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篇1

【論文摘要】針對(duì)目前醫(yī)用物理學(xué)課堂教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容不合理，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高等問(wèn)題，應(yīng)該改革教學(xué)內(nèi)容，提高教師素質(zhì)，優(yōu)化教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高專業(yè)素質(zhì)。

醫(yī)用物理學(xué)是高等醫(yī)藥院校醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)本科一年級(jí)的必修基礎(chǔ)課。近兩年我校教學(xué)改革，將臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)課程的學(xué)時(shí)數(shù)改為36學(xué)時(shí)（理論學(xué)時(shí)），然而教學(xué)目的沒(méi)有變。鑒于學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的實(shí)際情況，怎樣使醫(yī)學(xué)生較好地掌握相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，科學(xué)素質(zhì)也得到相應(yīng)的提高，是我們迫切需要解決的問(wèn)題。根據(jù)這兩年本人從事醫(yī)用物理學(xué)的教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合我校的實(shí)際，談?wù)勎业囊恍┫敕ā?/p>

一、醫(yī)用物理學(xué)課堂教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

1、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高

第一，物理學(xué)是基礎(chǔ)課，是解釋生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)，卻不能代替生命科學(xué)去解釋生命現(xiàn)象，因此大部分學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)與跟自己的專業(yè)關(guān)系不大，學(xué)物理沒(méi)什么用處。第二，主講教師絕大多數(shù)不是醫(yī)學(xué)專業(yè)出身，而是來(lái)自于物理學(xué)或物理教育專業(yè)，具有物理學(xué)和教育學(xué)的知識(shí)和能力，但從事醫(yī)用物理教學(xué)還缺乏相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識(shí)。正是因?yàn)槲覀兘處熥陨韺?duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)了解不夠，教學(xué)中不能很好地闡明物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)用性，以及教學(xué)過(guò)程枯燥乏味，所以不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。第三，我校90%以上的學(xué)生在高中分科的時(shí)候，選讀的科目是生物或化學(xué)，因此物理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，很多學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)比較難學(xué)，存在畏難情緒。例如：我們學(xué)校臨床醫(yī)學(xué)（全科醫(yī)學(xué)方向）05（2）班共63人，高中選物理的只有4人，占總?cè)藬?shù)的6%。

2、教學(xué)內(nèi)容不合理

醫(yī)用物理學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和操作能力為目標(biāo)，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際去解釋生命現(xiàn)象，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，為以后的學(xué)習(xí)和研究做好鋪墊。而我們的醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)中往往注重物理學(xué)體系的完整性，教學(xué)內(nèi)容以講授物理規(guī)律為主，僅僅是在每一章的最后一節(jié)加了一點(diǎn)物理學(xué)知識(shí)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，不能有效地把理論聯(lián)系實(shí)際貫穿在整個(gè)授課過(guò)程[2]。另外，目前我校臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)講授的內(nèi)容有：流體的運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和波、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、幾何光學(xué)、量子力學(xué)基礎(chǔ)、原子核與放射性等部分，而與醫(yī)學(xué)聯(lián)系非常緊密的X射線、激光和核磁共振等，由于學(xué)時(shí)數(shù)不夠沒(méi)辦法講授。同時(shí)課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾日益突出，物理教學(xué)以理論課為主，實(shí)驗(yàn)操作很少，使學(xué)生缺乏鍛煉，儀器設(shè)備適應(yīng)能力差，動(dòng)手能力差。

3、考試內(nèi)容不盡人意

考題內(nèi)容多以理論分析、定量計(jì)算為主，偏重于物理理論的掌握和定量分析計(jì)算，純物理味過(guò)濃，考試內(nèi)容的應(yīng)用性與醫(yī)學(xué)相關(guān)性較差，較少涉及醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容，不能體現(xiàn)醫(yī)用物理學(xué)的特點(diǎn)[1]。

二、醫(yī)用物理學(xué)課堂教學(xué)改革思路

1、改革教學(xué)內(nèi)容

（1）精選教學(xué)內(nèi)容。由于內(nèi)容多，課時(shí)少的矛盾極為突出，根據(jù)基本保證物理學(xué)本身系統(tǒng)性，兼顧醫(yī)學(xué)專業(yè)需要以及醫(yī)學(xué)物理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)的原則，選擇物理學(xué)中與醫(yī)學(xué)有密切聯(lián)系的內(nèi)容。建議將原來(lái)的量子力學(xué)基礎(chǔ)部分換成x射線和激光。

（2）重視物理知識(shí)在實(shí)際生活特別是在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。第一，主要介紹物理學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的知識(shí)。例如，流體的運(yùn)動(dòng)部分側(cè)重介紹與人體血液循環(huán)和呼吸過(guò)程有關(guān)的流體的運(yùn)動(dòng)；振動(dòng)和波動(dòng)部分主要介紹與人的聲音和聽覺(jué)有關(guān)的振動(dòng)、波動(dòng)和聲；電磁學(xué)部分主要介紹對(duì)深入了解生物電磁現(xiàn)象和有效使用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器而必備的電磁學(xué)知識(shí)；幾何光學(xué)主要介紹人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)，還有激光、X射線以及核醫(yī)學(xué)物理基礎(chǔ)等等。在教學(xué)過(guò)程中合理地引入臨床醫(yī)學(xué)問(wèn)題，有助于綜合應(yīng)用物理學(xué)現(xiàn)象和物理規(guī)律，有助于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，有助于活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二，教學(xué)中盡量避免純數(shù)學(xué)的推導(dǎo)和計(jì)算，增加與醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容的講授時(shí)間。由于高等數(shù)學(xué)與醫(yī)用物理學(xué)都是大一上學(xué)期開課，醫(yī)用物理學(xué)的有些內(nèi)容需用到高等數(shù)學(xué)，但由于課時(shí)方面的原因，進(jìn)度不能保證一致，如靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)算都需用到定積分，然而講授靜電場(chǎng)時(shí)，學(xué)生還沒(méi)學(xué)到定積分。因此把高等數(shù)學(xué)中微積分的分析思路引入即可，不必定量計(jì)算，等到學(xué)生高等數(shù)學(xué)課跟上節(jié)拍后，自然就能解題。對(duì)重要的物理定律、公式、結(jié)論要講清思路，講明來(lái)源和應(yīng)用思想，讓學(xué)生了解、明白，會(huì)定性分析即可[1]。第三，注意物理新知識(shí)的延伸[3]，在適當(dāng)?shù)牡胤浇榻B一些近代物理知識(shí)及與醫(yī)學(xué)相關(guān)的物理學(xué)成就,也可將教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和臨床醫(yī)學(xué)中的實(shí)際結(jié)合在一起，開展專題講座。例如：激光醫(yī)學(xué)專題、醫(yī)學(xué)影像專題、電療、磁療等。

2、提高教師素質(zhì)

（1）強(qiáng)化教師隊(duì)伍的建設(shè)。要構(gòu)建具有“醫(yī)用”特色的物理學(xué)體系，就必須找到物理與醫(yī)學(xué)的最佳切入點(diǎn)及生長(zhǎng)點(diǎn)，以推動(dòng)醫(yī)用物理學(xué)的改革。這就要求醫(yī)用物理學(xué)教師必須有較完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，既要有充分的物理學(xué)的知識(shí)，又要有解剖學(xué)、病理學(xué)以及生理學(xué)等方面的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。然而，主講教師的醫(yī)學(xué)知識(shí)缺乏，不能很好的將理論聯(lián)系在醫(yī)學(xué)實(shí)際中。為此，物理學(xué)教師必須主動(dòng)適應(yīng)知識(shí)的動(dòng)態(tài)需求，走出課堂、調(diào)查研究、更新知識(shí)。首先，在保證教學(xué)的前提下，通過(guò)進(jìn)修、攻讀學(xué)位等方式，進(jìn)一步強(qiáng)化教師隊(duì)伍的建設(shè)。其次，鼓勵(lì)和組織教師跨學(xué)科聽課，以增長(zhǎng)相關(guān)學(xué)科的知識(shí)和拓寬知識(shí)面，促使教學(xué)內(nèi)容從單一化向多樣化、綜合化發(fā)展。再次，積極開展科學(xué)研究，及時(shí)追蹤學(xué)科發(fā)展新動(dòng)向及新技術(shù)、新方法。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解臨床和科研對(duì)物理學(xué)的需求，架構(gòu)起二者聯(lián)系的“橋梁”。[4]（2）加強(qiáng)集體備課。整合每一位教師的專長(zhǎng)，定期召開研討會(huì)，學(xué)重點(diǎn)，分解教學(xué)難點(diǎn)，爭(zhēng)論教學(xué)熱點(diǎn)，分析醫(yī)學(xué)與物理在實(shí)踐中的典型例子，充分發(fā)揮每個(gè)人的優(yōu)勢(shì)。

3、優(yōu)化教學(xué)方法

（1）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自學(xué)能力。大一新生剛進(jìn)入大學(xué)，思維方式還停留在中學(xué)的學(xué)習(xí)方法上。中學(xué)教師每節(jié)課講的內(nèi)容較少，課后做大量的習(xí)題，而大學(xué)課堂上每節(jié)課講述的內(nèi)容多，習(xí)題相對(duì)少，學(xué)生一時(shí)很難適應(yīng)。因此我們?cè)趯W(xué)期初應(yīng)該在學(xué)習(xí)方法上對(duì)學(xué)生加以指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自學(xué)能力，幫助學(xué)生盡快地適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式[3]。例如：每次課結(jié)束的時(shí)候告訴學(xué)生下次課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，并把看不懂的地方記錄下來(lái)，這樣帶著問(wèn)題去聽課，將會(huì)達(dá)到更好的效果。另外，也可以把下一節(jié)課要講的內(nèi)容分成幾個(gè)主題，讓學(xué)生分別去準(zhǔn)備，要求學(xué)生帶著問(wèn)題去看書或者去圖書館查閱相關(guān)資料。學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)書本上的內(nèi)容和查閱相關(guān)文獻(xiàn)把答案準(zhǔn)備好，上課的時(shí)候由學(xué)生來(lái)講，老師負(fù)責(zé)糾正錯(cuò)誤并進(jìn)行總結(jié)。這種方式不但充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，還使講課內(nèi)容更加豐富。

（2）采用多種教學(xué)方法。例如：類比教學(xué)法：物理學(xué)中有些概念、規(guī)律較抽象，學(xué)生很難理解，我們可以拿學(xué)生熟悉的概念、規(guī)律與它們類比，這樣學(xué)生就很容易接受。例如：我們講到電勢(shì)梯度的概念時(shí)，由于高等數(shù)學(xué)中與其相關(guān)矢量的知識(shí)沒(méi)有學(xué)，因此有些學(xué)生不理解，如果我們拿學(xué)生很熟悉的速度的概念與電勢(shì)梯度進(jìn)行類比：速度是位移隨時(shí)間的變化快慢，電勢(shì)梯度實(shí)際上就是電勢(shì)沿空間某個(gè)方向（這個(gè)方向就是等勢(shì)面的法線方向）的變化快慢，這樣學(xué)生就恍然大悟。歸納總結(jié)法：每學(xué)習(xí)完一節(jié)內(nèi)容，我們應(yīng)該做一個(gè)小結(jié)，學(xué)習(xí)完一章或者物理學(xué)一部分（例如：電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)、幾何光學(xué)、原子核物理與放射性等）也要做總結(jié)，并且總結(jié)的時(shí)候要講究方法，例如：對(duì)于相似的、容易混淆的物理概念或者規(guī)律，可以采用對(duì)比歸納法，這樣更容易記憶，并且不容易混淆。例如：光的干涉和光的衍射都描述的是光的波動(dòng)性，它們二者有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？我們可以從以下方面進(jìn)行分析對(duì)比和歸納總結(jié)：干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件；干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象的分類；不同類型的干涉條紋和衍射條紋中明暗條紋的條件；條紋間距；影響干涉條紋和衍射條紋的因素等等。我們可以采用列表或者框圖的形式，這樣更直觀、更容易記憶。另外，對(duì)于有共性的物理量或者規(guī)律，可以放在一起來(lái)記憶。例如：靜電場(chǎng)比較抽象，很多學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有些困難。例如我們可以把靜電場(chǎng)力做功跟重力做功進(jìn)行類比等等。當(dāng)然，每個(gè)人都有適合自己的學(xué)習(xí)方法，如果教師做好所有的歸納總結(jié)，然后讓學(xué)生被動(dòng)地去接受，這樣是不能達(dá)到較好的教學(xué)效果的。我們應(yīng)該督促學(xué)生自己歸納總結(jié)，讓所學(xué)的物理知識(shí)在他們的頭腦中構(gòu)建一個(gè)清晰的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4、認(rèn)真批改作業(yè)和講評(píng)作業(yè)

每次布置的課后作業(yè)，都認(rèn)真批改，作為平時(shí)成績(jī)的一部分；指出學(xué)生的錯(cuò)誤之處，并且把學(xué)生出錯(cuò)的地方都做好筆記，然后把各種不同的錯(cuò)誤進(jìn)行分析、歸納總結(jié)，做好相應(yīng)的電子課件，該課件不僅展示作業(yè)的參考答案，而且還列舉各種不同的錯(cuò)誤做法，這樣可以加深學(xué)生的印象，告誡他們以后不要出現(xiàn)此類錯(cuò)誤。除此之外，對(duì)于學(xué)生頻繁出錯(cuò)的地方，教師應(yīng)該作自我總結(jié)，在以后的教學(xué)過(guò)程中要注意改進(jìn)教學(xué)方法，著重強(qiáng)調(diào)這些地方。

5、改革考試內(nèi)容

改變過(guò)去以計(jì)算題為主的做法，增加論述性、主觀性、綜合性、應(yīng)用性（與醫(yī)學(xué)相關(guān)的內(nèi)容）和設(shè)計(jì)性的題目。這樣可以幫助學(xué)生提高分析、比較、歸納、綜合的能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及語(yǔ)言、圖形表達(dá)的能力。

總之，為了適應(yīng)醫(yī)學(xué)生物理基礎(chǔ)培養(yǎng)的需要，落實(shí)素質(zhì)教育目標(biāo)，醫(yī)用物理教學(xué)改革勢(shì)在必行。醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)改革的宗旨應(yīng)該是改過(guò)去枯燥、乏味、難學(xué)、缺乏實(shí)用性的教學(xué)模式為輕松愉快的教育形式。從總體培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，本著因材施教、因需施教的原則，改變過(guò)去物理教學(xué)中求精求深的教學(xué)方式，使教學(xué)方式多樣化、內(nèi)容實(shí)用化，加強(qiáng)與醫(yī)學(xué)的有機(jī)結(jié)合，既保證醫(yī)學(xué)生對(duì)物理基本概念的掌握，又保證大綱的完成。

【參考文獻(xiàn)】

[1]艾拜都拉•肉孜，馬遠(yuǎn)新，樊孝喜.醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)改革初探[J].新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2002,25(3):347-348.

[2]豐新勝.醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)探討[J].山東醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2007,29:275-276.

