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物理學(xué)史論文范文1
新課程改革強調(diào)了物理探究實驗的重要性。要緊密結(jié)合新課標的相關(guān)要求，對實驗需要的設(shè)備儀器及時更新，使不同形式的物理實驗的要求均能得到滿足。在物理實驗中要能夠科學(xué)、有效地引進現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機技術(shù)，使學(xué)生能夠利用計算機，對實驗數(shù)據(jù)進行處理，對實驗結(jié)果科學(xué)分析。對仿真實驗室的重要價值予以重視，積極應(yīng)用、開發(fā)物理實驗軟件，提高學(xué)生實驗的準確性、直觀性，使實驗越來越簡便，具有更高的趣味性與吸引力。
2增強開放性
以往農(nóng)村中學(xué)實驗室，通常只有要進行實驗時才可以進入。而且學(xué)生展開的實驗大多屬于教材規(guī)定好的驗證性實驗。新課程對學(xué)生提出了新的要求，即學(xué)生利用實驗室展開實驗活動，積極探究，親自對實驗做出設(shè)計，對儀器做出選擇，對實驗相關(guān)數(shù)據(jù)收集，對物理規(guī)律認真總結(jié)歸納。新課程闡明要結(jié)合探究活動的實際需要，多組織實驗室實驗活動，打破教材的局限。物理實驗室為物理教學(xué)提供了豐富的課程資源，包括各種設(shè)備、儀器、模型等，需要充分利用實驗室，為學(xué)生展開科學(xué)探究創(chuàng)建有利的環(huán)境，實驗室對學(xué)生全面開放，使學(xué)生能夠與實驗儀器親密接觸，對各種儀器做到全面了解，能夠自主選擇儀器，展開實驗探究活動。按照班或者探究小組、興趣小組為單位對學(xué)生開放實驗室，實施責(zé)任人制度，使學(xué)生能夠結(jié)合自身實際條件獨立操作、獨立思考。可以在自習(xí)課或課外活動時間開放實驗室。學(xué)生在實驗室活動，教師要給予適當?shù)闹笇?dǎo)，要倡導(dǎo)學(xué)生相互之間展開交流討論，鼓勵學(xué)生勇于展現(xiàn)自我，鼓勵學(xué)生能夠大膽猜想，從實際出發(fā)展開探究。
3充分利用日常生活物品，為實驗創(chuàng)設(shè)更為豐富的資源
新課標強調(diào)：“對自己身邊常見的物品有效利用，從事各項試驗，展開豐富多彩的探究活動，增強實際生活和物理學(xué)之間的聯(lián)系，切實使學(xué)生能夠感受科學(xué)就在身邊，感受到科學(xué)的真實性，體驗科學(xué)同日常生活以及社會之間的親密關(guān)系。”實驗室的課程資源并不單純局限于實驗室內(nèi)已經(jīng)配備的儀器設(shè)備，學(xué)生周圍的器具與物品，也可以成為很有價值的實驗資源。實驗從生活物品取材非常方便，同時可拉近實驗與現(xiàn)實生活的距離，非常直觀形象，操作起來也十分容易，降低了學(xué)生的理解難度，有利于學(xué)生更好地掌握。鼓勵學(xué)生探索研究，對生活物品充分利用，自制實驗器材這一過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。物理教育家朱正元曾言，“以壇壇罐罐為儀器，拼拼湊湊展開實驗”，即指在物理實驗教學(xué)中，開展替代性實驗，簡單易行。有利于鍛煉學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。
4創(chuàng)建濃郁的實驗氛圍
物理課程改革要求為學(xué)生提供豐富的物理實驗平臺，使學(xué)生具有大量的機會可以親自動手進行實驗。在實驗探究活動開展過程中，學(xué)生要緊密團結(jié)，有效合作。教師要對學(xué)生認真指導(dǎo)，構(gòu)建輕松自由、積極向上的實驗氣氛。教師要在情感與行動上提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的積極性，為學(xué)生創(chuàng)建良好的探究文化環(huán)境，使學(xué)生對物理產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，培育學(xué)生探究創(chuàng)新精神。室內(nèi)布置不要僅僅局限于幾條簡單的標語，可對物理規(guī)律、科學(xué)名人研究成就、物理現(xiàn)象的探索過程進行介紹或圖解，介紹物理學(xué)比較前沿的研究趨勢。還應(yīng)該包括有突出貢獻的科學(xué)家的科研筆記、講課手稿、屬于重大科學(xué)發(fā)明的實驗儀器的相關(guān)資料，吸引學(xué)生自覺走進實驗室，拉近偉大人物與學(xué)生的距離，使學(xué)生受到鼓舞。
5創(chuàng)新實驗設(shè)計
物理實驗室管理人員應(yīng)當積極配合學(xué)科教師，認真研究教材，確定新教材當中有沒有需要進一步改進的實驗，是否存在與教學(xué)難點相關(guān)的實驗需要重新設(shè)計，以降低學(xué)生的理解難度等。改進、創(chuàng)新物理實驗，可以以新的視角出發(fā)，重新審視原有的實驗，對不完善的地方進行改正，也可以針對具體的實驗?zāi)康模_展探究實驗對需要的裝置儀器、以及具體的操作方案等開展分析改進活動。
5.1改進實驗方式
例如教材中涉及的一些演示實驗，僅需要一些簡單的器材，對這部分演示實驗可以讓學(xué)生隨堂展開操作，變成探究性實驗。
5.2改進實驗方案與裝置
教學(xué)過程中，為了使學(xué)生可以更好地理解物理原理，而教材中沒有設(shè)計相應(yīng)的實驗，教師可自行設(shè)計很多比較簡單、易于操作的實驗。對于物理原理與概念理解起來難度高的部分，教師可以與教材實驗結(jié)合，配合教學(xué)另外設(shè)計一些新的實驗。
5.3改進實驗手段
物理學(xué)史論文范文2
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在一定程度上也提升了我國教育水平.近年來，職業(yè)高中物理教學(xué)水平取得了顯著的進步.在職業(yè)高中物理教學(xué)階段，教師對教育的思想和理念進行深刻的分析，對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行改造和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的擴散性思維.但是由于受到各方面因素的影響，大多數(shù)教師沒有完全注重對學(xué)生具體的學(xué)習(xí)情況及其他方面的關(guān)注，因此就使得很多學(xué)生對物理學(xué)習(xí)不感興趣，同時也沒有產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)熱情.而且教師在講解知識過程中只是對著教材照本宣科的念，學(xué)生完全出于被動的地位，無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，最終使得職業(yè)高中物理教學(xué)水平普遍偏低.因而在職業(yè)高中物理教學(xué)過程中，老師沒有從學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行入手分析，從而使得學(xué)生的物理學(xué)習(xí)綜合能力偏低.
