大学物理论文 篇一:光的粒子性和波动性的实验观察
在物理学中,光既可以被看作是粒子,也可以被看作是波动。这种光的双重性质在很长一段时间内困扰着科学家们。为了证实光既具有粒子性又具有波动性,许多实验被设计出来进行观察。
其中一个经典的实验是光的干涉实验。干涉实验通过将光束分为两部分并使其相互干涉,可以观察到明暗相间的干涉条纹。这一实验结果表明了光的波动性,因为只有波动才能产生干涉现象。然而,通过进一步的实验观察,科学家们发现,当光的强度被减小到极限时,只有一个光子进入干涉装置,却仍然能够观察到干涉条纹。这一观察结果支持了光的粒子性。
另一个证明光的粒子性和波动性的实验是光的散射实验。当光与物体表面碰撞时,会发生散射现象。当光的波长远大于物体尺寸时,散射现象可以用波动理论来解释。但是,当光的波长接近或小于物体尺寸时,散射现象无法用波动理论解释。这时,只有将光看作是粒子,即光子,才能解释散射现象的特点。通过对大量散射实验的观察和分析,科学家们得出了结论:光既具有粒子性又具有波动性。
除了干涉和散射实验,还有许多其他的实验也证实了光的双重性质。例如,电子衍射实验中,电子束通过狭缝后会出现衍射现象,这也是光的波动性的体现。而在光电效应实验中,当光照射到金属表面时,能够将光的能量转化为电子的动能,这是光的粒子性的表现。
通过这些实验观察和分析,我们可以得出结论:光既具有粒子性又具有波动性。光的粒子性和波动性的存在,不仅使我们对光的本质有了更深入的理解,也为现代物理学的发展提供了重要的启示和基础。
大学物理论文 篇二:黑洞的形成与物理学的挑战
黑洞是宇宙中最神秘和最奇特的天体之一。它的形成和存在引发了科学家们的广泛关注和研究。黑洞的形成与物理学中一些重要概念的挑战密切相关。
根据爱因斯坦的广义相对论,当一个恒星耗尽了核燃料后,会发生坍缩,形成一个非常致密的天体。如果这个天体的质量超过了一定的临界值,就会形成一个黑洞。在黑洞内部,物质被压缩到极限,形成了一个引力场极强的区域,使得甚至连光也无法逃离。这就是黑洞的基本特征。
然而,黑洞的形成对物理学中一些基本定律的挑战是显而易见的。首先,黑洞内部的引力场非常强大,违背了牛顿引力定律。其次,黑洞的质量集中在一个极小的体积内,导致物质的密度无限大,这与热力学中的定律相悖。此外,黑洞的事件视界,即黑洞表面的边界,也对物理学提出了新的问题。事件视界是一个无法逃离的边界,但其上的物理过程仍然存在着许多未解之谜。
为了解决这些挑战,科学家们开展了大量的研究和实验。通过观测天体的运动和辐射,以及利用数值模拟和理论推导,我们对黑洞的形成和性质有了更深入的理解。例如,霍金辐射理论提出了黑洞会因为量子效应而缓慢蒸发的观点。这一理论为黑洞的热力学性质和信息丢失问题提供了新的思路。
尽管我们已经取得了一些重要的进展,但黑洞的形成和物理学挑战仍然存在许多未解之谜。为了更好地理解黑洞,我们需要进一步深入地研究和探索。通过不断地提出新的理论和进行实验观测,相信我们将能够揭开黑洞这个宇宙奥秘的面纱,为物理学的发展做出更大的贡献。
大学物理论文 篇三
摘要:
就近年来从事大学物理教学的体会,探讨大学物理教学中若干问题,并提出相应的应对策略,期望对改进大学物理教学,提高教学质量能起到抛砖引玉的作用。
关键词:
物理论文
一、前言
大学物理课程是高等理工科院校学生的必修基础课程,也是作为接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
