大學物理科技論文

大學物理科技論文

　　物理(physics)即萬物皆有理，指事物的內(nèi)在規(guī)律，事物的道理，是研究物質(zhì)(質(zhì)量)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運動規(guī)律的自然科學，這是學習啦小編為大家整理的大學物理科技論文，僅供參考!

　　大學物理科技論文篇一

　　研究物理數(shù)學化，走進有趣的物理

　　1、物理學數(shù)學化的開始——數(shù)學實驗方法

　　伽利略被譽為近代物理學之父，他把實驗與數(shù)學相結(jié)合，開創(chuàng)了近代科學的有效研究方法——數(shù)學實驗方法。伽利略起初的研究可以分為三個步驟：(1)提取出從現(xiàn)象中獲取的直觀認識的主要部分，用最簡單的數(shù)學形式表示出來，以建立量的概念;(2)由此式用數(shù)學方法導出另一易于實驗證實的數(shù)量關(guān)系;(3)通過實驗證實這種數(shù)量關(guān)系。[3]勻加速運動規(guī)律的研究展示了他的跨時代研究方法。

　　伽利略從斜面滾球?qū)嶒為_啟了物理實驗現(xiàn)象到推理的進化，而在落體運動的研究中，伽利略改變了中世紀物理學虛假的世界，改變了物理學形而上學和常識“觀察”相結(jié)合中盤旋的狀態(tài)。確立了正確的“自由落體定律”： 、 。伽利略對運動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究并給出了嚴格的數(shù)學表達式。否定了“亞里士多德的主要錯誤是，他的物理學忽略了，甚至排除了不可動搖的數(shù)學哲學這個基礎(chǔ)。[1]”

　　經(jīng)過后人的鞏固與整理，形成了目前的實驗——數(shù)學方法是：在實驗的基礎(chǔ)上，重視把數(shù)學概念、理論、公式用于對物體運動的研究，把物理概念及其相互聯(lián)系用簡潔的數(shù)學形式表達出來，從而使物理概念量化，形成物理量，并用數(shù)學形式揭示自然界的物理本質(zhì)，把觀察與實驗的結(jié)果上升到理論的高度。

　　2、物理學數(shù)學化的形成——《原理》的出版

　　盡管伽利略、開普勒運用數(shù)學所作的嘗試是卓越的，但都只是用數(shù)學的方法解決局部問題，試探性地對客觀自然現(xiàn)象和經(jīng)驗事實進行部分的定量研究。牛頓在自然科學史上真正實現(xiàn)了物理科學的系統(tǒng)的數(shù)學化。牛頓在物理學上革命性舉動正像他的巨著《自然哲學之數(shù)學原理》的名稱所要表明的那樣，建立起“自然哲學”的數(shù)學原理。在他看來，數(shù)學方法對于研究自然是有效的，是符合物理學的研究本性的也是符合物理學研究的抽象化方向的，微積分與萬有引力定律對物理學以及對航天事業(yè)的影響，足以證明物理學的數(shù)學化是一次正確的革命。

　　牛頓在研究經(jīng)典力學規(guī)律和萬有引力定律時，碰到了一些無法解決的數(shù)學問題，而這些數(shù)學問題用歐幾里德幾何學和16世紀的代數(shù)學是無法解決的，因此牛頓著手研究新的以求曲率、面積、曲線的長度、重心、最大最小值等問題的方法———流數(shù)法(后演變?yōu)槲⒎e分)。牛頓的微積分是從力學脫胎而來的物理模型的痕跡，以機械運動的數(shù)學模型出現(xiàn)，其中的基本概念，如初生量、消失量、瞬、最初比和最后比等概念都來自機械運動，是機械運動瞬間狀態(tài)的數(shù)學抽象。從某種角度上推動了數(shù)學的發(fā)展。

　　3、物理學數(shù)學化的成熟——麥克斯韋方程

　　電磁學從遠古到18世紀中晚期是電磁現(xiàn)象的早期研究階段，以對電磁現(xiàn)象的觀察實驗以及定性研究為主，直到18世紀晚期到19世紀早期，庫侖定律、電流磁效、大陸派超距論電動力學體系才相繼出現(xiàn)， 1861～1865年，麥克斯韋提出電位移和位移電流的概念，把電磁場明確地定義為是一種物質(zhì)，為了定量地刻畫電磁場的轉(zhuǎn)化和電磁波的傳播規(guī)律，麥克斯韋運用應(yīng)用應(yīng)力、變形、壓力、渦動及其他概念、矢量分析和微分方法，并把它的全部表現(xiàn)形態(tài)用個帶可變數(shù)的方程式表述出來，引進了兩組偏微分方程。后來，科學家用這些方程式建立了精密的麥克斯韋方程組。后來赫茲于1886～1888年通過實驗證實了麥克斯韋的預言，也因此徹底否定了電超距論思想，導致了無線電的誕生，開辟了電磁波通訊的新紀元。并從理論上預言了電磁波的存在，建立了麥克斯韋方程組。

