时间:2022-08-10 07:48:03
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物理学专业论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
作为物理学专业学生重要学习环节的毕业论文写作,是一种重要的专业实践教学形式,是全面发展学生信息素养的一个有效途径。教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制订的《高等学校物理学本科指导性专业规范》指出:“论文内容可以是理论研究、实验研究、文献综述、调研报告或应用开发。论文应具有完整性和一定的系统性,对所研究的问题应有比较充分的调研,分析具体,结论可靠。提交的论文应符合通常科技论文的规范和要求,内容基本正确。对论文的评价重点是学生的学风、对知识的综合掌握、应用能力、分析能力和解决问题的能力”。[6]因此,结合物理学专业特点制订毕业论文写作的信息素养教育目标就显得非常重要。因为科学合理的信息素养教育目标,能够促使学生主动将信息素养能力纳入自身能力建设中,使学生的信息素养能力随着专业知识的增长而得到不断的强化,并最终成为保障其终身学习的一种能力。[7]对于物理学专业学生而言,基于毕业论文写作的信息素养教育的总目标是在发展学生物理学专业素养的同时,促进信息素养的发展,使学生成为终身学习者。具体的信息素养教育目标:一是使学生掌握信息检索策略,学会运用专业数据库,具备检索物理学专业信息的良好能力;二是使学生学会批判性的运用所获得的信息,并选择有益信息融入自己的知识结构和价值体系,会在所获取信息的基础上进行初步的学术创新;三是在论文写作过程中遵循学术规范、学术道德和信息道德;四是在答辩过程中能够有效的传递、交流信息。
二、基于毕业论文写作的信息素养教育策略
毕业论文写作中的信息素养教育是基于物理学专业情境的学习过程。这种渗透式的专业信息素养教育可以使学生巩固所学物理学专业知识,扩大知识面,发展学术素养,全面提升信息素养。
1.通过论文选题培养学生的信息检索能力物理学专业学生的毕业论文选题可以是教师科研项目的组成部分,也可以在教师指导下自由选题。例如,与教师科研项目相关的毕业论文题目:一维三原子链的晶格振动分析,一维线性谐振子薛定谔方程的数值计算,相互作用带电粒子运动轨迹的数值模拟与分析,航天器变轨过程分析,光学涡旋的产生及衍射特性,数字全息显微技术研究,光学实验中的图像处理与应用,等等。学生参与教师的科研项目,可以增加科研实践机会,拓展物理学专业知识视野。学生在导师的指导下自主选题时,要综合考虑自己的知识掌握情况和专业能力,并根据自己的专业兴趣选定论文题目。学生可以从科学研究中尚未解决的难点问题,以及公众关心的热点问题中自主选题,也可以在他人研究成果的基础上进行选题。无论如何选题,都是以大量信息为基础的,充分利用信息,善于捕捉为己所用的信息,了解课题的学术意义、学术创新和国内外最新进展,就会大大拓宽研究思路。[8]在论文选题过程中,课题检索是一个必不可少的环节。通过课题检索,有助于学生掌握各种物理学专业数据库的检索途径、方法和技巧,如学会熟练运用中国知网、超星数字图书馆、万方数据库、维普等中文数据库的使用方法,了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文数据库的使用方法。这样可以督促学生自觉主动地利用图书馆的各类馆藏文献资源进行自主探究学习,使学生学会课题检索,掌握文献检索知识,丰富信息知识,巩固所学物理学专业知识,使学生的专业信息能力得到发展。
2.通过文献综述培养学生的信息能力在确定好论文题目之后,学生需要进一步进行文献的检索和整理,并在此基础上进行文献综述。文献综述是指在全面掌握、分析与课题相关文献的基础上,对该课题在一定时期内的已有研究成果进行分析、归纳、整理和评述而形成的论文。文献综述一般要对研究现状进行客观的叙述和评论,以便预测发展、研究的趋势或寻求新的研究突破点。[9]在文献检索过程中,教师要指点学生注意文献资料的新颖性、价值性和真实性,引导学生科学合理的筛选、评价所获取的信息资源,提取有价值的信息内容,并将收集到的文献资源进行分类,将其融入到自己的知识体系中。在此基础上,应充分利用所获取的信息,完成文献综述。当然,本科生的文献综述只要能够对已有研究成果进行较为全面的分析和述评即可。文献综述的作用体现在多个方面:第一,充分了解课题的全面情况,把握课题的发展规律,熟悉已取得的成果和存在的问题,以及从事该课题工作的主要学者的成就和水平;[10]第二,可以培养学生熟练运用信息检索工具的能力以及根据主题收集信息、整理信息的能力;第三,文献综述对参考文献的要求可以帮助学生掌握学士学位论文的规范要求;第四,文献综述可以有效减少学生的抄袭现象,便于对学生进行信息伦理道德教育。
3.通过毕业论文写作全面提升学生的信息素养毕业论文的写作不仅需要学生掌握系统的物理学专业知识,还需要学生具备复合型的知识结构、良好的逻辑思维能力和扎实的文字功底。在论文写作过程中,学生要充分利用所占有的各类信息资源,运用各种创造性思维,在综合归纳材料、分析实验数据的基础上形成自己的见解。教师要指导学生掌握论文写作的各个细节,如要让学生掌握科技论文的结构:一是论文前置部分,包括封面、题名、中英文摘要、目录;二是主体部分,包括引言、材料和方法、结果与分析、讨论、结论、致谢、参考文献;三是附录;四是致谢。在开始论文写作前,要列出论文的写作提纲。写作提纲要提纲挈领、主次分明、组织合理。在写论文的主体部分时,要注意结构严谨、层次清楚、文字通顺、衔接自然、用语符合技术规范,图表清楚,格式规范。论文中的论据应该真实可靠;论证要合情合理;论述要具有科学性、专业性、创新性;结论与全文观点要保持高度的一致性。
4.通过论文答辩评价学生的物理学专业信息素养能力论文答辩是毕业生在规定时间内展示自己毕业论文的研究内容、研究方法和主要结论,由答辩委员会就论文进行点评,指出优缺点及修改意见的过程。论文答辩是学生展示、交流毕业论文成果及学业成就,检验学生信息能力的重要环节。通过论文答辩可以全方位检验学生对所写论文的认知程度,对物理学专业知识的掌握程度及运用能力,运用论文观点回答问题的应变能力,以及对文中创新点的解释能力。
三、结论
信息素养教育与专业课程学习的有机整合是发展大学生信息素养的最佳途径。物理学专业学生的毕业论文写作,是基于物理学专业情境的学习过程,是专业素养教育与信息素养教育的有机整合。通过毕业论文写作,可以丰富大学生的信息知识,拓展信息视野,锻炼信息能力,培养信息道德。因此,毕业论文写作既是一种重要的专业实践教学形式,也是全面发展学生物理学专业素养和信息素养的一个有效途径。在毕业论文写作过程中,教师可以把信息检索、信息获取、信息评价、信息创新、信息交流、信息伦理等内容渗透到论文写作的各个环节,如文献查阅、开题报告、中期检查、文献综述、论文提纲与结构、论证方法、实验研究、数据处理、图表处理、论文撰写与排版、文献引用等。与此同时,指导教师自己也应在教学过程中不断学习,更新自身的知识结构和思维方法,不断优化教学,探索出适合信息素养教育的教学方法;教师自身也要采取有效措施提升信息能力,发展信息素养,在教学过程中与学生共享各类信息,充分实现师生的有效互动。[11]
作者:刘婷婷孙海滨李峰单位:泰山学院物理与电子工程学院泰山学院物理与电子工程学院
数学文化是人类文化中最深刻的部分,它是源于实际、指导实际的一种思维创造。近年来,出现了在经济与产业中大显身手的所谓“现代数学技术”,如天文数学,就是将数学计算应用于航空航天的。在现代科学技术众多的学科前沿领域,要达到较高的境界就必须有扎实的数理基础。因此,对于那些在数学、物理学科有一定的兴趣和专长,希望成为基础学科领域或者应用学科从事科学研究工作的同学来说,数理基础科学专业是一个不错的选择。
专业选择前提:好数理≠数理好
数理基础科学专业强调打好数学和物理学的基础的同时,培养学生对数学的高度抽象思维能力,同时具有现代物理学的形象思维和实验技能,要求学生具备较扎实的数学和物理学的专业知识。数理基础科学班的学习,是具有一定的挑战性的,如果对数学物理没有特别的兴趣,要坚持下来可能会有困难。好数理和数理好不是一回事,不能画等号。数理基础科学专业不是一个中小学意义上的快班、尖子班。经常有一些家长觉得自己的孩子分数不错,如果这个分数能上数理基础科学班,最后却不上的话,会觉得有点亏。其实,应该首先问孩子喜不喜欢数学、物理,如果不喜欢,你让他走了这条路,结果痛苦的是他,会影响他的发展,所以喜欢还是很重要的。
课程安排:金字塔式教学体系
俗话说,要成为一个物理学家必先是一名数学家。现在的高新技术,无论是激光还是计算机,实际上都是从物理一些基本的原理出发引申出来的。又比如在网上用Google很方便,什么都可以查到,这方面的基础就是数学。所以,很多高新技术都源自于基础科学(包括数学、物理学、化学、天文学、地理学、生物学6门基础学科及其分支学科、边缘学科)。数理基础科学专业的特点是基础,没有基础的实践是空谈,但如何把基础运用于实践是最大的考验 。
那么,数理基础科学的课程是怎样安排的呢?该专业的学生前两年有共同的课程要求,不管你将来做数学、做物理还是做应用都有一些共同要求。
但是从大二下学期开始进行专业分流,学生可根据自己的志趣与能力,选定自己的发展方向。以我所就读的云南大学为例,数理基础科学专业原是在物理科学技术学院学习。如果专业分流时出现人数不均等的情况,就由学院按成绩决定,成绩高者优先进入数学与统计学院的数学与应用数学专业;留在物理科学技术学院的,则进入物理学专业。
如果说在大二下学期专业分流时选择物理系,在接下来的两年中还要继续修读数学课,如数理方程、微积分。在专业分流中选择数学系的学生,也要学习物理课。所以,前面的基础是一个小平台,后面互相之间还在修对方的课。从大三开始逐步向物理学、数学及校内其他对数理基础要求较高的学科分流发展,安排基础课及部分按不同主修方向有所区别的课程,学生根据自己的志趣与能力,选定自己的发展方向。第四年安排主修方向的基础课并继续安排科研训练和毕业综合论文训练,通过毕业论文设计,强化其理论知识的运用和科研创新的能力。
数理人乐在其中
作为数理基础科学的学生,在学习中,我觉得这个专业是应用传统方式验算、推理,感受伟人们推导定理、定律时的“内在美”,与使用现代仪器设备、方式方法验证公式、结论的正确性相结合。同时还有值得一提的是,在通过几何图形构图的理论知识学习过程中,领会美学的一种逻辑化表现形式。无论能力还是学习方面,给予我精神上的收获都是很丰富的。
以前学数学,都是老师怎么说,我们就怎么做,比较深度的问题都没有仔仔细细地思考过。而现在,就拿学习数学分析来说吧,我会对我感兴趣的问题进行思考。比如在学习泰勒展示时,我会去思考为什么它可以高度代替,思考到底为什么高阶倒数和相对应的相乘法就可以相等。不知不觉中,我对问题的探索精神就被培养起来了。再说说物理。过去我觉得物理只要有公式,就能解决所有问题。其实这是对物理一个很片面的理解,物理的魅力,不是一个公式,几个字母就能诠释的。只有当你从最简单的公式、最基本的物理量推出一个全新的公式,得到一个素未谋面的物理量时,你才能真正领会物理学真正的魅力所在。
爱因斯坦年薪3500瑞士法郎
1915年11月,爱因斯坦提出广义相对论引力方程的完整形式。1916年,他与格罗斯曼合作的论文《广义相对论纲要和引力理论》正式发表,举世皆惊。可是,在这之前呢?爱因斯坦和你并无两样!
