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大学物理相关论文范文,与大学物理实验讲义相关毕业论文致谢
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0;创新思维及其物理基础我们认为,将学生引入一个富于现代,前沿及创新气息的学习天地中,对于开发学生的创新思维,激发学生的创新欲望,是十分有益的.因此,在教材里,教学光盘中以及课堂教学时,我们介绍了多个获诺贝尔奖的物理学成就以及一些现代高新技术成果.特别强调它们的创新内容及其与基础物理知识的联系.这些内容包括:
金属低温超导的BCS理论(1972获诺贝尔物理学奖),创新思想是:电子通过晶格振动为媒介而产生成对机制,电子对的形成,完成了费密子(电子)向玻色子(电子对)的转变,电子对是一个准粒子,其形成使电子的统计性质发生变化(产生相变).
原子囚禁(1997获诺贝尔物理学奖),创新思维是:①MOT模型.磁光囚禁,非均匀磁场使塞曼分裂随空间而异,形成囚禁优势辐射压环境.②VSCPT模型.存在与光子无相互作用的原子与光子耦合的相干叠加态.
整数量子霍尔效应(1985获诺贝尔物理学奖),创新思维:参杂使分裂的简并态能级构成二类:一类是在原朗道能级处未移动的态,构成扩展态是一个可传导电流的态,另一类则是偏离朗道能级的局域化态,它是一个绝缘态,与电流无关.结果导致电阻(电导)的台阶效应.
量子隧道效应实验与理论(1973获诺贝尔物理学奖),基础物理知识:⑴固体能带,⑵量子隧道.创新思维:量子隧道效应器件量子阱超晶格约瑟夫森结超导量子干涉仪SQUID.
不需加油的全球航行飞机的设计.创新思想动力与滑翔飞行交替进行,低空动力加速,高空惯性滑翔.基础物理:利用惯性.
通过上述内容的介绍,使学生们看到:世界上各种大大小小的创新无不与物理学的基本原理及对称性,稳定性,等效性等基本思想有密切联系.这样学生不仅仅学到了书本上的理论知识,同时也了解到,伟大科学家们的智慧及创新思路的源泉就是基础物理.创新便有了原动力.
(2)加强素质能力的训练
基础训练:围绕基础,兼顾不同学校不同层次学生,
提高训练:重在提高,少直问直答式,多应用理解式,
综合训练:(创新)专题综合,方法综合,思想综合,每章后有综合性总结.
对每一章内容,方法,思想作综合性总结,图表式的总结.学生尽管学了许多物理定律,知识和概念,但遇上一些实际问题并不会去求解.学生做了不少的练习和习题,为什么遇到实际问题不会求解呢因为传统教材上的练习与习题基本上与实际问题相差甚远.传统中的习题只是为了训练学生的基本运算技能,并通过运算加深对物理定律及概念的理解.总之,归结到一点,传统教材是以传授知识为主的.即便是习题训练也是为传授知识这一主要目标服务的,而忽视了培养学生处理实际问题的素质及能力.所以,我们认为大学物理改革首先就要实现从单一传授知识向传授知识,方法和思想三者并重的教育思想转变.综合训练就是为了提高学生处理实际问题的能力.
(3)物理学的基本理论方法对科学思维
规则运动的研究方法:对称性法,矢量空间法,能量法.通过扩展对称性介绍分形物理.
随机运动的研究方法:统计平均法,二项式分布等.
混沌运动的研究方法:通过典型问题,在相空间分析,讨论,用计算机进行处理.4,本科基础课教学如何开展研究性教学,提倡研究式的学习方法,充分调动学生的思维
本科基础课的研究性教学,就是通过贯彻科研引入教学过程经典理念的以基于研究的教学方式.探索性是研究性教学的基础,没有探索性就没有研究性教学.我们认为首先是科学研究方法的创新,在教学过程中我们以物理学的方法包括现代信息科学技术的方法重组教学内容,并在方法的运用中力图培养学生的物理思想,科学研究的精神,促进学生从学习向研究过渡.在创新教育的理念中,一门课程的科学完整的教学过程应包括传播知识,应用知识和探求未知三个环节及与其配套的训练与考核.建立科学规范的教学过程,扎扎实实实施,从根本上解决这一问题.尤其是教学资源的建设,要提供大量可供研究性教学的如课题库,计算软件等.同时还应该建立健全教学管理制度和考核标准,方法.
