現(xiàn)代物理前沿知識的教學淺析
摘要
論述了在實施素質(zhì)教育的今天，作為公共課的大學物理教學中應注重滲透現(xiàn)代物理前沿知識教學。其有利于學生的物理思想培養(yǎng)，有利于學生思維能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)濃厚的研究興趣，是時代發(fā)展的要求。
關(guān)鍵詞
物理教學、物理前沿知識、滲透
當前，我國高等教育改革已步入深化教學改革，實施素質(zhì)教育、提高教學質(zhì)量的新階段，物理學為現(xiàn)代科學與技術(shù)的基礎(chǔ)，作為公共課的大學物理課程自然有著極其重要的作用。在面臨課時少、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的現(xiàn)代和前沿知識的介紹。其實這是一種不妥的認識和作法。
如何加強素質(zhì)教育、提高課堂教學質(zhì)量，是當前我國教育改革的重要課題之一。而在大學物理教學中適時地滲透現(xiàn)代物理和前沿知識，讓學生了解當前物理學前沿正在研究的熱門科學難題，是提高教學水平的必由之路，其有利于學生的物理思想培養(yǎng)，有利于學生思維能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)濃厚的研究興趣、喚醒神圣的好奇心，更是時代發(fā)展的需求。
1 滲透現(xiàn)代物理前沿知識教學有利于學生的物理思想培養(yǎng)
物理學發(fā)展的重要一環(huán)，就是在不斷地提出假說，并經(jīng)過實驗驗證，對提出假說進行完善或者擯棄的過程。在現(xiàn)代物理和前沿知識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)典物理學一統(tǒng)天下的局面，開創(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，不愧為愛因斯坦的'評價——玻爾的電子殼層模型是思想領(lǐng)域中最高的音樂神韻。玻爾理論也有其局限性：這個理論本身仍是以經(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就遇到了困難。如把理論用于非氫原子時,理論結(jié)果與實驗不符,且不能求出譜線的強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)典力學中的質(zhì)點,從而把經(jīng)典力學規(guī)律強加于微觀粒子上(如軌道概念)而導致的�？梢�，科學的進步就是有繼承才有發(fā)展，繼承必須尋找正確的方法，科學的繼承方法就是有批判地繼承，這樣才能前進。我們的大學物理教學就是應該通過向?qū)W生灌輸現(xiàn)代物理前沿知識，培養(yǎng)學生的物理思想。
2 滲透現(xiàn)代物理前沿知識教學有利于學生思維能力的培養(yǎng)
物理教學過程十分強調(diào)對學生能力的培養(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)在對問題明確后，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�，F(xiàn)代物理知識就極易培養(yǎng)學生的思維能力。在介紹了光的波粒二象性后，學生就會由光對物質(zhì)的作用而與電場、磁場聯(lián)系提出光周圍是否存在“光場”類似的問題。雖然這是一個沒有定論的問題，但對促使學生思維，培養(yǎng)學生思維能力是有利的。
3 滲透現(xiàn)代物理前沿知識教學有利于激發(fā)濃厚的研究興趣
大學物理教學中學生往往有厭學和畏難情緒，這與內(nèi)容枯燥有極大的關(guān)系，我們可以在教學的過程中適量地介紹一些近代物理和前沿知識，開闊學生的眼界，提高學習物理的興趣。在學習中，好奇和興趣對人類的學習活動將產(chǎn)生巨大的推動作用。一旦對某問題有了好奇心，就會對如何搞清問題的實質(zhì)、怎樣拿出解決問題的方法產(chǎn)生動力；一旦對學習發(fā)生興趣，就會充分發(fā)揮自己的積極性和主動性。
例如：近代物理技術(shù)如光纖、光電效應、激光、超導等的實驗和在各領(lǐng)域內(nèi)的應用的介紹又極大地喚醒學生神圣的好奇心。比如向?qū)W生介紹一些被認為是21世紀最具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)——超導技術(shù)，高溫超導線材能耗低，通電能力是相同截面積銅導線的100倍以上，目前已被廣泛用于超導電纜、超導變壓器、超導電機、超導限流器、超導磁分離器、超導磁共振成像（MRI）、超導儲能裝置、超導磁懸浮列車等應用產(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前景。
在大學物理教學中如果能重視新知識、新技術(shù)的介紹，不僅能起到起點綴的作用，更重要是能激發(fā)學生濃厚的研究興趣、喚醒神圣的好奇心。同時還可以讓學生明白，有許多問題是不能用經(jīng)典物理解決的，必須要用近代物理才能解決，能給學生留下一個懸念，以達到激發(fā)學生學習興趣的目的。
4 滲透現(xiàn)代物理前沿知識教學更是時代發(fā)展的要求
當今社會，是一個科技高度發(fā)展，生產(chǎn)突飛猛進的社會，是一個信息加競爭的時代。在世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟競爭，日趨激烈。而經(jīng)濟競爭，主要是科技競爭；科技競爭，主要是人才競爭；人才競爭，主要是教育的競爭。而大學物理教學，也不可避免地要投入這場競爭中。物理學作為現(xiàn)代科學技術(shù)的基礎(chǔ)科學，是青年學生接受科學教育的重要組成部分，它對培養(yǎng)學生具備基本的科學素質(zhì)起著突出的作用。因而，它在最基本的層次上決定著一個國家公民的科學文化素質(zhì)及科技發(fā)展的程度。所以，大學物理教學不能裹足不前，要適應時代的需要，要進行必要的改革和創(chuàng)新。在大學物理教學中，滲透現(xiàn)代物理前沿知識教育，是適應科技競爭的需要，時代的需要。
由于粒子物理學、天體物理學、凝聚態(tài)物理學等近代物理分支突飛猛進的發(fā)展，加之激光技術(shù)、納米技術(shù)廣泛的應用于各個領(lǐng)域，我們必須看到經(jīng)典物理教學面臨的困境，一方面，事實就是：在許多現(xiàn)代技術(shù)中，目前經(jīng)典物理學束手無策、無能為力。一是學生認為經(jīng)典物理學已經(jīng)過時，所以對經(jīng)典物理學的學習興趣淡薄。在這里我們引用李政道教授的一句話：“科學的目的是尋求如此簡單的一組基本原理，用這組基本原理，能夠說明所有已知事實，并預言新的結(jié)果�！苯�(jīng)典物理就是這樣的一組基本原理，它依然是現(xiàn)代科學技術(shù)進步的基礎(chǔ)。二是近代物理學本身有許多的內(nèi)容還是建立在經(jīng)典物理學的理論基礎(chǔ)上的；另一方面，教學的規(guī)律和學生的學習必須是循序漸進的。所以，我們在大學物理的教學中，可以適當滲透現(xiàn)代物理前沿知識，以加強學生的物理思想培養(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，更是適應科技競爭的需要、時代發(fā)展的需要。
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