1900年大学毕业之后,爱因斯坦面临着一个大学毕业生的典型生活状态:求职、租房、上班、交友、兼职。
毕业成绩一般,留校当助教是不可能了,寄到德国和意大利的求职信也无佳音。申请博士学位也没成,因为他递交的论文质量平平。国家档案馆还留存了爱因斯坦1901年写给伯尔尼州工程学院的回函,自荐为该校物理讲师,未遂。运气不好的爱因斯坦靠在苏黎世附近的温特图尔和沙夫豪森做学校临时工和家教赚钱,与女朋友一起捱穷。
给朋友Besso寄出明信片4个月后,爱因斯坦通过对哈勒的私访和附加的面试,终于在1902年6月16日被瑞士联邦专利局聘用为试用工(1904年9月才转为正式三级技术员)。他赢得了年薪3500瑞士法郎(现约合人民币24364.9元)的工作,虽然学院职位之梦未圆,但养家糊口总算不成问题了。
此时爱因斯坦搬到伯尔尼Postfach大街Kramgasse 49号三楼,40平方米的1室1厅,在这租住了两年半。当时,整栋楼四层共用一个厕所和厨房。
从住处步行1分钟即到伯尔尼钟楼,步行10分钟即到专利局办公室。爱因斯坦每天8点上班,每周工作48小时。累吗?爱因斯坦跟朋友说:“很好啊,还有每天自由支配的8小时和周日呢。”他业余时间研究物理,没有专业压力,尽情表达自己的想法。他与同学Maurice Solovine、家教对象Conrad Habicht共同组成一个物理学爱好者圈子,起名“Olympia Academy”。下班后他先跟朋友去附近喝点东西,聊研究,然后再回家,有时也聊天到深夜。此外,他还会与朋友排练室内音乐放松心情。
1905年,26岁的爱因斯坦迎来奇迹年:3月,完成《关于光的产生和转化的一个推测性观点》;4月,完成《分子大小的新测定法》;5月,完成《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》;6月,完成《论运动物体的电动力学》,提出狭义相对论和著名方程式E=mc2;9月,完成《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》。他写出了光、热、电3个不同领域的5篇论文,在德国《物理学年鉴》上发表。
一次,爱因斯坦得意地对密友扬言:“我是伯尔尼专利局的小公仆,却给物理界带来了革命。”
论文没有帮助爱因斯坦迅速跳槽成功。德国物理学权威普朗克认为爱因斯坦的工作可与哥白尼相媲美,但爱因斯坦申请大学讲师和中学教师职位的尝试相继失败,他只得继续当小公仆,并构思广义相对论。1906年4月,他晋升为二级鉴定技术员。1908年,他总算申请到了伯尔尼大学的兼职教员,但是――1908年,他上热量理论课,只有3个听众(其中两个还是他朋友);上光学课,只有4个听众。1909年夏天,校方取消了他的课程,因为没有学生来听了。
有时候,命运转机就在你天亮后睁开眼睛的时候,这一年,ETH的论文导师请他去苏黎世当老师。9月他被请去萨尔茨堡演讲,第一次在国际学术界亮相。10月,他任苏黎世大学理论物理学副教授,再也没回到伯尔尼――他写出了32篇论文、自称“一生中最幸福和多产”的地方。
【论文摘要】大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课过于强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,使物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。本文对开设大学物理选修课的教学目标、教学内容、课程体系、教学方式和考核方式进行了分析和探索,有利于高等院校非理工科专业大学物理教学的实施。
在科学技术突飞猛进,人类已步入知识爆炸、高科技和信息时代的今天,随着我国经济的发展、市场的繁荣,高等教育面临着如何适应社会主义经济建设和社会发展的人才需求这一问题,首先是一个转变观念的问题。过去在教育教学过程中长期形成的一种潜意识的观念,现在已经基本得到澄清,越来越多的人们认识到:大学本科要立足于培养复合型人才,而不是培养专家,本科教育主要是打好科学文化素质基础,尤其是培养学生自主获取知识和自我发展的能力。[1]
物理学是各门自然科学的基础,其研究问题、解决问题的思想方法适用于一切科学研究。正如伟大的物理学家费曼所言:学习物理学,就是要学习怎样由未知进到已知的科学求知方法,就是要学习如何尝试和纠错,就是要学习一种普遍的自由探索的创造精神。大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课为了培养研究和应用型人才,是为理工科学生后续课程学习打基础,所以很强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,并且有统一的教学大纲和采用统一闭卷考试。受此制约,物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。大学物理选修课对体现科学教育与人文教育的融合,特别对提高非理工学生的科学文化素质起着重要作用。
一、大学物理选修课教学目标
大学物理选修课程教学内容并不是理工科物理教学内容的缩减,不能把大学物理选修课程体系当作理工科物理体系的缩影。大学物理选修课的教学目标主要是力图使学生在有限的时间内了解物理学的基本内容,即物理学研究的是什么;培养学生独立探求知识的探索精神;提供当代大学生必不可少的现代观念和思维方式;开拓视野,让学生了解物理学前沿;了解现代科学技术的物理基础;了解物理学与社会、环境、能源等方面的关系,物理对人类社会文明的进步有什么贡献与影响;了解科学家创造性的工作特点和研究方法,获得科学方法论的教益与启迪。
二、教学内容和课程体系
针对这一目标,大学物理选修课的教学内容和课程体系应通过身边的物理、生活中的物理以及工程技术中的物理直到最新科学动向(如高温超导、纳米材料、反物质世界等)导入物理基础知识,应强调:
1、定性与半定量,对计算能力要求不高[2]
由于非理工科学生的数学基础普遍不高,因此为了让此类学生对表现物质世界的运动规律有明确直认识,应采取定性、半定量及适度的定量方法来阐述物理学的概念、理论和规律。注重教学内容中的语言描述,降低物理学科中的定量要求,给出清晰的和较宽阔的物理图像、科学观点和思维方法,并注意将研究方法、思维方法渗透其中,以使学生既学到知识又领会了方法。[1]
2、增加物理学史的讲授,帮助学生正确理解物理原理和物理概念
每一个物理概念、每一条物理定律的形成都离不开当时的历史条件,都少不了物理学家的科学思想的逻辑发展和历史行程。回顾这些物理概念、物理定律的逐渐建立的历史过程,可帮助学生正确理解概念的内涵,正确运用物理定律来解决实际问题。
3、从哲学角度考察物理学的思想根基
古代物理学的理论形态实质上是自然哲学,它是未分化的包罗万象的知识体系,把自然界当做一个整体而从总的方面来认识它。从16世纪起,自然科学开始从哲学中分化出来,物理学开始了它的近展时期。作为科学的世界观和方法论,辩证唯物主义哲学在物理学研究过程中发挥着重要的作用。辨证唯物论认为,世界上一切客观的东西都是永恒的运动和变化的,它从不把自身的理论当做一部不变结论的汇集,而看做是同样必然地要不断发展变化的斗争。这样的思想贯穿在物理学里,如:物理规律是普适的、场是运动变化着的、物质具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理学方法论
在物理学的发展过程中,无数物理学家对物质世界的物理现象和事实进行科学实验和科学思维,在建立物理概念、揭示物理规律的同时,逐渐形成了一整套研究物理学的科学思想和科学方法,从而产生了物理学方法论的科学。物理学的方法论是介于哲学原理和物理学理论之间,对物理学探索和物理学理论的建立和发展起指导作用的普适原理。课程中应向学生介绍研究物理学的行之有效的科学方法,如观察和实验、科学的抽象、理想实验的方法、类比的方法、假说和模型的方法、归纳和演绎相结合的方法、数学公理化的方法等等,培养学生多维化、系统化和信息化的科学思维方式。
5、内容广而新
覆盖面要广,除了介绍物理现象、物理规律的产生、发展、应用,更要阐明物理规律之间的相互联系、物理学与其它学科的交叉发展和物理规律在生产实践、生活实际和科技革命中所起的重要作用。当今世界科学技术迅猛发展,信息量扩大,知识更新速度快。物理学在近生了重大革命,出现了许多新的技术科学,并在实践中获得了重要应用。因此课程要充分体现近代物理学的内容以及当今某些物理前沿内容及其重大应用,以便学生对最新的物理学理论、应用及科技发展动态有一个全面的了解,这对学生的知识、能力、素质的培养来说,是十分必要的。三、教学方式与考核方式
1、教学方式
大学物理选修课不是进行系统的物理学理论知识学习与研究,而是从欣赏的角度,以科普的形式,力求轻松、有趣,侧重身边物理、生活中的物理及趣味物理,以消除学生的恐惧心理,这样学生渐入状态,学习的兴趣和主动性会被激发和调动起来。在教学安排上,可以不强求系统性,不严格遵循物理学发展的顺序,而是根据一些起源于物理学、现在已渗透到各学科甚至人文学科的概念、方法和技术开设若干专题讲座,如航天技术、能源技术、信息技术、材料科学、物理学在医学中的应用、地球系统、环境科学等。[3]
大学物理选修课的主要对象是非理工科学生,不需要讲授繁琐的理论推导过程,故传统的“边板书、边讲授”的方法不适用,而应尽量多地采用多媒体教学手段[4]。教师要花费大量时间学习和阅读文献,收集和制作课件、图片、flas、音像影视资料,做到音像图文并茂、生动直观、引人入胜地传递教学信息,以便取得较好的教学效果。
2、考核方式
与强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”的理工科物理不同,大学物理选修课可以不采用解题、统一闭卷考试的方式来考核学生的学习情况,而可以采取多元化的考核方式:让学生查找文献撰写专题论文;撰写读书报告、课程心得体会;由学生独立完成演示实验或自我设计探索性实验;甚至分组研讨某些物理问题或口试答辩等等[5]。
物理学是研究自然界最普遍规律的科学和最成熟的自然科学。当今世界科学技术以前所未有的速度发展,不同学科、不同专业领域相互交叉、相互渗透和相互融合的趋势更加明显。这要求课程结构要趋向综合化,文理要相互渗透。开设大学物理选修课可以弥补普通理工科物理教育的不足,对非理工科学生融合自然科学与人文科学的知识结构具有启迪思维、萌生感悟、提供思想方法、树立创新精神和提高科学文化素质的促进作用。
【参考文献】
[1]徐婕,詹士昌,杨建宋.加强文科专业学生的科学素质教育[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2005,4(2):180-184.
