現(xiàn)代物理前沿知識(shí)的教學(xué)淺析
摘要
論述了在實(shí)施素質(zhì)教育的今天，作為公共課的大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)注重滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)教學(xué)。其有利于學(xué)生的物理思想培養(yǎng)，有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)濃厚的研究興趣，是時(shí)代發(fā)展的要求。
關(guān)鍵詞
物理教學(xué)、物理前沿知識(shí)、滲透
當(dāng)前，我國(guó)高等教育改革已步入深化教學(xué)改革，實(shí)施素質(zhì)教育、提高教學(xué)質(zhì)量的新階段，物理學(xué)為現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)，作為公共課的大學(xué)物理課程自然有著極其重要的作用。在面臨課時(shí)少、內(nèi)容多等客觀因素情況下，教師總是回避和忽視物理教學(xué)的現(xiàn)代和前沿知識(shí)的介紹。其實(shí)這是一種不妥的認(rèn)識(shí)和作法。
如何加強(qiáng)素質(zhì)教育、提高課堂教學(xué)質(zhì)量，是當(dāng)前我國(guó)教育改革的重要課題之一。而在大學(xué)物理教學(xué)中適時(shí)地滲透現(xiàn)代物理和前沿知識(shí)，讓學(xué)生了解當(dāng)前物理學(xué)前沿正在研究的熱門科學(xué)難題，是提高教學(xué)水平的必由之路，其有利于學(xué)生的物理思想培養(yǎng)，有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)濃厚的研究興趣、喚醒神圣的好奇心，更是時(shí)代發(fā)展的需求。
1 滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)教學(xué)有利于學(xué)生的物理思想培養(yǎng)
物理學(xué)發(fā)展的重要一環(huán)，就是在不斷地提出假說(shuō)，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)提出假說(shuō)進(jìn)行完善或者擯棄的過(guò)程。在現(xiàn)代物理和前沿知識(shí)的研究中這一思想體現(xiàn)得尤其突出。例如：“玻爾理論”的提出，打破了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面，開(kāi)創(chuàng)了揭示微觀世界基本特征的前景，為量子理論體系奠定了基礎(chǔ)，這是一種了不起的創(chuàng)舉，不愧為愛(ài)因斯坦的'評(píng)價(jià)——玻爾的電子殼層模型是思想領(lǐng)域中最高的音樂(lè)神韻。玻爾理論也有其局限性：這個(gè)理論本身仍是以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)，且其理論又與經(jīng)典理論相抵觸.它只能解釋氫原子的光譜,在解決其他原子的光譜時(shí)就遇到了困難。如把理論用于非氫原子時(shí),理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)不符,且不能求出譜線的強(qiáng)度及相鄰譜線之間的寬度.這些缺陷主要是由于把微觀粒子(電子,原子等)看作是經(jīng)典力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),從而把經(jīng)典力學(xué)規(guī)律強(qiáng)加于微觀粒子上(如軌道概念)而導(dǎo)致的�？梢�(jiàn)，科學(xué)的進(jìn)步就是有繼承才有發(fā)展，繼承必須尋找正確的方法，科學(xué)的繼承方法就是有批判地繼承，這樣才能前進(jìn)。我們的大學(xué)物理教學(xué)就是應(yīng)該通過(guò)向?qū)W生灌輸現(xiàn)代物理前沿知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的物理思想。
2 滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)教學(xué)有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)
物理教學(xué)過(guò)程十分強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。就一般能力而言，有：觀察、記憶、思維、想象、注意等。其中思維能力是核心，它表現(xiàn)在對(duì)問(wèn)題明確后，立即作橫向聯(lián)系和縱向比較，向深層次探索和研究，從聯(lián)想中得到相關(guān)結(jié)論，或者從特殊拓延到一般，尋求更有規(guī)律的東西。現(xiàn)代物理知識(shí)就極易培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。在介紹了光的波粒二象性后，學(xué)生就會(huì)由光對(duì)物質(zhì)的作用而與電場(chǎng)、磁場(chǎng)聯(lián)系提出光周圍是否存在“光場(chǎng)”類似的問(wèn)題。雖然這是一個(gè)沒(méi)有定論的問(wèn)題，但對(duì)促使學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生思維能力是有利的。
3 滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)教學(xué)有利于激發(fā)濃厚的研究興趣
大學(xué)物理教學(xué)中學(xué)生往往有厭學(xué)和畏難情緒，這與內(nèi)容枯燥有極大的關(guān)系，我們可以在教學(xué)的過(guò)程中適量地介紹一些近代物理和前沿知識(shí)，開(kāi)闊學(xué)生的眼界，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。在學(xué)習(xí)中，好奇和興趣對(duì)人類的學(xué)習(xí)活動(dòng)將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。一旦對(duì)某問(wèn)題有了好奇心，就會(huì)對(duì)如何搞清問(wèn)題的實(shí)質(zhì)、怎樣拿出解決問(wèn)題的方法產(chǎn)生動(dòng)力；一旦對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生興趣，就會(huì)充分發(fā)揮自己的積極性和主動(dòng)性。