它能够培养出学生严谨的治学态度、能够使学生的创新意识得到活跃、也能够使他们在适应科学发展的综合能力等方面得到显著的提高,是其他实践类课程不可替代。
因此,对当代大学生来说学好大学物理是非常的重要。
随着现代科技的发展及应用,也意识到大学物理课程教学质量的提高在提高本科教学质量中巨大作用,就是要加强对大学物理教学的探讨。
二、大学物理教学中出现的若干问题
1、理论课授课方法单一
在现在,最常见的授课方法有两种:多媒体教学和板书教学。
已经有很多教师意识到将两者进行结合才能够达到最好的教学效果。
然而,无论何种方式被采取,很多教师都早已习惯了针对大纲的知识点进行逐一地讲解,甚至还将大量的时间花费在讲解习题上。
课堂枯燥无味却没有探索其它的方式来进行授课。
2、学生没有端正学习的观念
尽管大学物理作为一门公共基础必修课,是普通高校理工科各专业都要开设的,然而除了那些与物理学专业相接近的专业的学生在学习大学物理时会下功夫之外,而其他专业的学生则是为了来完成任务、应付考试而来学习大学物理,更有甚者,有些学生根本没有能力去完成自己的大学物理考试。
他们由于没有学习大学物理的动力及兴趣,使得有一定难度的大学物理在他们的心里变得更加是难学,对他们来说是难上加难,所以很多学生是抱着消极的态度来对待大学物理的学习。
在通常情况下,他们不愿意将上课讲过的课程内容进行复习,更不愿意继续探讨上课时没有弄懂的问题,为了完成作业而进行抄袭,也是一种十分普遍的现象。
更有甚者,有些学生在考试前也不愿意进行认真的复习备考,也没有把大学物理的学习当作自己的学习任务,甚至还有些学生抱着侥幸的心理来对待大学物理考试。
3、教师队伍结构不合理
一方面,近几年,高校进行了大规模的扩招,因此很多高校在短时间内就扩充了教师队伍,但是绝大部分都是一些年轻的教师,这就造成了教师队伍的年龄结构不够合理,教学经验也是略显不足。
另一方面,尽管教师队伍进行了较大的扩招,但师生的比例与扩招之前相比还是有很大的下降,这就导致了高校的大学物理课程都是使用大班教学的方法,然而这种方法却难以保证教学的质量。
三、改进教学方法的探讨
1、教师物理课程进行讲解时,不仅要依据进度要求来完成教学工作,更重要的是照顾到学生的学习兴趣,让学生能够感觉到大学物理是一门比较学习的课程
良好的教学方法,能够大大激发学生的兴趣,也能够提高教学效率和质量。
具有现实意义、不深奥抽象、生动有趣,这样学生就会保持着长久的学习兴趣,从而达到了寓教于乐的目的,让学生达到积极主动地去接受并应用知识的目的。
(1)结合生活中的经历,从生活中找到解答问题的物理知识。
对于那些没有涉及到的新知识点,同学会有很大的难度,因此老师就需要采用一些办法,做到能够把物理课讲解得平常易懂。
在教学的过程中,结合生活中的相关事例来引导问题,从日常生活的经验中找解决问题的答案。
(2)化抽象为具体。
有些物理问题是异常抽象难懂的,对很多问题有的学生本来就不熟悉,因此求解这些抽象模型的一些物理量就会更加有很大的难度。
在这时,我们就可以将问题转化为我们所熟知的,或者利用熟悉的相关知识来进行求解。
这样做不仅可以锻炼知识的应用能力,而且还能够使学生掌握新的知识。
(3)用现代多媒体教学方法。
多媒体计算机辅助教学系统是指利用多媒体计算机,综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息,把多媒体的每个要素都按照相关教学的要求,进行有机组合并通过屏幕或投影机投影进行显示,按需要同时再配合相应的声音,以及使用者与计算机之间的人机交互操作,完成教学或训练过程。
