高中物理教學(xué)與物理前沿

1、高中物理教學(xué)與物理前沿    高中物理教學(xué)與物理前沿高中物理教學(xué)與物理前沿1 理論內(nèi)容的分析當(dāng)代物理前沿理論主要包括：粒子物理和量子場論，超弦理論和場論，引力理論與宇宙學(xué)，凝聚態(tài)理論，生物物理，原子核理論和原子分子理論，量子物理和量子信息理論等等。這些新的理論在物理教材中都有著不同程度的體現(xiàn)。比如，在萬有引力的章節(jié)中，就對(duì)四種相互作用力和引力場進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，讓學(xué)生對(duì)場理論有了一個(gè)比較初步的了解，而不僅僅局限于引力場；在學(xué)習(xí)簡諧運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容時(shí)，對(duì)單擺的非線性運(yùn)動(dòng)及混沌理論進(jìn)行了介紹，使學(xué)生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性有了直觀的認(rèn)識(shí)這些新的理論不僅能豐富學(xué)生對(duì)物理理

2、論的認(rèn)識(shí)，更能激發(fā)他們對(duì)這些尚不完善理論的好奇心，從而增加他們學(xué)習(xí)物理的興趣。2 中學(xué)物理教師應(yīng)補(bǔ)充新知識(shí)，提高自身的文化素養(yǎng)由于歷史的原因，目前絕大多數(shù)的中學(xué)物理教師是在狹窄的專業(yè)模式中培養(yǎng)出來的，教師在大學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)的知識(shí)很多已經(jīng)陳舊、過時(shí)，如果試圖靠吃老本，那是絕對(duì)行不通的?，F(xiàn)代社會(huì)青少年學(xué)生的知識(shí)信息來源非常廣泛，各種渠道的信息擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，但也給他們帶來了各種新問題，他們希望從教師那里找到正確答案。“要想給學(xué)生一杯水，教師就得有一桶水”。如今學(xué)生這個(gè)“杯子”越來越大了，如果教師還靠自己桶里原來那么點(diǎn)水，怎么能夠舀給學(xué)生呢？更重要的是，我們應(yīng)有一桶流動(dòng)的水，常言說，流水不腐，即我們

3、的知識(shí)應(yīng)該吐故納新，使我們擁有一桶永遠(yuǎn)是新鮮、富有營養(yǎng)、受學(xué)生歡迎的高質(zhì)量的水。 <楊振寧教授曾經(jīng)指出：“中國的研究生興趣太窄，對(duì)物理學(xué)方面的興趣太窄，對(duì)一般的事物的興趣也顯得太窄我覺得這是一個(gè)不好的普遍現(xiàn)象。”這種興趣狹窄的普遍現(xiàn)象的造成，不是一朝一夕形成的，這當(dāng)中也有因我們中學(xué)物理教師的知識(shí)陳舊、知識(shí)面狹窄而應(yīng)負(fù)的不可推卸的責(zé)任。隨著“3+”高考模式在全國的普遍推廣，各學(xué)科之間相互聯(lián)系、相互滲透的趨勢日益明顯，這就更要求我們中學(xué)物理教師要注意利用一切機(jī)會(huì)充實(shí)自己，擴(kuò)大自己的知識(shí)面，提高自身的文化素養(yǎng)，在掌握精深的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，廣泛涉獵相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，如生命科學(xué)、文史知識(shí)、教育理論知

4、識(shí)等。無論社會(huì)如何發(fā)展，豐富的知識(shí)底蘊(yùn)、廣博的信息含量始終是教師取得成功的基礎(chǔ)之一。20世紀(jì)的物理學(xué)已取得的成就是極其輝煌的。時(shí)至今日，物理學(xué)仍是一門充滿生機(jī)和活力的學(xué)科，它的創(chuàng)造性進(jìn)展仍日新月異，整個(gè)物理學(xué)，在21世紀(jì)將有一個(gè)更加輝煌的發(fā)展。由于物理學(xué)研究對(duì)象的擴(kuò)展，從宏觀到微觀，從傳統(tǒng)的物理過程到化學(xué)過程，從無生命到有生命，以至很難用傳統(tǒng)的眼光來界定什么是物理學(xué)了。正如國外物理學(xué)家風(fēng)趣地說：“什么是物理學(xué)？物理學(xué)家所做的工作就叫物理學(xué)。”例如，1995年在我國廈門召開的第十九屆國際統(tǒng)計(jì)物理學(xué)大會(huì)，有相當(dāng)一部分論文的題目看起來不大像物理學(xué)，如“心率、蟑螂、曲折的河流、文字的存儲(chǔ)”等。今天的物

5、理學(xué)已代表著一套獲得知識(shí)、組織知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的有效步驟和方法，把這套方法運(yùn)用到什么問題上，這問題就成了物理學(xué)。2001年3月2日，江澤民等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人到北京展覽館參觀了“863”計(jì)劃15周年成就展，在展區(qū)內(nèi)陳列著“世界上第一輛載入高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車”，“長了人耳的老鼠”，“種在海水里的蔬菜”，“高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆”等。這些成就均可劃歸到物理學(xué)的范圍內(nèi)，從這種發(fā)展趨勢來看，中學(xué)物理教師必須跟蹤物理學(xué)的前沿進(jìn)展，按照物理學(xué)發(fā)展的趨勢，改變我們單一的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)新形勢的要求。 3 了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的本來面目，引導(dǎo)學(xué)生立志創(chuàng)新、獻(xiàn)身科學(xué)我們?cè)诮虒W(xué)中一味強(qiáng)調(diào)科學(xué)家是“發(fā)現(xiàn)”而非“發(fā)明”了科學(xué)真理，就好像