二、職業(yè)高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的問題
1.匱乏自主性目前大多數(shù)職業(yè)高中物理教師在實踐教學(xué)過程中，還是堅持傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這樣做的結(jié)果不僅會打消學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時讓學(xué)生自身沒有想主動參與教學(xué)課堂的興趣.學(xué)生在物理教學(xué)課堂上，通常都是被動的接受知識，自身基本上沒有對問題進行獨立的思考，其在物理學(xué)習(xí)過程中也匱乏主觀能動性.
2.缺少獨立的學(xué)習(xí)環(huán)境在經(jīng)過對學(xué)生及教師的訪問調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，很多職業(yè)高中物理教師在實際的教學(xué)過程中，很少讓學(xué)生成為課堂的核心，讓學(xué)生在教學(xué)課堂中處于主體地位.一般情況下，都是老師在課堂唱主角，學(xué)生當觀眾，學(xué)生沒有充足的時間進行自主練習(xí)，學(xué)生無法按照自身的興趣愛好對物理問題進行詳細的分析.
3缺乏實驗教學(xué)在物理教學(xué)過程中，通常都把實驗納入到理論學(xué)習(xí)過程中，通過實驗的成效和結(jié)果，以期能夠更好地加深學(xué)生對于知識的掌握程度.同時讓學(xué)生親自參與到實驗中，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力和實踐教學(xué)動手能力.但是事實是絕大多數(shù)的教師都是以講解理論知識為主，并沒有演示一些相關(guān)的實驗來更加生動地體現(xiàn)理論知識，這就在很大程度上削弱了學(xué)生的實踐教學(xué)能力.
三、“以學(xué)定教”在職業(yè)高中物理教學(xué)的應(yīng)用
1.從學(xué)生自身的興趣入手在職業(yè)高中物理教學(xué)過程中，其中最關(guān)鍵的在于學(xué)生的興趣愛好.要想提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，首先就必須從學(xué)生自身的興趣入手，選擇不同的教學(xué)方法，同時從物理課程的屬性出發(fā)，選擇一些有趣味性實驗方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.在傳統(tǒng)的物理教學(xué)過程中，教師對著教材照本宣科的念，學(xué)生被動地接受理論知識，盡管學(xué)生對于理論知識有了一定的了解，但是由于自身匱乏實踐教學(xué)，無法深入地理解其內(nèi)涵，在一定程度上削弱了學(xué)生的實踐教學(xué)綜合能力.譬如教師在講到自由落體運動時，教師可以首先將自由落體運動的基本原理向?qū)W生進行簡單的介紹，之后教師可以在空曠的教學(xué)樓中進行試驗，將兩個重量不一的球體同時向下做自由落體運動，觀察兩個球體落地的時間.學(xué)生對于試驗的結(jié)果產(chǎn)生了濃厚的興趣和疑問，于是老師就學(xué)生提出的疑問進行一一解答，這樣就可以加深學(xué)生對于所學(xué)知識的掌握程度.
2.從學(xué)生實際能力入手在職業(yè)高中物理教學(xué)過程中，因為大多數(shù)學(xué)生對于物理知識的掌握能力都是不一樣的，其實際能力也是各有千秋.所以在制定和安排教學(xué)計劃中，必須充分考慮學(xué)生的實際情況，制定科學(xué)合理的教學(xué)目標和方法，對不同的學(xué)生進行針對性的學(xué)習(xí)，以期能夠促進學(xué)生物理水平的提升.譬如教師在講解萬有引力定律時，教師可以事先設(shè)計一個每個學(xué)生都能夠完成的研究問題，譬如分析萬有引力定律在實際生活中的具體表現(xiàn).然后老師可以設(shè)計一個稍微難一點的問題，讓物理基礎(chǔ)好一點的學(xué)生進行自主完成，物理基礎(chǔ)偏弱的學(xué)生在前者的協(xié)助下共同完成，如果其中出現(xiàn)什么疑問，老師可以隨時給出回答.最后是老師設(shè)計出一個困難度更大的問題，對于一些物理基礎(chǔ)偏弱的學(xué)生來說，可以進行分析不需要完成，但是基礎(chǔ)偏好的學(xué)生必須進行獨立完成.其中老師可以協(xié)助和指導(dǎo)學(xué)生共同完成對問題的研究.這樣不僅可以提升基礎(chǔ)偏弱學(xué)生的綜合能力，同時還可以讓基礎(chǔ)穩(wěn)固的學(xué)生取得更深層次的發(fā)展.
