高中物理教学与物理前沿

1、高中物理教学与物理前沿    高中物理教学与物理前沿高中物理教学与物理前沿1 理论内容的分析当代物理前沿理论主要包括：粒子物理和量子场论，超弦理论和场论，引力理论与宇宙学，凝聚态理论，生物物理，原子核理论和原子分子理论，量子物理和量子信息理论等等。这些新的理论在物理教材中都有着不同程度的体现。比如，在万有引力的章节中，就对四种相互作用力和引力场进行了系统的介绍，让学生对场理论有了一个比较初步的了解，而不仅仅局限于引力场；在学习简谐运动的内容时，对单摆的非线性运动及混沌理论进行了介绍，使学生对物体运动的复杂性有了直观的认识这些新的理论不仅能丰富学生对物理理

2、论的认识，更能激发他们对这些尚不完善理论的好奇心，从而增加他们学习物理的兴趣。2 中学物理教师应补充新知识，提高自身的文化素养由于历史的原因，目前绝大多数的中学物理教师是在狭窄的专业模式中培养出来的，教师在大学时代学习的知识很多已经陈旧、过时，如果试图靠吃老本，那是绝对行不通的。现代社会青少年学生的知识信息来源非常广泛，各种渠道的信息扩大了学生的知识面，但也给他们带来了各种新问题，他们希望从教师那里找到正确答案。“要想给学生一杯水，教师就得有一桶水”。如今学生这个“杯子”越来越大了，如果教师还靠自己桶里原来那么点水，怎么能够舀给学生呢？更重要的是，我们应有一桶流动的水，常言说，流水不腐，即我们

3、的知识应该吐故纳新，使我们拥有一桶永远是新鲜、富有营养、受学生欢迎的高质量的水。 <杨振宁教授曾经指出：“中国的研究生兴趣太窄，对物理学方面的兴趣太窄，对一般的事物的兴趣也显得太窄我觉得这是一个不好的普遍现象。”这种兴趣狭窄的普遍现象的造成，不是一朝一夕形成的，这当中也有因我们中学物理教师的知识陈旧、知识面狭窄而应负的不可推卸的责任。随着“3+”高考模式在全国的普遍推广，各学科之间相互联系、相互渗透的趋势日益明显，这就更要求我们中学物理教师要注意利用一切机会充实自己，扩大自己的知识面，提高自身的文化素养，在掌握精深的专业知识基础上，广泛涉猎相关学科的知识，如生命科学、文史知识、教育理论知

4、识等。无论社会如何发展，丰富的知识底蕴、广博的信息含量始终是教师取得成功的基础之一。20世纪的物理学已取得的成就是极其辉煌的。时至今日，物理学仍是一门充满生机和活力的学科，它的创造性进展仍日新月异，整个物理学，在21世纪将有一个更加辉煌的发展。由于物理学研究对象的扩展，从宏观到微观，从传统的物理过程到化学过程，从无生命到有生命，以至很难用传统的眼光来界定什么是物理学了。正如国外物理学家风趣地说：“什么是物理学？物理学家所做的工作就叫物理学。”例如，1995年在我国厦门召开的第十九届国际统计物理学大会，有相当一部分论文的题目看起来不大像物理学，如“心率、蟑螂、曲折的河流、文字的存储”等。今天的物

5、理学已代表着一套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法，把这套方法运用到什么问题上，这问题就成了物理学。2001年3月2日，江泽民等党和国家领导人到北京展览馆参观了“863”计划15周年成就展，在展区内陈列着“世界上第一辆载入高温超导磁悬浮实验车”，“长了人耳的老鼠”，“种在海水里的蔬菜”，“高温气冷实验堆”等。这些成就均可划归到物理学的范围内，从这种发展趋势来看，中学物理教师必须跟踪物理学的前沿进展，按照物理学发展的趋势，改变我们单一的知识结构，以适应新形势的要求。 3 了解科学发现的本来面目，引导学生立志创新、献身科学我们在教学中一味强调科学家是“发现”而非“发明”了科学真理，就好像

