時間:2022-08-10 07:48:03
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物理學專業論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
作為物理學專業學生重要學習環節的畢業論文寫作,是一種重要的專業實踐教學形式,是全面發展學生信息素養的一個有效途徑。教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會制訂的《高等學校物理學本科指導性專業規范》指出:“論文內容可以是理論研究、實驗研究、文獻綜述、調研報告或應用開發。論文應具有完整性和一定的系統性,對所研究的問題應有比較充分的調研,分析具體,結論可靠。提交的論文應符合通常科技論文的規范和要求,內容基本正確。對論文的評價重點是學生的學風、對知識的綜合掌握、應用能力、分析能力和解決問題的能力”。[6]因此,結合物理學專業特點制訂畢業論文寫作的信息素養教育目標就顯得非常重要。因為科學合理的信息素養教育目標,能夠促使學生主動將信息素養能力納入自身能力建設中,使學生的信息素養能力隨著專業知識的增長而得到不斷的強化,并最終成為保障其終身學習的一種能力。[7]對于物理學專業學生而言,基于畢業論文寫作的信息素養教育的總目標是在發展學生物理學專業素養的同時,促進信息素養的發展,使學生成為終身學習者。具體的信息素養教育目標:一是使學生掌握信息檢索策略,學會運用專業數據庫,具備檢索物理學專業信息的良好能力;二是使學生學會批判性的運用所獲得的信息,并選擇有益信息融入自己的知識結構和價值體系,會在所獲取信息的基礎上進行初步的學術創新;三是在論文寫作過程中遵循學術規范、學術道德和信息道德;四是在答辯過程中能夠有效的傳遞、交流信息。
二、基于畢業論文寫作的信息素養教育策略
畢業論文寫作中的信息素養教育是基于物理學專業情境的學習過程。這種滲透式的專業信息素養教育可以使學生鞏固所學物理學專業知識,擴大知識面,發展學術素養,全面提升信息素養。
1.通過論文選題培養學生的信息檢索能力物理學專業學生的畢業論文選題可以是教師科研項目的組成部分,也可以在教師指導下自由選題。例如,與教師科研項目相關的畢業論文題目:一維三原子鏈的晶格振動分析,一維線性諧振子薛定諤方程的數值計算,相互作用帶電粒子運動軌跡的數值模擬與分析,航天器變軌過程分析,光學渦旋的產生及衍射特性,數字全息顯微技術研究,光學實驗中的圖像處理與應用,等等。學生參與教師的科研項目,可以增加科研實踐機會,拓展物理學專業知識視野。學生在導師的指導下自主選題時,要綜合考慮自己的知識掌握情況和專業能力,并根據自己的專業興趣選定論文題目。學生可以從科學研究中尚未解決的難點問題,以及公眾關心的熱點問題中自主選題,也可以在他人研究成果的基礎上進行選題。無論如何選題,都是以大量信息為基礎的,充分利用信息,善于捕捉為己所用的信息,了解課題的學術意義、學術創新和國內外最新進展,就會大大拓寬研究思路。[8]在論文選題過程中,課題檢索是一個必不可少的環節。通過課題檢索,有助于學生掌握各種物理學專業數據庫的檢索途徑、方法和技巧,如學會熟練運用中國知網、超星數字圖書館、萬方數據庫、維普等中文數據庫的使用方法,了解SCI、EI、ISTP、EBSCO、IOPP、ScienceDirect、SpringerLink、IEEEXplore等外文數據庫的使用方法。這樣可以督促學生自覺主動地利用圖書館的各類館藏文獻資源進行自主探究學習,使學生學會課題檢索,掌握文獻檢索知識,豐富信息知識,鞏固所學物理學專業知識,使學生的專業信息能力得到發展。
2.通過文獻綜述培養學生的信息能力在確定好論文題目之后,學生需要進一步進行文獻的檢索和整理,并在此基礎上進行文獻綜述。文獻綜述是指在全面掌握、分析與課題相關文獻的基礎上,對該課題在一定時期內的已有研究成果進行分析、歸納、整理和評述而形成的論文。文獻綜述一般要對研究現狀進行客觀的敘述和評論,以便預測發展、研究的趨勢或尋求新的研究突破點。[9]在文獻檢索過程中,教師要指點學生注意文獻資料的新穎性、價值性和真實性,引導學生科學合理的篩選、評價所獲取的信息資源,提取有價值的信息內容,并將收集到的文獻資源進行分類,將其融入到自己的知識體系中。在此基礎上,應充分利用所獲取的信息,完成文獻綜述。當然,本科生的文獻綜述只要能夠對已有研究成果進行較為全面的分析和述評即可。文獻綜述的作用體現在多個方面:第一,充分了解課題的全面情況,把握課題的發展規律,熟悉已取得的成果和存在的問題,以及從事該課題工作的主要學者的成就和水平;[10]第二,可以培養學生熟練運用信息檢索工具的能力以及根據主題收集信息、整理信息的能力;第三,文獻綜述對參考文獻的要求可以幫助學生掌握學士學位論文的規范要求;第四,文獻綜述可以有效減少學生的抄襲現象,便于對學生進行信息倫理道德教育。
3.通過畢業論文寫作全面提升學生的信息素養畢業論文的寫作不僅需要學生掌握系統的物理學專業知識,還需要學生具備復合型的知識結構、良好的邏輯思維能力和扎實的文字功底。在論文寫作過程中,學生要充分利用所占有的各類信息資源,運用各種創造性思維,在綜合歸納材料、分析實驗數據的基礎上形成自己的見解。教師要指導學生掌握論文寫作的各個細節,如要讓學生掌握科技論文的結構:一是論文前置部分,包括封面、題名、中英文摘要、目錄;二是主體部分,包括引言、材料和方法、結果與分析、討論、結論、致謝、參考文獻;三是附錄;四是致謝。在開始論文寫作前,要列出論文的寫作提綱。寫作提綱要提綱挈領、主次分明、組織合理。在寫論文的主體部分時,要注意結構嚴謹、層次清楚、文字通順、銜接自然、用語符合技術規范,圖表清楚,格式規范。論文中的論據應該真實可靠;論證要合情合理;論述要具有科學性、專業性、創新性;結論與全文觀點要保持高度的一致性。
4.通過論文答辯評價學生的物理學專業信息素養能力論文答辯是畢業生在規定時間內展示自己畢業論文的研究內容、研究方法和主要結論,由答辯委員會就論文進行點評,指出優缺點及修改意見的過程。論文答辯是學生展示、交流畢業論文成果及學業成就,檢驗學生信息能力的重要環節。通過論文答辯可以全方位檢驗學生對所寫論文的認知程度,對物理學專業知識的掌握程度及運用能力,運用論文觀點回答問題的應變能力,以及對文中創新點的解釋能力。
三、結論
信息素養教育與專業課程學習的有機整合是發展大學生信息素養的最佳途徑。物理學專業學生的畢業論文寫作,是基于物理學專業情境的學習過程,是專業素養教育與信息素養教育的有機整合。通過畢業論文寫作,可以豐富大學生的信息知識,拓展信息視野,鍛煉信息能力,培養信息道德。因此,畢業論文寫作既是一種重要的專業實踐教學形式,也是全面發展學生物理學專業素養和信息素養的一個有效途徑。在畢業論文寫作過程中,教師可以把信息檢索、信息獲取、信息評價、信息創新、信息交流、信息倫理等內容滲透到論文寫作的各個環節,如文獻查閱、開題報告、中期檢查、文獻綜述、論文提綱與結構、論證方法、實驗研究、數據處理、圖表處理、論文撰寫與排版、文獻引用等。與此同時,指導教師自己也應在教學過程中不斷學習,更新自身的知識結構和思維方法,不斷優化教學,探索出適合信息素養教育的教學方法;教師自身也要采取有效措施提升信息能力,發展信息素養,在教學過程中與學生共享各類信息,充分實現師生的有效互動。[11]
作者:劉婷婷孫海濱李峰單位:泰山學院物理與電子工程學院泰山學院物理與電子工程學院
數學文化是人類文化中最深刻的部分,它是源于實際、指導實際的一種思維創造。近年來,出現了在經濟與產業中大顯身手的所謂“現代數學技術”,如天文數學,就是將數學計算應用于航空航天的。在現代科學技術眾多的學科前沿領域,要達到較高的境界就必須有扎實的數理基礎。因此,對于那些在數學、物理學科有一定的興趣和專長,希望成為基礎學科領域或者應用學科從事科學研究工作的同學來說,數理基礎科學專業是一個不錯的選擇。
專業選擇前提:好數理≠數理好
數理基礎科學專業強調打好數學和物理學的基礎的同時,培養學生對數學的高度抽象思維能力,同時具有現代物理學的形象思維和實驗技能,要求學生具備較扎實的數學和物理學的專業知識。數理基礎科學班的學習,是具有一定的挑戰性的,如果對數學物理沒有特別的興趣,要堅持下來可能會有困難。好數理和數理好不是一回事,不能畫等號。數理基礎科學專業不是一個中小學意義上的快班、尖子班。經常有一些家長覺得自己的孩子分數不錯,如果這個分數能上數理基礎科學班,最后卻不上的話,會覺得有點虧。其實,應該首先問孩子喜不喜歡數學、物理,如果不喜歡,你讓他走了這條路,結果痛苦的是他,會影響他的發展,所以喜歡還是很重要的。
課程安排:金字塔式教學體系
俗話說,要成為一個物理學家必先是一名數學家。現在的高新技術,無論是激光還是計算機,實際上都是從物理一些基本的原理出發引申出來的。又比如在網上用Google很方便,什么都可以查到,這方面的基礎就是數學。所以,很多高新技術都源自于基礎科學(包括數學、物理學、化學、天文學、地理學、生物學6門基礎學科及其分支學科、邊緣學科)。數理基礎科學專業的特點是基礎,沒有基礎的實踐是空談,但如何把基礎運用于實踐是最大的考驗 。
那么,數理基礎科學的課程是怎樣安排的呢?該專業的學生前兩年有共同的課程要求,不管你將來做數學、做物理還是做應用都有一些共同要求。
但是從大二下學期開始進行專業分流,學生可根據自己的志趣與能力,選定自己的發展方向。以我所就讀的云南大學為例,數理基礎科學專業原是在物理科學技術學院學習。如果專業分流時出現人數不均等的情況,就由學院按成績決定,成績高者優先進入數學與統計學院的數學與應用數學專業;留在物理科學技術學院的,則進入物理學專業。
如果說在大二下學期專業分流時選擇物理系,在接下來的兩年中還要繼續修讀數學課,如數理方程、微積分。在專業分流中選擇數學系的學生,也要學習物理課。所以,前面的基礎是一個小平臺,后面互相之間還在修對方的課。從大三開始逐步向物理學、數學及校內其他對數理基礎要求較高的學科分流發展,安排基礎課及部分按不同主修方向有所區別的課程,學生根據自己的志趣與能力,選定自己的發展方向。第四年安排主修方向的基礎課并繼續安排科研訓練和畢業綜合論文訓練,通過畢業論文設計,強化其理論知識的運用和科研創新的能力。
數理人樂在其中
作為數理基礎科學的學生,在學習中,我覺得這個專業是應用傳統方式驗算、推理,感受偉人們推導定理、定律時的“內在美”,與使用現代儀器設備、方式方法驗證公式、結論的正確性相結合。同時還有值得一提的是,在通過幾何圖形構圖的理論知識學習過程中,領會美學的一種邏輯化表現形式。無論能力還是學習方面,給予我精神上的收獲都是很豐富的。
以前學數學,都是老師怎么說,我們就怎么做,比較深度的問題都沒有仔仔細細地思考過。而現在,就拿學習數學分析來說吧,我會對我感興趣的問題進行思考。比如在學習泰勒展示時,我會去思考為什么它可以高度代替,思考到底為什么高階倒數和相對應的相乘法就可以相等。不知不覺中,我對問題的探索精神就被培養起來了。再說說物理。過去我覺得物理只要有公式,就能解決所有問題。其實這是對物理一個很片面的理解,物理的魅力,不是一個公式,幾個字母就能詮釋的。只有當你從最簡單的公式、最基本的物理量推出一個全新的公式,得到一個素未謀面的物理量時,你才能真正領會物理學真正的魅力所在。
愛因斯坦年薪3500瑞士法郎
1915年11月,愛因斯坦提出廣義相對論引力方程的完整形式。1916年,他與格羅斯曼合作的論文《廣義相對論綱要和引力理論》正式發表,舉世皆驚。可是,在這之前呢?愛因斯坦和你并無兩樣!
