物理课程信息化案例研究论文

深度融合是指将信息技术有机地融合在各学科教学过程中，使信息、技术与学科课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体。以下是我为大家精心准备的信息技术与学科课堂教学深度融合的探讨论文，欢迎阅读!信息技术与学科课堂教学深度融合的探讨全文篇1 《浅谈信息技术与学科课堂教学深度融合》 摘 要：课堂教学是学校教学工作的主阵地，信息技术与学科课堂教学的深度融合，是信息技术与 教育 教学全面深度融合的核心和关键所在，对于推进教育信息化的进程，提高学校的教学质量具有十分重要的现实意义。从信息技术与学科课堂教学深度融合的现状、对策及融合案例三个方面进行探讨。 关键词：信息技术;学科;深度融合 教育信息化本质是用信息技术改变教学，课堂教学是学校教学工作的主阵地，信息技术与学科课堂教学的深度融合，是信息技术与教育教学全面深度融合的核心和关键所在，对于推进教育信息化的进程，提高学校的教育教学质量和育人水平具有十分重要的现实意义。 一、信息技术与学科课堂教学深度融合的现状 1.教师对信息技术与学科课堂教学深度融合内涵认识存在偏差 信息技术与学科课堂教学深度融合就是要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的融合，逐步实现教学内容的呈现方式，学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。有些教师认为在课堂上运用了多媒体课件教学就是融合了，在理解上有偏差，不全面。 2.教师对信息技术与学科课堂教学深度融合的开展存在懒惰、畏惧的心理 信息技术与学科课堂教学深度融合开展首先需要学科教师不断探索和研究如何进行有机融合。有些教师不想动，在思想上存在着懒惰的心理;其次在课堂教学实施过程中，需要现代化信息技术手段的支撑，教龄偏大的教师对新技术的使用缺乏信心，不愿使用。 3.教师对信息技术与学科课堂教学深度融合需掌握的技术操作有待提高 信息技术是进行融合的工具，技术不到位，融合就不能有效顺利地进行，对于非信息技术专业的教师而言，提高自身的信息素养也是面临的一个实际问题。 二、促进信息技术与学科课堂教学深度融合的对策 1.学校领导的重视和支持 学校的教育信息化是一把手工程，学校领导的重视与否直接决定学校教育信息化水平，决定信息技术与学科课堂教学深度融合程度。学校要根据应用的需要推动信息化设备的配备，这是进行信息技术与课堂教学深度融合重要支持性物理环境，其次要给予行政上的支持。对于在课堂上开展信息技术教学融合方面研究的教师和提供技术支持信息技术教师给予政策上的支持。 2.信息技术与教师专业化发展相结合 (1)更新教学理念 教师要从思想上更新教学理念，转变观念，通过理论学习讲座、亲身实践体验认识到信息技术与学科课堂教学深度融合改变了教师教的方式和学生学的方式，激发学生的兴趣，有利于学生对知识的掌握，从而增强教师运用信息技术开展与课堂教学融合的研究和实践的信心。 (2)加强对教师信息技术的培训 学校要定期组织教师进行信息技术培训。一是培训教师熟练掌握通用教学软件(如，PPT和Word等)的使用，在此基础上用好常用的学科软件;二是提高计算机的操作技能，把计算机作为备课、上课和组织学生的工具;三是对电教设备使用培训，让教师了解设备的性能、用途与使用 方法 ，以便在教学中更好地应用。 (3)鼓励教师钻研，促进信息技术与学科课堂教学融合的课题研究 课题研究对推进信息技术与学科教学融合工作有很大的促进作用，学校要鼓励教师在这些方面的专题研究，要着重探讨融合的方式、方法，探索出一条科学高效的途径。 三、信息技术与学科课堂教学融合案例 1.主题学习网站 主题学习网站是依据新课标的教学要求，结合学科教材内容建立主题网站，并通过该网站进行资源的上传和下载，实现教学资源的共享。主题学习网站为师生提供了一个学习的平台，通过这个平台，教师与学生实现教与学的有效互动，创新了课堂的 教学方法 ，激发了学生学习的兴趣，引导学生开展自主、合作、探究的学习活动。 2.班级网络学习空间 基于“中小学教育信息化的核心在课堂教学”和“班级授课制”长期存在的事实，建立班级网络学习空间，它依托于省的信息化公共服务平台，以班级为单位构建而成，教师可以在网络班级空间开展教学。 