特·胡克（Robert Hooke）、天文學家愛德蒙·哈雷（Edmund Halley）和數(shù)學家克里斯托費·雷恩（Christopher Wren）及牛頓本人差不多是同時在從事引力理論的研究。1666年，博雷利在察行星運動和木星的衛(wèi)星運動時得出結(jié)論說：“毫無疑問，天體間必存在著一種使之相互接近的自然傾向力。而旋轉(zhuǎn)運動在物體中又引起了一種使物體脫離旋轉(zhuǎn)中心的傾向力。如果這兩個傾向力，一個企圖離開太陽，另一個則力圖接近太陽，而它們又彼此相等，則該行星只能在離太陽一定距離的地方運動。假設(shè)在某一瞬時，行星離太陽的距離以及它的運動速度，是在離心力小于向太陽的傾向力時，則該行星便從大半徑的圓轉(zhuǎn)到小半徑的圓上，并開始接近太陽，直到兩力彼此平衡的位置?！?/p>

1666年，胡克曾在皇家學會做了一個實驗報告企圖找出物體重力與物體距地球表面高度間的關(guān)系。胡克認為重力與磁力、電力相同，必隨離地球中心的距離增大而減少，后來，他又指出行星運動的軌道曲線必是某種恒力所引起的，行星對太陽的傾向力可從旋轉(zhuǎn)中心具有某種吸引性質(zhì)來解釋。經(jīng)過長期研究，胡克在1679年認為：“一切天體都具有傾向其中心的吸引力，它不僅吸引其本身各部分，并且還吸引其作用范圍內(nèi)的其他天體?！彼€認為：“受到吸引力作用的物體越靠近吸引中心，其吸引力也越大?！?680年1月6日，胡克在給牛頓的一封信中寫道：“假設(shè)吸引力是與兩中心間的距離平方成反比的。”實際上，自從荷蘭物理學家惠更斯（Christian Huygens）1673年發(fā)表了離心定律后，胡克、哈雷和雷恩等人都于1679年推出了平方反比定律。他們指出：如果行星繞太陽運行于圓形軌道上，而其運轉(zhuǎn)周期的平方與其到太陽的平均距離的立方成正比，則可證明，作用于各行星的引力必與此距離的平方成反比，但他們都未能證明，行星的橢圓軌道是平方反比定律的結(jié)果。

在開普勒“三大定律”、胡克等“引力問題探索”、惠更斯“離心定律”、皮卡兒“地球半徑”、牛頓“微積分”后，牛頓于1684年8月完成了“平方反比定律”的證明。萬有引力定律建立后獲得了極大的成功，解決了當時地球形狀的爭論；根據(jù)萬有引力定律，法國數(shù)學家克雷羅計算出了木星和衛(wèi)星對哈雷彗星的攝動作用、并預言了哈雷彗星經(jīng)過近日點的時刻（1759年）；1846年法國天文學家萊維利葉和英國天文學家亞當斯利用萬有引力定律用計算的方法發(fā)現(xiàn)了海王星；1930年3月14日用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星；20世紀以來對幾百萬光年宇宙結(jié)構(gòu)的研究都證明了萬有引力定律的正確性。

通過學習讓學生了解牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律并非簡單地從蘋果落地而得，這是他善于繼承前人的成果、奮發(fā)好學、勤于思考的結(jié)果，他完成這一巨大綜合工程是基于中世紀以來世世代代從事科學研究的前人的累累成果。

例如：（2）講電磁感應(yīng)時指導學生學習“電磁學之父”法拉第的有關(guān)知識：我國早在三、四千年前就有了雷電現(xiàn)象的記載，春秋時期《管子》“地數(shù)篇”中出現(xiàn)“慈石”說明，古希臘的泰勒斯（Thales，公元前640～546年）

發(fā)現(xiàn)琥珀摩擦起電和磁石吸鐵的現(xiàn)象。然而，直到19世紀人們?nèi)匀徽J為磁和電是完全不同的物質(zhì)，對它們的觀察還停留在現(xiàn)象階段。1802年安培說“我愿意去證明磁和電相互獨立的兩種不同流體”。庫侖甚至斷言：“磁和電是兩種完全不同的實體，它們不可能相互轉(zhuǎn)化?！?820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)揭開了物理學的新篇章，后來安培、菲涅耳、科拉頓等科學家都在試圖尋找磁場產(chǎn)生電流的條件，但他們都失敗了。法拉第也開始了這一探索工作，經(jīng)過整整十年的不懈探索，經(jīng)歷了失敗、試驗、再失敗、再試驗，最終于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第被譽為“電磁學之父”。同時為學生介紹物理學家法拉第在逆境中頑強奮斗的一生等。

三、產(chǎn)生的實際效果

《物理學家之科學探究》校本教材的有效使用，促進了學生的科學探究意識的增強，激發(fā)了學生熱愛物理學科興趣，提高了學生參與物理探究活動的熱情，提升了學生科學探究的能力，取得了明顯的效果。

1.增強了學生科學探究興趣。2008～2009年，由黃天平指導的高2009級、高2008級學生參加四川省中小學生科技創(chuàng)新大賽，被學校選送作品4件參加區(qū)市展評，有1件作品獲廣安區(qū)二等獎，1件作品獲廣安市三等獎。

2.學生的科學探究意識明顯增強。通過讓學生參與校本教材的編寫引領(lǐng)學生通過多途徑了解物理學家對自然規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、分析、總結(jié)、應(yīng)用的過程，掌握進行科學探究的基本技能，包括觀察、實驗、推理方面的技能及收集信息、處理信息、傳遞信息的技能。讓學生體會和經(jīng)歷探究過程，獲得情感體驗，培養(yǎng)了學生探究科學的興趣和對物理現(xiàn)象的好奇心，激發(fā)學生獨立思考、勇于完成、敢于實踐、勇于創(chuàng)新的科學精神，逐步形成科學態(tài)度和科學的價值觀。同時，也促進了學生文化成績的提高。如高一學生陳雪峰寫到：“錢學森——中國偉大的數(shù)學家，物理學家。當我看到錢學森的豐功偉績，我的全身都熱血沸騰。錢學森在外留學時，學習非?？炭?，可以說是三月不知肉味，可是，我呢，非常貪玩。當我看了錢學森的生平之后，我了解到一個人的成功，不在于他這一時一刻的奮斗，而是一點點的積累，由量轉(zhuǎn)換為質(zhì)的這樣一個過程。不論是哪一位成功的人，他的發(fā)展過程是緩慢的，而他們的專心、耐心、求知心引導他去探索未知的世界。所以我決定向所有的科學家們學習，擇其善者從之。以此來慢慢完善自己的思想觀念，整體提高自己的思想素質(zhì)，做他們的追隨者！”

3.學生的物理學科成績不斷提升。從下表可以看出，隨校本教材的有效使用，教學實驗班成績逐漸提高，特別是課改年級（現(xiàn)在的2011級）實驗班成績比學校和全區(qū)成績有更大優(yōu)勢，學校高中物理成績也提高很快，探究性學習正在我校學生中全面開展并取得階段性成果。表1“代市中學原2008級2班、2011級2班、現(xiàn)2011級1班與區(qū)市統(tǒng)考成績比較表”

四、總結(jié)

在物理課程中，科學探究既是學生的學習目標，又是一種重要的教學方式。作為目標，基礎(chǔ)教育階段的科學探究是一種精心設(shè)計的，為培養(yǎng)學生的科學探究能力服務(wù)的教學活動?！段锢韺W家之科學探究》校本教材在廣安代市中學的有效使用，取得了一定的成效，希望能夠給在教學中有同樣問題的老師們提供一些參考與借鑒，使更多的人受益。

參考文獻：

[1]郭奕玲.物理學史[M].重慶：西南大學出版社，2005.

