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物理理论论文

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物理理论论文范文第1篇

关键词:WSR;学位论文;质量监控体系。

一、WSR方法论概述

WSR是物理(W)――事理(S)――人理(R)方法论的简称,它不但也可以作为一种方法论,也可以作为一种解决复杂、困难问题的有力工具,WSR理论是我国著名系统科学专家顾基发教授和朱志昌博士于1994年提出的。WSR理论以传统哲学观为基本指导,同时大量吸收西方系统方法的思想,是一种软系统方法论,是众多方法的综合统一。它的内涵主要是人们进行各类实践活动都遵循一定的规律和法则,“物理”、“事理”和“人理”常用于表达各领域、各对象下适用的规律或一般法则,因此人们在了解认知和作用于比较复杂、困难的对象时,应综合运用多种理论知识、规律和方法,强化人与人之间交流与配合,深刻领悟物理、事理和人理,获得最好的实际效果。

二、基于WSR的研究生学位论文质量监控体系构建

由于研究生学位论文质量监控体系与WSR系统具有高度的紧密联系性,并且还具有WSR系统形成和演化的本质特征。因此通过对WSR理论深入的理解与分析,比较研究研究生学位论文质量监控与WSR理论契合部分,构建WSR模式框架,分析物理、事理、人理三方面关键因素,构建三维模型,建立运作流程,逐步构建研究生学位论文质量监控体系。

1.研究生学位论文质量监控体系WSR因素分析

为使质量监控体系构建工作更富逻辑性、条理性,可依据WSR理论物理、事理、人理三方面的内涵,将研究生学位论文质量监控体系物、事、人因素分别分析研究,具体如下。

2.W(物理)因素分析

按照WSR理论指导思想,研究生学位论文质量监控体系的物理因素主要包括场地设施、检验器材、信息网络、数据库、评估体系以及在质量监控中运用的运筹学、统计学、质量管理学理论等。主要有:

(1)足够的资金支持

在目前的研究生学位论文质量监控体系中缺乏一定的资金投入,资金来源较为短缺,科技含量过低。相关领导部门需提高认识,加大资金投入力度,解决监控经费问题,以取得更好的效果。

(2)信息资源建设

目前高新技术参与程度有限,没有建立全面有效的军队研究生学位论文数据库,在质量管理方面的信息捕集与处理过于粗糙,从而没有更有力的应用于研究生学位论文的质量监控中,造成大量重复性工作与资源浪费。应深入建立军队院校与地方大学互联互通的学位论文信息资源数据库,以更好的实施监控。

(3)理论建设

对于管理学、运筹学等理论理解不充分,掌握不全面,应用不到位,不能规范的进行学位论文质量监控。要加强学位论文质量监控基础理论的探索、应用理论的研究、技术理论的应用,提高学位论文质量监控的科学性。

3.S(事理)因素分析

研究生学位论文质量监控体系的事理因素主要包括规章制度、监控运行机制等。主要有:

(1)健全学位论文质量监控规章制度

目前相关规章尚不完善,不利于质量监控的落实。建立健全学位论文质量监控规章制度是建立完善学位论文质量监控体系的前提。建立和完善学位论文考评制度、问责制度、召回制度,加大对研究生学员、导师、研究生处的考评和问责,对考评中发现的问题,依照规章制度予以纠正及处罚,同时进行信息公示。

(2)建立完善的组织管理体系

当前学位论文质量由导师、研究生处(办)主要负责,学位论文撰写过程中尚不能进行行之有效的实时监控。为保证质量监控的系统性和专业性,必须由专门的机构和人员操作实施,可成立学位论文质量监控委员会或工作小组,由研究生处参谋、导师、专家、学员队干部等共同组成。

4.R(人理)因素分析

(1)加强学位论文质量监控人员素质

一是加强学位论文质量监控人员有针对性的技术水平培训。使其深入掌握相关规章制度,全面了解质量监控的有关理论知识,形成系统化的理论基础,并不断在实践中认识提高。熟悉质量监控方面信息资源的使用的技能,获得从事学位论文质量监控的基本能力。同时,应加强对学位论文质量监控单位领导专业知识的培训,使其对学位论文质量监控有全面的了解,以适应领导工作。

二是加强学位论文质量监控人员的职业道德。学位论文质量监控是一项意义重大的学术活动,涉及研究生学员、研究生导师、专家等各方面的社会关系和学术声誉。学位论文质量监控人员因为其工作的特殊性,而据有了某些特权,如果其经不住各方面的诱惑,就会产生学术腐败等严重影响学位论文质量监控工作秩序的行为。因而加强学位论文质量监控人员的职业道德培养显得尤为重要。加强学位论文质量监控人员的思想道德建设,使学位论文质量监控人员自觉形成良好的觉悟,自我规范、自我约束、诚实守信,是质量监控工作更有实际效果。

(2)加强对研究生导师的管理

要加强研究生导师资格审核和认证,并在强化质量控制的同时保障导师的权利。导师作为学位论文的辅导者与责任者,是学位论文质量监控活动中最重要的参与人之一。选择学术能力强、责任意识高的导师是保证学位论文质量的重要条件。应该加强对研究生导师的资格审查,严格按照相关规定,对导师的相关资质、学术能力、道德品质等方面进行综合测评,只有符合条件的导师才能入库。对于在学位论文质量方面出现问题的导师,应视情况进行惩处,必要时从导师库中移除。同时要尽量为导师提供学术上的保障与服务,对于学位论文质量突出的导师应适当奖励。

参考文献:

[1]朱志昌.物理,事理,人理方法论国际系统的启示.第11弥泄系统工程学会年论文集.北京:ResearchInformationLTD,2000

物理理论论文范文第2篇

医学涉及生物物理学知识非常广泛。为便于学习、掌握可把临床医学常涉及的生物物理学知识归纳为三类。其一,解释各种生物物理现象的知识,包括阐明现象的实质、变化过程、规律和成因或机理等。其二,分析各种物理(严格讲应是生物物理)检测结果的知识,包括所检测的生物物理信息的产生、产生机理、变化规律和采集方法,检测手段及图象形成的生物物理原理,检测图象的分析、归纳而获取结论。其三,阐明各种物理因素的生物效应的知识,包括物理因素的性质、所激发的生物效应及其变化规律,生物效应产生的机理,对疾病的治疗作用,对机体的危害缘由和防护等。

2要求知其所以然必须开物理课

科学知识可分为理论知识和经验知识两大类。生物物理学也不例外。常说对事物不仅要知其然,还要知其所以然。其实前者就是只要求掌握其经验知识,而后者则要求掌握其理论知识,从理论上把握事物。亦即不仅能认识其表象,还能阐明产生表象的内在实质,揭示表象运动、变化规律的机理。要求医生能从理论上把握临床医学中常涉及的生物物理问题,就必须开设物理课,否则是不可能的。要求医生从理论上解决医学中涉及物理的问题越多越深,所需具备的物理相关知识越广越深,自然物理课学时应越多。一直以来只讲授纯物理知识,不结合讲授在医学中的应用,即不结合阐明医学中的生物物理问题,要学生自学解决是很困难的。应该既讲授物理理论也讲授必要的生物物理知识,才能做到学以致用。学生掌握临床医学常涉及的生物物理知识能适应如下四个方面的需要。其一,行医需要。有了相关生物物理知识才能从理论上全面、准确、深刻分析、理解、掌握行医过程中涉及物理问题的医学理论、技能和方法,才能高屋建瓴,在理论指导下,以清晰的思路,全面思考,准确诊断、有效治疗。其二,科研需要。临床各学科多有涉及生物物理的课题。没有相应的生物物理知识只能望而兴叹。反之则如虎添翼,可以在更宽的知识领域开展科研,为医学科学发展作更多贡献,提升人生价值。例如秦任甲教授就发现长期以来人们只从血流动力学角度分析和利用超声多普勒血流频谱图,这里存在个缺陷。可能是有关人员不具备血液流变学知识所致。他率先提出,应该加上血液流变学才能全面、准确分析和充分利用频谱图的丰富内涵,可以把频谱图作为有效手段来研究在体血管红细胞向轴集中的规律,并指导同行开展合作研究取得成果。其三,提高需要。工作中必然会遇到许多尚未掌握的涉及物理的医学问题。这就得靠自学更宽更深的物理、生物物理知识才能解决这些问题,提高自己的理论水平和技能。在校所学将成为自学习提高的基础。其四,思维需要。人的思维不外乎逻辑(抽象)思维和形象思维,都是人在各成长阶段学习积累起来的。大学是人的思维知识和能力形成的十分重要的阶段。在学习、运用物理学、生物物理学过程中,在知识拓展的同时使物理的形象思维和数理逻辑思维得到尤其强的培养提高。数理逻辑思维是逻辑思维的十分重要的组成部分。物理的这些思维能力的增强,使之在学医、行医和医学研究中终身受益。一流名校能安排物理课近百学时,甚至还结合讲授生物物理知识就是认同上述观点的佐证。其决策者和努力学习物理的学生都是有远见的。这正是一流名校要求学生从理论上掌握物理、生物物理,培养高水平医学人才的体现。