1900年大學畢業之后,愛因斯坦面臨著一個大學畢業生的典型生活狀態:求職、租房、上班、交友、兼職。
畢業成績一般,留校當助教是不可能了,寄到德國和意大利的求職信也無佳音。申請博士學位也沒成,因為他遞交的論文質量平平。國家檔案館還留存了愛因斯坦1901年寫給伯爾尼州工程學院的回函,自薦為該校物理講師,未遂。運氣不好的愛因斯坦靠在蘇黎世附近的溫特圖爾和沙夫豪森做學校臨時工和家教賺錢,與女朋友一起捱窮。
給朋友Besso寄出明信片4個月后,愛因斯坦通過對哈勒的私訪和附加的面試,終于在1902年6月16日被瑞士聯邦專利局聘用為試用工(1904年9月才轉為正式三級技術員)。他贏得了年薪3500瑞士法郎(現約合人民幣24364.9元)的工作,雖然學院職位之夢未圓,但養家糊口總算不成問題了。
此時愛因斯坦搬到伯爾尼Postfach大街Kramgasse 49號三樓,40平方米的1室1廳,在這租住了兩年半。當時,整棟樓四層共用一個廁所和廚房。
從住處步行1分鐘即到伯爾尼鐘樓,步行10分鐘即到專利局辦公室。愛因斯坦每天8點上班,每周工作48小時。累嗎?愛因斯坦跟朋友說:“很好啊,還有每天自由支配的8小時和周日呢。”他業余時間研究物理,沒有專業壓力,盡情表達自己的想法。他與同學Maurice Solovine、家教對象Conrad Habicht共同組成一個物理學愛好者圈子,起名“Olympia Academy”。下班后他先跟朋友去附近喝點東西,聊研究,然后再回家,有時也聊天到深夜。此外,他還會與朋友排練室內音樂放松心情。
1905年,26歲的愛因斯坦迎來奇跡年:3月,完成《關于光的產生和轉化的一個推測性觀點》;4月,完成《分子大小的新測定法》;5月,完成《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》;6月,完成《論運動物體的電動力學》,提出狹義相對論和著名方程式E=mc2;9月,完成《物體的慣性同它所含的能量有關嗎?》。他寫出了光、熱、電3個不同領域的5篇論文,在德國《物理學年鑒》上發表。
一次,愛因斯坦得意地對密友揚言:“我是伯爾尼專利局的小公仆,卻給物理界帶來了革命。”
論文沒有幫助愛因斯坦迅速跳槽成功。德國物理學權威普朗克認為愛因斯坦的工作可與哥白尼相媲美,但愛因斯坦申請大學講師和中學教師職位的嘗試相繼失敗,他只得繼續當小公仆,并構思廣義相對論。1906年4月,他晉升為二級鑒定技術員。1908年,他總算申請到了伯爾尼大學的兼職教員,但是――1908年,他上熱量理論課,只有3個聽眾(其中兩個還是他朋友);上光學課,只有4個聽眾。1909年夏天,校方取消了他的課程,因為沒有學生來聽了。
有時候,命運轉機就在你天亮后睜開眼睛的時候,這一年,ETH的論文導師請他去蘇黎世當老師。9月他被請去薩爾茨堡演講,第一次在國際學術界亮相。10月,他任蘇黎世大學理論物理學副教授,再也沒回到伯爾尼――他寫出了32篇論文、自稱“一生中最幸福和多產”的地方。
【論文摘要】大學物理課是高校實施素質教育的一門重要課程。傳統的理工科物理必修課過于強調“理論性”、“系統性”、“邏輯性”、“應用性”,使物理學教育的育人功能不能充分發揮。因此有必要針對非理工科學生開設大學物理選修課來彌補普通物理教育的不足。本文對開設大學物理選修課的教學目標、教學內容、課程體系、教學方式和考核方式進行了分析和探索,有利于高等院校非理工科專業大學物理教學的實施。
在科學技術突飛猛進,人類已步入知識爆炸、高科技和信息時代的今天,隨著我國經濟的發展、市場的繁榮,高等教育面臨著如何適應社會主義經濟建設和社會發展的人才需求這一問題,首先是一個轉變觀念的問題。過去在教育教學過程中長期形成的一種潛意識的觀念,現在已經基本得到澄清,越來越多的人們認識到:大學本科要立足于培養復合型人才,而不是培養專家,本科教育主要是打好科學文化素質基礎,尤其是培養學生自主獲取知識和自我發展的能力。[1]
物理學是各門自然科學的基礎,其研究問題、解決問題的思想方法適用于一切科學研究。正如偉大的物理學家費曼所言:學習物理學,就是要學習怎樣由未知進到已知的科學求知方法,就是要學習如何嘗試和糾錯,就是要學習一種普遍的自由探索的創造精神。大學物理課是高校實施素質教育的一門重要課程。傳統的理工科物理必修課為了培養研究和應用型人才,是為理工科學生后續課程學習打基礎,所以很強調“理論性”、“系統性”、“邏輯性”、“應用性”,并且有統一的教學大綱和采用統一閉卷考試。受此制約,物理學教育的育人功能不能充分發揮。因此有必要針對非理工科學生開設大學物理選修課來彌補普通物理教育的不足。大學物理選修課對體現科學教育與人文教育的融合,特別對提高非理工學生的科學文化素質起著重要作用。
一、大學物理選修課教學目標
大學物理選修課程教學內容并不是理工科物理教學內容的縮減,不能把大學物理選修課程體系當作理工科物理體系的縮影。大學物理選修課的教學目標主要是力圖使學生在有限的時間內了解物理學的基本內容,即物理學研究的是什么;培養學生獨立探求知識的探索精神;提供當代大學生必不可少的現代觀念和思維方式;開拓視野,讓學生了解物理學前沿;了解現代科學技術的物理基礎;了解物理學與社會、環境、能源等方面的關系,物理對人類社會文明的進步有什么貢獻與影響;了解科學家創造性的工作特點和研究方法,獲得科學方法論的教益與啟迪。
二、教學內容和課程體系
針對這一目標,大學物理選修課的教學內容和課程體系應通過身邊的物理、生活中的物理以及工程技術中的物理直到最新科學動向(如高溫超導、納米材料、反物質世界等)導入物理基礎知識,應強調:
1、定性與半定量,對計算能力要求不高[2]
由于非理工科學生的數學基礎普遍不高,因此為了讓此類學生對表現物質世界的運動規律有明確直認識,應采取定性、半定量及適度的定量方法來闡述物理學的概念、理論和規律。注重教學內容中的語言描述,降低物理學科中的定量要求,給出清晰的和較寬闊的物理圖像、科學觀點和思維方法,并注意將研究方法、思維方法滲透其中,以使學生既學到知識又領會了方法。[1]
2、增加物理學史的講授,幫助學生正確理解物理原理和物理概念
每一個物理概念、每一條物理定律的形成都離不開當時的歷史條件,都少不了物理學家的科學思想的邏輯發展和歷史行程。回顧這些物理概念、物理定律的逐漸建立的歷史過程,可幫助學生正確理解概念的內涵,正確運用物理定律來解決實際問題。
3、從哲學角度考察物理學的思想根基
古代物理學的理論形態實質上是自然哲學,它是未分化的包羅萬象的知識體系,把自然界當做一個整體而從總的方面來認識它。從16世紀起,自然科學開始從哲學中分化出來,物理學開始了它的近展時期。作為科學的世界觀和方法論,辯證唯物主義哲學在物理學研究過程中發揮著重要的作用。辨證唯物論認為,世界上一切客觀的東西都是永恒的運動和變化的,它從不把自身的理論當做一部不變結論的匯集,而看做是同樣必然地要不斷發展變化的斗爭。這樣的思想貫穿在物理學里,如:物理規律是普適的、場是運動變化著的、物質具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理學方法論
在物理學的發展過程中,無數物理學家對物質世界的物理現象和事實進行科學實驗和科學思維,在建立物理概念、揭示物理規律的同時,逐漸形成了一整套研究物理學的科學思想和科學方法,從而產生了物理學方法論的科學。物理學的方法論是介于哲學原理和物理學理論之間,對物理學探索和物理學理論的建立和發展起指導作用的普適原理。課程中應向學生介紹研究物理學的行之有效的科學方法,如觀察和實驗、科學的抽象、理想實驗的方法、類比的方法、假說和模型的方法、歸納和演繹相結合的方法、數學公理化的方法等等,培養學生多維化、系統化和信息化的科學思維方式。
5、內容廣而新
覆蓋面要廣,除了介紹物理現象、物理規律的產生、發展、應用,更要闡明物理規律之間的相互聯系、物理學與其它學科的交叉發展和物理規律在生產實踐、生活實際和科技革命中所起的重要作用。當今世界科學技術迅猛發展,信息量擴大,知識更新速度快。物理學在近生了重大革命,出現了許多新的技術科學,并在實踐中獲得了重要應用。因此課程要充分體現近代物理學的內容以及當今某些物理前沿內容及其重大應用,以便學生對最新的物理學理論、應用及科技發展動態有一個全面的了解,這對學生的知識、能力、素質的培養來說,是十分必要的。三、教學方式與考核方式
1、教學方式
大學物理選修課不是進行系統的物理學理論知識學習與研究,而是從欣賞的角度,以科普的形式,力求輕松、有趣,側重身邊物理、生活中的物理及趣味物理,以消除學生的恐懼心理,這樣學生漸入狀態,學習的興趣和主動性會被激發和調動起來。在教學安排上,可以不強求系統性,不嚴格遵循物理學發展的順序,而是根據一些起源于物理學、現在已滲透到各學科甚至人文學科的概念、方法和技術開設若干專題講座,如航天技術、能源技術、信息技術、材料科學、物理學在醫學中的應用、地球系統、環境科學等。[3]
大學物理選修課的主要對象是非理工科學生,不需要講授繁瑣的理論推導過程,故傳統的“邊板書、邊講授”的方法不適用,而應盡量多地采用多媒體教學手段[4]。教師要花費大量時間學習和閱讀文獻,收集和制作課件、圖片、flas、音像影視資料,做到音像圖文并茂、生動直觀、引人入勝地傳遞教學信息,以便取得較好的教學效果。
2、考核方式
與強調“理論性”、“系統性”、“邏輯性”的理工科物理不同,大學物理選修課可以不采用解題、統一閉卷考試的方式來考核學生的學習情況,而可以采取多元化的考核方式:讓學生查找文獻撰寫專題論文;撰寫讀書報告、課程心得體會;由學生獨立完成演示實驗或自我設計探索性實驗;甚至分組研討某些物理問題或口試答辯等等[5]。
物理學是研究自然界最普遍規律的科學和最成熟的自然科學。當今世界科學技術以前所未有的速度發展,不同學科、不同專業領域相互交叉、相互滲透和相互融合的趨勢更加明顯。這要求課程結構要趨向綜合化,文理要相互滲透。開設大學物理選修課可以彌補普通理工科物理教育的不足,對非理工科學生融合自然科學與人文科學的知識結構具有啟迪思維、萌生感悟、提供思想方法、樹立創新精神和提高科學文化素質的促進作用。
【參考文獻】
[1]徐婕,詹士昌,楊建宋.加強文科專業學生的科學素質教育[J].浙江工業大學學報(社會科學版),2005,4(2):180-184.