　　或通過麥克斯韋方程組，可導出一系列不同波長和頻率的電磁波，并由于波長的量變引起了波特性和功能的質(zhì)變。諸如在這之前就已發(fā)現(xiàn)的紅外線、可見光、紫外線，在這以后陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)的x射線、微波和超短波、中波、長波等無線電波，都屬于電磁波，都可以從這組奇妙的方程中找到各自的位置。

　　5、物理學數(shù)學化的深入——熱力學和統(tǒng)計物理的數(shù)學化

　　麥克斯韋精湛的數(shù)學功底不僅促成了電磁學的統(tǒng)一與發(fā)展，它還極大的推動了統(tǒng)計物理學的發(fā)展。麥克斯韋在對土星環(huán)的研究過程中，遇到了許多概率理論的問題，同時又受到克勞修斯《關(guān)于氣體分子的平均自由路程》(該文將概率思想引入物理學及其計算之中，文章用統(tǒng)計方法推求分子運動平均自由程時采用了速率相等的假定)的影響，從而開始了對氣體動力學的研究。 他于1859年9月21日做了題為《關(guān)于氣體動力理論的說明》的報告，考慮到各個分子實際運動速度不同，利用概率論和統(tǒng)計方法確立了氣體分子按速度分布的統(tǒng)計規(guī)律(麥克斯韋速度分布律)，提了著名的分子運動速度分布律，糾正了前輩學者伯努利和克勞修斯在這方面的錯誤。這個報告初次把統(tǒng)計學用于描述物理現(xiàn)象，標志著新的科學發(fā)展時期的來臨。1860年，麥克斯韋用分子速度分布律和平均自由程的理論推出一個粘滯系數(shù)公式，得到粘滯系數(shù)與氣體分子密度無關(guān)的結(jié)論，并在1866年親自做實驗驗證了這個結(jié)果。1872年，玻爾茲曼引進分子分布函數(shù)定義的H函數(shù)和熵發(fā)表了研究氣體從不平衡過度到平衡的過程的玻爾茲曼方程;1873年，吉布斯用系統(tǒng)參數(shù)的變化表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化，得到熱力學基本方程， ，后又將熱學的唯象論和分子運動論綜合到一個整體，系統(tǒng)研究系綜，發(fā)表《統(tǒng)計力學基本原理》完成統(tǒng)計物理的偉大統(tǒng)一。

　　大學物理科技論文篇二

　　變“學會”物理為“會學”物理

　　伴隨著新課改的逐年實施，新的教學理念逐漸被同行們所接受，并在教學中加以運用。一些新的教學方法、新的教學模式紛紛被推出，學生的主體地位大大提高了。但是，有些同行走的是“花”架子，沒有真正把學生的主體地位還給學生。在新課程的教學中教者必須轉(zhuǎn)變 教育理念，把學生的主體地位真正還給學生，這樣才能有效地搞好新課程教學。在物理課的教學中能讓學生敢于提出問題、善于提出問題、勇于提出問題、樂于提出問題，就是一種主體性還原，同時也達到了讓學生變“學會”物理為“會學”物理的目的。

　　一、敢于提出問題

　　知識始于問題，敢于提出問題的“問題意識”是 科學素養(yǎng)的前提。中學生受生理、心理和知識水平的限制，缺乏敏銳的觀察力,很多的時候不敢提出問題，一方面怕自己對問題找不準，另一方面怕同學恥笑。故教師在課堂上要留有足夠的給學生思考的空間與時間，還要盡可能地多設(shè)計一些情境讓學生去思考，讓學生積極參與課堂活動，自主發(fā)現(xiàn)問題所在，并勇敢地把問題提出來。教者不要探究學生提出問題的價值，也不要探求學生提出問題的可行性，主要是還學生一個發(fā)明創(chuàng)造的起點，形成會學習的開端。

　　二、善于提出問題

　　善于提出問題的“問題意識”是科學素養(yǎng)的核心，這是一個在科學基礎(chǔ)上要做好的準備。要鼓勵學生面對已知和未知的東西都要多問幾個“為什么”、“怎么樣”，不要拘泥于現(xiàn)成的結(jié)論和答案，這樣才有利于培養(yǎng)學生提出問題的能力，培養(yǎng)學生善于提出問題。因此，在教學中要創(chuàng)設(shè)一定的情境，激發(fā)矛盾，促使學生形成問題意識。為了學習光的折射現(xiàn)象，我領(lǐng)著同學們做了一個實驗：實驗裝置是一個玻璃槽中裝水，水中插上一個塑料泡沫片，在泡沫片上粘貼一條用塑料紙剪成的魚，讓學生輪流用鋼絲猛刺水中的魚，結(jié)果無一名學生刺中。回到座位上，同學們議論紛紛，隨之而來的便是一大堆學生心目中的問題。通過巧設(shè)實驗、創(chuàng)設(shè)探究情境，激發(fā)了學生的探究興趣，使學生通過實驗較好地培養(yǎng)了問題意識。也可通過趣味性實驗，使學生由感到驚奇進而產(chǎn)生探究的愿望，促進其產(chǎn)生問題意識。