3.基于“云计算”环境的翻转课堂学习 基于“云计算”环境的翻转课堂构建了“学生白天在课堂完成知识吸收与掌握的知识内化过程，晚上回家学习新知识”的新型的课堂教学结构，它不仅创新了教学方式，而且翻转了传统教学结构、教学模式，建立起完全以“学生为中心”的教学方式，创设了学生自主学习的环境。 课堂教学是学校教学的主阵地，只有抓好学校教学工作，才能把握学校教学工作的重点。以课堂教学为突破口，深入探讨信息技术与学科课堂教学的深度融合，具有极其重要的现实意义。 信息技术与学科教学论文篇2 《信息技术与中学化学学科教学的整合》 【摘 要】 随着现代教育技术的发展、信息社会的到来，计算机应用与教育领域，给化学课堂教学注入了新的活力。信息技术改变了传统的教与学的方式，为学生的自主、合作、探究学习搭建了新的平台。在教学中人们通常用文字、声音和图形来表现教学内容，通过与学生的交互、使学生学到知识和技能，达到预期的教学目标，探索并逐步推广信息技术条件下的新的教学和学习模式。 【关键词】 多媒体课件辅助教学;化静态为动态;变抽象为直观;信息技术与化学学科教学进行整合 以综合处理文字、图形、图像、动画、声音以及视频等各种信息为一体的多媒体技术，以表达形式更为丰富，从不同的感观、不同的侧面加深加深了人们对事物的认识，以多媒体电脑和 网络技术 为依托的，呈现、传递、加工、处理信息的技术，使多媒体课件辅助教学成为一种现代化教学手段，它把信息技术教育融合在学科的教学和学习中，通过构建真实的的问题情境，利用多媒体环境培养学生的学习策略和探究能力以及优化教学效果。所以巧妙合理的使用现代信息技术，整合课件素材，是信息技术应用于化学学科教学发展的趋势。 完全按照常规单一的教学模式，对学生的来说缺乏吸引力，多媒体手段就弥补了传统教学中的不足，用生动、活泼、形象、直观、动态的方式多 渠道 、全方位、立体化的传递教育信息，刺激学生感官，传播教学信息。它可以充分吸引学生的注意力，活跃课堂气氛，优化教学过程。能积极发挥学生在教学中的主体作用。以化学学科的教学来说，初中化学一些理论如质量守恒定律、氧化还原反应、分子结构等等是比较抽象的，有效利用多媒体手段可以变抽象为具体，变静态为动态，将微观过程进行宏观模拟，将瞬间变化定格分析，化枯燥为生动，比完全靠挂图、模型、教师的比划、学生的想象要有效的多，易于突破课堂教学的难点。所以如何有效地将信息技术与化学学科教学进行整合，有选择性地利用好我们现在所拥有的网络资源、光盘资源，使课堂教学效果达到最佳状态，成为化学教师所面临的一项重要任务，也是一项很值得研究的课题。现将本人在教学中的一些探究、摸索 总结 整理如下： 首先，需要说明的是使用化学多媒体课件在课堂上不是代替教师，而是辅助教师进行教学。化学课堂教学不是每堂课都适宜用多媒体手段，弥补传统课堂教学中的不足以及教学内容相对之后的缺陷，才是使用多媒体课件的根本目的。在化学教学中能使用多媒体课件的内容，个人觉得主要有以下几类： 一、微观粒子的运动 微观粒子的运动、变化对初中学生来说是比较难以理解的。比如分子、原子、离子、电子的运动变化是用肉眼甚至显微镜所看不到的，通常用挂图和模型，而微粒运动变化的过程却无法充分展示;我们在讲氧化还原反应时，把微粒得到(失去)电子，化合价降低(升高)，体现氧化性(还原性)，这些内容光靠教师讲解，学生很难理解，如果我们利用我们手边现有的教材配套的教学光盘中提供的多媒体影像素材或者通过互联网查找相关的多媒体素材，则很容易通过在电脑上的模拟演示，让学生就能很形象直观地看到这些内容的动感过程，其教学效果比老师的口头讲解显而易见要强的多。而教师也省去了口舌之苦。 二、微粒在化学变化中的行为 化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学，化学概念及原理大多较为抽象。物质的微观结构既看不见，又摸不着，且化学变化又是在原子的基础上重新组合的结果。因此单靠语言和文字的描述，学生较难理解。通过电脑软件或课件进行动画模拟，能形象生动地表现分子、原子等微观粒子的运动特征，变抽象为形象，让学生直观形象地认识微观世界，更容易了解化学变化的实质，理解化学原理。