大学物理教学与科学前沿.doc

大学物理教学与科学前沿?P键词:大学物理;教学研究;科学前沿随着科技日益发展,物理课程内容不能一成不变。在教学内容改革时,要突破原有框架束缚,根据专业需求,并结合学生实际学****情况,来决定大学物理课程体系框架,从而适应现代科学发展对非物理专业人才培养总体要求。教材建设与科学技术发展相比,总是具有一定滞后性,特别是物理领域一些最新研究成果,很难涵盖在教材中。这就要求教师把近年来具有时代特点最新研究成果,通过穿插与渗透为大学物理教学内容“增肥”。并根据教学内容提出有关问题,让学生查阅资料,积极思考,归纳总结,调动学生学****积极性。一、引入最新物理领域研究成果学以致用,课程实用性是学生是否愿意主动学****主要因素之一。虽然物理应用处处可见,但是通过大学物理教学说明物理学应用价值似乎不是很容易。特别是物理领域一些最新研究成果,在课堂上如果能穿插进去,一方面能够扩大学生知识面,另一方面可以很好地调动学生学****积极性。下面举几个例子说明,希望起到抛砖引玉作用。例一,高压物理。我们知道化学成分、压强与温度是决定材料性质三大主要因素,压力使得组成材料原子之间间距变小,从而改变物质内部原子或分子间相互作用势能,产生压力诱导新结构与新性质高压新相,为发展新概念、新理论与剖析新材料提供了新源泉。目前第一性原理计算方法,结合高压实验测量致力于开展典型凝聚态物质高压性能研究。其中高压研究领域方面取得了一些很有价值研究成果,特别是近几年发表在《自然》与《科学》相关论文,例如,常压下绝缘体碘在超200GPa压强下变为一种导体;惰性气体氙在100GPa时变为导体;氧气被压制成固态后,再加压到一定程度就会变成超导态氧;氢气在200GPa以上可以被压制成金属氢;高压下金属可以与惰性气体发生化学反应生成化合物;高压下金属钠从导体变为绝缘体等。这些研究成果可以拓宽人们对物质状态理解,获得多种常压难以发现新现象与新效应,为深入认知物质结构、性质及其变化规律,为发展新物理理论、发现新物理规律提供了原型与知识储备。例二,量子反常霍尔效应。清华大学、中科院物理所等研究人员联合组成团队由薛其坤院士领衔,在实验中量子反常霍尔效应被首次观测到,这是物理学领域基础研究一项重要科学发现,并且是中国科学家独立观测到一个重要物理现象。这项成果发表在《科学》杂志上,引起了全世界该领域科研人员关注,它意义在于根据此项研究发现,有可能发展新一代低能耗晶体管与电子学器件,电脑发热与能量耗散问题可以很好解决,从而有可能推动信息技术进步。这是物理学领域一个很有价值研究发现,在中央电视台新闻频道以及北京电视台都有相关报道。在讲解霍尔效应时候,可以把相关视频在课堂上展示,让学生在非常轻松氛围中理解抽象物理理论,同时接触到该领域研究前沿,可以很好激发学生学****兴趣,加深对相关物理理论理解。二、学生参与调研现有教材所选择内容,大部分是按照公认理论体系编写规范化内容。在教学中,教师除既要重点讲解教材上这些内容,还要兼顾教材之外有差异或某些方面对立观点与理论。特别是一些最新研究成果,往往与我们传统认识存在较大差异,因此需要教师对这些研究成果进行调研、剖析,给学生提供剖析、批判线索。在讨论与剖析过程,引导学生从中进行学****这样方式有助于调动学生学****积极性,并培养学生剖析能力与科学批判精神。在教学中可以采取一些具体措施,比如在讲解一些最新科学研究成果