6、真理是先驗(yàn)的、與人無涉的存在，就算不被此科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，也必然會(huì)被彼科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一樣?！跋闰?yàn)論”歪曲了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)過程，嚴(yán)重貶低了科學(xué)家的創(chuàng)新，更為嚴(yán)重的是，似乎還容易使學(xué)生滋生惰性，產(chǎn)生對(duì)文本及教師的盲信盲從和過度依賴，喪失其在科學(xué)中實(shí)現(xiàn)自我的使命感。科學(xué)發(fā)現(xiàn)真的與人無關(guān)嗎？果真如此的話，科學(xué)豈不等同于考古學(xué)，終有發(fā)現(xiàn)窮盡的時(shí)候？1997年美     高中物理教學(xué)與物理前沿(2)國出版了資深科學(xué)記者約翰霍根（J.horgan）撰寫的科學(xué)的終結(jié)一書，作者在訪問了許多知名學(xué)者之后就斷言：科學(xué)（尤其是純科學(xué)）已經(jīng)終結(jié)，偉大而又激動(dòng)人心的科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)代已一去不復(fù)返了

7、，一切自然科學(xué)都到了散     由此看來，所有“科學(xué)終結(jié)說”的宣言或預(yù)言均只是人為的虛妄，因此就不能讓學(xué)生耽于神話，由此滋生惰性、不思進(jìn)取。前沿物理體現(xiàn)了對(duì)前人的質(zhì)疑與超越，在本質(zhì)上是一種前喻文化。有意識(shí)地將其滲透于教學(xué)中，既可以讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展的本來面目，也有利于打破后喻文化的禁錮，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物理學(xué)遠(yuǎn)未達(dá)臻完美，尚有許多未知在等著他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)新。物理學(xué)仍然大有可為，物理學(xué)是值得他們獻(xiàn)身的事業(yè)。4 中學(xué)物理教學(xué)滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)的方法中學(xué)物理教學(xué)中，滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)，不僅要求內(nèi)容上使學(xué)生容易接受，在教學(xué)方法上更應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選擇

8、適宜的方式方法和教學(xué)手段。過去那種灌入式教學(xué)方法顯然不行，課堂教學(xué)的一般方法也不盡合適，那么，如何滲透現(xiàn)代物理知識(shí)呢？4.1 充分利用電腦多媒體教學(xué)手段。電腦多媒體輔助教學(xué)（CAI）是現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)中最先進(jìn)的一種方法，它具有直觀形象、生動(dòng)活潑、聲像并茂的特點(diǎn)，利用它可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、化難為易、化繁為簡、化靜為動(dòng)、化抽象為直觀，提高學(xué)生的興趣和注意力，從而提高現(xiàn)代物理知識(shí)的滲透效果。比如，現(xiàn)代分形理論是認(rèn)識(shí)自然界真實(shí)面目的一個(gè)有力工具，對(duì)它的滲透，如果只講抽象的概念，就學(xué)生的認(rèn)知水平，難以理解和接受。如果利用電腦演示給學(xué)生，那奇妙的圖像、美麗的色彩，那無盡的分形、無窮的變幻，必將給學(xué)生帶來極大的驚

9、喜，激起學(xué)生的好奇心和求知欲，調(diào)動(dòng)起學(xué)生探求真理，崇尚科學(xué)的熱情和興趣。 < 4.2 錄相手段的應(yīng)用。錄相教學(xué)是電化教學(xué)的一種常用手段，它同樣具有聲像并茂的特點(diǎn)，且直觀形象，生動(dòng)有趣。在中學(xué)物理教學(xué)中，利用錄相手段進(jìn)行現(xiàn)代物理前沿知識(shí)的滲透，是一種難得的好方法。問題是錄相資料從何而來，靠自己制作顯然有很大局限性和困難，不妨從電視節(jié)目中或從專題性科普知識(shí)節(jié)目中進(jìn)行裁錄，在教學(xué)中，適時(shí)地通過錄相課的形式，放給學(xué)生觀看，會(huì)收到良好的效果。比如，中央電視臺(tái)制作的“黑洞之迷”、“宇宙大爆炸理論”等節(jié)目，都是很好的錄相教材，如果能利用網(wǎng)絡(luò)資料，當(dāng)然更好。4.3 通過活動(dòng)課程，滲透現(xiàn)代物理知識(shí)。在中學(xué)物理教學(xué)中，適當(dāng)開展豐富多彩的活動(dòng)，來滲透現(xiàn)代物理知識(shí)，不失為一種好方法。比如，組織學(xué)生參觀科技展覽；開展常規(guī)性的科技活動(dòng)；聘請(qǐng)科學(xué)家做科普講座、報(bào)告等，另外，也可通過讀書競賽、辦黑板報(bào)等形式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代物理知識(shí)的滲透，使他在活動(dòng)中受到潛移默化的。長期對(duì)前沿物理教學(xué)的相對(duì)忽略，導(dǎo)致了科學(xué)教育的“片斷化”。物理教育成了物理“斷代史”的教育，使學(xué)生只知物理學(xué)的昨天，不知物理學(xué)的今天，不見物理學(xué)的明天?？梢?，在中學(xué)物理教學(xué)中滲透現(xiàn)代物理前沿知識(shí)既有它的必要性