物理專業論文

物理專業論文1

　　 摘要：本文從新能源材料專業學生的實際情況出發，結合固體物理學課程的特點，介紹了在教學內容、教學方法和考核方式三方面所做的一些改革與實踐。

　　關鍵詞：固體物理學;教學改革;教學實踐

　　固體物理學是一門研究固體的結構及其組成的微觀粒子(原子、離子、電子等)間相互作用和運動規律，從而闡明其性能與用途的學科。它是微電子技術、光電子學、材料學等技術和學科的基礎，同時，也在太陽能光伏發電等新能源技術的革新發展中起著關鍵作用。因此，在常州大學新能源材料專業中開設該課程，并將其作為該專業的主干課程之一，希望使本專業學生掌握一定的固體物理知識及其研究方法，從而有助于學生增強理學背景，擴展視野，提高其解決問題的能力，而且為他們畢業后進一步深造或就業奠定堅實的基礎。

　　一、新能源材料專業固體物理學教學現狀分析

　　新能源材料專業是常州大學近年來為培養新能源產業發展所需的專業人才而設立的新專業。該專業處于起步階段，人才培養模式和課程體系的構建亟需完善，而且材料類專業課程往往更偏重材料的工藝、性質和性能，這些課程往往重工輕理，造成學生的理科背景不強。而固體物理學課程包含了很多晦澀難懂的專業定義、復雜的三維空間想象與變換和煩瑣的理論推導，需要以高等數學、熱力學與統計物理和量子力學等理論性很強的課程為基礎，因此客觀上造成本專業的學生并未做好學習固體物理學課程的準備。舉例來說，這些學生的先修課程并不包含量子力學。此外，像高等數學這類課程，學生雖已經學習過，但由于課時等原因，這類課程的學習程度沒有達到學習固體物理學課程的要求。由于上述原因，本專業的學生在學習本課程的過程中感到相當的吃力，特別是涉及到一些抽象的定義和復雜的數學推導過程，使部分學生產生了厭學的情緒。因此，為達成設立本課程的初衷，其課堂教學和考核的改革勢在必行。

　　二、教學內容的改革

　　固體物理學課程的內容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎部分和固體物理專業部分。由于本專業的培養方案將本課程定性為專業基礎課程，并為其安排了56個學時，因此僅講授固體物理基礎部分，并對其有所取舍，充分考慮新能源材料專業側重太陽能光伏發電和鋰離子電池儲能的特點。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項金鐘和吳興惠翻譯的《固體物理導論》，講授該教材的前七章，側重材料的電學性能知識點的講授，減少力學和磁學等相關知識點的比重。例如在第三章晶體結合與彈性常量中，舍棄關于彈性常量的講解，回避復雜的角標和矩陣方程，既可以減少學生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學性能相關的章節。此外，Kittel著《固體物理導論》這本教材比較注重物理結論，而在某些地方忽視了如何引出該結論的過程，如果只是照本宣科，必然會使學生對課程的內容產生懷疑，最終導致他們失去學習的興趣。因此，在教授的過程中作者還取多家之長，對該教材忽略的重要過程進行補充，力爭講清每個知識點的來龍去脈。比如，在第六章自由電子費米氣中，《固體物理導論》該教材直接引出了一維情況下能級的表現形式，這種不通過薛定諤方程的方式使學生感覺知識點比較突兀，缺乏心理準備。對此，我們在這部分補充了薛定諤方程的知識，而后自然地引出教材內容。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內容，使知識體系更趨完善，更在潛移默化中將對待工作認真負責的做人道理傳遞給學生，起到了教書育人的目的。