　　三、勇于提出問題

　　在日常教學活動中，教師應(yīng)充分肯定學生所提出的問題并耐心予以解答，并以不同的方式肯定、鼓勵學生提出問題，努力培養(yǎng)學生的自信心。因為學生是否具有適宜的充分的自信，是影響其活動積極性和效果的必要條件。

　　教師應(yīng)在教學中強化學生的提問意識，這也就要求教師在教學中教給學生發(fā)現(xiàn)問題的方法，應(yīng)引導學生特別注意對關(guān)鍵詞的理解。具體來說，就是在講解新課時要鼓勵學生勇于提問、在知識的上下聯(lián)系比較中要勇于反問、在 總結(jié)知識時還要勇于追問。例如，在講授大氣壓強時，演示水杯倒扣實驗。拿一個透明的玻璃杯裝滿水倒扣過來，水立即灑出來。學生會想到：為什么水會撒出來?再次裝滿水，用紙片貼在杯口上倒扣過來，水沒有灑出來。學生會問：這是為什么?懂得了大氣壓強的作用，學生還會想到：車胎打進很多氣不會爆裂是否與大氣壓強有關(guān)啊?一步一步，一系列問題便迎刃而解了。同時，我也經(jīng)常在課堂上講解某個學生在課外的提問或是直接鼓勵學生自己來講，并對經(jīng)常提問的學生給予適當?shù)谋頁P或獎勵，這些方法都能在其他學生身上引起震動，因為好勝心是每個學生的天性。這樣長期堅持，必定激活學生的思維，促使學生勇于提出問題。當然，培養(yǎng)學生問題意識的途徑有很多，如：通過探究性實驗激發(fā)學生的問題意識;也可引導學生從知識的比較中提出問題、從錯誤中發(fā)現(xiàn)問題;由已知物理事實引導學生產(chǎn)生疑問;或引導學生從生活與物理、社會與物理、環(huán)境與物理、科技與物理等方面去思考并提出問題……

　　四、樂于提出問題

　　由于知識的繼承性，人們的頭腦里都會形成一個比較固定的概念世界。而當某一經(jīng)驗與這個概念世界發(fā)生沖突時，驚奇開始產(chǎn)生，問題開始出現(xiàn)。這時，如果這個“驚奇”以及由驚奇產(chǎn)生的問題反作用于思維世界，那么便會形成擺脫“驚奇”、消除疑問的愿望，這就是創(chuàng)新的渴望。驚奇擺脫了，思維世界又向前邁進一步，創(chuàng)造的花朵開放了。由此可看出，“提出問題”是創(chuàng)造的重大前提，是激發(fā)學生創(chuàng)造性思維的最好途徑，也是學生主體性的充分發(fā)揮。學生能否提出問題，關(guān)鍵在于教師的啟發(fā)和誘導。不管學生提出的問題在教師看來是多么的簡單，都應(yīng)積極鼓勵。只要學生能提出問題，就說明他在積極思考;提出的問題越多，說明思維越活躍、學習積極性越高;培養(yǎng)提出問題的能力不但可以使學生養(yǎng)成好問、多問、深問的習慣，而且還可以培養(yǎng)學生思維的深刻性、靈活性、獨創(chuàng)性及批判性。而教師通過學生所提的問題，也可以及時了解學生的思維動態(tài)，在與學生相互的交流和討論中，二者的思維相互碰撞、相互啟發(fā)、相互引導，最終達到教與學的和諧。培養(yǎng)學生樂于提出問題十分重要。以疑引疑，是一種重要方法，即布置預習內(nèi)容，提供預習提綱，培養(yǎng)學生提問的習慣。課前有一定程度的思考，才能在課堂上提出更多更好的問題，也同時為回答問題、解決問題提供了思路方法。如在學習串并聯(lián)電路的組成這一節(jié)時，我給同學布置了幾個預習題：給你一個電池組、一只小燈泡、一個開關(guān)、導線若干，如何把它們連接成電路，讓開關(guān)控制小燈泡?假如再給你一個小燈泡，如何讓開關(guān)同時控制兩個小燈泡?這兩種連法有什么不同?你們家的燈用的是哪種連接方法?

　　“提出問題——分析問題——解決問題”，這是一個辯證的思維過程，在這個辯證的思維過程中能讓學生學到知識、懂得道理。物理的教學中，教師也要遵循這一理論。只有在教學中，學生提出了問題、分析了問題、解決了問題，才能學到真正的物理知識;在學到知識的同時，也學到了學習的方法，變“學會”物理為“會學”物理。