如在讲解质量守恒定律中解释化学反应时，用flash动画模拟白磷分子和氧气分子分别拆分为原子，然后再重新组合为五氧化二磷分子的过程。学生便很容易想象化学反应中分子和原子的行为，同时也加深了对“原子是化学变化中的最小微粒”和“在化学变化中分子可以再分而原子却不能再分”的理解，为学生在后续的章节中学习质量守恒定律奠定了基础。 三、难以实现的化学实验的模拟 农村学校由于化学实验室硬件条件的限制，并考虑到实验经费的不足和实验课程时间、安全等因素，很多实验难以作为演示实验或学生实验走进课堂，这时可采用多媒体课件模拟演示。 1、装置复杂、药品稀缺贵重的实验 实验室验证空气成分需用曲颈甑，绝大多数学校的实验室已不存在，这类实验可以用模拟实验来代替。 2、操作技术要求高的实验。比如温室效应实验、酸雨形成实验、饱和溶液配制实验等等。 3、错误实验操作后果的危害的实验 如吹灭酒精灯、排水法收集氧气先撤酒精灯再抽导气管、氢气还原氧化铜时先加热后通氧气、点燃可燃性气体前不检验气体纯度、稀释浓硫酸将水往装有浓硫酸的烧杯里倾倒等实验操作后果。由于有些实验老师只讲不应该这么做，而不敢让学生进行这类错误操作。但把这些危害后果通过多媒体动画课件展示给学生，学生将直观地得到感受，在以后的实验中避免错误操作。 4、反应速度过慢的实验。受到时间因素和课堂节奏的制约，一些反应速度过慢的实验，如电解水生成氢气和氧气的实验;铁的生锈实验等模拟实验可摆脱这种时间上的限制而进入课堂。 四、应用投影观察演示实验的现象，提高实验的可视性 众所周知化学演示实验是教师在课堂中的演示，投影也是在课堂教学中常用到的工具。在课堂上教师操作的演示实验除了前几排学生外，后面的学生较难看到变化的现象。投影机能把一些现象放大，帮助学生观察。如讲到氢气的制取原理和实验室制取二氧化碳时用玻璃器皿盛稀硫酸和锌或稀硫酸和大理石的反应，利用投影观察其反应放出气泡的过程，都给学生留下了深刻的印象，达到了预期的目的。 以电脑为载体的多媒体技术只是教学的辅助手段，不是主体，使用它只是为教学服务，这一工具运用得当与否，效果完全不一样。为了使这一工具更好地服务教学，真正有助于传授知识技能，有助于学生学习能力的培养，我们在教学实践中还要不断地对我们所采用的多媒体教学课件进行更深层次的探究，对运用过程中存在的问题做出认真分析，做到有的放矢地去解决教学中遇到的问题。 信息技术与学科教学论文篇3 《浅谈现代信息技术与数学学科教学整合》 摘 要：多媒体辅助教学作为一种新型的教学手段，能激发学生的学习兴趣，优化课堂结构，提高教学质量，它能使静止的数学问题动态化，复杂的数学问题简单化，抽象的概念具体化，枯燥的数学知识趣味化，深奥的理论形象化，学习的过程生活化，有助于学生创造性思维的培养。随着多媒体科技应用日益普及，它也给数学教育带来了前所未有的冲击。多媒体科技给教学带来种种便利的同时，也会带来一些负面的影响，我们应该如何面对?本文对教学中使用多媒体存在的优点、问题及矫正 措施 进行了一些论述。 关键词：现代信息技术;多媒体;数学学科;辅助教学 在当今这个信息技术迅猛发展的时代，信息技术已经改变了人类学习与生存发展的环境，同时也改变了几个世纪数学教学、数学学习的方式。由于它对人类发展的重要性，迫使人们不断思索数学与现实的切合度;更是因为信息技术与数学技术的千丝万缕的联系，使人们认识到它在数学课程结构中的重要性。信息技术必将改变人们对数学的内容、形式、应用、人文价值以及评价的认识与看法，因此，信息技术发展与数学学科课程发展中的互动客观存在的。 所谓信息技术与数学学科教学的整合，就是通过将信息技术与数学课程的教与学融为一体，将信息技术作为一种工具，揭示数学思维的过程，更有效地帮助学生建立数学模型，学习研究事物的科学方法，使数学成为终身学习的奠基石。 一、通过信息技术与数学学科教学整合，培养学生的学习兴趣，激发学生的学习动机 爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师。学习兴趣与学习动机是学生学习的动力源泉，如果解决了动力不足或动力缺乏问题，那么学生的学习障碍就几乎解决了一半。信息技术与数学学科教学整合在解决这个难题上发挥了很大的优势。在数学教学中，不仅有数、式的变换，更重要的是一些“形”的变换。