6、真理是先验的、与人无涉的存在，就算不被此科学家发现，也必然会被彼科学家发现一样。“先验论”歪曲了科学发现的真实过程，严重贬低了科学家的创新，更为严重的是，似乎还容易使学生滋生惰性，产生对文本及教师的盲信盲从和过度依赖，丧失其在科学中实现自我的使命感。科学发现真的与人无关吗？果真如此的话，科学岂不等同于考古学，终有发现穷尽的时候？1997年美     高中物理教学与物理前沿(2)国出版了资深科学记者约翰霍根（J.horgan）撰写的科学的终结一书，作者在访问了许多知名学者之后就断言：科学（尤其是纯科学）已经终结，伟大而又激动人心的科学发现时代已一去不复返了

7、，一切自然科学都到了散     由此看来，所有“科学终结说”的宣言或预言均只是人为的虚妄，因此就不能让学生耽于神话，由此滋生惰性、不思进取。前沿物理体现了对前人的质疑与超越，在本质上是一种前喻文化。有意识地将其渗透于教学中，既可以让学生了解科学发展的本来面目，也有利于打破后喻文化的禁锢，帮助学生认识到，物理学远未达臻完美，尚有许多未知在等着他们去发现、去创新。物理学仍然大有可为，物理学是值得他们献身的事业。4 中学物理教学渗透现代物理前沿知识的方法中学物理教学中，渗透现代物理前沿知识，不仅要求内容上使学生容易接受，在教学方法上更应符合学生的认知特点，选择

8、适宜的方式方法和教学手段。过去那种灌入式教学方法显然不行，课堂教学的一般方法也不尽合适，那么，如何渗透现代物理知识呢？4.1 充分利用电脑多媒体教学手段。电脑多媒体辅助教学（CAI）是现代教学技术中最先进的一种方法，它具有直观形象、生动活泼、声像并茂的特点，利用它可以实现人机交互、化难为易、化繁为简、化静为动、化抽象为直观，提高学生的兴趣和注意力，从而提高现代物理知识的渗透效果。比如，现代分形理论是认识自然界真实面目的一个有力工具，对它的渗透，如果只讲抽象的概念，就学生的认知水平，难以理解和接受。如果利用电脑演示给学生，那奇妙的图像、美丽的色彩，那无尽的分形、无穷的变幻，必将给学生带来极大的惊

9、喜，激起学生的好奇心和求知欲，调动起学生探求真理，崇尚科学的热情和兴趣。 < 4.2 录相手段的应用。录相教学是电化教学的一种常用手段，它同样具有声像并茂的特点，且直观形象，生动有趣。在中学物理教学中，利用录相手段进行现代物理前沿知识的渗透，是一种难得的好方法。问题是录相资料从何而来，靠自己制作显然有很大局限性和困难，不妨从电视节目中或从专题性科普知识节目中进行裁录，在教学中，适时地通过录相课的形式，放给学生观看，会收到良好的效果。比如，中央电视台制作的“黑洞之迷”、“宇宙大爆炸理论”等节目，都是很好的录相教材，如果能利用网络资料，当然更好。4.3 通过活动课程，渗透现代物理知识。在中学物理教学中，适当开展丰富多彩的活动，来渗透现代物理知识，不失为一种好方法。比如，组织学生参观科技展览；开展常规性的科技活动；聘请科学家做科普讲座、报告等，另外，也可通过读书竞赛、办黑板报等形式，对学生进行现代物理知识的渗透，使他在活动中受到潜移默化的。长期对前沿物理教学的相对忽略，导致了科学教育的“片断化”。物理教育成了物理“断代史”的教育，使学生只知物理学的昨天，不知物理学的今天，不见物理学的明天。可见，在中学物理教学中渗透现代物理前沿知识既有它的必要性