[2]周雨青.东南大学文科物理教学改革的反思[J].高等工程教育研究,2000(2):89-92.
[3]何晓燕,陈小凤,李侠.大学文科学生物理通识教育问题探析[J].成都理工大学学报(社会科学版),2006,14(4):95-97.
(一)阶段性总结
大学物理实验中阶段性论文撰写正是一种阶段性总结,它可以将那些很多在大学物理实验中已经复现在课堂上的所学物理理论知识的原理与结果再一次进行总结和归纳,从而实现自我分析和思考的目的,这是一种深度的分析问题和解决问题的方法。通过大学物理实验,很多物理知识得到了最为直观的展示和呈现,增加了学生的实际动手能力;而进行及时的阶段总结式的论文撰写可以使得学生将实验中的种种物理实验现象进行纪录和分析,加深其对有关物理知识的理解,给出一个相对来说是客观和真实的总结。
(二)阶段成果固定
大学物理实验中阶段性论文撰写可以使得其阶段性成果得到巩固。大学物理实验不应该只是按知识分类简单串联起来构成的一系列的实验,而是一个有着确定的培养目标和培养计划的能力培养过程,在此过程中,学生通过参与物理实验来感知物理知识的应用并亲身操作和体验,此后,学生需要将自己在实验中遇到的问题和得到解决的问题都得以记录和反思。这就是一个阶段成果固定的过程。在此阶段,学生可以将物理知识在实践中的反映以论文的形式总结并巩固,有利于培养学生的科学思维能力和创新能力,从而为学生今后的个性发展创造条件。
(三)阶段性修正
大学物理实验中阶段性论文撰写也是一种阶段性修正。在物理实验中,为了实验结果的客观和准确,往往会尽可能地排除外界的许多干扰或是影响因素,突出其中的主要因素,其目的是使得物理知识的获取既要源于实践又要高于实践,可以说,它是一种发现物理学理论而又检验物理学理论的标准且具有唯一性。然而,在物理实验中,学生会发现自身在学习中的一些问题,即是对于物理知识本身的理解或是对于实验中各种结果的分析等,这些都可以在大学物理实验中阶段性论文撰写中得到修正。
二、大学物理实验中阶段性论文撰写形式
大学物理实验中阶段性论文撰写形式因其研究内容、研究方法等不同而有所不同,下面就其中的方法性论文、反思性论文以及结论性论文进行介绍,希望对于大学物理实验中阶段性论文撰写有所帮助。
(一)方法性论文
大学物理实验中的阶段性论文可以是以方法性论文的形式进行撰写。大学物理实验的目的就是希望通过控制实验研究对象来发现与确认客观事物间的因果联系的一种科研方法,因此,在此过程中必须通过某些方法来加以实验和研究,从而撰写出最后的阶段性论文。通过方法性论文,可以将大学物理实验中的观察和调查应用其中,以干预研究对象的前提下去重新认识和检验对于研究对象所形成的理论知识。由于物理实验会在实际操纵中受到实验条件等限制,或是人为地改变研究对象的存在方式、变化过程等,都会使得实验结果产生差异性,所以,一定要使得物理实验符合科学认识的需要,这就需要科学的方法观和方法论,将论文撰写之前的基础———科学实验按照要求和研究需要来操作和实践,借助各种可行性的方法技术来减少或消除各种可能影响科学性的无关因素的干扰,展开实验和对比,从而完成最后的论文撰写。
(二)反思性论文
大学物理实验中的阶段性论文可以是以反思性论文的形式进行撰写的。如前所述,由于物理实验会在实际操纵中受到实验条件等限制,或是人为地改变研究对象的存在方式、变化过程等,都会使得实验结果产生差异性,这就需要在论文撰写中得到体现,从而有了反思性。在大学物理实验课中,学生可以将物理理论知识得以验证和检验,使得很多平时难于理解或是不好理解的物理理论知识直观化和形象化,可以说,物理实验是物理学的基础,许多理论就是多次实验而得出的结论。因此,在我们进行大学物理实验操作之后,必须要进行反思和深度思考,并将其展现在论文撰写之中,从而达到物理理论与实验实践相结合,在撰写中体现反思,凸显出实验者的主动性和分析问题、解决问题的能力。在进行物理实验误差分析时,论文中需要将其中的各种条件所限进行反思,例如,“为何每一次的测量值与真值间会存在一定的差异?”学生在论文撰写中就会提出诸如此类的问题,并在之后的论文撰写过程中进行诸如实验方案、测量技术以及实验条件等方面进行不断的反思和探索。
(三)结论性论文
大学物理实验中的阶段性论文可以是以结论性论文的形式进行撰写。大学物理实验通过总结性的方法对于物理实践活动中的具体情况进行归纳与分析,使之系统化、理论化,从而上升为更深层次的理解并将其撰写为结论性论文。需要做到:第一,通过物理实验的操作和分析可以进行探讨性研究,然后进行讨论内容的最后归纳、总结,从而形成新的发现或是新的认识或是新的观点;第二,结论性论文中的对于研究对象的本质和规律性的知识和理论可以进行具有科学性和高度性的总结和概括;第三,总结性论文中还需要指出本研究的理论意义和今后的应用意义;第四,在总结性的论文中还需要指出今后的研究方向和可以深化的课题等。总之,结论性论文是以“讨论”为前提的,是对包括在整个讨论中所有研究内容的总结,具有确定性和概括性,给出最终的结论。
三、大学物理实验中阶段性论文撰写内驱引领作用
大学物理实验中阶段性论文撰写内驱引领作用是指在论文的撰写过程中,会起到发现性引领、启发性引领和阶段成果驱动性引领作用。对大学生来说,论文是一个阶段的学结,也是学习成果的重要体现,也是同行进行学术交流的媒介。这种内驱动性引领,可以推动学生的专业知识、技术技能应用能力和实践创新能力快速的成长。具体到大学物理实验中阶段性论文的撰写来说,它可以起到帮助大学生将物理理论知识进行内省化,从而实现其内驱引领作用。
(一)发现性引领
大学物理实验中阶段性论文撰写具有发现性引领作用,这是指在论文的撰写过程中通过对于大学物理理论以及知识在实验中的重现和检验,对于这种物理知识和理论由客观事物到人的主观认识的“意化”并到最后的书面表达的“物化”。在这个过程中,一些新的发现或是新的认识或是新的观点会随之出现,这就是发现性引领作用的体现。在大学物理实验中,通常某一物理现象被作为基本的探究内容并最终以撰写论文的形式进行完善,使得学生在此过程中可以充分自由表达、质疑、探究和讨论,完成对于新发现或是新认识或是新观点的发现,从而最终使得学生得到了分析和处理问题的能力,实现了学生的学习方式由被动接受式学习向主动探究性学习的根本转变。可以说,当物理实验中有新的发现、出现新的结果时,学生在撰写论文时就会得到新的灵感和动力,以此来促进其对自然规律的探索向广深推进。
(二)启发性引领
大学物理实验中阶段性论文撰写具有启发性引领作用,这是指在论文的撰写过程中通过实验性的操作,很多物理理论和知识会重新给予论文撰写者一些具有启发性的认识,启发他们进行研究和探讨。可以培养学生的逻辑思维能力和科学的世界观,这是科学实验能力的基础和最终目标。大学物理实验中阶段性论文可以不断地促进学生对于以往所学的物理知识和理论进行崭新的认识和思考,学生在撰写论文的过程中得到不断的启发并进行探究,从而实现其启发性引领作用。
(三)阶段成果驱动性引领
大学物理实验中阶段性论文撰写具有阶段性成果驱动性质的引领作用。通过每一次的物理实验,物理知识可以在有效的实践内得到检验和巩固,并使得其中的那些较为抽象或是晦涩的内容给以具体化和形象化,使得学生在此阶段的学习中尽快形成自己的学习观点并取得一些成果性收获。大学物理实验中的阶段性论文可以有助于学生在接受物理理论和知识的基础上进行物理科学的研究工作,从而促进其物理学知识面和知识结构的扩充和增加,从而在某一阶段中形成具有成果性的研究论文,并将其中的物理学具有崭新的某些思想方法和研究成就得到体现和归纳总结。
四、结语
一般而言,当前的学科类别通常被分社科和理工科两个大类(当然细分起来可以有二十余种),那么这两类专业的科研分别有什么特点?且分而述之。
人文社科专业的研究工作容易出成果?