利用多媒体技术flash软件画出函数图像，展示几何模型，进行图像的平移、翻转、伸缩变换，把复杂的数学问题具体化、简单化，同时把数学中的对称美、和谐美和曲线美展示给学生，让学生领略到数学学习中的无限魅力，激发学生探究学习的情趣。 二、通过信息技术与数学学科教学整合，培养学生的思维能力 德国数学教育家栋科教授认为：“思维着的教学活动决定着学习的质量。”学习如果过分依赖学习者的 经验 或感性世界，即纯粹的经验堆积，而不是通过认识活动对经验进行加工，那么学习将会出现危机。因此必须重视人的思维教育。在教学过程中，解决这种直接经验与间接经验、实际与理论间的矛盾，利用信息技术是一种行之有效的手段。尤其是多媒体计算机，可以把文字、图形、声音、动画、视频图像等信息集于一体。教学中使用多媒体技术能使学生获得极为丰富的、生动形象的感性知识，引导学生在思考中善于发现问题、提出问题、解决问题，培养他们的创造精神。 三、通过信息技术与数学学科教学整合，培养学生的创新能力、可持续发展能力 创新是一个民族的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。现代教学认为，创新培养的最好场合和手段应该而且可以是日常教学活动。信息技术课是一种最能体现信息潮流的课程，目前也十分贴近学生的生活，在学生基本掌握计算机的性能之后，便可适当布置一些创造性作业，让有条件的学生在自己的家用电脑上独立作业，会产生令人意想不到的效果。在 圣诞节 、 教师节 、 春节 等，学生通过家用电脑发送卡片，这些卡片中，有的可以充满着幽默风趣的话，有的还可以制造出简单的动画，这些知识，我们平时都没教，但学生通过自学或家长的指导都制造出来了。这样，学生的 爱好 、特长得到了充分发展，兴趣得到巩固。 四、通过信息技术与数学学科教学整合，培养学生的信息素养 信息素养，是素质教育的核心要素，其中，信息处理能力是重要的一种能力。基于网络的数学课程教学，所选择的学习素材附带一定的情境或背景，学生通过网络收集提取有关素材，对相关素材进行分析、研究和比对，通过实验、观察、类比、联想、交流和讨论，最后归纳、综合，实现意义建构。教师的角色和行为方式发生了重大变化，教师不再是主要的信息源，而是教学活动中的导航者，设计者和帮助者;学生成为教学活动的主体，是知识的探索者;自主学习成为学生学习的主要方法。学生在学习过程中学会学习、学会组织、学会协作、学会思考和交流。 五、通过信息技术与数学学科教学整合，培养学生个别化、协作学习的能力 合作学习是《数学课程标准》提倡的三大学习方式之一，作为教师在教学过程中要关注学生的自主探索、合作学习，努力引导学生自己发现解决问题的方法。学会合作与交流是知识经济时代社会发展的需要，人与人之间越来越需要沟通与互助，在课堂教学中培养学生学会合作与交流是实施素质教育的重要课题。因此，在教学中经常给学生提供合作与交流的机会。在学生“自主探索”的基础上，利用多媒体使资源共享，组织引导学生合作和讨论，让学生在共同探讨中学习别人的方法和想法，表达自己对问题的看法。在讨论中交流，在合作学习中完善、提炼和概括知识，使学生学会从不同角度认识数学，学会在合作学习与交流中取长补短，集思广益。 总之，多媒体教学手段的运用，极大地拓展了数学教学的空间，丰富了数学课堂的教学手段和教学资源，给教学带来了生动活泼的新局面。但是，无论计算机技术如何完善，它都不可能完全替代传统的数学教学方式。这就要求我们数学教师不仅要有扎实的数学知识和基本功，还必须熟悉和掌握多媒体教学，将多媒体技术和传统教学法有机地结合，在课堂上找准使用多媒体的最佳时机，把握好“度”和“量”，充分发挥多媒体的功能，从而进一步优化数学课堂教学，为全面推进数学素质教育发挥强有力的作用。 参考文献： 1.张奠宙.数学教育的全球化、开放化和信息化.数学教学，1998(5). 2.王其云.媒体与学习.中国电化教育，. 3.方钧鹤.对运用多媒体技术优化教学的几点看法.中国电化教育，. 4.李华.中小学教育媒体的选择与应用探讨.中国电化教育，. 5.刘云生.信息网络时代与教育最优化.2002. 猜你喜欢： 1. 浅谈信息技术教学论文 2. 信息技术与语文教学深度融合浅析论文 3. 浅谈信息技术与学科课程的整合论文 4. 信息技术与小学数学教学的有效整合探讨论文

