物理學前沿問題之我見

1、物理學前沿問題之我見科學技術正在迅速發(fā)展， 知識經(jīng)濟已初見端倪 誰掌握了 21世紀的教育， 誰就 在未來的信息社會及國際競爭中取得主動權 面對新形勢， 實施素質(zhì)教育， 尤其 是物理教學現(xiàn)代化已成了時代的要求 與這種現(xiàn)代化要求相伴隨的是教師必須把 握物理學前沿的脈搏為了能與物理學前沿接軌，教師該怎么辦呢?本人就這一問題談一點淺見一、應補充新知識，提高自身的文化素養(yǎng) 目前絕大多數(shù)的中學物理教師是狹窄的專業(yè)模式中培養(yǎng)出 來的，教師在大學時代學習的知識很多已經(jīng)陳舊、過時，如果試圖靠吃老本，那 是絕對行不通的 現(xiàn)代社會青少年學生的知識信息來源非常廣泛， 各種渠道的信 息擴大了學生的知識面， 但也給他們帶

2、來了各種新問題， 他們希望從教師那里找 到正確答案“要想給學生一杯水，教師就得有一桶水” 當今學生這個“杯子” 越來越大了，如果教師還靠自己桶里原來那么點水，怎么能夠學生舀的呢 ?更重 要的是，我們應有一桶流動的水，常言說，流水不腐，即我們的知識應該吐故納 新，使我們具有一桶永遠是新鮮、富有營養(yǎng)、受學生歡迎的高質(zhì)量的水“中國的研究生興趣太窄， 對物理學方面的興趣太窄， 對一般的事物的興趣也顯得太窄 , 我覺得這是一個不好的普遍現(xiàn)象 ”這種 興趣狹窄的普遍現(xiàn)象的造成， 不是一朝一夕形成的， 這當中也有因我們中學物理 教師的知識陳舊、知識面狹窄而應負的不可推卸的責任.隨著“ 3+X ”高考模式 在

3、全國的普遍推廣， 各學科之間相互聯(lián)系、 相互滲透的趨勢日益明顯， 這就更要 求我們中學物理教師注意利用一切機會充實自己， 擴大自己的知識面， 提高自身 的文化素養(yǎng)， 在掌握精深的專業(yè)知識基礎上， 廣泛涉獵相關學科的知識， 如生命 科學、文史知識、教育理論知識等.無論社會如何發(fā)展，豐富的知識底蘊、廣博 的信息含量始終是教師取得成功的基礎之一.20 世紀的物理學已取得的成就是極其輝煌的.時至今日，物理學仍是一門 充滿生機和活力的學科，它的創(chuàng)造性進展仍日新月異，整個物理學，在 21 世紀 將有一個更加輝煌的發(fā)展. 由于物理學研究對象的擴展， 從宏觀到微觀， 從傳統(tǒng) 的物理過程到化學過程， 從無生命到

4、有生命， 以至很難用傳統(tǒng)的眼光來界定什么 是物理學了. 正如國外物理學家風趣地說： “什么是物理學 ?物理學家所做的工作 就叫物理學. ”例如，1995 年在我國廈門召開的第十九屆國際統(tǒng)計物理學大會， 有相當一部分論文的題目看起來不大像物理學，如“心率、蟑螂、曲折的河流、 文字的存儲” 等.今天的物理學已代表著一套獲得知識、 組織知識和運用知識的 有效步驟和方法，把這套方法運用到什么問題上，這問題就成了物理學. 2001 年3月2日，江澤民等黨和國家領導人到北京展覽館參觀了 “863”計劃 15周年 成就展，在展區(qū)內(nèi)陳列著 “世界上第一輛載入高溫超導磁懸浮實驗車” ，“長了人 耳的老鼠”，“種

5、在海水里的蔬菜” ，“高溫氣冷實驗堆”等.這些成就均可劃歸到 物理學的范圍內(nèi)， 從這種發(fā)展趨勢來看， 中學物理教師必須跟蹤物理學的前沿進展，按照物理學發(fā)展的趨勢，改變我們單一的知識結構，以適應新形勢的要求.全國各地正在進行著轟轟烈烈的教育改革，即從傳統(tǒng)的應試教育轉變 到素質(zhì)教育上來，但這種改革的步伐緩慢，實質(zhì)性的進展不明顯，究其原因是多 方面的，但教育思想嚴重滯后，對于傳統(tǒng)的教育觀念、教學內(nèi)容、教學手段、教 學方法偏愛至深，形成了一種強大的傳統(tǒng)慣性，以至難以轉向，不能不說是主要 的原因之一目前世界各國的理科教育，特別是物理教育，明顯的特征是：從強 調(diào)知識內(nèi)容向獲取知識的科學過程轉變；從強調(diào)單純