篇2

二十世紀(jì)即將結(jié)，二十一世紀(jì)即將來(lái)臨，二十世紀(jì)是光輝燦爛的一個(gè)世紀(jì)，是個(gè)類社會(huì)發(fā)展最迅速的一個(gè)世紀(jì)，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最迅速的一個(gè)世紀(jì)，也是物理學(xué)發(fā)展最迅速的一個(gè)世紀(jì)。在這一百年中發(fā)生了物理學(xué)革命，建立了相對(duì)信紙和量子力學(xué)，完成了從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)變。在二十世紀(jì)二、三十年代以后，現(xiàn)代物理學(xué)在深度和廣度上有了進(jìn)一步的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)生了一系列的新學(xué)科的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科，人類對(duì)物質(zhì)世界的規(guī)律有了更深刻的認(rèn)識(shí)，物理學(xué)理論達(dá)到了一個(gè)新高度，現(xiàn)代物理學(xué)達(dá)到了成熟的階段。

在此世紀(jì)之交的時(shí)候，人們自然想展望一下二十一世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展前景，探索今后物理學(xué)發(fā)展的方向。我想談一談我對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一些看法和觀點(diǎn)。首先，我們來(lái)回顧一下上一個(gè)世紀(jì)之交物理學(xué)發(fā)展的情況，把當(dāng)前的情況與一百年前的情況作比較對(duì)于探索二十一世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的方向是很有幫助的。

一、歷史的回顧

十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，經(jīng)典物物學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科均發(fā)展到了完善、成熟的階段，隨著熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的建立以及麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立，經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到了它的頂峰，當(dāng)時(shí)人們以系統(tǒng)的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫，幾乎能完美地解釋所有已經(jīng)觀察到的物理現(xiàn)象。由于經(jīng)典物理學(xué)的巨大成就，當(dāng)時(shí)不少物理學(xué)家產(chǎn)生了這樣一種思想：認(rèn)為物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成，物理學(xué)的發(fā)展基本上已經(jīng)完成，人們對(duì)物理世界的解釋已經(jīng)達(dá)到了終點(diǎn)。物理學(xué)的一些基本的、原則的問(wèn)題都已經(jīng)解決，剩下來(lái)的只是進(jìn)一步精確化的問(wèn)題，即在一些細(xì)節(jié)上作一些補(bǔ)充和修正，使已知公式中的各個(gè)常數(shù)測(cè)得更精確一些。

然而，在十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，正當(dāng)物理學(xué)家在慶賀物理學(xué)大廈落成之際，科學(xué)實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)了許多經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋的事實(shí)。首先是世紀(jì)之交物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)：電子、X射線和放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。其次是經(jīng)典物理學(xué)的萬(wàn)里晴空中出現(xiàn)了兩朵“烏云”：“以太漂移”的“零結(jié)果”和黑體輻射的“紫外災(zāi)難”。[1]這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)典物理學(xué)的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾，經(jīng)典物理學(xué)的傳統(tǒng)觀念受到巨大的沖擊，經(jīng)典物理發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”。由此引起了物理學(xué)的一場(chǎng)偉大的革命。愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了相對(duì)論；海林堡、薛定諤等一群科學(xué)家創(chuàng)立了量子力學(xué)?，F(xiàn)代物理學(xué)誕生了！

把物理學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀與上一個(gè)世紀(jì)之交的情況作比較，可以看到兩者之間有相似之外，也有不同之處。

在相對(duì)論和量子力學(xué)建立起來(lái)以后，現(xiàn)代物理學(xué)經(jīng)過(guò)七十多年的發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到了成熟的階段。人類對(duì)物質(zhì)世界規(guī)律的認(rèn)識(shí)達(dá)到了空前的高度，用現(xiàn)有的理論幾乎能夠很好地解釋現(xiàn)在已知的一切物理現(xiàn)象?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成。在這一點(diǎn)上，目前有情況與上一個(gè)世紀(jì)之交的情況很相似。因此，有少數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為今后物理學(xué)不會(huì)有革命性的進(jìn)展了，物理學(xué)的根本性的問(wèn)題、原則問(wèn)題都已經(jīng)解決了，今后能做到的只是在現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上在深度和廣度兩方面發(fā)展現(xiàn)代物理學(xué)，對(duì)現(xiàn)有的理論作一些補(bǔ)充和修正。然而，由于有了一百年前的歷史經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)物理學(xué)家并不贊成這種觀點(diǎn)，他們相信物理學(xué)遲早會(huì)有突破性的發(fā)展。另一方面，雖然在微觀世界和宇宙學(xué)領(lǐng)域中有一些物理現(xiàn)象是現(xiàn)代物理學(xué)的理論不能很好地解釋的，但是這些矛盾并不是嚴(yán)重到了非要徹底改造現(xiàn)有理認(rèn)紗可的程度。在這方面，目前的情況與上一個(gè)世紀(jì)之交的情況不同。在上一個(gè)世紀(jì)之交，經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”；而在本世紀(jì)之交，現(xiàn)代物理學(xué)并無(wú)“危機(jī)”。因此，我認(rèn)為目前發(fā)生現(xiàn)代物理學(xué)革命的條件似乎尚不成熟。

雖然在微觀世界和宇宙學(xué)領(lǐng)域中有一些物理現(xiàn)象是現(xiàn)代物理學(xué)的理論不能很好地解釋的，但是這些矛盾并不是嚴(yán)重到了非要徹底改造現(xiàn)有理認(rèn)紗可的程度。在這方面，目前的情況與上一個(gè)世紀(jì)之交的情況不同。在上一個(gè)世紀(jì)之交，經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生了“嚴(yán)重的危機(jī)”；而在本世紀(jì)之交，現(xiàn)代物理學(xué)并無(wú)“危機(jī)”。因此，我認(rèn)為目前發(fā)生現(xiàn)代物理學(xué)革命的條件似乎尚不成熟?？陀^物質(zhì)世界是分層次的。一般說(shuō)來(lái)，每個(gè)層次中的體系都由大量的小體系（屬于下一個(gè)層次）構(gòu)成。從一定意義上說(shuō)，宏觀與微觀是相對(duì)的，宏觀體系由大量的微觀系統(tǒng)構(gòu)成。物質(zhì)世界從微觀到宏觀分成很多層次。物理學(xué)研究的目的包括：探索各層次的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和探索各層次間的聯(lián)系。

回顧二十世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展，是在三個(gè)方向上前進(jìn)的。在二十一世紀(jì)，物理學(xué)也將在這三個(gè)方向上繼續(xù)向前發(fā)展。

1）在微觀方向上深入下去。在這個(gè)方向上，我們已經(jīng)了解了原子核的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了大量的基本粒子及其運(yùn)規(guī)律，建立了核物理學(xué)和粒子物理學(xué)，認(rèn)識(shí)到強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。今后可能會(huì)有新的進(jìn)展。但如果要探索更深層次的現(xiàn)象，必須有更強(qiáng)大得多的加速器，而這是非常艱巨的任務(wù)，所以我認(rèn)為近期內(nèi)在這個(gè)方向上難以有突破性的進(jìn)展。

2）在宏觀方向上拓展開去。1948年美國(guó)的伽莫夫提出“大爆炸”理論，當(dāng)時(shí)并未引起重視。1965年美國(guó)的彭齊亞斯和威爾遜觀測(cè)到宇宙背景輻射，再加上其他的觀測(cè)結(jié)果，為“大爆炸”理論提供了有力的證據(jù)，從此“大爆炸”理論得到廣泛的支持，1981年日本的佐藤勝?gòu)┖兔绹?guó)的古斯同時(shí)提出暴脹理論。八十年代以后，英國(guó)的霍金[2,3]等人開始論述宇宙的創(chuàng)生，認(rèn)為宇宙從“無(wú)”誕生，今后在這個(gè)方向上將會(huì)繼續(xù)有所發(fā)展。從根本上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代宇宙學(xué)的繼續(xù)發(fā)展有賴于向廣漠的宇宙更遙遠(yuǎn)處觀測(cè)的新結(jié)果，這需要人類制造出比哈勃望遠(yuǎn)鏡性能更優(yōu)越得多的、各個(gè)波段的太空天文望遠(yuǎn)鏡，這是很艱巨的任務(wù)。

我個(gè)人對(duì)于近年來(lái)提出的宇宙創(chuàng)生學(xué)說(shuō)是不太信的，并且認(rèn)為“大爆炸”理論只是對(duì)宇宙的一個(gè)近似的描述。因?yàn)楝F(xiàn)在的宇宙學(xué)研究的只是我們能觀測(cè)到的范圍以內(nèi)的“宇宙”，而我相信宇宙是無(wú)限的，在我們這個(gè)“宇宙”以外還有無(wú)數(shù)個(gè)“宇宙”，這些宇宙不是互不相干、各自孤立的，而是互相有影響、有作用的。現(xiàn)代宇宙學(xué)只研究我們這個(gè)“宇宙”，當(dāng)然只能得到近似的結(jié)果，把他們的延伸到“宇宙”創(chuàng)生了初及遙遠(yuǎn)的未來(lái)，則失誤更大。

3）深入探索各層次間的聯(lián)系。

這正是統(tǒng)計(jì)物理學(xué)研究的主要內(nèi)容。二十世紀(jì)在這方面取得了巨大的成就，先是非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)有了得大的發(fā)展，然后建立了“耗散結(jié)構(gòu)”理論、協(xié)同論和突變論，接著混沌論和分形論相繼發(fā)展起來(lái)了。近年來(lái)把這些分支學(xué)科都納入非線性科學(xué)的范疇。相信在二十一世紀(jì)非線性科學(xué)的發(fā)展有廣闊的前景。

上述的物理學(xué)的發(fā)展依然現(xiàn)代物理學(xué)現(xiàn)有的基本理論的框架內(nèi)。在下個(gè)世紀(jì)，物理學(xué)的基本理論應(yīng)該怎樣發(fā)展呢？有一些物理學(xué)家在追求“超統(tǒng)一理論”。在這方面，起初是愛(ài)因斯坦、海森堡等天才科學(xué)家努力探索“統(tǒng)一場(chǎng)論”；直到1967、1968年，美國(guó)的溫伯格和巴基斯坦的薩拉姆提出統(tǒng)一電磁力和弱力的“電弱理論”；目前有一些物理學(xué)家正在探索加上強(qiáng)力的“大統(tǒng)一理論”以及再加上引力把四種力都統(tǒng)一起來(lái)的“超統(tǒng)一理論”，他們的探索能否成功尚未定論。

愛(ài)因斯坦當(dāng)初探索“統(tǒng)一場(chǎng)論”是基于他的“物理世界統(tǒng)一性”的思想[4]，但是他努力探索了三十年，最終沒(méi)有成功。我對(duì)此有不同的觀點(diǎn)，根據(jù)辯證唯物主義的基本原理，我認(rèn)為“物質(zhì)世界是既統(tǒng)一，又多樣化的”。且莫論追求“超統(tǒng)一理論”能否成功，即便此理論完成了，它也不是物理學(xué)發(fā)展的終點(diǎn)。因?yàn)椤霸诮^對(duì)的總的宇宙發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)具體過(guò)程的發(fā)展都是相對(duì)的，因而在絕對(duì)真理的長(zhǎng)河中，人們對(duì)于在各個(gè)一定發(fā)展階段上的具體過(guò)程的認(rèn)識(shí)只具有相對(duì)的真理性。無(wú)數(shù)相對(duì)的真理之總和，就是絕對(duì)的真理?！薄叭藗?cè)趯?shí)踐中對(duì)于真理的認(rèn)識(shí)也就永遠(yuǎn)沒(méi)有完結(jié)。”[5]

現(xiàn)代物理學(xué)的革命將怎樣發(fā)生呢？我認(rèn)為可能有兩個(gè)方面值得考試：

1）客觀世界可能不是只有四種力。第五、第六……種力究竟何在呢？現(xiàn)在我們不知道。我的直覺(jué)是：將來(lái)最早發(fā)現(xiàn)的第五種力可能存在于生命現(xiàn)象中。物質(zhì)構(gòu)成了生命體之后，其運(yùn)動(dòng)和變化實(shí)在太奧妙了，我們沒(méi)有認(rèn)識(shí)的問(wèn)題實(shí)在太多了，我們今天對(duì)于生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)猶如亞里斯多德時(shí)代的人們對(duì)于物理學(xué)的認(rèn)識(shí)，因此在這方面取得突破性的進(jìn)展是很可能的。我認(rèn)為，物理學(xué)業(yè)與生命科學(xué)的交叉點(diǎn)是二十一世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的方向之一，與此有關(guān)的最關(guān)于復(fù)雜性研究的非線性科學(xué)的發(fā)展。

2）現(xiàn)代物理學(xué)理論也只是相對(duì)真理，而不是絕對(duì)真理。應(yīng)該通過(guò)審思現(xiàn)代物理學(xué)理論基礎(chǔ)的不完善性來(lái)探尋現(xiàn)代物理學(xué)革命的突破口，在下一節(jié)中將介紹我的觀點(diǎn)。

二、現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)是完美的嗎？

相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，這兩大支柱的理論基礎(chǔ)是否十全十美的

呢？我們來(lái)審思一下這個(gè)問(wèn)題。

1）對(duì)相對(duì)論的審思

當(dāng)年愛(ài)因斯坦就是從關(guān)于光速和關(guān)于時(shí)間要領(lǐng)的思考開始，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論[1]。我們今天探尋現(xiàn)代物理學(xué)革命的突破口，也應(yīng)該從重新審思時(shí)空的概念入手。愛(ài)因勞動(dòng)保護(hù)坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論是從講座慣性系中不同地點(diǎn)的兩個(gè)“事件”的同時(shí)性開始的[4]，他規(guī)定用光信號(hào)校正不同地點(diǎn)的兩個(gè)時(shí)鐘來(lái)定義“同時(shí)”，這樣就很自然地導(dǎo)出了洛侖茲變換，進(jìn)一步導(dǎo)致一個(gè)四維時(shí)空（x，y，z，ict）（c是光速）。為什么愛(ài)因勞動(dòng)保護(hù)擔(dān)提出用光信號(hào)來(lái)校正時(shí)鐘，而不用別的信號(hào)呢？在他的論文中沒(méi)有說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)這是有深刻含意的。

時(shí)間、空間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式，不能脫離物理質(zhì)運(yùn)動(dòng)談?wù)摃r(shí)間、空間，在定義時(shí)空時(shí)應(yīng)該說(shuō)明是關(guān)于什么運(yùn)動(dòng)的時(shí)空?，F(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為超距作用是不存在的，A處發(fā)生的“事件”影響B(tài)處的“事件”必須通過(guò)一定的場(chǎng)傳遞過(guò)去，傳遞需要一定的時(shí)間，時(shí)間、空間的定義與這個(gè)傳遞速度是密切相關(guān)的。如果這種場(chǎng)是電磁場(chǎng)，則電磁相互作用傳遞的速度就是光速。因此，愛(ài)因斯坦定義的時(shí)空實(shí)際上是關(guān)于由電磁相互作用引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空，適用于描述這種運(yùn)動(dòng)。