[2]靳玉樂.探究教學論[M].重慶：西南師范大學出版社，2001.

[3]常龍生.高中物理課題研究[M].上海：上海教育出版社，2004.

[4]教育部.《物理課程標準（實驗）》[S].

篇4

不久前，斯洛文尼亞一家電視臺策劃了一套專門嘲弄超級名模的娛樂賽節(jié)目，以證明她們只是“漂亮無腦”的“花瓶”，然而，令主辦者大吃一驚的是，一名前環(huán)球小姐的智商竟高達156，超過著名核物理學家。

在很多人的眼中，選美佳麗和超級名模雖然光彩照人，但都只是“花瓶”。為了證明這個“真理”，斯洛文尼亞一家電視臺日前策劃了一個別出心裁的智力競賽節(jié)目，邀請包括頂級模特和著名核物理學家在內(nèi)的社會各界精英參加。

在物色超級名模時，他們看中了斯洛文尼亞的選美皇后、現(xiàn)年22歲的艾麗絲?姆勒姬。

電視臺專門邀請幾位著名科學家精心設(shè)計了一套智力競賽題，包括邏輯測驗、空間感測驗、數(shù)學測驗以及解決問題的能力測驗。經(jīng)過一番激烈較量，結(jié)果卻令主辦者大吃一驚：艾麗絲竟然是一個聰明絕頂?shù)呐?，她的智商高達156，超過參加節(jié)目的核物理學家。

老愛取悅別人是一種毛病

你是否有時在答應(yīng)某件事或某個人后又后悔了呢？那你可能患了取悅別人的毛病。無法說不，是一種控制力差的表現(xiàn)。因此按照我們的忠告去做，可以重新得到對自己時間的控制。

確定界線我們需要明確的界線以確定我們在何處結(jié)束和從何處開始。如果你覺得很難說不，那你的界線可能是動搖不定的。你可能太在乎他人了?？紤]你自己的需要，并在外表上也要做到。要記住，你有一切權(quán)利說“不”。

在工作時說“不”你本來計劃晚上出去娛樂，而你的老板要你加班處理文件，你怎么辦？用“三明治技術(shù)”說不――先說同意，然后說不，然后再說些同意的話。例如：“我應(yīng)該加班，但我今晚實在無法辦，我明天早一點上班替你辦，怎么樣？”

對家人和朋友說“不”拒絕自己親近的人可能很難，但這仍然不意味著你在任何時候都要說是。如果你的家人想要來看你而你又有別的安排，你必須確定界線。例如，可以對父母說：“是的，我非常希望馬上就見到你們，但是這個周末不行了。下個周末怎么樣？”他們可能會很失望，但是他們并不是非本周來看你不可，改在下周其實無所謂。

學會說不，并享用你所得到的剩余的時間、精力和空間。如果你辦不到，只是為了取悅別人而勉強答應(yīng)，其結(jié)果往往很糟糕。請記住，一味地取悅別人，是一種心理病。（摘自《英語沙龍》）

研究顯示：腦部差異致男女行為能力有別

為什么男性更擅長邏輯推理，而女性則在保持身體平衡方面優(yōu)于男性？葡萄牙科學家的研究表明，由于男性與女性的大腦結(jié)構(gòu)存在差異，造成他們在行為能力上各有所長，該研究為教育領(lǐng)域有關(guān)“因材施教”的探索提供了一定的科學參考。

篇5

2012這個末日論漫天飛舞的年份里，歐洲核子研究中心傳出一個很實在的消息；大型強子對撞機（lhc）捕獲了非常類似希格斯玻色子的信號。希格斯場是物質(zhì)質(zhì)量的來源，希格斯玻色子如果被確證，那楊振寧一米爾斯規(guī)范場理論的標準模型將畫下·個完美的句號。預言這個粒子的希格斯老爺爺已經(jīng)80多歲了，很多人都期待著他成為今年諾貝爾物理學獎的最終贏家。

結(jié)果有些出入意料，希格斯老爺爺遺憾落選，獎項授予美國的大衛(wèi)·維蘭德（david j.wineland）和法國的塞爾日·阿羅什（serge haroche）。這兩名實驗物理學家在過去20多年的研究中開創(chuàng)了測量與操縱單個量子系統(tǒng)的實驗方法。阿羅什的實驗方法是用原子測量單個光子，而維蘭德的實驗是用激光控制單個離子。他本文由收集整理們都反復進行了一系列實驗，并發(fā)表了大量論文。

科學背景

高中物理講過，原子中間是一個極小的原子核，外圍是電子，不過原子層次的物理現(xiàn)象沒法用牛頓的經(jīng)典力學解釋，為了說清楚原子的事兒，物理學家們創(chuàng)立了量子理論。這個理論認為物質(zhì)粒子也具有波的性質(zhì)；粒子也不像皮球那樣缺乏個性地沿著確定的路徑運動，而是可以同時處于多種狀態(tài)，循著無窮多的任意路徑達到最終狀態(tài)。物理過程必須考慮所有可能路徑的總匯。

量子理論雖然如天書，卻是微觀世界真實的客觀規(guī)律。它不但用于原子能級、光譜、半導體、超導等現(xiàn)象，也被用于化學、生物等領(lǐng)域，還用來計算分子結(jié)構(gòu)以及解釋生物化學過程。沒有量子理論，孰不會有晶體管、集成電路、激光，也就不會有計算機與計算機通訊?？梢哉f，量子的宏觀應(yīng)用已經(jīng)使人類從電氣時代進入了微電子時代。

暈死人的量子世界

維蘭德來自于美國加州，中學時并不是最優(yōu)秀學生，在高中最后一年才對物理產(chǎn)生了興趣。大學原本讀的數(shù)學專業(yè)，后來才改學物理，拿到物理博士學位后在美國國家標準技術(shù)研究所當研究員。他在那里干了37年，主要研究用離子束縛（iontrap）探索量子世界。

維蘭德與阿羅什的研究是直接操控并測試單個粒子的量子系統(tǒng)。對于維蘭德的實驗，他的方法是用電場把單個離子（如汞離子）限制在一個勢阱（可以把它想象成一個無

轉(zhuǎn)貼于

形牢籠）內(nèi)，就像用磁場把磁懸浮列車懸在空中一樣。這個離子在勢阱里只能來回運動，無法逃逸出去。

被束縛在勢阱里的離子整體只能來回振動（你可以理解為折返跑），而離子內(nèi)部的電子也有不同的能級。這個振動的能量是量子化的，也就是一級一個臺階，只能在不同的能級之間跳躍。離子內(nèi)部的能量也是量子化的，也是一級一個臺階。

