原子物理学教学论文

　　【摘 要】本文分析了原子物理学教学现状，在教学内容、教学方法上对原子物理学教学进行了研究和实践。

　　【关键词】原子物理学教学;教学内容;教学方法

　　0 引言

　　原子物理学是物理学专业的一门重要的专业基础必修课，是继力学、热学、光学和电磁学之后的最后一门普通物理课程。

　　原子物理学是普通物理的重要组成部分，它属于近代物理[1]。

　　原子物理学包括原子物理、原子核物理和粒子物理[2]。

　　原子物理学是20世纪随着量子力学的发展而发展起来的，至今，原子物理学的许多问题仍然是科学研究的前沿问题。

　　原子物理学是现代科学技术的基础，是连接经典物理与现代物理的桥梁。

　　学好原子物理学能为后继的量子力学、固体物理等课程打下坚实的理论基础。

　　因此，学好原子物理学具有十分重要的意义。

　　本文根据近几年原子物理学教学实践，分析了教学现状，在教学内容、教学方法上对原子物理学教学进行了研究和实践。

　　1 原子物理学教学现状

　　首先，原子物理学知识抽象、难懂，没有清晰的物理图像。

　　原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的一门科学。

　　其研究的物质结构介于分子和原子核之间，线度约为10-10米，用肉眼是根本无法直接观察的，只能在头脑中想象。

　　学生在学习的过程中普遍反映知识很抽象，摸不着头脑，不像学习力学知识那样，对物体运动有清晰的物理图像。

　　其次，教材内容过于老化。

　　20世纪30年代M.Born写了一本《原子物理学》，H.E.White写了一本《原子光谱导论》，这两本书是原子物理学方面的经典之作。

　　现在的原子物理学教材体系一般遵循Born和White模式，大部分的教材内容都是反映20世纪30年代前后的知识，现代科技知识涉及太少。

　　讲授理论知识若缺乏实际应用的介绍，将会使知识僵化，知识面狭窄，难以激起学生的学习兴趣。

　　2 原子物理学教学内容的研究与实践

　　2.1 恰当处理好玻尔理论与量子力学的关系

　　大部分的教材内容一般都是按照原子物理学的发展历史进行编写的。

　　从原子的光谱实验到玻尔提出的量子化假设理论(基于经典物理基础上的量子化，半经典半量子，称为旧量子理论)，再由玻尔理论讲授原子的能级、精细结构、超精细结构等。

　　对于微观领域，正确描述电子运动的是量子力学理论，玻尔理论是有其局限性的。

　　最突出的问题是电子的轨道运动，根据玻尔理论，电子在库仑力的作用下沿着一些特定的轨道绕原子核运动。

　　在量子力学中，电子运动是由波函数来描述的，满足薛定谔方程，电子的运动具有不确定性，只能用概率来表示，没有轨道运动的概念，量子力学中是用“电子云”来形象说明电子的运动。

　　教学中若处理不好玻尔理论与量子力学的关系，会让学生觉得知识有点混乱，莫衷一是。

　　笔者认为在原子物理学教学过程中，能用玻尔理论解决的问题就尽量不要用量子力学，如玻尔理论不能解决，则可定性地用量子力学知识来解释，避免复杂的量子力学推导过程。

　　原子物理学虽属近代物理，但仍是普通物理学的重要组成部分，应该具有普通物理学的特点，要注重基本的物理实验、物理图像、物理思想和物理模型[3]。

　　若用量子力学进行详细的解释，则要涉及波函数、算符、力学量、薛定谔方程、微扰理论等复杂的量子力学知识，会淡化和掩盖了原子物理学的基本的物理实验、物理图像、物理思想和物理模型。

　　恰当处理好玻尔理论与量子力学的关系，既能使学生易于接受原子物理学知识，又能为后继的量子力学等课程打下基础，使原子物理学成为连接经典物理和现代物理的桥梁。

　　2.2 紧密结合现代科学技术知识

　　原子物理学是现代科学技术的基础，随着原子物理学的发展，新思想，新知识不断被发现，在此基础上产生了大量的现代科学技术。

　　如与原子受激辐射有关的激光技术;与原子的内层电子激发有关系的X射线的荧光分析技术、计算层析技术;与物质波有关的电子显微镜;与原子能级分裂有关的电子顺磁共振和核磁共振等等，其中X射线影像、核磁共振成像已应用到医学领域[4]。

　　将这些科学技术知识引入到原子物理学教学中，不仅可以加深学生对所学知识的印象，还可以开阔他们的视野，激发学习兴趣，培养创新意识，取得良好的学习效果。

　　2.3 适当引入物理学史

　　原子物理学的发展产生了许多重要的创造成果，包括1999年在内共有96项诺贝尔物理学奖，其中就有66项是与原子物理学有关的，占到总获奖数的2/3。

　　这些诺贝尔物理学奖的成果不仅是原子物理学发展的重要里程碑，而且是前辈物理学家创造性研究的典范[5]。

　　在教学过程中，适当地讲解一些有代表性物理学家的工作背景、研究思路、研究方法以及他们在面对困难时的科学创新精神、非凡的胆识，都会对学生留下深刻的印象，引起长久的思考。