3.從學(xué)生的自身需求入手眾所周知，大多數(shù)教師在備課過程中都是按照教材的具體內(nèi)容來進行安排，所以基本上沒有滿足學(xué)生的實際需求，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.因此在職業(yè)高中物理教學(xué)過程中，老師在備課階段要充分考慮到學(xué)生的基本需求，例如在學(xué)習(xí)摩擦力時，盡管很多學(xué)生在初中就已經(jīng)學(xué)過這方面的內(nèi)容，但是大多數(shù)學(xué)生實際上并沒有充分掌握實質(zhì)的內(nèi)容.因此老師在實際教學(xué)課堂中，不但要對實驗進行演示，同時還應(yīng)該額外準備一些實例，讓學(xué)生能夠真正地理解其中的重點和難點.另外在選擇實例中，必須從學(xué)生的實際需求出發(fā)，這樣才能夠強化教學(xué)的效果和作用.同樣也可以采取一些互動的方式，讓學(xué)生親自參與到課堂的教學(xué)過程中，使學(xué)生能夠加深對所學(xué)知識的印象.
四、結(jié)束語
物理學(xué)史論文范文3
1.教學(xué)內(nèi)容過于傳統(tǒng)和規(guī)范。目前的《大學(xué)物理實驗》教學(xué)主要以基礎(chǔ)實驗為主，實行統(tǒng)一的大綱、教材和統(tǒng)一的考試，主要對一些成熟的實驗方法進行驗證和練習(xí)，在這種統(tǒng)一的規(guī)范下，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生知識結(jié)構(gòu)單一、思維局限性太強、缺乏個性、缺乏創(chuàng)新。
2.實驗教學(xué)方式單一，教學(xué)效果不理想。傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)主要是老師先講解實驗原理，然后根據(jù)實驗內(nèi)容講解實驗儀器及內(nèi)容，有的實驗還會進行實驗演示，這樣，學(xué)生只是被動地被灌輸實驗原理及內(nèi)容，機械的模仿實驗過程，按照固定的程序進行實驗，因此，在實驗過程中很難發(fā)現(xiàn)問題，更談不上創(chuàng)新，而且，學(xué)生對這種教學(xué)方式缺乏興趣，只是被動的完成任務(wù)，得到實驗數(shù)據(jù)，拿到學(xué)分。3.由于受學(xué)時的限制，實驗內(nèi)容拓展性較弱，教師也只能根據(jù)學(xué)時安排一些相對經(jīng)典的實驗，對一些難度高、復(fù)雜的實驗，老師也只能忍痛舍棄，學(xué)生也失去了很多進一步學(xué)習(xí)的機會。面對目前大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題，如何在有效完成實驗教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，提高教學(xué)質(zhì)量，并通過對“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)達到對大學(xué)生獨立操作能力、創(chuàng)新能力和自主思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)是“大學(xué)物理實驗”教學(xué)改革的關(guān)鍵。
二、“大學(xué)物理實驗”教學(xué)實踐改革思路與實踐
1.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和學(xué)生主導(dǎo)地位的確立是“大學(xué)物理實驗”教學(xué)質(zhì)量提高的關(guān)鍵。“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)目的是全面培養(yǎng)學(xué)生動手能力的提高、素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。根據(jù)“大學(xué)物理實驗”的定位，我們緊密圍繞提高學(xué)生實踐動手能力這個中心任務(wù)，結(jié)合本校實際情況，根據(jù)專業(yè)將本科生的實驗分為工科、理科和農(nóng)科三大類。在每一類里面，結(jié)合學(xué)生專業(yè)和課程設(shè)置，將實驗分為三個層次，循序漸進的培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維。第一層次，是必做的基礎(chǔ)類實驗，如傳統(tǒng)的力、熱、電、光等單項實驗，如“扭擺法測剛體的轉(zhuǎn)動慣量”“電源特性研究”“單縫衍射光強分布的測定”“通用示波器的使用”等。其教學(xué)目的是在大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)的前提下，通過基礎(chǔ)類實驗初步培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實踐的能力，鍛煉學(xué)生的動手能力，通過這類實驗，要求學(xué)生能獨立地完成一般實驗。第二層次，為綜合類實驗，本階段實驗涉及理論面較廣，相對復(fù)雜，同一個實驗可能會涉及到力、熱、電、光和近代物理技術(shù)的綜合應(yīng)用。比如，“密立根油滴實驗”“電流磁場的測定”、“電表的改裝與校準”“光譜定性分析”等。學(xué)生可以根據(jù)實驗?zāi)康淖约涸O(shè)計實驗方案，老師只起到解惑的作用。通過方案的設(shè)計、完善及實驗的具體操作，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維和創(chuàng)造能力，加強動手能力。