3只求知其然则可开可不开物理课

3.1可凭生物物理经验知识行医

大量事实表明,一般医生都是凭借物理、生物物理经验知识而非理论知识来理解、阐明、处置医学中涉及物理的问题。其在三类生物物理知识上的表现为:其一,对医学中涉及物理的现象即生物物理现象不理解,无从解释或者粗略地,含糊地理解或解释。也有以打比方的方式来认识或阐明。例如用粥的浓稀来说明血液黏度大小,流阻大小,而导致血压高低,极少见有医生能用泊肃叶定律等相关知识做出理论解释。其二,当用生物物理检测进行诊断时:对他人的检测,一般只凭检测医生的文字结论做出诊断,有时查看检测图象也只机械地与自己记忆中的正常图象对比而作诊断,并不理解图象是怎样形成的,甚至不理解结论是怎样依据图象分析而获得的;对自己的检测,一般都凭借自己对检测到的生物物理信息与记忆中的正常信息对比而作诊断,至于为什么能产生这样的信息未必明了。其三,利用物理因素进行治疗时,一般只知道某种因素或方法有疗效或只会治疗操作,对其疗效产生的物理机理或不知或不全知。这些表明:一般临床医生的物理知识还只是经验性的,并未上升到理论。但一直以来临床医生就依赖这样的经验知识不也诊治好许许多多疾病?其中许许多多不也成为专家、主任和教授等高级医生?这只能说要求不高时,医生不一定非要多么宽深扎实的物理和生物物理理论功底才能行医。事实上临床教师,甚至生理学教师课堂讲授和相关医学书籍对许多涉及物理的问题也只讲现象,并未从物理、生物物理理论上把产生现象的缘由阐明清楚,仍然只停留在经验知识层面上。学生也只能承认如此,达不到理论认识的高度。这样行医必然缺乏物理、生物物理理论指导,对诊治涉及物理问题的疾病往往思维明晰不起来,只能凭经验了。按以上所述,医生所需物理、生物物理知识的宽深程度伸缩性很大,高则要求具有较宽深扎实的功底,能适应前面提及的四个需要,成为物理理论型医生;低则只要求具备中学物理基础,对行医过程中遇到涉及物理的问题能有所了解,成为物理经验型医生。

3.2对学生的物理要求依培养目标而定

就原则而言,对物理课的要求和学时安排都是由决策者根据各自专业培养目标的需要而确定的。但实际决定时必然受到决策者对物理、生物物理在专业中的作用和地位;医生所需物理、生物物理宽窄深浅的认识程度的影响。鉴于各院校决策者的这种认识难免差异,医生应具备的物理、生物物理的宽深程度伸缩性又很大,不同档次院校培养目标显然不同,导致其物理课学时明显不同。一流名校为八九十学时以上。二流省(市区)属医科大学为六七十学时。三四十学时以下的出自三流学院,除去10来学时的实验课,还能比高中物理加深拓宽多少内容呢?据悉,还有学院把这门课改为任意选修课,选修者不到5%,等同于取消。不排除有些院校对物理、生物物理在专业中到底能发挥怎样的作用,需要安排多少学时为宜,并未作深入的调查研究,其学时数是随意或参照同档次院校而确定的,带有一定盲目性。巧的是各院校安排学时多少与其在人们心目中的地位高低是相吻合的。总之,鉴于医生所需物理、生物物理的宽深程度伸缩性很大,对各院校的学时安排不必厚非。

4改革临床医学专业物理教学内容

4.1改革目标

无论培养物理理论型还是物理经验型医生,只要开设物理课就应该改革纯物理的教学内容。一直以来绝大多数院校都只开物理课,讲授纯物理知识,丝毫不结合讲授医学所涉及的物理问题———医学物理学问题。其结果必然导致:无的放矢,所学纯物理知识不会应用,学而用不上等于不学;不仅使学生得不到把物理知识应用于阐明医学物理学问题的训练,还会造成医学物理学知识断层,很难适应前面提及的四个需要;使学生看不到所学知识的应用情境,使历届学生产生“物理无用论”,求知欲望低,学习不使劲,所学知识似懂非懂,很难用于理解学医和行医过程中遇到的物理问题。改革目的:必须破除思想上长期形成的只讲授纯物理知识,丝毫不与医学中的应用相结合,改革也只增删纯物理知识,丝毫不纳入最为实用的医学物理内容的定势思维,克服过去教学内容脱离医学实际的现象。安排适当的学时数,以临床常涉及的医学物理学内容为主,辅以必要的物理学基础,形成新的教学内容体系,以适应临床医学较高要求的需要,较好发挥物理、医学物理在临床医学中应有的作用。

4.2改革途径之一

没有医学物理学解决不了医学中涉及物理的问题。不开这门课就如同过河断了桥或知识断了层,物理学很难跨越断桥或断层直接阐明医学中涉及物理的问题。开物理课主要为学习、运用医学物理学打基础。只开前者而不开后者就是无的放矢。物理学与化学,医学物理学与生物化学在医学中的作用与地位十分相似。设想只讲授化学知识而不讲授生物化学知识,学生能掌握医学中涉及化学的知识吗?有条件的应该开设物理和医学物理两门课,实现基础知识与应用知识较完美的结合。这应该是物理教学内容改革的首选途径。

4.3改革途径之二

对于不便把物理课和医学物理课分开开设的院校可以把两者合拼开出。以临床常涉及的医学物理知识为主,辅以相关物理基础。这门教材也可称为医学物理学。学时多少都可以开。这样就把基础理论与医学应用有机结合起来,做到有的放矢,学以致用,使学生学习积极性增强,学习效果提高,知识结构改善,增进其解决实际问题的能力。

5改革困难所在

5.1缺乏阐明医学物理问题的知识

要把临床医学常涉及的物理问题纳入教材并非易事。这些问题许多尚未能从理论上获得阐明或者透彻阐明,还有待研究解决,构建起这些问题的较完整的理论知识,否则无多少临床常涉及的物理问题可讲授。不信,可从三个方面考察:其一,查阅生理学、心血管内科学等医学基础和临床书籍;其二,听听医学基础和临床教师讲课。书中所写,教师所讲,涉及物理的许多问题都只陈述现象,或借实验数据、图表阐明,或笼统、粗略交代,或打比喻解释,甚至含糊讲授。这些充其量说也不过是医学物理学的经验层面上的知识,未能从本质上,机理上,亦即理论层面上阐明问题,回答不了为什么?其三,查阅期刊论文,可发现生物物理学的研究火热得很,很多,但属于临床医学常涉及的物理问题却很少。总不能教材所写,课堂所授结合医学的内容尽是经验知识吧?这就必须对寓于人体各脏器的临床医学常涉及的物理问题逐个加以研究,构建起阐明逐个问题的一系列理论,形成丰富的临床医学常涉及的医学物理学知识体系,可供选择讲授。要达到如此,要经历很长时间,付出许多艰辛劳作。秦任甲自上世纪80年代就开始这方面的研究,取得一系列论著成果。这还不够,得依靠同行广泛参与才能构建起这个知识体系。

