科技-物理教学发展的催化剂 论文

科技——物理教学发展的催化摘要：从18世纪中期到现在经历了三次科技革命，第一次科技革命机器代替手工劳动；第二次蒸汽时代跨进了电气时代，生产力有了巨大的飞跃；第三次生产工具自动化智能化，给人们的生活带来便捷。我们现在正处于第四次科技革命的浪潮中，每一次的科技革命都与物理学的发展有着千丝万缕的联系，中学物理课本内容及教学方式也随之发生变化。因此，本文以物理学的进程带动计算机技术发展为线索，以新能源发展、新兴的科学技术为例，探究物理教学内容及方式改革与当代科技革命发展的关系。关键词：物理教学方式；信息技术；新兴式科技引言：科技革命以及物理学的发展历史相辅相成，物理为科技的发展奠定了理论基础，科技的发展又促进了物理学的进步。同样物理教学内容及教学方式也经过了数次改革与创新，越往深处研究越能体会到其中的联系，本文主要论述了第四次的科技革命延伸出的应用又将会对物理学的教学内容以及教学方式产生的影响，以后的教学方式将更加智能化，人性化。一、物理学的发展概述物理学，它的发展和形成伴随着人类的社会实践。整个物理学的发展历史，每个阶段都有它的特点，我们大致可以分为物理学的萌芽期、物理学的经典时期和物理学的现代时期三个发展阶段。1.1萌芽时期古时候，由于生产水平较低，人们主要依靠视觉和直觉的猜测加想象来认识自然，从而把握自然现象中出现的常见性质，因此自然科学中对现象的描述大多数属于基本知识，然后进行经验的总结和猜测。在这时，自然哲学含有物理学知识。然而早期的绝大部分物理学思辨是含糊的、微不足道的和无价值的。大约从阿基米德的时代开始，才慢慢开始有实验工作。在这个时候，最开始得到迅速发展的是与生产关系紧密相连的力学。如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等；光学方面，则有了关于光的直射、折射、反射、小孔成像、凹面镜、凸面镜等的知识；电磁学里有摩擦起电、磁石吸铁等现，根据这些当时人类发明了指南针。概括之，从远古时期直到16世纪中期，由于生产力的不断进步，加上积累的物理知识，都为实验科学的产生准备了必要条件并做了一些实验，但是这些都还称不上系统的自然科学研究，此时，物理处于萌芽阶段。1.2经典物理学时期十六世纪中叶至十七世纪后期，历史上的第一次科技革命在欧洲发生了。伽利略是近代物理学者中的佼佼者，他把数学和实验完美的结合了起来，为近代科学提供了最为重要的方法和工具。物理学中把实验和数学演绎相结合，推翻了当时的神学的阴影，推翻了亚里士多德众多思想，如物体的运动状态发生改变是由于受到力的作用。17世纪后期，英国著名物理学家牛顿广泛吸收了哥白尼、开普勒、伽利略、笛卡尔等人的研究成果，实现了在自然科学领域的第一次大综合。数学领域，他发明了微积分；光学领域，他发现太阳光是由七种颜色组成，发明了反射式望远镜；天文学领域，他发现了万有引力定律；力学领域，他系统总结了力学三大定律，将地球上物体力学与天体力学统一为完整的力学体系。所以现在物理教学中由初中的牛顿第一定律逐渐引入，让学生了解并引起学生兴趣，为以后高中时期物理学习天体内容埋下兴趣的种子。当时的人们构建了很多物理力学模型，如位移，质点等一直延续到现在物理课本中使用。到了19世纪，物理学得到了迅速发展，在过去被人们认为是与物理学并不相干的内容，也在随着科技的发展与进步中逐渐显露出来。所以物理学的伟大成在这一刻显示出了自然界的统一性。1.3现代物理学时期现代物理学革命中物理学研究对象由低速到高速，由宏观物质到微观物质，由地球表面到宇宙，由外表结构到物质内部构造。相对论的量子力学的建立其理论成果逐渐转化为现实中的实物，出现了原子能、半导体、计算机、激光等许多新技术科学。图1-1物理学发展图现在我们正处于第四次科技革命，信息化时代，人们的生产生活已经离不开计算机，同样信息化时代也反哺着现代中学物理教学形式的多样化，如多媒体教学、远程教育、课外辅导信息化作业等等。二、计算机发展对中学物理教学模式的影响近代物理学的发展已有三百多年的时间，计算机的诞生是物理学发展的必然结果，几十年来，计算机技术的高速发展又为物理学提供了强有力的支持，计算机技术与物理学相辅相成，相互促进，相互渗透，两者有高度性的交叉型。