人文社科类专业涉及很广,在此只根据一般看法,笼统地把文、史、哲、法、经济、管理、教育等门类列进来。虽然具体到个别专业和课题来看,它们之间在研究内容和研究方法也区别不小,但作为一个常见观念中的大类,分析这些专业之间的共性也是很有意义的。本科生通常对人文社科类研究存在诸多误解,在此也可略作说明。
通常认为,人文社科类研究因为无需专门的仪器设备,也不需要相对固定的实验程式和研究方法,而是以资料文献为对象,以思维方法和思考推理为主导,主观性强、相对性比较大。且不论这种看法是否反映了真实情况(实际上对许多专业,比如历史学、教育学、心理学、管理学、社会学等专业下的许多二级学科来说,由于条件、对象和研究方法的不同,虽并不一定完全依赖于实验,但同样需要专门的设备,有着成熟的研究方法),但在许多人的固有观念里,这类专业的研究就是“轻松看书”“冥思苦想”;好一点就皓首穷经,当“老夫子”,偷懒的话就“拍脑门”,更为劣等的,就直接做了“文抄公”。另一种普遍的看法以为,人文社科类的研究找到新想法、新材料要简单得多,得出新结论也容易得多。在“一千个人就有一千个哈姆雷特”、客观评价标准在某些人文社科专业相对难以执行的实际情况下,这种主观性比较强的研究工作“更容易出成果”。不可否认的是,当前学术界的某些浮躁气氛所带来的负面形象,更容易反映在某些与大众直接关联的人文社科类专业上,在一定程度上又强化了上述看法。
但是,在此应该指出的是,这些远不是人文社科专业的实际情况。除了艺术、文学等领域中几个专业(不是全部)相对而言创造性大、主观性意识较强之外,大多数人文社科领域的专业研究,同样有着很强的客观性。
举例来说,通常认为“文史不分家”(有时还包括哲学,统称“文史哲”)中的历史学专业,就很难谈得上有多少“创造性”。许多人都以为史学或者许多人文社科专业都只是“一家之言”,没有多少可信度,但真正的史学研究其实都是建立在大量的文献资料和实地考察的基础上的。比如前段时间很惹人注目的高陵是否是曹操墓的问题,就是在史料记载、文献和考古发掘的基础上做结论的。先生说“有一分证据说一分话,有九分证据不说十分话”,就是这个意思。
历史学如此,其他专业也同样如此。就笔者所亲身参与过的,学心理学、社会学的同学经常要编制访问提纲和调查问卷,对不同的人群进行调查采样,然后进行统计分析;学法学的同学经常要阅读大量案例、研究法条;经济学、管理学等专业的同学,同样也要针对不同的研究对象和单位,采集数据进行分析和研究。举例来说,如果我们来做一个“幸福指数”调查,假如采访1000人,我们可以从1000份调查问卷中得出比较准确的平均值,还能简要地对不同的人群的态度进行分析。但如果只采访了10个人,那就难以称之为研究了。样本数越多,数据的客观程度就越高,可信度就越大,这一点是研究工作的通用准则,无论是人文社科还是理工科。
诚然,在人文社科领域,课题范围有大有小,在课题价值的判断上主观性的成分比较大;在研究工作中,专业和课题工作的数据采集有难有易,分析和总结也因人而异,因此想要蒙混过关有时可能容易那么一点点。但是想要做出比较好的成果,在高水平的学术期刊上,在任何情况下都不是件轻松的事情。
人文社科专业中导师不重要?
有一种比较常见的误解是,由于人文社科类专业通常无需专门的实验室和实验设备,大多数研究靠文献、靠调查,而当前发达的网络和电子数据库,为研究工作提供了很大的便利,而且有时学生一多,导师根本管不过来。因而有些人会认为,导师的角色被弱化,而自己做研究才是最重要的。现今某些导师的招生数量确实过于泛滥,学生数量多,导师指导的质量自然会下降,而几年研究生读下来,学生甚至没和导师见过几次的新闻也不时见诸报端。而且,许多导师忙着在外申请项目,自己很少参与课题研究,许多实际工作都交给研究生来做,会造成学生认为自己才是从事研究的主体的印象,从而淡化导师的地位。
毫无疑问,这些问题都是客观存在的,但是作为一个初入专业研究门槛的研究生,这种“单干”的想法并不足取。
在研究的选题阶段,通常情况下,导师在专业视野和学术研究方面的积累是学生难以短期养成的,因而在课题选择方面,学生不一定能很快找到一个合适的研究方向。课题过大,学生难以把握,在规定时间内无法完成论文的话,就只好延期毕业;课题过小,工作量不足,也很难过论文审核那一关。其次,网络的发达、电子数据库的使用,大大拓宽了研究者的文献占有率和使用率,但如何从这浩如烟海的文献中找到自己想要的那一部分?更不用说还有那么多的纸质文本和资料了。这时导师的一两句提示就非常重要。第三,研究怎么开展?举个例子,像前面提到的心理学、经济学、法学以及新闻传媒等专业的研究,与社会和大众的接触是非常多的,但是这些研究所需的材料,通常需要通过一定的渠道才能获取,那么如何与特定的对象联系、建立你所需要的渠道、收集你研究所需要的资料呢?此时借助导师已有的人脉就非常重要了。最后在学术论文的写作方面,对大多数研究生来说,从“写作文”过渡到“写论文”,往往不是那么容易的。让初入门槛的学生在学术文章写作的全局和细节上都能有良好的把握,实属为难。在这一点上,导师的批改和指导就非常重要了。
基于这些方面,我们甚至可以说,正是由于没有太多设备要求,没有仪器数据的程序可信性和客观指示作用,学生在课题研究方面的自由度更大,也更难把握。其结果是,对人文社科专业的研究生来说,导师的作用反而更显重要。
人文社科专业的科研待遇差?
与大多数理工科专业相比,人文社科专业的科研经费相对较少。现今一个省级的社科基金项目,其资助金额大约在2~5万元之间,而作为国家级水平的人文社科类项目,一个资助额度超过5万元/年的国家社科基金项目就算是不错的。相比之下,现在一个国家自然科学基金面上项目的资助额度就高达80万元。其中一个重要原因是因为理工科专业的研究在仪器设备、实验消耗、工程实践等方面要支出大量经费,且通常要花费更多的人力。
但是,人文社科类的课题研究经费较少不等于从事这些专业的研究人员待遇不佳。如前所述,像经济、管理、法学等社会化程度较深的专业,由于和社会、市场联系较为紧密,其研究项目和经费来源可以通过与企业或者单位合作来获得。而现今社科类专业的课题基金有很多层次,某些比较冷门或者社会化程度不高的专业通常更多地通过这个途径来获得研究经费。
理工科生木讷?
和上述人文社科类专业一样,本文中所提到的理工类专业也沿用一般看法,把各类理学(如数学、物理、化学、生物学、自然地理学等等)、工学(土木、机械、交通、电气、水利等)、农学、林学、医学包含在内,这些学科的共同特征是以数理科学为基础,以实验和工程实践为基本研究方法。
提到从事理工科专业的人,人们的固有印象就是聪明、有很强的专业技能,但不怎么擅长人际交往,天天闷在堆满了搞不清功能的高精尖设备的实验室里,鼓捣着绝大多数人根本搞不懂的“高深理论”。90后作家蒋方舟直接评价以理工科出名的清华男“木讷”“不解风情”。此言虽然被众多言辞犀利的理工男一致吐槽,但多少也反映了大众的印象。
那么理工科研究都是怎么做的呢?最简单的答案是,做实验。说现代的自然科学建立在实验的基础上,是毫不为过的。这是自伽利略、波意耳等大科学家建立近代科学体系以来,自然科学和技术迅猛发展的最重要因素(另一个因素是数理体系的深入运用)。实验几乎成了理工科的代名词。最近几年很火爆的美剧《生活大爆炸》,里面4个物理学宅男的主要活动场所,除了各自的居所之外,几乎都在实验室。实验室已经和医生的白大褂一样,成了理工科研究者一种身份标志了。
理工科的研究,简言之,就是综合已有的资料,提出问题、设计实验、加以验证,最后得出结论。寥寥几个字当然很难反映出实验的艰难程度。举个例子,通常情况下,为了验证实验数据是否可靠、是不是偶然现象,就得反复进行多次。如果重复性好,才能算作有效数据,否则就得放弃。比如在分子生物学研究中,要研究一个特定基因的功能的话,假如得出一组数据的实验周期需要半年,那么获得3次数据就需要一年半。
理工科研究就是做实验吗?
答案当然是否。比如上面所说的《生活大爆炸》,里面最出风头的谢尔顿,就不是实验物理学家,而是一个理论物理学家。从他嘴里蹦出来的那些词汇,比如曲面空间、弦理论之类,于他而言,更多的是通过建立数学模型的方法来进行计算和完善的,但对他的室友莱纳德和他的另外两位搞实验物理学和空间工程的朋友来说,就得通过各种实验方法来证实未知正确与否的理论了。
20世纪初是理论物理学的光辉年代,出现了爱因斯坦、普朗克、玻尔、德布罗意、布喇格父子等一群至今为人津津乐道的理论物理学大师。现今世界上最著名的物理学家,剑桥大学的霍金教授也是一名理论物理学家。而中国人最熟悉的华裔诺贝尔奖获得者,杨振宁教授和李政道教授,他们所从事的获得诺贝尔奖的研究,同样是理论物理学的范畴。作为中国科学研究最高机构的中国科学院,就下设有理论物理研究所,专门从事理论物理研究。同样对实验要求不高的还有理论数学、系统工程等专业。这些专业的共同特征是数理基础要求高,通过数学模型而非物理模型来总结客观规律并进行预测。这种特征也体现在数学与其他学科的交叉学科的研究中。
另一个对实验依赖程度比较小,平时容易被人忽视的是软科学专业。像科学技术史、科技管理、科技政策、科学社会学等专业,它们具有显著的交叉学科特征。比如科学技术史,是理学专业下的一个一级学科,但在它之下的二级学科只在特定条件下,如涉及科技考古、技术史、器物鉴定与复原研究等时,对实验有较大的依赖性。
拿到博士学位是一生中学术的最高点?
关键词 物理学 分析 前景
中图分类号:G642.0文献标识码:A
Physics Professional Analysis
ZENG Daimin[1], LI Yong[2]
([1]Physics Department, Physics College, Chongqing University, Chongqing 400040;
[2]State Intellectual Property Bureau Patent Examination Coordination Center, Beijing 100190)
AbstractThis paper combine with the cultivation of students in Physics professional, takes a professional analysis on Physics major, including Physics professional direction settings, course setting, and cultivating specification as well as employment prospects of the students.