愛(ài)因斯坦把他定義的時(shí)間應(yīng)用于所有的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上就暗含了這樣的假設(shè)：引力相互作用的傳遞速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速傳遞的呢？令引力相互作用的傳遞速度為c＇。至今為止，并無(wú)實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明c＇等于c。愛(ài)因斯坦因他的“物質(zhì)世界統(tǒng)一性”的世界觀而在實(shí)際上假定了c=c＇。我持有“物質(zhì)世界既統(tǒng)一，又多樣化的”以觀點(diǎn)，再加之電磁力和引力的強(qiáng)度在數(shù)量級(jí)上相差太多，因此我相相信c＇可能不等于c。工樣，關(guān)于由電磁力引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的四維時(shí)空（x，y，z，ict）和關(guān)于由引力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）是不同的。如果研究的問(wèn)題只涉及一種相互作用，則按照現(xiàn)在的理論建立起來(lái)的運(yùn)動(dòng)方程的形式不變。例如，愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)方程的形式不變，只需把常數(shù)c改為c＇。如果研究的問(wèn)題涉及兩種相互作用，則需要建立新的理論。不過(guò)，首要的事情是由實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)判斷c＇和c是否相等；如果不相等，需要導(dǎo)出c＇的數(shù)值。

我在二十多年前開始形成上述觀點(diǎn)，當(dāng)時(shí)測(cè)量引力波是眾所矚目的一個(gè)熱點(diǎn)，我曾對(duì)那些實(shí)驗(yàn)寄予厚望，希望能從實(shí)驗(yàn)結(jié)果推算出c＇是否等于c。令人遺憾的是，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)斯的努力引引力波實(shí)驗(yàn)沒(méi)有獲得肯定的結(jié)果，隨后這項(xiàng)工作冷下去了。根據(jù)愛(ài)國(guó)斯坦理論預(yù)言的引力波是微弱的，如果在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠達(dá)到的測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度之下，這樣弱的引力波應(yīng)該能夠探測(cè)到的話，長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)得不到肯定的結(jié)果似乎暗示了害因斯坦理論的缺點(diǎn)。應(yīng)該從c＇可能不等于c這個(gè)角度來(lái)考慮問(wèn)題，如果c＇和c有較大的差異，則可能導(dǎo)出引力波的強(qiáng)度比根據(jù)愛(ài)因勞動(dòng)保護(hù)坦理論預(yù)言的強(qiáng)度弱得多的結(jié)果。

弱力、強(qiáng)力與引力、電磁力有本質(zhì)的不同，前兩者是短程力，后兩者是長(zhǎng)程力。不同的相互作用是通過(guò)傳遞不同的媒介粒子而實(shí)現(xiàn)的。引力相互作用的傳遞者是引力子；電磁相互作用的傳遞者是光子；弱相互作用的傳遞者是規(guī)范粒子（光子除外）；強(qiáng)相互作用的傳遞者是介子。引力子和光子的靜質(zhì)量為零，按照愛(ài)因斯坦的理論，引力相互作用和電磁相互作用的傳遞速度都是光速。并且與傳遞粒子的靜質(zhì)量和能量有關(guān)，因而其傳遞速度是多種多樣的。

在研究由弱或強(qiáng)相互作用引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，定義慣性系中不同的地點(diǎn)的兩個(gè)“事件”的“同時(shí)”，是否應(yīng)該用弱力或強(qiáng)力信號(hào)取代光信號(hào)呢？我對(duì)核物理學(xué)和粒子物理學(xué)是外行，不想貿(mào)然回答這個(gè)問(wèn)題。如果應(yīng)該用弱力或強(qiáng)力信號(hào)取代光信號(hào)，那么關(guān)于由弱力或強(qiáng)力引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空和關(guān)于由電磁力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x，y，z，ict）及關(guān)于由引力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）

有很大的不同。設(shè)弱或強(qiáng)相互作用的傳遞速度為c＇＇，c＇＇不是常數(shù)，而是可變的，則關(guān)于由弱或強(qiáng)力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空為（x＇＇，y＇＇，z＇＇，Ic＇＇t＇＇），時(shí)間t＇＇和空間（x＇＇，y＇＇，z＇＇）將是c＇的函數(shù)。然而，很可能應(yīng)該這樣來(lái)考慮問(wèn)題：關(guān)于由弱力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空，在定義中應(yīng)該以規(guī)范粒子的靜質(zhì)量取作零時(shí)的速度c1取代光速c。由于“電弱理論”把弱力和電磁力統(tǒng)一起來(lái)了，因此有可能c1=c，則關(guān)于由弱力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空和關(guān)于由電磁力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空是相同的，同為（x，y，z，ict）。關(guān)于由強(qiáng)力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空，在定義中應(yīng)該以介子的靜質(zhì)量取作零（在理論上取作零，在實(shí)際上沒(méi)有靜質(zhì)量為零的介子）時(shí)的速度c＇＇取代光速c，c＇＇可能不等于c。則關(guān)于由強(qiáng)力引起的運(yùn)動(dòng)的時(shí)空（x＇＇，y＇＇，z＇＇，Ic＇＇t＇＇）不同于（x，y，z，ict）或（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）。無(wú)論上述兩種考慮中哪一種是對(duì)的，整個(gè)物質(zhì)世界的時(shí)空將是高于四維的多維時(shí)空。對(duì)于由短程力（或只是強(qiáng)力）引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，如果時(shí)空有了新的一義，就需要建立新的理論，也就是說(shuō)需要建立新的量子場(chǎng)論、新的核物理學(xué)和新的粒子物理學(xué)等。如果研究的問(wèn)題既清及長(zhǎng)程力，又涉及短程力（尤其是強(qiáng)力），則更需要建立新的理論。

1）對(duì)量子力學(xué)的審思

從量子力學(xué)發(fā)展到量子場(chǎng)論的時(shí)候，遇到了“發(fā)散困難”[6]。1946——1949年間，日本的朝永振一郎、美國(guó)的費(fèi)曼和施溫格提出“重整化”方法，克服了“發(fā)散困難”。但是“重整化”理論仍然存在著邏輯上的缺陷，并沒(méi)有徹底克服這一困難?！鞍l(fā)散困難”的一個(gè)基本原因是粒子的“固有”能量（靜止能量）與運(yùn)動(dòng)能量、相互作用能量合在一起計(jì)算[6]，這與德布羅意波在υ=0時(shí)的異性。

現(xiàn)在我陷入一個(gè)兩難的處境：如果采用傳統(tǒng)的德布羅意關(guān)系，就只得接受不合理的德布羅意波奇異性；如果采納修正的德布羅意關(guān)系，就必須面對(duì)使新的理論滿足相對(duì)論協(xié)變性的難題。是否有解決問(wèn)題的其他途徑呢？我認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題或許還與時(shí)間、空間的定義有關(guān)?，F(xiàn)在的量子力學(xué)理論中時(shí)寬人的定義實(shí)質(zhì)上依然是決定論的定義，而不確定原理是微觀世界的一條基本規(guī)律，所以時(shí)間、空間都不是嚴(yán)格確定的，決定論的時(shí)空要領(lǐng)不再適用。在時(shí)間或空間的間隔非常小的時(shí)候，描寫事情順序的“前”、“后”概念將失去意義。此外，在重新定義時(shí)空時(shí)還應(yīng)考慮相關(guān)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的類別。模糊數(shù)學(xué)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟了，把這個(gè)數(shù)學(xué)工具用到微觀世界時(shí)空的定義中去可能是很值得一試的。

1）在二十一世紀(jì)物理學(xué)將在三個(gè)方向上繼續(xù)向前發(fā)展（1）在微觀方向上深入下去；（2）在宏觀方向上拓展開去；（3）深入探索各層次間的聯(lián)系，進(jìn)一步發(fā)展非線性科學(xué)。

2）可能應(yīng)該從兩方面去控尋現(xiàn)代物理學(xué)革命的突破口。（1）發(fā)現(xiàn)客觀世界中已知的四種力以外的其他力；（2）通過(guò)審思相對(duì)論和量子力學(xué)的理論基礎(chǔ)，重新定義時(shí)間、空間，建立新的理論

篇3

（一）消除心理障礙很多學(xué)生一看到物理問(wèn)題，就感覺(jué)心煩意亂，摸不著頭腦。有些題目文字一大堆，講述的內(nèi)容非常多，這樣的問(wèn)題不僅僅是在考驗(yàn)學(xué)生掌握知識(shí)的水平，還是在考驗(yàn)學(xué)生的心理素質(zhì)。在面對(duì)這樣的問(wèn)題時(shí)，首先不要恐慌，更不要抗拒和逃避，我們應(yīng)該勇敢面對(duì)，用平常心去對(duì)待，就把它當(dāng)成一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題去看待，其實(shí)很多題目，當(dāng)我們讀完之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)并不是那么復(fù)雜，也許考察的正是最基礎(chǔ)的那部分知識(shí)。在平時(shí)的教學(xué)訓(xùn)練中，教師就可以有計(jì)劃、有目的性地選取一些這樣的題目進(jìn)行分析，幫助學(xué)生消除心理障礙。

（二）消除認(rèn)識(shí)障礙高中物理就其學(xué)科特征而言，的確具有邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性、系統(tǒng)性、理論性等特征，在教學(xué)中，我們需要向?qū)W生說(shuō)明這些特征，讓學(xué)生對(duì)物理有一個(gè)基礎(chǔ)而全面的了解，但是，在教學(xué)過(guò)程中，我們一定要謹(jǐn)記，不能一味地灌輸給學(xué)生這些知識(shí)，如果我們只是過(guò)分地強(qiáng)調(diào)這些，只會(huì)讓學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生恐懼心理，讓他們害怕學(xué)習(xí)物理，甚至出現(xiàn)放棄學(xué)習(xí)物理的念頭。所以，我們?cè)诮虒W(xué)中，除了向?qū)W生闡述物理學(xué)科的特征外，更應(yīng)該向?qū)W生介紹物理學(xué)科的趣味性和多面性，物理與我們的生活息息相關(guān)，在我們生活中，隨處可見(jiàn)各種物理現(xiàn)象，這些現(xiàn)象，有些是有趣的，有些是神奇的，物理這個(gè)大世界中還包括太多有趣、神奇的東西，都需要我們一步步的去揭開，去解密，只有通過(guò)學(xué)習(xí)，我們才能了解到這些現(xiàn)象發(fā)生的本質(zhì)，用這樣的語(yǔ)言去為學(xué)生描述一個(gè)多彩物理大世界，消除他們的認(rèn)識(shí)障礙。

二、高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)的具體流程

（一）課題引入———?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境在高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)方案中，第一步就是要進(jìn)行有效的課前導(dǎo)入，教學(xué)一個(gè)新課題，會(huì)帶給學(xué)生一些新鮮感，激發(fā)學(xué)生的好奇心理，基于此，我們可以采用情境教學(xué)法，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，去思考。課前導(dǎo)入是非常關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的成效，直接影響整堂課的教學(xué)質(zhì)量。在課題引入這一環(huán)節(jié)中，教師要注意一點(diǎn)，必須要明確課堂教學(xué)的目標(biāo)和任務(wù)，課前導(dǎo)入也是為了這一目標(biāo)而服務(wù)的，所以課前導(dǎo)入所選擇的案例、實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題，一定要與整堂課的教學(xué)基調(diào)相一致。

（二）概念形成———實(shí)驗(yàn)探索，創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)情境物理定理的形成，就是一個(gè)從發(fā)現(xiàn)到解密，再?gòu)慕饷艿綄?shí)驗(yàn)的過(guò)程，也就是從理論到實(shí)際，從實(shí)際再到理論的一個(gè)循環(huán)過(guò)程。首先，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和思考，歸納出其內(nèi)在的規(guī)律和本質(zhì)，再將這一規(guī)律運(yùn)用于實(shí)際，看是否符合，這樣一個(gè)發(fā)現(xiàn)、分析的過(guò)程，就是一個(gè)概念形成的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，概念形成的途徑和方法都是通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐才是檢驗(yàn)真知的唯一標(biāo)準(zhǔn)，同樣，實(shí)驗(yàn)也是獲取真知的重要途徑。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)該盡可能地開發(fā)一些探索性的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)，探究其中的原理，讓學(xué)生自己經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、分析的過(guò)程，這樣可以大大加深學(xué)生的印象，并且會(huì)讓學(xué)生得到一種前所未有的滿足感和勝利感。

（三）難點(diǎn)化解———?jiǎng)?chuàng)設(shè)階梯情境，獲得規(guī)律針對(duì)高中物理中的重點(diǎn)難點(diǎn)，我們要著重進(jìn)行分析和探究，教師在進(jìn)行這些知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)時(shí)，務(wù)必要充分結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力以及所掌握的知識(shí)水平，然后再根據(jù)教學(xué)內(nèi)容所需，選擇出一種最適合的教學(xué)方式，來(lái)對(duì)這些難點(diǎn)一一破解，化解難點(diǎn)的教學(xué)手段很多，教師可以采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)、多媒體教學(xué)等等教學(xué)手段。

篇4

關(guān)鍵詞：物理學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)

正文：

興趣指人經(jīng)常趨向于某種事物，力求認(rèn)識(shí)參與某種活動(dòng)，并且有積極情緒色彩的心理傾向。而學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)或?qū)W習(xí)對(duì)象的一種力求認(rèn)識(shí)的傾向。有興趣的學(xué)習(xí)不僅能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中全神貫注，積極思考，甚至達(dá)到廢寢忘食的地步。沒(méi)有興趣的學(xué)習(xí)無(wú)異于一種苦役，忙于脫身?？鬃釉啤爸卟蝗绾弥?；好之者不如樂(lè)之者?！睂W(xué)習(xí)興趣是“最好的老師”，把直接興趣與間接興趣有機(jī)結(jié)合，是提高物理學(xué)習(xí)效果的重要條件。那么如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，特別是整體基礎(chǔ)較差的農(nóng)村中學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣？根據(jù)我多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為以下幾點(diǎn)方法對(duì)提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣能起到事半功倍的效果。

一，“開場(chǎng)白”

