体育论文范文1500字
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。怎么写论文才能避免踩雷呢?下面是我为大家整理的体育论文范文1500字,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要:
随着现代教育装备水平的不断提高,体育教学理念的不断进步,应紧跟时代脉搏,转变教学模式,加快改革步伐,整合现代教育装备资源,实现体育教学的最优化,全面落实教学目标,为学生的身体素质和体育素养的提高奠定坚实基础。
关键词:
现代教育资源;体育教学;体育素养;电子白板;自制教具
体育教学作为素质教育的一部分,应从学生的全面发展着想,在提高学生的体育技能的同时,要关照学生的身心素质和体育素养的培养。随着科学技术水平的不断提高,现代教育技术装备推陈出新,各种现代化教学手段越来越得到一线教师的认可与推广。在新课标理念的指导下,过程与方法的教学目标被提高到一定程度。利用现代化教学手段,可以把抽象的体育知识直观化、形象化,可以丰富体育教学内容,大大提高学生的认知、理解和分析问题等能力。
1、加强业务学习,转变思想观念,全面落实体育教学现代化
当今社会是信息技术飞速发展的时代,伴随教育现代化步伐的加快,体育教学的现代化也是历史发展的必然。现代教育技术具有形象直观、生动趣味等特点,调动了学生学习的积极性,提高了学生的思辨能力,帮助学生解决学习中的难点,综合提高了学生的学习效率。另外,教师还可以让学生通过网络等现代教育技术手段进行自主学习或合作学习,发挥学生的自主性,丰富学生的知识视野,提高学生的实践技能。通过整合教育资源,改变教学模式,真正实现现代教育技术为教学服务,收到很好的教学实效。
2、开展专题活动,改变考核机制,培养学生体育学科素养
在学科教学中,教师必须加强对学生学科素养的培养。体育教学更应这样,学生能够通过体育学习,了解体育发展史,理解学习体育的用途,掌握操作技巧,自觉理解强身健体、为国争光的深刻内涵。尤其是现代教育技术的运用,更加有效地优化了学生学习的环境,优化学生学习的技巧,提高学习效能,确实提高了学生的体育学科素养。
2.1利用现代教育技术规范学生的操作行为,优化学习环境
在常规体育活动课上,教师利用现代教育技术手段,事先给学生演示动作要领,之后大胆放手,把课堂真正还给学生,能让学生完成的任务或动作就交给学生自己去完成,教师不包办学生课堂上的一切活动。这样教学,有利于规范学生的操作技能,提高学生的自主学习能力。
例如,电子白板软件库为教师提供了丰富的教学资源。在进行技巧性、过程性知识的教学时,教师可以选取合适的图片或者视频,利用电子白板演示每一个动作要领,优化学习环境,突破教学难点;为了减轻教师的语言工作,方便节拍的播报,可以利用智能语音教具系统制作广播操的有声课件,通过点读笔的点触,直接播放音乐和节拍,方便了教师的教学和学生的学习,使枯燥的课堂教学变得充满活力。
2.2改革测评机制,提高学生体育技能水平
体育教学是国家课程标准的必修内容,也是初中生综合素质评价的重要因素。几年来,唐山市一直进行中考体育加试,并且考试项目不断改变。这就要求体育教师在教学中按新课标的要求,开全课程,把每一个知识点科学准确地传授给每一个学生,对每个理论知识点或者动作要领,必须做到心中有数。在教学过程中,教师根据学生发展的情况,及时调整训练方案,做到有的放矢、因材施教。