Key wordsPhysics; analyse; prospects
物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学,是除数学外最基本的一门学科。物理运动是自然界最普遍的一种现象,因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分,物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化,所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。 进行物理学研究,首先是观察各种客观物理现象,再从许多表象性的现象中,揭示基本规律,建立较为系统的理论。物理学研究除了要依靠好的科学方法外,还要取决于认知工具。工具越先进,研究效率越高,成果越显著。 物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法,它对其他学科的研究,乃至哲学发展,都有重要意义。①重庆大学物理学专业从2008年开始正式招生,到现在,第一届学生即将进入大四。通过这几年对物理学专业学生的培养,我们有一些体会,与同行共勉。
1 专业方向设置
1.1 理论物理方向
理论物理学从各类物理现象的普遍规律出发,运用数学理论和方法,系统深入的阐述有关概念,现象及其应用。理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及物理学所有分支的基本理论问题。理论物理是在实验现象的基础上,以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物质运动的基本规律,从而解决学科本身和在高科技探索中提出的基本理论问题。重庆大学物理学院理论物理方向目前包括:高能物理、引力波、天体物理、量子信息与量子通信等几个分支。
1.2 凝聚态物理方向
凝聚态物理学是从微观角度出发,研究由大量粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相,例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展,目前已形成了比固体物理学更广泛更深入的理论体系。特别是上世纪八十年代以来,凝聚态物理学取得了巨大进展,研究对象日益扩展,更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入,各分支之间的联系更趋密切;另一方面许 多新的分支不断涌现,如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一。由于凝聚态物理的基础性研究往往与实际的技术应用有着紧密的联系,凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材料和新器件,在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。
2 主干课程设置
重庆大学物理学专业的主干课程有力学:使学生比较系统地掌握力学基础知识,且能比较灵活加以应用。培养学生独立分析问题与解决问题能力,初步培养学生的唯物主义世界观。主要内容有质点运动学、牛顿运动定律、动量守恒定律和动量定理、功和能与碰撞问题、角动量、刚体力学、振动和波。热学:使学生掌握物质热运动形态的规律性和热运动与机械运动,电磁运动等其它基本运动形式之间转化的规律性。掌握统计规律性和统计的方法以及物性方面的知识,培养学生分析问题和解决问题的能力。主要内容有热力学第零、第一、第二定律和熵、分子运动论、输运过程、固体和液体及相变。电磁学:使学生全面地、系统地了解和掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律,具有一定的分析和解决电磁问题的能力,为后继课程奠定必要的基础。主要内容有静电场、静电场中导体和电介质。稳恒电流、稳恒磁场、电磁感应、磁介质、交流电初步、麦克斯韦电磁理论和电磁波、电磁单位制。光学:使学生比较系统地掌握光学的基本知识,主要讲授几何光学、波动光学、量子光学初步和光学应用。原子物理学:使学生掌握原子结构的性质和一般规律,掌握和了解核的性质与核能利用,了解粒子的基本性质。讲授卢瑟福模型、氢原子的玻尔理论、量子力学初步、原子的精细结构、多电子原子、X射线、原子核物理概论。理论力学:使学生掌握力学的基本理论,培养学生理性思维能力。讲授质点力学、质点组力学、刚体力学、非惯性系动力学与分析力学等基本理论。热力学与统计物理:使学生掌握物质的热运动规律及热运动对物质宏观性质的影响。讲授热力学的基本定律,热力学函数、平衡及稳定条件,相平衡及化学平衡,不可逆过程热力学,最可几统计法――玻尔兹曼分布、费米分布、玻色分布,气体和固体的热容量理论,金属中的电子气体、平衡辐射,系统理论,热力学的统计表达式,非理想气体态式,涨落理论,非平衡态统计物理简介。电动力学:使学生掌握电磁场的基本属性及运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。讲授电磁现象的普遍规律,静电场和稳定电流磁场,电磁波的传播,电磁波的辐射,狭义相对论及带电粒子和电磁场的相互作用。量子力学:了解微观客体运动特点,初步掌握量子力学的基本原理和方法。课程内容包括波函数、薛定鄂方程,量子力学中的力学量,态和表象理论,微扰理论等。固体物理:初步掌握固体物理的基本原理和特点。课程内容包括晶体、晶体的缺陷和扩散、晶体振动、相图、能带论、金属和半导体电子论、固体的磁性和介电性等。数学物理方法:掌握有关复变函数、复变函数的积分、幂级数展开、留数定理、傅里叶级数、积分变换、数学物理方程定解问题、分离变数法、二阶常微分方程的级数解法、本征值问题、球函数、柱函数、格林函数、积分变换法等数学物理方法的基本知识。
3 培养规格及要求
通过四年的物理学专业学习,要求学生掌握数学的基本理论和基本方法,具有较高的数学修养;掌握坚实的、系统的物理学基础理论及较广泛的物理学基本知识和基本实验方法,具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力;了解相近专业的一般原理和知识;了解物理学发展的前沿和科学发展的总体趋势;了解国家科学技术、知识产权等有关政策和法规;掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。具有计算机应用的基本技能。较熟练地掌握一门外国语言,具有良好的听、读、写作和会话能力,能够较顺利地阅读本专业的外文资料。
4 学生就业前景分析
重庆大学物理学专业的培养目标是:培养具有宽厚扎实的物理学基础、综合素质优秀,并且具有良好数学基础和实验技能,能在物理学或相关科学技术领域中从事科研、教学、技术和相关管理工作的高素质专门人才;培养良好的创新意识和科学的思维方式,以及分析和解决实际问题的能力以适应学科交叉和社会的各种需要。
物理学专业学生毕业后主要从事以下一些行业:(1)继续物理方向的深造,成为一名物理学家、物理教师。(2)从事与物理相关的一些工作,如技术工程师、发明家、研究助理等。(3)与物理关系不大的一些行业,如公务员、管理人员等。就业领域主要是:科研院所、高等院校、企事业单位、政府机关等。
总之,重庆大学成立物理学专业的主要目的是发现与培养真正热爱物理的好苗子,让他们打好基础,再继续深造,为物理学的发展做出贡献。在学习的过程中,有部分同学发现自己并不是很适合学物理,可以申请转专业,找到适合自己发展的方向。最后留下来的绝大部分同学都会继续读研深造,向着他们心中神圣的物理殿堂继续努力。实践表明,物理学专业的学生物理基础打得非常坚实,为将来的继续深造做好了准备,即将毕业的学生将有部分保送到中国科学院及各大高校,其余的同学也成为了本校硕士生导师争抢的对象。物理学专业的培养是成功的,并且也已经成为重庆大学的一个优势特色专业,它将为全国培养和输送更多、更好的物理方面人才。
基金项目:重庆大学人才引进科研启动基金(0903005104675)资助
关键词:职高物理;教育特点;课堂教学策略
职高学校作为职业教育的初级阶段,其教学目标是为了培养具备一定科学素养,掌握某项专业技能的初级技术人员,作为中职学校的基础课程,物理学科对于提高学生的科学素养,学好后续的专业课有着至关重要的作用,因此,如何更好的发挥出物理课的作用已经成为中职教师研究的重点课题之一。
1 职高物理的教育特点
职高学校是培养初级技术人才的主要阵地之一,可以为国家的经济建设提供初级和中级的后背技术工人,其教学的目标与普通中学教育不同,其教学的内容不应当仅仅局限在文化知识的传授,更应该传授给学生基本的专业技能,据中学教育相比,职高物理有着以下的教育特点:
1.1 基础地位
职高物理课程的作用为提高学生的科学素养,并为后续的专业课学习打好坚实的基础,基于这种目标,职高物理课程就兼具了文化课与专业课的特征,尤其是物理课程中的电子技术,更是文化课与专业课的基础,对学生后续的成长有着极为重要的作用。
1.2 无升学压力
职高物理课与普通中学物理课程最大的区别便是没有升学和高考的压力,教师可以将更多的精力放置在课程的改革过程中,以便实现素质教育。为此,教师可以在课堂上通过演示实验、趣味实验、虚拟实验、网络资源共享等教学方式帮助学生弄清楚物理知识的基本概念,激发出学生的学习兴趣。与此同时,教师也有更多的时间将与专业课相关的物理知识进行详细的讲解,让学生能够充分的体会到物理学习的实用性。
1.3 重视程度不足
职高学生与其他同龄的学生不同,很多教师和学生都有一种错误的观念,认为只要学好专业课即可,因此,在职高学校中就出现一种学校、教师、学生对物理课重视程度不足的问题,这就在一定程度上制约着物理课程的教学效果,难以体现出物理课程应有的教学价值。
1.4 教育难度大
物理学科教学的内容较多,小至原子内部,大至整个宇宙,都有着物理学研究的足迹,因此,与其他的学科相比,物理课程的深度和广度都较大。职高学生的基础较差,很多学生在接触这门学科之后,都有较大的学习困难,教师在教学中也有一些难度。
2 职高物理教学策略
2.1 强化学生的学习习惯
由于职高学生的基础较差,因此,必须要采用相关的策略来强化学生的学习习惯,其中,最为主要的就是帮助学生养成做笔记的习惯,教师要让学生明白,做笔记不仅是机械的记录教师讲课的内容,而是要对教师的思路进行整理,将教师举的经典例题、图表记录下来,重点、难点也要记录,在记录的过程中,跟随教师的讲课节奏积极的思考,尽快的理解和消化课堂上讲述的知识。
2.2 利用多媒体教学,利用好网络教学资源
多媒体教学具有多样性、形象性、趣味性和直观性的特点,可以创造出一种动静结合、生动活泼的教学氛围,充分的调动起学生学习的积极性,激发出学生的求知欲。为此,在现阶段的职高物理教学中,教师要充分的利用好多媒体教学资源,结合学生所学专业的特征。例如,笔者所教的学生是电子技术专业,为了适宜专业教学的需求,在继承以往教学体系的前提之下,可以对教材的内容进行适当的删减,去除一些与电子技术专业关系较远的知识,增加一些与电子技术专业联系性强的教学内容,降低课程教学的难度,提高学生的信心和学习兴趣,充分的体现出高职物理教学以人为本的特征。
2.3 开展物理知识讲座