[2]周雨青.東南大學文科物理教學改革的反思[J].高等工程教育研究,2000(2):89-92.
[3]何曉燕,陳小鳳,李俠.大學文科學生物理通識教育問題探析[J].成都理工大學學報(社會科學版),2006,14(4):95-97.
(一)階段性總結
大學物理實驗中階段性論文撰寫正是一種階段性總結,它可以將那些很多在大學物理實驗中已經復現在課堂上的所學物理理論知識的原理與結果再一次進行總結和歸納,從而實現自我分析和思考的目的,這是一種深度的分析問題和解決問題的方法。通過大學物理實驗,很多物理知識得到了最為直觀的展示和呈現,增加了學生的實際動手能力;而進行及時的階段總結式的論文撰寫可以使得學生將實驗中的種種物理實驗現象進行紀錄和分析,加深其對有關物理知識的理解,給出一個相對來說是客觀和真實的總結。
(二)階段成果固定
大學物理實驗中階段性論文撰寫可以使得其階段性成果得到鞏固。大學物理實驗不應該只是按知識分類簡單串聯起來構成的一系列的實驗,而是一個有著確定的培養目標和培養計劃的能力培養過程,在此過程中,學生通過參與物理實驗來感知物理知識的應用并親身操作和體驗,此后,學生需要將自己在實驗中遇到的問題和得到解決的問題都得以記錄和反思。這就是一個階段成果固定的過程。在此階段,學生可以將物理知識在實踐中的反映以論文的形式總結并鞏固,有利于培養學生的科學思維能力和創新能力,從而為學生今后的個性發展創造條件。
(三)階段性修正
大學物理實驗中階段性論文撰寫也是一種階段性修正。在物理實驗中,為了實驗結果的客觀和準確,往往會盡可能地排除外界的許多干擾或是影響因素,突出其中的主要因素,其目的是使得物理知識的獲取既要源于實踐又要高于實踐,可以說,它是一種發現物理學理論而又檢驗物理學理論的標準且具有唯一性。然而,在物理實驗中,學生會發現自身在學習中的一些問題,即是對于物理知識本身的理解或是對于實驗中各種結果的分析等,這些都可以在大學物理實驗中階段性論文撰寫中得到修正。
二、大學物理實驗中階段性論文撰寫形式
大學物理實驗中階段性論文撰寫形式因其研究內容、研究方法等不同而有所不同,下面就其中的方法性論文、反思性論文以及結論性論文進行介紹,希望對于大學物理實驗中階段性論文撰寫有所幫助。
(一)方法性論文
大學物理實驗中的階段性論文可以是以方法性論文的形式進行撰寫。大學物理實驗的目的就是希望通過控制實驗研究對象來發現與確認客觀事物間的因果聯系的一種科研方法,因此,在此過程中必須通過某些方法來加以實驗和研究,從而撰寫出最后的階段性論文。通過方法性論文,可以將大學物理實驗中的觀察和調查應用其中,以干預研究對象的前提下去重新認識和檢驗對于研究對象所形成的理論知識。由于物理實驗會在實際操縱中受到實驗條件等限制,或是人為地改變研究對象的存在方式、變化過程等,都會使得實驗結果產生差異性,所以,一定要使得物理實驗符合科學認識的需要,這就需要科學的方法觀和方法論,將論文撰寫之前的基礎———科學實驗按照要求和研究需要來操作和實踐,借助各種可行性的方法技術來減少或消除各種可能影響科學性的無關因素的干擾,展開實驗和對比,從而完成最后的論文撰寫。
(二)反思性論文
大學物理實驗中的階段性論文可以是以反思性論文的形式進行撰寫的。如前所述,由于物理實驗會在實際操縱中受到實驗條件等限制,或是人為地改變研究對象的存在方式、變化過程等,都會使得實驗結果產生差異性,這就需要在論文撰寫中得到體現,從而有了反思性。在大學物理實驗課中,學生可以將物理理論知識得以驗證和檢驗,使得很多平時難于理解或是不好理解的物理理論知識直觀化和形象化,可以說,物理實驗是物理學的基礎,許多理論就是多次實驗而得出的結論。因此,在我們進行大學物理實驗操作之后,必須要進行反思和深度思考,并將其展現在論文撰寫之中,從而達到物理理論與實驗實踐相結合,在撰寫中體現反思,凸顯出實驗者的主動性和分析問題、解決問題的能力。在進行物理實驗誤差分析時,論文中需要將其中的各種條件所限進行反思,例如,“為何每一次的測量值與真值間會存在一定的差異?”學生在論文撰寫中就會提出諸如此類的問題,并在之后的論文撰寫過程中進行諸如實驗方案、測量技術以及實驗條件等方面進行不斷的反思和探索。
(三)結論性論文
大學物理實驗中的階段性論文可以是以結論性論文的形式進行撰寫。大學物理實驗通過總結性的方法對于物理實踐活動中的具體情況進行歸納與分析,使之系統化、理論化,從而上升為更深層次的理解并將其撰寫為結論性論文。需要做到:第一,通過物理實驗的操作和分析可以進行探討性研究,然后進行討論內容的最后歸納、總結,從而形成新的發現或是新的認識或是新的觀點;第二,結論性論文中的對于研究對象的本質和規律性的知識和理論可以進行具有科學性和高度性的總結和概括;第三,總結性論文中還需要指出本研究的理論意義和今后的應用意義;第四,在總結性的論文中還需要指出今后的研究方向和可以深化的課題等。總之,結論性論文是以“討論”為前提的,是對包括在整個討論中所有研究內容的總結,具有確定性和概括性,給出最終的結論。
三、大學物理實驗中階段性論文撰寫內驅引領作用
大學物理實驗中階段性論文撰寫內驅引領作用是指在論文的撰寫過程中,會起到發現性引領、啟發性引領和階段成果驅動性引領作用。對大學生來說,論文是一個階段的學結,也是學習成果的重要體現,也是同行進行學術交流的媒介。這種內驅動性引領,可以推動學生的專業知識、技術技能應用能力和實踐創新能力快速的成長。具體到大學物理實驗中階段性論文的撰寫來說,它可以起到幫助大學生將物理理論知識進行內省化,從而實現其內驅引領作用。
(一)發現性引領
大學物理實驗中階段性論文撰寫具有發現性引領作用,這是指在論文的撰寫過程中通過對于大學物理理論以及知識在實驗中的重現和檢驗,對于這種物理知識和理論由客觀事物到人的主觀認識的“意化”并到最后的書面表達的“物化”。在這個過程中,一些新的發現或是新的認識或是新的觀點會隨之出現,這就是發現性引領作用的體現。在大學物理實驗中,通常某一物理現象被作為基本的探究內容并最終以撰寫論文的形式進行完善,使得學生在此過程中可以充分自由表達、質疑、探究和討論,完成對于新發現或是新認識或是新觀點的發現,從而最終使得學生得到了分析和處理問題的能力,實現了學生的學習方式由被動接受式學習向主動探究性學習的根本轉變。可以說,當物理實驗中有新的發現、出現新的結果時,學生在撰寫論文時就會得到新的靈感和動力,以此來促進其對自然規律的探索向廣深推進。
(二)啟發性引領
大學物理實驗中階段性論文撰寫具有啟發性引領作用,這是指在論文的撰寫過程中通過實驗性的操作,很多物理理論和知識會重新給予論文撰寫者一些具有啟發性的認識,啟發他們進行研究和探討。可以培養學生的邏輯思維能力和科學的世界觀,這是科學實驗能力的基礎和最終目標。大學物理實驗中階段性論文可以不斷地促進學生對于以往所學的物理知識和理論進行嶄新的認識和思考,學生在撰寫論文的過程中得到不斷的啟發并進行探究,從而實現其啟發性引領作用。
(三)階段成果驅動性引領
大學物理實驗中階段性論文撰寫具有階段性成果驅動性質的引領作用。通過每一次的物理實驗,物理知識可以在有效的實踐內得到檢驗和鞏固,并使得其中的那些較為抽象或是晦澀的內容給以具體化和形象化,使得學生在此階段的學習中盡快形成自己的學習觀點并取得一些成果性收獲。大學物理實驗中的階段性論文可以有助于學生在接受物理理論和知識的基礎上進行物理科學的研究工作,從而促進其物理學知識面和知識結構的擴充和增加,從而在某一階段中形成具有成果性的研究論文,并將其中的物理學具有嶄新的某些思想方法和研究成就得到體現和歸納總結。
四、結語
一般而言,當前的學科類別通常被分社科和理工科兩個大類(當然細分起來可以有二十余種),那么這兩類專業的科研分別有什么特點?且分而述之。
人文社科專業的研究工作容易出成果?
