物理专业论文

物理专业论文1

　　 摘要：本文从新能源材料专业学生的实际情况出发，结合固体物理学课程的特点，介绍了在教学内容、教学方法和考核方式三方面所做的一些改革与实践。

　　关键词：固体物理学;教学改革;教学实践

　　固体物理学是一门研究固体的结构及其组成的微观粒子(原子、离子、电子等)间相互作用和运动规律，从而阐明其性能与用途的学科。它是微电子技术、光电子学、材料学等技术和学科的基础，同时，也在太阳能光伏发电等新能源技术的革新发展中起着关键作用。因此，在常州大学新能源材料专业中开设该课程，并将其作为该专业的主干课程之一，希望使本专业学生掌握一定的固体物理知识及其研究方法，从而有助于学生增强理学背景，扩展视野，提高其解决问题的能力，而且为他们毕业后进一步深造或就业奠定坚实的基础。

　　一、新能源材料专业固体物理学教学现状分析

　　新能源材料专业是常州大学近年来为培养新能源产业发展所需的专业人才而设立的新专业。该专业处于起步阶段，人才培养模式和课程体系的构建亟需完善，而且材料类专业课程往往更偏重材料的工艺、性质和性能，这些课程往往重工轻理，造成学生的理科背景不强。而固体物理学课程包含了很多晦涩难懂的专业定义、复杂的三维空间想象与变换和烦琐的理论推导，需要以高等数学、热力学与统计物理和量子力学等理论性很强的课程为基础，因此客观上造成本专业的学生并未做好学习固体物理学课程的准备。举例来说，这些学生的先修课程并不包含量子力学。此外，像高等数学这类课程，学生虽已经学习过，但由于课时等原因，这类课程的学习程度没有达到学习固体物理学课程的要求。由于上述原因，本专业的学生在学习本课程的过程中感到相当的吃力，特别是涉及到一些抽象的定义和复杂的数学推导过程，使部分学生产生了厌学的情绪。因此，为达成设立本课程的初衷，其课堂教学和考核的改革势在必行。

　　二、教学内容的改革

　　固体物理学课程的内容博大精深，可人为划分为固体物理基础部分和固体物理专业部分。由于本专业的培养方案将本课程定性为专业基础课程，并为其安排了56个学时，因此仅讲授固体物理基础部分，并对其有所取舍，充分考虑新能源材料专业侧重太阳能光伏发电和锂离子电池储能的特点。鉴于以上考虑，本课程的教材选用Kittel著，项金钟和吴兴惠翻译的《固体物理导论》，讲授该教材的前七章，侧重材料的电学性能知识点的讲授，减少力学和磁学等相关知识点的比重。例如在第三章晶体结合与弹性常量中，舍弃关于弹性常量的讲解，回避复杂的角标和矩阵方程，既可以减少学生的畏难情绪，又可将更多的精力放在第六章和第七章这些与材料电学性能相关的章节。此外，Kittel著《固体物理导论》这本教材比较注重物理结论，而在某些地方忽视了如何引出该结论的过程，如果只是照本宣科，必然会使学生对课程的内容产生怀疑，最终导致他们失去学习的兴趣。因此，在教授的过程中作者还取多家之长，对该教材忽略的重要过程进行补充，力争讲清每个知识点的来龙去脉。比如，在第六章自由电子费米气中，《固体物理导论》该教材直接引出了一维情况下能级的表现形式，这种不通过薛定谔方程的方式使学生感觉知识点比较突兀，缺乏心理准备。对此，我们在这部分补充了薛定谔方程的知识，而后自然地引出教材内容。通过这种做法不仅丰富了课堂教授的内容，使知识体系更趋完善，更在潜移默化中将对待工作认真负责的做人道理传递给学生，起到了教书育人的目的。