維蘭德的秘訣是調(diào)節(jié)激光的頻率，迫使離子內(nèi)部能級跳上一個臺階的同時讓它的振動能級跳下一階，這樣離子就會從內(nèi)部高能級回落到低能級，不斷重復下去達到降低振動能級的效果，使離子處于運動能量最低的狀態(tài)。離子從高能級向低能級躍遷的時候釋放的能量轉(zhuǎn)換為一個光子，而光子的頻率正比于它的能量。在固體與氣體中，原子能級躍遷時的發(fā)光受到其他原子以及自身運動的影響，導致頻率的擾動。而單個孤立的離子則不受這些因素的干擾，因而可以實現(xiàn)很高的頻率精度。在另一個實驗中，通過不同的激光對離子照射，使它同時處于兩個量子狀態(tài)——這就是量子力學里“薛定諤的貓”，而且進行了相應(yīng)的測量。在更為復雜的實驗中，三個離子形成量子纏繞狀態(tài)，構(gòu)成三個可以用于量子計算的量子位元（qubit）……過去對量子力學的檢驗大多是基于統(tǒng)計結(jié)果，而通過對單個離子的精準控制，維蘭德等人的各種實驗與測量直接從微觀層次驗證了量子力學。

阿羅什與維蘭德殊途同歸。他的實驗是通過兩面鏡子來回反射把光子關(guān)進一個空腔，通過測量這些光子對高能級原子的影響得出光子的量子信息。

應(yīng)用與展望

篇6

關(guān)鍵詞：物理學史；興趣；實驗教學；人生觀；教育價值

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2013）2（S）-0014-3

《高中物理課程標準》明確提出，高中物理的課程目標是旨在提高全體學生的科學素養(yǎng)，從“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三個維度來培養(yǎng)學生。而物理學史對實現(xiàn)新課程的三維目標發(fā)揮著不可替代的功能。物理學史體現(xiàn)了人類探索和逐步認識物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，在物理教學中通過展現(xiàn)歷史上物理學家探索物理世界奧秘的艱辛歷程。可以讓學生從物理學發(fā)展的歷史中領(lǐng)悟到科學的本質(zhì)、人性、思想、方法和精神，從而全面提高學生的人文素質(zhì)、科學素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)和思想素質(zhì)。因此應(yīng)該重視物理學史在新課程改革中的應(yīng)用，充分發(fā)揮物理學史的現(xiàn)代教育價值。

一本物理教科書實際上就是一部物理學發(fā)展史的縮影。在新課標下的物理教學中加強物理學史教育，展現(xiàn)歷史上物理學家探索物理世界奧秘的艱辛歷程，以其中的歡樂、困惑、驚奇和哲理去感染學生。把物理知識的邏輯展開與物理學認識的歷史發(fā)展有機結(jié)合起來，將物理教學過程設(shè)計成“凝固的文化激活”的過程，讓文化傳播和學習轉(zhuǎn)化成為歷史上的創(chuàng)造者與今天的學習者之間的對話。讓學生以物理學家認識世界的本來面目去認識世界，確立物理學的歷史意識，這將是一件很有意義的工作。

1 激發(fā)學生學習物理的興趣。樹立勇于探索的獻身精神

將科學理論的建立，科學發(fā)現(xiàn)的過程，科技發(fā)明對人類社會發(fā)展的貢獻用生動事例展示給學生。并通過了解物理學家的生平、各學派間的爭端以及尚未解開的物理課題來激發(fā)學生學習物理的興趣，讓學生從中學到物理學家嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學的思維方法，不斷提高自身的科學素質(zhì)、養(yǎng)成良好的學習習慣。

例如伽利略在教堂里面對擺動的吊燈注目凝想；阿基米德在澡盆中頓悟浮體規(guī)律；愛迪生坐在雞窩里“孵蛋”；少年時代的愛因斯坦陷入“追光”問題的深思……等等傳說，我們在物理教學中未嘗不可運用類似的史料來讓科學家“現(xiàn)身說法”，這對新課的引入、重點難點的突破、后進學生的激勵都是大有裨益的。比如，在講述磁現(xiàn)象時，我們就可用孩提時代的愛因斯坦在看過父親拿來的一只羅盤后，便喚起他探索自然奧秘的好奇心、“打破砂鍋問到底”的求知精神，以之誘導學生透過物理現(xiàn)象，尋求其本質(zhì)規(guī)律。又如。1820年奧斯特所做的著名的電流磁效應(yīng)實驗，在過去很長一段時間內(nèi)被誤傳為一次“偶然的機遇”。其實，這正是奧斯特在統(tǒng)一自然力思想的啟迪下孜孜以求的必然結(jié)果。若無濃厚的興趣和堅強的毅力是難以成功的，此例同樣能給學生以深刻的啟發(fā)和教育。

2 讀史使人明智，激發(fā)愛國熱情

英國哲學家培根的名言：“讀史使人明智?！睂τ诂F(xiàn)在的高中生，在學校教育中他們吸收了科學的知識，但常常沒有體會到科學的思想和精神，而無法體會科學的真諦和魅力，對科學的學習表現(xiàn)為無動于衷。所以若能引導學生回顧科學的歷史，在學習和接受科學知識的同時接受科學的思想和精神，從而變得深思熟慮、深謀遠慮。

我國是世界四大文明古國之一，在物理學的理論和實踐方面有著輝煌的成就。例如，在理論著作中，《墨經(jīng)》對力學、光學的論述；《天工開物》關(guān)于簡單機械的記述；《夢溪筆談》對磁角的論述等在當時都是遙遙領(lǐng)先于世界各國，就是在今天仍有參考價值。在實用技術(shù)方面，更是不勝枚舉。指南針、地球儀、渾天儀、船閘、石拱橋、火箭等，都是我國最早發(fā)明的。還有中國古籍《尚書緯-考靈曜》中關(guān)于相對性概念的敘述“地恒動而人不知，譬如人在大舟中閉牖而坐，舟行而人不覺?！本驮缬谫だ躁P(guān)于封閉船艙內(nèi)發(fā)生的力學現(xiàn)象的一段描述至少約一千五百余年。又如，高一學生學過牛頓三大定律后，深為牛頓的驚人成就所拜服，倘若物理教師能針對學生的這種贊佩心理而引出遠在兩千年以前墨翟所著《墨經(jīng)》一書中早有“力，形之所以奮也”（形，指物體，奮就是加速的意思），“力，重之謂”（物體有重量，是力的表現(xiàn)之一）等論述，即令學生嘆為觀止，強烈的民族自豪感將油然而生。介紹我國在物理學方面對世界的杰出貢獻?？梢允箤W生了解祖國古代燦爛文化，激發(fā)他們的民族自尊心和自豪感。以我們祖先在物理學方面的真知灼見，以及解放后我國物理學突飛猛進發(fā)展的偉大成就對學生進行開導，兼而能收到愛國主義教育，振奮民族精神之效。在我國古代文明的智慧寶庫里，關(guān)于這方面的史料是異常豐富的。

3 展示實驗設(shè)計操作技巧，重視實驗在物理學中的地位和作用

物理學是以實驗為基礎(chǔ)的科學。縱橫物理學史，每一個理論的產(chǎn)生與發(fā)展都是建立在實驗的基礎(chǔ)上，而每一次物理學發(fā)展所經(jīng)歷的理論上的大綜合和大統(tǒng)一，都伴隨著實驗技術(shù)與實驗思想的進步。在物理實驗教學中，要說明實驗的背景、條件、手段、方法和過程，更要闡明實驗的設(shè)計思想和研究處理問題的方法、闡明實驗與理論的關(guān)系以及實驗所做出的重大歷史貢獻，使學生認識到物理實驗是物理學研究的最重要的工具，是物理實踐活動的最重要的手段，領(lǐng)悟到物理實驗對物理理論的產(chǎn)生、發(fā)展和驗證都有決定性的作用，從而深切理解實驗在物理學中的地位和作用。