人文社科類專業涉及很廣,在此只根據一般看法,籠統地把文、史、哲、法、經濟、管理、教育等門類列進來。雖然具體到個別專業和課題來看,它們之間在研究內容和研究方法也區別不小,但作為一個常見觀念中的大類,分析這些專業之間的共性也是很有意義的。本科生通常對人文社科類研究存在諸多誤解,在此也可略作說明。
通常認為,人文社科類研究因為無需專門的儀器設備,也不需要相對固定的實驗程式和研究方法,而是以資料文獻為對象,以思維方法和思考推理為主導,主觀性強、相對性比較大。且不論這種看法是否反映了真實情況(實際上對許多專業,比如歷史學、教育學、心理學、管理學、社會學等專業下的許多二級學科來說,由于條件、對象和研究方法的不同,雖并不一定完全依賴于實驗,但同樣需要專門的設備,有著成熟的研究方法),但在許多人的固有觀念里,這類專業的研究就是“輕松看書”“冥思苦想”;好一點就皓首窮經,當“老夫子”,偷懶的話就“拍腦門”,更為劣等的,就直接做了“文抄公”。另一種普遍的看法以為,人文社科類的研究找到新想法、新材料要簡單得多,得出新結論也容易得多。在“一千個人就有一千個哈姆雷特”、客觀評價標準在某些人文社科專業相對難以執行的實際情況下,這種主觀性比較強的研究工作“更容易出成果”。不可否認的是,當前學術界的某些浮躁氣氛所帶來的負面形象,更容易反映在某些與大眾直接關聯的人文社科類專業上,在一定程度上又強化了上述看法。
但是,在此應該指出的是,這些遠不是人文社科專業的實際情況。除了藝術、文學等領域中幾個專業(不是全部)相對而言創造性大、主觀性意識較強之外,大多數人文社科領域的專業研究,同樣有著很強的客觀性。
舉例來說,通常認為“文史不分家”(有時還包括哲學,統稱“文史哲”)中的歷史學專業,就很難談得上有多少“創造性”。許多人都以為史學或者許多人文社科專業都只是“一家之言”,沒有多少可信度,但真正的史學研究其實都是建立在大量的文獻資料和實地考察的基礎上的。比如前段時間很惹人注目的高陵是否是曹操墓的問題,就是在史料記載、文獻和考古發掘的基礎上做結論的。先生說“有一分證據說一分話,有九分證據不說十分話”,就是這個意思。
歷史學如此,其他專業也同樣如此。就筆者所親身參與過的,學心理學、社會學的同學經常要編制訪問提綱和調查問卷,對不同的人群進行調查采樣,然后進行統計分析;學法學的同學經常要閱讀大量案例、研究法條;經濟學、管理學等專業的同學,同樣也要針對不同的研究對象和單位,采集數據進行分析和研究。舉例來說,如果我們來做一個“幸福指數”調查,假如采訪1000人,我們可以從1000份調查問卷中得出比較準確的平均值,還能簡要地對不同的人群的態度進行分析。但如果只采訪了10個人,那就難以稱之為研究了。樣本數越多,數據的客觀程度就越高,可信度就越大,這一點是研究工作的通用準則,無論是人文社科還是理工科。
誠然,在人文社科領域,課題范圍有大有小,在課題價值的判斷上主觀性的成分比較大;在研究工作中,專業和課題工作的數據采集有難有易,分析和總結也因人而異,因此想要蒙混過關有時可能容易那么一點點。但是想要做出比較好的成果,在高水平的學術期刊上,在任何情況下都不是件輕松的事情。
人文社科專業中導師不重要?
有一種比較常見的誤解是,由于人文社科類專業通常無需專門的實驗室和實驗設備,大多數研究靠文獻、靠調查,而當前發達的網絡和電子數據庫,為研究工作提供了很大的便利,而且有時學生一多,導師根本管不過來。因而有些人會認為,導師的角色被弱化,而自己做研究才是最重要的。現今某些導師的招生數量確實過于泛濫,學生數量多,導師指導的質量自然會下降,而幾年研究生讀下來,學生甚至沒和導師見過幾次的新聞也不時見諸報端。而且,許多導師忙著在外申請項目,自己很少參與課題研究,許多實際工作都交給研究生來做,會造成學生認為自己才是從事研究的主體的印象,從而淡化導師的地位。
毫無疑問,這些問題都是客觀存在的,但是作為一個初入專業研究門檻的研究生,這種“單干”的想法并不足取。
在研究的選題階段,通常情況下,導師在專業視野和學術研究方面的積累是學生難以短期養成的,因而在課題選擇方面,學生不一定能很快找到一個合適的研究方向。課題過大,學生難以把握,在規定時間內無法完成論文的話,就只好延期畢業;課題過小,工作量不足,也很難過論文審核那一關。其次,網絡的發達、電子數據庫的使用,大大拓寬了研究者的文獻占有率和使用率,但如何從這浩如煙海的文獻中找到自己想要的那一部分?更不用說還有那么多的紙質文本和資料了。這時導師的一兩句提示就非常重要。第三,研究怎么開展?舉個例子,像前面提到的心理學、經濟學、法學以及新聞傳媒等專業的研究,與社會和大眾的接觸是非常多的,但是這些研究所需的材料,通常需要通過一定的渠道才能獲取,那么如何與特定的對象聯系、建立你所需要的渠道、收集你研究所需要的資料呢?此時借助導師已有的人脈就非常重要了。最后在學術論文的寫作方面,對大多數研究生來說,從“寫作文”過渡到“寫論文”,往往不是那么容易的。讓初入門檻的學生在學術文章寫作的全局和細節上都能有良好的把握,實屬為難。在這一點上,導師的批改和指導就非常重要了。
基于這些方面,我們甚至可以說,正是由于沒有太多設備要求,沒有儀器數據的程序可信性和客觀指示作用,學生在課題研究方面的自由度更大,也更難把握。其結果是,對人文社科專業的研究生來說,導師的作用反而更顯重要。
人文社科專業的科研待遇差?
與大多數理工科專業相比,人文社科專業的科研經費相對較少。現今一個省級的社科基金項目,其資助金額大約在2~5萬元之間,而作為國家級水平的人文社科類項目,一個資助額度超過5萬元/年的國家社科基金項目就算是不錯的。相比之下,現在一個國家自然科學基金面上項目的資助額度就高達80萬元。其中一個重要原因是因為理工科專業的研究在儀器設備、實驗消耗、工程實踐等方面要支出大量經費,且通常要花費更多的人力。
但是,人文社科類的課題研究經費較少不等于從事這些專業的研究人員待遇不佳。如前所述,像經濟、管理、法學等社會化程度較深的專業,由于和社會、市場聯系較為緊密,其研究項目和經費來源可以通過與企業或者單位合作來獲得。而現今社科類專業的課題基金有很多層次,某些比較冷門或者社會化程度不高的專業通常更多地通過這個途徑來獲得研究經費。
理工科生木訥?
和上述人文社科類專業一樣,本文中所提到的理工類專業也沿用一般看法,把各類理學(如數學、物理、化學、生物學、自然地理學等等)、工學(土木、機械、交通、電氣、水利等)、農學、林學、醫學包含在內,這些學科的共同特征是以數理科學為基礎,以實驗和工程實踐為基本研究方法。
提到從事理工科專業的人,人們的固有印象就是聰明、有很強的專業技能,但不怎么擅長人際交往,天天悶在堆滿了搞不清功能的高精尖設備的實驗室里,鼓搗著絕大多數人根本搞不懂的“高深理論”。90后作家蔣方舟直接評價以理工科出名的清華男“木訥”“不解風情”。此言雖然被眾多言辭犀利的理工男一致吐槽,但多少也反映了大眾的印象。
那么理工科研究都是怎么做的呢?最簡單的答案是,做實驗。說現代的自然科學建立在實驗的基礎上,是毫不為過的。這是自伽利略、波意耳等大科學家建立近代科學體系以來,自然科學和技術迅猛發展的最重要因素(另一個因素是數理體系的深入運用)。實驗幾乎成了理工科的代名詞。最近幾年很火爆的美劇《生活大爆炸》,里面4個物理學宅男的主要活動場所,除了各自的居所之外,幾乎都在實驗室。實驗室已經和醫生的白大褂一樣,成了理工科研究者一種身份標志了。
理工科的研究,簡言之,就是綜合已有的資料,提出問題、設計實驗、加以驗證,最后得出結論。寥寥幾個字當然很難反映出實驗的艱難程度。舉個例子,通常情況下,為了驗證實驗數據是否可靠、是不是偶然現象,就得反復進行多次。如果重復性好,才能算作有效數據,否則就得放棄。比如在分子生物學研究中,要研究一個特定基因的功能的話,假如得出一組數據的實驗周期需要半年,那么獲得3次數據就需要一年半。
理工科研究就是做實驗嗎?
答案當然是否。比如上面所說的《生活大爆炸》,里面最出風頭的謝爾頓,就不是實驗物理學家,而是一個理論物理學家。從他嘴里蹦出來的那些詞匯,比如曲面空間、弦理論之類,于他而言,更多的是通過建立數學模型的方法來進行計算和完善的,但對他的室友萊納德和他的另外兩位搞實驗物理學和空間工程的朋友來說,就得通過各種實驗方法來證實未知正確與否的理論了。
20世紀初是理論物理學的光輝年代,出現了愛因斯坦、普朗克、玻爾、德布羅意、布喇格父子等一群至今為人津津樂道的理論物理學大師。現今世界上最著名的物理學家,劍橋大學的霍金教授也是一名理論物理學家。而中國人最熟悉的華裔諾貝爾獎獲得者,楊振寧教授和李政道教授,他們所從事的獲得諾貝爾獎的研究,同樣是理論物理學的范疇。作為中國科學研究最高機構的中國科學院,就下設有理論物理研究所,專門從事理論物理研究。同樣對實驗要求不高的還有理論數學、系統工程等專業。這些專業的共同特征是數理基礎要求高,通過數學模型而非物理模型來總結客觀規律并進行預測。這種特征也體現在數學與其他學科的交叉學科的研究中。
另一個對實驗依賴程度比較小,平時容易被人忽視的是軟科學專業。像科學技術史、科技管理、科技政策、科學社會學等專業,它們具有顯著的交叉學科特征。比如科學技術史,是理學專業下的一個一級學科,但在它之下的二級學科只在特定條件下,如涉及科技考古、技術史、器物鑒定與復原研究等時,對實驗有較大的依賴性。
拿到博士學位是一生中學術的最高點?
