大学物理科技论文

大学物理科技论文

　　物理(physics)即万物皆有理，指事物的内在规律，事物的道理，是研究物质(质量)结构、物质相互作用和运动规律的自然科学，这是学习啦小编为大家整理的大学物理科技论文，仅供参考!

　　大学物理科技论文篇一

　　研究物理数学化，走进有趣的物理

　　1、物理学数学化的开始——数学实验方法

　　伽利略被誉为近代物理学之父，他把实验与数学相结合，开创了近代科学的有效研究方法——数学实验方法。伽利略起初的研究可以分为三个步骤：(1)提取出从现象中获取的直观认识的主要部分，用最简单的数学形式表示出来，以建立量的概念;(2)由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系;(3)通过实验证实这种数量关系。[3]匀加速运动规律的研究展示了他的跨时代研究方法。

　　伽利略从斜面滚球实验开启了物理实验现象到推理的进化，而在落体运动的研究中，伽利略改变了中世纪物理学虚假的世界，改变了物理学形而上学和常识“观察”相结合中盘旋的状态。确立了正确的“自由落体定律”： 、 。伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。否定了“亚里士多德的主要错误是，他的物理学忽略了，甚至排除了不可动摇的数学哲学这个基础。[1]”

　　经过后人的巩固与整理，形成了目前的实验——数学方法是：在实验的基础上，重视把数学概念、理论、公式用于对物体运动的研究，把物理概念及其相互联系用简洁的数学形式表达出来，从而使物理概念量化，形成物理量，并用数学形式揭示自然界的物理本质，把观察与实验的结果上升到理论的高度。

　　2、物理学数学化的形成——《原理》的出版

　　尽管伽利略、开普勒运用数学所作的尝试是卓越的，但都只是用数学的方法解决局部问题，试探性地对客观自然现象和经验事实进行部分的定量研究。牛顿在自然科学史上真正实现了物理科学的系统的数学化。牛顿在物理学上革命性举动正像他的巨著《自然哲学之数学原理》的名称所要表明的那样，建立起“自然哲学”的数学原理。在他看来，数学方法对于研究自然是有效的，是符合物理学的研究本性的也是符合物理学研究的抽象化方向的，微积分与万有引力定律对物理学以及对航天事业的影响，足以证明物理学的数学化是一次正确的革命。

　　牛顿在研究经典力学规律和万有引力定律时，碰到了一些无法解决的数学问题，而这些数学问题用欧几里德几何学和16世纪的代数学是无法解决的，因此牛顿着手研究新的以求曲率、面积、曲线的长度、重心、最大最小值等问题的方法———流数法(后演变为微积分)。牛顿的微积分是从力学脱胎而来的物理模型的痕迹，以机械运动的数学模型出现，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来自机械运动，是机械运动瞬间状态的数学抽象。从某种角度上推动了数学的发展。

　　3、物理学数学化的成熟——麦克斯韦方程

　　电磁学从远古到18世纪中晚期是电磁现象的早期研究阶段，以对电磁现象的观察实验以及定性研究为主，直到18世纪晚期到19世纪早期，库仑定律、电流磁效、大陆派超距论电动力学体系才相继出现， 1861～1865年，麦克斯韦提出电位移和位移电流的概念，把电磁场明确地定义为是一种物质，为了定量地刻画电磁场的转化和电磁波的传播规律，麦克斯韦运用应用应力、变形、压力、涡动及其他概念、矢量分析和微分方法，并把它的全部表现形态用个带可变数的方程式表述出来，引进了两组偏微分方程。后来，科学家用这些方程式建立了精密的麦克斯韦方程组。后来赫兹于1886～1888年通过实验证实了麦克斯韦的预言，也因此彻底否定了电超距论思想，导致了无线电的诞生，开辟了电磁波通讯的新纪元。并从理论上预言了电磁波的存在，建立了麦克斯韦方程组。