　　例如，电子自旋假说是20世纪初最重要的假设之一，电子自旋的提出在原子物理学发展历史中具有里程碑的意义。

　　1925年，荷兰的两位在读大学生乌伦贝克和古德斯密特，在地球运动规律的启发下，经过深入研究，大胆提出了电子自旋假设。

　　但谁能想到这样重要的理论是由两个还没毕业的大学生提出的。

　　对于两个年轻人来说，提出这样的理论不仅需要创造精神，更需要非凡的勇气和胆识。

　　我们在课堂教学中引入这样的事例，在学生中激起了强烈的反响，引发了热烈的讨论，极大地提高了他们的学习热情和学习兴趣，同时也培养了学生的创新意识和创新能力。

　　3 教学方法的研究与实践

　　3.1 明确重难点，有的放矢

　　原子物理学的知识面较广，知识点松散，各知识点间的逻辑性、系统性不强，再加上学时少，一般只有54学时左右，教学任务重。

　　因此，教学方法就显得尤为重要。

　　按照原子物理学教学大纲，明确教学中的重难点。

　　每堂课都要向学生明确哪些知识需要重点掌握，哪些需要理解，哪些需要了解。

　　重难点知识要精讲、细讲，从物理实验、物理图像、物理思想、物理模型到具体的推导过程都要讲清楚，不惜面面俱到。

　　理解性的内容可讲清楚物理思想和物理图像，不必过多涉及细节性内容。

　　了解性的内容可让学生课下自行学习，给出一些参考资料，让学生以读书报告的形式提交作业。

　　明确教学中的重难点，学生明确了学习目标，提高了学习的积极性，促进了学生的自主学习。

　　3.2 传统板书与多媒体教学的有机结合

　　传统板书具有讲课思路清晰，留给学生较多的思考时间，易于跟上讲课思路等优点。

　　对重要公式理论的推导，系统知识的梳理具有良好的教学效果。

　　多媒体教学可演示图片、动画、影像资料，具有形象直观的特点，而且幻灯片记载的信息量大，放映时间少。

　　在原子物理学教学中，将传统板书与多媒体教学的有机结合起来，能收到良好的教学效果。

　　例如讲电子的自旋―轨道相互作用时，先用多媒体演示电子自旋运动和轨道运动的动画，学生头脑中有了清晰的物理图像，然后再采用板书的形式详细推导其作用规律，就比较容易理解。

　　一些著名的物理实验现象，现代科学技术应用，著名物理学家生平简介等都可以通过多媒体展示给学生。

　　既能拓宽学生的知识面，还能活跃课程气氛，激发学习兴趣，提高学习积极性。

　　4 小结

　　原子物理学虽已有一百多年的历史，但仍是具有生命力的，不断向前发展的科学，原子物理学教学也应不断地向前发展进步。

　　本文根据近几年原子物理学教学实践，在教学内容、教学方法上对原子物理学教学进行了研究和实践。

　　以期能与同行进行讨论，共同提高原子物理学教学水平。

　　【参考文献】

　　[1]喀兴林.关于原子物理学课程现代化问题[J].大学物理，1992，11(11)：6-8.

　　[2]褚圣麟.原子物理学[M].北京：高等教育出版社，2012.

　　[3]高政祥.原子物理学教学改革的几点探索[J].大学物理，2001(4)：34.

　　[4]张泽宝.医学影像物理学[M].北京：人民卫生出版社，2004.

　　[5]崔金玉.关于物理学史恰当地引入到原子物理学教学中的思考[J].长春师范学院学报：自然科学版，2009，28(1)：99.

　　物理学史的教学论文【1】

　　摘要：物理学史在物理教学有重要的的作用，所以重视物理学史的教学至关重要。

　　关键词：物理学史;教学

　　我们陕西省从2010年首次实行新课程高考，理科综合中的物理部分也将物理学史的考查列入重点考查(比如第14题)，笔者认为，这正体现了物理学史在物理教学有重要的的作用，可见，在教学活动中，物理学史教育是中学物理教学中不可缺少的组成部分，主要表现在以下几点

　　一、有助于激发学生学习物理的兴趣，培养

　　良好的学习物理的习惯

　　只有当学生学习有了兴趣，才能表现出学习的自觉性、主动性，才能在学习中发扬开拓和探索精神，以顽强毅力去克服学习中遇到的困难。

　　这就要求我们在教学中，不仅要把日常生活、生产劳动中发生的现象、问题与教材紧密联系起来，使学生认识到学习的现实意义。

　　同时，还须把历史引入教学中，把科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。

　　并通过了解物理学家的生平、各学派间的争论以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，让学生从中学习到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法，不断提高自身科学素质、养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识。