5.2医学物理问题如何通俗化

科研构建起的医学物理的一系列论文形式的理论知识,还只是具备了课堂讲授的素材。必须按照教材而非一般参考书的要求,使复杂、繁琐、深奥、数学表达太深、医学基础要求太多等等而造成教师难以讲授,学生难以理解的内容尽可能通俗、简明、浅显、形象、直观,做到教师好教,学生好学。这些讲起来容易,面对一个个具体问题要加以处理好时一定会遇到不少具体困难的。只要充分发挥群体的智慧,不断深入探索,总有一天人们会造就一本内容丰富,基础和应用知识恰当结合,适用的开创性教材。

5.3教师缺少医学物理知识

物理理论论文范文第3篇

关键词:大学物理 教改研究 分级教学 地方综合性院校

江西理工大学是一所有色金属冶炼专业特色和优势比较明显、以理工为主,工学、理学、经济学、管理学、法学、文学、教育学等多学科协调发展、综合办学实力较强、享有一定社会声誉的地方综合性大学。《大学物理》作为综合性院校理工科专业学生必修的一门基础课, 在培养学生的科学素质、思维方式和创新精神方面起着十分重要的作用。而近年来,我国的大学物理的教学现状不容乐观, 基础地位正受到挑战, 教学学时减少, 受重视的程度也在降低。在就业压力大、专业课程重等多方面因素的影响下,很多院校将非物理理工类专业大学物理学时缩短至120以内,江西理工大学也顺应时事将非物理理工类专业大学物理课程学时调整至104。如何在减少教学学时同时能够保证学生能够受到良好的物理基础知识教育并培养学生创新性思维是我们物理教学工作者面临的一个难题。

在教学实践中我们发现,大学物理教学课堂两级化明显。课堂教学中部分学生掌握知识能力较快,对物理知识理论理解迅速,但由于教材陈旧,更新慢,近现代物理板块不被重视,学生普遍感觉大学物理理论与现实生产生活脱离,与现代科学技术的发展不相适应,学好理论知识并没有应用实践价值。而有部分学生基础较差,对物理不感兴趣,花费大量的时间和精力在理解物理概念和解题方面,在学习过程中较吃力,认为大学物理课程难度大,有的甚至直接放弃大学物理的学习。针对这种情况,本文对大学物理分级教学进行了初步的探讨,提出对地方综合性院校实施大学物理分两级教学:提高级,应用级;并阐述了此两级的教学改革思想和简要方案。分级可以通过可行的方式,笔试或面试或学生先申请再筛选分级的形式进行。同时本文针对我国存在各院校大量扩招、生源基础参差不齐、学生人数与师资力量不匹配、物理基础类课程应用价值没有明显体现等多方面问题的物理教育现状,难以直接引用国外顶尖高等理工院校优秀教学方式的问题,进行了初步的讨论。

1、提高级

本级主要针对基础好,大学物理理论知识理解能力强,有较强的自学能力,对大学物理有较浓厚兴趣的学生。此级学生物理基础好,对理论知识的掌握不成问题,重点要培养学生的创新能力,动手能力。本级学生数量要控制在小班范围。对于此级学生的教学,传统的讲课不应该是占支配地位的教学模式,应根据教师和学生的特点,建立基于研究的师生学习模式,把大学生从传统的文化知识的接受者变为文化知识的探究者。参照国外顶尖高校的培养模式[l],打破传统的以教师填鸭式教学,学生被动学习的教学体系,建立以教师为指导、学生主动进行学习。学校应让教师决定整个教学环节,给教师创新的机会。不应局限于一本教材从头至尾,老师可以将参考书列给学生,让学生主动查阅、自学,以小组为单位进行讨论,培养团队合作能力。同时建立实验性学习小组将所学知识用于实践中去。学院对学生的培养不要限制在课堂和校园内,而是创造各种机会让学生真正置身于社会,了解社会,通过实习,参观等机会,使校园学习与社会实践紧密结合,让学生了解到自己的价值并深刻感受到自身的社会责任,使他们可以更加自然和良好地融入到社会中去。可以制定形式多样的教学方案,课堂教学与实践教学并举,让学生自己参与制定策划本科生研究机会方案、独立活动期、媒体艺术与科学新生计划工程实习项目等等。让本科生可以参与各种科研活动中去,更好的培养和造就科技创新的新型人才。也为本科生后续深造做准备打基础。在教学中要重视整个教学过程的氛围和效果。老师和学生共同努力打造正式教学与非正式教学相统一的教学环境。突破时间和空间的限制,达到将课堂教学、实验研究与课外活动、日常生活相融合的境地,使学生在轻松愉快的氛围下,最大化地实现了各种素质的提高。此级学生最终考核可以与应用级学生一起考核,也可以单独以在平常各活动中的表现及撰写论文等多样化形式作为考核成绩。

2、应用级

应用型本科大学物理课的目标是:为培养非物理类应用型人才打好基础[2]。此级学生基础一般,主要以课堂教学为主,实验同步进行。对于此级学生,应重视提高学生学习兴趣,重视物理图景教学, 加强学习方法的引导,加强物理模型教学。要给学生学学物理的明确目标。掌握大学物理知识与方法对于培养应用型人才是必要的,从目前的科技发展速度看,学生除了掌握一定的科技知识外,还应当具备持续学习和解决问题的能力,这样可以在今后的工作中解决实际的问题,可以在工作中创新[3]。各院校可以根据自己培养人才的方案,自己编写适合本学校学生发展的教材,同时学校应为教师创造学习的平台,鼓励教师的再深造。不能老是拿大纲压人,不能一味的所有的教师进度相同,所有的班级学习的内容相同。再次,大学物理与大学物理实验相互调节。实验,是为了更好的学习理论,理论,同时可以辅助对实验的理解,同时可以根据理论知识对实验进行设计。实验尽量跟着理论课的进度进行。对于此级表现优异的学生可以适时调整至提高级,同时提高级班不适应的学生也可以调整至应用级班。

总之,物理教学分级改革是一个长期的探索性的工作。我们只是做了初步的探讨,今后还有待于进—步深入研究和实践。

参考文献:

[l]张立彬,梁启锐,李广平.麻省理工学院物理教育状况研究[J].大学物理,2011

物理理论论文范文第4篇

1937年爆发,杨振宁随家几经折,迁入内地昆明,1938年他高中二年级时考入西南联大,得到许多良师的教诲,开始对物理学产生兴趣。在吴大猷指导下,他完成了关于群论及分子光谱的学士论文。这段工作引起他对对称性特别的兴趣。其后,跟王竹溪做的硕士论文涉及的统计力学,也成为他以后研究的方向之一。

1945年杨振宁赴美进入其父曾就读的母校——加哥大学,三年后获物理博士学位。在芝加哥大学,他接触到许多世界第一流的物理学家。其著名者有论文主任泰勒(Teller),和一代大师费米(Fermi)。1948年他与费米提出π介子是质子及反质子束缚态的可能性,开研究粒子内部结构之先河。

1949年,杨振宁应奥本海默(Oppenheimer)邀请,赴普林斯顿高等研究院做研究工作,不久升为教授。1954年他与米尔斯(Mills)发表的规范场理论,是一个划时代的创作,不但成为今日物理理论的基石,并且在相对论及纯数学方面也有重大意义。

1956年他与李政道提出弱相互作用中宇称不守恒,次年获诺贝尔奖。从1966年至今,杨振宁主持纽约石溪州立大学的理论物理研究所。

1986年,杨振宁南开数学研究所参观,并与该所所长著名数学家陈省身一道创立了南开数学所理论物理研究室,具体指导量子可积系统的研究。笔者有幸在该研究所攻读硕士学位,学习期间,深感杨先生思想的博大精深,对他那种朴实无华的科研作风敬佩不已,下面结合自己的学习心得,简单介绍杨振宁的科学哲学思想。