随着计算机以及互联网的出现及普及,再加上扩招后一些学校的教学空间容纳有限等诸多原因,多媒体教学便得到了普遍的应用。
很多在传统教学手段下很难表达的教学内容或无法观察到的现象因此就能够形象、生动、直观地展示出来,也就加深了学生对这些问题的理解,提高他们的学习积极性。
2、做到关爱学生,做到及时鼓励,充分发挥学生在学习中的主体作用
调动学生的学习积极性是大学物理教学的一项系统工程,学生是学习的主体,大学物理的教学活动也要围绕学生来展开,大学物理的教学中一项宝贵的资源就是那些广大学生的思维,在意想不到中,学生就会想出好的方法来解决问题。
3、优化教师队伍的结构
伴随着诸多新教师的加入,能够有效的解决师生比偏小的问题。
当前要做的就是去改变教师队伍年龄结构不太合理的不利因素。
年轻教师有自己的独特优势,他们精力旺盛,而且思维敏捷,极具有创新精神,也能够和大学生产生强烈的共鸣。
然而,他们在教学经验方面却有一定的不足。
为了弥补教学经验不足的缺点,一是组织任课教师定期开展相关的教学研讨活动:二是组织教师进行互相之间的听课活动。
这样老师之间不仅能够互相学习,而且还能够激发他们的教学热情。
四、结语
大学物理是一门重要的课程,随着教学的不断深入和发展,在教学过程中还会遇到各种各样的问题,因此要不断的探索,找出解决问题的科学的方法。
大学物理论文 篇四
一、我国大学物理实验的重要性
大学物理是一门以实验为基础的学科,大学物理实验和大学物理理论占有同等重要地位,它们既有着深刻的内在联系,又有着各自的任务和作用。大学物理实验在培养学生分析问题和解决问题的能力及激发学生科学创新意识方面有着其它学科不可替代的作用。大学物理实验不但把物理理论知识用到实验上,而且更好地解释生活中的物理现象并加以科学验证。通过大学物理实验能培养学生达到以下几点科学实验能力及实验目的:
1、通过对实验现象的观察分析和物理量的测量,能够更好的加深对理论知识的学习,对定义、定律更深刻的理解;
2、通过对实验仪器的调试和使用,能够更好地培养学生动手动脑的能力及临时处理突发事件的能力;
3、通过对实验数据的处理及图像的绘制,能够更好地培养学生对数据的保留与取舍及结果的正确判断与分析;
4、通过实验能使学生以独立或合作的方式设计一些基础性实验,从而培养他们独立思考问题,合作完成工作的意识。
二、做好我国大学物理实验前的准备工作
实验课又不同于理论课程,有它自身的独特性,因此,在实验前必须做好以下几点工作。
(一)实验理论知识的学习。实验前对实验理论知识的学习是做好实验的前提条件。实验理论知识的学习主要是指在实验前要对实验目的、实验原理的熟练掌握,清楚地知道实验的要达到的任务及其所采用的方法,在实验时才能游刃有余地解决实验中所遇到的问题,才能保障实验的顺利完成。
(二)实验设备的准备及调试。在懂得了实验目的及原理的基础上,才知道实验所需要哪些实验设备,及其仪器参数的要求。不但要对所做实验设备准备齐全,而且仪器的摆放也要符合实验要求,并且要对实验仪器按照实验要求进行调试。若中间任何一个环节出现错误都可能影响实验效果,甚至导致实验失败,所以,实验前设备的准备及仪器的调试是做好实验的基本条件。
三、做好我国大学物理实验中的具体工作
(一)实验仪器的规范使用。不同的仪器设备有不同的使用方法及其操作步骤,一定要按照仪器说明书来正确操作使用。要轻拿轻放,要确保仪器设备在安全有效的参数范围内使用。不然,给实验结果会造成较大误差,甚至导致实验的失败。