例如,利用Excel表格给每个学生建立电子档案,对学生的训练成绩、测评成绩全部输入表格,进行数据分析,查找学生的不足之处,再“对症下药”,做到有的放矢。如女生的800米、仰卧起坐,男生的1000米、立定跳远等项目,对每次训练或者测评成绩进行统计汇总,及时了解学生实际水平,从而进行有针对性的训练。学生通过长期的训练必能取得好的测试成绩,提高体育技能水平。
3、整合教育资源,优化教学结构,彰显体育教学特色
现代教育技术的应用,在体育课堂教学中确实收到较好的教学效果,大大提高了体育教学的效益,优化了教学结构,活跃了课堂氛围,学生喜欢这种教学模式。运用现代教育技术手段整合体育教学,彰显体育教学的特色。
3.1发挥现代教育资源作用,科学突出教学难点
很多体育课程是过程性知识,对这些过程中的动作技巧教学难度很大。由于教师在演示动作时时间短、连贯性强,学生表象思维很难形成,学习效果较差。尤其是那些危险性较大的动作,或者是年龄较大的教师很难演示这些动作过程时,教师只能用语言去描述,很难达到预期效果。如果教师利用动画课件进行细节展示,能帮助学生清楚地理解各个环节的技术要领。通过控制播放速度,或者进行暂停回放等操作,使学生对某个动作观察得更仔细,突出体育教学特色。
例如,在技巧训练“鱼跃前滚翻”的教学时,教师在示范动作时一气呵成的,学生看不清每个动作环节的具体要求。因此,本节课上大部分学生的动作或者不对,或者不完整,很多学生不能体会到“鱼跃”的成功感,教学效果极差。对此,在这类课型的`教学时,笔者制作Flash课件进行展示,在每个细节处进行暂停,对于学生理解较为困难的地方可以回放,使学生能够准确掌握整个活动过程的要领,深刻理解鱼跃前滚翻的起跳、手撑低头、团身翻、蹲立这四个环节的基本要求,通过这样教学顺利突破教学难点,收到很好的教学效果。
3.2整合现代教育资源,辅助体育竞技比赛
体育教学的主要任务是教给学生学会和掌握体育的基础知识、基本技能,使学生形成良好的身体素质,锻炼学生的毅力,培养学生的合作精神。体育竞技比赛为培养学生的体育素养提供了平台,运用现代教育技术辅助体育竞技比赛,大大提高了教学效率,使比赛更具有活力,更科学规范,突出了体育教学特色。
例如,传统的体育比赛,赛场上只是学生努力地跳着、跑着、投着等,随着现代教育技术手段的运用,现在体育竞技比赛现场活灵活现,鼓舞声、助威声、喝彩声不绝于耳,竞技场上一片沸腾,场面壮观热烈。尤其是位移传感器、红外线传感器、自动计时器的运用,更增加了体育比赛的精度和准度,更能有效激发学生的竞技热情,更能提高学生的竞技水平和素养。
3.3发挥体育自制教具优势作用,增强体育教学效果
自制教具以其独特的资源优势走进体育课堂教学。体育自制教具制作简单,价格便宜,取材广泛,应用方便,收到很好的教学实效。尤其是农村初中体育教学,发挥体育自制教具的作用,有利于培养学会的动手操作能力和创新能力,通过学生小组合作学习或探究,有利于培养学生的团队精神和合作探究能力,综合提高学生的体育素养。
例如,在投掷实心球的教学时,可以叫学生用细沙和高密度苫布制作实心球,学生在家里就可以随时进行投掷练习,有利于学生成绩的稳步提升。学生在练习过程中发现问题,到学校后找到老师或者同学探讨,综合提高学生的实践能力。再如,立定跳远是每年中考体育加试的必考内容。教师可以指导学生制作简易刻度尺,用直木板或者细绳制作即可,量程是2m,分度值是1cm的。这样学生在家里或者是课间都可以自行测试,时刻了解自己的成绩,便于巩固提高。体育自制教具的运用,综合增强体育教学效果。
总之,体育教学应积极开展课堂教学改革,优化教学设计,增加学生的主体地位,巧妙运用现代教育技术手段辅助体育课堂教学,为学生的终身学习服务,使体育的各项教学目标落到实处。
参考文献
[1]王春良.体育教学中应重视学生基本技能的培养[J].新课程,2011(11).