一、爱憎决定风格

“在每一个有创造性活动的领域里,一个人的爱憎,加上他的能力、脾气和机遇,决定了他的风格,而这种风格转过来又决定他的贡献。”①杨振宁在解释他的这段话时说,物理学是一门客观地研究物质世界的学问,然而物质世界具有结构,而一个人对这些结构的洞察力,对这些结构的某种特点的喜爱,某些特点的憎厌,正是他形成自己风格的要素。因此,爱憎和风格之于科学研究,就象它们对文学艺术一样至关重要。杨振宁对物理学的爱憎基本上是1938年至1944年在昆明当学生时形成的。西南联合大学是中国最好的大学,为了取得学士学位,杨振宁跟吴大猷做了有关群论和分子光谱方面的论文,接触了群论在物理学中的应用。他读了狄克逊的一本名为《现代代数理论》的小书,从中学到了群表示理论。这一优美而又有巨大动力的理论,使杨振宁认识到群论的无以伦比的美妙和力量。从而激发起对于对称性原理的兴趣。而从群论到对称性原理上所得到的物理学与数学的结论,又对杨振宁产生了很大的影响。此后杨振宁在清华研究院,在王竹溪先生指导之下写作关于有序——无序转变的论文,对相变发生了浓厚的兴趣。1951年以后,他在统计力学、多体问题等方面写过许多文章,至今对这方面的工作仍很感兴趣,由他指导的南开数学理论物理室主要从事这方面的工作。杨振宁强调,“学一个东西不仅是要学到一些知识,学到技术上的特别的方法,更重要的是要对它的意义有一些了解,有一些欣赏,假如一个人在学了量子力学以后,他不觉得其中有的东西是重要的,有的东西是美妙的,有的东西是值得跟别人辩论得面红耳赤而不放手的,那么,他对这个东西并没有学进去,而只是学了很多可以参加考试得到好分数的知识,这不是真正做学问的精神,他没有把问题里面基本的价值掌握住”。②学一个学科,不只是物理学,不但是掌握这些知识、定理和公理,更要掌握这些知识、定理和公理的意义、精神及其重要性,等到你觉得这些重要到一定程度时,你才是真正地把这些东西吸收进去了。

一个人喜欢考虑什么问题,喜欢用什么方法来考虑,这都是通过训练得出的思想方法,也就是爱憎决定了科学研究的风格。

二、传统与科研

杨振宁认为文化传统是一件非常重要的事情,西方和东方的文化传统的确大不一样。中国的传统,重视每个人对社会的责任,从小就讲先天下之忧而忧。相反地在西方这种观点非常少,甚至不存在,可是我们看到,西方传统也可以产生出灿烂的文化。在这两种不同文化背景下的人,学物理和方法了不同。

美国学物理的方法与中国学物理和方法不一样。中国学物理的方法是演绎法,先有许多定理,然后进行推演;美国对物理的了解是从现象出发,物理定理是从现象中归纳出来的,是归纳法。演绎法是学考试的人用的方法;归纳法是做学问的办法。做学问的人从自己的具体工作分析中抽象出定理来,这样所注意的就是那些与现象接近的东西。另外,最重要的就是科研方向的问题。杨振宁向吴大猷学了分子光谱学与群论之间的关系,学的方法主要是演绎法:是从数学推演到物理的方法;泰勒所注意的是归纳法,它要从物理现象引导出数学的表示,杨振宁从泰勒那里学到了这种思想方法,获益非浅。因为归纳法的起点是物理现象,从这个方向出发不易陷入“泥坑”。在当时芝加哥大学的研究气氛中,杨振宁接触到一些最可能有发展的研究方向,这是十分幸运的。在联大,杨振宁有了一个扎实的根基,学了推演法,到了芝加哥,受到新的启发,学了归纳法,掌握了一些新的研究方向,两个地方的教育都对杨振宁的工作有决定性的作用。40年代末、50年代初,物理学发展了一个新的领域,这个新的领域是粒子物理学。杨振宁和同时代的物理学家是与这个新领域一同成长的。这个领域到今天,一直有长足的发展,影响了人类对物质世界结构的基本认识。这说明如果进入的领域是将来大有发展的,那末他能够做出比较有意义的工作的可能性也较大。这是方向问题,至于方法问题,杨振宁给出了一个很恰当的比喻。他说:“研究物理学好象看一幅很大的画。整个自然界的结构好比这幅画。看这一幅画可以有几种看法。适当的时候应当氢这几种看法结合起来。一是必须在近距离仔细研究,因为这幅画画得很仔细,每一部分都不一样,因此你必须用放大镜仔细研究它的细部。一是你应当在远距离去看它,你可以看到近距离看不到的一种大范围的规律,还有中距离的看法,物理学需要近、中、远三种看法。当然,如果你能一下子就看出远距离所能看到的规律,这当然是大贡献,但是这种可能性很小,甚至不可能。所以必须从近距离开始,总之,知识的流向是由近到中、再到远的,而不是反过来。”③例如,量子力学建立以后,它对哲学有很大的影响,但是海森伯和薛定谔不是从哲学出发,而是从研究原子光谱出发建立量子力学的。在此我们不难看出,杨教授对哲学与物理学研究关系问题的基本态度。

三、对称性决定相互作用

对称观念有很悠久的历史,远在上古时代,人类就有了对称观念,我们的祖先通过对许多自然现象的接触,渐渐形成了这一观念,这个对称观念的发展对上古的音乐、文学、绘画、雕刻、建筑,都有极其密切的关系。这方面的例子很多,在国内外的一些文物古迹上,随处可见我们祖先对自然现象中的对称性的偏爱。到了有史时代,对称现象在各种艺术的发展中更加显著。对称既然在人类历史上占有非常重要,非常基本的地位,哲学家和科学家便很自然地对之加以广泛的应用。有许多早期用到科学上的对称原理,例如,天文学家开普勒,就曾经想用一些几何的对称来解释太阳系中各行星轨道的直径比例,尽管没有很大的成果,可是它说明科学家很早就对对称性发生了兴趣了。对称在科学界开始产生重要的影响始于19世纪。发展到近代,我们已经知道这个观念是晶体学、分子学、原子学、原子核物理学、化学、粒子物理等现代科学的中心观念。近年来,对称更变成了决定物质间相互作用的中心思想。

对称观念对20世纪物理产生了极其重要的作用,首先麦克斯韦公式利用向量的方法,得到了比较简单的表述,可以说是对称原理在物理学中的第一个主要贡献。因为对称原理与方向和向量的关系十分密切,而我们所以能够把那20个方程式写成4个方程式,就是因为这20个方程式含有对称性,把这个对称性很根本地写到方程里面去,就可以写出精而简的方程式。通过方程式的精简,我们才可以把电磁学发展到更基本、更深入的程度。在物理学中对称的第二个重要的用途与晶体的构造有关。晶体结构的对称性,经过许多重要的科学家的努力提炼,形成了空间群的观念,这可以说是对称对于物理学的第二个重要贡献。随着人们对对称的更加深入的认识,物理学家开始用数学上已发展得十分成熟的群的方法来描术对称性,群和连续群的观念把代数、解析与几何连在一起,而通过这许多关系(尤其是解析跟几何的关系)更和粒子现象,以及物理原理发生了密切的关系,又通过几何这个关键,引进了拓朴的观念,这正是近40年来出现的物理与数学交织在一起的现象。尽管物理学家很早就知道守恒定律,然而直到20世纪初,才有人了解,原来守恒的观念与对称性有密切的关系。通过一系列的发展,人们才知道原来对称性与守恒定律可以说是同一回事。到了本世纪50年代,人们对对称原理又有了一个前所未有的新的认识。物理学家发现原来认为的对称并不是绝对的,在某些相互作用下,会有一些纰漏,这些不对称的影响是很小的,不过假若你知道在什么地方发掘的话,你就可以发掘出不对称的现象。关于这方面的第一个实验是关于宇称守恒的。通过这个实验,人们认识到宇称不守恒是弱相互作用的一个基本特征。对称原理经过了50年代的发展,在物理学中已经占有了一个比以前更加重要的地位,而近年来,进入了深的层次,这个发展起源于规范对称。我们知道,世界上各种不同的基本粒子之间有四种不同的相互作用,叫做强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。相互作用就是力量,因此,各种不同的基本粒子之间,就有四类不同的力量。近20年来,大家认识到这种所有的不同的力量,都是不同的规范场,对称性是决定相互作用的要素。杨先生说:“对称决定相互作用”①。当然,决定相互作用还有其他的中心观念,因为在今天的基本物理中,有很多复杂的困难,要解决这许多困难,必须引进一些跟数学有密切关系的新观念。

