前沿物理走进大学文科物理课堂.docx

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1、前沿物理走进大学文科物理课堂 通常可以将物理学问分为经典物理和前沿物理(现代物理)两大块,这两块学问有着各自不同的思维方法和探讨思路1。经典物理学更多地表现为一种限制逻辑,体现的是“学问即工具”这一理念;而前沿科学探讨特殊是纯科学探讨体现的是对前人的质疑与超越,例如相对论打破了经典力学的肯定时空观,量子力学打破了可控测量过程的幻想,混沌粉碎了拉普拉斯的机械确定论2但长期以来,物理教学尤其中学物理教学中,往往忽视了前沿物理,这导致了物理教化的“片断化”,物理教化成了物理“断代史”的教化,使学生只知物理学的昨天,不知物理学的今日,也不见物理学的明天;而且造成了学生对物理学的很多错误相识,比如认为物

2、理学对科技的贡献只属于过去,物理学科已经趋于完备、已经没有什么发展的余地等等。 假如将前沿物理学问渗透于物理教学中,让前沿物理走进高校文科物理课堂,让学生多了解物理学日新月异、激烈人心的改变,往往能够激发他们的认知爱好,引起探究欲望。下面详细探讨一下前沿物理走进高校文科物理课堂的意义,以及如何更好地使前沿物理走进高校文科物理课堂。 1 前沿物理走进高校文科物理课堂的意义 1.1 激发学习爱好 文科学生在中学起先就实行了文理分科,他们中大部分学生物理基础较差,有些人曾经惧怕物理、厌烦物理,针对这一状况,就要想方设法激发文科学生的学习爱好。在教学内容设置上引入一些生动好玩的前沿物理学问,例如能源(

3、太阳能、核能、风能、水能等)、武器(核武器、激光武器等)、电磁波(电视、雷达、手机、电磁炉等)等方面的问题,就能很好地激发文科学生的学习爱好。 1.2 有利于学生开阔视野,形成合理的科学观 科学教化不能以偏概全,以单维度的实证科学观来代替全面、立体的科学观。物理前沿学问中有大量说明科学相对性、不确定性的事例,假如将其渗透于教学中,能够使学生开阔视野,启迪他们质疑旧的科学观,渐渐形成具有现代意蕴的科学观3。 例如讲到核能时,要让学生深刻相识到:核能一面是天使;另一面是魔鬼。明智的人类把核能用于和平目的,作为干净的能源。可以给学生介绍田湾核电站、秦山核电站和大亚湾核电站的发电状况;同时也要让学生意

4、识到日本福岛核电站核泄漏给人类所带来的危害,以及核武器给人类带来的威慑作用。使学生相识事物更全面,分析事物更透彻。 1.3 有利于学生追求“真善美” 科学求“真”,但科学对真理的追求往往也是对“善”和“美”的追求。因此,物理课程也就有相应的拓展功能,这一点在物理前沿教学中很明显,将物理前沿学问融人物理课堂中,可使学生在学习详细物理学问的同时进行了“善”和“美”的教化4。 物理前沿对“善”的追求详细体现在科学家的价值追求上。例如,爱因斯坦放弃就任以色列总统的机会而追求科学真理,他曾经说过:“照亮我的道路,并且不断地给我新的志气去开心地正视生活的志向,是善、美和真。人们所努力追求的庸俗的目标财产、

5、虚荣、奢侈的生活我总觉得都是可鄙的。”闻名科学家钱学森放弃国外优越的条件,历经千辛万苦回到祖国的怀抱,投身于中国的科技事业。邓稼先在新中国半个多世纪的科技发展中,“健康生命全不顾,精忠报国重天山”。 物理前沿领域既变革了对“美”的传统看法,又蕴含着大量深邃、内在的美。如弱相互作用下宇称不守恒的发觉使人们反思以往的审美观,在今日,“对称中存在破缺”已经成为一条基本的美学原则。物理之美可以是抽象的:如狭义相对论的数学基础是四维连续时空概念;广义相对论建立在黎曼几何的基础上;量子力学概念的数学基础是希尔伯特空间。这些数学相当抽象却又特别漂亮5。物理之美也可以是直观的:通过计算机对微观世界、分形理论的