讲座是提高教学效果的有效方式之一,因此,可以定期安排相关的物理知识讲座,讲座的时间可以灵活安排,可以安排在学生学习的怠倦期或者完成既定教学课程的空窗期等,讲座的内容可以根据专业的特点进行灵活的取舍。例如,对电子技术专业学生可以开展关于“高压输电常识和超导输电”、“新型电子设备简介”等相关的讲座。此外,讲座的形式应该尽可能的多样化,可以是学生讨论的形式、视频播放的形式,也可以是实地考察的形式。这样就可以帮助学生有针对性的学习,全面提高物理课程的教学效果。
参考文献
[关键词]新课改;高师物理学专业;课程设置
我国高师物理学专业的课程设置形成于20世纪50年代初期。这种模式在传授学生知识、培养学生技能、提高学生素质等方面发挥过一定的积极作用。但是随着新一轮基础教育课程改革的纵深推进,这种课程设置逐渐暴露出难以克服的弊端:普通教育课程比较单一,比例偏低;物理学科课程以分科为主,缺乏整合;教育专业课程不明显,脱离中学物理教育教学实际;总体结构不尽合理,比例失调[1]。因此,须对其进行调整、优化甚或重构。
一、课程设置的基本原则
鉴于我国高师物理学专业课程设置存在的种种弊端,要优化其结构体系,须遵循四种基本原则。
1.先导性原则
转变观念是新课改背景下高师物理学专业课程设置的先导。长期以来,我国高师物理学专业的课程设置被动地跟着社会、政治、经济、科技的发展而变化,缺乏成熟的课程理论和课程观念作指导和引领,课程设置处于“头痛医头,脚痛医脚”的被动状态。在这方面,哈佛大学为我们树立了标榜,哈佛大学之所以被称为美国的“第一学府”、“哈佛帝国”,不仅在于它坚持课程改革,更在于它的课程设置始终有独特的课程理念作指导思想,即最有价值的课程是学生的兴趣;大学课程内容必须反映时代特点[2]。因此,新课改背景下我国高师物理学专业课程设置亦应有自己的基本理念,即在全面贯彻党的教育方针和全面推进素质教育的指导下,既要适应新课改的要求,为基础教育课程改革服务,又要凸现高师物理教育的特色,充分发挥课程设置的整体功能,促进学生的全面发展。
2.整体性原则
整体性是对新课改背景下高师物理学专业课程设置的基本要求。它强调从高师物理学专业的培养目标出发,优化课程结构,整合各类课程资源,使之互相补充、相得益彰。具体言之,它要求课程设计者从剖析该专业学生所需的知识结构和能力结构入手,真正从促进学生发展的需要出发,正确处理普通教育课程、教育专业课程和物理学科课程之间的比例关系,理论性课程和实践性课程之间的比例关系,必修课程与选修课程之间的比例关系以及各类课程内部诸要素之间的比例关系等,使之形成一个有机的整体。
3.专业性原则
专业性是新课改背景下高师物理学专业课程设置的特色和优势之所在。它要求新课改背景下的物理学专业课程设置应着眼于提高师范教育的专业化水平,力求课程设置实现学术性与师范性、统一性与多样性、理论性与实践性等方面的有机结合,在保证人才培养质量的前提下,体现学校或专业的课程特色与水平,为学生今后的教师专业发展奠定坚实的基础。
4.实效性原则
讲求实效是新课改背景下高师物理学专业课程设置的实践旨归。高师物理学专业求发展、谋出路的根本是提高教学质量和培养质量,使该专业既具有教师教育的优势和特色,又具有较强的综合实力。这就要求我们在进行课程设置时要坚持理论联系实际,学以致用,努力实现学生、社会、学校三位一体,切忌脱离国情、省情、校情以及学生的实情,以求取得最大的成效。
二、课程设置的基本理路
1.课程结构板块化
高师物理学专业课程结构板块化是指对高师物理学专业所开课程进行板块组合,通过对各板块内部结构的优化、整合,促使各课程板块尽可能彰显各自的功能,以实现高师物理学专业的培养目标和培养要求。在此,将高师物理学专业课程结构划分为普通教育课程、物理学科课程和教育专业课程三大课程板块。
所谓普通教育课程,亦称公共基础课程、通识课程,是高师物理学专业课程设置的主要组成部分。目的是为了培养学生正确的人生观、世界观、价值观,增强他们处理社会关系以及交往合作的能力。普通教育课程板块一般包括社会科学类课程、人文科学类课程、自然科学类课程以及工具类课程(如外语、计算机)等。
物理学科课程旨在为学生将来从事物理学科教学提供必备的专业知识,包括物理理论课程和物理技术课程两大类。物理理论课程有力学、热学、电磁学、光学、近代物理、量子力学、电动力学、热力学、统计物理、数学物理方法等。物理技术课程有物理实验、数字电子技术、模拟电子技术、电路、电子线路、电工学、微机原理等。
教育专业课程是指为高师物理学专业学生开设的有关教育教学理论、方法、技巧等培养教师职业素质和技能的课程,是解决未来教师“如何施教,怎样育人”问题的课程。这类课程应体现教师的职业特点,是高师教育区别于其它教育的重要标志。教育专业课程包括教育学、心理学、物理教育学、物理教育心理学、物理教学论、物理教育研究方法、物理实验教学研究、高中物理教材分析、现代教育技术、师生沟通艺术、教育实习等。
2.板块结构网络化
诚如上述,普通教育课程、物理学科课程、教育专业课程在实现培养目标上有着各自独特的作用和地位。为了更有效地发挥上述三类课程板块的整体功能和作用,需要加强课程板块之间的联系,建立板块间的互联网,做到板块间的纵向联系所组成的层次网络具有顺序性和连续性,板块间的横向联系所组成的平面网络具有适应性和相关性,实现文理渗透,专业互补,整体优化。同时,要有意识地整合上述三类课程或两类课程来实现某一类课程或两类课程的培养目标。
首先,通过协调与优化三大课程板块的内部结构,分别建立三个各自独立的局域网。具体说来,通过将构成普通教育课程的各类子课程“集团化”来建立该课程板块的局域网。此处的“集团化”,就是将不同门类具有相同功用的课程组合在一起形成“课程团”。高师物理学专业普通教育课程可划分为4个课程团,即思想道德课程、人文素质课程、科学素质课程、工具类课程。
同时,要通过整合理论课程、系列化技术课程来建立物理学科课程局域网。整合理论课程是指整合两门或两门以上内容相邻或相近的物理学科课程,并及时补充最新研究成果和前沿知识,形成新的“融合课程”,克服目前高师物理学科理论课程分科过细、门类过多、知识重复交叉、内容陈旧偏难等问题。系列化技术课程就是将物理实验设置为基础性实验、设计性实验、综合性实验三个系列。从普通物理、近代物理、电子线路、计算机技术等实验中精选一部分内容,组成基础性实验系列。这个系列的实验侧重基础理论与实验的结合,旨在培养学生的基本技能和基本操作能力。根据学科的发展和新技术在实验中的应用以及基础教育改革的要求,增设一些先进性、实用性、技术性的综合实验或设计性实验,形成综合性实验系列和设计性实验系列。综合性实验和设计性实验重在培养学生的综合实验能力、科学探索能力以及应用现代技术手段解决实际问题的能力和创新能力。这两个系列的实验可采取灵活、开放的教学方式,在材料使用、场地选择、方案设计、结果分析、时间安排上,允许学生有自由发挥的空间。
此外,还应通过加强课程建设、增加教学时数、注重实践环节等途径建立教育专业课程局域网。加强教育专业课程建设,可以将教育专业课程划分为三大模块来建设:第一大模块是物理教育基本理论和基础知识课程模块,包括物理教学法、物理教育心理学、物理教育科研方法、物理教育发展史以及教育学、教育心理学等课程;第二大模块是物理教育基本技能课程模块,主要包括中学物理实验教学研究、班主任工作、物理教具设计与制作等课程;第三大模块是物理教育实践课程模块,包括教育见习、微格训练、教育实习等课程。增加教育专业课程的教学时数可以通过增设教育类课程门数来实现。过去高师物理教育的教育类课程只有三门——教育学、教育心理学和物理学科教学法。根据西方国家和地区以及国内一些高校的经验,结合物理学科的特点,我国高师物理学专业的教育类课程应设置有10~15门为宜。注重实践环节应该做到:合理设置教育实践课,从大一开始,每学期安排几次教育见习或教育实习,定期到中学参加教育教研活动;延长实习时间,由现在的6~8周延长为12~15周;增加教育实践课程的学分,由现在的6~8学分增加到12-15学分。
3.网络配置均衡化
网络配置均衡化是指在课程设置时应保持普通教育课程、物理学科课程、教育专业课程三类课程的适宜比例和适时编排。一方面,适当减少物理学科课程的门数和比例,增加普通教育课程和教育专业课程的门数和比例,特别要加强教育实践课程。具体要求是普通教育课程占总学时(或学分)的比例为30%~35%,教育专业课程占总学时(或总学分)的比例为20%~25%,物理学科课程占总学时(或学分)的比例应控制在45%以内。另一方面,逐步实现课程编排序列化。所谓课程编排序列化是指在大学四年中,不断线地平行安排普通教育课程、物理学科课程、教育专业课程,充分发挥这些课程的整体功能。目前,我国高师物理学专业的课程编排是大学一年级为普通教育课程,以及1~2门物理学科课程;大二、大三以物理学科课程为主,适当开设部分教育专业课程;大四主要开设选修课,进行教育实习,撰写毕业论文。这种同类课程集中安排的课程编排形式难免导致学生学习兴趣缺乏,教育教学成效低微,尤其是学生的职业意识不能得到持续强化。因此,从学生入校到学生毕业,每一个学期都应该开设普通教育课程、物理学科课程和教育专业课程,使这三类课程齐头并进,相互贯通,相互促进,相得益彰。
[参考文献]
大学物理实验室是教学与科研的重要场所,在实践教学中起着非常重要的作用。开放实验室给学生主动获取实践知识与发挥潜在能力创造了良好的环境,给了他们更多的独立思维空间和不断摸索创新的条件,鼓励学生运用己学过的实验及理论知识,完成一些基础性的实验设计,培养他们的独立思考和实际操作能力。
一 历史上物理实验室取得的成就和历史地位
实验物理在整个自然科学中起着极其重要的作用,纵观物理学的发展历史,我们可以清楚地看到,实验和理论是物理学的两大支柱,物理学中的每一项重要发现和突破都与实验密切相关。“实验-理论-实验”的模式是物理学发展所遵循的的基本规律。实验不仅是检验理论的手段还是检验理论的裁判[1]。统计表明,从1901年伦琴因实验室发现X射线以来的100多年时间里共有194位物理学家获得诺贝尔物理学奖,其中实验获奖的共有126人,占65%。可见实验工作在物理学各个领域的发展起着重大作用,实验室从历史上就是重大技术的革命的发源地。物理实验的思维模式、仪器和技术已普遍地应用到自然科学以及其它学科,并且日益广泛地向生产生活的各个领域渗透、发展和应用[2]。纵观国内外物理实验教学的现状,实验室开放已成为一种趋势。
二 实验室开放将面临的问题
长期以来,学生实验只是一味模仿,实验教学仅仅是教学内容的简单验证,远远跟不上科学技术的发展,这些都在某种程度上限制了学生的主动性和积极性,难以激发学生独立思考的兴趣和激情。开放实验室使学生主动学习成为学习的主体,是实验室真正成为科学思考的辅导体系。
1.随着高等教育的普及, 在校大学生的数量逐年增加,导致基础物理实验室承担的实验教学任务越来越重。在班级和学生人数较多的情况下,若按传统的方法来安排实验, 会在实施上存在以下困难:
(1)实验时间的安排:一般情况下每个班级的理论课教学时间是由学校统一安排的,在此之后各个班剩余的时间已经不多而且还比较零散。实验室要在多个班级剩余的零散时间内安排实验,并保证班级之间不发生时间上的冲突,这是一件很困难的事情。
(2)实验室的接待能力:实验室的接待能力是有限的(主要是实验室空间和实验设备套数的限制),按我们现在的条件是一个自然班分成两个小班,每次二十多个同学上课。这无疑会进一步增加安排上的困难。
(3)教师上课时间的协调:教师除了上实验物理课以外,通常还承担有其他理论课的教学任务以及行政任务等, 事实上不可能保证全天都在指导实验。因此,如何协调教师的工作时间也是实验室面临的困难。
2.在物价上涨的情况下,开放实验室需要资源保障。学生实验所需的设备仪器提供,由实验技术人员与指导教师共同负责。学校按照实验室实际开展实验的内容、工作量和成果核定审批专项基金,支持实验材料消耗及补贴。