學(xué)生通過完成綜合類實驗，從失敗中補足知識的漏洞和操作的缺陷，從成功獲得學(xué)習(xí)的興趣和動力，在此階段，學(xué)生運用知識和動手能力得到很好的訓(xùn)練。第三個層次，是設(shè)計類實驗，是選擇類實驗，有意愿的學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)和興趣點，提前申請并在老師的指導(dǎo)下，自行調(diào)研、選擇課題，并根據(jù)查閱的資料寫出調(diào)研報告、實驗方案，通過老師和實驗小組的充分討論，確定實驗方案，組裝實驗設(shè)備，完成實驗。比如，植保學(xué)院學(xué)生設(shè)計的“液體表面張力的測定”，資源環(huán)境學(xué)院學(xué)生設(shè)計的“土壤粒徑的測量方法改進”，機電學(xué)院學(xué)生設(shè)計的“光電檢測技術(shù)應(yīng)用”，生命學(xué)院學(xué)生設(shè)計的“望遠鏡及顯微鏡的組裝”等都取得了很好的效果。這個層次主要以科研方式進行，主要引導(dǎo)、鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用實驗方法和技術(shù)的能力，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的科研的思維和方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、能力及合作精神。在上述“漸進式”實驗教學(xué)完成的過程中，學(xué)生主導(dǎo)了整個教學(xué)活動的，老師會解惑、輔導(dǎo)學(xué)生實驗中遇到的問題，并提供學(xué)生所需實驗設(shè)備和儀器，從而打破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)中老師講解、演示，學(xué)生模仿的被動局面，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，也激發(fā)了學(xué)生解決科學(xué)問題的動力和潛力，在實驗的過程中，學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維得到了很好的訓(xùn)練和培養(yǎng)，學(xué)生素質(zhì)的提高也在潛移默化中完成。
2.“大學(xué)物理虛擬實驗遠程教學(xué)”的應(yīng)用是提高實驗教學(xué)效果的保障。雖然改進后的教學(xué)內(nèi)容和方法很大程度上滿足了教學(xué)任務(wù)的有效完成和學(xué)生能力的培養(yǎng)，但也會受實驗場地、儀器及時間等的限制，為了進一步拓寬學(xué)生的知識面，開闊學(xué)生思維，我們教研組設(shè)立了“大學(xué)物理虛擬實驗遠程教學(xué)”，選用了基礎(chǔ)類、綜合類、設(shè)計類等50余個實驗，每個實驗包括實驗?zāi)康摹⒎椒ā⒃怼?nèi)容及實驗?zāi)M及結(jié)果分析等模塊。學(xué)生可以通過校園網(wǎng)登陸，選擇實驗內(nèi)容并進行網(wǎng)絡(luò)模擬。有一部分實驗和實際操作實驗吻合，學(xué)生可以在實際操作后通過模擬實驗還原實驗過程。還有一部分實驗是近代和綜合設(shè)計類實驗，受實驗條件的限制暫時沒有開設(shè)，學(xué)生可以自主進行選擇、設(shè)計及模擬操作。虛擬實驗遠程教學(xué)可以鞏固并拓寬學(xué)生的理論知識，為學(xué)生思維的開闊及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
三、結(jié)束語
物理學(xué)史論文范文4
物理實驗不同于一般的科研，尤其是大學(xué)的物理實驗需要學(xué)生自己進行實驗的操作，得出數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的處理，寫出實驗報告。學(xué)生進行物理實驗鍛煉的是操作實踐能力，如果完全利用計算機進行操作無疑會降低學(xué)生的動手能力，所以計算機應(yīng)該作為輔助手段，或者是發(fā)揮其在物理實驗中的特殊作用。
2多媒體技術(shù)在大學(xué)物理實驗中的應(yīng)用
物理實驗的計算機應(yīng)用其一就是利用多媒體技術(shù)進行物理實驗的教學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)物理實驗的教學(xué)已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展，勢必要求改變物理實驗的教學(xué)方法，而計算機尤其是多媒體技術(shù)的應(yīng)用滿足了現(xiàn)在物理實驗的要求。
2.1利用多媒體技術(shù)進行教學(xué)