(二)实验步骤的合理安排。根据实验原理及实验内容来合理安排实验步骤是高效完成实验的关键。对于实验步骤要熟悉掌握,给够给出一个合理的分工安排体系。大学物理实验一般都是小组实验,先测哪些量,测几组数据,谁来测等的分工安排一定要合理明确,才能在规定的时间内顺利完成。
(三)实验中突发事件的处理。实验课不同于理论课,大学物理实验中的很多力学、电磁学、近代物理等实验都会用到高压电,电压可达到380伏甚至会更高,一定要保证学生和实验师的人身安全;也要保障实验室的财产安全。实验中要做好一切安全应急措施,确保万无一失,是做好实验的基本保障。
四、做好我国大学物理试验后的工作
当试验完成后并非一切都结束了,实验后的收尾工作也显得十分重要,这样更有利于下次实验及仪器设备寿命的延长使用。
(一)试验后的检查。试验后的检查主要是指数据是否记漏、设备是否完好、配件是否丢失、开关是否关闭、电源是否切断等事项的检查,以确保下组人员能够继续做实验。
(二)试验后的仪器保养及卫生。由于实验室所使用的是精度较高的仪器设备,不同于其它上教室课时使用的桌椅,对实验室仪器的保养及实验室内的卫生也有着很高的要求。实验完毕后注意仪器的保养:该擦洗的要擦洗,该涂润滑油的涂;地面该扫的扫,该拖的拖。有些仪器怕强光照射,窗帘该拉的要拉上,好的保养及卫生更有利于延长仪器的使用寿命。
(三)总结及反思。试验完成后除了按时上交实验报告外,还要及时总结和反思。总结在此次实验中遇到哪些问题,采用什么办法又是怎样处理的;与其它实验有何异同;有何收获,有何启发;实验过程中的步骤、选用法方、仪器调整等是否有改进的地方。总结和反思是为了能够更快更好更有效地做好下次实验。总之,物理上的任何一个伟大的成就都离不开实验,做好大学物理实验不是一件简单的事情。既要做好实验前的相关准备工作,又要做好实验中的具体事项,还要注意试验后的卫生等工作,才有可能更好地做好大学物理实验。
大学物理论文 篇五
【摘要】
大学物理实验课程是理工科中的基础课程,通过这一课程可以让学生了解更多的物理现象,培养学生形成验证既成物理定律的辩证精神,可以对学生动手操作能力、分析、解决问题能力等进行培养和提升。高校办学规模不断扩大,在层次上也出现多元化,这就需要课程也要创新教学模式,采取多层次教学模式,本文分析了大学物理实验多层次教学模式。
【关键词】
大学;物理实验;多层次;教学模式
大学物理实验是理工科学生必修课,通过实验可以让学生直观的观看和感受物理现象、知识等,可以帮助学生更好的理解知识,提高学生对知识的应用能力,还可以培养学生的创新实践能力以及科学思维能力,促进学生更好的发展。
1.大学物理实验多层次教学模式含义和作用
多分次教学方法就是根据学生的专业、物理基础知识、类型、基本技能掌握等情况,对学生设置相应的教学目标、内容、学习要求、检测方式等,这些都是多层次的,让每个层次的学生都会在原有基础上得到发展和提高,学习和掌握其所在层次的知识以及技能,促进学生创新实践能力的培养。多层次教学就是从基础不断深入,从简单到复杂,也是从理论到实践。其主要包括四个层次教学,分别是讲解演示实验、基础验证试验、综合提高实验以及扩展设计实验,通过多层次教学方法,可以实现逐步推进,让学生的潜能得到有效的开发,促进学生综合素质的提升。该教学方法在对不同实验项目进行整合的基础上,可以细分教学设计,在整体上让教学中的每个环节是衔接的,实现环环相扣,逐渐推进,这样可以让原有教学仪器充分发挥出其作用,充分利用现有教学资源,对教学内容进行逐步扩充,让新知识与旧知识交替,确保教学过程的流畅性,可以有效改变重复教学和灌入式教育。该教学模式,因为是结合学生的实际情况进行设计的,如学生的原有物理知识水平、接受能力等,与学生水平相适应,因此可以有效调动学生的积极性和主动性,对学生的创新思维能力进行有效培养和提升。