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!

试谈物理学专业电动力学课程教学

动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学，电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。

一、课程教学根本理念

第一，在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性，片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二，“电动力学”课程属于专业根底课程，教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪，与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点，教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三，教学应突出探求式教学办法，改动传统的教学形式，把信息技术与电动力学课程最大限制地整合，运用多种古代 教育 手腕优化教学进程，推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式，培育先生的创新思想和创新理念。

二、在本课程教学中该当做到以下几点

1.讲授内容应实际联络实践

“电动力学”作为一门专业学科课程，是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理，使先生加深对所授知识的了解，更可深入看法电动力学的实践使用价值，到达学致使用的目的，同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。

2.注重先生学习的主体性和集体性培育

从课程的设计到评价各个环节，在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时，应特别留意表现先生的学习主体位置，以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩，以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩，使先生看法数学和物理的亲密关系，培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能，重要的不是教内容，而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别，因材施教，依据这种差别性来确定学习目的和评价办法，并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上，为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。

3.运用多种古代教育手腕优化教学环节

充沛应用古代化教学手腕，发扬信息化教学的劣势，加强先生的学习兴味，进一步强化需求掌握的知识点，拓宽知识面，加强先生的理论操作技艺，培育迷信的思想方式，这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法，无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。

4.具有良好的实验条件，充沛保证明验和理论训练质量

鼓舞先生展开科研理论训练，参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想，充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学。

三、课程学习战略探求

第一，针对“电动力学”是实际根底课的特点，先生必需坚持 课前预习 ，预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法，即每节课突出一个主题，讲清论透相关原理知识，每个主题经过师生多种方式的互动，教员及时理解、处理先生的疑问成绩，以加强先生的学习兴味。第二，将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三，鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才，以培育使用型、复合型、技艺型人才，加强 毕业 生失业才能，完本钱课的预期目的。第四，电动力学也是一门理论性很强的课程，其研讨对象是区别于实物的物质形状，具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化，我们将充沛使用当代信息技术的劣势，比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次，实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质，充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。

四、课程教学办法探求

本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合，尊重先生学习的主体性，适当布置指点性自习，培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导，注重先生才能的培育，使先生经过对电动力学中根本实际的了解，看法和掌握电动力学原理的研讨规律，开辟思绪，初步培育先生的科研思想。

1.“双边反应式”教学法

这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成，其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说，使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。

2.以成绩为中心，展开课堂讨论

式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳，采用以先生为主体的小组讨论式的办法，从提出成绩动手，激起先生学习的兴味，让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题，以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩，学习并稳固电动力学知识，开辟思绪，培育科研思想。

3.倡导学导式的教学方式

在教员指点下，先生停止自学、自练，教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体，让先生自动地去获取知识，开展各自才能，从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上，渗入教员的正确引导，使教学单方各尽其能，各得其所。

