物理教學培養論文
時間:2022-05-07 05:52:00
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隨著時代的發展,培養學生的創新精神已成為素質教育的主旋律.聯合國教科文組織認為,教育的使命是使每個人發展自己的才能和創造性潛能.總書記多次強調指出,創新是一個民族的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力.物理學研究的是物質的最普遍的運動形式和物質的基本結構,它是研究其它自然科學的基礎,物理學與科學技術之間是緊密聯系的,物理學基礎理論的重大創新往往能促進整個科學技術的發展,反過來,科學技術的創新對物理學的研究也起推動作用.因此,時代要求我們,物理學的學科特點也要求我們,在物理教學中必須重視培養學生的創新精神.那么,在物理教學中,教師應怎樣培養學生的創新精神呢?下面,本人結合原子物理的教學內容淺談一下培養學生創新精神的體會.
一、激發學生的好奇心,鼓勵學生進行科學的幻想
100多年前,人們從化學實驗中知道,物質是由分子組成的,分子是由原子組成的.原子是組成物質的最小微粒,是不可再分的.1897年湯姆遜從對陰極射線的研究中發現了電子,后來在發現X射線使氣體電離以及光電效應等現象中,都從物質的原子中擊出了電子,這表明電子是原子的組成部分.這一系列的實驗現象,無疑是對人們一致認為原子是組成物質的最小微粒的觀念的挑戰,懷著強烈的探索欲望,20世紀初,科學家們提出了幾種原子模型,但這幾種原子模型當時都沒有得到實驗的證實,僅僅是一些猜想.課程進行到這里,學生的好奇心被大大的激發了,我們可以利用“電子是原子的組成部分,電子帶負電,而原子是電中性的”這些已知的實驗結論,讓學生對原子的內部構成也像科學家們一樣提出各種假說.在好奇的狀態下,他們高度興奮,各述己見,大膽猜想,連比帶畫的說明自己的模型的種種優點,繪聲繪色的指出別人的模型的種種不足,在科學的、民主的爭論中,培養了學生的創新意識.
二、鼓勵學生探索,培養學生的批判精神
為了證實湯姆遜的原子模型,湯姆遜的學生盧瑟福和他的助手們做了用a粒子轟擊金箔的實驗,a粒子散射實驗的結果大大的出乎盧瑟福的意料,絕大多數a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進;少數a粒子卻發生了較大的偏轉,極少數a粒子的偏轉角超過了90°,個別的a粒子甚至被彈回.實驗中產生的a粒子大角度散射現象,讓盧瑟福感到驚奇,因為只有當原子的全部的正電荷和幾乎全部的質量集中在狹小的空間,并且與a粒子十分接近時,才能發生大角度的偏轉.面對實驗現象,盧瑟福沒有牽強附會的用湯姆遜的原子模型進行解釋,而是對當時的原子物理學的權威──自己的老師的觀點產生了懷疑,發出了挑戰,提出了全新的原子核式結構模型,很好地解釋了實驗現象,取得了重大突破,奠定了他在原子物理學領域的權威地位.在教學過程中,我們應該充分地利用這一物理學史教育學生,不屈的探索,是成功者的階梯,在探索中發現問題、研究問題、解決問題,對不合事實的,不迷信名家,不盲從權威,敢于提出新觀點、新設想,敢于質疑,敢于標新立異,要具有強烈的批判精神.
三、打破條條框框,突破思維禁區,培養學生的求新精神
盧瑟福的原子核式結構模型很好地解釋了a粒子大角度的偏轉問題,但跟經典的電磁理論發生了矛盾.其一是不能解釋原子的相對穩定性,根據經典的電磁理論,繞核高速旋轉的電子應該向外輻射電磁波,因此它的能量要逐漸減少,電子繞核運動的軌道半徑也應逐漸減小,電子將沿螺旋線的軌道運動,最后落到原子核上,這樣原子應該是不穩定的,而實際并非如此.其二是不能解釋氫光譜的不連續性,根據經典的電磁理論,電子繞核運動輻射出的電磁波的頻率就是電子繞核圓周運動的頻率,由于電子繞核運動的軌道是逐漸變化的,因此,運動的頻率也將逐漸變化,輻射出的電磁波的頻率也應該是逐漸連續變化的,而實際也并非如此.課程分析到這里,學生們會覺得茫然,感到束手無策,盧瑟福錯在哪里呢?在教學中我們應該在學生們困惑與不解之時,響亮的告訴學生:盧瑟福錯就錯在他將經典的、在宏觀低速領域中正確的電磁理論生搬硬套的運用于微觀高速的新領域.這電光火石般的一擊,使學生們震驚!他們為盧瑟福挽惜,挽惜他沒有打破舊的理論的條條框框對自己思維的束縛,取得新的成就.
盧瑟福的學生玻爾面對老師的原子模型的缺陷,敢于突破思維禁區,大膽的將新的理論──普朗克的量子理論運用到原子系統上,建立了原子穩定時不輻射能量的原子定態理論。核外電子繞核運動軌道不連續的電子軌道理論和電子躍遷時才向外輻射頻率一定的電磁波的電子躍遷理論,這三大假設,確立了玻爾的原子結構模型,較好的解決了盧瑟福的模型所面臨的困難.生動的物理學史告訴我們的學生在面臨困難、面臨絕境時,我們應該打破常規,突破思維和行動的禁區,勇于求新,盧瑟福和玻爾的成功就在于他們敢于求新,而盧瑟福理論的缺陷和玻爾理論的局限性還是由于他們不能徹底的擺脫舊的理論的束縛,沒有進行更多、更大的創新!活生生的事例,激情洋溢的講敘,對培養學生的求新精神必將產生不可估量的影響.
四、相信自己,勇于實踐,培養學生的獨立精神和挑戰精神
相信自己的能力,敢于提出問題,敢于提出解決問題的方案,大膽進行討論論證,勇于實踐,能夠坦然的承擔成功的喜悅或失敗的苦澀,是一個人具有強烈的獨立精神的體現,也是一個人具有創新精神的體現.1930年人們用a粒子轟擊鈹元素時發現了一種穿透本領很強的、電中性的、不可見的粒子,當時大多數的物理學家一致認為它是一種高能的γ射線,即光子流,但查得威克堅持要用實驗的結果說話,經過反復的實驗,查得威克得出這一不可見的粒子是中子的正確結果,人們用了兩年的時間,經過艱難曲折的過程才發現了中子.原子物理學的發展過程中有許多的事例都說明要取得成就,就要有獨立精神和挑戰精神,實際上物理學的發展史,乃至我們人類智慧的發展史,其實就是一部不斷挑戰、不斷創新、不斷前進的歷史.
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