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例如:在教学中,我们介绍了能量法建模(哈密顿正则方程)及计算机编程求解和分析,并且讲解了弹簧振子这一实例,然后,我们要求学生在此基础上,研究更复杂系统的运动情况(见综合题),学生们对这些问题很感兴趣,查资料,分析,建模,编程,上机调试,积极性很高,很多同学不仅完成了我们所留的问题,还主动设计了一些复杂系统的情况加以分析讨论.我们感到:通过这样的训练,不仅可以使学生在现有知识基础上前进一步,也是引导他们超越书本开辟新的视野的重要一步.
5,将计算机数值计算引入物理课程
CCBP大学物理模式最引人注目的是将计算机数值计算作为除高等数学外的另一工具引入大学物理教学.计算机编程进行数值计算处理物理问题这样的训练,过去由于计算技术和手段不具备,从来没有进入大学物理的课堂.现在随着计算机技术的飞跃发展,让学生在微机上作这类编程训练进而开展一些研究活动不再是一个奢望.进行CCBP模式的物理教学,可以使学生对物理过程了解得更透彻,对物理概念把握得更确切,并且有可能对典型物理模型作拓展研究.更重要的是能激发起创造欲,迫使学生更多更好地查阅资料,思考问题,进行自学和交流,使学生更深切地体会科学研究方法,提高处理实际问题的能力.
要使学生能很快,很好地掌握计算机数值计算这件工具,学会一些用计算机研究问题的方法和形式以及各种表现手段,我们在教学上分了三个阶段.
第一阶段:编程基础训练.我们的宗旨是先干后学,边干边学,干中提高.我们只用两学时课堂简介C语言程序结构(头文件,发布主函数,变量命名,常量初始量赋值,图形设备初始化,数值计算循环体,计算结果和图形输出,关闭图形设备,程序结束)
C程序编辑集成系统界面及程序编辑调试方法,数值计算中的叠代方法,观看CCBP光盘所附的原程序及执行过程,然后就由学生上机实践.
第二阶段:编程数值计算包括三种选题:
①编程绘图──强化对物理现象,过程的认识
②利用图形和数值分析对基本物理模型作一些研究
③对基本物理模型的扩展研究,动态模拟研究
经过第二阶段的训练,使学生对已掌握的知识的深度和广度都得到很大的扩充,还使学生学到了这样一些方法:循迹法,相空间法,参数空间法,微扰法,脉动周期扰动法,对比法,模拟法,不变分布法,李雅普诺夫指数分析法等等.
第三阶段:作论文.
这就要求学生运用已学到的物理学中的各种方法,对实际工程中的模型,经济模型等问题进行研究.学生论文可以独立作,但我们也鼓励合作,提倡团队协作精神,让学生自由结成二,三人的小组,但最多为五人组.在这阶段里,我们特别注重对学生研究过程的指导,可以分解为两步
第一步:选题,查资料,阅读文献(看模型,看模型中的各物理量,看结果),举行开题报告会,
第二步:修改模型,修改扰动方式,换一种研究方法,分析计算结果的物理意义及有无新结果,小论文报告会.并对优秀的论文就行点评,同时建议进行进一步修改投稿发表.已有2位同学的论文公开发表.
数值计算方法的掌握和编程能力仅是CCBP精髓中的一方面.事实证明,更重要的是要有清晰的物理概念,在模型的建立过程中,要有很好非定性分析能力,又要有很好的解析计算功底,对计算结果的分析,还必须具备相当的洞察力.因此CCBP特有的这种综合训练,能充分发掘学生的智力和非智力因素,充分激发他们的兴趣,创造力,调动他们的学习积极性,使他们学会学习,学会研究,学会合作与交流.
只要看看我们的学生做的物理模型,经济模型,看看他们的论文,就可以得出结论,通过CCBP模式的物理教学,学生的科学素质和能力以及创新精神,确实有了显着提高.有的学生说,如果没有物理课的训练,C语言课结束后,我只能做教材上给的纯语言结构练习,不会用它来解决后序课程中的问题和各种实际问题.
6,数字化技术是实现教学现代化的有力支撑
有了现代化的
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