小學(xué)升初中是一個(gè)角色的轉(zhuǎn)變，初一進(jìn)入初二是知識(shí)又上了一個(gè)新臺(tái)階，他們將接觸一門新的學(xué)科——物理。如何吸引學(xué)生，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)物理的興趣？某些老師認(rèn)為樹立威信最重要，因此在第一節(jié)師生見(jiàn)面的開場(chǎng)白上，多數(shù)老師都宣布了“鐵”的課堂紀(jì)律，課堂上的要求，以及學(xué)習(xí)物理的重要性，和對(duì)將來(lái)中考的影響，也許這種方法保證了以后的課堂紀(jì)律，但這樣必然對(duì)學(xué)生心理產(chǎn)生負(fù)面影響，也不利于學(xué)生發(fā)展，學(xué)生處處小心，擔(dān)心自己出錯(cuò)或?qū)W不好物理影響將來(lái)中考，不利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。更不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，第一堂課的第一印象非常重要，老師應(yīng)該是和藹可親的，而不是又兇又惡的“老虎”。師生之間應(yīng)建立“平等對(duì)話，共同發(fā)展”的關(guān)系，這樣才能激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。在第一堂師生見(jiàn)面課的時(shí)候應(yīng)從以下幾個(gè)方面講起。如作一些簡(jiǎn)要的自我介紹；簡(jiǎn)要的紀(jì)律說(shuō)明，強(qiáng)調(diào)作業(yè)要求等；特別是介紹有關(guān)物理的一些趣事，例如筷子放入裝有水的碗中看起來(lái)是彎折的，這是光的折射；“天狗吃月”是光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；我國(guó)的萬(wàn)里長(zhǎng)城以及埃及的金字塔的修建是用什么工具來(lái)運(yùn)輸此龐大的石頭；死海不死的原因；第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2000m高空飛行的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西，以為是一只小昆蟲，敏捷地把它抓了過(guò)來(lái)，令他吃驚的是抓到竟是一顆德國(guó)的子彈。為什么飛行員能抓住一顆子彈呢，你學(xué)了運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性后，你也能像飛行員一樣抓住一顆子彈的。軍事上上使用的核潛艇，宇宙飛船，過(guò)山車等與物理有關(guān)的知識(shí)。上知天文，下曉地理?？梢灾v到下課鈴響，讓學(xué)生感到一游未盡。一節(jié)課下來(lái)，會(huì)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到老師知識(shí)淵博，同時(shí)對(duì)老師產(chǎn)生敬佩心理。自然會(huì)對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，覺(jué)得物理非常有趣，一心的想要學(xué)物理。“萬(wàn)事開頭難”，好的開頭已成功了一半。

二，上課之門

在教學(xué)過(guò)程中不僅要教書，還要注意育人。而有些教師只注重了知識(shí)的傳受，忽約了對(duì)學(xué)生的思想教育。利用物理課本上編寫的一些科學(xué)家好學(xué)的精神對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育，既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又達(dá)到教育學(xué)生的目的。如法國(guó)科學(xué)家安培好學(xué)的故事：有一次，他在路上邊走邊思考問(wèn)題，猛一抬頭，發(fā)現(xiàn)前面有一塊黑板，不由喜上心頭，馬上掏出一支隨身攜帶的粉筆，把腦袋中的問(wèn)題計(jì)算起來(lái)，這塊黑板向前移動(dòng)了，安培一邊跟著前移，一邊計(jì)算著。漸漸的黑板移動(dòng)更快了，這位專心的計(jì)算者也跟著跑起來(lái)。當(dāng)他實(shí)在跑不動(dòng)而停下來(lái)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這并不是什么黑板，而是馬車的后背。他望著車背上的公式漸漸遠(yuǎn)去，懊喪地嘆了一口氣“唉！可惜還沒(méi)有算完?！碑?dāng)然課堂教學(xué)是完成教學(xué)內(nèi)容的重要手段，教學(xué)“六認(rèn)真”是必不可少的。除做好常規(guī)的教學(xué)外，針對(duì)整體基礎(chǔ)水平差的學(xué)生，還應(yīng)注意以下方面：

第一方面，上課前盡量了解學(xué)生情況，針對(duì)性備課，立足于課本，講解盡量淺顯易懂。課堂氣氛要活躍，語(yǔ)言要風(fēng)趣，幽默，提倡輕松愉快教學(xué)法。如以故事導(dǎo)學(xué)：用“猴子撈月”的故事引入平面鏡成像；用“阿基米德鑒定黃冠”的故事引入密度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。課堂偶發(fā)事件的處理還要講究藝術(shù)，注意隨機(jī)應(yīng)變，臨變不慌，因勢(shì)利導(dǎo)。有的老師遇類似情況就過(guò)于緊張，方寸大亂，不知如何是好，往往含糊其辭，敷衍搪塞，要么置之不理，消極回避：要么大動(dòng)肝火，怒斥學(xué)生。轉(zhuǎn)嫁危機(jī)，這些非但無(wú)助于問(wèn)題的解決，反倒使問(wèn)題復(fù)雜化，并影響老師在學(xué)生心目中的威信。如一位老師在連電路時(shí)，連好后燈泡不亮，下面的同學(xué)都在嘀咕，而這為老師沒(méi)有慌，而是說(shuō)前面我們已經(jīng)學(xué)過(guò)電壓表檢驗(yàn)電路的故障，下面我們就用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)檢查是那里出了問(wèn)題。結(jié)果這位老師熟練的找出了毛病，同學(xué)們也佩服的笑了。由于老師的冷靜而生智及時(shí)調(diào)整了教學(xué)過(guò)程，不僅沒(méi)有影響教學(xué)進(jìn)度，反而在學(xué)生頭腦中鞏固了用電壓表檢查電路故障這一技能。

第二方面，做好書上的演示實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的興趣。如人們拿著雞蛋的時(shí)候都小心謹(jǐn)慎的，但如果將雞蛋握在手中即使用較大的勁也壓不壞。在演示的時(shí)，可以叫一位力氣較大的同學(xué)來(lái)完成，讓學(xué)生覺(jué)得實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。再解釋其中的道理是因?yàn)樵趬毫σ欢〞r(shí)，受力面積越大，壓強(qiáng)越小的原因。再比如說(shuō)，講蒸發(fā)吸熱時(shí)，讓學(xué)生自己在手臂上涂上酒精親身體驗(yàn)蒸發(fā)吸熱的感覺(jué)，讓他們身臨其境。再發(fā)兩支溫度計(jì)給學(xué)生，將其中的一支涂上酒精，待一會(huì)后，對(duì)比兩支溫度計(jì)的示數(shù)，讓學(xué)生自己得出結(jié)論，驗(yàn)證蒸發(fā)是一個(gè)吸熱的過(guò)程。

第三方面，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)更應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待，讓學(xué)生親自參與，親自動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。如在上串并聯(lián)電路時(shí)學(xué)生就很感興趣。老師在演示的時(shí)候，就伸長(zhǎng)脖子在觀察，如果讓他們自己去連接電路，則一定會(huì)有很高的興趣，因此，我們?cè)谥v解后應(yīng)該放手讓學(xué)生自己去完成實(shí)驗(yàn)。如在研究凸透鏡成像的特點(diǎn)時(shí)，一些老師是先總結(jié)了透鏡成像的特點(diǎn)，再讓學(xué)生去做實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生帶著結(jié)論去完成實(shí)驗(yàn)不利于發(fā)揮學(xué)生的探究能力。在上這一內(nèi)容時(shí)可以調(diào)整一下，先讓學(xué)生去完成實(shí)驗(yàn)，再和老師一起總結(jié)。這樣更利于發(fā)揮學(xué)生的探究能力，也充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣。我們還可以利用生活中常見(jiàn)的物品來(lái)做一些有趣的小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣。如用廢牙膏皮來(lái)完成“核潛艇”浮沉實(shí)驗(yàn)。用氣球來(lái)演示力的作用效果實(shí)驗(yàn)等。

第四方面，還要注意曉之以理，動(dòng)之以情。莎士比亞說(shuō)過(guò)“贊美是照在人心靈的陽(yáng)光，沒(méi)有陽(yáng)光，我們就不能生產(chǎn)”。廉姆杰爾說(shuō)過(guò)“人性最深切的需求就是渴望別人的欣賞”所以對(duì)于差生，我們應(yīng)該善于發(fā)現(xiàn)他們的閃光點(diǎn)并及時(shí)加以表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)，增強(qiáng)他們的自信心。如我校某班有一位成績(jī)差的學(xué)生，但對(duì)體育特別愛(ài)好，在一次運(yùn)動(dòng)會(huì)上為班上奪得了多項(xiàng)第一，老師發(fā)現(xiàn)后給與他肯定并說(shuō)如果他把這種勇于拼搏，不怕吃苦的精神放到學(xué)習(xí)上，那你的成績(jī)一定會(huì)提高，一定會(huì)迎得老師和同學(xué)的贊揚(yáng)。結(jié)果這位同學(xué)受到老師的贊揚(yáng)和鼓勵(lì)后，刻苦學(xué)習(xí)，成績(jī)一直上升，后來(lái)考入了某重點(diǎn)體院。教師一句贊揚(yáng)的語(yǔ)言，一個(gè)鼓勵(lì)的眼神，一次頷首的微笑，一個(gè)肯定的動(dòng)作，一次低難度的考試，都可以使差生體會(huì)到鼓勵(lì)，信賴，滿意的情感，從而樹立起學(xué)好物理的自信心，促使他們逐步轉(zhuǎn)化。

三：課后作業(yè)處理

在新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，布置作業(yè)不能僅限于書本知識(shí)或理論知識(shí)，必須加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活以及現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的聯(lián)系。減少死記硬背，機(jī)械訓(xùn)練。我在我校06級(jí)二班試著這樣實(shí)驗(yàn)了一個(gè)月，同時(shí)進(jìn)行了一次檢測(cè)，從分析看，根據(jù)我校情況，不能完全丟掉死記硬背機(jī)械訓(xùn)練，因?yàn)橛幸徊糠謱W(xué)生的基礎(chǔ)太差，還不能完全丟掉課本，相反的在這方面還應(yīng)加強(qiáng)。因此在布置作業(yè)時(shí)應(yīng)從以下方面著手。為了避免出現(xiàn)優(yōu)生“吃不飽”，學(xué)困生“吃不了”，采取分層次布置作業(yè)，向不同層次的學(xué)生推薦作業(yè)范圍，讓學(xué)生在不同范圍內(nèi)自由選擇，只限最少題量，而不作同一要求，分選做題和必做題。讓有精力的學(xué)生做更富有個(gè)性的作業(yè)。要求基礎(chǔ)差的同學(xué)記住書上的公式，定義等知識(shí)點(diǎn)。

針對(duì)整體基礎(chǔ)差的學(xué)生，從以上方面進(jìn)行加強(qiáng)，多花精力，曉之以理，動(dòng)之以情，激之以行，一定能啟發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，提高學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，從而提高他們的學(xué)習(xí)成績(jī)，全面完成義務(wù)教育的教學(xué)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

1《心理學(xué)》石油工業(yè)出版社魏龍渝第九章154頁(yè)

2《論語(yǔ)》

篇5

1國(guó)內(nèi)外城市化進(jìn)程發(fā)展?fàn)顩r

當(dāng)前，城市的快速發(fā)展已成為全球的共同趨勢(shì)。聯(lián)合國(guó)的統(tǒng)計(jì)資料[1]表明，人口城市化的趨勢(shì)在不斷地加速發(fā)展。圖1表示了這種發(fā)展趨勢(shì)。從圖1可以看出，1950年的世界人口約為25億，其中僅有30%的人口生活在城市。到20世紀(jì)末，城市人口大幅度增加，已經(jīng)達(dá)到世界人口的50%。根據(jù)圖1所示數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2025年，城市人口將占據(jù)世界人口的60%。城市數(shù)量和城市人口的迅速增長(zhǎng)對(duì)人居環(huán)境提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。表1給出了世界上人口在100萬(wàn)以上的城市數(shù)量的增長(zhǎng)[1]。從1950-1995年期間，全世界擁有百萬(wàn)人口以上的城市數(shù)目由83個(gè)增加到325個(gè)，說(shuō)明95年城市數(shù)量是50年的3.9倍，這種趨勢(shì)在第三世界國(guó)家尤為明顯，同一時(shí)期城市的數(shù)目增加了6.3倍。

表11950-1995年間人口在百萬(wàn)以上的城市數(shù)目

Table1Citynumbersofpopulationbeyondonemillionbetween1950to1995

年代195019951995:1950

第三世界城市數(shù)342136.3

發(fā)達(dá)國(guó)家城市數(shù)491122.3

全世界城市數(shù)833253.9

我國(guó)的城市化進(jìn)程與世界同步，近年來(lái)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的趨勢(shì)。圖2給出了我國(guó)城市數(shù)量增加的數(shù)據(jù)[2]。

2城市化促進(jìn)自然科學(xué)新領(lǐng)域的產(chǎn)生與發(fā)展

我們首先以傳統(tǒng)的地理學(xué)為例。近幾十年來(lái)，尤其是第二次世界大戰(zhàn)以后城市地理研究發(fā)展迅速，內(nèi)容和影響都超過(guò)了傳統(tǒng)地理學(xué)，成為人文地理學(xué)的一門重要分支學(xué)科。對(duì)城市進(jìn)行地理學(xué)研究始于19世紀(jì)。第二次世界大戰(zhàn)以后，許多國(guó)家的城市需要重建，世界范圍內(nèi)的城市化進(jìn)程加速，這些都要求對(duì)城市進(jìn)行全面的研究和規(guī)劃，促使大批地理學(xué)家投入城市研究或城市規(guī)劃工作。新興的城市地理學(xué)的核心問(wèn)題是研究區(qū)域的空間組織與城市內(nèi)部的空間組織兩種地域系統(tǒng)的關(guān)系。圍繞這兩種地域系統(tǒng)，具體的研究?jī)?nèi)容有：城市化研究、城市分類研究、城市體系研究、城市群和大城市集群區(qū)研究、城市綜合地理研究等。城市地理學(xué)在城市化進(jìn)程中逐漸形成了獨(dú)特的研究方法：早期數(shù)量方法、系統(tǒng)分析方法、城市信息系統(tǒng)方法、空間抽樣調(diào)查方法等。此外，地圖是地理研究的傳統(tǒng)工具。航空像片和衛(wèi)星像片在城市地理研究中表現(xiàn)出重要作用，是研究城市時(shí)空變化關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

附圖

圖1全世界城市化城市人口百分比[1]

Fig.1Percentageofurbanpopulationamongthetotalpopulationinworldcities

附圖

圖2中國(guó)城市數(shù)目隨時(shí)間的變化[2]

Fig.2NumberofcitiesinChina

以典型的工程科學(xué)——建筑學(xué)為例，隨著城市化現(xiàn)象的迅速推進(jìn)，建筑學(xué)向廣度和深度發(fā)展。孤立地、狹隘地研究建筑現(xiàn)象已經(jīng)說(shuō)明不了問(wèn)題，滿足不了需要?？陀^實(shí)際已經(jīng)按照系統(tǒng)工程的規(guī)律伸展了它固有的領(lǐng)域。城市及其區(qū)域已經(jīng)逐步形成了一個(gè)開放的復(fù)雜的巨系統(tǒng)。城市化對(duì)建筑科學(xué)的影響，使得系統(tǒng)的思想進(jìn)入到傳統(tǒng)的建筑科學(xué)，進(jìn)一步突出了新的建筑科學(xué)的關(guān)系——人與環(huán)境的關(guān)系[3]。錢學(xué)森考慮到中國(guó)傳統(tǒng)的文化藝術(shù)和自然特色等種種因素，形象地提出了山水城市的理念，這一思想對(duì)建筑科學(xué)的發(fā)展，具有深遠(yuǎn)的意義。

