第一篇:物理论文与小结
一、选好题目
我所接触的许多中学物理教师,他们在论文写作中所遇到的最突出的困难就是选题。他们不知道该写什么,找不出论文的题目。
坦率地说,这个问题不是靠读一本论文写作的书(虽然这很有帮助),听一堂论文写作讲座所能解决的。论文选题是一种能力的体现,它有一个长期积累、沉淀而逐渐升华的过程,绝非一朝一夕之功。当然,也并非高不可攀。
我自八十年代初涉足论文写作,先后撰写过《气态方程的推广式》、《组合电容器充电规律》等文章,均石沉大海。即使是我发表的处女作《密度计刻度规律的研究》,也是完成后历时2年先后投过两个杂志社不录用,最后才由《物理教师》发表于1986年第3期。
有读者会问:你怎么想起来写这个问题?答案很简单,教学实践给我提出了这个题目。
八十年代初我做中学物理教师时,当时教参上介绍了密度计的刻度公式h=ρ0h0/ρ,并在推导时运用了“设浸在液体中的那部分管子的平均横截面积为 s”的假设。我想,密度计的玻璃管不是粗细均匀的,它的内壁贴有刻度纸的一端是均匀的,而另一端则略为膨大,其间还有一小段半径又很小,这就说明教参的假设只能是近似的而不是精确的。我猜想:如果设刻度部分细玻璃管的横截面积为s,则一定能推出一个精确的刻度公式。终于,我推出了一个精确的公式:
在教“大气压强”一节时,需做覆杯实验,按教材上的做法应当把杯中的水盛满,可是有时不小心会把水洒出一些,我发现这时也能做成功。于是,我萌发出一个想法:半杯水行不行?一试,果然成功。进一步,我想:写一篇文章如何?于是便有了《覆杯实验的推广与研究》(《物理教师》1987年第9期)。
论文选题应当从教学实际中寻找,这样选题既准确又有实际意义,这也是论文选题的主要方法。当然,也可以借鉴别人的思路。比如,有人写了一篇题为“轮船 摇摆的固有频率”的文章,一年后就有人写出了一篇题为“桥梁振动固有频率”的文章。可以断定,后者受到了前者的启发。
论文选题有难、易之分。一般来说,教学专论、教学法研究的题目较难写,而教材研究、实验研究的题目相对容易一些。这主要是因为前者往往牵涉教育学、心理学的理论而较难驾驭,这也是我的经验之谈。
二、树立观点
什么是一篇好的中学物理论文?简言之,能有自己的观点,提出自己独到见解的文章才能称得上是一篇好文章。好文章的标准既不很高,但做到又不容易。
牛顿第一定律教学的文章非常之多,实事求是地讲,好文章非常之少。原因在于,这类文章多是就事论事,一般按照教材编排顺序,先引出课题,再通过实验,而后分析得出牛顿第一定律,最后运用规律解释现象。这些例子往往是“用手推车”、“用脚踢球”等等。教学效果表面上轰轰烈烈,实际上是隔靴搔痒。
我的最新研究表明:牛顿第一定律的教学,关键是要在学生头脑中引发认知冲突,破除学生头脑中的前科学概念。我曾用“人坐在匀速行驶的汽车里竖直向上抛 钥匙”、“匀速飞行的飞机所扔炸弹在空中排列的情况”、“匀速行驶的汽车前后车窗上两只小蜜蜂相向飞行到达另一面车窗所需时间”三个例子进行检验,发现确实可以破除学生头脑中的前科学概念,牛顿第一定律也真正能被学生掌握(《物理教师》1996年第3期)。我冒昧地认为,这篇文章算一篇好文章。
培养学生思维能力是物理教学的目的之一。传统观点认为,“一题多解”是培养学生发散思维的有效途径,而“多题归一”则是培养学生辐合思维的重要方法, 可谓泾渭分明。我提出了新的观点:“一题多解”与“多题归一”都是培养学生发散思维能力的有效途径,并且给出了理论解释(《物理教师》1994年第12 期)。
对于物理教学中的直观教学,有的同志认为直观性一般是科学发展幼年时期的特征,直观方法虽是教学和研究中的一种行之有效的手段,但它的使用是有限制的,甚至是不可靠的(《物理通报》**年第1期)。我则认为,直观教学不仅符合人的认识规律,也符合教学规律,同时它还是学生形象思维的源泉(《教育研究》1993年第9期)。
好文章的核心在于有新的观点。新观点可以是自己提出,也可以是反驳其它观点而建立。总之,一篇好的文章要有自己的东西,东拼西凑的文章称不上有真正意义的论文。
三、讲究方法
一篇好的中(更多文章请关注www.)学物理论文,除了有好的选题和好的观点外,还离不开好的写作方法。好的方法常常使人击节称赞,叹为观止。
比如,学生对原子核裂变与聚变原理常常感到难以理解。他们常有这样的疑问:既然原子核分解成核子时要吸收能量,那么重核裂变时为什么却释放能量呢?一位教师运用如图1、2所示的板画,很轻松地向学生讲明白了这个道理。