体育学术论文范文篇二 关于对体育文化与体育文学的关系分析 摘要:体育文化和体育文学均与体育相关,在社科研究持续拓展,信息传播技术大力发展的新形势下,体育文化和体育文学既有不同之处,也有相同之处,因而很容易引发混淆。本文对体育文化和体育文学分别进行了解读,阐述了体育文化与体育文学的相同点和不同点,并提出了体育文化与体育文学的结合途径。 体育与文学之间的关系十分密切,体育文学诞生于远古时期,对后世的体育文学具有极大的影响,而体育文学的创作又随着全球各国民族体育文化的发展而得到了发展。假如说体育事业将会万古长青,那么体育文学和体育事业将会得到共同发展。在如今体育文学和体育文化共同发展的形势下,体育文学的内涵和外延发生了新的变化。就体育文学作品的内涵来看,作家们已不再限于从金牌来看,而是从更为广阔的生活面来获取更多的信息,让体育价值在不同意义上显现出来。体育文学作品立足于剖析体育问题,让体育在各不相同的价值层面上表现为文化现象。因此,我们能够强烈地感受到体育作品当中的文化,而且要让体育文学从冠军文学当中摆脱出来,立足于文化,开辟出更为广阔的文化发展空间。 对体育文化和体育文学的解读 体育可以说是人类文化中十分重要的内容之一,是一种运用身体运动来求得个体身心全面发展的一种具有竞技性、娱乐性以及教育性等特点的社会活动,而体育文化则是一种以人类的体育行为主要特征的社会现象,是出于人对于体育之所需,在现实中对各类体育活动和活动组织形式所采取的活动规范以及设施之构成。所谓体育文化,主要是指关系人类体育运动的物质、制度以及精神文化的综合。其主要包括了体育情感、体育价值、体育道德、体育制度以及体育物质条件等。一般来说,体育文化由体育物质文化、体育制度文化以及体育观念文化三个部分构成。在日常的生活过程中,体育文化不但应当满足人类自然本质之所需,而且还应当满足现代人对于体育文化之需要,所以,体育和人之间能够构成较为稳定的价值关系。假如应用文化的定义,体育文化即为人类社会活动与体育活动当中所设置起来的一整套规范化价值体系,主要用于满足人的自身需要与改造自身所具有的文化类型。 体育文学将体育与文学进行很好的结合。体育文学随着文学与体育的形成而不断发展,而从体育文学出现之日起,人类的运动就成为了文学中的重要主题。文学可以把体育运动当中原本的辉煌切实转变成永恒的美,不但能够抒发出从自由体育运动所激发出来的情感,并且能够揭示出体育和社会之间更为深刻与复杂之联系。远古时期的体育和军事、祭礼、娱乐以及生产劳动等活动结合在一起;现代社会范畴内的体育是锻炼人的身体以及增强体质的各类活动,主要有田径、体操、游泳、武术、登山、滑雪、摔跤以及自行车等多个项目。实际上,当前体育的范围已经大大超出了身体锻炼的范围。如今,还包含身体锻炼、游戏等竞争要素的各类身体运动均为体育。 体育文化与体育文学的相同点 1.两者产生的根源一致 体育文化和体育文学均源自于人们的体育运动。一是体育文化主要来自于体育运动。体育是人类社会创造出来的一种身体文化的样式,也是人体运动发展之后的产物。人在满足了自身的基本物质生活要求之后,身体运动已经从采集、狩猎与捕鱼等物质生活需求物的得到与生产的体力劳动当中脱离开来,摆脱了纯生物性以及物质功利性。一旦人们将身体运动视为一种形式、一种手段,有目的和有选择性地挖掘人体的潜力,并且积极地促进身心全面协调发展的社会实践活动之后,其身体运动也就具有了体育文化的含义。 2.两者的发展轨迹一致 体育文化和体育文学均伴随着体育活动之发展而得到发展,所以说发展的轨迹是一致的。体育文化之产生是在人们从动物性转化为人性过程当中各类因素进行综合演化之结果,即体育文化是人在改造自我时,从动物的本能转变为自觉行为人性时,将原始的野性和进攻性运用劳动、游戏、教育和合理竞争关系逐步加以形成的特有文化现象,这就是体育文化。体育史和人类社会的历史同样悠久。在人类文明的长河之中,体育文化始终是一个逐渐加以发展的漫长过程,也是人类文化十分重要的组成内容之一。但是,在人和自然进行斗争的过程中,在相当长的一段时间里,人们对于体育文化的认识尚不清晰。有资料证明,人类真正感受到体育文化对于人类社会发展所造成的直接影响,还是在19世纪中期的欧洲文艺复兴运动以后,尤其是20世纪中叶以来,伴随着全球科学技术水平的不断发展,体育科技人员得到了大量新发现,由此而更多地从体育哲学与人文社会学视野进行了深入研究,并且逐渐从感性认识向理性方向发展。虽然早期体育因为人们所生活的地域环境、生活习惯等存在差异,但是其所创造出来的体育形态、性质与目的大体上是一致的。为了能够更好地生存与发展,人类学会了跑、跳和攀爬等大量技能以及生产知识,并且作为重要的社会文化现象代代传承下来,而且随着时间的不断推移,逐步形成了如今绚烂多姿的体育文化。 3.两者均具备民族性 体育文化是以民族形式为基础不断发展起来的,对于民族体育之产生与发展具有十分重要的影响。在各个社会生活共同体之中,语言、宗教、道德、艺术以及民族气质的稳定性等共同构建起各类传统文化,从而证明了一种传统文化迥异于另一种传统文化具备相对的独立性;各民族因传统文化之影响,在体育文化上均显示出一定的差异,而且是各自相对独立地发展的,从而表现出很强的民族性,体育文学同样如此。因为民族在产生与发展中所产生的语言、性格、民族风貌、风土人情、传统道德以及生活方式等,让各民族文学均打上了本民族的印迹,而体育文学作为文学中十分重要的一种,自然也就具备了民族特性。 体育文化与体育文学的不同点 1.两者具有不同的特征 体育文化的特征主要表现为以下四类形式:其一是健身性,也就是为了健康的身体而选择参与体育活动以增强体质;其二是竞争性。竞争为体育之灵魂,缺少竞争也就意味着没有超越,自然也就不会有创新与发展;其三是休闲娱乐性。休闲体育不但能强化人们的健康意识,而且还能让人原本高度紧张的神经有所放松,从而调节现代人的情绪与心理;其四是教育性。这是因为体育竞技场中的体育道德也是社会公德中一个十分重要的组成部分。 2.两者具有不同的特点 体育文化之特点可分成我国传统体育文化的特点与西方体育文化的特点两类。