注释:

①②杨振宁:《读书教学四十年》,三联书店香港分店,1985年版,第22页,第121页。

物理理论论文范文第5篇

关键词:人才培养;模式探索

随着科技与经济的发展,国内各高等院校陆续新建了一些应用型本科专业,培养出了大批面向生产、建设和管理第一线的应用型本科人才。但在这些新建专业的建设过程中,不可避免地出现了一些新问题,例如,许多新建专业虽然都强调人才培养模式的创新、强调实践环节的建设,但在具体建设过程中却因各种软硬件不足等因素,难以深入推进;教学计划和教学方法与专业人才培养目标不相适应;实践能力培养环节薄弱,培养目标要求过高而脱离实际等问题。结果导致毕业生竞争力不强,适应力较弱,不能很好地满足我国推进新型工业化进程中对人才的要求,也离“应用型”本科专业培养目标的要求有较大差距。

一、国内外高等教育人才培养的现状

当代世界各国的高等教育人才培养模式,主要可分为以美国为代表的通才教育和上个世纪中叶以苏联为代表的专才教育这两种类型。通才教育,其要旨是培养理论基础扎实、知识面宽、适应性强的专业人才。在做法上重视文科教育,强调文、理、工科的结合与相互渗透,采用选课制、学分制等较灵活的管理方法。专才教育则强调给予学生一套具体专业的“处方”式的知识与技能。教学计划和教学大纲的重点放在对生产力发展有直接意义的知识技能上,整个教育重理轻文。

近10年来,通才教育是高等教育改革的趋势。美国不少院校系科的设置,是理工结合的,如力学与材料科学系、力学与机械工程系等。同时,各校又大量开设各种文理结合、理工结合的新课程,如数学和物理学、计算机科学和数学、经济学和工程学等。日本提出要“培养理想的世界上通用的日本人”。俄罗斯高等教育的培养目标也正从知识面狭窄的专家向具有广泛知识的专家过渡。欧洲则在努力扭转重文轻理的教育传统,强调博、专结合,以博带专,一专多能。

二、准确把握专业内涵,合理定位培养目标

应用物理学是一门理论和实践紧密结合,科学性与工程性并重的学科。它是以物理理论及工程方法为基础,广泛应用于电子学、生物医学、核技术学、信息学以及仿真技术等学科领域,并具有极强的综合性及系统性的交叉学科,是当今科学技术领域最活跃的应用性科学。尽管应用物理学专业建立时间尚短,但是近些年来发展却较为迅速,尤其是在物理学的基本概念与技术已经被广泛地应用到其他自然科学领域,从半导体微电子到微机应用;从生命科学到量子信息处理;从弱信号处理到无线电通讯;从各种材料制备和检测到光学测量、光全息技术和光信息处理;从低温技术、真空技术到薄膜技术、表面物理;从微波技术、核磁共振技术到层析影像技术,都无不包含在应用物理学的范畴之内。在一些新兴技术性行业里,应用物理学的进展和突破已经成为这些行业发展的动力支持。

未来的社会,必将要求理论研究的结果能更快、更直接地转化为现实生产力,能够将理论转化为实际应用的专业人才必将逐渐走俏。就其专业特点来说,应用物理学涉及的是一些非常具体的问题,使用的主要研究方法是实验,所以对学生的实践动手能力也有较高的要求,由此,对专业人才的实践动手能力的培养与建设也提出了更高的要求。准确定位培养目标是专业快速、稳定、健康发展的重要保证。在具体建设过程中,结合我校理工特色与专业实际情况,充分考虑专业自身特点,确定了我校应用物理学专业人才培养目标是:既具有坚实理论基础,又具有创新精神和实践能力的“厚基础、宽口径、高素质”应用型人才,能够较好地为社会科技、区域经济的发展服务。同时,应更重视应用物理学专业人才的知识、能力和素质的综合培养,以满足工、矿企业等职业领域和地方经济对人才的需要。

三、应用物理学人才培养目标

3.1 多元化复合型人才

从以上对国内外高等教育主导模式的人才培养现状分析来看”只有具有多领域技能的复合型专业人才才是符合我国社会主义经济建设所需要的目标人群! 就此可充分结合工科的实验教学模式”培养具有扎实应用物理理论基础的实践型人才!在精通本专业理论知识的同时加强实践能力的培养! 在计算机运用能力、物理测量能力方面进行强化!培养能在理论和相关科学领域从事科研#教学和科技开发的综合型技术人才! 加强应用物理专业学生在电子通信#计算机运用等实用领域的技能培养!

3.2 专业知识能力和毕业生能力要求

为了培养具有多元化能力的综合性人才”需要加强学生的基础知识”加大结合实践的教学力度”在具有了良好的本专业理论知识之后逐步进入到应用基础研究和工程技术开发的初步实践阶段!应用物理学毕业生应具有相应的专业的知识技能!并掌握符合市场需要的电子通信和计算机领域技能! 进一步深化到相应专业知识的研究细化”了解相近学科的一些基本知识”管理专业的知识技能以更好的符合我国的社会主义建设需求!

四、加强实践环节,提高实践应用能力

作为主要以培养应用型人才为主的应用物理专业,在新的培养计划中我们注重不断增加实践性教学,加强了实验室、教学实习基地建设,形成校内实验室与校外实习基地互为补充,贯穿于整个应用物理学本科专业人才培养模式的实践教学体系。学生能在教师指导下经历立项、选题、动手实验(设计)、分析讨论、总结等认识、分析、解决课题的全过程。

在实践环节中,做到了集中实习和课内实习相结合,主要由锻炼意志的军事训练实践、培养基本技能训练的金工实习实践、培养创新能力的实验课程实践、校外实习基地见习以及毕业设计、毕业论文等组成。根据形势发展需要和学生特点对教学内容进行适当调整和补充,加大了实践环节的课时比例,努力培养学生的实践能力与创新能力。

物理理论论文范文第6篇

[摘 要]文章对如何发挥大学物理实验课程来提高学生创新能力进行了探索和实践,相关改革思路清晰,措施得力,对学生创新能力的培养具有促进作用。相关工作将对大学物理实验课程在教学改革、科学研究、教学水平等方面的发展起到积极的推动作用。

[

关键词 ]创新能力;大学物理实验;自主设计性实验

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)35-0054-02

基金项目:本文系西北农林科技大学2013年教改课题“《大学物理实验)教学中引入自主设计性实验内容、促进学生创新能力的培养” (编号:JY1302097)、2014年高等学校教学研究项目“农林院校大学物理课程教学现状分析及对策研究” (编号:JZW201415xb)的科研成果。

大学物理实验是大学生学习和巩固物理知识,强化科学态度,培养综合创新能力的基础性、实践性教学课程,其教学理念、教学方法和教学效果不仅直接影响学生对物理学基础知识的理解和掌握,而且关系到学生今后学习其他学科的治学态度、科学精神和创新能力的塑造和培养,它在培养学生科学思维方式、科学实验能力、创新意识和创新能力等方面都具有不可替代的作用。