　　三、教學方法的改革

　　正如前面所述，固體物理學課程內容理論性強，比較抽象難懂，而學生由于種種原因并未打下學習該課程的基礎。為了解決這一矛盾，作者首先將要用到的《量子力學》、《統計物理學》和《高等數學》中相關知識點在課堂上穿插講解，為學生補缺補漏，解決先修課程不足的問題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數學推導和演算，采用定性解釋或數學推導與定性解釋相結合的辦法去解釋固體的性質和結論。例如，在講解費米-狄拉克分布時，如果從數學推導上去解釋這一結論會十分煩瑣，我們采用生活中汽車長隊等紅燈的例子去類比解釋：將一輛輛汽車類比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類比為固體中的費米能級，將紅燈時沒有汽車越過斑馬線類比為0K下固體中所有電子排布在費米能級之下，將綠燈時首先是靠近斑馬線的汽車通過斑馬線類比為0K以上原費米能級附近的電子首先激發到高能級。這樣就很容易讓學生理解這一重要的結論，并且有助于樹立學好這門課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費米氣的過程中，首先給學生補充薛定諤方程的知識點，但由于他們沒有學過《量子力學》課程，對薛定諤方程的講解采用數學推導與定性解釋相結合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個重要的假設就能簡單的導出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識。采用這樣一些方法，可將一些較復雜、抽象的知識點以較為生動的形式傳授給學生，改變了他們對這門課程看法。

　　四、課程考核方式的改革

　　學生成績評定是教學過程的主要環節之一。目前常用的考核方式有閉卷和開卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內容，容易造成學生考前突擊，死記硬背;后一種形式考查內容靈活，但學生往往對考試復習無從下手，一些學生甚至存在投機取巧的僥幸心理，放棄對所學內容的復習。結合固體物理學課程理論性強、內容靈活但又有大量基本結論和公式需要記憶的特點，作者采取半開卷的考試形式，即統一向學生發放一張A4大小的紙，學生在復習過程中可將他們認為重要的知識點歸納總結在這張紙上，而考試時可查閱這張紙上的內容。采用這種方法，避免了學生在復習過程中將大量精力放在結論和公式的記憶上，有助于督促學生對所學課程內容進行思考，從而提高了學生的綜合素質。

　　總之，在新能源材料專業固體物理學課程教學過程中，要堅持以學生為本，以學生為主體，在充分認識本專業學生特點的基礎上，不斷改革，勇于實踐，不斷充實和完善自己，最終做到因材施教。

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物理專業論文2

　　物理化學實驗在化學化工類專業中處于非常重要的位置，是本科層次化學化工類專業學生實驗技能、實驗綜合能力和綜合素質培養提高的重要部分。與其它化學實驗課程不同的是，物理化學實驗更側重于定量地解釋化學過程的規律，所采用的實驗方法更加多種多樣，涉及到熱、電、光、聲、磁等物理方面的內容較多。長期以來我校的物理化學實驗教學存在突出的問題有：(1)由于受到傳統教學觀念、思想的束縛和教與學地位認識不清，實驗教學始終擺在一個單純配合驗證理論教學的從屬地位上，成了理論課的附庸課。(2)學生對實驗課的重要性認識不夠，積極性差，課前不預習，課上不思考，缺乏探究意識，認為實驗課總歸會過關的，有時候老師也沒有把知識的學習、能力的培養、綜合素質的提高放在實驗教學的第一位。(3)實驗內容過份側重學科訓練，實驗功能單一，主要是驗證性實驗，缺少綜合性、設計性實驗，學生學習興趣低，應付了事。(4)學生實驗挫敗的心理素質差，在實驗中，若出現“異�！鼻闆r和實驗失敗時不能冷靜地分析原因，尋求解決問題的辦法。這些現狀導致學生實驗能力培養與訓練的削弱以及抑制了學生主觀能動作用和創新能力的培養，因此傳統的物理化學實驗教學模式很難適應社會對高級人才素質的要求，為了提高教學質量，培養探索精神和創新能力，提高學生學習的主動性，我們對化工專業物理化學實驗教學進行了改革。

　　1調整實驗課程結構，優化實驗教學內容

　　由于長期以來在物理化學實驗教學中，通常較多重視的是實驗課程的顯性功能，例如驗證化學理論、訓練化學實驗操作、學習有關數據的處理方法等，而對訓練學生的實驗觀察能力和創造能力重視不夠，缺少培養學生創新精神和解決問題、分析問題的能力，因此，必須從物理化學實驗課程結構、實驗教學內容等方面進行改革與整合。

　　1.1調整實驗課程結構

　　打破物理化學實驗教學隸屬于相應理論課程開設的傳統模式，實驗獨立設課，構建新的物理化學實驗課程體系，新的課程體系是以物理化學的基本原理為基礎，以學生的實驗能力為核心，以訓練學生的實驗技能與操作為主線而建立。