　　三、教学方法的改革

　　正如前面所述，固体物理学课程内容理论性强，比较抽象难懂，而学生由于种种原因并未打下学习该课程的基础。为了解决这一矛盾，作者首先将要用到的《量子力学》、《统计物理学》和《高等数学》中相关知识点在课堂上穿插讲解，为学生补缺补漏，解决先修课程不足的问题。其次，不拘泥、不追求烦琐的数学推导和演算，采用定性解释或数学推导与定性解释相结合的办法去解释固体的性质和结论。例如，在讲解费米-狄拉克分布时，如果从数学推导上去解释这一结论会十分烦琐，我们采用生活中汽车长队等红灯的例子去类比解释：将一辆辆汽车类比为固体中的电子，将红灯前的斑马线类比为固体中的费米能级，将红灯时没有汽车越过斑马线类比为0K下固体中所有电子排布在费米能级之下，将绿灯时首先是靠近斑马线的汽车通过斑马线类比为0K以上原费米能级附近的电子首先激发到高能级。这样就很容易让学生理解这一重要的结论，并且有助于树立学好这门课程的信心。此外，在讲解第六章自由电子费米气的过程中，首先给学生补充薛定谔方程的知识点，但由于他们没有学过《量子力学》课程，对薛定谔方程的讲解采用数学推导与定性解释相结合的办法：从能量守恒角度并引入几个重要的假设就能简单的导出薛定谔方程，使他们很快的掌握必要的先修知识。采用这样一些方法，可将一些较复杂、抽象的知识点以较为生动的形式传授给学生，改变了他们对这门课程看法。

　　四、课程考核方式的改革

　　学生成绩评定是教学过程的主要环节之一。目前常用的考核方式有闭卷和开卷两种形式，前一种形式主要考查课本内容，容易造成学生考前突击，死记硬背;后一种形式考查内容灵活，但学生往往对考试复习无从下手，一些学生甚至存在投机取巧的侥幸心理，放弃对所学内容的复习。结合固体物理学课程理论性强、内容灵活但又有大量基本结论和公式需要记忆的特点，作者采取半开卷的考试形式，即统一向学生发放一张A4大小的纸，学生在复习过程中可将他们认为重要的知识点归纳总结在这张纸上，而考试时可查阅这张纸上的内容。采用这种方法，避免了学生在复习过程中将大量精力放在结论和公式的记忆上，有助于督促学生对所学课程内容进行思考，从而提高了学生的综合素质。

　　总之，在新能源材料专业固体物理学课程教学过程中，要坚持以学生为本，以学生为主体，在充分认识本专业学生特点的基础上，不断改革，勇于实践，不断充实和完善自己，最终做到因材施教。

　　参考文献：

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物理专业论文2

　　物理化学实验在化学化工类专业中处于非常重要的位置，是本科层次化学化工类专业学生实验技能、实验综合能力和综合素质培养提高的重要部分。与其它化学实验课程不同的是，物理化学实验更侧重于定量地解释化学过程的规律，所采用的实验方法更加多种多样，涉及到热、电、光、声、磁等物理方面的内容较多。长期以来我校的物理化学实验教学存在突出的问题有：(1)由于受到传统教学观念、思想的束缚和教与学地位认识不清，实验教学始终摆在一个单纯配合验证理论教学的从属地位上，成了理论课的附庸课。(2)学生对实验课的重要性认识不够，积极性差，课前不预习，课上不思考，缺乏探究意识，认为实验课总归会过关的，有时候老师也没有把知识的学习、能力的培养、综合素质的提高放在实验教学的第一位。(3)实验内容过份侧重学科训练，实验功能单一，主要是验证性实验，缺少综合性、设计性实验，学生学习兴趣低，应付了事。(4)学生实验挫败的心理素质差，在实验中，若出现“异常”情况和实验失败时不能冷静地分析原因，寻求解决问题的办法。这些现状导致学生实验能力培养与训练的削弱以及抑制了学生主观能动作用和创新能力的培养，因此传统的物理化学实验教学模式很难适应社会对高级人才素质的要求，为了提高教学质量，培养探索精神和创新能力，提高学生学习的主动性，我们对化工专业物理化学实验教学进行了改革。

　　1调整实验课程结构，优化实验教学内容

　　由于长期以来在物理化学实验教学中，通常较多重视的是实验课程的显性功能，例如验证化学理论、训练化学实验操作、学习有关数据的处理方法等，而对训练学生的实验观察能力和创造能力重视不够，缺少培养学生创新精神和解决问题、分析问题的能力，因此，必须从物理化学实验课程结构、实验教学内容等方面进行改革与整合。