传统的物理实验教学模式下,物理实验仅是理论教学的辅助手段,强调的是物理理论的再现,只能起到巩固理论知识的作用,在注重创新的时代已经显示出它的弱势。在这种模式的影响下,高校实验室的作用受到严重制约,实验室设备陈旧,实验师资队伍不整齐,教学质量谈不上创新能力的培养。学生只是被动地按照教师和讲义给定的方法和步骤按部就班地操作,学生没有探索的空间和时间,学生独立解决问题的能力得不到很好的锻炼。教学内容的安排方式过细,属于验证性实验、简单知识应用和技能训练的经典物理实验内容偏多,而综合性、设计性、研究性实验内容不足,物理学的新发展和新应用更是极少反映,很难激发学生的学习兴趣。另外,由于师资及经费方面的不足,实验课开发程度不够,影响学生自主学习的积极性。

大学物理实验课程对国内大多高校来讲是一门重要的基础课程,本课程为学生进行创新活动提供指导和平台,对于提高学生的综合创新能力,应该能够发挥更积极的作用。教学活动应该以学生为中心,实行以学生自主创新为基础的实验教学模式,应该具有更广泛的自主性、探索性和综合性。

一、大学物理实验与创新教育的联系

大学物理实验和创新教育的联系可以体现在以下方面:①物理实验为开拓创新打下坚实基础。物理实验与物理理论之间互相依赖。物理学的原理、定理是在总结大量的物理实验事实基础上概括出来的,而物理实验总是在一定的理论指导下进行,对实验现象的观察和描述也离不开一定的理论知识背景。 阔物理实验涉及的知识面广、内容丰富,其他学科知识在物理实验中的渗透日趋广泛。实验过程中从设备安装、调试到实验现象的观察,实验数据的测定及实验结果的分析需要学生灵活运用自己所掌握的相关理论知识独立完成,使学生独立性和自主性得到加强。通过完成物理实验,可以促进对多学科知识的理解和掌握,为开拓创新打下坚实的基础。 ②物理实验为创新教育提供素材。基础物理实验过程中学生去发现实验中的问题,提出改进意见,重新设计实验方案等使实验充满发现创新的机遇。综合设计性物理实验,是在继承基础知识和基础物理实验基础上的创新,更加丰富了创新机遇,是创新教育的活教材。 ③物理实验为创新教育提供环境。物理实验为学生的设想和实验方案提供了实践环境,实施过程中实现了个人的创新愿望。可以激励创新的良好实验环境帮助学生解放思想,大胆创新,努力创新。④创新教育为物理实验注入活力。

创新教育注重学生对未来社会的应变能力,具有明确的创新教育目标意识,逐步形成某一方面的专业知识和专业技能,为今后成为这方面的专门人才奠定基础,这些创新个性的自由全面发展无疑给实验教学注入了活力,使他们有能力设计新的实验方案,维修和改进实验仪器,使实验教学真正发挥以学生为主体,教师为主导的作用。

二、大学物理实验教学改革相关思路

大学物理实验教学应以培养和开发学生的创新思维、创新精神和创新能力为目的,为学生提供一个展现和发挥自身才能的空间和环境,从而最大限度地调动学生学习的积极性、主动性,在学生自我获取知识的过程中尽可能多渗透科学研究的各个元素,使学生从被动接受的客体型学习向主动参与的主体型学习过渡。

1.教学内容的创新。随着经济和社会的发展,学生的就业压力日益增大,学生希望获取实用的知识和技能的需求是正常的,教学内容与生产和生活的紧密相关会激发学生的积极主动性和主观能动性。传统的验证性实验主要是对理论的验证,并围绕验证的实现进行实验设计,与现实生产生活联系较少,这是许多学生感觉到实验课程枯燥无味的原因之一。大学物理实验教学内容体系大多包括基础性实验、提高综合性实验和综合设计性实验三个层次,实验内容的设置能够符合学生的认知规律,但是更应该符合学生的实际水平和学生专业的学科背景,应该侧重于培养学生用物理学思想分析、解决实际问题的能力,培养学生的实际操作技能。因此,研究内容应密切联系学生的实际,涉及面宽、针对性强,题目背景清除,时间目的明确。研究结果以创造性解决实际问题为度,力争做到方法科学合理、构思巧妙新颖、装置简洁实用。

2.教学方式的创新。创新性的实验教学方法是实施物理实验创新教育的重要环节。 田传统的教学方法强调学生实际操作动手能力和实验技巧,忽视了学生对实验原理理解、实验技术问题的分析处理、实验数据处理及误差来源分析、实验结果的正确描述等科研素质的培养。创新性实验教学方法重视教学过程中师生共同进行的不断探索创新,教师不仅仅是“教”,更重要的是“导”,与学生一起分析实验原创思想和实验设计精妙之处,引导学生正确掌握实验观测技术和实验数据处理分析方法,探索实验结果的物理规律等。实验过程中单人单组、团队协作和分组讨论等方式可以结合起来,使得学生的自主性和积极性能够充分发挥。

3.教学和科研同行。大学生要创新需要在实践中成长。科研过程不同于实验课,教师总能解决学生遇到的各种问题,这容易使学生产生依赖性进而懒于思考和探索,科学研究的是未有定论的问题,结果难以预料,过程更可能出现始料不及的问题和困难,一个小小的疏忽大意将可能使结果缪之千里。所以,在科研中更能培养学生的责任心和严谨的工作态度,这要求指导教师勤于监督,帮助他们养成实事求是、尊重实验结果和事实的好习惯,这是实验工作者的根本,也是一个人做人的根本。任课教师负责或参与的课题及各种创新性实践活动都可以鼓励学有余力的学生加入进去,通过解决一个个实际问题,学生在课堂上学到的知识和技能得到巩固和提高,为他们解决各种问题提供了思路,积累了经验。

4.实验考核方式的创新。创新型的大学物理实验教学考核方式提倡摒弃过去惯用的实验报告,采用论文的形式报告或科研汇报整个实验过程和结果。我们不能过分注重学生实验结果的正确与否,实验过程检验了学生对所学各学科知识的掌握程度,反映了学生的创新性思维意愿及能力,实验过程中学生所提出的合理的、有创新的设计方案可以在论文形式的报告或科研汇报中能够得到充分体现。

三、大学物理实验教学改革相关举措

针对大学物理实验教学改革的相关思路,我们采取了如下措施,以期切实提高实验教学质量,提升学生实践能力和创新能力。具体的措施如下:

1.开放的实验室管理系统。实验室的开放不但是时间、空间的开放,更多的是内容和方法上的开放,应充分体现质量工程中以人为本的理念。为了培养学生的自主创新能力,保护学生的原创精神,实行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向,是对传统实验教学观念、内容和管理模式的挑战。 最终目标是形成布局合理、层次分明、教学科研互动的实验室体系,营造一个良好的创新氛围。具体的操作过程中,可以针对学生的需求采用不同的模式,如一、二年级学生实行常规课程教学实验开放,高年级实行综合自主实验开放,毕业生和研究生实行研究式实验开放,开展有计划、分阶段、分层次的开放模式,面向教师及科研人员可建立科学研究课题长期开放,提高教学质量和科研水平。这样不但可以充分、高效地利用实验室现有资源,更主要的是学生始终参与自己感兴趣的实验当中,学生在自觉学习和锻炼过程中,成为主动的求知者、参与者和探索者。此外实验内容、试验方法、实验教学评价等都应向学生开放,这一系列措施的实施可以使实验室成为培养大学生自主创新能力最适合的教学环境。

2.具有创新精神和创新能力的教师队伍。具有创新精神和创新能力的教师队伍是研究性教学的保证。它要求我们不断转变教育观念,树立创新教育观,培训创新型教学的青年教师队伍,使得教学由“经验型”转向“科研型”,由“教书型”转向“学者型”。 教师和学生一道,共同关心实验课教学过程中存在的各方面问题,有针对性地提出研究课题题目:共同关注小课题研究的进展;共同面对研究中遇到的困难和问题:共同探询分析问题的可行性思路;共同探索解决实际问题的最佳办法。在思想方法上能够给予学生有意义的启发,在研究的各个环节中能够给予学生实质性的指导。同时在指导学生进行小课题研究与探索过程中不断加强自身建设,积累经验教训,逐步拓展知识面,扩充知识量,更新知识结构,学习新技术、新方法、新理论,从这一方面看,达到了提高实验课教员科学研究能力和业务、知识水平的目的。