4.多展开课外理论活动

课外理论训练中，要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练，参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学，培育使用型、复合型、技艺型人才，加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程，在课堂教学中，要突出先生的参与性，使他们自动获取而不是主动承受迷信结论，互动思想使先生觉得电动力学发人沉思，不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味，可以常常采用课堂讨论方式，由先生发问，在教员引导下大家讨论， 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想，所以课堂教学应充沛运用多媒体，尽量运用图像和颜色搭配，使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合，这关于全体优化教学进程，进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时，可将教学实际使用到创新理论才能训练中，使用到物理、电子等各类竞赛中。

参考文献：

[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智，2014，(19).

[2]郑伟，吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版)，2013，31(4)：531-534.

[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息，2013，(11)：44.

[4]熊万杰，陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育，2003，(6)：72-75.

[5]付长宝，徐国慧，王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报，2009，30

试谈电力信息物理融合系统

【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。

【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制

引言

受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面：

1)分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络，增加了系统的复杂度和脆弱度，因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。

2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失，近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此，亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。

论文主体结构如下：第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ，CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。

1 CPS与智能电网的相互关系

CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展，其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知，通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信，通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。

CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。

将CPS技术引入到智能电网中，可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系，首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多，并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义：首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。

从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出，CPS与智能电网在概念上有相通之处，它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此，在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合，最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。

2 CPPS的硬件平台架构

基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标，建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向，同时也是CPPS研究的主要内容。

传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪，保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现，并且响应速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不够完善，不能预测和解决系统未知故障，对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息，能够优化系统控制性能，但是计算数据庞大、通信环节多，系统响应速度慢，并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析，不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。

针对目前电力系统监测、控制手段的不足，要建立坚强自愈的未来智能电网，必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统，CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。

CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示，主要包括：物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。

其中，底层的物理层是指电力系统的一次设备，如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控，测量参数包括电流、电压、相角等，在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED，为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站，是CPPS的重要组成部分，通过收集多个测量节点的数据信息，建立系统层面的控制回路，并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站，主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络，注意信息层并不是单独的一层，而是重叠搭接CPPS的各个分层，为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。

上文给出了CPPS的硬件平台模型，但要在电力系统中具体实现CPPS，涉及诸多方面的技术难题，下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。

3 同步PMU测量技术

同步PMU是构建CPPS的基础，它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出，装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统，测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析，为电力系统的动态控制提供依据。

同步PMU的硬件结构框图如图2所示。

其中，GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元，作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后，送到CPU单元进行离散傅里叶计算，求出同步相量后再进行输出。注意，发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外，还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。

4 CPPS的开放式通信网络

建立CPPS的开放式通信网络，应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上，使系统具有高度的开放性，支持自动化设备与应用软件的即插即用，支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络，需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。

IEC 61850标准的应用

IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中，支持设备的即插即用和互操作，使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准，同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8]，因此，使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。

IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。

通信网络配置与分析

对于CPPS开放式通信网络的网络配置，可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置，构建CPPS的3层式通信网络，如图3所示。

其中，底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED，分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC)，每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连，以完成该分区系统层面的保护控制，并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据，处理以后将控制信息下发到各控制子站，以实现CPPS的广域保护控制功能。注意，各层设备均嵌入GPS实现精确对时，保证全系统的同步数据采样。

5 CPPS的分布式控制机理

要建立坚强自愈的智能电网，必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程，文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架，建立了电力系统的3道防线，为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。

电力系统的分布式控制(Distributed Control，DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多机系统，即用多台计算机(指嵌入式系统，包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等)，各自构成独立的子系统，各子系统之间通过通信网络互联，通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上，结合分布式控制技术，建立CPPS的3层控制架构，如图4所示。

其中，分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ，其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性，防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施，需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障，往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施，控制措施实施越晚，控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果，同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施，通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段，要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。

6 结语

将CPS 方法 引入到电力系统中，建立CPPS的模型平台，为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。

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=×10-31kg，电子荷电e=×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;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()，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：

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〔4〕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课程教学基本要求[J].物理与工程，2006，16(5)

〔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，.

〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京：人民教育出版社，.

〔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，.

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