　　1.2優化實驗教學內容

　　物理化學實驗內容分成四大部分：(1)實驗基本理論與技術講座;(2)基本試驗的訓練;(3)綜合試驗;(4)設計試驗。并以先基礎，再綜合，后設計的實驗課程設置模式，這樣可以實現對學生循序漸進，靈活多樣，因材施教的教學新模式，提高了學生的綜合素質和實驗技能，培養學生的科學思維能力和創新能力。

　　目前我校物理化學實驗可開設的實驗數目一共有13個，改革前，必做的實驗為10個，改革后必做實驗為10個，選做實驗3個。選做實驗由實驗指導教師向學生提供實驗題目、與實驗內容有關的知識點、實驗的目的意義和現有的實驗條件、本實驗方法和手段在未來科研開發中的一些具體應用等，激發學生的學習熱情。然后學生根據實驗指導教師提出的要求進行查閱文獻，了解目前國內外相關實驗的測試方法和手段以及研究進展。學生通過對收集到的文獻進行科學分析對比，提出自己的見解。并且每位學生在此基礎上制定一個較為完整的方案，雖然學生設計的實驗方案不一定合理、科學，也不一定跟現有的實驗條件相匹配等，但是教師可以把學生組織在若干小組內，進行討論，公開收集到的相關信息，并根據現有的實驗條件，探討其方案的可行性，通過多方案的對比分析，選出大家認為較為合理的方案。在整個討論過程中，教師的作用是給予適當的指導。這樣可以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的綜合能力和創新能力。

　　2改進教學方法，采用現代教學手段

　　長期以來，大部分物理化學實驗教學采用灌輸式教學方法，簡單落后，教師對實驗的各個細節完全交代清楚，因此學生不知不覺就產生了一些依賴老師的思想，很多學生在課前預習只是一種形式，為了完成老師布置的任務而將實驗內容抄了一遍，葫蘆畫瓢來模仿，甚至根本就沒有通過大腦思考，無法調動學生的主觀能動性，學生感到枯燥無味，積極性和創造性得不到發揮，也滿足不了實驗教學對學生創新能力培養的要求，因此必須對傳統的教學方法和手段進行改革。

　　2.1部分實驗“先做后講”

　　在實驗課教學過程中，我們根據不同專業的學生特點和實驗內容進行調整教學方法。對于那些實驗原理、實驗所用的儀器及實驗內容較為簡單時，可采用“先做后講”的方法。即教師在實驗前不先講解實驗內容，實驗操作等，學生在做好實驗預習的基礎上直接進行實驗，最后，教師根據實驗的情況進行總結和解析。因此，如果學生沒有做好預習，是很難按計劃完成任務的。預習與否、預習態度和質量決定實驗的成功與否。因此，該方法可以促使學生主動預習實驗內容。由于實驗是學生自己實施進行，且在相互討論的基礎上自己進行推斷，從而大大激發了學生的學習興趣。

　　2.2設計實驗“開放式”

　　在傳統的化學實驗教學中，由于大多數實驗以教科書按部就班地進行，學生按教材上所寫的實驗步驟做完一遍，交上實驗結果，教師通過將學生的實驗結果與標準結果比較進行實驗成績評定。這種教學方式在化學化工人才的實驗知識和實驗技能的培養過程中也發揮過重要作用。但這種教學模式很難做到因材施教，不利于培養學生學習的興趣，難以激活創新思維。因此我們通過對設計實驗開放式教學來解決這個問題，并在開放式實驗教學課中，改變強調一次性獲得準確結果的觀念，允許出現誤差或失敗，讓學生從失敗中學習，通過重復實驗達到實驗教學的要求。對實驗課時長，難以在課內重做，可在課余時間進入實驗室訓練。開放式實驗，有利于對學生因材施教，有利于學生個性發展，也有利于培養學生對化學實驗的興趣。幾年的實踐證明，學生對開放式實驗教學方式比較歡迎，普遍反映學習效果較好。

　　2.3教學手段“現代化”