例如電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學，教師可提供給學生一些實驗器材。將教學過程設(shè)計成為學生自主設(shè)計實驗方案、自主選擇器材進行實驗、自主尋找產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，讓他們像科學家那樣去思考、探究和遭受曲折，同時適當介紹物理學史上的曲折歷程使學生領(lǐng)悟探究過程的艱辛和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)不久，安培、科拉頓和法拉第等科學家都相繼提出了利用磁產(chǎn)生電的設(shè)想，但他們開始都未意識到這是個“動態(tài)”效應(yīng)。安培認為，只要在導體附近有一強電流或強磁體，導體中就會感應(yīng)出電流，他進行了實驗但沒有成功。法拉第在很長一段時間內(nèi)的想法與安培的想法大致是一樣的，他做的許多實驗都失敗了。直到1881年8月以后，才意識到這可能是一種“動態(tài)”效應(yīng)，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而克拉頓在法拉第發(fā)現(xiàn)之前，曾做過這樣一個實驗：他把一個螺線管與電流計相連接，為了避免實驗時磁鐵對電流計指針的影響，他將電流計放在另一個房間。實驗時，他將磁鐵插入或抽出線圈以后，再跑到另一個房間去觀察電流計指針的變化，結(jié)果當然什么也看不到了。他哪里知道，就在他從一個房間跑到另一個房間的過程中，電流計的指針早已恢復原狀了。在教學中引導學生對上述歷史探究過程的再探究，學生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的“動態(tài)”效應(yīng)的理解就更為深刻了。

4 追尋科學家的足跡。獲取研究的方法

物理學的思想和方法是在物理學發(fā)展過程中，在物理學家長期的科學實踐中，逐步摸索、積累、形成和發(fā)展起來的，是人類智慧的結(jié)晶。它已經(jīng)滲透到許多學科的研究中去，成為現(xiàn)代科學研究和處理問題的重要思想和方法。學生了解和掌握這些思想和方法，對于今后從事任何研究和工作，對于解決和處理各種問題，都是很有用的，是終生受益的。

例如伽利略通過邏輯推理和實驗方法發(fā)現(xiàn)了自由落體定律、利用理想斜面實驗的方法得到了慣性定律；牛頓用實驗觀察方法和歸納方法研究光的色散現(xiàn)象、運用數(shù)學方法和綜合方法得到萬有引力定律和力學三定律：庫侖和歐姆分別運用類比研究方法得到了庫侖定律和歐姆定律：愛因斯坦運用直覺思維和理想實驗方法創(chuàng)立了相對論等等。通過展現(xiàn)物理學家揭開自然界之謎和艱難的探索歷程，使學生感受到他們用有效的方法一步一步地掀開遮蔽真理的神秘面紗的那種科學發(fā)現(xiàn)的震撼與激動，從身臨其境的體驗感知中，獲得科學方法論思想的熏陶與升華。

5 了解物理學發(fā)展過程，學會批判繼承和發(fā)展創(chuàng)新

物理學發(fā)展的歷史向我們昭示了這樣一條真理：有懷疑的思考，即力求以發(fā)展、變化、聯(lián)系的思想為標準來裁決和審視一切科學假說與科學理論。不迷信權(quán)威，這是科學能不斷向前發(fā)展的動力。然而在現(xiàn)實的物理教學中，在紛至沓來的新概念、新術(shù)語、新公式、新定律面前，學生逐漸形成了這樣的觀念：這就是真理，學習它、記住它。久而久之，歷史性的、進化著的科學理論被神圣化、教條化。這種以灌輸為目的的教學不自覺地剝奪了學生的懷疑和批判精神，致使大多數(shù)學生對科學家和科學理論永遠懷著一種崇敬心情。這種心情扼殺了學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的積極性，從而抑制了學生的科學精神和創(chuàng)新能力。

在物理學發(fā)展的進程中，有許多史實向我們表明，物理學家的批判精神，是促使物理學向前發(fā)展的動力，如伽利略對亞里士多德的懷疑和批判，了錯誤的落體定律和強迫運動定律，得出了慣性定律，為牛頓力學的建立打下了理論基礎(chǔ)；愛因斯坦拋棄了牛頓的絕對時空觀，得出了相對論；普朗克否定了傳統(tǒng)的能量是連續(xù)的觀點，得出了量子論……在物理教學中滲透這些物理學批判性發(fā)展的精彩事例，能促使學生養(yǎng)成獨立思考的習慣，提高善于提出科學問題的靈性和聰慧，使他們的思想沉浸在好奇之中。沒有任何一個物理學理論可以被看作是最終完美的，因為它的內(nèi)容的有限性總是和可能觀察到的無限豐富多樣性相對立，人們在一定條件下對物理學的認識只能是近似的、相對的。這種有意識地對學生進行辨證唯物主義真理觀的教育。能清除學生對物理學知識絕對化、僵化的理解，也可以防止學生不加限制地機械搬用物理定律、公式去解決問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

6 彌補傳統(tǒng)物理教學的人文缺陷，教導學生樹立正確的人生觀、價值觀回報社會

在傳統(tǒng)的物理教學中，注重的是知識的傳授和技能訓練，所謂的“上課教條條、課后背條條、回家用條條、考試考條條”，就是這種教育的真實寫照。而新課程改革在觀念上更注重知識面的拓展，注重學生探究能力的培養(yǎng)，關(guān)注將人文的因素滲透到其中。美國物理學家和物理教育家拉比認為：“只有把科學和人文融為一體，我們才能期望達到與我們時代和我們這一代相稱的智慧的頂點?！?/p>

物理學的發(fā)展與哲學、數(shù)學、天文學等學科都具有密切關(guān)系。在物理學的發(fā)展歷程中，如果沒有對數(shù)。開普勒難以建立開普勒三定律；沒有微積分，牛頓就難以得到萬有引力定律；沒有統(tǒng)計學，無法發(fā)展分子運動論；奧斯特是受康德哲學的啟發(fā)，堅信電力和磁力有共同的根源，才發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)等。在教學中介紹這些相關(guān)的歷史案例，有利于使學生認識到物理學知識及其發(fā)展與其它學科知識有著密切的聯(lián)系。

物理學的發(fā)展對社會經(jīng)濟的發(fā)展也產(chǎn)生巨大影響。特別是近代以來歷次物理學重大進展通過技術(shù)革命為中介轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而推動了社會經(jīng)濟發(fā)展，并最終引發(fā)社會革命。從蒸汽時代到電力時代、電子和原子能時代以至現(xiàn)今的信息時代的生動歷史，更會使學生深刻了解科學技術(shù)的巨大社會功能。同時，也要讓學生了解科學技術(shù)進步所帶來的負面效應(yīng)，如環(huán)境污染、生態(tài)失調(diào)、自然資源過度消耗以及最初以殺人武器出現(xiàn)的原子彈等等，體會到科學技術(shù)的“雙刃劍效應(yīng)”。

居里夫人和她的女兒長期從事核物理研究，將自己畢生的精力奉獻給了科學事業(yè)和自己的祖國，并三次獲得了諾貝爾獎，最后均因長期接觸放射物質(zhì)而死于白血病，因而人文精神也可以說是一種獻身精神。人文精神還體現(xiàn)為團結(jié)、合作、民主的精神，曾任卡文迪什實驗室主任的湯姆孫總是把他所知道的和所能想到的全部告訴助手和學生，甚至把他自己設(shè)計的方案無代價的給予學生，在他任期內(nèi)共培養(yǎng)了84位物理學教授，27名英國皇家學會會員，諾貝爾獎獲得者7人。教學中將這些物理學史內(nèi)容與物理知識相融合，其中蘊涵的科學家充滿人文主義的態(tài)度和精神將激起學生心靈的震撼。