6、積累知識向探求知識轉變； 從強調(diào)單科教學向注重不同學科相互滲透轉變. 相比之下，我國的中學物理教學 忽視科學歸納，忽視發(fā)散思維、形象思維和創(chuàng)造性的直覺思維， 忽視主動獲得信 息與信息交流的訓練，忽視學生獨立學習與思考的訓練，忽視開發(fā)學生非智力因 素的訓練.這些弊端由來已久.教師把知識組織得井井 有條，滴水不漏，對課程內(nèi)容的每一個細節(jié)都作詳盡的解說， 對學生可能出現(xiàn)的 問題一一予以告誡，久而久之，學生養(yǎng)成了唯書、唯師的學習習慣，缺乏創(chuàng)造的 熱情和競爭的態(tài)勢.同樣，我國的中學物理教師長期在統(tǒng)一的教學大綱，統(tǒng)一的教材，統(tǒng)一的考綱，統(tǒng)一的考試下，已習慣于把自己的思想和興趣局限于這統(tǒng)一 的框架內(nèi).教師的

7、創(chuàng)造性逐漸地被磨滅，多數(shù)教師不敢輕易地將有爭議的尚未定 論的或正處于發(fā)展之中的科技新成就， 科學新思想介紹給學生，將物理學的前沿 知識排斥于教育之外.在這樣的物理教育思想指導下，只讓中學生了解物理學的 昨天，而不懂得重要的是應讓中學生知道物理學的今天，更不會讓他們?nèi)ヌ剿魑锢韺W的明天.出現(xiàn)這一系列現(xiàn)象的根源是陳舊的教育觀念.教育部長陳至立最近強調(diào)：必須轉變教育只為分數(shù)服務的目標觀， 樹立教育為提高人民素質(zhì)，為社會 主義現(xiàn)代化服務的目標觀.我們的中學物理教學一定要給學生日后接受各種新觀 念、新思想作好鋪墊，而不能將中學物理講得太“絕對”，太“確定”，太“線性” 應 當讓中學生體驗到物理學是一門發(fā)展

8、中的科學， 是現(xiàn)代前沿科學中最為激勵人心 的學科之一.這就要求我們每個中學物理教師不盲從權威， 不迷信教條，敢于大 膽想象，大膽創(chuàng)新.同時，我們必須要對物理學現(xiàn)代進展的各個前沿領域，如超 導技術、同步輻射、遙感技術、核磁共振、可燃冰、新材料、納米技術等，有一 概括的清晰的了解.中學物理教師應樹立全新的教育理念.教育是憑借一定的媒體與相應的教學方法與手段才能進 行的活動.我國傳統(tǒng)的教學方法與手段以傳授知識為主，強調(diào)以課本、課堂、教 師為中心，運用灌輸式、一言堂的教學方法，使用黑板加粉筆的教學手段，這種 現(xiàn)象對目前教學改革的進一步深化將成為 “瓶頸”因素，嚴重地制約與阻礙了教 學改革的深入.現(xiàn)代教

9、育技術的發(fā)展，特別是多媒體教學、遠程教育、網(wǎng)絡教育 的發(fā)展，突破了時間與空間的限制，極大地方便了中學物理教學，使中學物理知 識與現(xiàn)代物理學的前沿知識更能有機地聯(lián)系起來.如用微機來模擬宇宙大爆炸， 使學生了解宇宙初始階段的物理過程： 從宇宙大爆炸開始， 宇宙經(jīng)歷了一個由熱 到冷、由密到稀的演化史，經(jīng)歷了漫長的年代，彌漫的氣體凝聚為氣體星云，氣 體星云再慢慢地收縮成星系和恒星， 逐漸成為今天我們所觀測到的宇宙， 這就為 學生將來進一步探索宇宙起源和演化的奧秘， 揭開暗物質(zhì)之迷， 建立新的時空觀 埋下了伏筆，從而為學生提供了廣闊的視野綜合利用各種 儀器進行學習， 并極大地豐富了教學內(nèi)容， 可使學生在

