理论物理前沿论文3000字

孩纸你省中的吧

将物理学与日常生活联系起来 “新课改源于所有不愿意看到学生们在题海中苦苦挣扎的教师们的呼唤，是教师们的理想。但理想和现实之间是有距离的，这段距离间需要老师们脚踏实地去踏出一条路。新课改是源于许多教师大胆尝试出的优秀课的实践经验，所以它并不遥远。” 新教材：给学生学习提供更大选择空间 高中课改物理教材分为选修课和必修课两部分。选修课分为三个系列，“系列1”主要强调物理学的来源、意义和物理学使中人文内容，体现了学科的文化价值，在科学思想方法教育的同时渗透人文教育。“系列2”重于知识在实际上的应用，属于技术系列。“系列3”中既有系统的基础知识，同时也强调了物理学的文化价值以及在实践中的应用，多适用于理工类的学生。 在三个系列中，学生可以在各个系列间跳跃选择模块去学习，这样的设置给学生更大的选择空间，符合学生个性化学习的需求。“但是由于高考的形式所限，一般是文科选系列1、理科选系列3,随着高考的不断完善，学生的选择会更灵活。”王雁老师这样认为。 新课堂：物理学将与日常生活联系起来 物理教材的变化，教学也将随之变化。王雁老师以讲“匀变速直线运动规律的应用”课时的课堂情景为例子， 首先给学生放映了一段两辆汽车追尾的事故现场录像。“同学们猜猜看，造成追尾的原因可能是什么？”老师的提问，挑动起学生的兴趣。“肯定是司机睡着了！”“一定是超速驾驶！”同学的回答各有千秋。王老师再从汽车追尾事故的原因开始，让学生分析同学提出的几种可能：疲劳驾驶、刹车失灵等，再引导学生就位移、速度、加速度、时间之间的关系进行讨论。利用所学规律得出新的结论，并与交通法律和学科技成果“防撞器”相联系，将物理知识与生活紧密联系。 由此可见，新教材在教学上更利于落实“三维教育目标”，即知识与技能、过程与方法、情感态度价值观，突出了物理学的思维方法，让物理学源于生活走向实际，更多加大了理论与实际的联系，使学生对这门看似枯燥的科目产生极大的兴趣，调动学生的学习积极性。 另外，在新课本中还更多地引入了现代科技成果，如卫星定位系统就体现了物理教学的时代性。同时，这样的例子贴近学生的生活实际，便于学生理解。新教学：强调自主探究却不能形式化 新课程理念指导下的教学实施过程应是自主探究、合作交流和师生互动的过程。王老师认为，自主探究是源于一个问题，调动学生思维，解决问题的过程，在这个过程中要体现物理学方法的教学。“凡是学生自己能看明白的，老师就不该讲；凡是学生自己能得出结论的，老师就不该告诉；凡是学生自己能动手去做的实验，老师就不该代替学生去演示。”这是王老师对教学的一种看法。其实，探究过程不一定非有实验。从原知识通过推理得出新结论的过程也是探究。另外，验证结论也体现探究，寻找从出发点到终点的路径也可以是探索。非重点知识，也可以进行探究，因为教学目标不在是一维，过程与方法也是教学的重点。

物理学的发展，促进了科学技术的进步。现代物理学更成为高新技术的基础。1、在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理，能把宇宙飞船送上太空，使人类实现了飞天的梦想。也使中国人“九天揽月”成为可能。（2007年我们国家要登月，那时就是神州7号）。杨得伟是神州6号。（学完万有引力定律可窥一斑）2、带电粒子在电场磁场中的偏转的规律在科学技术中的应用。电视机显像管等。（学完带电粒子在电场磁场中的偏转会了解了。）刀。如核磁共振，超声波，X光机等。3、核物理的研究使放射线的应用成为可能。医疗上的放疗。在医疗上还有很多，如用于治疗脑瘤的4、20世纪初相对论和量子力学的建立，诞生了近代物理，开创了微电子技术的时代。半导体芯片。电子计算机。没有量子力学也就没有现代科技 。5、20世纪60年代，激光器诞生。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。6、20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大突破，为超导体的实际应用开辟了道路。磁悬浮列车等。80年代，我国高温超导的研究走在世界的前列。7、20世纪90年代发展起来的纳米技术，使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团，使其具有人们希望的特性。纳米材料的应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。秦始皇兵马俑的色彩防脱。8、生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸（DNA）是存在于细胞核中的一种重要物质，它是储存和传递生命信息的物质基础。1953年生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法在卡文迪许（著名实验物理学家）的实验室成功地测定了DNA的双螺旋结构。