以地球物理學(xué)為例，城市化問(wèn)題使得傳統(tǒng)地球物理學(xué)的研究方法、研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。20世紀(jì)初，地震波證實(shí)了地球鐵核的存在，證明了2900km深度存在地核與地幔的邊界。30年代，地球物理方法發(fā)現(xiàn)了地球內(nèi)核的存在，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家提出了地球內(nèi)部分層模型。20世紀(jì)中期，各種地球物理勘探方法初步形成。40～50年代，地球物理學(xué)的主要研究對(duì)象是勘探固體礦產(chǎn)資源，60～70年代在此基礎(chǔ)上增加了石油和天然氣，80～90年代又增加了水資源。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境問(wèn)題也日益成為地球物理學(xué)的研究對(duì)象?？偠灾?，20世紀(jì)地球物理學(xué)的研究對(duì)象是以自然資源為主。20世紀(jì)末的全球性城市化發(fā)展趨勢(shì)，使21世紀(jì)的地球物理學(xué)不可避免地要面對(duì)諸多的城市問(wèn)題。80年代以來(lái)，由于地球科學(xué)各分支學(xué)科的日益成熟和全球環(huán)境問(wèn)題的日益突出，人們認(rèn)識(shí)到地球各圈層相互作用以及人類活動(dòng)的重要性，地球科學(xué)的發(fā)展開始進(jìn)入地球系統(tǒng)科學(xué)的新時(shí)代。城市地球物理學(xué)的發(fā)展在這樣的時(shí)代背景下產(chǎn)生。城市地球物理學(xué)是一個(gè)全新的概念，是地球科學(xué)國(guó)際研究前沿的新興學(xué)科。傳統(tǒng)地球物理學(xué)的主要研究對(duì)象是自然現(xiàn)象，而城市地球物理學(xué)則主要研究自然現(xiàn)象與人類活動(dòng)的相互作用。因此，在城市地球物理學(xué)研究中，除了自然科學(xué)問(wèn)題之外，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)科學(xué)與社會(huì)的結(jié)合、各相關(guān)學(xué)科的綜合及與各社會(huì)部門的協(xié)調(diào)。圖3表示了城市地球物理學(xué)與環(huán)境科學(xué)和地理學(xué)之間的關(guān)系，這三者既有各自獨(dú)特的研究領(lǐng)域，又有密切相關(guān)的交叉研究?jī)?nèi)容。

附圖

圖3城市地球物理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)之間的關(guān)系

Fig.3Relationshipamongurbangeophysics,environmentalsciencesandgeography

3城市地球物理研究的社會(huì)需求

(1)城市建設(shè)?？茖W(xué)家們預(yù)計(jì)21世紀(jì)的城市在向高空發(fā)展的同時(shí)，也將向地下索取空間，建設(shè)深層地下都市已經(jīng)在科學(xué)家構(gòu)想之中。20世紀(jì)平面式的城市功能在21世紀(jì)將從地下、地上兩個(gè)方面重新進(jìn)行立體配置。在一系列城市建設(shè)活動(dòng)中，迫切需求地學(xué)界利用地球物理的觀測(cè)和預(yù)測(cè)方法對(duì)城市地下空間的結(jié)構(gòu)給出定量的描述，為城市規(guī)劃積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(2)城市災(zāi)害。人類大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)—工程活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，已經(jīng)達(dá)到了與自然地質(zhì)作用相提并論的程度，而且發(fā)展速度快、影響范圍大。各種災(zāi)害無(wú)情地破壞著人類的居住空間，給人類的生存造成威脅。這些災(zāi)害發(fā)生在地學(xué)研究的領(lǐng)域，迫切需求地學(xué)界利用地球物理的觀測(cè)和預(yù)測(cè)方法對(duì)各種起因的城市地質(zhì)災(zāi)害和對(duì)環(huán)境的破壞進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查。

(3)城市地下污染。原生環(huán)境的缺陷以及由人為因素造成的地下環(huán)境污染，在地下水的作用下，對(duì)生態(tài)與工業(yè)構(gòu)成極大的危害，迫切需求地學(xué)界利用地球物理的觀測(cè)和預(yù)測(cè)方法調(diào)查地下水的分布，為制定防治規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4城市地球物理研究的主要科學(xué)問(wèn)題及其研究方法

城市地球物理學(xué)作為一門新興學(xué)科，其主要特點(diǎn)是學(xué)科的交叉性及其社會(huì)服務(wù)性，城市地球物理不僅與地學(xué)界的其他學(xué)科有廣泛的交叉性，而且與地學(xué)界以外的諸如人文類、社科類學(xué)科也有不可缺少的交叉內(nèi)容。城市地球物理研究的最終任務(wù)是服務(wù)于社會(huì)，科學(xué)研究的核心問(wèn)題是人與自然的關(guān)系問(wèn)題。具體解釋為：

(1)城市近地表結(jié)構(gòu)與地質(zhì)災(zāi)害的相互作用關(guān)系。天然與人為的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)城市構(gòu)成極大的危害。這些災(zāi)害改變和破壞近地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)，近地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)從客觀上阻止或促成地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。二者之間的相互作用關(guān)系是科學(xué)研究的問(wèn)題之一。

(2)城市近地表結(jié)構(gòu)與地下基礎(chǔ)設(shè)施和地下建筑的相互作用關(guān)系。地下基礎(chǔ)設(shè)施是城市的命脈，地下基礎(chǔ)設(shè)施的科學(xué)規(guī)劃以及地下建筑計(jì)劃需要對(duì)近地表結(jié)構(gòu)的觀測(cè)與評(píng)價(jià)，大型地下建筑有可能改變城市地下應(yīng)力場(chǎng)的平衡，二者之間的相互作用關(guān)系在未來(lái)城市發(fā)展中為地學(xué)研究提供了一個(gè)新的研究空間。

(3)城市近地表結(jié)構(gòu)與地下環(huán)境污染的相互作用關(guān)系。地下環(huán)境污染破壞生態(tài)環(huán)境、危害人類健康，地下環(huán)境污染直接受控于地下水的分布，同時(shí)受控于近地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)。對(duì)地下水的分布及其浸染走向的研究是防止和治理地下環(huán)境污染的重要依據(jù)。

城市地球物理學(xué)研究方法主要依靠觀測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。觀測(cè)是地球物理學(xué)研究得天獨(dú)厚的手段，數(shù)字地震臺(tái)陣、地球信息系統(tǒng)、INSAR計(jì)劃、淺層地球物理觀測(cè)在地學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。地球物理觀測(cè)數(shù)據(jù)起到了透視地下的作用，是實(shí)現(xiàn)地下結(jié)構(gòu)定量化與可視化研究的基本條件。針對(duì)城市問(wèn)題的地球物理觀測(cè)，需要在提高儀器動(dòng)態(tài)范圍的基礎(chǔ)上獲得高分辨率的數(shù)據(jù)，需要研究城市特定環(huán)境下的觀測(cè)方式。認(rèn)識(shí)淺層介質(zhì)的復(fù)雜性以及地球物理數(shù)據(jù)的特殊性是研究城市各類問(wèn)題數(shù)據(jù)處理方法的出發(fā)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理方法研究應(yīng)該從基礎(chǔ)研究出發(fā)，研究地震波場(chǎng)、電磁場(chǎng)、重力場(chǎng)分布規(guī)律以獲得清晰的三維地下圖像。保證足夠的信息量是對(duì)城市問(wèn)題做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，綜合性研究在評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)中至關(guān)重要。地球物理學(xué)中各類方法的優(yōu)化與組合以及與地學(xué)研究領(lǐng)域中其他學(xué)科的交叉，包括與非地學(xué)研究領(lǐng)域相關(guān)學(xué)科的交叉是開展城市地球物理評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)研究的主要方向。

5城市地球物理現(xiàn)階段主要研究?jī)?nèi)容

(1)城市條件下地球物理觀測(cè)方法研究。城市條件下的地球物理觀測(cè)比常規(guī)野外條件下的觀測(cè)表現(xiàn)出更多的復(fù)雜性。需要在已知的典型地下結(jié)構(gòu)的條件下進(jìn)行足夠多的觀測(cè)方法實(shí)驗(yàn)，針對(duì)“源”的問(wèn)題，研究電磁波與彈性波的聚束發(fā)射，研究綜合方法的同時(shí)觀測(cè)技術(shù)以及時(shí)移觀測(cè)技術(shù)，并根據(jù)已知條件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)比觀測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差別，分別城市條件下觀測(cè)噪聲與干擾的特殊性，發(fā)現(xiàn)規(guī)律性，為實(shí)際的工業(yè)性調(diào)查提供指導(dǎo)性方案。

(2)城市介質(zhì)地球物理正演算法研究。城市地下介質(zhì)除受到地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)外，更多地受到人為因素的改造，演變成為難以保存其原生地質(zhì)痕跡的、極其復(fù)雜的地下介質(zhì)。其地球物理響應(yīng)與以往的地球物理觀測(cè)必將表現(xiàn)出極大的差異。因此，必須以城市地下條件的特殊性為介質(zhì)模型，研究地球物理正演計(jì)算方法，認(rèn)識(shí)城市介質(zhì)條件下觀測(cè)數(shù)據(jù)的基本性質(zhì)和形成規(guī)律。

(3)城市地球物理數(shù)據(jù)處理方法研究。城市地球物理需要采用非常規(guī)觀測(cè)方式，其觀測(cè)數(shù)據(jù)包含了大量意想不到的噪聲。認(rèn)識(shí)噪聲的特征和有效地消除噪聲，保護(hù)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分辨率是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)時(shí)移觀測(cè)數(shù)據(jù)研究四維數(shù)據(jù)處理方法。在信號(hào)分析與數(shù)字處理方法研究中，需要充分吸收現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)技術(shù)，開展適用于城市特定問(wèn)題的處理方法研究，為綜合評(píng)價(jià)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

(4)城市介質(zhì)三維可視化研究。城市地下介質(zhì)覆蓋在水泥路面、綠地和建筑物之下。傳統(tǒng)的鉆井或探槽式觀察方法在現(xiàn)代化城市中即落后又不適用。這項(xiàng)研究通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的有效反演對(duì)城市地下介質(zhì)實(shí)現(xiàn)三維空間可視化描述，提供三維精細(xì)成像結(jié)果。對(duì)典型問(wèn)題開展有針對(duì)性的反演算法研究，為三維精細(xì)成像和可視化描述以及綜合評(píng)價(jià)提供有效資料。

6城市地球物理研究需要社會(huì)關(guān)注

城市地球物理研究如何落實(shí)與如何發(fā)展是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。大專院校和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)該進(jìn)行必要的學(xué)科調(diào)整，實(shí)現(xiàn)資源共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，應(yīng)該積極參與城市地球物理研究相關(guān)工程項(xiàng)目，在學(xué)科之間進(jìn)行經(jīng)常流。工業(yè)、商業(yè)與企業(yè)部門應(yīng)該面向用戶，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，為城市地球物理技術(shù)的研究提供場(chǎng)所和經(jīng)濟(jì)支撐，同時(shí)有必要參與各種研究活動(dòng)，各學(xué)術(shù)團(tuán)體應(yīng)該相互配合，設(shè)立城市地球物理專業(yè)委員會(huì)，在學(xué)術(shù)刊物上開辟專欄廣泛宣傳城市地球物理研究的科研成果，各專業(yè)學(xué)會(huì)之間也應(yīng)進(jìn)行廣泛交流。政府部門應(yīng)該做出具體計(jì)劃，以便各職能管理部門統(tǒng)籌安排，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配與協(xié)調(diào)，要選擇典型城市和典型項(xiàng)目作為依托，開展研究工作，在基礎(chǔ)研究方面需要得到自然科學(xué)基金和國(guó)家相關(guān)部門的支持。

應(yīng)該充分估計(jì)到地球物理各種方法在目前技術(shù)條件下的難點(diǎn)，要通過(guò)研究地球物理新方法、新技術(shù)提出新的認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)科技創(chuàng)新尤其是原始性創(chuàng)新。要集中精力利用地球物理數(shù)據(jù)編制城市地下三維結(jié)構(gòu)的圖像，當(dāng)前城市地球物理研究的主題是“城市三維地圖(3-DImagingofUrbanUnderground)”（注：國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì).中國(guó)內(nèi)地—香港城市地球物理戰(zhàn)略研討會(huì)，香港大學(xué).2001.）。

7城市地球物理研究的技術(shù)支撐條件

近20年來(lái)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的出現(xiàn)，乃至空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的建設(shè)和“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的提出，使得獲取地球信息的手段達(dá)到了前所未有的高度，不僅使全球的制圖和動(dòng)態(tài)性制圖成為可能，而且在環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)、區(qū)域與城市規(guī)劃等方面也發(fā)揮著極為重要的作用。21世紀(jì)將廣泛采用高分辨率的觀測(cè)系統(tǒng)（地面、海洋和空間對(duì)地觀測(cè)）、高靈敏度和高準(zhǔn)確度的分析測(cè)試系統(tǒng)（包括微粒、微量、納米級(jí)和超微量）、不同條件下的實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)、建立在動(dòng)力學(xué)及高性能計(jì)算基礎(chǔ)上的數(shù)值模似以及數(shù)字化的地球信息系統(tǒng)，此外，現(xiàn)代化的觀測(cè)技術(shù)與設(shè)施也將成為開展城市地球物理研究必要的支撐條件。

圈層相互作用研究是地球科學(xué)20世紀(jì)90年代以來(lái)的全新發(fā)展方向，方興未艾。這些研究將導(dǎo)致交叉學(xué)科、綜合學(xué)科的興起與發(fā)展，形成整體性的地球系統(tǒng)科學(xué)。地球及其各圈層是一個(gè)整體。一些地球科學(xué)問(wèn)題固然有區(qū)域性的一面，但這種區(qū)域性是寓于全球性之中的。在一定意義上，只有更好地了解全球才能更好地了解區(qū)域。同時(shí)，區(qū)域也是全球的窗口，區(qū)域性是通向全球性的大門。地球科學(xué)方面的“全球變化及其區(qū)域響應(yīng)”研究計(jì)劃，則為城市問(wèn)題的研究提供了廣泛的科學(xué)基礎(chǔ)。

8結(jié)語(yǔ)

地球不僅在自然力作用下發(fā)生變化，而且人類活動(dòng)作為地球上有關(guān)過(guò)程的一種作用力將進(jìn)一步得到深入研究。21世紀(jì)將從人—地關(guān)系的角度審視環(huán)境的變化，為人類社會(huì)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)理論基礎(chǔ)，使人居環(huán)境得到最大限度地改善，同時(shí)又要保持地球的“健康”演化。在新千年和新世紀(jì)來(lái)臨之際，地學(xué)界應(yīng)該重新考慮地學(xué)發(fā)展的方向和重點(diǎn)，使地學(xué)研究在人類社會(huì)發(fā)展中體現(xiàn)出自身的價(jià)值。在新世紀(jì)，地學(xué)在應(yīng)用研究領(lǐng)域所面臨的主要任務(wù)是合理地利用地球資源，幫助工業(yè)界解決難題，改善地球的可居住性。為此，作為地學(xué)領(lǐng)域主要學(xué)科之一的地球物理學(xué)應(yīng)該做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

收稿日期：2002-01-08；修回日期：2002-05-23．

【參考文獻(xiàn)】

[1]UnitedNations.WorldDemographicEstimatesandProjections(1950-2025)[M].NewYork:PressofUnitedNations,1990.