大學(xué)物理學(xué)承擔著培養(yǎng)新型人才的重任。物理實驗涉及面比較廣，但是實驗課時間有限，所以傳統(tǒng)的物理實驗往往無法讓學(xué)生充分的學(xué)習(xí)和操作，老師的講解也是“填鴨式”，完全按照課本的操作步驟讓學(xué)習(xí)進修操作，得到的數(shù)據(jù)往往也是根據(jù)課本上的公式得出的。而對媒體技術(shù)的引入，能夠讓教師獲得最先進、最前沿的物理實驗知識，讓學(xué)生的視野開闊，動手意愿更強，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。能夠豐富實驗教材，方便學(xué)生進行學(xué)習(xí)，客服傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)的弊端。利用多媒體技術(shù)制作物理實驗教學(xué)的課件，能夠大大提高教學(xué)效果。物理實驗的操作過程往往不具體，有些抽象描述如果利用傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法直觀的表達給學(xué)生，而多媒體技術(shù)能夠利用計算機的模擬技術(shù)，將一些抽象的描述具體化為圖像、表格等，讓學(xué)生能夠直觀了解物理實驗的信息。比如大學(xué)物理實驗當中的“霍爾效應(yīng)”中平衡態(tài)的建立過程，就需要利用多媒體技術(shù)，將實驗中本來瞬間完成的動作放慢，讓學(xué)生仔細的進行觀察和理解。多媒體技術(shù)能夠使用計算機技術(shù)當中的PowerPoint，F(xiàn)lash等制作物理實驗課件，先讓學(xué)生近距離、科學(xué)的接觸物理實驗，能夠掌握模擬實驗的基本步驟，這樣在進行具體的物理實驗過程當中就會得心應(yīng)手，更好的鞏固已經(jīng)學(xué)習(xí)的理論知識。教師還可以利用網(wǎng)絡(luò)將已經(jīng)制作好的課件上傳到網(wǎng)上，方便學(xué)生自行學(xué)習(xí)。
2.2利用多媒體技術(shù)進行教學(xué)管理
物理實驗過程中，由于實驗室的設(shè)備有限，所以一般上物理實驗課都需要老師進行學(xué)生的登記，進行學(xué)生成績的考察和記錄。這些工作通常比較繁瑣，浪費時間和精力。而多媒體技術(shù)的應(yīng)用能夠方便老師利用計算機技術(shù)進行學(xué)生登記。學(xué)生還可以利用計算機技術(shù)在網(wǎng)上提前進行選課。多媒體技術(shù)在教學(xué)管理上的應(yīng)用應(yīng)該側(cè)重對管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)，按照物理實驗的特殊教學(xué)管理模式開發(fā)相適應(yīng)的系統(tǒng)軟件。
3計算機仿真實驗在物理實驗中的應(yīng)用
隨著仿真技術(shù)的快速發(fā)展，計算機仿真實驗也隨之出現(xiàn)了。所謂的計算機仿真實驗就是虛擬實驗環(huán)境，能夠節(jié)約實驗室資源的利用和消耗，是利用現(xiàn)代科技的典型。
3.1計算機仿真技術(shù)在物理實驗中的作用
目前計算機仿真技術(shù)應(yīng)用于物理實驗當中，大多數(shù)高校學(xué)生都稱仿真物理實驗儀器具有較高的仿真度、圖像和文字一起能夠增強學(xué)習(xí)的樂趣。其中，調(diào)節(jié)仿真儀器可以模擬真實的操作儀器，從而減少對真實儀器的損害，而且學(xué)生出現(xiàn)錯誤時候，能夠智能的提供幫助。再次，仿真實驗系統(tǒng)是利用計算機技術(shù)進行的，所以能夠在網(wǎng)絡(luò)上進行傳播，實現(xiàn)資源的共享。
3.2仿真實驗在物理實驗中應(yīng)用的現(xiàn)狀
3.2.1仿真實驗在我國的產(chǎn)生和優(yōu)勢
我國對物理實驗中的仿真實驗起步比西方發(fā)達國家晚，但是后來者居上，我國也開發(fā)了一些非常好的仿真軟件，主要集中于一些技術(shù)較先進的單位，比如中國科技大學(xué)物理實驗中的仿真實驗，為物理實驗的教學(xué)模式提供了新的借鑒，該仿真實驗主要是充分發(fā)揮了計算機的功效，將教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者的操作融為一體，方便了一些沒有接觸過實驗的學(xué)生進行仿真模擬，對操作儀器和操作過程有了更加直觀的認識。仿真實驗在大學(xué)物理實驗中有很多優(yōu)勢，第一，仿真儀器可以進行拆卸，從而更好地對儀器進行觀察，讓學(xué)生和老師對儀器有更進一步的了解和認識。第二，可以隨意產(chǎn)生實驗中待定的物理量，從而適應(yīng)不同的學(xué)習(xí)階段要求，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。第三，能夠模擬實驗的誤差，從而對實驗的質(zhì)量進行綜合的評價。第四，將學(xué)生所做的物理實驗得出的數(shù)據(jù)進行存儲，方便學(xué)生進行查閱，方便分析資料。
3.2.2仿真實驗的具體案例
某大學(xué)的物理實驗面臨著資源不充足和設(shè)備不先進的局限，為了滿足更多學(xué)生的需求，為了方便教師對物理實驗的學(xué)生報告進行更準確的核實，該校利用計算機仿真技術(shù)開發(fā)了新的物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是利用互聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生的。整個系統(tǒng)的設(shè)置采用了教學(xué)大綱的實驗?zāi)Ｊ剑▽嶒瀮x器、實驗原理等很多模塊，主要分為基本模塊和附加模塊。
4總結(jié)
物理學(xué)史論文范文5
一、21世紀物理學(xué)的幾個活躍領(lǐng)域
蒸蒸日上的凝聚態(tài)物理學(xué)
