近代物理人才培養(yǎng)改革
時(shí)間:2022-05-30 09:31:00
導(dǎo)語:近代物理人才培養(yǎng)改革一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
近代物理是物理學(xué)的近展。由于近代物理課程內(nèi)容較深,所涉及知識(shí)領(lǐng)域較寬,而且思想新穎,概念抽象,學(xué)生往往感到難學(xué),不容易懂,有一種畏懼感。如何加快提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展所需要的具有創(chuàng)造性的高素質(zhì)人才,是從事近代物理教學(xué)的教師所面臨的主要任務(wù)。
一、近代物理教學(xué)方法的改革
1.在近代物理教學(xué)中引入物理學(xué)史,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
教學(xué)的基本任務(wù)除了向?qū)W生傳授近代物理基本知識(shí)外,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。但是在一般的近代物理教材中,物理大師當(dāng)初做出的重大發(fā)現(xiàn)的歷史過程,即他們探索的過程,獨(dú)特的思路,認(rèn)識(shí)的飛躍和十分有效的方法,往往被過濾掉。這種狀況對學(xué)生全面發(fā)展是十分不利的。因此,在近代物理教學(xué)中,講述一些物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史案例是克服這一缺陷的有效手段。在教學(xué)中把著眼點(diǎn)放在物理學(xué)中的推理、發(fā)現(xiàn)以及概念形成的認(rèn)識(shí)過程上,生動(dòng)的描繪科學(xué)家探索物理世界奧秘的艱辛歷程,以其中的歷程和哲理去感染學(xué)生,激發(fā)他們學(xué)習(xí)近代物理的興趣,提高他們學(xué)習(xí)的積極性。并使學(xué)生受到科學(xué)研究方法的熏陶,獲得比從單純的知識(shí)灌輸中得不到的才能。——培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神。學(xué)生學(xué)習(xí)近代物理,光記住一些物理概念、數(shù)據(jù)、定律和公式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這并不表示真正理解了近代物理。因?yàn)榭茖W(xué)的主體并不是它所獲得知識(shí)的多少與深度,更重要的在于“探索”。因此,在教學(xué)中引入物理學(xué)史能使學(xué)生從近代物理知識(shí)的更替演變中認(rèn)識(shí)它的條件性,局限性,認(rèn)識(shí)科學(xué)理論的相對真理性。使學(xué)生知道物理學(xué)永遠(yuǎn)是一個(gè)充滿生機(jī)活力的學(xué)科,它永遠(yuǎn)不會(huì)老化和僵死,永遠(yuǎn)不會(huì)終止探索步伐。——培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)方法。在教學(xué)中,不但是為傳授知識(shí),更重要的是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。要使學(xué)生懂得:不囿于傳統(tǒng)理論和觀念,不迷信權(quán)威和書本,是科學(xué)創(chuàng)新的思想前提。在科學(xué)本身的矛盾已經(jīng)顯現(xiàn)出來時(shí),誰能首先同束縛科學(xué)發(fā)展的傳統(tǒng)觀念決裂,勇于提出新思想,新見解,誰就可能搶占到科學(xué)發(fā)展的前沿陣地,做出突破性的發(fā)現(xiàn)。愛因斯坦不拘泥于一切傳統(tǒng)的觀念,他以徹底創(chuàng)新精神革新了舊有的觀念,建立了狹義相對論的時(shí)空觀,成為現(xiàn)代物理學(xué)的杰出代表。楊振寧和李政道敏銳地審察了從未被人懷疑過的宇稱守恒定律的適用范圍,大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的假說,從而導(dǎo)致了物理學(xué)理論的一個(gè)突破性的進(jìn)展。在近代物理發(fā)展過程中,人們廣泛采用了多種科學(xué)研究方法,如實(shí)驗(yàn)方法、模型方法、分析和綜合方法、類比方法、科學(xué)假設(shè)方法等。如德布羅意在光具有波粒二象性的啟發(fā)下,將物質(zhì)粒子與光作了類比,提出了物質(zhì)粒子和光一樣具有波粒二象性的假設(shè)。后來被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。1974年,丁肇中和里希特在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了新的粒子。1963年,蓋爾曼等人提出了強(qiáng)子由夸克組成的模型,幾乎同時(shí)我國物理學(xué)家也提出類似的層子模型。在教學(xué)過程中利用這些生動(dòng)事例,來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)方法,對他們將來在科技工作中大有益處。
2.大力采用滲透式教學(xué)方法
我國傳統(tǒng)的教學(xué)方法大都采用“全盤授予”“注入式”和“按部就班”的教學(xué)方式,一貫強(qiáng)調(diào)學(xué)生循序漸進(jìn)式學(xué)習(xí)知識(shí),其優(yōu)點(diǎn)是能比較牢固系統(tǒng)地掌握基本知識(shí),但也造成我們講授新知識(shí)時(shí),態(tài)度過于謹(jǐn)慎,不敢大膽涉及新的領(lǐng)域,知識(shí)面較窄。著名物理學(xué)家楊振寧說:滲透性學(xué)習(xí)法,就是在學(xué)習(xí)的時(shí)候,學(xué)生對學(xué)習(xí)的內(nèi)容還不太清楚,但就在不太清楚的過程中,已經(jīng)一點(diǎn)一滴地學(xué)到了很多重要的東西。同時(shí)楊先生認(rèn)為,中美雙方教育傳統(tǒng)的長短是互補(bǔ)的,若能將兩者和諧地統(tǒng)一起來,在教育上將是一個(gè)有意義的突破。為了培養(yǎng)創(chuàng)新人才,我們應(yīng)該努力去突破。我認(rèn)為:對于基本概念,基本規(guī)律,定理及基礎(chǔ)理論,這些內(nèi)容包括基本的物理實(shí)驗(yàn),物理圖像,物理思想和物理模型,用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行講解。