篇6

信息技術(shù)與物理學(xué)科的整合是指在物理教學(xué)過(guò)程中，把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和物理教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使其相互滲透、相互作用、相互協(xié)調(diào)，利用信息技術(shù)支持物理的教與學(xué)，并在這一過(guò)程中提高學(xué)生的信息獲取、分析、加工、交流、創(chuàng)新、利用的能力，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和能力，促進(jìn)學(xué)生掌握在信息社會(huì)中的思維方法和解決問(wèn)題的方法．信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的本質(zhì)是教學(xué)方法的變革．在整合過(guò)程中，信息技術(shù)在教學(xué)中的作用可以分為三個(gè)方面:演示工具(信息技術(shù)作為教學(xué)工具)、學(xué)習(xí)工具、環(huán)境建構(gòu)工具．在兩者整合中，信息技術(shù)不僅是物理教學(xué)的輔助工具，它更是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具和情感激勵(lì)工具．信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合，不是簡(jiǎn)單地把信息技術(shù)僅僅作為輔助教師教學(xué)的演示工具，而是要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與物理教學(xué)的“融合”．突出人的地位，實(shí)現(xiàn)人與物化的信息之間、網(wǎng)絡(luò)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界之間的融合．其本質(zhì)是指信息技術(shù)有機(jī)地與課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程資源以及課程實(shí)施等融合為一體，成為課程的有機(jī)組成部分．信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合，不是被動(dòng)地納入，而是主動(dòng)地適應(yīng)和變革課程的過(guò)程，信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合，將會(huì)對(duì)物理這門課程的各個(gè)組成部分產(chǎn)生變革性影響和作用．

2信息技術(shù)與物理學(xué)整合在物理教學(xué)中的作用

以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)與物理學(xué)的有機(jī)整合，會(huì)給現(xiàn)在的物理教學(xué)帶來(lái)根本性的變革:使教學(xué)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、教學(xué)過(guò)程智能化、學(xué)習(xí)資源系列化、教學(xué)形式多樣化．突破現(xiàn)有的教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)教學(xué)的方式、方法．其在物理教學(xué)中的作用具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

2．1易于突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)想象力

許多物理知識(shí)比較抽象，不容易理解，這是造成物理難學(xué)的一個(gè)原因．例如運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受到的洛倫茲力和電場(chǎng)的雙重作用時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的?交流發(fā)電機(jī)是怎樣工作的?在傳統(tǒng)教學(xué)方式下只能描述，而且很難說(shuō)清楚，學(xué)生也很難想象出那種情景來(lái)．但在新技術(shù)下，利用Flash制作的動(dòng)畫利用多媒體在屏幕上演示出來(lái)，學(xué)生一看，馬上記住了它的運(yùn)動(dòng)情景和工作情景，建立起感性認(rèn)識(shí)，難點(diǎn)隨即被突破．類似的問(wèn)題還有好多，如運(yùn)動(dòng)的合成與分解(飛機(jī)投彈)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)(地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn))，光學(xué)(雙縫干涉)等，這些內(nèi)容既是教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)．在傳統(tǒng)教學(xué)方式下不易被突破，但在信息技術(shù)下的多媒體中，利用虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以非常形象、直觀地演示出來(lái)．在信息技術(shù)下，學(xué)生感受到的不再只是語(yǔ)音和靜止的圖像．由于多媒體技術(shù)把電視機(jī)的視、聽功能和計(jì)算機(jī)的交互功能合二為一，產(chǎn)生一種圖文并茂、豐富多彩的畫面，進(jìn)行多方位地刺激，這有利于知識(shí)的獲取和保持，還有利于右腦的開發(fā)．實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家赤瑞特拉曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)關(guān)于人類獲取信息途徑的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)表明:人類獲取的信息其中83%來(lái)自視覺(jué)，11%來(lái)自聽覺(jué)．可見(jiàn)，視聽功能在學(xué)生的學(xué)習(xí)中有重要的作用．另外，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，使學(xué)生做物理實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)更多，學(xué)生得到的信息會(huì)更多，更方便，能夠彌補(bǔ)由于教師或地域文化的不同所造成的教學(xué)質(zhì)量信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合模式的教學(xué)設(shè)計(jì)研究的差異，最大限度地做到資源共享，聆聽名師的授課．所有這些都有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使其產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，從而形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)．信息技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)生不但比較容易地理解知識(shí)，而且還有利于培養(yǎng)想象力．通過(guò)動(dòng)畫模擬物理動(dòng)態(tài)圖景，能大面積地提高學(xué)生的想象力，能使學(xué)生建立起正確的動(dòng)態(tài)物理情景，特別是對(duì)培養(yǎng)時(shí)空和微觀動(dòng)態(tài)方面的想象力，作用十分明顯．

2．2有利于因材施教和個(gè)性的培養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)生的主體作用

在信息技術(shù)下，利用人工智能技術(shù)構(gòu)建的導(dǎo)師系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)和需求進(jìn)行教學(xué)和提供幫助．學(xué)生可以自主選擇適合自己的和自己喜歡的內(nèi)容和方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，甚至可以選擇個(gè)別化教學(xué)策略;學(xué)生選擇的空間會(huì)更大，更有利于教師個(gè)別指導(dǎo)．信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合有利于學(xué)生主體性的發(fā)揮．在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，教師是課堂的主宰．從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)方式到作業(yè)，都由教師決定，學(xué)生只是被動(dòng)地聽、寫、記，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性．但在整合的情況下，學(xué)生可以按自己的學(xué)習(xí)情況來(lái)選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容．這有利于因材施教和個(gè)性培養(yǎng)．基于信息技術(shù)的物理教學(xué)更是動(dòng)態(tài)的．在教學(xué)中，通過(guò)人－機(jī)，人－人交互，通過(guò)親自做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更主動(dòng)地思考、探索、發(fā)現(xiàn)，感受獲得知識(shí)的過(guò)程．現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下，教師的指導(dǎo)性活動(dòng)和學(xué)生的自主參與性活動(dòng)增多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中充分體驗(yàn)到了作為學(xué)習(xí)主體的感受．

2．3有利于學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的產(chǎn)生和培養(yǎng)學(xué)生的合作精神

由于物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，所以許多知識(shí)都源于實(shí)驗(yàn)．但在傳統(tǒng)情況下，學(xué)生很難親自體驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程．這是因?yàn)楹茈y做到每人都能親自做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有有利于體驗(yàn)的環(huán)境，交流主要發(fā)生在師生之間．但在信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的情況下，卻很容易做到這一點(diǎn)．利用網(wǎng)絡(luò)提供的虛擬實(shí)驗(yàn)室及所提供的器材，學(xué)生可以做各種各樣的實(shí)驗(yàn)，而且還可以發(fā)揮自己的想象力，構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)．學(xué)生利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以完成合作的小組作業(yè)，學(xué)生合作的頻率也增大，另外，計(jì)算機(jī)還可以扮演同伴角色等等．所有這些都有利于學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生和培養(yǎng)合作的精神．

2．4有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和信息能力

創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和信息能力(包括對(duì)信息進(jìn)行獲取、分析、加工利用和評(píng)價(jià))是信息社會(huì)的人所必備的能力．在整合的情況下，教學(xué)方式、方法是新的，再加上網(wǎng)絡(luò)所提供的豐富材料和方案，學(xué)生會(huì)利用多種手段和方法達(dá)到目的．在這種方式下訓(xùn)練，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合模式的教學(xué)設(shè)計(jì)研究意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)十分有利．在整合的情況下，教與學(xué)是開放的．教師提出問(wèn)題后要靠學(xué)生自己收集信息、分析信息和應(yīng)用信息來(lái)完成．信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)為這些能力的發(fā)展提供了理想的環(huán)境．因特網(wǎng)是世界上最大的知識(shí)庫(kù)、資源庫(kù)．它擁有豐富的教育資源．而且這些都是按照符合人類聯(lián)想思維特點(diǎn)組織起來(lái)的，適合學(xué)生基于自主發(fā)現(xiàn)、自主探索的探究性學(xué)習(xí)．這種學(xué)習(xí)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生收集信息、分析和處理信息的能力．并由此發(fā)展和帶動(dòng)學(xué)生的思維能力、解決問(wèn)題的能力、決策能力和交流能力的發(fā)展．

2．5有利于豐富學(xué)生的情感和減輕教師的工作強(qiáng)度

在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，交流主要發(fā)生在教師和學(xué)生之間，而且往往是教師對(duì)學(xué)生的單向交流居多．但在信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的情況下，現(xiàn)代媒體能同時(shí)提供多方位的、雙向的及時(shí)地交流．在交流中，教學(xué)內(nèi)容是紐帶，學(xué)生交流的對(duì)象和渠道都增多了．通過(guò)這種多向的互動(dòng)，很容易豐富學(xué)生的情感、促進(jìn)學(xué)生的情感發(fā)展．當(dāng)教師和學(xué)生利用媒體教學(xué)時(shí)，教師的一些重復(fù)性體力勞動(dòng)就會(huì)減輕．例如在物理復(fù)習(xí)課中利用CAI制作的課件能濃縮內(nèi)容，突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，提高效率;另外如備課、板書、作業(yè)等方面都可以得到減輕，使教師把更多的精力投放到設(shè)計(jì)教學(xué)、關(guān)注學(xué)生的發(fā)展和自身的提高等方面．

2．6有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)信息最有效的組織與管理

信息技術(shù)中的多媒體系統(tǒng)具有超文本特性．超文本(Hypertext)是按照人的聯(lián)想思維方式，用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)非線性地組織管理信息的一種技術(shù)．它可以管理文字、圖形、動(dòng)畫、圖象、聲音、視頻等其他媒體的信息．利用多媒體的這種性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)信息最有效地組織與管理，例如:可按教學(xué)目標(biāo)的要求，把包含教學(xué)信息的各種教學(xué)內(nèi)容組成一個(gè)有機(jī)的整體，例如在《超導(dǎo)及其應(yīng)用》中，把教學(xué)目標(biāo)用文字、電流流過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的機(jī)理用fls演示，超導(dǎo)研究用圖片和聲音給以呈現(xiàn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了圖、文、音、像并茂，能更好地達(dá)到教學(xué)目的．再如，按教學(xué)內(nèi)容的不同，把包含教學(xué)信息的資料組成一個(gè)有機(jī)的整體加以呈現(xiàn)，如把練習(xí)題、習(xí)題、測(cè)驗(yàn)題、答案及解答的過(guò)程、相應(yīng)的演示或?qū)嶒?yàn)等組合在一起，而且這種組合條理清楚，可以大大節(jié)省課堂的時(shí)間，提高效率．

2．7有利于開拓學(xué)生的視野

信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合可以按照學(xué)生不同的基礎(chǔ)與水平把相關(guān)學(xué)科的預(yù)備知識(shí)和開闊眼界的資料組成有機(jī)的整體，實(shí)施因材施教．這種做法在傳統(tǒng)教學(xué)中很難做到，但有了多媒體的幫助，這一點(diǎn)很容易做到．

3信息技術(shù)與物理學(xué)整合下的教學(xué)模式

研究和實(shí)踐信息與物理課程的目的在于構(gòu)建現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的整合的教學(xué)模式．經(jīng)過(guò)近年來(lái)的不斷努力，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，初步形成了整合下的教學(xué)模式的基本框架．

3．1教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

(1)現(xiàn)代教育技術(shù)的支持下，尊重學(xué)習(xí)的主體，將學(xué)生的主體能動(dòng)性與教師的主導(dǎo)性相結(jié)合．建構(gòu)主義理論指出，學(xué)習(xí)是主體對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程，不是在外部刺激作用下形成反映的過(guò)程．因此學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中的主體能動(dòng)性對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響起著決定性的作用;當(dāng)學(xué)生在思維和操作遇到困難或阻礙時(shí)，教師應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用，合理借助現(xiàn)代教育技術(shù)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)的意義建構(gòu)．(2)以提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為核心，結(jié)合學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力基礎(chǔ)，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面確定多元的物理課堂教學(xué)目標(biāo)，并充分考慮到學(xué)生認(rèn)知水平和認(rèn)知風(fēng)格的差異將教學(xué)目標(biāo)分層．為學(xué)生設(shè)計(jì)能幫助有效理解新知識(shí)的“先行組織者”．(3)在教學(xué)過(guò)程中，利用傳統(tǒng)媒體和現(xiàn)代教育技術(shù)媒體精心組織教學(xué)活動(dòng)，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)作為集體演示工具、信息加工工具和協(xié)作組織工具，創(chuàng)造條件讓學(xué)生積極主動(dòng)的參與物理課堂教學(xué)的全過(guò)程．強(qiáng)化物理概念和物理規(guī)律形成過(guò)程和實(shí)際運(yùn)用過(guò)程，在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和基本能力訓(xùn)練的同時(shí)，重視創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)．

3．2教學(xué)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程

教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程就是運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教育教學(xué)問(wèn)題、確定教育教學(xué)解決方案檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)解決方案的過(guò)程．物理課堂教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)流程為:分析教學(xué)目標(biāo)(確定教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)主題)協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方式設(shè)計(jì)強(qiáng)化練習(xí)設(shè)計(jì)分析學(xué)習(xí)者特征確定教學(xué)起點(diǎn)，設(shè)計(jì)組織者情景創(chuàng)設(shè)信息資源設(shè)計(jì)與提供自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)結(jié)束．一般來(lái)說(shuō)，教學(xué)要經(jīng)過(guò)“感知—理解—概括”三個(gè)過(guò)程，這種模式就是在演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理過(guò)程，從而強(qiáng)化學(xué)生的表象，促進(jìn)學(xué)生識(shí)別實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生及變化的條件，然后再進(jìn)行抽象概括，形成概念規(guī)律或找出物理現(xiàn)象的共同特征．此模式以此流程為基礎(chǔ)可以有多種變式．例如，可以有多次演示實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)，也可以利用計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)問(wèn)題情景、物理模型等作為補(bǔ)充．該模式的基本課程流程如圖所示．

4教學(xué)案例

下面以《波的形成和傳播》一節(jié)的教學(xué)為例，對(duì)這種模式進(jìn)行探討．

4．1教學(xué)目標(biāo)

(1)知識(shí)與技能①知道波是怎樣形成的②能分析波上各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)③知道波是能量的一種傳播形式(2)過(guò)程與方法①能優(yōu)化和完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)．②能掌握應(yīng)用物理知識(shí)和物理思想解決實(shí)際問(wèn)題的方法．(3)情感態(tài)度與價(jià)值觀①培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力②培養(yǎng)學(xué)生正確表述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力③通過(guò)討論培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣，培養(yǎng)自信心