關鍵詞 物理學 分析 前景
中圖分類號:G642.0文獻標識碼: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
物理學是研究物質運動和相互作用的規律的科學,是除數學外最基本的一門學科。物理運動是自然界最普遍的一種現象,因此物理學研究的對象和內容就是宇宙間各種物質的性質、存在狀態、各種物理運動形式及其轉化現象、物質的內部結構及這些內部結構的組成部分,物理領域的各種基本相互作用及其規律。由于一切物理現象都在時間、空間中表現出來和發生運動和轉化,所以物理學也要研究時間和空間的性質、聯系等。 進行物理學研究,首先是觀察各種客觀物理現象,再從許多表象性的現象中,揭示基本規律,建立較為系統的理論。物理學研究除了要依靠好的科學方法外,還要取決于認知工具。工具越先進,研究效率越高,成果越顯著。 物理學在發展過程中形成了一套完整的科學方法,它對其他學科的研究,乃至哲學發展,都有重要意義。①重慶大學物理學專業從2008年開始正式招生,到現在,第一屆學生即將進入大四。通過這幾年對物理學專業學生的培養,我們有一些體會,與同行共勉。
1 專業方向設置
1.1 理論物理方向
理論物理學從各類物理現象的普遍規律出發,運用數學理論和方法,系統深入的闡述有關概念,現象及其應用。理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及物理學所有分支的基本理論問題。理論物理是在實驗現象的基礎上,以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子等物質運動的基本規律,從而解決學科本身和在高科技探索中提出的基本理論問題。重慶大學物理學院理論物理方向目前包括:高能物理、引力波、天體物理、量子信息與量子通信等幾個分支。
1.2 凝聚態物理方向
凝聚態物理學是從微觀角度出發,研究由大量粒子(原子、分子、離子、電子)組成的凝聚態的結構、動力學過程及其與宏觀物理性質之間的聯系的一門學科。凝聚態物理是以固體物理為基礎的外向延拓。凝聚態物理的研究對象除晶體、非晶體與準晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介于液態和固態之間的各類居間凝聚相,例如液氦、液晶、熔鹽、液態金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世紀的發展,目前已形成了比固體物理學更廣泛更深入的理論體系。特別是上世紀八十年代以來,凝聚態物理學取得了巨大進展,研究對象日益擴展,更為復雜。一方面傳統的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入,各分支之間的聯系更趨密切;另一方面許 多新的分支不斷涌現,如強關聯電子體系物理學、無序體系物理學、準晶物理學、介觀物理與團簇物理等。從而使凝聚態物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一。由于凝聚態物理的基礎性研究往往與實際的技術應用有著緊密的聯系,凝聚態物理學的成果是一系列新技術、新材料和新器件,在當今世界的高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。
2 主干課程設置
重慶大學物理學專業的主干課程有力學:使學生比較系統地掌握力學基礎知識,且能比較靈活加以應用。培養學生獨立分析問題與解決問題能力,初步培養學生的唯物主義世界觀。主要內容有質點運動學、牛頓運動定律、動量守恒定律和動量定理、功和能與碰撞問題、角動量、剛體力學、振動和波。熱學:使學生掌握物質熱運動形態的規律性和熱運動與機械運動,電磁運動等其它基本運動形式之間轉化的規律性。掌握統計規律性和統計的方法以及物性方面的知識,培養學生分析問題和解決問題的能力。主要內容有熱力學第零、第一、第二定律和熵、分子運動論、輸運過程、固體和液體及相變。電磁學:使學生全面地、系統地了解和掌握電磁運動的基本現象、基本概念和基本規律,具有一定的分析和解決電磁問題的能力,為后繼課程奠定必要的基礎。主要內容有靜電場、靜電場中導體和電介質。穩恒電流、穩恒磁場、電磁感應、磁介質、交流電初步、麥克斯韋電磁理論和電磁波、電磁單位制。光學:使學生比較系統地掌握光學的基本知識,主要講授幾何光學、波動光學、量子光學初步和光學應用。原子物理學:使學生掌握原子結構的性質和一般規律,掌握和了解核的性質與核能利用,了解粒子的基本性質。講授盧瑟福模型、氫原子的玻爾理論、量子力學初步、原子的精細結構、多電子原子、X射線、原子核物理概論。理論力學:使學生掌握力學的基本理論,培養學生理性思維能力。講授質點力學、質點組力學、剛體力學、非慣性系動力學與分析力學等基本理論。熱力學與統計物理:使學生掌握物質的熱運動規律及熱運動對物質宏觀性質的影響。講授熱力學的基本定律,熱力學函數、平衡及穩定條件,相平衡及化學平衡,不可逆過程熱力學,最可幾統計法――玻爾茲曼分布、費米分布、玻色分布,氣體和固體的熱容量理論,金屬中的電子氣體、平衡輻射,系統理論,熱力學的統計表達式,非理想氣體態式,漲落理論,非平衡態統計物理簡介。電動力學:使學生掌握電磁場的基本屬性及運動規律以及它和帶電物質之間的相互作用。講授電磁現象的普遍規律,靜電場和穩定電流磁場,電磁波的傳播,電磁波的輻射,狹義相對論及帶電粒子和電磁場的相互作用。量子力學:了解微觀客體運動特點,初步掌握量子力學的基本原理和方法。課程內容包括波函數、薛定鄂方程,量子力學中的力學量,態和表象理論,微擾理論等。固體物理:初步掌握固體物理的基本原理和特點。課程內容包括晶體、晶體的缺陷和擴散、晶體振動、相圖、能帶論、金屬和半導體電子論、固體的磁性和介電性等。數學物理方法:掌握有關復變函數、復變函數的積分、冪級數展開、留數定理、傅里葉級數、積分變換、數學物理方程定解問題、分離變數法、二階常微分方程的級數解法、本征值問題、球函數、柱函數、格林函數、積分變換法等數學物理方法的基本知識。
3 培養規格及要求
通過四年的物理學專業學習,要求學生掌握數學的基本理論和基本方法,具有較高的數學修養;掌握堅實的、系統的物理學基礎理論及較廣泛的物理學基本知識和基本實驗方法,具有一定的基礎科學研究能力和應用開發能力;了解相近專業的一般原理和知識;了解物理學發展的前沿和科學發展的總體趨勢;了解國家科學技術、知識產權等有關政策和法規;掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。具有計算機應用的基本技能。較熟練地掌握一門外國語言,具有良好的聽、讀、寫作和會話能力,能夠較順利地閱讀本專業的外文資料。
4 學生就業前景分析
重慶大學物理學專業的培養目標是:培養具有寬厚扎實的物理學基礎、綜合素質優秀,并且具有良好數學基礎和實驗技能,能在物理學或相關科學技術領域中從事科研、教學、技術和相關管理工作的高素質專門人才;培養良好的創新意識和科學的思維方式,以及分析和解決實際問題的能力以適應學科交叉和社會的各種需要。
物理學專業學生畢業后主要從事以下一些行業:(1)繼續物理方向的深造,成為一名物理學家、物理教師。(2)從事與物理相關的一些工作,如技術工程師、發明家、研究助理等。(3)與物理關系不大的一些行業,如公務員、管理人員等。就業領域主要是:科研院所、高等院校、企事業單位、政府機關等。
總之,重慶大學成立物理學專業的主要目的是發現與培養真正熱愛物理的好苗子,讓他們打好基礎,再繼續深造,為物理學的發展做出貢獻。在學習的過程中,有部分同學發現自己并不是很適合學物理,可以申請轉專業,找到適合自己發展的方向。最后留下來的絕大部分同學都會繼續讀研深造,向著他們心中神圣的物理殿堂繼續努力。實踐表明,物理學專業的學生物理基礎打得非常堅實,為將來的繼續深造做好了準備,即將畢業的學生將有部分保送到中國科學院及各大高校,其余的同學也成為了本校碩士生導師爭搶的對象。物理學專業的培養是成功的,并且也已經成為重慶大學的一個優勢特色專業,它將為全國培養和輸送更多、更好的物理方面人才。
基金項目:重慶大學人才引進科研啟動基金(0903005104675)資助
關鍵詞:職高物理;教育特點;課堂教學策略
職高學校作為職業教育的初級階段,其教學目標是為了培養具備一定科學素養,掌握某項專業技能的初級技術人員,作為中職學校的基礎課程,物理學科對于提高學生的科學素養,學好后續的專業課有著至關重要的作用,因此,如何更好的發揮出物理課的作用已經成為中職教師研究的重點課題之一。
1 職高物理的教育特點
職高學校是培養初級技術人才的主要陣地之一,可以為國家的經濟建設提供初級和中級的后背技術工人,其教學的目標與普通中學教育不同,其教學的內容不應當僅僅局限在文化知識的傳授,更應該傳授給學生基本的專業技能,據中學教育相比,職高物理有著以下的教育特點:
1.1 基礎地位
職高物理課程的作用為提高學生的科學素養,并為后續的專業課學習打好堅實的基礎,基于這種目標,職高物理課程就兼具了文化課與專業課的特征,尤其是物理課程中的電子技術,更是文化課與專業課的基礎,對學生后續的成長有著極為重要的作用。
1.2 無升學壓力
職高物理課與普通中學物理課程最大的區別便是沒有升學和高考的壓力,教師可以將更多的精力放置在課程的改革過程中,以便實現素質教育。為此,教師可以在課堂上通過演示實驗、趣味實驗、虛擬實驗、網絡資源共享等教學方式幫助學生弄清楚物理知識的基本概念,激發出學生的學習興趣。與此同時,教師也有更多的時間將與專業課相關的物理知識進行詳細的講解,讓學生能夠充分的體會到物理學習的實用性。
1.3 重視程度不足
職高學生與其他同齡的學生不同,很多教師和學生都有一種錯誤的觀念,認為只要學好專業課即可,因此,在職高學校中就出現一種學校、教師、學生對物理課重視程度不足的問題,這就在一定程度上制約著物理課程的教學效果,難以體現出物理課程應有的教學價值。
1.4 教育難度大
物理學科教學的內容較多,小至原子內部,大至整個宇宙,都有著物理學研究的足跡,因此,與其他的學科相比,物理課程的深度和廣度都較大。職高學生的基礎較差,很多學生在接觸這門學科之后,都有較大的學習困難,教師在教學中也有一些難度。
2 職高物理教學策略
2.1 強化學生的學習習慣
由于職高學生的基礎較差,因此,必須要采用相關的策略來強化學生的學習習慣,其中,最為主要的就是幫助學生養成做筆記的習慣,教師要讓學生明白,做筆記不僅是機械的記錄教師講課的內容,而是要對教師的思路進行整理,將教師舉的經典例題、圖表記錄下來,重點、難點也要記錄,在記錄的過程中,跟隨教師的講課節奏積極的思考,盡快的理解和消化課堂上講述的知識。
2.2 利用多媒體教學,利用好網絡教學資源
多媒體教學具有多樣性、形象性、趣味性和直觀性的特點,可以創造出一種動靜結合、生動活潑的教學氛圍,充分的調動起學生學習的積極性,激發出學生的求知欲。為此,在現階段的職高物理教學中,教師要充分的利用好多媒體教學資源,結合學生所學專業的特征。例如,筆者所教的學生是電子技術專業,為了適宜專業教學的需求,在繼承以往教學體系的前提之下,可以對教材的內容進行適當的刪減,去除一些與電子技術專業關系較遠的知識,增加一些與電子技術專業聯系性強的教學內容,降低課程教學的難度,提高學生的信心和學習興趣,充分的體現出高職物理教學以人為本的特征。