核子平均结合能为8.6mev。如果92个质子和146个中子直接结合成中等核,则应释放8.6×238=2014mev的结合能;但如果92个质子 和146个中子结合成铀238,这个过程将只释放7.5×238=178mev的结合能,然后再由铀核分裂成中等核时,根据能量守恒原理,就可净放出 2014-1785=262mev的能量。这就是重核裂变释放结合能的道理。如图1;轻核聚变的道理如图2。(《教学通讯》1984年第1期)
上文妙不可言的方法正是由于恰到好处地运用了板画。这也是我所见到的关于原子核结合能的最好文章。
中学物理论文写作中常用方法一般有列表法、作图法、近似处理法、模型法、理论联系实际写作法等等,恰当地运用这些方法常常能起到画龙点睛的作用。比如,我曾改进了固体热膨胀演示仪(《物理教学》1993年第3期),其关键在于运用了“光杠杆”放大法。
结束语
作为一名专门从事物理教育研究的教师,回顾十几年来中学物理论文写作的道路,我的感慨是很深的。我觉得,中学物理论文写作成功的因素可以用杨振宁教授所说的三个“p”来归纳,那就是:perception、persistence and power。
“perception”——眼光。要知道哪些东西能写。当然,眼光的培养需要指导。而目前这方面的工作很少有人去做,这是十分遗憾的事情。
“persistence”——坚持。论文写作需要坚持。诚如马克思所说:“在科学的道路上从来就没有平坦的大道可走,只有沿着陡峭山路不断攀登的人,才有希望到达最高的顶点”。那种接到一、两封退稿信就灰心丧气的人,永远不会有自己的文章出现在杂志上。
“power”—— 力量。论文写作需要学习,提高水平。只靠一本教材、一本教参很难写出好论文。订阅一、两份物理教学杂志,经常阅读别人的文章,仔细加以揣摩,坚持数年,必有成效。
第二篇:高中物理论文范文—培养物理优秀学生的理论与实践
高中物理论文范文—培养物理优秀学生的理论与实践
多年来,我一直致力于培养优秀学生,并努力探索培养物理优 ……此处隐藏8237个字……:宇宙最不可理解的地方就是它是可以被理解的【1】。现在看来,他老人家还是过于乐观了,宇宙中同样充满了矛盾,在几十年前还认为光速是速度的极限,然而现在却发现了比光速快得多的现象,如量子纠缠、某些超新星爆发速度??
会不会在某一天,所有的物理理论都被证明有误?
人们的宇宙观是在长达几千年的磕磕碰碰中不断完善的。物理思想的进化过程绝对不像教科书中公式推导那样的平顺,也不像是由简单公设发展出庞杂系统般的一脉相承。在物理发展史当中充满了荆棘与坎坷,在分歧的思路中除了目前认为是正统的标准模型之外,还有更多美妙的错误、无用的理论、超乎当代的思想以及尚待解决的问题,跌跌撞撞一路走来才成就了今日物理的大业。而建构当今物理殿堂的重要支柱会不会在明天成为历史,就只能留给新一代的学者来下定论了。从古希腊哲学家亚里士多德仰望星空,开始试图以其深邃的思想认识世界开始,托勒密、哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦??一代代科学巨人都试图去认识这个带给我们无限遐想的世界,但是时至今日,还有太多太多的矛盾等待我们解决。量子理论、相对论、弦论、多维分型论??何日能统一称为一个能解
释世界上一切现象的终极理论?或许这只是大家的一厢情愿而已。
(二) 我对宇宙终极理论的认识
1、谈霍金对宇宙的认识
史蒂芬·霍金躺坐在轮椅上,脸上挂着他那著名的神秘微笑。他仅能靠一根手指通过一块小键盘将脑中奔流不休的思绪缓缓敲出。这位及理论物理学辉煌的成就和摇滚歌星般的盛名于一身的老人,其深邃的思想早已脱离禁锢他的轮椅,驰骋于黑洞、虫洞之间。《时间简史》给我印象较深的两章就是第一章“我们的宇宙图像”和最后一章“物理学的统一”。霍金先生以其平时易懂的语言,为我们深入浅出地介绍了几千年来人类对于宇宙的认识变化,并试图去改造它的故事,即认识世界和改造世界的过程。从亚里士多德的《论天》,到哥白尼的日心说,再到牛顿《自然哲学之数学原理》,再到爱因斯坦的《广义相对论》,霍金以其幽默又不失专业性的笔触,给我们介绍了一个个在不断地在认识世界、预言、实验观测再到重新认识世界的故事,物理是一门以实验为基础的学科,物理学的发展就是一部人类解读宇宙奥秘的史诗。【2】