4．2學(xué)生分析

學(xué)習(xí)者是我校高二年級(jí)的學(xué)生，他們基礎(chǔ)知識(shí)掌握的不很扎實(shí)，所以本節(jié)教學(xué)的起點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和波的形成．

4．3教學(xué)方法情境導(dǎo)入式

4．4器材水波發(fā)生器、多媒體課件、實(shí)物投影儀

4．5教學(xué)過(guò)程

篇7

關(guān)鍵詞：物理學(xué)；人文文化

物理學(xué)是一門最基本的自然學(xué)科，它是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，所以人們往往認(rèn)為物理學(xué)只是包含一些枯燥的理論公式，而忽視了物理學(xué)中包含的人文因素諸如人文哲學(xué)思想、美學(xué)、道德等方面。實(shí)際上，物理學(xué)在產(chǎn)生、形成、發(fā)展的過(guò)程中，人們不是為了物理學(xué)而研究物理學(xué)，而是為了有助于人類、社會(huì)以及個(gè)體人的發(fā)展而研究物理學(xué)，所有這些都涉及到了人與人的關(guān)系、人與自然的關(guān)系，這些關(guān)系中都蘊(yùn)含著豐富的人文文化。

著名物理學(xué)家吳健雄曾指出：為了避免出現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的危機(jī)，當(dāng)前一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題是消除現(xiàn)代文化中兩種文化，即科學(xué)文化和人文文化之間的隔閡，而加強(qiáng)這兩方面的聯(lián)系。沒(méi)有比大學(xué)更加適合的場(chǎng)所了。只有當(dāng)兩種文化的隔閡在大學(xué)園里加以彌合之后，我們才能對(duì)世界給出連貫而令人信服的描述。所以我們有必要去討論科學(xué)文化中的人文思想。

下面從文化角度去剖析物理學(xué)中的人文思想，主要有以下幾方面：

1物理學(xué)中的唯物辯證法思想

物理學(xué)在古代被稱為自然哲學(xué)，物理學(xué)作為一門精密的學(xué)科進(jìn)行研究是從1687年牛頓發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》開始的。隨著學(xué)科的發(fā)展與不斷完善，物理學(xué)才從哲學(xué)中分化出來(lái)，形成獨(dú)立的學(xué)科，但物理文化中蘊(yùn)含的哲學(xué)思想是不會(huì)被分離的。

1.1實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)

物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)既是建立物理理論的基礎(chǔ)又是檢驗(yàn)物理理論真理性的方法。楊振寧教授說(shuō)“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的學(xué)科”，物理學(xué)上很多理論都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)論證的結(jié)果，體現(xiàn)了唯物辯證法的認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)——實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

1.2物質(zhì)是普遍聯(lián)系的

物理發(fā)展史上，很多地方體現(xiàn)了物質(zhì)是普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。比如人們?cè)?jīng)把電和磁孤立起來(lái)，物理學(xué)家?jiàn)W斯特接受自然力統(tǒng)一的哲學(xué)思想。堅(jiān)信電和磁之間存在某種潛在聯(lián)系，經(jīng)過(guò)多年研究，終于發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并由此開創(chuàng)了電磁學(xué)的新紀(jì)元。把電和磁聯(lián)系了起來(lái)，這正體現(xiàn)了唯物辯證法的特征——物質(zhì)是普遍聯(lián)系的。

1.3事物發(fā)展過(guò)程中的“否定之否定”規(guī)律

人們對(duì)物理現(xiàn)象及其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷地發(fā)展和完善起來(lái)的，每一種理論的建立過(guò)程都體現(xiàn)了“實(shí)驗(yàn)(事實(shí))——理論假設(shè)——實(shí)驗(yàn)(新的事實(shí))——修正理論”，遵循著辯證唯物主義中的“否定之否定”規(guī)律。比如在整個(gè)光學(xué)的發(fā)展史中對(duì)光本質(zhì)這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，先是牛頓的微粒說(shuō)；再是惠更斯的彈性波動(dòng)說(shuō)；接著麥克斯韋提出電磁波動(dòng)說(shuō)；到20世紀(jì)愛(ài)因斯坦提出光量子說(shuō)。最終人們認(rèn)識(shí)到光具有波粒二象性，人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)就正是遵循著“否定之否定”認(rèn)識(shí)規(guī)律的反映。

1.4主要矛盾與次要矛盾的辯證關(guān)系

物理學(xué)中為了方便研究問(wèn)題，經(jīng)常抓住物體的主要特征，忽略物體的次要特征，而抽想出一些理想模型。如“質(zhì)點(diǎn)”這個(gè)理想模型保留了實(shí)際物體的質(zhì)量和存在的位置，而忽略了物體本身的大小形狀，體現(xiàn)出辯證唯物主義中的“主要矛盾與次要矛盾之間的辯證關(guān)系”。

1.5運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性和時(shí)空的相對(duì)性

近代物理學(xué)的一大理論—愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中涉及的哲學(xué)問(wèn)題很多。最突出的就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)的時(shí)空觀念。相對(duì)論指出：相對(duì)性原理的本質(zhì)在于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性這一事實(shí)，而不存在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。相對(duì)論否定了絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的存在，就否定了絕對(duì)時(shí)空的概念。它通過(guò)不變的光速把時(shí)間和空間聯(lián)合為一個(gè)整體，由洛倫茲變換建立起各個(gè)慣性系之間的時(shí)空關(guān)系。

可見(jiàn)，不論是物理文化知識(shí)本身，還是物理文化形成、發(fā)展的過(guò)程都蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思維方法，對(duì)人類的自然觀和哲學(xué)思想有重大的影響。2物理學(xué)中的美學(xué)文化

2.物理理論的美學(xué)特征

2.1簡(jiǎn)單深刻美

在一個(gè)藝術(shù)家眼里簡(jiǎn)單是一種美。自然現(xiàn)象錯(cuò)綜復(fù)雜，物理學(xué)則力求用簡(jiǎn)單的方程或定律去概括自然規(guī)律，但其反映的內(nèi)在規(guī)律確是非常深刻的。如能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律反映了各種不同形式的能量的轉(zhuǎn)化，牛頓的三大定律更是概括了宏觀低速條件下各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，麥克斯韋電磁方程組將復(fù)雜的電磁現(xiàn)象統(tǒng)一其中，愛(ài)因斯坦相對(duì)論中的基本原理簡(jiǎn)單凝練，但其中內(nèi)涵確是豐富而深刻的。

2.1.2對(duì)稱守恒美

對(duì)稱是自然界中廣泛存在的也是人們很樂(lè)于接受的一種美學(xué)形式，物理學(xué)在對(duì)自然的表述中處處顯現(xiàn)出了這種對(duì)稱的美：引力和斥力，“電生磁”與“磁生電”，粒子與反粒子，物質(zhì)與反物質(zhì)、圓孔或單縫衍射圖樣的對(duì)稱、無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的軸對(duì)稱等等。物理定律對(duì)某種規(guī)范變換的不變性、守恒性更是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的一種對(duì)稱形式，物理學(xué)中有許多守恒定律如：動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒等等。實(shí)際上，對(duì)稱性已經(jīng)成為當(dāng)代物理學(xué)家研究物理理論的一種方法。

2.1.3統(tǒng)一和諧美

物理理論的和諧統(tǒng)一美實(shí)際上是自然界和諧統(tǒng)一美的理論形態(tài)。如麥克斯韋電磁場(chǎng)理論把電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)統(tǒng)一了起來(lái)，量子力學(xué)把波動(dòng)性和粒子性統(tǒng)一了起來(lái)，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論把時(shí)間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，把經(jīng)典物理學(xué)都包容在他的理論框架之內(nèi)，創(chuàng)造了程度更高范圍更大的和諧統(tǒng)一理論。

2.2物理學(xué)家與美學(xué)思想

世界著名物理學(xué)家狄拉克認(rèn)為：讓一個(gè)方程具有美感要比符合實(shí)驗(yàn)更為重要。法國(guó)科學(xué)家彭加勒曾說(shuō)：“科學(xué)家研究自然，是因?yàn)樗麖闹心艿玫綐?lè)趣，他之所以能得到樂(lè)趣，是因?yàn)樗馈?。著名物理學(xué)家楊振寧曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“物理學(xué)的原理有它的結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)有它的美跟妙的地方，而各個(gè)物理學(xué)工作者對(duì)于這個(gè)結(jié)構(gòu)的不同的美跟妙的地方的感受，有不同的了解，因?yàn)榇蠹矣胁煌母惺埽悦恳粋€(gè)工作者會(huì)發(fā)展他自己獨(dú)特的研究方向跟研究方法，形成他自己的風(fēng)格。”

許多著名的物理學(xué)家都有感知美的奇異本領(lǐng)，美學(xué)思想在許多物理學(xué)家創(chuàng)立與評(píng)價(jià)物理學(xué)理論時(shí)起著重大的啟發(fā)與指導(dǎo)作用。追溯人類科學(xué)源頭，科學(xué)美始終被作為一種人文理想而追求，成為科學(xué)家們獻(xiàn)身科學(xué)、潛心研究的直接動(dòng)力之一。

3物理學(xué)中的科學(xué)道德精神

3.1對(duì)未知的好奇與探索精神

好奇心是一種情感，是一種人文精神，也是最重要的科學(xué)精神。科學(xué)進(jìn)步的真正動(dòng)力是許多物理學(xué)家對(duì)了解未知事物的欲望。牛頓看到蘋果落地，就去想蘋果為什么會(huì)從樹上掉下來(lái)，從而想到了萬(wàn)有引力；阿基米德從浴桶洗澡中得到啟示，發(fā)現(xiàn)水面上升與他身體侵入部分體積之間的內(nèi)在聯(lián)系，找到了鑒別金質(zhì)王冠是否摻假的方法，產(chǎn)生阿基米德原理，發(fā)現(xiàn)浮力定律等。這種對(duì)未知的好奇與探索精神，對(duì)物理學(xué)的發(fā)展與人類的文明有很重要的作用。

3.2實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神

實(shí)事求是認(rèn)知的基礎(chǔ)，而創(chuàng)新則是科學(xué)精神的核心。20世紀(jì)物理學(xué)的革命告訴我們：科學(xué)的發(fā)展道路上科學(xué)家要?jiǎng)?chuàng)立一種新理論的時(shí)候，都必須要有敢于向已有的舊理論、舊思想提出質(zhì)疑的勇氣。例如：伽利略正是因?yàn)閷?duì)亞里士多德“力是產(chǎn)生物體運(yùn)動(dòng)的原因”的懷疑，才建立了正確的力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。以至于后來(lái)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的產(chǎn)生。著名物理學(xué)家楊振寧和李政道正是因?yàn)槊翡J的覺(jué)察到了從未被人懷疑過(guò)的宇稱守恒定律的適用范圍，大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的論斷，才使物理學(xué)理論有了一個(gè)突破性的進(jìn)展。

3.3合作與寬容精神

篇8

高一是高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)階段，對(duì)于學(xué)生高中三年的學(xué)習(xí)有重要的意義。有不少學(xué)文科的孩子之所以選擇文科，不是由于他們熱愛(ài)文科，而是因?yàn)樵诶砜瓶颇恐?，往往是物理最讓他們頭痛。其原因分析如下：

一、客觀原因

高中物理相對(duì)初中物理內(nèi)容的較大變化和學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)學(xué)習(xí)要求的較大變化是導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難的重要原因。初中物理多數(shù)是以學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，著重回答“是什么”的問(wèn)題。學(xué)生憑仗他們?cè)诮邮芪锢韺W(xué)教育前，通過(guò)自己的觀察、體驗(yàn)和思考，對(duì)各種物理現(xiàn)象與物理過(guò)程的理解和認(rèn)識(shí)，接受起來(lái)是不太困難的；但是，進(jìn)入高中后，物理內(nèi)容發(fā)生了較大變化，它不再是簡(jiǎn)單地觀察現(xiàn)象，得出“是什么”的結(jié)論，更多的是，我們不但要知其然，更要知其所以然。在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，對(duì)學(xué)生關(guān)于信息的采集、分析、判斷和整合的邏輯思維能力有了較高的要求。而剛進(jìn)入高一的學(xué)生，其思維的優(yōu)勢(shì)更多的偏向于形象思維，所以許多學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)的困難。

第一章力學(xué)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，無(wú)論是動(dòng)力學(xué)、熱學(xué)還是電磁學(xué)，許多時(shí)候都離不開對(duì)研究對(duì)象的受力分析，但是受力分析對(duì)學(xué)生的要求是比較高的，如研究對(duì)象的確定、力的產(chǎn)生、力的方向的確定等，不但抽象，而且難度大；

第二章出現(xiàn)了抽象的物理模型---質(zhì)點(diǎn)以及與極限知識(shí)相關(guān)的即時(shí)速度；第三章的牛頓定律要求學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，而這又與他們“力產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)”的前物理觀念發(fā)生激烈的沖突；第四章的曲線運(yùn)動(dòng)涉及到了抽象的切向、法向加速度；接下來(lái)的幾章如行星的運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能等帶來(lái)的困難更是明顯。所以，學(xué)生一進(jìn)入高中，就遇到了一個(gè)與其現(xiàn)有思維能力還不十分相稱的大門檻，所以感到難學(xué)也是必然的。導(dǎo)致學(xué)生物理學(xué)習(xí)困難的另一個(gè)客觀原因是物理知識(shí)的要求與學(xué)生當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)不相匹配。如講力的分解時(shí)，有些學(xué)生的三角函數(shù)知識(shí)還不夠熟練；講即時(shí)速度時(shí)，學(xué)生還沒(méi)有極限的概念；將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題后，應(yīng)付一些較為復(fù)雜的方程組的能力還欠缺。這些都是導(dǎo)致學(xué)生物理學(xué)習(xí)困難的原因。

二、心理原因

在學(xué)習(xí)物理時(shí)，剛進(jìn)入高中的學(xué)生還受到以往學(xué)習(xí)方法的影響。初中時(shí)，多數(shù)孩子都是聽從老師的安排，幾乎沒(méi)有自己安排學(xué)習(xí)的習(xí)慣；著重記憶老師講課的內(nèi)容包括習(xí)題；很少預(yù)習(xí)；很少及時(shí)復(fù)習(xí)；很少先復(fù)習(xí)，再做作業(yè)；解題時(shí)，經(jīng)常是一套用公式就可以解決問(wèn)題，幾乎不需要分析物理過(guò)程、不需要建立較復(fù)雜的方程組、不需要建立物理模型、不需要等效思想。進(jìn)入高中后，對(duì)學(xué)習(xí)方法的要求有了很大的提高，而學(xué)生的適應(yīng)能力的提高又不能一蹴而就，因此，在適應(yīng)高中學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生迫切要求提高成績(jī)的心理要求與現(xiàn)實(shí)之間發(fā)生激烈的沖突。如果他們不能及時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法，那么學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的焦慮將隨之而來(lái)，這種焦慮的不斷增長(zhǎng)會(huì)嚴(yán)重影響到學(xué)生的心理及學(xué)習(xí)效果，從而陷入到學(xué)不好物理不想學(xué)物理更學(xué)不好物理越不想學(xué)物理的死循環(huán)中。