四、大学物理教学相关改革初步的成效

面向学生创新能力培养的大学物理实验课程教学相关改革,为大学生创新意愿的建立、创新意识的培养、创新能力的提高提供了一个开放而先进的实践平台。目前各项工作仍在进行,从目前来看效果良好,学生主动参与课程的积极性比以前明显提高,达到预期效果,主要表现在:①学生参与创新的能动性和能力得到提高。大学物理实验课程为学生提供了开放的创新实践机会,学生在本课程结束后,其他课程学习过程中碰到的问题仍愿意利用物理实验室进行实践,在这个过程中学生不断发现问题、解决问题,自身的综合能力明显提高。近几年来,本课程教师帮助学生申请和指导完成国家级和校级大学生创新型实验计划项目共计20余项,指导学生发表sci收录论文5篇;②教师水平提高。指导学生参与科学创新的过程也是教师难得的学习机会,使自己的教学、科研水平得到提高;③实验室仪器设备的高效利用。创新实践平台的构建有利于实验仪器设备的维护、管理和充分利用,不但提高了实验设备的利用率,更重要的是提高了实验设备的使用价值。

物理理论论文范文第7篇

[关键词]普朗克常数、量子物理、物理意义

中图分类号:O431.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0374-01

1 普朗克常数h的出现过程

在二十世纪以前,物理学的各个分支都已具备相当完善的理论体系,并且在实验和应用中都得到了验证,并逐步推广起来。但是,在一些物理现象中,人们发现了用经典物理理论仍然无法去解释,比如说黑体辐射问题,这就慢慢衍生出来了新的物理理论。为了更好地解决黑体辐射问题,普朗克从十九世纪末开始关注黑体辐射问题,经过整整六年的日日夜夜的研究,他在Rayleigh-Jeans公式和Wien定律的基础上使用内插法得到了一个新的辐射定律,并在二十世纪的开端,对外公布了他自己对黑体辐射的最新研究结果:物质所吸收或辐射的能量,必须是一个能量单位最小值的整数倍,一份一份地往外发射,因此他引入了一个常数,也就是用h表示的普朗克常数。

2 普朗克常数h的物理意义的探讨

普朗克常数的提出,尤其是以h为表征的量子概念,开创了现代物理学的新纪元,所作的贡献无法估量。首当其冲就是推进了量子论的树立并获取有效进步,量子论的生存争斗与早期的进步,都是紧紧地环绕着普朗克常数h的物理解释进行。

2.1 h促进了量子论的建立和发展

虽然引进普朗克常数开创了量子论,但在当时社会背景下,缺乏有效的传播途径,也因为这样没有获取人们的完全认识,甚至马克斯・普朗克在新思想的提出之后,也感到不安想着回到旧轨道,最先意识到量子概念的严重性,并为量子论开展打开布局的是爱因斯坦。爱因斯坦提出,照射到金属表面上的光,也就是光粒子流,频率为的光,即是能量为的光量子流。金属表面的电子只有吸收了能量为的光量子流才会逸出表面。

此后,很多科学家都做了不少的实验去验证。经过多年的坚持不懈,在1914年,密立根全面地证实了爱因斯坦的光电方程,而是第一次从光电效应中测量出普朗克常数h为6.626196×10^-34焦・秒。康普顿利用爱因斯坦的光量子概念进一步解释了实验结果,再一次验证光量子理论的准确性。这些使人信服的事实改变了某些物理学家对于量子论的怀疑态度,并展开了量子理论。

在量子论开始时。固体比热:继黑体照射以及光电效应又一个重点课题。直至一九零七年爱因斯坦逐步将普朗克常数以及量子化能量应用固体比热中,得出准确的热容量公式,克服经典概念的又一重大难题,并且及时获得了能斯特的证实与大力宣传,从开发伊始,历经多年的不断研究与验证,量子论开始被人类认识。

普朗克常数h为原子的稳定性提供帮助,也是推进量子论形成的又一因素。卢瑟福根据α粒子散射验证,提出了原子有核模型,但是在经典物理学中解释其模型引发了新的困难。就在这个时候,卢瑟福的学生玻尔在他其1913年写的论文《原子结构和分子结构》中提出:“不管电子运动定律作何改变,看来需要引入一种与经典电动力学不同的量到这些定律中,其量就是普朗克恒量,或一般所说的根本影响量子。引入这个物理量后,原子内电子的稳固性组织问题就出现了基本性的变化”。

2.2 h促进了物理学其它领域的发展

普朗克常数引进之后量子论的建设及发展,因此诱发的一些科学发现,各各学科都向着自己氛围进军,并将较深层的调查与较大层次的研究相结合,在宏观与宇观的探索上有了更新的突破。从后,各个领域各门学科迅速发展起来。

在微观领域中,自从波尔成功地将普朗克常数引进到原子物理后,使核物理学和粒子物理学均得到促进和迅速发展。质子、中子的发掘是物质组织学说的发展,同样又给进一步显现微观范围的奥秘供给了新的武器;重核裂变的发掘开创了历史的新时代―原子时代的来临。基本粒子的研究使人们对物质结构的认识进入更深的层次。

3 普朗克常数h引发的深刻思考

对于普朗克常数的重要意思,不可不提的一点是它的呈现所引起的在看待新事物、采用新办法、准确看待科学等方面对人们想法的影响。

最先,普朗克常数及其道理真实让人们所接纳,履历了一个漫长与艰难的过程。这使人们见到,准确的理论最后会得到人们的认同,而它的保护者要付出多大的勇气与毅力。

其次,以普朗克常数为代表的“量子问题”是个崭新的观点,请求人们采纳看待新生事物的准确立场。量子概念提议后,在20世纪的最早5年内,普朗克的工作简直无人问津,对崭新事物,甚至有一些人呈批判立场。假如玻尔引进普朗克常数诠释原子结构的稳固性,由于看法之特殊新颖,以导致不少物理学家难以采纳。斯特恩尽管后来对玻尔想法的进步作出了较多贡献,尽管他认为应该把自然常数作为新的物理世界体系的基石,但是他走得太远,甚至就像信奉宗教那样对待科学发展过程中的常数。其在黑体辐射探索时发现h,因此只支持吸收与发射所处领域h的含义;并认识到需h进行抑制能量的完全辐射,却单单将能量子理论作为纯粹模式的假想。这样不合适的自封使其没能及时将量子论上升至理论概述水平,也因此爱因斯坦光量子等概论提出“量子问题”转换之后,也没能快速跟上,他把h的实际物理实行了绝对化,因此h成为他逐步开发量子论的羁绊。和普朗克不同,爱因斯坦更着重对新概念与新事物的理性检测,发现其内在启发性的含义和物理世界的单一构造所处位置.也从辐射中抽取出能量子概述,且从光量子设想始发,快速将量子学说推进比热与涨落概念范围,为把量子作用广泛应用到全部物理学范围做了先行。

结语

由此可见,普朗克常数h是极具主要的一种物理常数。也是现代物理学的灵魂所在。就像普朗克晚年感悟到的:“现在的我非常了解,量子h应用的根本含义比我以前想象的要大很多。”普朗克还要求在其死后什么也不要,只在墓碑上刻有神奇自然常数h。普朗克常数h是人们研究自然时最伟大的发现之一。它于20世纪物理学中发挥了极为主要的作用。坚信在21世纪中自然科学,甚至是物理学以及计量学探索中都将发挥更为重要的作用。

参考文献

[1] 杨建平,李兴鳌.普朗克常数h的意义及应用[J].中央民族大学学报(自然科学版),2003,04:361-363+370.