我国传统体育文化具有非常显著的整体性思维特征,主要表现为强调追求人和自然之间的和谐统一、练神和练形之间的和谐统一、人和社会之间的和谐意识。西方体育文化所具备的最大特点是规则清晰明确、竞争公平公正、尺度客观标准、评价合理准确,所以也被称为物理体育。西方国家的体育运动往往能让人感受到十分强劲的竞争,激发人们勇于进取,运用不同的技术和战术来攻击对方,并且更加合理地满足人所具有的原始动力,也就是具有攻击性的宣泄,与此同时,也能造就现代人强烈的竞争意识。 体育文学具有迥然不同的特点:一是体育文学作品是作家出于直接受到源自于体育的灵感而精心创作出来的作品。体育文学以体育为主要题材,包含了许多具体的体育项目。二是,体育文学作品的主人公多为体育界人士,且着重表现人物的坚忍不拔和顽强不屈的精神。体育文学作品情节的展开和体育活动自身是息息相关的,而且作品中孕育了对体育精神的高度赞美与歌颂。体育文学作品通常会涉及某一项具体的体育运动,然而作者在创作的意图上并无十分明确的体育意识。体育文学作品的主人公一般与体育之间的关系较为松散,但是该人物的性格发展往往与作品所描述的体育运动间缺少必然联系,而且体育文学作品情节会促进体育活动的开展,还会更加注重在社会与人性的层面进行深入的挖掘,却不执意表现出某种体育精神。 体育文化与体育文学的结合途径 随着社会的发展,特别是随着现代文化对于我国文学影响的不断深入,体育文化与体育文学之间从冲突走向了结合。历史的经验已经证明了每次文化交流与结合均能带来文学的发展与繁荣,立足于推动交流与融合,为体育文学之发展增光添彩。 1.体育文化促进了体育文学的发展 人类运用体育竞技能够持续不断地挑战自身的体能、心理以及精神之极限,这正是人类能够保持强大的生命力,从而生生不息的重要原因。体育的基本精神就是让个人在精神、肉体与道义上得到整体协调发展,使其成为完善的人。作为体现人类的理想追求,体现人的心灵文学和体育精神理想是一致的。自从我国体育全面登上世界体坛以来,就在1982年的德黑兰亚运会上首获金牌榜第一名,在1984年的美国洛杉矶奥运会上夺得金牌榜第四名,让我国的竞技体育水平达到了新的高度,这样一来,就在当时的社会上掀起了一股体育热潮。文学始终是和时代、和生活同步的,体育热必然会很好地促进体育文化事业之发展,而同一时期的体育文学作品则紧紧地跟上了时代的需求,和广大人民群众的强烈情感联系在一起。在1984年奥运会前后,我国著名文学家冰心、严文并、臧克家、田间、苏叔阳等就撰写了大量的文学作品,为我国体育健儿的优秀战绩欢呼不已,比如,臧克家撰写了《欢情――女排凯旋》,冰心则在《人民政协报》上发表了《使我感动和鼓舞的女排“三连冠”》等。我国体育健儿的巨大成就甚至已经超越了体育本身,形成一股强大的“冲击波”,影响了包括作家在内的广大群众,推动他们写出了大量反映体育健儿拼搏历程的优秀体育文学作品。 2.西方现代文化思潮实现了体育文学的繁荣 自从20世纪70年代末改革开放以来,由于中西方文化交流与融合的加强,西方各类现代主义文艺思潮大量涌进中国,一些作家开始认识到生活的视野应当不断扩大,从而提升与加强了文化方面的意识,并以清醒的理性精神来重新审视我们民族的文化传统,让新形势下的体育文学发展到了新的阶段。这类作品能够开阔我国作家的视野以及思路,加快了我国体育文学题材和主题等的丰富性。更为重要的是,通过20世纪80年代体育文化的促进,批判性创作理念才真正为作家们所接受与共享,促使其创作出诸多精品力作,让我国体育文学呈现出欣欣向荣的局面。比如,作家刘心武所撰写的《5・19长镜头》、作家赵瑜所撰写的《兵败汉城》就是受到西方现代思潮影响所创作出来的体育文学佳作。 结束语 综上所述,体育文化与体育文学是两个差异甚大的概念,然而两者均源于体育运动,而且随着体育运动的逐步发展而得到发展。鉴于现代科技日新月异的发展以及现代体育的持续发展,体育文学与体育文化的融合趋势变得更加显著,也必然能够得到更快发展,朝着更加多元化的方向发展。 参考文献: 【1】卢元镇.中国体育社会学【M】.北京:北京体育大学出版社,2000(5). 【2】席焕久.体育人类学【M】.北京:北京体育大学出版社,2002. 【3】童昭岗.孙麒麟.周宁.人文体育――体育演绎的文化【M】.北京:中国海关出版社,2002. 【4】董海琳.陈俊玉.全球化背景下的文化碰撞与交融【J】.河北青年管理干部学院学报.2007(3). 【5】魏一峰.新时期体育兵败与报告文学【J】.成宁学院学报,2007(4). 【6】韩坤.对中西体育文化“融合论”的质疑【J】.体育学刊,2008(5). 看了“体育学术论文范文两篇”的人还看: 1. 大学体育论文范文 2. 大学体育毕业论文范文 3. 体育论文范文 4. 大学体育教育论文范文 5. 初中体育教学论文范文
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物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文,供大家参考。
摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.
关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=9.11×10-31kg,电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.
1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为21.4千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(DavidJ.win-land),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
参考文献:
〔1〕祝之光.物理学[M].北京:高等教育出版社,2012.1-10.
〔2〕马文蔚,周雨青.物理学教程[M].北京:高等教育出版社,2006.I-V1.