　　盡管實驗教學本身就是直觀教學，但由于物理化學實驗儀器水平較低，儀器數量不足;人力投入不夠和教學效果不理想等原因，因此還是要重視現代化教學手段的運用，特別要重視計算機多媒體在物理化學實驗教學的作用，使學生學習和掌握更多的儀器使用和操作技術，更深刻地理解實驗原理和數據處理方法。例如通過多媒體課件，向學生較系統的講授數據處理和誤差傳遞、真空技術、溫標及測溫技術、電工電子技術、常用儀器、實用電路及線路分析、常用配套電極的制備方法等，通過物理化學實驗技術知識講座的開設加強了學生對有關基礎知識、基本技能的掌握。此外，實驗數據處理能力也是物理化學實驗非常重要的一部分，加強這一能力的培養，我們既要學生注意實驗過程中數據記錄與整理，更要注意實驗后的數據分析與處理。隨著計算機的普遍應用，可以使用計算機處理實驗數據。物理化學實驗中最常見的數據處理是實驗數據作圖或對實驗數據計算后作圖，然后線性擬合或非線性曲線擬合求得需要的參數，用Origin軟件在計算機上很快完成。如“液體飽和蒸氣壓的測定”、“一級反應——蔗糖的轉化”、“丙酮碘化反應速率常數的測定”、“乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定”、“氫超電勢的測定”、“粘度法測大分子化合物的分子量”、“固體比表面的測定”等實驗用線性擬合的方法。

　　2.4考試方式“多樣化”

　　改變以往物理化學實驗成績主要根據實驗報告成績和期末筆試成績來評定的方式，建立“注重平時、能力為主，兼顧理論，口筆結合”的綜合考核辦法，其中課前預習、實驗操作、實驗態度、獨立工作能力、儀器保護及損壞情況、環境衛生及實驗報告等內容，記入學生個人學習檔案，作為平時成績，占總成績的40%;期末進行筆試、實際操作、口試三結合的考核辦式，分別總成績的20%。筆試主要注重于實驗原理和實驗數據處理方面的內容,實驗操作和口試是在實驗室當場抽簽進行，把學生做過的實驗事先做了一些改動后，然后制成卡片讓學生隨機抽取，抽到哪個實驗，卡片上設有口試題，在學生實驗操作過程中就口試題進行解答。通過嚴格的成績考核，不只是為了給學生一個學習成績，也是該課程最后一次實驗技能進一步強化的鞏固過程，有助于加強學生綜合素質的培養。

　　3結語

　　幾年來，我校的物理化學實驗課程經過不斷改革探索和實踐，通過改革教學內容和課程體系、教學方法和手段以及考核辦法;通過減少驗證性實驗、增加綜合性實驗，開設設計性實驗等，學生的綜合素質得到了增強，特別是在對待物理化學實驗課程的態度上，學生較為重視，通過這一教學環節，學生的創新精神和創新能力得到了提高，效果是令人滿意的。但由于我校是一所普通地方工科院校，基礎差，起步晚，儀器水平較低，儀器數量不足，要真正使物理化學實驗改革具有開拓性，尚需要更深入的探討和實踐。

物理專業論文3

　　關鍵詞：

　　信息技術與物理課程整合問題對策

　　信息技術與課程整合是我國21世紀基礎教育教學 改革的新觀念，是與傳統的學科教學有著密切聯系和繼承性，又具有一定的相對獨立性特點的新型教學類型，對它的研究與實施，在發展學生主體性、創造性、培養學生創新精神和實踐能力等方面具有重要意義。

　　現代信息技術引入物理教育課程，將使物理教學手段變得更加豐富、生動和多樣化。它不僅會帶動物理教學組織形式，教學的多樣化，而且可以促進物理教學過程信息交流的多元化、認知方式的多元化、最終實現物理教學目標的多元化。在實施物理教育的過程中，現代信息技術在對多媒體信息進行整合與傳輸時所表現出來的集成性、交互性、開放性、情景性、智能性等特點，能為物理教育教學 過程提供多元化的教學資源、智能性的教學過程、非線性化的教學信息組織等全方位的技術支撐。

　　因而，將對傳統的教育教學 觀念、教學模式、教學方式、教學環境、教學組織形式等產生深刻的影響。由此形成的現代化信息技術整合于中學物理教學過程，對提高教學質量和教學效率，實現教學過程與教學目標最優化提供了一種最新的教學方式。其功用毋庸筆者贅言。