物理學發(fā)展史是一幅理論與實驗交叉、失敗與成功并存、邏輯與非邏輯思維并用的豐富多彩的畫面，是一部跌宕起伏、曲折前進的英雄樂章。物理學家的生平事跡、高尚情操、成功與挫折、智慧與幽默、分歧與爭論，物理學思想與方法的演變、物理學發(fā)展跳動的脈搏，都可以喚起學生強烈的好奇心和奮發(fā)向上的激情，引起濃厚的興趣和積極的思考。物理學史將會把科學家在探索過程中的智慧之光帶給學生，從而為科學而獻身。

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篇7

要實現(xiàn)物理教學和創(chuàng)新教育的結(jié)合，教師首先要強化創(chuàng)新意識，從根本上更新教育觀念。培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，在教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力，特別是要培養(yǎng)學生敢于大膽質(zhì)疑，有旺盛的求知欲，有強烈的好奇心，有豐富的想象力；激發(fā)學生的創(chuàng)造欲，鼓勵獨創(chuàng)性與多樣性；培養(yǎng)不盲從教師，不盲從教材，不迷信權(quán)威的思維品質(zhì)。教師在備課過程中，要有意識地滲透創(chuàng)新教育思想。

在物理教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的具體途徑有很多種，下面略加舉例：

一、適當介紹該學科發(fā)展的昨天，喚起學生創(chuàng)新的愉悅；適當介紹該學科發(fā)展的今天，培養(yǎng)學生創(chuàng)新的需求；適當介紹該學科發(fā)展的明天，激發(fā)學生創(chuàng)新的思考。

物理學習中回顧一段物理學史，再現(xiàn)探索歷程，有條件時動手操作當時條件下的實驗，模仿當時物理學家在研究中的思考過程，讓學生感受到物理學家用有效的方法一步步揭示物理奧秘的與激動，接受科學態(tài)度和優(yōu)良品質(zhì)的熏陶，這實質(zhì)就是一個領(lǐng)會創(chuàng)新思想、培養(yǎng)創(chuàng)新意識的過程，有利于提高學生的創(chuàng)新品質(zhì)。

例如，在學習“電流的磁效應(yīng)”內(nèi)容時，介紹奧斯特電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程。人類很早就發(fā)現(xiàn)電與磁之間存在著許多相似性，直到19世紀初，一些科學家還斷言：電與磁除了表面的一些相似性之外，兩者在本質(zhì)上沒有任何聯(lián)系。而丹麥物理學家奧斯特堅信：電和磁之間應(yīng)該存在聯(lián)系。起初他認為電流與磁極的作用沿著電流的方向，但按照這個思路所做的實驗沒有成功。在一次有關(guān)電和磁演講中，他偶然把導線和磁針平行，接通電源后，發(fā)現(xiàn)了小磁針轉(zhuǎn)動，這一現(xiàn)象給當時的聽眾沒有留下什么深刻印象，但卻使奧斯特激動萬分，他連續(xù)進行了三個月的試驗研究，終于提出了電流也能產(chǎn)生磁場的理論。接著創(chuàng)新意識使法拉第進一步猜測磁也應(yīng)該能產(chǎn)生電流，經(jīng)過十年的研究，電磁感應(yīng)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，從此電和磁的研究成為一個新興學科：電磁學。

二、開展創(chuàng)新教育，一定要發(fā)揮課堂教學的主渠道作用，把創(chuàng)新教育貫穿于課堂教學中。

1. 注重課堂氛圍的營造，激發(fā)學生創(chuàng)新的情感

（1）把激情帶入課堂，使學生產(chǎn)生創(chuàng)新的興趣

興趣，一般是指熱切地追求知識或從事某種活動的外顯性意向。愛因斯坦曾經(jīng)講過：以自己對本學科的熱情喚起學生對知識的愉悅，這是教師的最高本領(lǐng)。不難想象，如果學生對知識興趣不大，決不會主動參與學習和創(chuàng)造。因此，教師要充分利用對新課導言的精心設(shè)計和科學巧妙的設(shè)疑，引而不發(fā)的教學技巧，來促使學生產(chǎn)生濃厚的創(chuàng)新興趣。

（2）把鼓勵帶進課堂，使學生受到創(chuàng)新的激勵

社會學原理告訴我們：要想讓人們重復某個行為，最好的辦法就是鼓勵。沒有什么比指責更能傷害人的創(chuàng)造性。因而，教師在課堂教學中要善于用眼神、語調(diào)、微笑表達對學生的鼓勵和期待。即使對學生不成熟的觀點，也要給予大膽肯定，而不要加以指責。

2. 注重教學方法的優(yōu)化，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

（1）利用概念，廣聯(lián)博引，培養(yǎng)學生思維品質(zhì)的邏輯性

任何一門學科都有自己系統(tǒng)的概念。邏輯思維一般都是憑借概念，通過聯(lián)想、分析、比較、概括進行合乎邏輯推理的思維活動。而概念的形成往往都要經(jīng)過由感性到理性、由表及里、由淺入深這一過程，因而，教師可利用本學科概念，按照知識體系，遵循客觀規(guī)律，應(yīng)用邏輯關(guān)系，指導學生綜合分析，合理推斷，使學生學會推理，逐步掌握邏輯思維方法，提高學生的邏輯思維能力。這樣，既有利于學生學習知識的系統(tǒng)性，又有利于學生開拓思路。

（2）課題牽引，聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生思維品質(zhì)的探索性

思維品質(zhì)的探索性，是指善于從多角度追本溯源，尋根問底，討論分析，解決疑難。這種良好的思維品質(zhì)，有利于創(chuàng)造性思維的形成。教師可尋找一些與社會、生活等聯(lián)系緊密的課題，帶領(lǐng)學生一起攻關(guān)，這既理論聯(lián)系實際，又利用實際問題開發(fā)學生智力，激勵創(chuàng)新意志。

三、教師要注重物理實驗教學，物理實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑。

在物理實驗教學中，不僅要讓學生學會實驗的具體做法，掌握一些基本的實驗技能，還要引導學生學會研究物理問題的實驗方法，為培養(yǎng)他們的物理創(chuàng)新能力打下良好基礎(chǔ)。如常用的間接測量實驗方法、控制條件實驗方法、以大量小實驗方法等。教師通過選擇典型的實驗，通過多種實驗方案的設(shè)計、討論和辨析來培養(yǎng)學生的物理創(chuàng)新能力。

例如，選修3—1中“電阻定律”，我沒有因為這是一節(jié)選學內(nèi)容，不屬于考試范圍，而放棄這一與我們?nèi)粘Ｉ罹o密聯(lián)系的物理知識點。我努力嘗試用新的教學設(shè)計思想，這一次甚至沒有給予學生明確的指導和暗示，而是讓他們通過一些熟悉的現(xiàn)象，自己去猜想結(jié)論，然后自己設(shè)計方案開始實驗，再通過計算機幫助處理數(shù)據(jù)，最后去驗證結(jié)論。

篇8

 