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〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(4):1-3.
〔6〕姚启钧,光学教程[M].北京;高等教育出版社,2002.138-139.
〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京:人民教育出版社,1979.182-183.
〔8〕孙阳(导师:张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学,2001.10-11.
一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论,对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后,物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面,其核心是给学生提供机会、创造机会。因此,在物理教学中,教师要善于运用全息教学理论,并根据学生的生活经验和已有的知识背景,对课型合理地选择与搭配,带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现,激励学生发现并提出问题,进而激发学生学习物理的兴趣,培养学生创新和探究能力。例如:在讲静电屏蔽时,首先带领学生对静电屏蔽进行了实验,并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“:用电吹风吹头时,电吹风其对电视信号有影响,那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验:将一个手机放在一个密闭的纸盒内,用另一部手机呼叫,学生们听到了响声。再让同学思考,如果将手机放在前面做过实验的金属笼内,是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后,仍能听到铃声。学生们都感到疑惑,难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字,然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电,其属一种交变的电磁场,遇到金属网时,金属网会感应出同频率的电磁波,只是强度变小,因此在仍能听到笼中手机铃声,也解释了,也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式,加深了学生对物理知识的理解,从而提高了教学质量。
2.运用全息理论,根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时,物理教材中的安排的知识点难易程度不同,如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解,容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练,而对于相对较难的知识点,就可能会导致学生对其似懂非懂,这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时,不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变,使学生能够熟练地掌握知识点。另外,每个学生对于知识点的掌握情况不同,有些学生可能掌握的好一些,有些学生掌握的差一些,因此物理教师要根据学情来选择教学方式,既要照顾那些掌握知识差的同学,也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如,在向同学讲解“测量”的知识点时,对与学生来说这个相对知识点相对容易,在日常生活中很容易接触到,因此教师在运用全息教学论时,可以先向学生对所要内容的主旨,主要思路进行讲解,然后对主要知识点进行仔细讲解,经过这样的讲解,学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时,学生对其中的规律和容易混淆,如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解,学生就很难掌握。因此,教师要改变教学方法,既要向学生进行理论讲解,也要带领学生对个规律进行实验,通过实验加深学生对光学规律的理解,使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论,根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中,物理教师对学生的评价方式非常重要,有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣,而有的评价方式可能使学生受到打击,从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论,并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式,激发学生学习物理的兴趣。例如,在课堂上让学生回答问题时,学生回答对了要给与肯定的评价,而如果学生回答错了,要用积极的评价方式去评价,用全息理论去告诉他,其在探讨知识的过程中,没有选择正确的方式方法,让其用正确的方式再去进行探讨,这样既让学生知道了自己了不足,也对学生进行了鼓励学生,这样学生就会乐意去学习,从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语
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