3.实验室技术力量偏弱,实验室师资队伍建设是开放实验室质量的保证。合理的师资队伍是多元化的,包括指导教师、管理教师和技术人员。为了提高开放实验的广泛性,需要指导教师专业的多元性,尤其需要教师科研课题与学生学习的结合。管理教师的管理水平和技术人员的仪器保障也使开放实验室的重要条件,由专职实验教师担任。
三 探索建立多层次、立体化的实验室模式
1.基础性实验, 按大纲的要求完成实验项目。
2.当代物理综合性、设计性实验课程设置的方向综合性、设计性物理实验是物理实验课程内容的一部分。在确定课程设计时,应充分考虑教学大纲的要求和课程特点,又必须与现代科学技术接轨,才能激发学生的学习积极性与热情。基础实验完成后的高年级学生,可选取一些有利于启发思维,有应用价值的实验课题进行综合性、设计性实验。指导教师对课题内容的介绍,以提出任务、要求和阐述应用背景为主。参与的学生在确定课题以后,要事先提供设计报告。在实验室备用器材的基础上,学生进入实验室根据自己的需求来选择和配置,类似“自助餐”式。设计型物理实验的成绩评定要公开、公平与灵活,要能充分调动学生的学习主动性和积极性,允许学生对自己成绩或效果不满意的实验重做。实验成绩分准备、操作、实验报告(论文)三部分组成。毕业班质量高的论文可进一步完善后进行论文答辩,作为学生的毕业论文。
3.利用仿真模拟实验对实验进行补充。对于实验过程不够清晰或受时空条件限制不能满足教学要求的实验从实验直接获得的感性认识到需要学生理解掌握的规律之间的跨度较大的实验要考虑发挥现代信息技术的优势在真实实验的基础上用模拟实验予以补充通过形象处理叠加信息分析建立形象思维到抽象思维之间的桥梁帮助学生解决分析理解的困难。
四 实验室开放使用管理规定
1.开放性大学物理实验室是利用局域网实现实验室资源的管理和利用的。建立有学生预约实验功能模块、学生成绩管理功能模块以及管理人员维护模块。
2.确定实验时间后每个学生都必须在实验前认真完成实验的预习并写出实验预习报告,准备好原始记录纸(B5纸),按约定的时间,并且持有学生证或考试卡到实验室上课。
3.上课前教师要检查学生实验预习报告,未预习或预习错者,不得做实验。
4.学生应在实验过程中独立完成全部实验内容,原始的数据记录必须经过任课的教师签字方能生效。实验数据不合格的学生酌情重做或取消实验成绩。
5.实验后要认真完成实验报告,包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表等。并且在两日内将完成的报告交到所属实验的任课教师。
6.教师根据学生的预习、实际操作、创新能力及实验报告内容等对学生实验情况打出每个实验综合成绩,学生可通过校园网查本人各实验的成绩。
开放物理实验室,与课堂教学相互扑充,更好地领会物理知识,培养学生观察事物、分析问题、解决问题的能力以及创新能力,是培养学生创新能力的有效途径。
参考文献
(黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心,哈尔滨 150000)
(Engineering Training and Basic Experiment Base,Heilongjiang University of science and Technology,Harbin 150000,China)
摘要: 本篇文章从近年来Physical Review D的相关数据文献出发,浅要论述了理论物理研究领域的结构与动态,仅供参考。
Abstract: Starting from the related data literature of the Physical Review D in recent years, this paper briefly discusses the structure and dynamics of theoretical physics research field, which are only for reference.
关键词 : 理论物理;研究领域;Physical Review D;结构;动态
Key words: theoretical physics;research field;Physical Review D;structure;dynamics
中图分类号:O469 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0302-02
作者简介:闫凯(1979-),男,黑龙江富锦人,讲师,硕士研究生,研究方向为非线性光学。
0 引言
物理理论也就是在理论的基础上对自然界各种位置的物质结构、相互作用以及运动规律等进行研究的一门学科。自上个世纪初相关研究者建立广义相对论以及量子论以来,物理理论得到了蓬勃的发展,尤其是在近年来,物理理论学因各种理论的提出与建立,其发展速度越来越快。Physical Review D作为一本学术刊物,其主要内容包括基本粒子物理学、场理论等各个研究领域,在物理学术刊物中排列首位,是供研究者研究的重要刊物。
1 理论基础与数据来源
在对物理学进行研究的过程中,相关研究者一般都会根据相关的文献资料进行研究,然后再通过使用大量的专业术语将其研究成果体现出来,可以说,学术论文以及专业术语的使用都是从相关资料文献中引用过来的。在学术论文中,研究者在对某一学科的研究成果、研究方法等进行论述的过程中,他们也必须要以相关文献资料为基础,通过吸取前人研究的成果以及丰富的经验来丰富论文,这样也能够保证学术论文的专业性、科学性以及规范性。
科学技术的发展是奠定在人类社会的发展以及研究者的具体研究之上的,相关研究者对某一领域研究之后,必定会将研究成果以的方式告知世人,然后再由后人参考这一文献,进行不断研究,这样也就能够推动理论物理研究的快速发展。当我们在关注某学科的论文及其研究者时,我们还应当对该学科的其他相关研究者,对该学科的发展轨迹进行探索,这样才能够了解到该门学科未来的发展情况。目前,很多大学学者在对各个领域进行研究的过程中,大多都会以前人的研究成果为重要依据,通过阐述将自己的研究成果发表上去,如此一来,文献通过积极引用以及撰写、发表也就能够体现出理论物理研究领域的结构和动态。
由上述可以看出,文献数据中涵盖的内容非常广泛,具有非常重要的价值,是科学技术发展的主要动力。文献数据的结构主要包括:标题、作者、刊名、作者单位、基金类型、机构类型、年份、地区以及引文部分,其中引文部分主要有被引物的论文以及
参考文献两个部分。
为了便于对本文的研究,我们选用的文献数据来源于美国科学情报研究所的Web of Knowledge平台中的Web of Science数据库所包含的科学引文索引数据库。
2 Physical Review D研究前沿分析
为了能够对Physical Review D的研究前沿进行全面分析,本文采用了CiteSpace对这一学术刊物进行研究,了解该刊物中的名词短语、
关键词 、期刊、作者、论文所属国家与机构。
2.1 对于研究前沿术语的研究 在实际研究中,所谓前沿属于也就是学者在对某学科进行研究的过程中,文献数据中所包括的专业术语、名词短语等可以对该学科的研究前沿具有一定的揭示作用。一般来说,我们在对学术论文研究的过程中,主要研究对象是前沿术语在论文中出现的频次以及终结性,如果前沿术语在论文中出现频次较多,那么表示该术语的应用具有一定的广度与深入,而前沿术语的中心性可以说是整片文章的中心点,如果在学术论文中,某一个前沿术语具有一定的中心性,并且出现频次较多,那么我们可以说其对于整篇论文中起到一定的控制作用,是论文的中心思想。
2.2 对于
关键词 的共现性研究 在文献数据中,
关键词 一般都是能够体现学术思想与学术观点、并且是围绕文献中心的名词。通过研究者利用CiteSpace对文献数据进行分析,从而体现出文献
关键词 的共现性,通过相关研究发现,
关键词 在文献数据以及学术论文中起到非常重要的作用,贯穿于文献与论文的首尾。
3 Physical Review D知识基础的分析
在对Physical Review D文献数据的知识基础进行研究与分析的过程中,我们同样可以采用CiteSpace对其作者共引、文献共引以及期刊共引进行分析,从而了解其知识基础。
3.1 对于作者共引的分析 通过我们对Physical Review D刊载论文进行分析后发现,如果在论文中作者共引的频率高,那么这就说明该篇论文中具有非常强的学术相关性。因此我们可以采用CiteSpace将作者共引形成一个科学知识图谱,由此可以看出,通过作者共引,我们可以找到更多关于作者学术的文献数据。另外,通过作者共引,我们还可以了解到为该领域做出贡献的科学家,通过了解也就更能深入了解该研究领域。
3.2 对于文献共引的分析 相对于作者共引分析而言,对于文献共引进行分析的过程中,其能够揭示更多其他文献,从而保证学者在论文中保证内容的丰富性与专业性。通过文献共引分析,人们更能够识别该研究领域的知识,并对其作出更深入的阐述。
一般来说,在论文中被引用的文献越靠前,这就表示其对科学技术的发展起到的作用越重大,如果在某一个时期内,学者在学术论文中引用谋篇文献次数较多,并引用的位置具有中心性,那么这就表示其在论文中具有至关重要的作用。
而在对学术论文进行深入研究之后,我们可以发现,被引用文献数据在某一时期之所以具有重要性,主要包括两个方面的原因,一是由于其引用的频率较高;二是学者将这一文献数据引用在论文中,并具有一定的中心性。另外,通过笔者长期的研究发现,在某一学科研究领域中,若文献共引频次较高,且具有一定的中心性,那么这就表示这一学科的研究必定会在近年来有飞速的发展。
3.3 对于期刊共引的分析 期刊是论文的另一种发表方式,通过我们对期刊共引进行全面分析发现,期刊与论文类似,也具有一定的学术相关性,同样可以促使我们对Physical Review D的知识技术加以了解。当我们采用CiteSpace对期刊共引分析,生产的科学知识图谱中进行分析发现,我们可以通过一个期刊能够寻找到更多相关学术的期刊,从而促使我们对于理论物理学研究领域的加以了解,从而对其进行更深入的研究。
4 结论与展望
通过研究可以发现,近十年来,Physical Review D上的论文紧紧围绕理论物理前沿的重大理论和实践问题,编发了一批高质量的论文。Physical Review D相关的研究热点主要集中于对构成宇宙的基本物质和宇宙运行的基本规律的研究。伴随着哈勃卫星对深空宇宙的观测及射电望远镜的广泛运用,以及高能粒子加速对撞器的建设,人类对宇宙及物质的基本组成和基本规律的探索将越来越深, 我们将迎来一个理论物理高速发展的时期。
通过上述,我们采用了CiteSpace对其刊载文献的研究前沿以及知识基础进行研究,这为未来理论物理研究领域的发展创造了有力的条件。但是我们也必须要清楚地知道,理论物理研究领域的结构与动态是一个相对较为复杂的系统,本篇文章在此方面的研究也因数据单一而具有一定的局限性,这就需要相关研究者在这一研究的基础上选用更多的文献数据对其结构与动态进行研究,从而推动理论物理研究领域的发展,促进社会生产力的发展。
参考文献:
[1]CHEN C. CiteSpace II: Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature [J]. Journal of the American Society for Information Science and Technology, 2006(3): 359-377.