一、強化學生積極的心理傾向、調(diào)動學生學習的自覺性

理想是意志行動的強大力量源泉，初中生正處在少年向青年的過渡時期，理想尚未形成。教學中應(yīng)抓住學生積極的心理傾向：對物理有好奇心，從實用角度想學到能應(yīng)用于日常生活的物理知識。他們常從物理的廣泛應(yīng)用和物理學家們?nèi)〉贸删偷膭尤耸论E中受到鼓舞，在心理上萌發(fā)一種將來在科學上有所貢獻的愿望。

 

這些心理傾向，有利于理想的樹立。因此，教學中首先應(yīng)使學生這些積極的心理傾向得到滿足。如教學“壓強”時，上課一開始，向?qū)W生提出：“圖釘?shù)囊活^為什么做成尖錐形？”并指出,“如果我們學好了壓強，就能知道其中的道理了?！?/p>

 

學生頓感到驚訝，想不到小小的圖釘還有科學道理，隨即產(chǎn)生濃厚興趣。進而學習壓強知識，應(yīng)介紹它在生活中的應(yīng)用，使學生體會到物理和生產(chǎn)生活實際的關(guān)系，強化了學生積極的心理傾向。其次，結(jié)合教學內(nèi)容，適當介紹古今中外物理學家的故事，特別是選編一些反映我國現(xiàn)代化建設(shè)成就的物理問題，使學生認識到四化建設(shè)離不開物理，在心理上產(chǎn)生對物理學習的更高要求，逐步樹立為實現(xiàn)四化振興中華而學好物理的遠大理想，調(diào)動學生學習的自覺性。

 

二、鼓勵學生克服困難，培養(yǎng)學生的堅韌性

意志行動是與克服困難相聯(lián)系的，離開困難，磨礪意志就會成為一句空話。

 

在教學中，當學生學習發(fā)生困難時，教師應(yīng)積極啟發(fā)誘導，通過學生自己的力，獨立探索克服困難的方法和途徑。根據(jù)心理發(fā)展的情況，初中生的獨立意識很強，肯于獨立鉆研，有一定的自學能力和自信心，尤其是初三年級學生，他們能看懂的內(nèi)容，不喜歡別人再講，自己會做的題不想問別人。為此，教師應(yīng)改進教學方法，給他們提供獨立活動、克服困難的機會，鼓勵學生獨立解決一些力所能及的問題，培養(yǎng)他們的堅韌性。利用課余時間，讓學生閱讀一些物理學史，使學生的意志品質(zhì)從科學家們的頑強的意志和驚人的毅力中，受到熏陶和感染。

 

三、幫助學生排除心理障礙，培養(yǎng)學生的果斷性。

心理學研究表明，人的動機有“趨避沖突”現(xiàn)象，“趨”是追求成功，“避”是回避失敗。彼此間發(fā)生矛盾，構(gòu)成內(nèi)心障礙，使外部行動陷入欲于不能、欲罷不甘的狀態(tài)，這是產(chǎn)生優(yōu)柔寡斷的心理原因，同時來自周圍環(huán)境非議的壓力也是產(chǎn)生優(yōu)柔寡斷的很重要的因素。如在回答問題或板演時，由于過去未答好或出現(xiàn)錯誤而遭受同學的嘲笑，故產(chǎn)生想答而不敢答、想做而不敢做的心理，久而久之就會“前怕狼，后怕虎”，畏縮不前，因此，教學中，教師不要急于回答，應(yīng)該在積極地啟發(fā)、誘導的基礎(chǔ)上，幫助學生分析出錯的原因，鼓勵學生把甘苦、榮辱置之度外，丟掉“怕”字，大膽說出自己的想法。

 

四、幫助學生克服片面的個性特征，培養(yǎng)學生的自制力

學生的沖突行動和消極情緒的產(chǎn)生，外因是來自家庭、社會中一些不良意志品質(zhì)的影響，內(nèi)因是學生未能充分認識自身的片面?zhèn)€性特征，有的學生對自我弱點缺乏認識，在學習中對困難估計不足，認為自己一學就會，題目一看就知道該怎么做，表現(xiàn)在看書不認真、練習時馬虎，這類學生屬“成功傾向型”；有的學生對自我優(yōu)勢缺乏認識，認為物理知識太深，自己學不好，表現(xiàn)在課堂上怕老師提問、怕板演，練習時不敢做題，這類學生屬“失敗傾向型”，教學中針對不同的意志表現(xiàn)，應(yīng)采取不同的措施。對“成功型”學生，不僅在解題、提問等方面要有量的要求，還應(yīng)在質(zhì)上提出較高要求，使他們受到質(zhì)的約束，而不敢草率從事；對“失敗型”學生，先要求他們在一定時間內(nèi)完成一定量的簡單題或回答顯而易見的提問，使他們體驗到成功的快樂，增強自信心，再在質(zhì)上逐步提高要求。

篇9

一、兩種物理教育觀

中學物理教育的目標是什么？盡管建國以來歷次教學計劃和教學大綱的說法不盡相同，其基本目標都是要與其他學科和其他學?；顒右黄?，“培養(yǎng)有理想，有道德，有文化，有紀律的社會主義公民”（《全日制中學物理教學大綱》，1990年4月第二版）。但是，在實際工作中，兩種不同的實踐反映出來的卻是兩種不同的物理教育觀。多數(shù)人的作法實際是在努力把學生培養(yǎng)成為物理專業(yè)工作者，另一種則是力圖使物理課程在培養(yǎng)高素質(zhì)公民的過程中作出貢獻。

1. 兩種教育觀對重點知識的不同認識

中學物理的教學內(nèi)容分為重點知識、重要知識和一般常識。什么是重點知識？舉例來說，一般認為牛頓第二定律是重點知識。1990年教學大綱(修訂本)在高一和高三兩次安排了牛頓第二定律的教學。按照現(xiàn)行高中課本，包括必修和選修兩部分內(nèi)容，牛頓第二定律和為這個定律做鋪墊及隨后鞏固的教學約達七、八課時，若考慮到其后在學習牛頓第三定律及力學單位制時肯定要出現(xiàn)的有關(guān)第二定律的練習，所占課時數(shù)還會大得多。關(guān)于運動學的三個公式的教學也有類似的情況。如果把這部分內(nèi)容所需的預備性知識，例如力的分析，所用的教學時間也包括在內(nèi)，所占課時會更多。至于高三總復習，這部分內(nèi)容所用時間的比例就更大了。

高素質(zhì)公民的一個重要標志是能夠適應(yīng)未來技術(shù)化的社會生活，但在實際生活中，很難想象在什么場合會用到“連接體”等高中物理中這類典型問題。即使將來從事科技工作，如果不是去作大、中學的物理教師，恐怕也很少需要在這樣的層次上去應(yīng)用牛頓第二定律。

產(chǎn)生上述問題的原因，是因為這些同志們認為，在中學的有限課時內(nèi)，應(yīng)該多學一些“主干知識”。所謂主干知識，則是那些在物理學中影響全局的，掌握不好就無法進一步學習的，也就是說，考慮得較多的是物理學科本身，而非公民素質(zhì)的需要。