物理理论论文范文第8篇

哈佛大学荣誉校长陆登庭教授说得好:“最佳教育不仅应有助于我们在专业领域内更有创造性,它还应使我们更善于深思熟虑,更有追求理想和洞察力,成为更完善、更成功的人。”大学物理实验是面向理工科学生所开设的一门重要基础课程之一[1]。其重要性就在于它能锻炼学生的实践能力。它可以加深学生对物理知识的理解和认识,能够培养学生独立思考、独立操作、实践创新以及分析和解决问题的能力。寻找更好的实验教学模式,也是物理实验工作者一直努力探索和追求的目标[2]。传统教学模式下,学生基本不做预习,有些学生预习也是随便抄抄课本应付了之。预习作为实验课程的重要环节,在过去的实验教学中,由于学生没有从思想上重视而被忽略。在大学物理实验课教学中,教师只是单一地讲解实验原理和实验内容,再就是给学生进行具体过程的实验演示操作。这样的传统实验上课过程,显然不能激发学生的兴趣爱好,他们只是在被动接受教师已经固化的思维方式,自身的创造性和活跃的思维就被这种教学给束缚,根本起不到培养创新和独立思考的能力的作用。教师评价学生的实验成绩,仅仅是从学生的实验报告中来计算分数。这样就会使少数学生抄袭别人的实验报告,只要字写得工整,可能比被抄者的成绩还要高,造成实验成绩不公正、不客观。有些学生可能使用人家已经连接好的线路或者已经调节好的光路等快速得到实验数据,这些都会造成实验成绩评定的不客观。思想上的不够重视、实验设备的不足、教学过程因循守旧等问题对培养创新型人才是不利的。因此,我们要在自己学校现有设备的基础上进行一些探索,使大学物理实验在对大学生的动手能力、创新思维能力、独立思考能力培养等方面起到应有的作用,培养合格的既有理论知识又有实践知识的社会需要的大学毕业生。

二、实验教学的内容

1.增加演示仿真实验,激发学生兴趣兴趣是最好的老师。为了激发学生学习物理实验的兴趣,我们在每学期的开始几周会安排学生参观演示实验室,目的是想通过丰富直观的演示实验现象,让学生喜欢上这门实验课程。参观完每一个演示实验后,向学生提出一系列问题,如为什么会出现这种物理现象呢?用物理学的哪个原理能来进行解释呢?并让学生将每一个演示实验中所涉及到的物理现象以及自己还不太明白的问题,都以观后感的形式写下来交给任课教师。紧接着我们会安排仿真实验,抽一两个时间段,将学生集中在机房,让他们将每学期要做的实验在电脑上先模拟一遍,以使他们初步熟悉实验过程、实验仪器等,使他们在真正实验时能更顺利进行实验。其实,学校的校园网是可以进入仿真实验室的,但现在的学生学习兴趣不高,所以还是以课堂形式来完成这些仿真实验过程,这样的效果会更好些,也起到了督促学生学习的作用。

2.增加综合设计性实验的比例为了真正地锻炼学生动手和独立思考能力,我们减少传统的验证实验的个数,增加综合设计性物理实验的比例。对综合设计性物理实验,学生以自选为主,最终以小论文形式完成。实验结果完成不错的学生,可以免试物理理论课程,或者用一个设计性物理实验与几个验证性基础实验的成绩等同于理论课考试成绩。这一过程,还可以锻炼学生的论文写作以及数据处理的能力。他们也可以尝试用EXL、ORIGIN、MATLAB等数据处理软件,同时,将部分教师的科研项目的某一小部分,放在设计性实验中,让学生去选做。通过这一环节的训练,可以培养学生的独立操作和思考的能力,同时也使他们在利用计算机软件处理实验数据方面的能力得到提高。

三、方法和途径

1.重视学生预习传统的课程方式,学生基本不做预习就来实验室做实验,教师也不太认真去检查预习情况,学生只是简单地写预习报告应付教师检查。他们不知道自己要做什么实验,不了解实验目的、实验内容、实验原理等,以致他们进入实验室头脑是茫然的。实验前的预习工作是大学物理实验课程的重要的环节,尤其是对少数民族地区的学生来说,显得更为重要,因为有些学生在高中阶段几乎没做过什么物理实验。预习可以使他们对要做的实验有一个深入的了解,对实验中涉及到的概念、公式、实验原理以及实验仪器等更加熟悉,进入实验室后听教师讲解时思路变得清晰。因此,必须重视检查学生的预习情况。我们在每次实验课开始前二十分钟内,对每个学生进行提问。如果回答不上来,或者回答得糊里糊涂,则拒绝他们做实验。刚开始这样做的时候,很多学生不理解,甚至抵触。实行一段时间之后,发现在实验前进行提问效果相当不错,并且提高了实验的效率。

2.增加实验室管理员这里所说的实验室管理员并不是学校招聘的教师,而是我们找一些脑筋灵活、动手能力强的学生参与实验室的管理和仪器维修等工作。他们参与仪器更换、维护等,并对每个实验的操作和原理等都很熟悉。当实验室有学生做实验时,他们这些管理员也可以参与进来,无形中充当了指导教师的角色。这样就使实验的师生比提高了,提高了实验效率,同时还为优秀的学生提供了锻炼的机会。

3.理论教学与实验教学相结合由于大学物理实验早已经是全校的公修必选课,所以要想实现理论课和实验课统一,确实有些困难。由于理论课程和实验课程是由不同教师上课,这样易使实验和理论脱节。如果当大学物理理论课讲到光的干涉这些内容时,那么就可以让学生进入实验室做光干涉相关的实验,如牛顿环、迈克尔逊干涉仪的使用等。这样既加深了对理论的认识,同时还能从实验方面验证理论,更利于学生加深对知识的理解与巩固。我们采取在每次实验课开始的第一节里,给学生讲述所涉及到的主要的理论知识,比如公式推导、物理原理等内容,教学过程采用多媒体课件等形象直观的教学手段,这样进一步加深了学生对实验理论的认识,从而有助于更好地完成物理实验。

4.注重实验过程实验过程是学生进行实验操作的重要环节。在准备了前面几项工作之后,学生开始实验。这个过程中,我们放弃了传统模式中的教师演示实验操作过程。这是因为,如果教师演示过程的话,学生就只会机械地模仿,失去了动脑和独立思考的动力。教师不再演示操作,这样就迫使学生真正地用脑去思考每一步怎么操作,最终得到的数据是否正确,让学生深层次地理解实验过程,提高动手动脑能力,逐步养成独立思考的习惯和培养分析问题、解决问题的能力。实验过程中,要激发学生提出问题,对不懂的及时向指导教师提问。在这一过程中,我们强调使用启发式教学,这样便于学生自己的思路更开阔,思维方式更灵活。这一过程,使用多媒体教学,利用课件的形象直观的特点,可以将理论、实验、学生的思维三者联系起来。如果学生对哪里不懂,可以立即调出课件进行解释,这样做比传统授课方式更为有效。

5.变化考核方式传统的实验分数主要依据其实验报告来评定,这样的评价标准有失公平,因为有少数学生会抄袭别人的实验报告,有的随便写写应付了事。现在,我们不再单单看实验报告来评定学生的成绩,而是从操作过程,到最后的期末实验测试,每一步都进行成绩量化,让学生自己知道自己的分数是怎么得到的。并规定好哪几项若达不到要求,则该次实验直接记不及格。每次实验的成绩做到透明客观,降低了教师因个人的主观因素带来的评价差异。

6.举行物理实验竞赛当前,大学里面的竞赛越来越少,学生更多地去考各种证书。为了提高学生的动手能力,培养学生对物理的兴趣,每一学期,我们都举办一次物理实验竞赛。通过举办这样的比赛,让更多的学生参与到竞赛中来,虽然奖品、奖金微不足道,但是学生更多的是体验到参与的快乐。通过这种方式,让物理实验变得有趣,使更多的学生参与到物理实验竞赛中,收到了很好的效果。