2.3 開展物理知識講座
講座是提高教學效果的有效方式之一,因此,可以定期安排相關的物理知識講座,講座的時間可以靈活安排,可以安排在學生學習的怠倦期或者完成既定教學課程的空窗期等,講座的內容可以根據專業的特點進行靈活的取舍。例如,對電子技術專業學生可以開展關于“高壓輸電常識和超導輸電”、“新型電子設備簡介”等相關的講座。此外,講座的形式應該盡可能的多樣化,可以是學生討論的形式、視頻播放的形式,也可以是實地考察的形式。這樣就可以幫助學生有針對性的學習,全面提高物理課程的教學效果。
參考文獻
[關鍵詞]新課改;高師物理學專業;課程設置
我國高師物理學專業的課程設置形成于20世紀50年代初期。這種模式在傳授學生知識、培養學生技能、提高學生素質等方面發揮過一定的積極作用。但是隨著新一輪基礎教育課程改革的縱深推進,這種課程設置逐漸暴露出難以克服的弊端:普通教育課程比較單一,比例偏低;物理學科課程以分科為主,缺乏整合;教育專業課程不明顯,脫離中學物理教育教學實際;總體結構不盡合理,比例失調[1]。因此,須對其進行調整、優化甚或重構。
一、課程設置的基本原則
鑒于我國高師物理學專業課程設置存在的種種弊端,要優化其結構體系,須遵循四種基本原則。
1.先導性原則
轉變觀念是新課改背景下高師物理學專業課程設置的先導。長期以來,我國高師物理學專業的課程設置被動地跟著社會、政治、經濟、科技的發展而變化,缺乏成熟的課程理論和課程觀念作指導和引領,課程設置處于“頭痛醫頭,腳痛醫腳”的被動狀態。在這方面,哈佛大學為我們樹立了標榜,哈佛大學之所以被稱為美國的“第一學府”、“哈佛帝國”,不僅在于它堅持課程改革,更在于它的課程設置始終有獨特的課程理念作指導思想,即最有價值的課程是學生的興趣;大學課程內容必須反映時代特點[2]。因此,新課改背景下我國高師物理學專業課程設置亦應有自己的基本理念,即在全面貫徹黨的教育方針和全面推進素質教育的指導下,既要適應新課改的要求,為基礎教育課程改革服務,又要凸現高師物理教育的特色,充分發揮課程設置的整體功能,促進學生的全面發展。
2.整體性原則
整體性是對新課改背景下高師物理學專業課程設置的基本要求。它強調從高師物理學專業的培養目標出發,優化課程結構,整合各類課程資源,使之互相補充、相得益彰。具體言之,它要求課程設計者從剖析該專業學生所需的知識結構和能力結構入手,真正從促進學生發展的需要出發,正確處理普通教育課程、教育專業課程和物理學科課程之間的比例關系,理論性課程和實踐性課程之間的比例關系,必修課程與選修課程之間的比例關系以及各類課程內部諸要素之間的比例關系等,使之形成一個有機的整體。
3.專業性原則
專業性是新課改背景下高師物理學專業課程設置的特色和優勢之所在。它要求新課改背景下的物理學專業課程設置應著眼于提高師范教育的專業化水平,力求課程設置實現學術性與師范性、統一性與多樣性、理論性與實踐性等方面的有機結合,在保證人才培養質量的前提下,體現學校或專業的課程特色與水平,為學生今后的教師專業發展奠定堅實的基礎。
4.實效性原則
講求實效是新課改背景下高師物理學專業課程設置的實踐旨歸。高師物理學專業求發展、謀出路的根本是提高教學質量和培養質量,使該專業既具有教師教育的優勢和特色,又具有較強的綜合實力。這就要求我們在進行課程設置時要堅持理論聯系實際,學以致用,努力實現學生、社會、學校三位一體,切忌脫離國情、省情、校情以及學生的實情,以求取得最大的成效。
二、課程設置的基本理路
1.課程結構板塊化
高師物理學專業課程結構板塊化是指對高師物理學專業所開課程進行板塊組合,通過對各板塊內部結構的優化、整合,促使各課程板塊盡可能彰顯各自的功能,以實現高師物理學專業的培養目標和培養要求。在此,將高師物理學專業課程結構劃分為普通教育課程、物理學科課程和教育專業課程三大課程板塊。
所謂普通教育課程,亦稱公共基礎課程、通識課程,是高師物理學專業課程設置的主要組成部分。目的是為了培養學生正確的人生觀、世界觀、價值觀,增強他們處理社會關系以及交往合作的能力。普通教育課程板塊一般包括社會科學類課程、人文科學類課程、自然科學類課程以及工具類課程(如外語、計算機)等。
物理學科課程旨在為學生將來從事物理學科教學提供必備的專業知識,包括物理理論課程和物理技術課程兩大類。物理理論課程有力學、熱學、電磁學、光學、近代物理、量子力學、電動力學、熱力學、統計物理、數學物理方法等。物理技術課程有物理實驗、數字電子技術、模擬電子技術、電路、電子線路、電工學、微機原理等。
教育專業課程是指為高師物理學專業學生開設的有關教育教學理論、方法、技巧等培養教師職業素質和技能的課程,是解決未來教師“如何施教,怎樣育人”問題的課程。這類課程應體現教師的職業特點,是高師教育區別于其它教育的重要標志。教育專業課程包括教育學、心理學、物理教育學、物理教育心理學、物理教學論、物理教育研究方法、物理實驗教學研究、高中物理教材分析、現代教育技術、師生溝通藝術、教育實習等。
2.板塊結構網絡化
誠如上述,普通教育課程、物理學科課程、教育專業課程在實現培養目標上有著各自獨特的作用和地位。為了更有效地發揮上述三類課程板塊的整體功能和作用,需要加強課程板塊之間的聯系,建立板塊間的互聯網,做到板塊間的縱向聯系所組成的層次網絡具有順序性和連續性,板塊間的橫向聯系所組成的平面網絡具有適應性和相關性,實現文理滲透,專業互補,整體優化。同時,要有意識地整合上述三類課程或兩類課程來實現某一類課程或兩類課程的培養目標。
首先,通過協調與優化三大課程板塊的內部結構,分別建立三個各自獨立的局域網。具體說來,通過將構成普通教育課程的各類子課程“集團化”來建立該課程板塊的局域網。此處的“集團化”,就是將不同門類具有相同功用的課程組合在一起形成“課程團”。高師物理學專業普通教育課程可劃分為4個課程團,即思想道德課程、人文素質課程、科學素質課程、工具類課程。
同時,要通過整合理論課程、系列化技術課程來建立物理學科課程局域網。整合理論課程是指整合兩門或兩門以上內容相鄰或相近的物理學科課程,并及時補充最新研究成果和前沿知識,形成新的“融合課程”,克服目前高師物理學科理論課程分科過細、門類過多、知識重復交叉、內容陳舊偏難等問題。系列化技術課程就是將物理實驗設置為基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗三個系列。從普通物理、近代物理、電子線路、計算機技術等實驗中精選一部分內容,組成基礎性實驗系列。這個系列的實驗側重基礎理論與實驗的結合,旨在培養學生的基本技能和基本操作能力。根據學科的發展和新技術在實驗中的應用以及基礎教育改革的要求,增設一些先進性、實用性、技術性的綜合實驗或設計性實驗,形成綜合性實驗系列和設計性實驗系列。綜合性實驗和設計性實驗重在培養學生的綜合實驗能力、科學探索能力以及應用現代技術手段解決實際問題的能力和創新能力。這兩個系列的實驗可采取靈活、開放的教學方式,在材料使用、場地選擇、方案設計、結果分析、時間安排上,允許學生有自由發揮的空間。
此外,還應通過加強課程建設、增加教學時數、注重實踐環節等途徑建立教育專業課程局域網。加強教育專業課程建設,可以將教育專業課程劃分為三大模塊來建設:第一大模塊是物理教育基本理論和基礎知識課程模塊,包括物理教學法、物理教育心理學、物理教育科研方法、物理教育發展史以及教育學、教育心理學等課程;第二大模塊是物理教育基本技能課程模塊,主要包括中學物理實驗教學研究、班主任工作、物理教具設計與制作等課程;第三大模塊是物理教育實踐課程模塊,包括教育見習、微格訓練、教育實習等課程。增加教育專業課程的教學時數可以通過增設教育類課程門數來實現。過去高師物理教育的教育類課程只有三門——教育學、教育心理學和物理學科教學法。根據西方國家和地區以及國內一些高校的經驗,結合物理學科的特點,我國高師物理學專業的教育類課程應設置有10~15門為宜。注重實踐環節應該做到:合理設置教育實踐課,從大一開始,每學期安排幾次教育見習或教育實習,定期到中學參加教育教研活動;延長實習時間,由現在的6~8周延長為12~15周;增加教育實踐課程的學分,由現在的6~8學分增加到12-15學分。
3.網絡配置均衡化
網絡配置均衡化是指在課程設置時應保持普通教育課程、物理學科課程、教育專業課程三類課程的適宜比例和適時編排。一方面,適當減少物理學科課程的門數和比例,增加普通教育課程和教育專業課程的門數和比例,特別要加強教育實踐課程。具體要求是普通教育課程占總學時(或學分)的比例為30%~35%,教育專業課程占總學時(或總學分)的比例為20%~25%,物理學科課程占總學時(或學分)的比例應控制在45%以內。另一方面,逐步實現課程編排序列化。所謂課程編排序列化是指在大學四年中,不斷線地平行安排普通教育課程、物理學科課程、教育專業課程,充分發揮這些課程的整體功能。目前,我國高師物理學專業的課程編排是大學一年級為普通教育課程,以及1~2門物理學科課程;大二、大三以物理學科課程為主,適當開設部分教育專業課程;大四主要開設選修課,進行教育實習,撰寫畢業論文。這種同類課程集中安排的課程編排形式難免導致學生學習興趣缺乏,教育教學成效低微,尤其是學生的職業意識不能得到持續強化。因此,從學生入校到學生畢業,每一個學期都應該開設普通教育課程、物理學科課程和教育專業課程,使這三類課程齊頭并進,相互貫通,相互促進,相得益彰。
[參考文獻]
大學物理實驗室是教學與科研的重要場所,在實踐教學中起著非常重要的作用。開放實驗室給學生主動獲取實踐知識與發揮潛在能力創造了良好的環境,給了他們更多的獨立思維空間和不斷摸索創新的條件,鼓勵學生運用己學過的實驗及理論知識,完成一些基礎性的實驗設計,培養他們的獨立思考和實際操作能力。
一 歷史上物理實驗室取得的成就和歷史地位
實驗物理在整個自然科學中起著極其重要的作用,縱觀物理學的發展歷史,我們可以清楚地看到,實驗和理論是物理學的兩大支柱,物理學中的每一項重要發現和突破都與實驗密切相關。“實驗-理論-實驗”的模式是物理學發展所遵循的的基本規律。實驗不僅是檢驗理論的手段還是檢驗理論的裁判[1]。統計表明,從1901年倫琴因實驗室發現X射線以來的100多年時間里共有194位物理學家獲得諾貝爾物理學獎,其中實驗獲獎的共有126人,占65%。可見實驗工作在物理學各個領域的發展起著重大作用,實驗室從歷史上就是重大技術的革命的發源地。物理實驗的思維模式、儀器和技術已普遍地應用到自然科學以及其它學科,并且日益廣泛地向生產生活的各個領域滲透、發展和應用[2]。縱觀國內外物理實驗教學的現狀,實驗室開放已成為一種趨勢。
二 實驗室開放將面臨的問題
長期以來,學生實驗只是一味模仿,實驗教學僅僅是教學內容的簡單驗證,遠遠跟不上科學技術的發展,這些都在某種程度上限制了學生的主動性和積極性,難以激發學生獨立思考的興趣和激情。開放實驗室使學生主動學習成為學習的主體,是實驗室真正成為科學思考的輔導體系。
1.隨著高等教育的普及, 在校大學生的數量逐年增加,導致基礎物理實驗室承擔的實驗教學任務越來越重。在班級和學生人數較多的情況下,若按傳統的方法來安排實驗, 會在實施上存在以下困難:
(1)實驗時間的安排:一般情況下每個班級的理論課教學時間是由學校統一安排的,在此之后各個班剩余的時間已經不多而且還比較零散。實驗室要在多個班級剩余的零散時間內安排實驗,并保證班級之間不發生時間上的沖突,這是一件很困難的事情。