可以说物理学的发展，促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化。物理学的发展引发了一次又一次的产业革命，推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。18世纪中叶，在热学发展的基础上发明并改进了蒸汽机。蒸汽机的广泛使用，促成了手工业向机械化的大生产的转变，并使陆上和海上的大规模的长途运输成为可能。大大推动了社会的发展。古人云：一日千里。火车、飞机的使用使每一个地球人实现了“一日千里”甚至日行万里的梦想。蒸汽机的使用是第一次产业革命。1840年，法拉弟发现了电磁感应现象，并逐渐形成了完整的电磁场理论。在此基础上发展起来的电力工业，使人类进入电气化的时代，给人类的生产和生活带来翻天覆地的变化。大家想想现在使用的电灯、电话、电视、微机等一切的电力设施就能体会了。这是第二次产业革命。20世纪70年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步

牛顿第一定律的教学研究，在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了．许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解，并且得到了满意的教学效果． 当我们在教学实践中运用这些教学策略时，我们发现，确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果．然而，当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时，令我们十分吃惊的是：学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差．这使得我们困惑不解．为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差？是教师教的原因，还是学生学的原因，抑或两者兼而有之．这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考，进一步，我们从学生的认知心理上，对这一规律的教学进行了深入的研究． 1 通常牛顿第一定律的教学，一般是按教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是维持物体运动原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程． 为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，我们曾用这样一道题目来检测学生．题目如下．你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时是落在手里，还是落在手后面．全班56名同学在试卷上皆答：落在手后面．问其原因，皆曰：汽车在走，而钥匙抛出后不再向前走了． 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果，使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足．我们认为，囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒，而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源． 认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中的前科学概念的影响． 所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念．比如牛顿第一定律就是如此．在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了．因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念．这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词．让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时，他们也能解释得头头是道．但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗．这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在． 3 研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点． 第一，学生头脑中的前科学概念是自发形成的． 过去，我们在教学中，常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，事实并非如此．