史蒂芬·霍金是20世纪享有国际盛誉的伟人之一。他首次为人们撰写了这本通俗读物,本书探讨了我们对天体物理学以及时空本质的认识的外在局限性。霍金教授以其敏锐的风格向我们展示了人类的“世界图景” :从亚里士多德时代开始研究到1915年爱因斯坦的突破进展,直到今天的年轻卓越物理学家令人激动地新观点。
霍金也尝试着以自己的理论将广义相对论与量子理论统一,在这理论中不需要选取特定的任意数值去符合事实。寻找这样的一个理论被称之为“物理学的统一”。爱因斯坦用他晚年的大部分时间去寻求一个统一理论,但是没有成功。但霍金仍然相信在谨慎乐观的基础上,我们可能已经接近于探索自然的终极定律的终点,只不过这个终点还是需要在不断实践的基础上不断被修改与验证。
2、寻找世界的终极原理
即使我们发现了一套完整的统一理论,这并不表明我们能一般地预言事件。我们将永远不能肯定我们是否确实找到了正确的理论,因为理论不能被证明。但是如果理论是数学上协调的并且总是给出与观察一致的预言,我们便可以适度地有信心认为它是正确的。它将给人类为理解宇宙的智力斗争历史长期的光辉篇章
打上一个休止符。但是,它还会改变常人对制约宇宙定律的理解,因为真理是相对的。
欧洲强子对撞机已经启动找寻上帝粒子-希格斯玻色子的计划,也许在不久的将来,随着人们的不断实践,随着一代代科学巨人的不懈努力,人类将越来越接近宇宙终极理论的门口。可能现在的理论物理学家们还在为超光速现象烦恼不已,也可能在多重宇宙、弦论方面争论不休,或许还有很多物理学家对人择原理嗤之以鼻。找寻大自然的终极理论是一场伟大的理性的历险,终极理论的梦想激发了今天的许多高能物理学的研究。虽然我们还不知道那终极理论会是什么样子,也不知道还要过多少年才能找到它;但我们相信,我们已经模模糊糊地看到了它的身影。随着一代代物理学家的努力、实验的不断深入,我相信,一种包容一切的原理将会在人类光辉的思想中诞生,只要那股渴望认识世界的热情还在,只要那股为了真理而不断探索、努力奋斗的韧劲还在!
3、畅想未来的终极理论
运用e = mc2理论,人类成功地制造出了原子弹。那么,有了创世纪的秘诀,我们又会干些什么?在物理学中,终极理论又称万有理论,是二十世纪六十年代以后,量子论物理学家们提出的一个标准模型理论。物理学家们将把引力、电磁力与原子核力用单独一项数学定律来描述。
它将是一个简单至极的数学模型,但即使有人接受这种简化主义的逻辑,但理论上是一回事,现实却是另一回事。几乎每个人都同意,即使找到了“万能理论”也不表示心理学、生物学、地理学、化学甚至物理学的问题都可以解决或者可以相互包容。宇宙是如此丰富多彩而又复杂多变,终极理论的发现也并不代表科学的终结。恰恰相反,发现“万能理论”-宇宙最微观层次上的最终解释,在其上不存在更高层次的理论-将为我们提供理解世界万物的最坚实的基础。这个发现标志着一个新的开端,而非终结。终极理论将树立起一个不可动摇的支柱,
【3】让我们可以永远地理解宇宙。
我在闲暇的时候看完了刘慈欣的著作《三体-死神永生》,感慨颇多,其中大刘对宇宙本质的独特猜想也很有吸引力。作为一个硬科幻作家,建立在现有物理理论知识之上的猜想依然是那么迷人、自洽。比如他把我们现有的宇宙看成是由高维宇宙不断跌落而来,简单的说就是在10维宇宙中,其他几个维度不断卷
曲,最后只剩下3个维度,也就是我们生活的世界。在这个宇宙模型中,他解释了暗物质的由来——宇宙中的二维碎片,平行宇宙——大宇宙之外的额外空间,大爆炸理论——宇宙维度从0维变为高维,大塌缩——宇宙从高维变为0维??另外他还大胆得提出了一个问题:宇宙现在已经被生命改变了多少,这种改变已到了什么层次和深度?大自然真是自然的吗?【4】光速之所以是恒定的3*10^8m/s,是因为智慧文明对宇宙规则的改造所致??看似天马行空,但是在没有实验证明其伪之前,未尝不能说这也是一种宇宙观。
从大刘的例子我想,既然科幻作家可以大胆猜测宇宙到底是什么样的,我们普通学生为什么不能构建一个属于自己的基于现有理论自洽的宇宙呢?也许有一天,当人类终于发现一套能解释宇宙中一切现象的终极理论时,发现它与几百或几千年前的某人的想法是多么的相似!
人类的力量是有限的,但想象的力量是无限的。
【参考文献】
[1][美]爱因斯坦.爱因斯坦文集[m].北京:商务印书馆, 1976.
[2][德]海森伯.物理学与哲学[m].北京:商务印书馆,1981.
[3][美]s·温伯格.终极理论之梦[m]. 李泳,译.湖南:湖南科学技术出版社,2014
[4]刘慈欣.三体·死神永生[m].重庆:重庆出版社,2014