　　1.1调整实验课程结构

　　打破物理化学实验教学隶属于相应理论课程开设的传统模式，实验独立设课，构建新的物理化学实验课程体系，新的课程体系是以物理化学的基本原理为基础，以学生的实验能力为核心，以训练学生的实验技能与操作为主线而建立。

　　1.2优化实验教学内容

　　物理化学实验内容分成四大部分：(1)实验基本理论与技术讲座;(2)基本试验的训练;(3)综合试验;(4)设计试验。并以先基础，再综合，后设计的实验课程设置模式，这样可以实现对学生循序渐进，灵活多样，因材施教的教学新模式，提高了学生的综合素质和实验技能，培养学生的科学思维能力和创新能力。

　　目前我校物理化学实验可开设的实验数目一共有13个，改革前，必做的实验为10个，改革后必做实验为10个，选做实验3个。选做实验由实验指导教师向学生提供实验题目、与实验内容有关的知识点、实验的目的意义和现有的实验条件、本实验方法和手段在未来科研开发中的一些具体应用等，激发学生的学习热情。然后学生根据实验指导教师提出的要求进行查阅文献，了解目前国内外相关实验的测试方法和手段以及研究进展。学生通过对收集到的文献进行科学分析对比，提出自己的见解。并且每位学生在此基础上制定一个较为完整的方案，虽然学生设计的实验方案不一定合理、科学，也不一定跟现有的实验条件相匹配等，但是教师可以把学生组织在若干小组内，进行讨论，公开收集到的相关信息，并根据现有的实验条件，探讨其方案的可行性，通过多方案的对比分析，选出大家认为较为合理的方案。在整个讨论过程中，教师的作用是给予适当的指导。这样可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力和创新能力。

　　2改进教学方法，采用现代教学手段

　　长期以来，大部分物理化学实验教学采用灌输式教学方法，简单落后，教师对实验的各个细节完全交代清楚，因此学生不知不觉就产生了一些依赖老师的思想，很多学生在课前预习只是一种形式，为了完成老师布置的任务而将实验内容抄了一遍，葫芦画瓢来模仿，甚至根本就没有通过大脑思考，无法调动学生的主观能动性，学生感到枯燥无味，积极性和创造性得不到发挥，也满足不了实验教学对学生创新能力培养的要求，因此必须对传统的教学方法和手段进行改革。

　　2.1部分实验“先做后讲”

　　在实验课教学过程中，我们根据不同专业的学生特点和实验内容进行调整教学方法。对于那些实验原理、实验所用的仪器及实验内容较为简单时，可采用“先做后讲”的方法。即教师在实验前不先讲解实验内容，实验操作等，学生在做好实验预习的基础上直接进行实验，最后，教师根据实验的情况进行总结和解析。因此，如果学生没有做好预习，是很难按计划完成任务的。预习与否、预习态度和质量决定实验的成功与否。因此，该方法可以促使学生主动预习实验内容。由于实验是学生自己实施进行，且在相互讨论的基础上自己进行推断，从而大大激发了学生的学习兴趣。

　　2.2设计实验“开放式”

　　在传统的化学实验教学中，由于大多数实验以教科书按部就班地进行，学生按教材上所写的实验步骤做完一遍，交上实验结果，教师通过将学生的实验结果与标准结果比较进行实验成绩评定。这种教学方式在化学化工人才的实验知识和实验技能的培养过程中也发挥过重要作用。但这种教学模式很难做到因材施教，不利于培养学生学习的兴趣，难以激活创新思维。因此我们通过对设计实验开放式教学来解决这个问题，并在开放式实验教学课中，改变强调一次性获得准确结果的观念，允许出现误差或失败，让学生从失败中学习，通过重复实验达到实验教学的要求。对实验课时长，难以在课内重做，可在课余时间进入实验室训练。开放式实验，有利于对学生因材施教，有利于学生个性发展，也有利于培养学生对化学实验的兴趣。几年的实践证明，学生对开放式实验教学方式比较欢迎，普遍反映学习效果较好。

　　2.3教学手段“现代化”