10、有限的時間里獲取更多的 知識，提高了教學效益現(xiàn)代教育技術可以達到形聲并茂，色彩逼真，表現(xiàn)手法 靈活多樣，寓教于樂，寓教于美，對學生掌握知識、形成技能、發(fā)展能力、提高 素質(zhì)都具有顯著的促進作用現(xiàn)代教育技術的多種功能，優(yōu)化了教育教學過程， 現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，必然引起教育思想、教育觀念、教育體制以至教學內(nèi)容、 教材形式、教學手段、教學方法、教學模式等方面的變革現(xiàn)代教育技術絕不是強加在傳統(tǒng)教育體系上的一堆儀器， 也不是傳統(tǒng) 程序上的增添或擴大一些什么東西， 只有當教育技術真正統(tǒng)一到整個教育體系中 去的時候， 只有當教育技術促使我們重新考慮和革新這個體系的時候， 現(xiàn)代教育 技術才具有價值， 否則現(xiàn)代教

11、育技術將無用武之地 誠然， 現(xiàn)代教育技術能否成 功地為中學物理教育服務， 關鍵在于教師要學會對媒體的使用， 并熟練運用現(xiàn)代 教育技術的理論和方法指導教學活動及整個學習過程進行優(yōu)化設計， 促成有效學 習發(fā)生在每個學生身上， 這對中學物理教師掌握信息技術的水平提出了新的要求， 為此，中學物理教師必須緊跟時代發(fā)展的步伐， 了解物理學近代發(fā)展的前沿領域必須進行教育科學研究， 物理學 的現(xiàn)代進展將為中學物理教師科學研究提供寬廣的研究領域 用現(xiàn)代的觀點來重 新審視中學物理的概念、原理、規(guī)律、觀點是否過時，各規(guī)律的相對位置是否發(fā) 生了變化，在中學物理各部分內(nèi)容的講授中如何滲透現(xiàn)代物理知識等都是值得深 入研究

12、的 也許有的教師會認為現(xiàn)代物理學發(fā)展的前沿與我們相距遙遠， 把它們 介紹給中學生更不現(xiàn)實， 但事實并非如此 物理學的近代發(fā)展或前沿領域， 是在 原有內(nèi)容的基礎上驟步發(fā)展起來的， 或者說，物理學的現(xiàn)代進展的根基仍然可以 在基礎物理中找到 物理學最新的發(fā)展其實離我們并不遙遠， 在中學物理教學過 程中，完全可以向現(xiàn)代物理學前沿開“窗口” ，也完全能夠找到與現(xiàn)代物理學前 沿相銜接的“接口”著名物理學家楊振寧教授曾談到：量子力學在 20 世紀 30 年代發(fā)展迅速， 那時他在中學圖書館讀到有關量子力學的中譯本， 盡管作為中學 生，他對這門新學科不全部了解， 但學科嶄新的發(fā)展， 奇妙的知識使他產(chǎn)生了一 種向

13、往，這與他后來專攻物理學不無關系這就是一個很有說服力的典范 創(chuàng)新教育越來越為人們所關注 作為創(chuàng)新教育主 體的教師，對學習者有著表率作用，對學習者創(chuàng)造性的培養(yǎng)有著潛移默化的影 響心理學家托蘭斯的研究發(fā)現(xiàn)： 教師在創(chuàng)造性動機測驗中的成績與學生的創(chuàng)造 性能力之間存在一定的正相關 這說明了教師創(chuàng)造性能力的高低對學生創(chuàng)造能力 的培養(yǎng)是至關重要的， 只有教師具有較高的創(chuàng)造能力， 才可能具有創(chuàng)新教育觀念、 教學方法及人格力量， 也才可能發(fā)現(xiàn)、 鼓勵具有創(chuàng)造能力的學習者， 才有可能激 發(fā)學習者的創(chuàng)造潛能，因此，時代更呼喚創(chuàng)造型教師，作為一個創(chuàng)造型的教師， 就必須跟蹤學科發(fā)展的前沿物理教學理應走在創(chuàng)新教育的前列

14、， 這就要求我們 每一位中學物理教師都應該去搶占創(chuàng)新教育的先機和制高點 我們不能僅僅停留 在“傳道，授業(yè)，解惑”這一層面上，更要善于“啟疑” 正是由于 20 世紀初物 理學上空的 “兩朵云”，才引發(fā)出相對論和量子論， 由此產(chǎn)生了整個 20 世紀的高 科技的迅猛發(fā)展整個物理學，在 21 世紀將有一個更加輝煌的發(fā)展，李政道教 授認為：“目前的情況與 20 世紀初很相似，同樣面臨兩個疑問：其一，目前的物 理理論都是對稱的， 而實驗卻發(fā)現(xiàn)了不少對稱的破缺； 其二， 有一半基本粒子是 至今一點都獨立不出來的 ”只有我們中學物理教師積極參與物理教育科學研究， 追蹤物理學的現(xiàn)代前沿領域， 努力提高自身的學術水平， 才能對現(xiàn)代物理學知識 理解得越深刻，才有可能深入淺