6、模拟探讨形成了大量的绘制图,这些图形本身就具有很高的美学价值。将这些物理之美呈现于教学中,能帮助审美主体去发觉美,鉴赏美,进而酷爱美,追求美。 2 如何使前沿物理更好地走进高校文科物理课堂 2.1 巧用多媒体技术,渗透前沿物理学问 现代多媒体技术具有丰富的表现力,可以自然逼真地表现多姿多彩的视听世界,使学生有身临其境的感觉。因此可以从网上下载一些视频资料,结合现代科学技术的发展和应用讲解前沿物理学问,学生更感爱好,也更简单接受。例如讲解“激光”时,首先利用多媒体播放:激光的形成、激光武器、激光键盘、激光舞等视频资料,然后提出问题,让学生思索,接着讲解该节内容。由于有了之前生动的画面,学生的求知

7、欲增加,在讲到枯燥的概念、原理时,学习劲头也很足。 2.2 发挥老师的主导作用,瞄准世界科技发展前沿 现代科技发展日新月异,这就要求老师要充分发挥自己的主导作用,关切社会、关切世界各地的科技发展,瞄准世界科技发展前沿,在文科物理教学中更好地渗透现代科技学问。 例如讲到天体物理时,可以给学生讲解天体物理与宇航工程的关系,将世界各国宇航技术的发展史、中国神州号载人飞船和探月工程、以及各种卫星技术等渗透到文科物理教学中。使学生了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献,使他们有意识地关切国内、外宇航事业发展的现状与趋势。 2.3 发挥学生的主体作用,让学生参加到教学活动中 在文科物理教学过程中渗透前沿物

8、理学问,必需充分发挥学生的主体作用,才能起到较好的教学效果。例如讲到“奇妙的太阳能”时,可以让学生上网搜寻有关太阳黑子、太阳辐射、太阳能电池等相关的学问,并做成PPT课件。上课时让学生上台讲解,并探讨太阳黑子活动会对地球产生哪些影响？太阳能有哪些应用？太阳能电池的发呈现状及应用等。 2.4 前沿物理学问与日常生活相结合 物理现象和规律大部分来自于生活,又必将服务于生活。人们日常生活的各个方面,以及现代高科技的前沿问题都与基础物理的探讨有关。因此,给学生讲解前沿物理学问时应当联系生活实际。例如讲到混沌理论,即“蝴蝶效应”时,可以结合经济、政治、军事以及日常生活讲解,学生就特别感爱好,还简单接受。

9、(注:“蝴蝶效应”是美国麻省理工学院气象学家洛伦兹提出的闻名的混沌理论:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风6。) 再例如讲到“电磁波”时,可以讲解在生活中如何运用手机才能避开电磁辐射。可以有以下几种方法:(1)一般状况下,手机接通瞬间释放的电磁波简单产生不好的影响,所以手机响时,一秒后再接听手机。(2)在运用手机时,可以采纳手机专用耳机,实现远距离运用。(3)留意手机的摆放位置。医学专家建议我们,手机不用时最好放在包里,但不要放在胸前的口袋中,也不要干脆挂在胸前。(4)休息时不要将手机置于枕头边。 3 讲授前沿物理的留意要点 对文科学生讲授前沿物理学问,老师必需很好

10、地把握一个准则:在“量”上应遵循“少而精”的原则,以能体现物理学新思想、新方法的内容为主;在“度”上应以介绍和渗透为主,注意的是思想、方法的熏陶而非繁杂的公式推导。教学中应避开大量新现象、新学问的简洁排列,否则,物理就会变得味同嚼蜡3。 4 结语 前沿物理走进高校文科物理课堂具有重要的意义,不仅有利于激起学生学习物理的爱好,而且可以开阔学生的视野,使学生形成合理的科学观,还有利于学生追求“真善美”。为了使前沿物理更好地走进高校文科物理课堂,可以巧用多媒体技术,在“量”上遵循“少而精”,在“度”上以介绍和渗透为主。另外要将前沿物理学问与日常生活相结合,使学生能够学以致用。前沿物理走进高校文科物理

11、课堂的过程中要充分发挥老师的主导作用以及学生的主体作用。 参考文献 1 冯爽,李富强.新课改中前沿物理学问教学的问题与反思J.北京教化学院学报(自然科学版),2022,3(3):3437. 2 古乾玉.小议新课程改革中的前沿物理教学J.新一代,2022(1):93. 3 陈世鸥,王辉.前沿物理教学与新课程改革J.中学物理教学参考,2022,34(9):26. 4 欧阳秋云,姜海丽,齐立红,等.文科物理教学过程中的探究探讨J.教化教学论坛,2022(2):119120. 5 杨振宁美和理论物理学J自然辩证法通讯,11018(1):17. 6 苑立波,孙伟民,刘志海,等.“触摸”科学体验发觉 物理原理展示M.国防教化出版社,2022:55. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页