关键词:大学物理;教学改革;素质教育
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0166-02
物理学是一切自然科学和工程技术的基础,是研究物体运动的基本规律、能量及其相互作用的基础学科。其研究成果与人类的生产、生活息息相关,此外,作为科学发展观的基础,物理学也与社会科学及哲学领域有着紧密的关联。然而,随着科技的进步,我国现行的传统物理教学方法已无法适应社会发展。因此,物理教学改革势在必行。如何让学生意识到物理科学在各种应用学科中的基石作用,如何让老师正确地传播物理科学在自然科学研究中的不可替代性,充分发挥物理学科在现实生活及科技发展中的作用,需要师生双方的共同努力。
一、物理教学的现状
大学物理是理工科高等院校非物理学科专业学生必修的一门课程,它有利于系统地培养学生科学的思维方法、提高学生的科研素质。虽然这门学科在国内高校中开设已久,但其依然存在着一些不容忽视的问题。通过物理教学改革解决此类问题以此提高大学物理的教学质量势在必行。
(一)教学内容更新不及时
大学物理教材虽然各有不同,但是整体仍然以经典力学为主,包括了力学、热力学、光学以及近代物理。在传统教育体系中,经典力学从初中一直到大学都是教学重点,但是近代物理在现今社会有了突飞猛进的发展,对科技的发展有着重要影响,而其在教学中的比重则严重不足,由此造成了物理教学在教学内容上的重复、新知识补充不足。
(二)物理课时缩减
大学物理在众多理工科院校中均是作为必修课存在的,它是研究自然科学的基础,能够起到锻炼学生严谨思维的作用。然而,随着近年来高校扩招及教学改革的大力提倡,在总学时有限的情况下,专业课和公共基础课课时出现冲突时,往往很多院系选择压缩必修课的课时以便为学生所学专业服务。随着物理课时的不断减少,物理知识体系的完整性、严谨性遭到破坏,老师无法系统、详细地讲解,学生无法熟练掌握经典的物理原理规律,教学质量严重下降。
(三)教师教学不认真,教学方法单一
中国绝大部分高校在教师考评机制中均以科研成果为侧重点。评职称、晋升等均由论文质量、数量来决定,这种体制直接导致很多教师将日常工作重心放在科研上,不重视教学,只求不出教学事故即算完成任务。课堂教学仅仅是“填鸭式”地灌输知识,课件几年未有更新,缺乏互动讨论,更不关心学生是否掌握所教知识,是否达到了开设该门物理学科锻炼学生基本科研素质的基本要求。这样的政策导向及教师教学就形成了一种怪相――课堂上老师为考核照本宣科读课件,课下学生为应付考试只看重点,突击复习。最后的结果是考试结束学生完全不知道所学知识有什么用,可以用来做什么,基本知识体系掌握不了,科研素质得不到培养,缺乏实践能力。
(四)学生缺乏学习热情
受到社会大环境的影响,许多学生的学习动机不纯粹、不端正。面对日渐增大的就业压力,部分学生只看重所学专业的实用性及所学课程能否为其就业增加砝码,没有正视物理学对于其逻辑思维能力、严谨科研素质培养的重要性。很多学生进入大学后放松课业,缺课逃课现象常见,对于大量的理论知识接受度低。此外,物理学相对于其他学科更为抽象,无法直观地认知感受,也让很多学生对物理产生了畏惧心理。开设大学物理的目的已无法实现。
这些物理教学中发现的问题需要及时有效地解决,否则后果将越发严重。所以结合以上问题及本人的教学经验,提出了一些教学改革的意见。
二、对大学物理教学新模式的探索
随着我国对于高校的教学质量的重视日渐加深,教学改革势在必行。针对上述物理教学中存在的问题,我们从教学内容、方法、形式、考评机制和师资队伍建设等方面提出了一些建议。
(一)优化教学内容,深化教学改革
教学内容是提高教学质量的关键。教学内容是否合理、是否新颖直接关系着能否吸引学生的注意力,因此采纳一些与时俱进的、与现代科技相关联的物理教学内容是十分必要的。作为公共基础课的大学物理,除了需包含传统的力、光、热、电等系统知识点外,可以增设一些学生较为感兴趣的最新科技的教学,如红外遥感、光纤通信等。对不同专业的学生采取针对性教学以解决课时压缩、授课时间不足等方面的矛盾。例如,对于通信工程专业学生可以将重点放在固体物理、量子统计方面,而热学等方面可以以科普为主;对于土木工程专业的学生,量子物理等方面可以简单介绍常识性内容,而力学部分则需着重讲解,可以结合土木工程专业的实际问题解释力学原理;对于机械方向的学生,讲解重点则可放在力学、电磁学等内容上,讲授时可结合实际案例加深学生对知识的理解。通过一个个案例分析将理论知识与生活实践有机结合。例如,讲授波叠加的时候可以联系机动车的管道消声器的设计特点,在讲解重力、惯性时,可以带入神州飞船的太空工作画面。将枯燥的知识化身为学生可以接触到的一个个生活实例,将看似与生活毫无关联的物理课程化为与专业特点相关的教学点,既达到了夯实学生自然科学基本素养的目的,又使得学生正视了物理的重要性,主动自觉地学习物理知识为自己未来的专业课程及工作打下坚实基础。
(二)优化教学方法,提高教学效果
教学方法对学生的学习热情有着至关重要的作用。传统教学方法枯燥、乏味,教学仅仅是公式、定理、定律的罗列,忽略了对学生的引导,缺乏师生互动。因此,为了让学生更好地融入课堂,发现物理之美,老师可以充当一个引导者的角色,以学生为主体,鼓励学生亲自动手操作实验仪器,演示定理。此外,我们还可以借助各种现代化的教学手段,听、看、做相结合,加深学生对问题的理解,激发学生好奇心,使之发挥主观能动性,自愿学习物理。老师还要重视中学物理知识和大学物理知识的区别,在教授新的知识点时和中学知识相区分。中学物理知识很多是常识性要点,缺乏特定情境,而大学知识则更加严谨、完善,因此在对某些例题的讲解要避免重复和误导。在涉及到科学发展最前沿的新知识点时,老师应适当解放思想,通过最基本的物理原理引申至最前沿的科学发现。通过学生感兴趣的课题激发学生的学习兴趣,培养其思考、解决问题的能力,让学生可以自己独立思考,能够主动地通过查阅资料解决问题。为解决课时不足的问题,老师还可以通过网络课程增加学生的学习时间。在教研组中开展精品课程录制活动,将优秀的课程视频资源放在网络上,使学生可以不受时间、地点的限制进行学习。我们都知道,在物理教学中,实验和教学两者缺一不可。物理思想是以实验为基础的,一个物理思想的提出需通过实验加以验证。实验课也是需要充分关注的模块。在实验课上要避免“填鸭式”教学,背诵试操作。老师提供课题,不要限制设计思路,让学生充分利用所掌握知识设计实验,在此过程中发现问题、解决问题。这种方式可以提高学生动手能力,培养学生基本科学素养,提高创新意识。
(三)改革考评机制,提高教学热情
对于高校教师而言,科研和教学是其工作的两个重要方面。但是近年来,重科研、轻教学的不良风气在很多高校盛行。究其原因是高校仅仅追求科研成果、以论文数量评职称的政策导致的。高校将教师的工资和职称评定资格与每年发表的论文影响力、数量直接挂钩,进行量化考评,而教学方面被严重忽视。在科研压力下,很多教授渐渐忽视了教学上的责任义务,只搞学术研究,最终导致教师教学热情下降,学生学习热情低迷。为解决此问题,高校管理层和教师要首先明确教学和科研的地位,确定两者均是高校教育工作重点这一共识。教学应该是一个教师之所以成为教师的职责所在,是一种光荣的使命。一个合格的大学教师应该做好科研和教学的平衡。对于每一位老师而言,将有限的时间和精力合理地分配给教学和科研是一个值得思考和探讨的问题。首先,我们应该认识到教学科研是可以相辅相成的,不是对立的存在。教学是传道授业解惑,将知识、技能传授给学生;科研是利用知识、技能发现验证客观规律。教学是科研的基础,科研是教学的延伸。只有当教学积累到一定程度之后才有可能突破知识的疆界,提出、发现新问题,这是科研进步的起点;优秀的科研成果可以充实教学内容,汲取前沿的、优秀的科研成果更有利于培养学生的科学素养。因此,高校教师应该做到科研、教学两手抓两手都要硬。
三、结束语
物理学作为一切自然科学的基础学科,其重要性不言而喻。本文分析了现阶段教学内容上、方法上以及制度上的一些问题,提出了一些意见和建议,如何在现今的社会大环境下既要培养学生纯粹的科研素养又要能适应社会培养创新型人才的要求。我们要不断发现问题、解决问题,提高教师队伍素质,培养学生实践创新能力。通过教学改革,提高整体教学质量,培养国家栋梁。
参考文献:
[1]黄海铭,张琴.浅谈大学物理教学新模式[J].中国科技信息,2011,(5):181-182.
[2]姚兰芳.大学物理教学方式、教学手段的探讨[J].上海理工大学学报(社会科学版),2004,26(1):32-34.