学生在长期的生活实践当中，逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法．他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动，而在力停止作用时物体静止，于是主观地断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止．这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论． 第二，学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性． 由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的，所以它以潜在的形式存在．这包含两方面的意义．其一是学生自己并没有意识到它的存在，因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念．其二是前科学概念平时并不表现出来，但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来．比如前述测验表明，许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念，然而他们自己却并不知道． 第三，学生头脑中的前科学概念具有顽固性． 由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念．因此，学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的． 国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的．尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念，更是如此． 按照皮亚杰的理论，学生认识什么和如何行动，主要决定于他们所具有的认知图式（思维模式），而不完全取决于教师所讲述的内容．他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息．在有错误认识存在的情形下，就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西．

事实--关于物理学史以及物理学家故事的读书报告汉斯·克里斯琴·冯·拜耳在《征服原子》一书中，这样写道：物理学家利奥·西拉德有一次对他的朋友汉斯·贝特说，他准备写日记：“我不打算发表。我只是想记下事实，供上帝参考。”“难道上帝不知道那些事实吗？”贝特问。“知道，”西拉德说，“他知道那些事实，可他不知道这样描述的事实。”事实是什么？上帝也许知道。不过，我们有自己的事实—人类的事实，便是科学。物理学是科学的重要组成，也是基础。在探寻物理学知识的道路上，无数先人付出了难以想象的辛劳。亚历山大·蒲珀这么说：大自然和大自然的法则藏匿于黑夜之中；上帝说，让牛顿出世吧！于是世界一片光明。1643年1月4日，牛顿出生于英格兰林肯郡，格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年，他进入英国剑桥大学的圣三一学院。而在1665年，他获得了文学士学位。但在随后的两年中，鼠疫的爆发使牛顿不得不回家乡躲避。不过，在此间，他制定了一生中大多数最最重要的科学创造的蓝图。1667年，牛顿回到剑桥大学后，当选为剑桥大学三一学院院委，次年，他就获得了硕士学位。1669年起，直到1701年，他担任了剑桥大学卢卡斯数学教授。1696年，他任皇家造币厂监督，并且移居伦敦。1703年，牛顿任英国皇家学会会长。1706年受英国女王安娜封爵。在晚年，牛顿潜心于自然哲学与神学。1727年3月31日，牛顿在伦敦病逝，享年84岁。牛顿是个怪人—他聪明过人，而又离群索居，沉闷无趣且敏感多疑，最奇怪的是，他的注意力很不集中，干得出非常有趣的怪事。据说，早晨他把脚伸出被窝后，有时突然之间思潮汹涌，能一动不动坐上几小时！想来，当一个人专注于科学事业的时候，或许正如那句话所述：天才与疯子仅仅一步之遥！牛顿曾经把一根大针眼缝针（一般用来缝皮革的，一种长针）插进眼窝，然后在“眼睛和尽可能接近眼睛后部的骨头之间”揉来揉去，目的只是为了看看会有什么事发生！--什么事也没有，至少没有产生持久的后果。另一次，他瞪大眼睛望着太阳，能望多久就望多久，以便发现对他的视力有什么影响……然后，又一次没有受到严重的伤害，虽然他不得不在暗室里呆了几天，等着眼睛慢慢恢复过来。与他的非凡天才相比，这些奇异的信念和古怪的特点算不了什么！不过，即使在以常规方法工作的时候，他也往往显得很特别。在学生时代，他觉得普通数学局限性很大，十分失望，便发明了一种崭新的形式--微积分，但有27年时间对谁也没有说起过这件事。