例如：近代物理技術(shù)如光纖、光電效應(yīng)、激光、超導(dǎo)等的實(shí)驗(yàn)和在各領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用的介紹又極大地喚醒學(xué)生神圣的好奇心。比如向?qū)W生介紹一些被認(rèn)為是21世紀(jì)最具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)——超導(dǎo)技術(shù)，高溫超導(dǎo)線材能耗低，通電能力是相同截面積銅導(dǎo)線的100倍以上，目前已被廣泛用于超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)磁分離器、超導(dǎo)磁共振成像（MRI）、超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置、超導(dǎo)磁懸浮列車等應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)，在許多領(lǐng)域取得了重大突破，具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。
在大學(xué)物理教學(xué)中如果能重視新知識(shí)、新技術(shù)的介紹，不僅能起到起點(diǎn)綴的作用，更重要是能激發(fā)學(xué)生濃厚的研究興趣、喚醒神圣的好奇心。同時(shí)還可以讓學(xué)生明白，有許多問(wèn)題是不能用經(jīng)典物理解決的，必須要用近代物理才能解決，能給學(xué)生留下一個(gè)懸念，以達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。
4 滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)教學(xué)更是時(shí)代發(fā)展的要求
當(dāng)今社會(huì)，是一個(gè)科技高度發(fā)展，生產(chǎn)突飛猛進(jìn)的社會(huì)，是一個(gè)信息加競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代。在世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)，日趨激烈。而經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)，主要是科技競(jìng)爭(zhēng)；科技競(jìng)爭(zhēng)，主要是人才競(jìng)爭(zhēng)；人才競(jìng)爭(zhēng)，主要是教育的競(jìng)爭(zhēng)。而大學(xué)物理教學(xué)，也不可避免地要投入這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中。物理學(xué)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，是青年學(xué)生接受科學(xué)教育的重要組成部分，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生具備基本的科學(xué)素質(zhì)起著突出的作用。因而，它在最基本的層次上決定著一個(gè)國(guó)家公民的科學(xué)文化素質(zhì)及科技發(fā)展的程度。所以，大學(xué)物理教學(xué)不能裹足不前，要適應(yīng)時(shí)代的需要，要進(jìn)行必要的改革和創(chuàng)新。在大學(xué)物理教學(xué)中，滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)教育，是適應(yīng)科技競(jìng)爭(zhēng)的需要，時(shí)代的需要。
由于粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)等近代物理分支突飛猛進(jìn)的發(fā)展，加之激光技術(shù)、納米技術(shù)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，我們必須看到經(jīng)典物理教學(xué)面臨的困境，一方面，事實(shí)就是：在許多現(xiàn)代技術(shù)中，目前經(jīng)典物理學(xué)束手無(wú)策、無(wú)能為力。一是學(xué)生認(rèn)為經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)過(guò)時(shí)，所以對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣淡薄。在這里我們引用李政道教授的一句話：“科學(xué)的目的是尋求如此簡(jiǎn)單的一組基本原理，用這組基本原理，能夠說(shuō)明所有已知事實(shí)，并預(yù)言新的結(jié)果。”經(jīng)典物理就是這樣的一組基本原理，它依然是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。二是近代物理學(xué)本身有許多的內(nèi)容還是建立在經(jīng)典物理學(xué)的理論基礎(chǔ)上的；另一方面，教學(xué)的規(guī)律和學(xué)生的學(xué)習(xí)必須是循序漸進(jìn)的。所以，我們?cè)诖髮W(xué)物理的教學(xué)中，可以適當(dāng)滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)，以加強(qiáng)學(xué)生的物理思想培養(yǎng)、思維能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)濃厚的研究興趣，這不僅是素質(zhì)教育的本意所在，更是適應(yīng)科技競(jìng)爭(zhēng)的需要、時(shí)代發(fā)展的需要。
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