　　尽管实验教学本身就是直观教学，但由于物理化学实验仪器水平较低，仪器数量不足;人力投入不够和教学效果不理想等原因，因此还是要重视现代化教学手段的运用，特别要重视计算机多媒体在物理化学实验教学的作用，使学生学习和掌握更多的仪器使用和操作技术，更深刻地理解实验原理和数据处理方法。例如通过多媒体课件，向学生较系统的讲授数据处理和误差传递、真空技术、温标及测温技术、电工电子技术、常用仪器、实用电路及线路分析、常用配套电极的制备方法等，通过物理化学实验技术知识讲座的开设加强了学生对有关基础知识、基本技能的掌握。此外，实验数据处理能力也是物理化学实验非常重要的一部分，加强这一能力的培养，我们既要学生注意实验过程中数据记录与整理，更要注意实验后的数据分析与处理。随着计算机的普遍应用，可以使用计算机处理实验数据。物理化学实验中最常见的数据处理是实验数据作图或对实验数据计算后作图，然后线性拟合或非线性曲线拟合求得需要的参数，用Origin软件在计算机上很快完成。如“液体饱和蒸气压的测定”、“一级反应——蔗糖的转化”、“丙酮碘化反应速率常数的测定”、“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”、“氢超电势的测定”、“粘度法测大分子化合物的分子量”、“固体比表面的测定”等实验用线性拟合的方法。

　　2.4考试方式“多样化”

　　改变以往物理化学实验成绩主要根据实验报告成绩和期末笔试成绩来评定的方式，建立“注重平时、能力为主，兼顾理论，口笔结合”的综合考核办法，其中课前预习、实验操作、实验态度、独立工作能力、仪器保护及损坏情况、环境卫生及实验报告等内容，记入学生个人学习档案，作为平时成绩，占总成绩的40%;期末进行笔试、实际操作、口试三结合的考核办式，分别总成绩的20%。笔试主要注重于实验原理和实验数据处理方面的内容,实验操作和口试是在实验室当场抽签进行，把学生做过的实验事先做了一些改动后，然后制成卡片让学生随机抽取，抽到哪个实验，卡片上设有口试题，在学生实验操作过程中就口试题进行解答。通过严格的成绩考核，不只是为了给学生一个学习成绩，也是该课程最后一次实验技能进一步强化的巩固过程，有助于加强学生综合素质的培养。

　　3结语

　　几年来，我校的物理化学实验课程经过不断改革探索和实践，通过改革教学内容和课程体系、教学方法和手段以及考核办法;通过减少验证性实验、增加综合性实验，开设设计性实验等，学生的综合素质得到了增强，特别是在对待物理化学实验课程的态度上，学生较为重视，通过这一教学环节，学生的创新精神和创新能力得到了提高，效果是令人满意的。但由于我校是一所普通地方工科院校，基础差，起步晚，仪器水平较低，仪器数量不足，要真正使物理化学实验改革具有开拓性，尚需要更深入的探讨和实践。

物理专业论文3

　　关键词：

　　信息技术与物理课程整合问题对策

　　信息技术与课程整合是我国21世纪基础教育教学 改革的新观念，是与传统的学科教学有着密切联系和继承性，又具有一定的相对独立性特点的新型教学类型，对它的研究与实施，在发展学生主体性、创造性、培养学生创新精神和实践能力等方面具有重要意义。

　　现代信息技术引入物理教育课程，将使物理教学手段变得更加丰富、生动和多样化。它不仅会带动物理教学组织形式，教学的多样化，而且可以促进物理教学过程信息交流的多元化、认知方式的多元化、最终实现物理教学目标的多元化。在实施物理教育的过程中，现代信息技术在对多媒体信息进行整合与传输时所表现出来的集成性、交互性、开放性、情景性、智能性等特点，能为物理教育教学 过程提供多元化的教学资源、智能性的教学过程、非线性化的教学信息组织等全方位的技术支撑。

　　因而，将对传统的教育教学 观念、教学模式、教学方式、教学环境、教学组织形式等产生深刻的影响。由此形成的现代化信息技术整合于中学物理教学过程，对提高教学质量和教学效率，实现教学过程与教学目标最优化提供了一种最新的教学方式。其功用毋庸笔者赘言。

