在原子物理教学中培养学生创新能力的探索.docx

在原子物理教学中培养学生创新能力的探索在原子物理教学中培养学生创新能力的探索 在知识经济越论文联盟来越占据主导地位的今天，培养学生的创新精神和实践能力，已经成为教师义不容辞的责任。物理学作为培养学生智力的重要载体，对培养学生的创新发展能力有着关键的价值和意义。下面结合原子物理教学实践，对如何培养和发展学生能力进行简要的分析。 一、挖掘学科内涵，激发学生的学习动力 教学过程中学生占有绝对的主体地位和作用。原子物理学是研究原子、分子等微观物体的运动规律和相互作用等问题的一门物理学分支，从其产生背景、研究方向、研究对象等方面相比物理学其他基础学科，都是比较特殊的，教师应该在本门课程教学之初就把这些特殊之处向学生加以重点阐述，可以起到激发学生学习兴趣的作用。 1.追根溯源，通过原子物理学的发展历史，调动学生的学习热情。两千多年前原子被发现，其概念的产生是用以表示化学变化中最小的单元。在20世纪初，原子物理学成为一门新兴学科。随着近代物理学的发展，原子物理学到20世纪二三十年代以后逐步系统、完善起来。其中诸多的内容像微波波谱理论、量子力学理论等还是20世纪四十年代左右才建立的，有些内容甚至是20世纪后叶科学研究的成果。它有着不同于其他学科新颖、丰富、与众不同的内容。在教学过程中，要着力使学生明确这一特点，不但能够调动他们的学习热情，增强其对微观领域探索的欲望，更能促使他们较好地发挥学习的主动性。 2.深入其中，通过原子物理学如今的发展范畴，调动学生的学习热情。原子物理从发展过程上来划分，应属于近代物理学的范畴。不过，因为其规律和基本公式是在大量物理实验的基础上并根据经典物理理论推导出来的，因此它又与普通物理有着合集的内容。由此，原子物理客观上成了联系经典物理与近代物理的一门中间学科，可形象地比喻为沟通近代物理与经典物理间的纽带。因原子物理处在过渡地位，决定了其理论体系结构没有模式固定的理论和研究方法。清晰准确地向学生传达这一信息，一方面可使他们从思想上加以重视，另一方面能减少其学习上的盲目性，为以后的深入学习打下坚实的基础，同时还能更好地调动学生学习的积极性。 3.远景展望，通过原子物理学发展的未来，调动学生的学习热情。由于历史上的原因，经典的原子理论自现代量子力学出现以后被不客观地否定了，也由于经典的原子理论自玻尔以后再也没有一个创造性的思想和研究出现过，使那些深藏于复杂事物背后的简单真实没有被客观地揭示出来。因此在这一领域，经典的电磁理论和牛顿力学，无法以它客观上的准确和严谨的表达方式向人们展示它的作用。在授课过程中，我们要有意识地教育学生，既尊重历史也尊重权威，但这不等同于排斥权威以外的正确思想，否则科学发展也就失去了它的创造性和生命力。 二、调整教学内容，提高学生的学习能力 教学内容是实现教育目标的本源，而它主要又表现在教材上。通过教师的充分理解和深刻把握，将教材内容现代化是提高学生能力的有效方式。我们目前原子物理学教材的种类和版本相对较少，特别是能适应我们普通学校特点和实验条件的更是少之又少。由此，我们应该在使用通用教材时，依据学校现有条件、教学目的等情况，适当地以部分教材内容加以调整以提高学生学习的针对性。 1.对教学内容适当删减。如正确把握玻尔理论的讲解。玻尔理论一度成为原子物理学的核心部分，但在教学过程中笔者发现，如果过多地强调这一理论，则可能会使本来较为直观反映近代物理学理论体系和最新科学成果的原子物理课苑囿于玻尔理论范畴。另外随着近代科学的不断进步，玻尔理论中的一些结论和观点已不能完全解释原子体系中一些较为复杂的现象，特别是随着新的量子理论的出现，它取代了玻尔理论，能够更为科学地描述微观客体运动规律，因此，对属于玻尔理论部分的内容，理应进行适当的删繁就简。同时，也应看到玻尔理论在定性处理一些相对复杂的问题时，它具有直观形象和物理图像比较清晰的特点，而量子力学又不可能取而代之，所以，对这一部分内容的压缩又要适可而止。 2.对教材内容适当扩充。在对玻尔理论等内容进行精简、压缩的同时，我们要注意在不超出教学大纲规定的范围内，对粒子物理、原子核物理，甚至量子色动力学等部分内容进行相应地扩充。（1）适当充实核物理部分内容，如原子核的结构和变化规律及放射衰变理论等问题。（2）当今对原子物理教材结构的要求是以量子力学观点贯穿于对原子结构、性质等问题的研究，所以，对属于基本观点方面的内容，应进行必要的补充，如量子力学的几个基本假设等问题，使学生能从更好的角度来理解问题。 3.结合典型问题，适当介绍物理学史内容。从物理学的发展史上可以看出，任何一个物理学概念的提出，都是人们从纷繁复杂的表象中，找到事物的主要矛盾，经过反复分析、不断实验才可能取得的。因此，我们在教学过程中，要有目的地使学生了解一些原子物理学史的内容。通过帮助学生了解原子物理学的发展史，从而了解物理概念，学到科学方法，扩大知识面。 三、发挥教师引导作用，培养学生的创新能力 在教学活动中，能否使学生的创新能力得到较大的发展是衡量教学效果的重要指标。学生创新能力的提高与发展，固然与学生个人素质、思维习惯及其他方方面面的因素有关，但教师在其中的引导作用同样也是不可或缺的。原子物理教学活动由于条件所限主要是在课堂上进行，所以如何在课堂教学中加强对学生创新能力的培养就更显得尤为重要。 1.详略得当与意犹未尽。在课堂教学中，我们应正确处理教师讲授与学生自学的关系，教师讲授应以促进学生自学为目的，以学生自学为基础，发挥学生在学习中的主动性、积极性和创造性。因而，必须处理好详讲与略讲的关系。针对授课内容，要详略得当。（1）详讲就是重点细致讲授，是指以教材系统为依据的，对在重点问题上的深入和扩展以及难点问题上的突破等要讲深、讲透。如对玻尔理论这部分的内容，可以将玻尔当时提出这一理论的基本思想、重要结论及量子化概念的引入等几个问题，进行归纳讲解，而不一定按教材顺序授课，同时要注意以不断提出的新问题来引导学生课后去思索，使学生处于意犹未尽的学习境界。（2）略讲是指对学生经过思考可以自己理解的内容要讲得简明扼要，使学生能够掌握问题的广度和深度，在理论认识方面有提高，在实践操作方面有收获。在教学中，应当根据教学的具体内容，采取详讲与略讲相结合的方法。如在讲完玻尔理论后，让学生思考对于非氢原子，玻尔理论是否还适合？通过类似的方法促进学生自学，提高他们举一反三的能力。 2.在教学中培养学生的科研创新能力。大学生的科研能力是能力培养的最高目标。在教学过程中应尽可能地将教学与科研活动有机结合起来，调动学生科研的热情和积极性，掌握一定的科研方式方法，为今后的科学研究打下方法论的基础。如由于原子物理教学中，一些问题能够通过数值估算加以解决，所以教师可充分利用这一特点对学生进行科学方法的训练。像对双原子分子的电子态能级差、振动能级差和转动能级差等复杂问题可通过数量级的估算来说明，这种做法能够使学生学会几种数值估算的技巧，为