2.大学物理实验多层次教学模式的开展
依据学生的实际情况,设计不同层次的教学内容、目标等,每个实验层次在学时、难度、学生实践能力的要求方面也都不同。
2.1讲解演示实验
这是多层次物理实验教学中最基础的一个层次,实验也是需要基础理论作为支撑的,而讲解演示实验就起到这个作用[1]。在这一层次教学中,教师是课堂教学的主体,教学模式是传统模式,由教师先进行实验的讲解以及演示,教师给学生演示一些简单、有趣味性的物理现象,之后教授讲解、实验,学生观看和记忆实验过程,逐渐掌握相关的知识和技能,打好理论基础。
2.2基础验证试验
理论知识很重要,实验能力也很重要,对这一层次中的目的就是要培养学生的基础实验能力,在这一层次的实验中,主体是学生和教师,也会有内容需要使用传统教学模式,学生在知道实验原理以及仪器使用方法之后,还需要结合学习内容,在教师的指导下开展实验,去验证原理,培养学生的基本实验能力,为之后的实验操作能力奠定良好的基础。
2.3综合提高实验
学生在掌握了一定的理论知识以及操作能力基础上,就需要提升层次,进一步提升学生的实验能力。在这一层次教学中,主体更多的是学生,教学模式也有改变,教师要给学生创设让其自主进行实验的空间,在对学生理论知识以及操作能力进行巩固的基础上,培养和提高学生自己思考、操作实验、解决问题的综合能力,促进学生实验操作能力的进一步提升。
2.4拓展设计实验
在这一层次教学中,教师要做的就是给学生布置实验任务,其他的则需要学生自己完成。教师要让学生自己查找资料,并对有用的资料进行整合,明确实验原理,这一操作中要培养学生的信息收集和处理能力;让学生自己设计制定实验方案,是要培养他们的创新思维以及对科学技术的应用能力;让学生实际去组织开展实验过程,拓展设计实验需要学生多方面的能力,这样有利于开发他们的潜能,发挥他们的主动性和积极性[2]。综上所述,大学物理实验是理工科学生的一门重要必修课,教师要改变以往的实验教学模式,因材施教,采取多层次的教学模式教学,让每个层次的学生都能够有所提升,更好的掌握理论知识和实验技能。
参考文献:
[1]霍剑青,王晓蒲,汤家骏,等.分层次的物理实验教学研究[J].实验室研究与探索.2012(4)
[2]梁丽.构建分层次实验教学体系培养创新型人才[J].实验室研究与探索.2014(1)
大学物理论文 篇六
【摘要
】
大学物理实验是高等院校本科教学中极为重要的实验教学环节,通过仿真模拟辅助教学是实验教学的一种重要补充方式。作为一种新的教学模式,仿真实验具有诸多优点,在大学物理实验教学中的应用越来越广泛。利用仿真软件能够模拟分析大学物理实验中的温度场,电磁场等物理场问题,对于各种物理场能够用直观的曲线,图形乃至视频等形式进行展现,仿真软件在大学物理实验教学中的应用不仅有利于学生理论知识的掌握,同时对激发学生兴趣,提高教学质量均有显著效果。
【关键词
】
大学物理;仿真实验;辅助教学
引言
《大学物理实验》是本科教学理工科专业的必修基础课。该课程旨在培养学生严谨的科学思维和创新能力以及理论联系实际,分析和解决问题的能力。在实际教学中有些物理实验很抽象,直观性不够,难于理解,而且学生常满足于课堂上学会的基本仪器操作,不利于学生的系统学习和对知识的掌握。因此,我们需对传统实验教学模式进行改革。将计算机仿真技术运用到物理实验教学中,不失为改进传统实验教学的一种新途径与新方法。