(2)實驗室的接待能力:實驗室的接待能力是有限的(主要是實驗室空間和實驗設備套數的限制),按我們現在的條件是一個自然班分成兩個小班,每次二十多個同學上課。這無疑會進一步增加安排上的困難。
(3)教師上課時間的協調:教師除了上實驗物理課以外,通常還承擔有其他理論課的教學任務以及行政任務等, 事實上不可能保證全天都在指導實驗。因此,如何協調教師的工作時間也是實驗室面臨的困難。
2.在物價上漲的情況下,開放實驗室需要資源保障。學生實驗所需的設備儀器提供,由實驗技術人員與指導教師共同負責。學校按照實驗室實際開展實驗的內容、工作量和成果核定審批專項基金,支持實驗材料消耗及補貼。
3.實驗室技術力量偏弱,實驗室師資隊伍建設是開放實驗室質量的保證。合理的師資隊伍是多元化的,包括指導教師、管理教師和技術人員。為了提高開放實驗的廣泛性,需要指導教師專業的多元性,尤其需要教師科研課題與學生學習的結合。管理教師的管理水平和技術人員的儀器保障也使開放實驗室的重要條件,由專職實驗教師擔任。
三 探索建立多層次、立體化的實驗室模式
1.基礎性實驗, 按大綱的要求完成實驗項目。
2.當代物理綜合性、設計性實驗課程設置的方向綜合性、設計性物理實驗是物理實驗課程內容的一部分。在確定課程設計時,應充分考慮教學大綱的要求和課程特點,又必須與現代科學技術接軌,才能激發學生的學習積極性與熱情。基礎實驗完成后的高年級學生,可選取一些有利于啟發思維,有應用價值的實驗課題進行綜合性、設計性實驗。指導教師對課題內容的介紹,以提出任務、要求和闡述應用背景為主。參與的學生在確定課題以后,要事先提供設計報告。在實驗室備用器材的基礎上,學生進入實驗室根據自己的需求來選擇和配置,類似“自助餐”式。設計型物理實驗的成績評定要公開、公平與靈活,要能充分調動學生的學習主動性和積極性,允許學生對自己成績或效果不滿意的實驗重做。實驗成績分準備、操作、實驗報告(論文)三部分組成。畢業班質量高的論文可進一步完善后進行論文答辯,作為學生的畢業論文。
3.利用仿真模擬實驗對實驗進行補充。對于實驗過程不夠清晰或受時空條件限制不能滿足教學要求的實驗從實驗直接獲得的感性認識到需要學生理解掌握的規律之間的跨度較大的實驗要考慮發揮現代信息技術的優勢在真實實驗的基礎上用模擬實驗予以補充通過形象處理疊加信息分析建立形象思維到抽象思維之間的橋梁幫助學生解決分析理解的困難。
四 實驗室開放使用管理規定
1.開放性大學物理實驗室是利用局域網實現實驗室資源的管理和利用的。建立有學生預約實驗功能模塊、學生成績管理功能模塊以及管理人員維護模塊。
2.確定實驗時間后每個學生都必須在實驗前認真完成實驗的預習并寫出實驗預習報告,準備好原始記錄紙(B5紙),按約定的時間,并且持有學生證或考試卡到實驗室上課。
3.上課前教師要檢查學生實驗預習報告,未預習或預習錯者,不得做實驗。
4.學生應在實驗過程中獨立完成全部實驗內容,原始的數據記錄必須經過任課的教師簽字方能生效。實驗數據不合格的學生酌情重做或取消實驗成績。
5.實驗后要認真完成實驗報告,包括分析結果、處理數據、繪制曲線及圖表等。并且在兩日內將完成的報告交到所屬實驗的任課教師。
6.教師根據學生的預習、實際操作、創新能力及實驗報告內容等對學生實驗情況打出每個實驗綜合成績,學生可通過校園網查本人各實驗的成績。
開放物理實驗室,與課堂教學相互撲充,更好地領會物理知識,培養學生觀察事物、分析問題、解決問題的能力以及創新能力,是培養學生創新能力的有效途徑。
參考文獻
(黑龍江科技大學工程訓練與基礎實驗中心,哈爾濱 150000)
(Engineering Training and Basic Experiment Base,Heilongjiang University of science and Technology,Harbin 150000,China)
摘要: 本篇文章從近年來Physical Review D的相關數據文獻出發,淺要論述了理論物理研究領域的結構與動態,僅供參考。
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.
關鍵詞 : 理論物理;研究領域;Physical Review D;結構;動態
Key words: theoretical physics;research field;Physical Review D;structure;dynamics
中圖分類號:O469 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)34-0302-02
作者簡介:閆凱(1979-),男,黑龍江富錦人,講師,碩士研究生,研究方向為非線性光學。
0 引言
物理理論也就是在理論的基礎上對自然界各種位置的物質結構、相互作用以及運動規律等進行研究的一門學科。自上個世紀初相關研究者建立廣義相對論以及量子論以來,物理理論得到了蓬勃的發展,尤其是在近年來,物理理論學因各種理論的提出與建立,其發展速度越來越快。Physical Review D作為一本學術刊物,其主要內容包括基本粒子物理學、場理論等各個研究領域,在物理學術刊物中排列首位,是供研究者研究的重要刊物。
1 理論基礎與數據來源
在對物理學進行研究的過程中,相關研究者一般都會根據相關的文獻資料進行研究,然后再通過使用大量的專業術語將其研究成果體現出來,可以說,學術論文以及專業術語的使用都是從相關資料文獻中引用過來的。在學術論文中,研究者在對某一學科的研究成果、研究方法等進行論述的過程中,他們也必須要以相關文獻資料為基礎,通過吸取前人研究的成果以及豐富的經驗來豐富論文,這樣也能夠保證學術論文的專業性、科學性以及規范性。
科學技術的發展是奠定在人類社會的發展以及研究者的具體研究之上的,相關研究者對某一領域研究之后,必定會將研究成果以的方式告知世人,然后再由后人參考這一文獻,進行不斷研究,這樣也就能夠推動理論物理研究的快速發展。當我們在關注某學科的論文及其研究者時,我們還應當對該學科的其他相關研究者,對該學科的發展軌跡進行探索,這樣才能夠了解到該門學科未來的發展情況。目前,很多大學學者在對各個領域進行研究的過程中,大多都會以前人的研究成果為重要依據,通過闡述將自己的研究成果發表上去,如此一來,文獻通過積極引用以及撰寫、發表也就能夠體現出理論物理研究領域的結構和動態。
由上述可以看出,文獻數據中涵蓋的內容非常廣泛,具有非常重要的價值,是科學技術發展的主要動力。文獻數據的結構主要包括:標題、作者、刊名、作者單位、基金類型、機構類型、年份、地區以及引文部分,其中引文部分主要有被引物的論文以及
參考文獻兩個部分。
為了便于對本文的研究,我們選用的文獻數據來源于美國科學情報研究所的Web of Knowledge平臺中的Web of Science數據庫所包含的科學引文索引數據庫。
2 Physical Review D研究前沿分析
為了能夠對Physical Review D的研究前沿進行全面分析,本文采用了CiteSpace對這一學術刊物進行研究,了解該刊物中的名詞短語、
關鍵詞 、期刊、作者、論文所屬國家與機構。
2.1 對于研究前沿術語的研究 在實際研究中,所謂前沿屬于也就是學者在對某學科進行研究的過程中,文獻數據中所包括的專業術語、名詞短語等可以對該學科的研究前沿具有一定的揭示作用。一般來說,我們在對學術論文研究的過程中,主要研究對象是前沿術語在論文中出現的頻次以及終結性,如果前沿術語在論文中出現頻次較多,那么表示該術語的應用具有一定的廣度與深入,而前沿術語的中心性可以說是整片文章的中心點,如果在學術論文中,某一個前沿術語具有一定的中心性,并且出現頻次較多,那么我們可以說其對于整篇論文中起到一定的控制作用,是論文的中心思想。
2.2 對于
關鍵詞 的共現性研究 在文獻數據中,
關鍵詞 一般都是能夠體現學術思想與學術觀點、并且是圍繞文獻中心的名詞。通過研究者利用CiteSpace對文獻數據進行分析,從而體現出文獻
關鍵詞 的共現性,通過相關研究發現,
關鍵詞 在文獻數據以及學術論文中起到非常重要的作用,貫穿于文獻與論文的首尾。
3 Physical Review D知識基礎的分析
在對Physical Review D文獻數據的知識基礎進行研究與分析的過程中,我們同樣可以采用CiteSpace對其作者共引、文獻共引以及期刊共引進行分析,從而了解其知識基礎。
3.1 對于作者共引的分析 通過我們對Physical Review D刊載論文進行分析后發現,如果在論文中作者共引的頻率高,那么這就說明該篇論文中具有非常強的學術相關性。因此我們可以采用CiteSpace將作者共引形成一個科學知識圖譜,由此可以看出,通過作者共引,我們可以找到更多關于作者學術的文獻數據。另外,通過作者共引,我們還可以了解到為該領域做出貢獻的科學家,通過了解也就更能深入了解該研究領域。
3.2 對于文獻共引的分析 相對于作者共引分析而言,對于文獻共引進行分析的過程中,其能夠揭示更多其他文獻,從而保證學者在論文中保證內容的豐富性與專業性。通過文獻共引分析,人們更能夠識別該研究領域的知識,并對其作出更深入的闡述。
一般來說,在論文中被引用的文獻越靠前,這就表示其對科學技術的發展起到的作用越重大,如果在某一個時期內,學者在學術論文中引用謀篇文獻次數較多,并引用的位置具有中心性,那么這就表示其在論文中具有至關重要的作用。
而在對學術論文進行深入研究之后,我們可以發現,被引用文獻數據在某一時期之所以具有重要性,主要包括兩個方面的原因,一是由于其引用的頻率較高;二是學者將這一文獻數據引用在論文中,并具有一定的中心性。另外,通過筆者長期的研究發現,在某一學科研究領域中,若文獻共引頻次較高,且具有一定的中心性,那么這就表示這一學科的研究必定會在近年來有飛速的發展。
3.3 對于期刊共引的分析 期刊是論文的另一種發表方式,通過我們對期刊共引進行全面分析發現,期刊與論文類似,也具有一定的學術相關性,同樣可以促使我們對Physical Review D的知識技術加以了解。當我們采用CiteSpace對期刊共引分析,生產的科學知識圖譜中進行分析發現,我們可以通過一個期刊能夠尋找到更多相關學術的期刊,從而促使我們對于理論物理學研究領域的加以了解,從而對其進行更深入的研究。
4 結論與展望
通過研究可以發現,近十年來,Physical Review D上的論文緊緊圍繞理論物理前沿的重大理論和實踐問題,編發了一批高質量的論文。Physical Review D相關的研究熱點主要集中于對構成宇宙的基本物質和宇宙運行的基本規律的研究。伴隨著哈勃衛星對深空宇宙的觀測及射電望遠鏡的廣泛運用,以及高能粒子加速對撞器的建設,人類對宇宙及物質的基本組成和基本規律的探索將越來越深, 我們將迎來一個理論物理高速發展的時期。
通過上述,我們采用了CiteSpace對其刊載文獻的研究前沿以及知識基礎進行研究,這為未來理論物理研究領域的發展創造了有力的條件。但是我們也必須要清楚地知道,理論物理研究領域的結構與動態是一個相對較為復雜的系統,本篇文章在此方面的研究也因數據單一而具有一定的局限性,這就需要相關研究者在這一研究的基礎上選用更多的文獻數據對其結構與動態進行研究,從而推動理論物理研究領域的發展,促進社會生產力的發展。
參考文獻:
[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.