　　二、有助于对物理知识的理解和把握

　　根据教材编排特点，分单元讲解、分析发展史不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运动过程，而且有助于学生按规有的形式和体系来理解和把握物理知识，从而逐步掌握正确的科学思维方法。

　　例如，在讲高二年级“磁潮和“电磁感应”的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程。

　　通过讲解安培、法拉弟和愣次等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在有了对电磁发展总体认识基础上，加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉弟电磁感应、愣次定律、磁通量等关键点的把握。

　　物理学发展史是人类探索自然规律的历史。

　　通过史料教育学生，可以培养实事求是、严谨治学的科学意识。

　　例如，通过卢瑟福的α粒子散射实验、伦琴射线的发现等生动事例，激发学生对科学家的敬重之情，进而培养学生求实、严谨的科学意识与勇于创新的科学精神。

　　从而培养学生学习物理的良好情感、态度与价值观。

　　三、有助于对学生进行情感教育

　　我国是世界四大文明古国之一，在物理学的理论和实践有着辉煌的成就。

　　例如，在理论著作方面，《墨经》中对力学、光学的论述;《天工开物》中关于简单机械的记述;《梦溪笔谈》对磁角的论述，《考工记》中关于工程技术，声音传播的记载等在当时都是遥遥领先于世界各国，就是在今天仍有参考价值。

　　在实用技术方法，更是举不胜举。

　　指南针、地球仪、浑天仪、船闸、石拱桥、火箭等，都是我国最早发明的。

　　教学中结合教材内容，介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献，可以使学生了解祖国古代灿烂文化，激发他们的民族自尊心和自豪感。

　　在物理教学过程中，由于众多物理学史料中有很多品德教育素材，将品德教育与知识教育有机结合，能够更好地发挥物理学史的思想品德教育功能。

　　如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁，利赫曼为引雷电而捐躯，居里夫人为研制放射性而作出了巨大的牺牲，法拉第舍弃荣华富贵，几次拒绝接受封爵而甘“平民法拉第”，亚里士多德富有批判和怀疑精神等。

　　这些科学家不畏艰险，不惜生命，不慕利禄，不怕权威，追求真理的高尚品质，有利于培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神，为以后的学习和研究打下良好的基础。

　　四、有助于学生树立辩证唯物主义观点

　　中学物理教学内容中，概念、定理、定律充满了辩证唯物主义观点。

　　在教学中，有意识地用辩证唯物主义观点去分析物理学发展历史，阐明概念、规律。

　　结合物理学特点，进行物质第一性、物质的运动性和对立统一、量变与质变、否定之否定规律的教育，可以使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。

　　�纾�介绍爱因斯坦的相对论时，我们就可以把“新生事物不可战胜”这一哲学观点渗透进去。

　　相对论的建立打破了统治三百年之久的牛顿时空观，开辟了物理学新领域。

　　但是，在相对论最初提出来的时候，并没有被大多数物理学家所承认，反而遭到了许多人的反对，甚至出现对爱因斯坦进行声讨和人身攻击的事件，然而，真理是不可战胜的，不管反对的势力如何强大，随着时间的推移，理论和实践日益证实了相对论的重大意义和作用。

　　在今天，它被广泛应用于天体物理学、字宙学和原子核物理，而目不断被实验所证实。

　　伽利略认真读过亚里士多德的《物理学》等著作，认为其中许多是错误的。

　　伽利略依靠工匠们的实践经验与数学理论的结合，依靠他自己敏锐的观察和大量的实验成果，通过雄辩和事实，粉碎了教会支持的亚里士多德和托勒密思想体系两千多年来对科学的禁锢，在运动理论方面奠立了科学力学的基石。

　　所以，我们在以后的教学中，一定要加大物理学史方面的教学力度。

　　总之，这既是是完全必要的，也是切实可行的。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国教育部。

　　科学(3～6年级)课程标准(实验稿)[S]，北京:北师大出版社，2001.7.8―15

　　[2]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].北京:清华大学出版社. 1993，14―17，139111-141

　　[3]全日制普通高级中学物理教科书上下册[M]，北京:人民教育出版社，2000

　　培养物理学习兴趣【2】

　　【摘 要】兴趣是一个人力求接触和认识某种事物的意识倾向。

　　学习兴趣是学生学习活动或学习对象的一种力求认识和趋近的倾向，是推动学习最有效最直接的原动力。

　　正如孔子所言：知之者莫如好之者，好之者莫如乐之者。

　　现代心理学研究表明：这种倾向是和人的情感相联系的一种非智力因素，是学生学习动机中最积极最活跃的成份。

　　在物理教学中，教师应注重采用各种方法来激发学生的学习兴趣，充分调动学生的非智力因素，提高自己的教学质量。

　　本文就如何在物理教学中激发和培养学生的学习兴趣，谈谈笔者的见解。

　　【关键词】物理;兴趣;培养

　　学习兴趣的产生与教学有密切的关系。