自從80年代中期發(fā)現(xiàn)了所謂高臨界溫度超導(dǎo)體以來，世界上對這種應(yīng)用潛力很大的新材料的研究熱情和樂觀情緒此起彼伏，時斷時續(xù)。這種新材料能在液氮溫區(qū)下傳導(dǎo)電流而沒有阻抗。高臨界溫度超導(dǎo)材料的研究仍是今后凝聚態(tài)物理學(xué)中活躍的領(lǐng)域之一。目前，許多國家的科學(xué)工作者仍在爭分奪秒，繼續(xù)進行競爭，向更高溫區(qū)，甚至室溫溫區(qū)超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用努力。可以預(yù)計，這個勢頭今后也不會減弱，此外，高臨界溫度的超導(dǎo)材料的機械性能、韌性強度和加工成材工藝也需進一步提高和解決。科學(xué)家們預(yù)測，21世紀初，這些技術(shù)問題可以得到解決并將有廣泛的應(yīng)用前景，有可能會引起一場新的工業(yè)革命。超導(dǎo)電機、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)船、超導(dǎo)計算機等將會面向市場，屆時，世界超導(dǎo)材料市場可望達到2000億美元。
由不同材料的薄膜交替組成的超晶格材料可望成為新一代的微電子、光電子材料。超晶格材料誕生于20世紀70年代末，在短短不到30年的時間內(nèi)，已逐步揭示出其微觀機制和物理圖像。目前已利用半導(dǎo)體超晶格材料研制成許多新器件，它可以在原子尺度上對半導(dǎo)體的組分摻雜進行人工“設(shè)計”，從而可以研究一般半導(dǎo)體中根本不存在的物理現(xiàn)象，并將固態(tài)電子器件的應(yīng)用推向一個新階段。但目前對于其他類型的超晶格材料的制備尚需做進一步的努力。一些科學(xué)家預(yù)測，下一代的電子器件可能會被微結(jié)構(gòu)器件替代，從而可能會帶來一場電子工業(yè)的革命。微結(jié)構(gòu)物理的研究還有許多新的物理現(xiàn)象有待于揭示。21世紀可能會碩果累累，它的前景不可低估。
近年來，兩種與磁阻有關(guān)的引起人們強烈興趣的現(xiàn)象就是所謂的巨磁阻和超巨磁阻現(xiàn)象。一般磁阻是物質(zhì)的電阻率在磁場中會發(fā)生輕微的變化，而巨磁和超巨磁可以是幾倍或數(shù)千倍的變化。超巨磁現(xiàn)象中令人吃驚的是，在很強的磁場中某些絕緣體會突變?yōu)閷?dǎo)體，這種原因尚不清楚，就像高臨界溫度超導(dǎo)材料超導(dǎo)性的原因難以捉摸一樣。目前，巨磁和超巨磁實現(xiàn)應(yīng)用的主要障礙是強磁場和低溫的要求，預(yù)計下世紀初在這方面會有很大的進展，并會有誘人的應(yīng)用前景。
可以預(yù)計，新材料的發(fā)展是21世紀凝聚態(tài)物理學(xué)研究重要的發(fā)展方向之一。新材料的發(fā)展趨勢是：復(fù)合化、功能特殊化、性能極限化和結(jié)構(gòu)微觀化。如，成分密度和功能不均勻的梯度材料；可隨空間時間條件而變化的智能材料；變形速度快的壓電材料以及精細陶瓷材料等都將成為下世紀重要的新材料。材料專家預(yù)計，21世紀新材料品種可能突破100萬種。
等離子體物理與核聚變
海水中含有大量的氫和它的同位素氘和氚。氘既重氫，氧化氘就是重水，每一噸海水中含有140克重水。如果我們將地球海水中所有的氘核能都釋放出來，那么它所產(chǎn)生的能量足以提供人類使用數(shù)百億年。但氘和氚的原子核在高溫下才能聚合起來釋放能量，這個過程稱為熱核反應(yīng)，也叫核聚變。
核聚變反應(yīng)的溫度大約需要幾億度，在這樣高的溫度上，氘氚混合燃料形成高溫等離子體態(tài)，所以等離子體物理是核聚變反應(yīng)的理論基礎(chǔ)。1986年美國普林斯頓的核聚變研究取得了令人鼓舞的成績，他們在TFTR實驗裝置上進行的超起動放電達到20千電子伏，遠遠超過了“點火”要求。1991年11月在英國卡拉姆的JET實驗裝置上首次成功地進行了氘氚等離子體聚變試驗。在圓形圈內(nèi)，2億度的溫度下，氘氚氣體相遇爆炸成功，產(chǎn)生了200千瓦的能量，雖然只維持了1.3秒，但這為人類探索新能源——核聚變能的實現(xiàn)邁進了一大步。這是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚變反應(yīng)距實際應(yīng)用還有相當大的距離，技術(shù)上尚有許多難題需要解決，如怎樣將等離子加熱到如此高的溫度？高溫等離子體不能與盛裝它的容器壁相接觸，否則等離子體要降溫，容器也會被燒環(huán)，這就是如何約束問題。21世紀初有可能在該領(lǐng)域的研究工作中有所突破。
納米技術(shù)向我們走來
所謂納米技術(shù)就是在10[-9]米（即十億分之一米）水平上，研究應(yīng)用原子和分子現(xiàn)象及其結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。納米技術(shù)的發(fā)展使人們有可能在原子分子量級上對物質(zhì)進行加工，制造出各種東西，使人類開始進入一個可以在納米尺度范圍，人為設(shè)計、加工和制造新材料、新器件的時代。粗略的分，納米技術(shù)可分為納米物理、納米化學(xué)、納米生物、納米電子、納米材料、納米機械和加工等幾方面。
納米材料具有常規(guī)材料所不具備的反常特性，如它的硬度、強度，韌性和導(dǎo)電性等都非常高，被譽為“21世紀最有前途的材料”。美國一研究機構(gòu)認為：任何經(jīng)營材料的企業(yè)，如果現(xiàn)在還不采取措施研究納米材料的開發(fā)，今后勢必會處于競爭的劣勢。
納米電子是納米技術(shù)與電子學(xué)的交叉形成的一門新技術(shù)。它是以研究納米級芯片、器件、超高密度信息存儲為主要內(nèi)容的一門新技術(shù)。例如，目前超高密度信息存儲的最高存儲密度為10[12]畢特／平方厘米，其信息儲存量為常規(guī)光盤的10[6]倍。