關鍵詞:大學物理;教學改革;素質教育
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0166-02
物理學是一切自然科學和工程技術的基礎,是研究物體運動的基本規律、能量及其相互作用的基礎學科。其研究成果與人類的生產、生活息息相關,此外,作為科學發展觀的基礎,物理學也與社會科學及哲學領域有著緊密的關聯。然而,隨著科技的進步,我國現行的傳統物理教學方法已無法適應社會發展。因此,物理教學改革勢在必行。如何讓學生意識到物理科學在各種應用學科中的基石作用,如何讓老師正確地傳播物理科學在自然科學研究中的不可替代性,充分發揮物理學科在現實生活及科技發展中的作用,需要師生雙方的共同努力。
一、物理教學的現狀
大學物理是理工科高等院校非物理學科專業學生必修的一門課程,它有利于系統地培養學生科學的思維方法、提高學生的科研素質。雖然這門學科在國內高校中開設已久,但其依然存在著一些不容忽視的問題。通過物理教學改革解決此類問題以此提高大學物理的教學質量勢在必行。
(一)教學內容更新不及時
大學物理教材雖然各有不同,但是整體仍然以經典力學為主,包括了力學、熱力學、光學以及近代物理。在傳統教育體系中,經典力學從初中一直到大學都是教學重點,但是近代物理在現今社會有了突飛猛進的發展,對科技的發展有著重要影響,而其在教學中的比重則嚴重不足,由此造成了物理教學在教學內容上的重復、新知識補充不足。
(二)物理課時縮減
大學物理在眾多理工科院校中均是作為必修課存在的,它是研究自然科學的基礎,能夠起到鍛煉學生嚴謹思維的作用。然而,隨著近年來高校擴招及教學改革的大力提倡,在總學時有限的情況下,專業課和公共基礎課課時出現沖突時,往往很多院系選擇壓縮必修課的課時以便為學生所學專業服務。隨著物理課時的不斷減少,物理知識體系的完整性、嚴謹性遭到破壞,老師無法系統、詳細地講解,學生無法熟練掌握經典的物理原理規律,教學質量嚴重下降。
(三)教師教學不認真,教學方法單一
中國絕大部分高校在教師考評機制中均以科研成果為側重點。評職稱、晉升等均由論文質量、數量來決定,這種體制直接導致很多教師將日常工作重心放在科研上,不重視教學,只求不出教學事故即算完成任務。課堂教學僅僅是“填鴨式”地灌輸知識,課件幾年未有更新,缺乏互動討論,更不關心學生是否掌握所教知識,是否達到了開設該門物理學科鍛煉學生基本科研素質的基本要求。這樣的政策導向及教師教學就形成了一種怪相――課堂上老師為考核照本宣科讀課件,課下學生為應付考試只看重點,突擊復習。最后的結果是考試結束學生完全不知道所學知識有什么用,可以用來做什么,基本知識體系掌握不了,科研素質得不到培養,缺乏實踐能力。
(四)學生缺乏學習熱情
受到社會大環境的影響,許多學生的學習動機不純粹、不端正。面對日漸增大的就業壓力,部分學生只看重所學專業的實用性及所學課程能否為其就業增加砝碼,沒有正視物理學對于其邏輯思維能力、嚴謹科研素質培養的重要性。很多學生進入大學后放松課業,缺課逃課現象常見,對于大量的理論知識接受度低。此外,物理學相對于其他學科更為抽象,無法直觀地認知感受,也讓很多學生對物理產生了畏懼心理。開設大學物理的目的已無法實現。
這些物理教學中發現的問題需要及時有效地解決,否則后果將越發嚴重。所以結合以上問題及本人的教學經驗,提出了一些教學改革的意見。
二、對大學物理教學新模式的探索
隨著我國對于高校的教學質量的重視日漸加深,教學改革勢在必行。針對上述物理教學中存在的問題,我們從教學內容、方法、形式、考評機制和師資隊伍建設等方面提出了一些建議。
(一)優化教學內容,深化教學改革
教學內容是提高教學質量的關鍵。教學內容是否合理、是否新穎直接關系著能否吸引學生的注意力,因此采納一些與時俱進的、與現代科技相關聯的物理教學內容是十分必要的。作為公共基礎課的大學物理,除了需包含傳統的力、光、熱、電等系統知識點外,可以增設一些學生較為感興趣的最新科技的教學,如紅外遙感、光纖通信等。對不同專業的學生采取針對性教學以解決課時壓縮、授課時間不足等方面的矛盾。例如,對于通信工程專業學生可以將重點放在固體物理、量子統計方面,而熱學等方面可以以科普為主;對于土木工程專業的學生,量子物理等方面可以簡單介紹常識性內容,而力學部分則需著重講解,可以結合土木工程專業的實際問題解釋力學原理;對于機械方向的學生,講解重點則可放在力學、電磁學等內容上,講授時可結合實際案例加深學生對知識的理解。通過一個個案例分析將理論知識與生活實踐有機結合。例如,講授波疊加的時候可以聯系機動車的管道消聲器的設計特點,在講解重力、慣性時,可以帶入神州飛船的太空工作畫面。將枯燥的知識化身為學生可以接觸到的一個個生活實例,將看似與生活毫無關聯的物理課程化為與專業特點相關的教學點,既達到了夯實學生自然科學基本素養的目的,又使得學生正視了物理的重要性,主動自覺地學習物理知識為自己未來的專業課程及工作打下堅實基礎。
(二)優化教學方法,提高教學效果
教學方法對學生的學習熱情有著至關重要的作用。傳統教學方法枯燥、乏味,教學僅僅是公式、定理、定律的羅列,忽略了對學生的引導,缺乏師生互動。因此,為了讓學生更好地融入課堂,發現物理之美,老師可以充當一個引導者的角色,以學生為主體,鼓勵學生親自動手操作實驗儀器,演示定理。此外,我們還可以借助各種現代化的教學手段,聽、看、做相結合,加深學生對問題的理解,激發學生好奇心,使之發揮主觀能動性,自愿學習物理。老師還要重視中學物理知識和大學物理知識的區別,在教授新的知識點時和中學知識相區分。中學物理知識很多是常識性要點,缺乏特定情境,而大學知識則更加嚴謹、完善,因此在對某些例題的講解要避免重復和誤導。在涉及到科學發展最前沿的新知識點時,老師應適當解放思想,通過最基本的物理原理引申至最前沿的科學發現。通過學生感興趣的課題激發學生的學習興趣,培養其思考、解決問題的能力,讓學生可以自己獨立思考,能夠主動地通過查閱資料解決問題。為解決課時不足的問題,老師還可以通過網絡課程增加學生的學習時間。在教研組中開展精品課程錄制活動,將優秀的課程視頻資源放在網絡上,使學生可以不受時間、地點的限制進行學習。我們都知道,在物理教學中,實驗和教學兩者缺一不可。物理思想是以實驗為基礎的,一個物理思想的提出需通過實驗加以驗證。實驗課也是需要充分關注的模塊。在實驗課上要避免“填鴨式”教學,背誦試操作。老師提供課題,不要限制設計思路,讓學生充分利用所掌握知識設計實驗,在此過程中發現問題、解決問題。這種方式可以提高學生動手能力,培養學生基本科學素養,提高創新意識。
(三)改革考評機制,提高教學熱情
對于高校教師而言,科研和教學是其工作的兩個重要方面。但是近年來,重科研、輕教學的不良風氣在很多高校盛行。究其原因是高校僅僅追求科研成果、以論文數量評職稱的政策導致的。高校將教師的工資和職稱評定資格與每年發表的論文影響力、數量直接掛鉤,進行量化考評,而教學方面被嚴重忽視。在科研壓力下,很多教授漸漸忽視了教學上的責任義務,只搞學術研究,最終導致教師教學熱情下降,學生學習熱情低迷。為解決此問題,高校管理層和教師要首先明確教學和科研的地位,確定兩者均是高校教育工作重點這一共識。教學應該是一個教師之所以成為教師的職責所在,是一種光榮的使命。一個合格的大學教師應該做好科研和教學的平衡。對于每一位老師而言,將有限的時間和精力合理地分配給教學和科研是一個值得思考和探討的問題。首先,我們應該認識到教學科研是可以相輔相成的,不是對立的存在。教學是傳道授業解惑,將知識、技能傳授給學生;科研是利用知識、技能發現驗證客觀規律。教學是科研的基礎,科研是教學的延伸。只有當教學積累到一定程度之后才有可能突破知識的疆界,提出、發現新問題,這是科研進步的起點;優秀的科研成果可以充實教學內容,汲取前沿的、優秀的科研成果更有利于培養學生的科學素養。因此,高校教師應該做到科研、教學兩手抓兩手都要硬。
三、結束語
物理學作為一切自然科學的基礎學科,其重要性不言而喻。本文分析了現階段教學內容上、方法上以及制度上的一些問題,提出了一些意見和建議,如何在現今的社會大環境下既要培養學生純粹的科研素養又要能適應社會培養創新型人才的要求。我們要不斷發現問題、解決問題,提高教師隊伍素質,培養學生實踐創新能力。通過教學改革,提高整體教學質量,培養國家棟梁。
參考文獻:
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