现代物理前沿知识教学浅析

摘 要 论述了在实施素质教育的今天，作为公共课的大学物理教学中应注重渗透现代物理前沿知识教学。其有利于学生的物理思想培养，有利于学生思维能力的培养，有利于激发浓厚的研究兴趣，是时代发展的要求。

关键词 物理教学 物理前沿知识 渗透

当前，我国高等教育改革已步入深化教学改革，实施素质教育、提高教学质量的新阶段，物理学为现代科学与技术的基础，作为公共课的大学物理课程自然有着极其重要的作用。在面临课时少、内容多等客观因素情况下，教师总是回避和忽视物理教学的现代和前沿知识的介绍。其实这是一种不妥的认识和作法。

如何加强素质教育、提高课堂教学质量，是当前我国教育改革的重要课题之一。而在大学物理教学中适时地渗透现代物理和前沿知识，让学生了解当前物理学前沿正在研究的热门科学难题，是提高教学水平的必由之路，其有利于学生的物理思想培养，有利于学生思维能力的培养，有利于激发浓厚的研究兴趣、唤醒神圣的好奇心，更是时代发展的需求。

1 渗透现代物理前沿知识教学有利于学生的物理思想培养

物理学发展的重要一环，就是在不断地提出假说，并经过实验验证，对提出假说进行完善或者摈弃的过程。在现代物理和前沿知识的研究中这一思想体现得尤其突出。例如：“玻尔理论”的提出，打破了经典物理学一统天下的局面，开创了揭示微观世界基本特征的前景，为量子理论体系奠定了基础，这是一种了不起的创举，不愧为爱因斯坦的评价——玻尔的电子壳层模型是思想领域中最高的音乐神韵。玻尔理论也有其局限性：这个理论本身仍是以经典理论为基础，且其理论又与经典理论相抵触.它只能解释氢原子的光谱，在解决其他原子的光谱时就遇到了困难。如把理论用于非氢原子时，理论结果与实验不符，且不能求出谱线的强度及相邻谱线之间的宽度.这些缺陷主要是由于把微观粒子(电子，原子等)看作是经典力学中的质点，从而把经典力学规律强加于微观粒子上(如轨道概念)而导致的。可见，科学的进步就是有继承才有发展，继承必须寻找正确的方法，科学的继承方法就是有批判地继承，这样才能前进。我们的大学物理教学就是应该通过向学生灌输现代物理前沿知识，培养学生的物理思想。

2 渗透现代物理前沿知识教学有利于学生思维能力的培养

物理教学过程十分强调对学生能力的培养。就一般能力而言，有：观察、记忆、思维、想象、注意等。其中思维能力是核心，它表现在对问题明确后，立即作横向联系和纵向比较，向深层次探索和研究，从联想中得到相关结论，或者从特殊拓延到一般，寻求更有规律的东西。现代物理知识就极易培养学生的思维能力。在介绍了光的波粒二象性后，学生就会由光对物质的作用而与电场、磁场联系提出光周围是否存在“光场”类似的问题。虽然这是一个没有定论的问题，但对促使学生思维，培养学生思维能力是有利的。

3 渗透现代物理前沿知识教学有利于激发浓厚的研究兴趣

大学物理教学中学生往往有厌学和畏难情绪，这与内容枯燥有极大的关系，我们可以在教学的过程中适量地介绍一些近代物理和前沿知识，开阔学生的眼界，提高学习物理的兴趣。在学习中，好奇和兴趣对人类的学习活动将产生巨大的推动作用。一旦对某问题有了好奇心，就会对如何搞清问题的实质、怎样拿出解决问题的方法产生动力；一旦对学习发生兴趣，就会充分发挥自己的积极性和主动性。

例如：近代物理技术如光纤、光电效应、激光、超导等的实验和在各领域内的应用的介绍又极大地唤醒学生神圣的好奇心。比如向学生介绍一些被认为是21世纪最具有战略意义的高新技术——超导技术，高温超导线材能耗低，通电能力是相同截面积铜导线的100倍以上，目前已被广泛用于超导电缆、超导变压器、超导电机、超导限流器、超导磁分离器、超导磁共振成像（MRI）、超导储能装置、超导磁悬浮列车等应用产品的研发，在许多领域取得了重大突破，具有十分广阔的市场前景。

在大学物理教学中如果能重视新知识、新技术的介绍，不仅能起到起点缀的作用，更重要是能激发学生浓厚的研究兴趣、唤醒神圣的好奇心。同时还可以让学生明白，有许多问题是不能用经典物理解决的，必须要用近代物理才能解决，能给学生留下一个悬念，以达到激发学生学习兴趣的目的。

4 渗透现代物理前沿知识教学更是时代发展的要求

当今社会，是一个科技高度发展，生产突飞猛进的社会，是一个信息加竞争的时代。在世界范围内的经济竞争，日趋激烈。而经济竞争，主要是科技竞争；科技竞争，主要是人才竞争；人才竞争，主要是教育的竞争。而大学物理教学，也不可避免地要投入这场竞争中。物理学作为现代科学技术的基础科学，是青年学生接受科学教育的重要组成部分，它对培养学生具备基本的科学素质起着突出的作用。因而，它在最基本的层次上决定着一个国家公民的科学文化素质及科技发展的程度。所以，大学物理教学不能裹足不前，要适应时代的需要，要进行必要的改革和创新。在大学物理教学中，渗透现代物理前沿知识教育，是适应科技竞争的需要，时代的需要。

由于粒子物理学、天体物理学、凝聚态物理学等近代物理分支突飞猛进的发展，加之激光技术、纳米技术广泛的应用于各个领域，我们必须看到经典物理教学面临的困境，一方面，事实就是：在许多现代技术中，目前经典物理学束手无策、无能为力。一是学生认为经典物理学已经过时，所以对经典物理学的学习兴趣淡薄。在这里我们引用李政道教授的一句话：“科学的目的是寻求如此简单的一组基本原理，用这组基本原理，能够说明所有已知事实，并预言新的结果。”经典物理就是这样的一组基本原理，它依然是现代科学技术进步的基础。二是近代物理学本身有许多的内容还是建立在经典物理学的理论基础上的；另一方面，教学的规律和学生的学习必须是循序渐进的。所以，我们在大学物理的教学中，可以适当渗透现代物理前沿知识，以加强学生的物理思想培养、思维能力的培养，有利于激发浓厚的研究兴趣，这不仅是素质教育的本意所在，更是适应科技竞争的需要、时代发展的需要。