　　通过实践，我们认为多媒体网络技术与物理学科整合有如下六大特点：

　　一、创设直观问题情境，激趣引思

　　导入新课时，教师利用多媒体计算机把与学习内容相关的资源通过图像、动画、视频、声音等展现在学生面前，创设教学情境，激起学生的内在情感，唤起学生强烈的探究欲望，把认知活动与情感活动很好地结合起来。如物理“序言”课的教学，除了演示有趣的物理现象外，还可以通过电脑播放一些我国现代科学技术发展状况(如火箭、卫星、核电站等)的录像；讲“机械运动”时播放地球自转、绕太阳公转及整个太阳系运动影像；讲惯性时播放“小女孩脚踏香蕉皮会摔跤”的影像；讲“杠杆”时，播放“两个小孩跷跷板”等，这些有趣的物理现象，学生看时如临其境。这就激发了他们学习物理的浓厚兴趣和求知欲望，为以后的物理内容学习准备了无尽的动力。

　　二、模拟实验情境，化静为动，转换观察空间，提高学生自主探究的能力

　　在物理教学中，用传统的教学手段如：板画、挂图等只能将要教内容图片般地展示，给学生的只是一幅幅静态的画面，不能形成系统的"有血有肉"的整体模型，这也是大多数学生在思维上存在片面性，局限性的原因。

　　多媒体课件具有丰富的表现力，不仅可以自然逼真地表现多姿多彩的视听世界，还可以使静态的画面动态展现，将一些难以用传统手段完成的物理过程清晰、完整地展现在学生的面前，让学生有一种身临其境的感觉，通过对感观的刺激，形成深刻的感性认识。

　　三、多变性、生动性，及时调动学生的注意力

　　在课堂教学中，使学生的注意力长时间地集中在教学内容上，是教学成功的关键。多媒体的多变性、生动性能够将学生的无意注意转变为有意注意，从而大大地提高了课堂效率。

　　例如：在讲授“惯性”时，首先通过演示实验唤起无意注意，得出惯性是物体保持原来运动状态不变的性质；紧接讨论、解释惯性现象很容易使学生产生疲劳感，就在这时将授课内容切换到计算机上。

　　计算机内模拟了“汽车刹车”“飞机投掷物资”，等情景，通过紧张的画面，空中飞行的飞机及飞机的轰鸣声，能立即将学生的注意力转移回来，投入到了积极地讨论中去，使课堂气氛有张有弛。

　　四、多形式、全方位，改变课堂教学模式

　　多形式、全方位的电教媒体创设物理教学情境并结合教师的适时点拨和推理、判断，给学生说和做的机会，改变传统教学模式。

　　在课堂上通过充分运用多媒体课件，为学生创造了一个和谐的教学氛围，提供了大量的学习素材，教学形式一改传统的讲授式、灌输式，转为讨论式、交互式。

　　学生通过“人机交互”“师生交流”“自由讨论”等学习形式，积极主动发现要掌握的知识，学生的个体得到充分的发展，其思维也得到协同发展。整个课堂中，学生能动地展开认识过程、情感过程、意志过程，知、情、意、行得到相应的发展，其口语交际能力、创造能力也得到提高。

　　五、省时高效，解决课时矛盾

　　多媒体技术作为一种先进的教学辅助手段，和以前传统的“黑板粉笔”教学模式相比，有着无可比拟的优势，它以其特有的文字、声音、图像、动画等功能，使课堂教学更显直观生动，更加容易突出重点，化解难点，能够取得以前传统教学辅助手段所达不到的效果，使教学内容更加紧凑、形象、直观，扩展了每堂课的知识容量，在用到某一板书或板图时，只需要用鼠标轻轻一点即可，不仅省时、省力，而且相当美观，大大提高了课堂教学时间的利用效率。

　　六、资源共享，增进课堂教学效果

　　进入网络时代后，网络环境为师生提供了丰富的资源库，网络资源的开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素养。利用网络信息丰富资源，为物理教学提供巨大的信息资源。网上资源具有信息量大、更新快等特点，例如：，可谓是一间间完整的中小学教学资源库，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中，通过了我这些优秀课件、优秀习题，再作进一步的组织加工就能设计出适合自己风格的课件，为提高课堂教学效果服务。