現代物理前沿知識的教學淺析

摘要

論述了在實施素質教育的今天，作為公共課的大學物理教學中應注重滲透現代物理前沿知識教學。其有利於學生的物理思想培養，有利於學生思維能力的培養，有利於激發濃厚的研究興趣，是時代發展的要求。

關鍵詞

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，實施素質教育、提高教學質量的新階段，物理學為現代科學與技術的基礎，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、內容多等客觀因素情況下，教師總是迴避和忽視物理教學的現代和前沿知識的介紹。其實這是一種不妥的認識和作法。

如何加強素質教育、提高課堂教學質量，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，其有利於學生的物理思想培養，有利於學生思維能力的培養，有利於激發濃厚的研究興趣、喚醒神聖的好奇心，更是時代發展的需求。

1 滲透現代物理前沿知識教學有利於學生的物理思想培養

物理學發展的重要一環，就是在不斷地提出假說，並經過實驗驗證，對提出假說進行完善或者擯棄的過程。在現代物理和前沿知識的研究中這一思想體現得尤其突出。例如：“玻爾理論”的提出，打破了經典物理學一統天下的局面，開創了揭示微觀世界基本特徵的前景，為量子理論體系奠定了基礎，這是一種了不起的創舉，不愧為愛因斯坦的評價——玻爾的電子殼層模型是思想領域中最高的音樂神韻。玻爾理論也有其侷限性：這個理論本身仍是以經典理論為基礎，且其理論又與經典理論相牴觸.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。如把理論用於非氫原子時,理論結果與實驗不符,且不能求出譜線的強度及相鄰譜線之間的寬度.這些缺陷主要是由於把微觀粒子(電子,原子等)看作是經典力學中的質點,從而把經典力學規律強加於微觀粒子上(如軌道概念)而導致的。可見，科學的進步就是有繼承才有發展，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學生灌輸現代物理前沿知識，培養學生的物理思想。

2 滲透現代物理前沿知識教學有利於學生思維能力的培養

物理教學過程十分強調對學生能力的培養。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，它表現在對問題明確後，立即作橫向聯絡和縱向比較，向深層次探索和研究，從聯想中得到相關結論，或者從特殊拓延到一般，尋求更有規律的東西。現代物理知識就極易培養學生的思維能力。在介紹了光的波粒二象性後，學生就會由光對物質的作用而與電場、磁場聯絡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，培養學生思維能力是有利的。

3 滲透現代物理前沿知識教學有利於激發濃厚的研究興趣

大學物理教學中學生往往有厭學和畏難情緒，這與內容枯燥有極大的關係，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、怎樣拿出解決問題的方法產生動力；一旦對學習發生興趣，就會充分發揮自己的積極性和主動性。

例如：近代物理技術如光纖、光電效應、鐳射、超導等的實驗和在各領域內的應用的介紹又極大地喚醒學生神聖的好奇心。比如向學生介紹一些被認為是21世紀最具有戰略意義的高新技術——超導技術，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，目前已被廣泛用於超導電纜、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品的研發，在許多領域取得了重大突破，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、新技術的介紹，不僅能起到起點綴的作用，更重要是能激發學生濃厚的研究興趣、喚醒神聖的好奇心。同時還可以讓學生明白，有許多問題是不能用經典物理解決的，必須要用近代物理才能解決，能給學生留下一個懸念，以達到激發學生學習興趣的目的。

4 滲透現代物理前沿知識教學更是時代發展的要求

當今社會，是一個科技高度發展，生產突飛猛進的社會，是一個資訊加競爭的時代。在世界範圍內的經濟競爭，日趨激烈。而經濟競爭，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。物理學作為現代科學技術的基礎科學，是青年學生接受科學教育的重要組成部分，它對培養學生具備基本的科學素質起著突出的作用。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及科技發展的'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新。在大學物理教學中，滲透現代物理前沿知識教育，是適應科技競爭的需要，時代的需要。

由於粒子物理學、天體物理學、凝聚態物理學等近代物理分支突飛猛進的發展，加之鐳射技術、奈米技術廣泛的應用於各個領域，我們必須看到經典物理教學面臨的困境，一方面，事實就是：在許多現代技術中，目前經典物理學束手無策、無能為力。一是學生認為經典物理學已經過時，所以對經典物理學的學習興趣淡薄。在這裡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，並預言新的結果。”經典物理就是這樣的一組基本原理，它依然是現代科學技術進步的基礎。二是近代物理學本身有許多的內容還是建立在經典物理學的理論基礎上的；另一方面，教學的規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，可以適當滲透現代物理前沿知識，以加強學生的物理思想培養、思維能力的培養，有利於激發濃厚的研究興趣，這不僅是素質教育的本意所在，更是適應科技競爭的需要、時代發展的需要。