不適當?shù)貜娬{(diào)本學科的主干知識，占用了較多的教學時間，使得我國物理教學內(nèi)容過窄、過舊，不利于學生科學素質(zhì)的提高。

英美的教育制度不像我們這樣整齊劃一，學生在高中階段可以自己決定是否學習物理課或者學習哪種類型的物理課。他們有若干物理教學大綱（或考試大綱）和很多種物理教科書，各具特色，側(cè)重點不同，可供師生選擇。以美國一本有名的CONCEPTUAL PHYSICS為例，關(guān)于牛頓第二定律，書中只有一個由力和質(zhì)量直接計算加速度的例題，章后也只有一個這樣的計算性習題；但是這本書卻較為深入地分析了有空氣阻力時落體的運動，包括降落傘的作用等實際問題，這類內(nèi)容在實際生活中有重要應(yīng)用，卻是我們的課本中所沒有的，原因是這類問題派生于牛頓定律，況且由于中學數(shù)學知識所限，不能進行“深入的、定量的”研究。

附帶說一下，英美也有一些旨在培養(yǎng)未來物理學家的中學物理課本，但是這些課本在牛頓第二定律、運動學定律、力的分析等老問題中并沒有像我們這樣下功夫，他們用全新的現(xiàn)代物理的觀點研究物理學，其實這才是培養(yǎng)物理學家的道路。這個問題不在本文深入討論。

2.對于應(yīng)用性知識在物理課程中的作用，兩種教育觀有不同的認識

物理學是一門應(yīng)用性極強的學科，沒有物理學就不會有我們今天的文明生活，這一點沒有爭議。拿我國90年代的課本和50年代的相比，可以看到聯(lián)系各種產(chǎn)業(yè)和日常生活的例子大大增加了。在九年義務(wù)教育物理教學大綱（1992年頒布）規(guī)定的教學目的中，物理知識的應(yīng)用和物理知識本身是同等重要的。這些都是很大的進步。本文要談的問題是，在不同的教育觀的支配下，在課程、教材和教學中，對于物理課程中應(yīng)用性知識的處理是不同的。

科學素質(zhì)，作為公民素質(zhì)的重要組成部分，不僅指較為豐富的科學知識，而且包括把這些知識應(yīng)用到日常生活和本職工作中的能力。教學中的應(yīng)用性實例有多種作用，第一，給學生指出，在實際生活中，什么地方用到了這些知識；第二，這些實例是一些示范，讓學生看到，怎樣使理論中的公式、條文和現(xiàn)實生活中的問題相互溝通；第三，向?qū)W生展示科學技術(shù)對于人類社會的意義。我們制定大綱、編寫課本和進行教學的人，大多是物理專業(yè)出身，在工作中常常不自覺地要把學生復制成我們自己，因此，往往把應(yīng)用實例處理成詮譯理論的工具，好像在物理學中只有系統(tǒng)的理論才是最重要的，因而不能全面發(fā)揮教材中應(yīng)用性實例的作用。這種認識和在它支配下的教育實踐是和素質(zhì)教育的精神相悖的。

義務(wù)教育物理教學大綱把知識的應(yīng)用規(guī)定為教學目的之一，為了貫徹這一規(guī)定，進一步體現(xiàn)素質(zhì)教育的精神，在九年義務(wù)教育初中物理課本中，編者嘗試了從兩個方向建立物理理論和實際應(yīng)用之間的聯(lián)系：過去的習慣是講過一段理論之后講一講理論的應(yīng)用，以說明理論的重要意義；現(xiàn)在在保留這種形式的同時，也從另一個方向上加強了理論和應(yīng)用之間的聯(lián)系，即抓住了一些場合，從實際問題出發(fā)，向?qū)W生介紹怎樣在實際問題中找出科學道理，以深化對于問題的認識并進一步解決問題。在義務(wù)教育物理課本第二冊中較多地作了這種嘗試。在這些嘗試中，有的需要綜合運用某些物理知識，如“生活用電”，有的要求講清原理，如“熱機原理”，有的要提及技術(shù)層次的某些考慮，如“能源和節(jié)能”。關(guān)于技術(shù)層次的討論，需要說明的是，自義務(wù)教育教材的編寫以來，編者力求改變長期以來流行的重科學、輕技術(shù)的傾向，在教材中努力體現(xiàn)這樣一種思想，即科學發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明對人類社會的發(fā)展同樣重要。例如在討論燃料的有效利用時，對比了煤塊、煤粉和煤粒在鍋爐中的燃燒效率；在講到直流電動機時比較詳細地討論了換向器的作用。這些問題不涉及新的物理原理，但正是當年的這些“技術(shù)決竅”，推動了科學成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。

學生應(yīng)用物理知識能力的提高必須有足夠數(shù)量的實例作基礎(chǔ)。和現(xiàn)行高中教材相比，在用于兩省一市的高中試驗教材中應(yīng)用性實例大大增加，在前四冊的16篇閱讀材料中，9篇是有關(guān)實際應(yīng)用的。此外，還有為數(shù)不少的練習和習題介紹了物理知識在各種產(chǎn)業(yè)和日常生活中的應(yīng)用，這點和過去的教材有很大不同。希望老師們了解教材編者的初衷，充分利用這些閱讀材料和題目，讓它們在提高學生科學素質(zhì)方面發(fā)揮作用。

十分遺憾的是，在市面上眾多的復習資料和習題集中，訓練學生把物理知識用于日常生活和各種產(chǎn)業(yè)的題目幾乎沒有，它們很難在這方面提高學生的科學素質(zhì)。此外，目前的各種考試，命題時也不大考慮它們對素質(zhì)教育會起到什么作用。在作者手頭的7個省市近年的15份高中會考試卷中，沒有一個實際應(yīng)用的題目，這使得這些考試在提高學生科學素質(zhì)方面難以進行正確的導向。值得一提的是，每年三月在全國范圍內(nèi)進行的初中物理知識競賽，其命題一直強調(diào)物理知識的應(yīng)用，這個導向是正確的。

3. 物理課程與其他科學課程的關(guān)系

生活在社會中的人對科學知識的需求是綜合的，人們?yōu)榱私虒W的方便把它們分成了物理、化學、生物等幾門課程，在按照素質(zhì)教育的要求考慮課程、教材和教學時，不能認為這種課程設(shè)置和內(nèi)容劃分以及課時分配比例是理所當然的和一成不變的。

物理學是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律的科學，在幾門基礎(chǔ)學科中，它的研究對象最廣泛，它研究的規(guī)律最基本。物理學的研究對象可以是無生命的，但是，生命活動卻絕對不會違背物理規(guī)律?，F(xiàn)在人們常說，21世紀是這門學科的世紀、那門學科的世紀，這是從某學科的發(fā)展前景來講的。這里可以肯定地說，出現(xiàn)了躍進式發(fā)展的學科，必然廣泛地應(yīng)用了物理學的研究成果和研究方法。從這個意義上講，物理學科在提高公民的科學素質(zhì)方面具有其他學科不可替代的作用。

但是，學科的重要性不能等同于學校中課程的重要性。這里要回到我們的出發(fā)點：中學物理課程不是為培養(yǎng)物理專業(yè)工作者而設(shè)立的，它應(yīng)該和其他學科有機地結(jié)合在一起，為提高學生素質(zhì)這一總的目標作出貢獻。

一個有趣的事實是，我們在談到中學的三門科學課程時，總是按照物理、化學、生物這樣的順序，而英美的教育工作者則相反，說起來總是生物、化學、物理。在問到為什么把生物課程放到這樣重要的位置時，他們說，（按照西方人的觀點）人最關(guān)心的是自已的生活，而人的身體 醫(yī)學，人的食物 農(nóng)業(yè)，都是和生物學密切相關(guān)的，所以社會輿論對于學校中的生物課程十分重視。他們的說法給我們一個啟發(fā)：今天的中學生，包括能夠考上理工科大學的那部分高中學生，他們之中將來從事物理、化學、生物學的基礎(chǔ)研究的人所占比例微乎其微，對于居民中絕大多數(shù)的工人、農(nóng)民、一般工程技術(shù)人員和其他許多從業(yè)人員來說，到了下一個世紀哪門科學領(lǐng)先并不十分重要，重要的是能夠懂得周圍的科技環(huán)境，適應(yīng)技術(shù)化社會的日常生活，能夠應(yīng)付本職工作中不斷進步的技術(shù)要求，有能力對于與科學技術(shù)相關(guān)的社會問題發(fā)表意見。