而一些新發(fā)展的理論,現(xiàn)代科技應(yīng)用等內(nèi)容時(shí),就采用滲透式教學(xué)方法。比如,目前正在研究,還在爭論的中微子有沒有質(zhì)量?質(zhì)子會(huì)不會(huì)衰變?我們的宇宙是封閉的還是開放的?廣義相對論、穆斯堡爾效應(yīng)、核反應(yīng)堆、超流與超導(dǎo)、玻色—愛因斯坦凝聚、基本相互作用等。在科技應(yīng)用方面,如電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、激光分離同位素技術(shù)、激光技術(shù)、X光電子譜、核磁共振技術(shù)、放射性同位素技術(shù)、穆斯堡爾譜技術(shù)、核電技術(shù)、熱核聚變技術(shù)、加速器等。對于這些內(nèi)容是為了使學(xué)生擴(kuò)大視野和提高視角。只要求學(xué)生知道和了解,不必也不可能要求學(xué)生深入理解和一定要掌握。
二、人才培養(yǎng)中的教學(xué)手段改革
學(xué)生對物理概念的認(rèn)識(shí),要依靠對物理現(xiàn)象的感知。但傳統(tǒng)的近代物理教學(xué)手段只能把物理現(xiàn)象和物理過程靠教師用粉筆在黑板上靜態(tài)地給學(xué)生勾畫和講解,學(xué)生難以獲得動(dòng)態(tài)和直觀的感性認(rèn)識(shí)以及清晰的物理圖像。這是學(xué)生感到近代物理難學(xué)的一個(gè)重要的原因,而利用把圖、文、聲、像高度集中成于一身的多媒體課件不僅能再現(xiàn)或模擬各種物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象,對于一些內(nèi)容比較抽象,理論難以理解景象不易描述,實(shí)驗(yàn)條件不足以再現(xiàn)的情況,則可借助多媒體技術(shù)。這既能增加教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力,調(diào)動(dòng)學(xué)生運(yùn)用多種感官參與教學(xué)活動(dòng),活躍課堂氣氛,吸引學(xué)生的注意力,更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)又有助于教師講清物理思想,物理過程和物理方法。例如,原子核式結(jié)構(gòu)模型這一節(jié),通過粒子散射實(shí)驗(yàn)講述了原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立。用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像結(jié)合,顯示粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)原理、模擬實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果及結(jié)論。同時(shí)附有湯姆孫、盧瑟福在實(shí)驗(yàn)的工作照片及生平簡介。因此,采用多媒體教學(xué)手段一方面可以解決近代物理內(nèi)容多課時(shí)減少的矛盾,大大地減少教師的板書和繪圖的時(shí)間,從而可以把更多的時(shí)間用于講課,增加了課堂傳遞的信息量,可以比用傳統(tǒng)的教學(xué)手段講授更多高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容。另一方面,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)近代物理的積極性,提高了教學(xué)質(zhì)量。利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)手段,把教學(xué)計(jì)劃,教學(xué)大綱,作業(yè),復(fù)習(xí)提綱,考試要求等內(nèi)容放在學(xué)校網(wǎng)頁上,學(xué)生在上課之前就能夠非常清楚地知道這個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)任務(wù)。教師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生之間可以在網(wǎng)上討論疑難問題。
三、考試方式改革
為了在整個(gè)教學(xué)過程中,很好地貫徹培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,在考試方面進(jìn)行了改革,把考試分為閉卷考試和開卷考試兩種方式。——閉卷考試按照教學(xué)大綱要求。主要是考查學(xué)生對近代物理基本知識(shí)理解應(yīng)用能力,少量是考查靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,連同平時(shí)作業(yè),這部分占總成績的60%~70%左右。——開卷考試以寫論文的形式進(jìn)行,要求一學(xué)期內(nèi)完成。學(xué)生要按照科技論文的要求,寫出摘要和關(guān)鍵詞,正文及參考文獻(xiàn)。這部分可占領(lǐng)30%~40%。論文不僅僅作為單一的考查手段,而是融入教學(xué)的全過程,以此推動(dòng)教與學(xué)。首先整體向?qū)W生介紹近代物理的主要內(nèi)容及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。然后向?qū)W生推薦題目,學(xué)生也可以根據(jù)自己興趣自擬題目。并向?qū)W生推薦一些文獻(xiàn)資料,更多的還是讓學(xué)生根據(jù)自己感興趣的問題自己去尋找,以鼓勵(lì)學(xué)生廣泛涉獵,擴(kuò)大視野,培養(yǎng)查閱文獻(xiàn)資料的選題能力。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,這樣做有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。通過查閱相關(guān)資料,可進(jìn)一步深入了解近代物理形成與發(fā)展過程,以及近代物理的基本原理在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,學(xué)習(xí)研究問題的方法,培養(yǎng)分析判斷綜合評(píng)價(jià)能力,以及知識(shí)的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。