科学所追求的是严谨、一丝不苟、全身心的付出、不求回报。虚假的、无用的、世俗的东西，是不可以拿来污染科学的。牛顿没有为了发明微积分的形式而“一蹦三尺高”，或是好像中了举的范进那样喜极而疯，他好像无所谓。--不是好像，是根本、压根儿无所谓。在他看来，一切发明、发现的成果，只是为了更高的了解宇宙。他也许不是想着“造福人类”，“把人类文明的进步推向更高层次”，但在他的道路上，在他研究的世界里，没有最深， 只有更深。他是孤独的，因为他不愿与别人分享—不是因为自私，更多是因为他不愿被打扰，不愿做无谓的、时间的浪费，或者说精力的消耗。他以同样的方式在光学领域工作，改变了我们对光的理解，为光谱学奠定了基础，但还是过了30年才把成果与别人分享。1666年，牛顿在家休假期间，得到了三棱镜，他用来进行了著名的色散试验。他发现，白光是由各种不同颜色的光组成的。这是第一大贡献。许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成，认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的，就设计和制造了反射望远镜。不过，后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象。这也说明，科学在不断进步。可是，尽管牛顿那么聪明，真正的科学只占他兴趣的一部分。那个年代，尽管有他这样的，“疯狂”的人们，在没日没夜的钻研，那些在常人眼里是无稽之谈的科学理论，但是，那个时代的愚昧和可笑依然无法被掩盖—牛顿至少有一半工作年龄花在炼金术和反复无常的宗教活动方面。这些活动不是涉猎，而是全身心地扑了进去。他偷偷信仰一种很危险的异教。该教的主要教义是认为根本没有三位一体—其实这颇具有讽刺意味，因为牛顿的工作单位，就是剑桥大学的三一学院！他花了无数时间，研究耶路撒冷不复存在的所罗门王神殿的平面图—并且，在此过程中，他还自学了希伯来语，以便阅读原文作品！他还认为自己掌握着数学方面的线索，知道基督第二次降临和世界末日的日期……他对炼金术同样无比热心。到了1936年，经济学家约翰·梅纳德在拍卖会上购得一箱子牛顿的文件，却无比吃惊地发现，那些材料绝大部分与光学或行星运动没有任何关系，而是些有关他潜心探索把低贱金属变成贵重金属的资料。20世纪70年代，人们通过分析牛顿的一绺头发发现，里面含有汞—而这种元素，除了炼金术士、制帽商和温度计制造商以外，别人几乎不会感兴趣。而且其浓度大约是常人的40倍。那么，他早晨有想不到起床的毛病，也许是不足为怪的。最伟大最卓越的科学家，都深陷在伪科学的泥潭里—是多么荒谬的事！试想今日，科技水平发达到这一步，若是再过四五百年，那个时代的人们（或者其他生物）回头看时，一定又会笑了。不是所有的一切都能用科学解释得来，但是我们可以尽可能多的用科学解释一切。1684年8月，一位叫埃蒙德·哈雷的英国天文学家不请自来，登门拜访牛顿。或许，他指望从牛顿那里得到什么帮助。牛顿的一位密友—亚伯拉罕·棣莫佛后来写了一篇叙述，这也许是一篇有关科学界一次最有历史意义的会见的记录：“ 1684年，哈雷博士来剑桥拜访。他们在一起待了一会儿以后，博士问他，要是太阳的引力与行星离太阳距离的平方成反比，他认为行星运行的曲线会是什么样的。“艾萨克·牛顿马上回答说，会是一个椭圆。博士又高兴又惊讶，问他是怎么知道的。‘哎呀，’他说，‘我已经计算过。’接着，哈雷博士马上要他的计算材料。艾萨克爵士在材料堆里翻了一会儿，但是找不着。”这是很令人吃惊的—就好比，有人说他已经找到了治愈癌症的方法，但又记不清处方放在哪里了！他们好像在梦游，游过了天堂却好像很平常。在哈雷的敦促之下，牛顿答应再算一遍，便拿出了一张纸。他按诺言做了，但做得要多得多。有两年时间，他闭门不出，精心思考，涂涂画画，最后拿出了他的杰作：《自然哲学的数学原理》，更经常被称之为《原理》。这本书顿时使牛顿闻名遐迩。在他的余生里，他生活在赞扬声和荣誉堆里，成了英国因科学成就而被封为爵士的第一人。连伟大的德国数学家戈特弗里德·莱布尼兹也认为，他对数学的贡献比得上在他之前的所有成就的总和。同僚的称赞，对于一个人的名声很重要――特别是一个高傲的同僚。“没有任何凡人比牛顿本人更接近神。”哈雷深有感触地写道。《原理》的核心是牛顿的三大运动定律：物体朝着推力的方向运动；它始终做直线运动，直到某种别的力起了作用，使它慢下来或改变它的方向；每个作用都有相等的反作用。当然还有他的万有引力定律。这说明，宇宙里的每个物体都吸引每个别的物体。牛顿认识到，任何两个物体的引力，与每个物体的质量成正比，以两者之间距离的平方反比来变化。可以用下面的公式来表示：F=G。这是人类提出的第一个真正有普遍意义的自然定律，也是牛顿到处深受人们尊敬的原因。其实，还有好多事实，等待我们去发现，去描述。事实就是：事实还有很多。咱高一四班不要全抄

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