　　通過實踐，我們認為多媒體網絡技術與物理學科整合有如下六大特點：

　　一、創設直觀問題情境，激趣引思

　　導入新課時，教師利用多媒體計算機把與學習內容相關的資源通過圖像、動畫、視頻、聲音等展現在學生面前，創設教學情境，激起學生的內在情感，喚起學生強烈的探究欲望，把認知活動與情感活動很好地結合起來。如物理“序言”課的教學，除了演示有趣的物理現象外，還可以通過電腦播放一些我國現代科學技術發展狀況(如火箭、衛星、核電站等)的錄像；講“機械運動”時播放地球自轉、繞太陽公轉及整個太陽系運動影像；講慣性時播放“小女孩腳踏香蕉皮會摔跤”的影像；講“杠桿”時，播放“兩個小孩蹺蹺板”等，這些有趣的物理現象，學生看時如臨其境。這就激發了他們學習物理的濃厚興趣和求知欲望，為以后的物理內容學習準備了無盡的動力。

　　二、模擬實驗情境，化靜為動，轉換觀察空間，提高學生自主探究的能力

　　在物理教學中，用傳統的教學手段如：板畫、掛圖等只能將要教內容圖片般地展示，給學生的只是一幅幅靜態的畫面，不能形成系統的"有血有肉"的整體模型，這也是大多數學生在思維上存在片面性，局限性的原因。

　　多媒體課件具有豐富的表現力，不僅可以自然逼真地表現多姿多彩的視聽世界，還可以使靜態的畫面動態展現，將一些難以用傳統手段完成的物理過程清晰、完整地展現在學生的面前，讓學生有一種身臨其境的感覺，通過對感觀的刺激，形成深刻的感性認識。

　　三、多變性、生動性，及時調動學生的注意力

　　在課堂教學中，使學生的注意力長時間地集中在教學內容上，是教學成功的關鍵。多媒體的多變性、生動性能夠將學生的無意注意轉變為有意注意，從而大大地提高了課堂效率。

　　例如：在講授“慣性”時，首先通過演示實驗喚起無意注意，得出慣性是物體保持原來運動狀態不變的性質；緊接討論、解釋慣性現象很容易使學生產生疲勞感，就在這時將授課內容切換到計算機上。

　　計算機內模擬了“汽車剎車”“飛機投擲物資”，等情景，通過緊張的畫面，空中飛行的飛機及飛機的轟鳴聲，能立即將學生的注意力轉移回來，投入到了積極地討論中去，使課堂氣氛有張有弛。

　　四、多形式、全方位，改變課堂教學模式

　　多形式、全方位的電教媒體創設物理教學情境并結合教師的適時點撥和推理、判斷，給學生說和做的機會，改變傳統教學模式。

　　在課堂上通過充分運用多媒體課件，為學生創造了一個和諧的教學氛圍，提供了大量的學習素材，教學形式一改傳統的講授式、灌輸式，轉為討論式、交互式。

　　學生通過“人機交互”“師生交流”“自由討論”等學習形式，積極主動發現要掌握的知識，學生的個體得到充分的發展，其思維也得到協同發展。整個課堂中，學生能動地展開認識過程、情感過程、意志過程，知、情、意、行得到相應的發展，其口語交際能力、創造能力也得到提高。

　　五、省時高效，解決課時矛盾

　　多媒體技術作為一種先進的教學輔助手段，和以前傳統的“黑板粉筆”教學模式相比，有著無可比擬的優勢，它以其特有的文字、聲音、圖像、動畫等功能，使課堂教學更顯直觀生動，更加容易突出重點，化解難點，能夠取得以前傳統教學輔助手段所達不到的效果，使教學內容更加緊湊、形象、直觀，擴展了每堂課的知識容量，在用到某一板書或板圖時，只需要用鼠標輕輕一點即可，不僅省時、省力，而且相當美觀，大大提高了課堂教學時間的利用效率。

　　六、資源共享，增進課堂教學效果

　　進入網絡時代后，網絡環境為師生提供了豐富的資源庫，網絡資源的開發和利用已成為一個現代教育工作者必備的信息素養。利用網絡信息豐富資源，為物理教學提供巨大的信息資源。網上資源具有信息量大、更新快等特點，例如：，可謂是一間間完整的中小學教學資源庫，它為我們提供了同步教學、優秀課件等多種資源，且處于動態的更新之中，通過了我這些優秀課件、優秀習題，再作進一步的組織加工就能設計出適合自己風格的課件，為提高課堂教學效果服務。