一、大学物理实验引入仿真技术的必要性
大学物理实验教学的传统模式为学生根据统一排课的实验课表轮流到规定的实验室上课,采用“讲解—实验—报告”的教学模式,此种模式形式单一,方法落后,不能紧跟发展需要,学生的主观能动性得不到发挥,学生的创造性思维得不到开发,不能体现创新教育和个性化教育的要求。同时,这种教学方法也使得学生只是机械地忙于应付实验,实验报告与结果千篇一律,大同小异,这一结果严重违背了大学物理实验课程培养大学生创造性思维的初衷。面对这些现状,为了提高教学质量和改革教学手段,帮助学生更快更好地学习大学物理实验,利用计算机仿真模拟技术辅助实验教学已是当今时代的要求。
二、仿真技术应用于大学物理实验的优势
近年来,随着计算机技术的不断发展,仿真技术也得到了快速发展。目前,国际上用于仿真模拟的大型通用软件包含有ANSYS,ABAQUS,NASTRAN,ADINA,SAP等等,这些软件的优点在于通用性强,易于操作,计算精度高等。不仅能够解决结构分析问题,还能够应用于电学,热学,电磁学,声学等众多领域。将仿真技术引入到大学物理实验教学中的优势具体表现为:
1.经济性
由于实验经费的匮乏,大学中实验设备更新缓慢。仿真技术的引入为我们提供了简洁、便利的教学手段,我们可以利用计算机平台下的仿真实验模拟真实实验,这将在很大程度上缓解学校由于经费不足带来的设备更新难题。与此同时,大学物理仿真实验为物理实验教学拓展了新的教学手段,促进了实验教学改革,符合现代信息化教学模式的发展方向。
2.直观性
借助仿真软件模拟大学物理实验,可以得到色彩丰富的物理场分布云图。以静态图形和动态视频形式展现模拟结果,得到二维或三微的图形以及视频图像,大大提高了物理实验的可视化程度,能够将抽象的物理现象得以充分展现。使得学生能够直观,准确的理解实验现象与物理结果。对于学生掌握理论知识,提升自身科学素质具有独特优势。
3.高效性
借助仿真软件模拟大学物理实验,仿真操作均可在计算机上完成,可缩短材料、仪器等的准备过程,同时也节省了材料、设备等的回收时间。在仿真操作过程中,学生们可以轻松的对错误操作进行初始化,对尚未完成的操作选择节点存贮,对已得到的实验结果进行调入回顾,极大地提高了实验效率。
三、结束语
计算机仿真实验能够逼真地模拟真实实验,引入仿真模拟技术辅助教学,不仅能够提高学生的学习兴趣,同时又能适当的减轻授课难度。此外,运用仿真教学手段也是促进教学改革,提高教学效率的重要途径。在教学中,充分利用计算机平台下的仿真技术优势,注重学生综合能力的培养,在实验课题的选取上注意立足基础、着眼现代,加强学生实验技术和创新意识的培养。大学物理实验教学作为教学的一个重要组成部分,其教学手段的信息化、网络化将是大势所趋,数值模拟仿真技术的综合应用是未来教学的发展方向。因此,我们应充分利用信息时代的优势,加大仿真模拟辅助教学在现代大学物理实验教学中的应用力度,从而更好地迎接信息化社会对大学物理实验教学带来的挑战。
参考文献:
[1]黄国锋,白洪波,尹辑文,李战厂.新课改下高师物理教法实验课程的构建与实践[J].赤峰学院学报,2014(30):260-262.
[2]李志刚,邵长金,唐炼.大学物理实验中有限元软件ANSYS求解电场问题的应用[J].长春师范学院学报,2004(23):33-36.