導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)困難的原因是客觀存在的，尤其在我們這一類型的學(xué)校，多數(shù)學(xué)生在初中時(shí)，物理成績(jī)都比較差，對(duì)物理有一定的畏懼，那么如何讓學(xué)生在這種前提下愉快地、成功地學(xué)習(xí)呢？人們常說(shuō)：興趣是最好的老師這句話隱含著一個(gè)意思：人，如果有了想學(xué)習(xí)的愿望，他就會(huì)盡自己的最大努力達(dá)到自己的最高水平。所以學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的渴望程度極大地影響了物理學(xué)習(xí)的效果。因此，重視學(xué)生的心理因素對(duì)于物理教學(xué)是非常重要的。教師，在很大程度上扮演著一個(gè)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、幫助學(xué)生尋找和形成學(xué)習(xí)動(dòng)力、發(fā)現(xiàn)自我價(jià)值以形成健康的學(xué)習(xí)心理的角色。首先，教師在日常的教學(xué)中，應(yīng)給予學(xué)生正確的導(dǎo)向，培養(yǎng)并保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。對(duì)剛進(jìn)入高中的孩子，不應(yīng)該立刻用高考的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求他們。如果老師為了讓學(xué)生在物理這一科目上多花些精力或取得比較好的成績(jī)而一味地加大題目的難度、數(shù)量，超出學(xué)生現(xiàn)時(shí)的能力，那么長(zhǎng)期下去，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)大打折扣，學(xué)習(xí)也很難取得很好的效果。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中不能操之過(guò)急，對(duì)所學(xué)的知識(shí)不能要求學(xué)生一次到位，而應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，適當(dāng)放慢速度，使學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握隨著認(rèn)識(shí)能力的提高螺旋式上升。

如在《牛頓第二定律》一章的教學(xué)中，應(yīng)先將定律中加速度和力的關(guān)系及各物理量作為預(yù)備知識(shí)總結(jié)歸納，如力的概念、合力與分力的概念、加速度概念及牛頓第一定律等，以掃除定律學(xué)習(xí)中的障礙，再進(jìn)行定律的實(shí)驗(yàn)和理論討論。在安排學(xué)生練習(xí)時(shí)要注意到題型和難度的控制。先練習(xí)水平面上的問(wèn)題，再逐漸深入到斜面問(wèn)題；先分析物體受一個(gè)力的問(wèn)題，再逐漸深入到物體受兩個(gè)、三個(gè)力的問(wèn)題；先研究單個(gè)物體問(wèn)題，再逐漸深入分析連接體問(wèn)題。

這樣，學(xué)生的邏輯思維能力在學(xué)習(xí)循環(huán)漸進(jìn)中得到了培養(yǎng)，學(xué)生的信心也會(huì)在一次又一次的成功體驗(yàn)中得到增強(qiáng)。

其次，應(yīng)及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)給予積極、客觀的評(píng)價(jià)。

美國(guó)的羅西和亨利做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把一個(gè)班的學(xué)生分為三組，每天學(xué)習(xí)后，接受測(cè)驗(yàn)。主試對(duì)第一組每天告訴學(xué)習(xí)成果；對(duì)第二組每周告訴其學(xué)習(xí)成果；第三組則不告訴其學(xué)習(xí)成果。如此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)8周后，一、三組變換條件，即第一組不告訴其學(xué)習(xí)成果，第三組每天告訴其學(xué)習(xí)成果，；第二組不變，仍是每周告訴成績(jī)。這樣再進(jìn)行8周的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，除第二組保持進(jìn)步外，其他兩組發(fā)生了較大的變化，第一組成績(jī)逐步下降，第三組成績(jī)突然上升。

所以，教師及時(shí)批改作業(yè)、及時(shí)發(fā)放作業(yè)并且給予評(píng)價(jià)將有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。而客觀的評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)態(tài)度的一種肯定或否定的強(qiáng)化方式，它可以激發(fā)學(xué)生的上進(jìn)心和自尊心。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，除了應(yīng)客觀、公正之外，還要注意鼓勵(lì)多于批評(píng)。心理學(xué)家洛克曾做過(guò)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，受表?yè)P(yáng)的學(xué)生成績(jī)最好，受訓(xùn)斥的學(xué)生其次，只看到別人受表?yè)P(yáng)或批評(píng)的學(xué)生再次之，而既看不到別人被表?yè)P(yáng)，自己也得不到評(píng)價(jià)的學(xué)生成績(jī)最差?？梢?jiàn)評(píng)價(jià)的重要性。有時(shí)，我在學(xué)生的作業(yè)本上寫上“認(rèn)真”以示肯定，往往下一次的作業(yè)就更加認(rèn)真;或偶爾地用英語(yǔ)在學(xué)生的作業(yè)本上寫幾個(gè)單詞、短語(yǔ)加以評(píng)價(jià)。簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的幾個(gè)字，就把老師的要求與親切的鼓勵(lì)傳達(dá)了出去。

老師經(jīng)常性的客觀評(píng)價(jià)，會(huì)對(duì)學(xué)生的心理產(chǎn)生影響，時(shí)間長(zhǎng)了，學(xué)生就能從被動(dòng)地接受別人的評(píng)價(jià)，轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極地進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，其內(nèi)心就會(huì)建立起自我鼓勵(lì)、自我教育的機(jī)制。而這將是學(xué)生在以后更長(zhǎng)的人生道路上進(jìn)行學(xué)習(xí)的根本。許多不愛(ài)學(xué)物理的人，其消極情緒都是從一次又一次的失敗開始的。通常第一次考試或努力失敗了，還會(huì)對(duì)下一次充滿期待；第二次失敗了，也還能振作精神繼續(xù)努力；可是，如果次次失敗，有多少人還能繼續(xù)堅(jiān)持下去呢？

若在此時(shí)老師及時(shí)地給予鼓勵(lì)，孩子的內(nèi)心就對(duì)克服困難多了一些信心；在孩子取得了即使是很微不足道的一點(diǎn)成績(jī)或進(jìn)步時(shí)，如果老師及時(shí)地給予肯定孩子或許就得到驅(qū)動(dòng)繼續(xù)努力；在孩子覺(jué)得自己不引人注目的時(shí)候，如果老師能夠給一些關(guān)注，他們的內(nèi)心就可能體會(huì)到自我的尊嚴(yán)與光榮。轉(zhuǎn)

第三、課堂中教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)一種“以人為本”、以學(xué)生為中心的課堂環(huán)境。營(yíng)造一種尊重學(xué)生的觀點(diǎn)、問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、概括、假設(shè)和陳述的課堂氛圍，高度鼓勵(lì)和評(píng)價(jià)學(xué)生的積極參與，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生困惑并產(chǎn)生求解問(wèn)題的愿望，教師要?jiǎng)?chuàng)造性地設(shè)置問(wèn)題的情境，營(yíng)造一種讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的氛圍。在教師的引導(dǎo)下學(xué)生通過(guò)觀察、討論，獨(dú)立地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，從不同的方面、不同的思維方式，探求多種求解的途徑。傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)以“告訴”的方式讓學(xué)生“占有”人類已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，這樣就造成了學(xué)生被動(dòng)的接受方式。我們應(yīng)該使教學(xué)過(guò)程變成師生共同探索的過(guò)程。教學(xué)中師生要積極開展雙向交流，各抒己見(jiàn)，開放彼此對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、觀點(diǎn)、看法，闡明各種觀點(diǎn)、看法的原因和理由；平等、公正地進(jìn)行討論、驗(yàn)證各自不同的觀點(diǎn)和看法。要讓學(xué)生在探究的氛圍中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，總結(jié)規(guī)律。課堂的教學(xué)要營(yíng)造一個(gè)個(gè)性得以自由發(fā)展的寬松氛圍。要使優(yōu)生發(fā)揮特長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，使后進(jìn)生不因?yàn)橛绣e(cuò)誤觀點(diǎn)而受到冷嘲熱諷，要消除后進(jìn)生對(duì)學(xué)習(xí)的“恐懼”，讓每個(gè)學(xué)生都體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)，享受到成功的喜悅。如把驗(yàn)證性學(xué)生實(shí)驗(yàn)改為探究性學(xué)生實(shí)驗(yàn)，自然地創(chuàng)設(shè)了師生平等交流、探究問(wèn)題的學(xué)習(xí)氛圍；另外討論開放性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等都是創(chuàng)設(shè)課堂氛圍的好方法。

篇9

一是要精心“設(shè)疑”。教師要精心設(shè)計(jì)疑問(wèn)，巧妙提問(wèn)激勵(lì)誘導(dǎo)學(xué)生。在教學(xué)實(shí)踐中，能否成功運(yùn)用“設(shè)疑法”進(jìn)行教學(xué)，關(guān)鍵在于教師設(shè)疑的藝術(shù)，所設(shè)的問(wèn)題要富有啟發(fā)性，符合學(xué)生實(shí)際，這正是激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)思考、討論的基礎(chǔ)。例如，為什么人觸電會(huì)有生命危險(xiǎn)，而鳥落在高壓線上卻安然無(wú)恙？為什么苗田灌水能防霜凍？類似這樣的問(wèn)題一提出，就會(huì)深深吸引學(xué)生探索。但是，“設(shè)疑”一定要注意教學(xué)的目的性和學(xué)生的接受性、興趣，力求創(chuàng)設(shè)一種使學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn)、渴望解答的情境，以保證學(xué)生獲得正確的科學(xué)知識(shí)。

二是“正反”對(duì)比。由于受種種思維障礙的影響，再加上沒(méi)有養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣，盡管掌握了一定的物理知識(shí)，但學(xué)生在解題過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)于他們?cè)谥R(shí)上暴露出的缺陷，可讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，然后分析其錯(cuò)誤的原因，并做出正確的解答。這樣通過(guò)正反對(duì)比的思考和分析，對(duì)學(xué)生加深物理知識(shí)的理解有非常大的好處。

三是培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。在學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)范圍內(nèi)，著意提出一些要求有創(chuàng)造性或獨(dú)特見(jiàn)解解答的問(wèn)題，就好像摘桃子需要跳一跳才能摘到那樣。這跳一跳引起的思考和探究，可使學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和分析解決問(wèn)題的能力得到提高。

四是要鼓勵(lì)學(xué)生多提問(wèn)題。讓學(xué)生向教師質(zhì)疑，讓課堂充滿問(wèn)題，倡導(dǎo)“沒(méi)有錯(cuò)誤的問(wèn)題，只有不完善的答案”，以此激發(fā)學(xué)生的批判性、發(fā)散性思維。要多主張教師不再是課堂教學(xué)的主宰，而是學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)師和引路人，學(xué)生疑難問(wèn)題的解答人；教師也不再是課堂教學(xué)的唯一權(quán)威，而是課堂討論的平等參與者，啟發(fā)學(xué)生質(zhì)疑問(wèn)難的積極倡導(dǎo)者。

篇10

一、形象思維中的形象淡漠

形象思維在初中學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中起著極為重要的作用。如果學(xué)生對(duì)特定條件下的物理現(xiàn)象和過(guò)程，在頭腦中沒(méi)有建立起正確的物理形象，不會(huì)利用物理形象進(jìn)行思維，就難以把文字?jǐn)⑹?、?shù)學(xué)表達(dá)式和現(xiàn)實(shí)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，也就難以正確地進(jìn)行分析、推理、判斷等邏輯思維活動(dòng)。例如：學(xué)生頭腦中因?yàn)闆](méi)有物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)的初級(jí)模型的正確形象和電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程的正確圖景，則對(duì)于摩擦起電的理解、對(duì)于電的中和的理解、對(duì)于帶正電與帶負(fù)電的理解都產(chǎn)生了困難；又因?yàn)閷W(xué)生頭腦中沒(méi)有建立起光線的鮮明正確形象，沒(méi)有建立起光的直線傳播的物理圖景，就難以理解和分析影子形成、小孔成像等許多具體的物理問(wèn)題。

二、因果思維條件的制約

事物的因果聯(lián)系總是受著條件制約的。對(duì)條件的認(rèn)識(shí)是一種較復(fù)雜的思維過(guò)程，一些思維能力不強(qiáng)的學(xué)生難于進(jìn)行這類思維；對(duì)教材不理解或理解不透的學(xué)生也無(wú)法對(duì)一些條件進(jìn)行分析和選用，從而使得在有條件關(guān)系的習(xí)題面前一些學(xué)生顯得無(wú)能為力。如關(guān)于功的定義及計(jì)算方法，絕大多數(shù)學(xué)生都能流暢地表達(dá)出來(lái)，但解答具體問(wèn)題時(shí)，很多學(xué)生又往往不自覺(jué)地把“在力的方向上”這一限制條件拋在腦后，從而出現(xiàn)錯(cuò)誤。

三、逆向思維不知反其道而行之

逆向思維是從對(duì)立的角度去考慮問(wèn)題。逆向思維解題的顯著特點(diǎn)就是以未知為起點(diǎn)，運(yùn)用有關(guān)概念、定律、定理找出有關(guān)物理量方面的聯(lián)系，層層推理，確定解題路線的分析途徑。由于受平時(shí)大量的從已知到未知解題方法的思維定勢(shì)的影響，加之有的教師沒(méi)有注意進(jìn)行逆向思維的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng)，很多學(xué)生不善于甚至不知道運(yùn)用逆向推理、逆向論證、逆向分析。如一半以上的學(xué)生總認(rèn)為拋出去的物體受到重力和拋力共兩個(gè)力的作用，其原因除受“拋”字的干擾外，更主要的是不善于進(jìn)行逆向分析或逆向論證，假如拋力存在，這個(gè)拋力的施力物體是誰(shuí)呢？反過(guò)來(lái)想一想問(wèn)題就迎刃而解了。

四、比較思維中的操作不當(dāng)

比較思維是初中物理學(xué)習(xí)中最常見(jiàn)的一種思維方式，按理說(shuō)初中學(xué)生應(yīng)能較好的掌握比較思維的方法進(jìn)行比較推理、比較分析、比較論證。但實(shí)際情況并非如此，調(diào)查表明近一半的學(xué)生在比較思維中不善于通過(guò)比較來(lái)認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，有的完全不理解兩種事物的可比性，有的不理解比較的一般作用在解題中的特殊作用，不善比較兩種事物的共性和個(gè)性，不善于舍同求異或舍異求同。如回答直流發(fā)電機(jī)與交流發(fā)電機(jī)在主要結(jié)構(gòu)上有何不同時(shí)，很多學(xué)生先直接回答直流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)以后，再回答交流發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，而不去比較兩者在結(jié)構(gòu)上的差異。同樣，有相當(dāng)多的學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中不能區(qū)分相鄰、相近的物理概念、物理量等。

如壓力和壓強(qiáng)，有用功、額外功和總功，功和功率，功率和機(jī)構(gòu)效率，左手定則和右手定則等。

五、思維定勢(shì)導(dǎo)致思維嵌塞