而计算机的发展对中学物理教学模式的改革起到了重大的作用。随着科技技术的进步，在现阶段的初中教学过程中也融入了许多科技元素，例如以“云课堂”技术为支撑的“翻转课堂”颠覆了以往传统的初中物理教学，使现阶段的初中物理教学赋予了新的生命。翻转课堂教学模式的融入让初中物理教学实现了初中学生个性化的发展，培养了其物理实验思维，使现代化教育遵循了“以学生发展为中心”的教育理念。翻转课堂可以让初中物理实验的直观性更强，学生参与物理实验活动的自主性更强，促进提高初中生参与物理实验学习的积极性。翻转课堂的教育方式应用在实际教学过程中，教师就需要做大让课堂教学设计更加紧凑，保证每个环节学生能够参与到里面，重难点也应根据学生的具体学习情况来去设定，这就大大的增加了老师的课后工作量，所以要求教师第一时间提升自己的业务水平，但对于学生来说，学习效率提升，思维宽度增加，课堂上的注意力会更加集，整体的受教育水平能够更上一个台阶。科技的进步衍生了很多新时代产物，如手机，平板电脑，微型摄像头，各种智能搜索软件等。学生可以利用科技的手段查询书本上已有的知识、生活中碰到的未知自然现象、对于未知领域的知识的好奇等等。学生接触的知识面相较之前更广泛更全面更深入，提出的问题更加尖锐刁钻，老师在课堂上的应对方式以及教学思路需要改变，具体由一下几点，首先，新形势时下的课堂应应用启发式教学和讨论式教学。学生在课堂上能够利用新的学习方式获得自己的答案，且答案更加全面细致。在讨论交流的过程中及培养了学生的探究问题的能力也培养了学生团结合作的意识。其次，课下的作业方式也应多样化，个性化。大数据下的我们每个人都可以分析，学生的成绩可以利用计算机进行科学化的分析，从而给出较为适合学生个人的学习方案，根据诊断的学情得出学生需要的作业练习，达到真正的因材施教。三、新能源技术对中学物理课本内容的影响随着石化资源的逐渐减少，开发新能源是社会发展的必然趋势。当代新能源指太阳能、生物能、风能、地热能和海洋能等，它们共同的特点是资源丰富、可以再生并且没有污染或者污染很少。重视开发新能源，既可以作为常规能源的补充，又可以改善环境防止大气污染，并为未来的社会提供更充足的能源。1905年爱因斯坦狭义相对论以及质能关系的提出，开创了原子核物理和核能应用的新时代。此后，一大批物理学家的进一步研究，奠定了裂变核能与聚变核能应用的基础。现在，人类已经开始把核能作为能源，建立了核电站。21世纪后半期，受控核聚变能将作为清洁能源使用，开启了能源可持续发展的里程碑。其次，可再生能源的开发利用是一个新兴产业，开发潜力巨大。而现在最为成熟的再生能源是太阳能的利用，太阳看成一个巨大的热源，通过传播、对流、辐射等传热过程取得能量，然后加以利用。太阳能的几中利用方式中，最具前景就是光电作用，如发光二极管、光伏发电。除了这些还有利用风能发电，但要实现降低风能发电的成本提升产业仍需要解决一系列物理和技术问题。同样面临物理问题的还有生物质能资源等。新能源问题在之前的中学课本中并没有切实体现，由于科技的发展，可再生能源的开发面临的物理问题还有很多，能还需要付出巨大的努力，目前课本体现出来的是对学生从小加强节约能源思想，让学生了解能源的来之不易以及目前面临的能源短缺问题，课堂延伸让学生了解物理学基础研究与应用的深入发展，可为能源可持续发展做出多方面的贡献。四、总结现代新兴科技涉及到各个领域，因为物理学是一门基础科学，它研究的是物质运动的基本规律，顺应时代的发展走到今天影响着各个方面，教学内容及方式只是其中的一小点，但前进的路程的不止一大步。科技需要改革创新物理学因此受到鞭策有进展，才能推动科技的发展，科技发展又带动新的教学内容以及教学方式的出现，学生培养更加高效呈现正循环的社会进步。参考文献：[1]姜振寰.关于物理学史的分期[J].哈尔滨工业大学学报(社会科学版).2006，(01)：2]张丹.物理学与人类社会文明[J].科技信息，2009(23)：175.3]陈峻，吴福根，周誉昌.浅谈大学物理实验绪论课的教学[J].中国现代教育装备.20