納米機械和加工，也稱為分子機器，它可以不用部件制造幾乎無任何縫隙的物體，它每秒能完成幾十億次操作，可以做人類想做的任何事情，可以制造出人類想得到的任何產(chǎn)品。目前采用分子機器加工已研制出世界上最小的（米粒大小）蒸汽機、微型汽車、微型發(fā)電機、微型馬達、微型機器人和微型手術(shù)刀。微型機器人可進入血管清理血管壁上的沉積脂肪，殺死癌細胞，修復(fù)損壞的組織和基因。微型手術(shù)刀只有一根頭發(fā)絲的百分之一大小，可以不用開胸破腹就能完成手術(shù)。21世紀的生物分子機器將會出現(xiàn)可放在人腦中的納米計算機，實現(xiàn)人機對話，并且有自身復(fù)制的能力。人類還有可能制造出新的智能生命和實現(xiàn)物種再構(gòu)。
“無限大”和“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)
“無限大”和“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)是當今物理學(xué)發(fā)展的一個非常活躍的領(lǐng)域。天體物理和宇宙物理學(xué)就屬于“無限大”系統(tǒng)物理學(xué)的范疇，它從早期對太陽系的研究，逐步發(fā)展到銀河系，直到對整個宇宙的研究。熱大爆炸宇宙模型作為本世紀后半葉自然科學(xué)中四大成就之一是當之無愧的。利用該模型已經(jīng)成功地解釋宇宙觀測的最新結(jié)果。如宇宙膨脹，宇宙年齡下限，宇宙物質(zhì)的層次結(jié)構(gòu)，宇宙在大尺度范圍是各向同性等重要結(jié)果。可以說具有暴脹機制的熱大爆炸宇宙模型已為現(xiàn)代宇宙學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)。但是到目前為止，關(guān)于宇宙的起源問題仍沒有得到解決，暴脹宇宙論也并非十全十美，事實上想一次就能得到一個十分完善的宇宙理論是很困難的，這還有待于進一步的努力和探索。
“無限大”系統(tǒng)物理學(xué)還有兩個比較重要的問題是“類星體”和“暗物質(zhì)”。“類星體”是1961年發(fā)現(xiàn)的，一個類星體發(fā)出的光相當于幾千個星云，而每個星云相當于1萬億個太陽所發(fā)出的光，所以對類星體的研究具有十分重大的意義。60年代末，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一個編號為3C271的類星體，一天之內(nèi)它的能量增加了一倍，到底是什么原因使它的能量增加如此迅速？有待于21世紀去解決。“暗物質(zhì)”是一種具有引力，看不見，什么光也不發(fā)射的物質(zhì)。宇宙中百分之九十以上的物質(zhì)是所謂的“暗物質(zhì)”，這種“暗物質(zhì)”到底是什么？我們至今仍不清楚，也有待于下世紀去解決。
原子核物理和粒子物理學(xué)則屬于“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)的范疇，它從早期對原子和原子核的研究，逐步發(fā)展到對粒子的研究。粒子主要包括強子（中子、質(zhì)子、超子、л介子、K介子等）、輕子（電子、μ子、τ輕子等）和媒介子（光子、膠子等）。強子是對參與強相互作用粒子的總稱，其數(shù)量幾乎占粒子種類的絕大部分；輕子是參與弱相互作用和電磁相互作用的，它們不參與強相互作用；而媒介子是傳遞相互作用的。目前，人們已經(jīng)知道參與強相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”組成的，但是至今不能把單個“夸克”分離出來，也沒有觀察到它們可以自由地存在。為什么“夸克”獨立不出來呢？還有一個不能解釋的問題是“非對稱性”，目前我們已有的定理都是對稱的，可是世界是非對稱的，這是一個有待于解決的矛盾。尋找獨立的夸克和電弱統(tǒng)一理論預(yù)言的、導(dǎo)致對稱性自發(fā)破缺的H粒子、解釋“對稱”與“非對性”的矛盾，是21世紀粒子物理學(xué)研究的前沿課題之一。
從表面上看“無限大”系統(tǒng)物理學(xué)與“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)似無必然的聯(lián)系。其實不然，宇宙和天體物理學(xué)家利用廣義相對論來描述引力和宇宙的“無限大”結(jié)構(gòu)，即可觀察的宇宙范圍；而粒子物理學(xué)家則利用量子力學(xué)來處理一些“無限小”微觀區(qū)域的現(xiàn)象。其實宇宙系統(tǒng)與原子系統(tǒng)在某些方面有著驚人的相似性。預(yù)計21世紀“無限大”系統(tǒng)物理學(xué)將會與“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)結(jié)合得更加緊密，即宏觀宇宙物理學(xué)和微觀粒子物理學(xué)整體聯(lián)系起來。熱大爆炸宇宙模型就是這種結(jié)合的典范，實際上該模型是在粒子物理學(xué)中弱電統(tǒng)一理論的基礎(chǔ)上建立起來的。可以預(yù)計，這種結(jié)合對科技發(fā)展和應(yīng)用都會產(chǎn)生巨大的影響。
二、跨世紀科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢
科學(xué)技術(shù)能否取得重大突破的關(guān)鍵取決于基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。所以，首先必須重視基礎(chǔ)科學(xué)的研究，不能忽視更不能簡單地以當時基礎(chǔ)科學(xué)成果是否有用來衡量其價值。相對論和量子力學(xué)建立時好像與其他學(xué)科和日常生活無關(guān)，直到20世紀中期相對論和量子力學(xué)在許多科學(xué)領(lǐng)域中引起深刻的變革才引起人們的足夠重視。可以說，20世紀幾乎所有的重大科技突破，像原子能、半導(dǎo)體、激光、計算機等，都是因為有了相對論和量子力學(xué)才得以實現(xiàn)。可以說，沒有基礎(chǔ)科學(xué)就沒有科學(xué)技術(shù)、社會和人類的發(fā)展。