　　或通过麦克斯韦方程组，可导出一系列不同波长和频率的电磁波，并由于波长的量变引起了波特性和功能的质变。诸如在这之前就已发现的红外线、可见光、紫外线，在这以后陆续被发现的x射线、微波和超短波、中波、长波等无线电波，都属于电磁波，都可以从这组奇妙的方程中找到各自的位置。

　　5、物理学数学化的深入——热力学和统计物理的数学化

　　麦克斯韦精湛的数学功底不仅促成了电磁学的统一与发展，它还极大的推动了统计物理学的发展。麦克斯韦在对土星环的研究过程中，遇到了许多概率理论的问题，同时又受到克劳修斯《关于气体分子的平均自由路程》(该文将概率思想引入物理学及其计算之中，文章用统计方法推求分子运动平均自由程时采用了速率相等的假定)的影响，从而开始了对气体动力学的研究。 他于1859年9月21日做了题为《关于气体动力理论的说明》的报告，考虑到各个分子实际运动速度不同，利用概率论和统计方法确立了气体分子按速度分布的统计规律(麦克斯韦速度分布律)，提了著名的分子运动速度分布律，纠正了前辈学者伯努利和克劳修斯在这方面的错误。这个报告初次把统计学用于描述物理现象，标志着新的科学发展时期的来临。1860年，麦克斯韦用分子速度分布律和平均自由程的理论推出一个粘滞系数公式，得到粘滞系数与气体分子密度无关的结论，并在1866年亲自做实验验证了这个结果。1872年，玻尔兹曼引进分子分布函数定义的H函数和熵发表了研究气体从不平衡过度到平衡的过程的玻尔兹曼方程;1873年，吉布斯用系统参数的变化表示系统内能的变化，得到热力学基本方程， ，后又将热学的唯象论和分子运动论综合到一个整体，系统研究系综，发表《统计力学基本原理》完成统计物理的伟大统一。

　　大学物理科技论文篇二

　　变“学会”物理为“会学”物理

　　伴随着新课改的逐年实施，新的教学理念逐渐被同行们所接受，并在教学中加以运用。一些新的教学方法、新的教学模式纷纷被推出，学生的主体地位大大提高了。但是，有些同行走的是“花”架子，没有真正把学生的主体地位还给学生。在新课程的教学中教者必须转变 教育理念，把学生的主体地位真正还给学生，这样才能有效地搞好新课程教学。在物理课的教学中能让学生敢于提出问题、善于提出问题、勇于提出问题、乐于提出问题，就是一种主体性还原，同时也达到了让学生变“学会”物理为“会学”物理的目的。

　　一、敢于提出问题

　　知识始于问题，敢于提出问题的“问题意识”是 科学素养的前提。中学生受生理、心理和知识水平的限制，缺乏敏锐的观察力,很多的时候不敢提出问题，一方面怕自己对问题找不准，另一方面怕同学耻笑。故教师在课堂上要留有足够的给学生思考的空间与时间，还要尽可能地多设计一些情境让学生去思考，让学生积极参与课堂活动，自主发现问题所在，并勇敢地把问题提出来。教者不要探究学生提出问题的价值，也不要探求学生提出问题的可行性，主要是还学生一个发明创造的起点，形成会学习的开端。

　　二、善于提出问题

　　善于提出问题的“问题意识”是科学素养的核心，这是一个在科学基础上要做好的准备。要鼓励学生面对已知和未知的东西都要多问几个“为什么”、“怎么样”，不要拘泥于现成的结论和答案，这样才有利于培养学生提出问题的能力，培养学生善于提出问题。因此，在教学中要创设一定的情境，激发矛盾，促使学生形成问题意识。为了学习光的折射现象，我领着同学们做了一个实验：实验装置是一个玻璃槽中装水，水中插上一个塑料泡沫片，在泡沫片上粘贴一条用塑料纸剪成的鱼，让学生轮流用钢丝猛刺水中的鱼，结果无一名学生刺中。回到座位上，同学们议论纷纷，随之而来的便是一大堆学生心目中的问题。通过巧设实验、创设探究情境，激发了学生的探究兴趣，使学生通过实验较好地培养了问题意识。也可通过趣味性实验，使学生由感到惊奇进而产生探究的愿望，促进其产生问题意识。