素質(zhì)教育要求我們把培養(yǎng)學生成為某學科專家的潛意識轉(zhuǎn)變一下，更多地考慮未來的普通公民切身的實際需要，那么學科的重要性、課時分配等難題也就容易解決了。

篇10

關(guān)鍵詞：教學藝術(shù)；物理教學；學習興趣

教學是一門藝術(shù)，要求教師不僅有過硬的專業(yè)知識外，還要有較豐富的其他知識，有較強的語言表達能力，同時能充分運用形體語言。學習興趣是指學生對學習活動產(chǎn)生的心理上的愛好和追求的傾向。在實踐中，興趣對人的活動將產(chǎn)生巨大的推動作用。一旦對學習發(fā)生興趣，就會充分發(fā)揮自己的積極性和主動性。濃厚的興趣將是人們刻苦鉆研、勇于攻關(guān)的強大動力?？鬃釉唬褐卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者。愛因斯坦說：“興趣是最好的教師?！睏钫駥幉┦恳舱f過：“成功的真正秘訣是興趣。”學生只有對物理感興趣，才想學、愛學，才能學好物理。因此，如何激發(fā)學生學習物理的興趣，是提高教學質(zhì)量的關(guān)鍵。而提高興趣的一個重要方面就是加強物理教師的教學藝術(shù)。那么物理教師應(yīng)具有什么樣的教學藝術(shù)？下面本人就談?wù)勗诮虒W過程中的一些體會：

一、生動風趣的語言提高學生的學習興趣

教學是一門語言藝術(shù)，語言應(yīng)體現(xiàn)出機智和俏皮。課前，教師要進行自我心理調(diào)整，這樣在課堂上才能有聲有色，才能帶著愉悅的心情傳授知識，從而使學生受到感染。事實表明，教師風趣的語言藝術(shù)，能贏得學生的喜愛、信賴和敬佩，從而對學習產(chǎn)生濃厚的興趣，即產(chǎn)生所謂“愛屋及烏”的效應(yīng)。例如，在講電阻的決定因素時，可以這樣比喻：放學時隊伍排得越長，阻礙就越大；門開得越小，阻礙也越大。再如，在講凸透鏡成像的規(guī)律時，把像和物的關(guān)系比如成敵我關(guān)系：敵進我退，我退是為了不斷擴大自己的力量以便反攻。教學生動風趣，不但能活躍課堂氣氛，而且能加深學生對知識的記憶。例如：在講勢能時，可向?qū)W生說，當天花板上有一根雞毛向你頭頂上落下時，你將怎樣？學生肯定會說：“這有什么可怕的。”如再問，若你頭頂上的電風扇落下呢？學生肯定會下意識地手蓋頭頂，“那還不快跑”。從而說明物體的勢能和質(zhì)量有關(guān)。在講勢能和相對高度有關(guān)時，可以用從課桌上跳下來和從三樓上跳下來進行比較，肯定會收到良好的課堂效果。有人認為“聲情并茂”是語文教師的事，與物理教師關(guān)系不大，其實不然，每個物理公式都是人類智慧和汗水的結(jié)晶，值得深情謳歌；每個物理定律，都珍藏著感人肺腑的故事。設(shè)想某位物理教師上課，照本宣科，語調(diào)平淡，用和尚念經(jīng)的語調(diào)嘟噥著，是決不能打動學生的心，激起學生的學習熱情的。但是如果聲情并茂講物理，就能夠緊緊地抓住學生的心，給學生留下值得玩味難以忘懷的印象。如在講“楞次定律”一課時，首先和同學們一道以探索者好奇驚訝的神情，通過實驗總結(jié)歸納出該定律，接著對定律進行有板有眼，輕重有別地闡述和強調(diào)，最后滿懷激情，字句鏗鏘地朗誦道：“我敬重你啊――楞次定律，你打暴富濟貧窮，多像位行俠仗義的騎士；你削增補減，并非走中庸之道搞平均主義；你阻礙變化，卻是改革開放的一大科學動力！”學生聽了這首詩后，群情激昂，反應(yīng)強烈，理解透徹，記憶深刻。

二、激感，架起教與學的橋梁，變被動為主動

教學過程不僅是師生間信息的交流，也有師生情感交流的成分。為了取得良好的教學效果，必須在教學中創(chuàng)造一種有利于信息交流的心理環(huán)境。師生情感的激發(fā)，需要比較長時間的培養(yǎng)。但對待每節(jié)課的教學，教師應(yīng)樹立一種“以情激情”的教學意識。在教學中，教師應(yīng)以高度的責任感對待物理教學，并且表現(xiàn)出對物理學的熱愛，以自己對物理知識和物理實驗的熱忱來影響學生，使學生產(chǎn)生共鳴。作為教師應(yīng)熱愛和尊重學生。比如：面批作業(yè)，與學生共做演示實驗、分組實驗，在一起交流學習體會與方法。使學生從內(nèi)心深處感到物理教師是位重感情、事業(yè)心強、又可信賴的朋友?！坝H其師則信其道”。學生由對教師的情感轉(zhuǎn)向物理科學的情感，課堂上就可以創(chuàng)造出融洽的合作氣氛，學生就可以更好地接受和理解教材。托爾斯泰說過：“如果一個教師把熱愛事業(yè)和熱愛學生結(jié)合起來，他就是一個完美的教師?！痹诮虒W實踐中我體會到這句話的真諦所在，教育工作是一種富有色彩的創(chuàng)造性工作，師生間建立深厚的感情，是發(fā)掘非智力因素不可忽視的領(lǐng)域。這種感情的激發(fā)，其動力作用不亞于物理知識本身所激發(fā)的情感。要做到這些必須深入鉆研教材教法。

三、講述有趣的物理現(xiàn)象、物理學史和物理學家的故事，激發(fā)學生學習物理的興趣

介紹物理學史的發(fā)展、物理學家的情況，是對學生進行辯證唯物主義、愛國主義教育的好教材。如“指南針”是我國古代四大發(fā)明之一，會使學生有很強的民族自豪感和自信心。介紹我國近代著名科學家錢學森、錢三強、鄧稼先等對祖國和世界科學進步的貢獻。介紹我國在航天技術(shù)、核技術(shù)等方面的成就和發(fā)展遠景。激發(fā)他們對社會主義祖國的熱愛，力求使學生把學習物理與發(fā)展祖國的宏偉目標聯(lián)系起來，從而自覺、主動地學習物理。給學生適時講授有趣味的故事是滿足學生學習興趣的一種補償方式，為進一步學習創(chuàng)造良好的氛圍。例如講到歷史上曾有一位學者叫赫曼，為了驗證天電（閃電）與他電是否是同種電，竟被雷電擊死在實驗臺上時，課堂一片寂靜。當講到秦始皇在建阿房宮時用磁石來防刺客時，課堂上又是一片活躍氣氛。

四、讓學生在愉快的情緒中獲得物理知識