20世紀重大科技成果的成功經(jīng)驗證明，不同學(xué)科間的互相交叉、配合和滲透是產(chǎn)生新的發(fā)明與發(fā)現(xiàn)，解釋新現(xiàn)象，取得科學(xué)突破的關(guān)鍵條件之一。例如，核物理與軍事技術(shù)的交叉產(chǎn)生了原子彈；半導(dǎo)體物理與計算技術(shù)的交叉產(chǎn)生了計算機。可以預(yù)計，21世紀待人類掌握核聚變能的那一天，一定是核物理、等離子體物理、凝聚態(tài)物理和激光技術(shù)等學(xué)科的交叉和配合的結(jié)果。這也是21世紀科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。
物理學(xué)史論文范文6
1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。初中物理課要激發(fā)學(xué)生以高漲的情緒參與教學(xué)中，在學(xué)習(xí)中感受客觀存在的物理規(guī)律和人類智慧。利用微視頻豐富新課教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣。比如，在學(xué)習(xí)“電功率”時，可以讓學(xué)生直觀地看到電能表指示燈的閃爍，首先關(guān)閉所有開關(guān)，然后逐個打開用電器，電能表指示燈閃爍的程度就會不同。用微視頻的方式，將家中所有用電器斷電，然后只打開一個用電器，比如電冰箱，記錄電能表指示燈的閃爍情況。再錄一段視頻，僅打開臺燈，記錄指示燈的閃爍情況。通過讓學(xué)生對比這兩段視頻中指示燈的閃爍情況，然后再引入電功率這一概念，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會很快被激發(fā)起來。
2.突出教學(xué)重難點。初中物理教學(xué)要解決好“突出重難點”這一問題，完成教學(xué)任務(wù)和認知目標。物理教師在進行教學(xué)時，要常用生動的事例去啟發(fā)學(xué)生，為學(xué)生演示有趣的實驗，讓學(xué)生親身體驗物理現(xiàn)象，加深記憶。微視頻展示的信息可以同時刺激學(xué)生的視覺和聽覺，視、聽結(jié)合能夠集中學(xué)生的注意力，加強學(xué)生對物理現(xiàn)象的理解和記憶，在輕松愉快的氛圍中掌握重點，理解難點。比如，在學(xué)習(xí)“力的作用是相互的”這一概念時，通過微視頻的方式，讓學(xué)生觀看宇航員在月球上的跳躍動作和氣球放氣時的現(xiàn)象，視頻可以是搞笑形式的，但一定要是真事事實。通過搞笑形式的視頻，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這一概念的動力，使他們迫切地想要知道力是如何相互作用的，什么是力的反作用力等等。
3.將抽象轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w。初中生在學(xué)習(xí)物理時，常常感到難學(xué)，其中的一個主要原因是物理內(nèi)容過于抽象，物理教師要用科學(xué)、合理的方法引導(dǎo)學(xué)生慢慢分析、理解和掌握教學(xué)重難點，讓學(xué)生在頭腦中逐漸建立抽象事物的物理模型，然后再具體化抽象模型，幫助學(xué)生找到解決問題的突破口和知識的重點與竅門，掃除認知過程中的障礙。
4.增加物理教學(xué)容量，提高課堂教學(xué)效率。初中物理教學(xué)大綱明確規(guī)定了學(xué)生上課的總課時，但教學(xué)內(nèi)容和知識信息卻是很多的，這兩者間存在著較為突出的矛盾。要解決這一矛盾的唯一出路是提高課堂的教學(xué)效率，實現(xiàn)高效的課堂教學(xué)。提高物理課的教學(xué)效率，就是讓學(xué)生在一定的時間內(nèi)掌握更多的知識和本領(lǐng)。有些實驗的時間比較長，可以將其錄制成微視頻，在課堂上短時間內(nèi)播放完。比如：在學(xué)習(xí)分子是永不停息地在做無規(guī)則運動時，用擴散現(xiàn)象來說明是最好的證明。我們可以將一個裝有二氧化氮的瓶子與裝有空氣的瓶子進行對接，用拍攝工具記錄變化情況，然后在課堂上進行微視頻播放。在播放時，可以用鼠標快進快退來觀察前后變化情況，既節(jié)約了時間，也能讓學(xué)生看到真實的變化，進而提高了教學(xué)效率。
5.豐富課外教學(xué)活動。物理現(xiàn)象存在于我們生活的周圍，物理教師要經(jīng)常提醒和引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的事物，利用好身邊的物品，自己主動做實驗，主動研究物理現(xiàn)象，充分調(diào)動學(xué)生的主觀參與性和能動性。比如：如何讓學(xué)生制作簡單的電路。可以讓學(xué)生用一個電池、一個小燈泡和一根電線，在課堂上通過播放微視頻的形式，讓學(xué)生自己動手做實驗。在做實驗的過程中，可向?qū)W生講解電池的正負極，燈泡的電阻以及發(fā)電原理等。這樣的教學(xué)不僅能加深學(xué)生理解物理知識，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動力和活力。構(gòu)建微視頻教學(xué)資源應(yīng)遵循的原則。初中物理教師在利用微視頻構(gòu)建教學(xué)資源時，應(yīng)遵循以下原則：內(nèi)容的分布要堅持合理性原則，播放環(huán)境要堅持簡潔性的原則，微視頻教學(xué)資源應(yīng)注重與學(xué)習(xí)者進行交流互動。
二、結(jié)語