　　三、勇于提出问题

　　在日常教学活动中，教师应充分肯定学生所提出的问题并耐心予以解答，并以不同的方式肯定、鼓励学生提出问题，努力培养学生的自信心。因为学生是否具有适宜的充分的自信，是影响其活动积极性和效果的必要条件。

　　教师应在教学中强化学生的提问意识，这也就要求教师在教学中教给学生发现问题的方法，应引导学生特别注意对关键词的理解。具体来说，就是在讲解新课时要鼓励学生勇于提问、在知识的上下联系比较中要勇于反问、在 总结知识时还要勇于追问。例如，在讲授大气压强时，演示水杯倒扣实验。拿一个透明的玻璃杯装满水倒扣过来，水立即洒出来。学生会想到：为什么水会撒出来?再次装满水，用纸片贴在杯口上倒扣过来，水没有洒出来。学生会问：这是为什么?懂得了大气压强的作用，学生还会想到：车胎打进很多气不会爆裂是否与大气压强有关啊?一步一步，一系列问题便迎刃而解了。同时，我也经常在课堂上讲解某个学生在课外的提问或是直接鼓励学生自己来讲，并对经常提问的学生给予适当的表扬或奖励，这些方法都能在其他学生身上引起震动，因为好胜心是每个学生的天性。这样长期坚持，必定激活学生的思维，促使学生勇于提出问题。当然，培养学生问题意识的途径有很多，如：通过探究性实验激发学生的问题意识;也可引导学生从知识的比较中提出问题、从错误中发现问题;由已知物理事实引导学生产生疑问;或引导学生从生活与物理、社会与物理、环境与物理、科技与物理等方面去思考并提出问题……

　　四、乐于提出问题

　　由于知识的继承性，人们的头脑里都会形成一个比较固定的概念世界。而当某一经验与这个概念世界发生冲突时，惊奇开始产生，问题开始出现。这时，如果这个“惊奇”以及由惊奇产生的问题反作用于思维世界，那么便会形成摆脱“惊奇”、消除疑问的愿望，这就是创新的渴望。惊奇摆脱了，思维世界又向前迈进一步，创造的花朵开放了。由此可看出，“提出问题”是创造的重大前提，是激发学生创造性思维的最好途径，也是学生主体性的充分发挥。学生能否提出问题，关键在于教师的启发和诱导。不管学生提出的问题在教师看来是多么的简单，都应积极鼓励。只要学生能提出问题，就说明他在积极思考;提出的问题越多，说明思维越活跃、学习积极性越高;培养提出问题的能力不但可以使学生养成好问、多问、深问的习惯，而且还可以培养学生思维的深刻性、灵活性、独创性及批判性。而教师通过学生所提的问题，也可以及时了解学生的思维动态，在与学生相互的交流和讨论中，二者的思维相互碰撞、相互启发、相互引导，最终达到教与学的和谐。培养学生乐于提出问题十分重要。以疑引疑，是一种重要方法，即布置预习内容，提供预习提纲，培养学生提问的习惯。课前有一定程度的思考，才能在课堂上提出更多更好的问题，也同时为回答问题、解决问题提供了思路方法。如在学习串并联电路的组成这一节时，我给同学布置了几个预习题：给你一个电池组、一只小灯泡、一个开关、导线若干，如何把它们连接成电路，让开关控制小灯泡?假如再给你一个小灯泡，如何让开关同时控制两个小灯泡?这两种连法有什么不同?你们家的灯用的是哪种连接方法?

　　“提出问题——分析问题——解决问题”，这是一个辩证的思维过程，在这个辩证的思维过程中能让学生学到知识、懂得道理。物理的教学中，教师也要遵循这一理论。只有在教学中，学生提出了问题、分析了问题、解决了问题，才能学到真正的物理知识;在学到知识的同时，也学到了学习的方法，变“学会”物理为“会学”物理。