科技-物理教學發(fā)展的催化劑 論文

科技——物理教學發(fā)展的催化摘要：從18世紀中期到現(xiàn)在經(jīng)歷了三次科技革命，第一次科技革命機器代替手工勞動；第二次蒸汽時代跨進了電氣時代，生產(chǎn)力有了巨大的飛躍；第三次生產(chǎn)工具自動化智能化，給人們的生活帶來便捷。我們現(xiàn)在正處于第四次科技革命的浪潮中，每一次的科技革命都與物理學的發(fā)展有著千絲萬縷的聯(lián)系，中學物理課本內(nèi)容及教學方式也隨之發(fā)生變化。因此，本文以物理學的進程帶動計算機技術(shù)發(fā)展為線索，以新能源發(fā)展、新興的科學技術(shù)為例，探究物理教學內(nèi)容及方式改革與當代科技革命發(fā)展的關(guān)系。關(guān)鍵詞：物理教學方式；信息技術(shù)；新興式科技引言：科技革命以及物理學的發(fā)展歷史相輔相成，物理為科技的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，科技的發(fā)展又促進了物理學的進步。同樣物理教學內(nèi)容及教學方式也經(jīng)過了數(shù)次改革與創(chuàng)新，越往深處研究越能體會到其中的聯(lián)系，本文主要論述了第四次的科技革命延伸出的應用又將會對物理學的教學內(nèi)容以及教學方式產(chǎn)生的影響，以后的教學方式將更加智能化，人性化。一、物理學的發(fā)展概述物理學，它的發(fā)展和形成伴隨著人類的社會實踐。整個物理學的發(fā)展歷史，每個階段都有它的特點，我們大致可以分為物理學的萌芽期、物理學的經(jīng)典時期和物理學的現(xiàn)代時期三個發(fā)展階段。1.1萌芽時期古時候，由于生產(chǎn)水平較低，人們主要依靠視覺和直覺的猜測加想象來認識自然，從而把握自然現(xiàn)象中出現(xiàn)的常見性質(zhì)，因此自然科學中對現(xiàn)象的描述大多數(shù)屬于基本知識，然后進行經(jīng)驗的總結(jié)和猜測。在這時，自然哲學含有物理學知識。然而早期的絕大部分物理學思辨是含糊的、微不足道的和無價值的。大約從阿基米德的時代開始，才慢慢開始有實驗工作。在這個時候，最開始得到迅速發(fā)展的是與生產(chǎn)關(guān)系緊密相連的力學。如靜力學中的簡單機械、杠桿原理、浮力定律等；光學方面，則有了關(guān)于光的直射、折射、反射、小孔成像、凹面鏡、凸面鏡等的知識；電磁學里有摩擦起電、磁石吸鐵等現(xiàn)，根據(jù)這些當時人類發(fā)明了指南針。概括之，從遠古時期直到16世紀中期，由于生產(chǎn)力的不斷進步，加上積累的物理知識，都為實驗科學的產(chǎn)生準備了必要條件并做了一些實驗，但是這些都還稱不上系統(tǒng)的自然科學研究，此時，物理處于萌芽階段。1.2經(jīng)典物理學時期十六世紀中葉至十七世紀后期，歷史上的第一次科技革命在歐洲發(fā)生了。伽利略是近代物理學者中的佼佼者，他把數(shù)學和實驗完美的結(jié)合了起來，為近代科學提供了最為重要的方法和工具。物理學中把實驗和數(shù)學演繹相結(jié)合，推翻了當時的神學的陰影，推翻了亞里士多德眾多思想，如物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變是由于受到力的作用。17世紀后期，英國著名物理學家牛頓廣泛吸收了哥白尼、開普勒、伽利略、笛卡爾等人的研究成果，實現(xiàn)了在自然科學領(lǐng)域的第一次大綜合。數(shù)學領(lǐng)域，他發(fā)明了微積分；光學領(lǐng)域，他發(fā)現(xiàn)太陽光是由七種顏色組成，發(fā)明了反射式望遠鏡；天文學領(lǐng)域，他發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律；力學領(lǐng)域，他系統(tǒng)總結(jié)了力學三大定律，將地球上物體力學與天體力學統(tǒng)一為完整的力學體系。所以現(xiàn)在物理教學中由初中的牛頓第一定律逐漸引入，讓學生了解并引起學生興趣，為以后高中時期物理學習天體內(nèi)容埋下興趣的種子。當時的人們構(gòu)建了很多物理力學模型，如位移，質(zhì)點等一直延續(xù)到現(xiàn)在物理課本中使用。到了19世紀，物理學得到了迅速發(fā)展，在過去被人們認為是與物理學并不相干的內(nèi)容，也在隨著科技的發(fā)展與進步中逐漸顯露出來。所以物理學的偉大成在這一刻顯示出了自然界的統(tǒng)一性。1.3現(xiàn)代物理學時期現(xiàn)代物理學革命中物理學研究對象由低速到高速，由宏觀物質(zhì)到微觀物質(zhì)，由地球表面到宇宙，由外表結(jié)構(gòu)到物質(zhì)內(nèi)部構(gòu)造。相對論的量子力學的建立其理論成果逐漸轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實中的實物，出現(xiàn)了原子能、半導體、計算機、激光等許多新技術(shù)科學。圖1-1物理學發(fā)展圖現(xiàn)在我們正處于第四次科技革命，信息化時代，人們的生產(chǎn)生活已經(jīng)離不開計算機，同樣信息化時代也反哺著現(xiàn)代中學物理教學形式的多樣化，如多媒體教學、遠程教育、課外輔導信息化作業(yè)等等。二、計算機發(fā)展對中學物理教學模式的影響近代物理學的發(fā)展已有三百多年的時間，計算機的誕生是物理學發(fā)展的必然結(jié)果，幾十年來，計算機技術(shù)的高速發(fā)展又為物理學提供了強有力的支持，計算機技術(shù)與物理學相輔相成，相互促進，相互滲透，兩者有高度性的交叉型。而計算機的發(fā)展對中學物理教學模式的改革起到了重大的作用。隨著科技技術(shù)的進步，在現(xiàn)階段的初中教學過程中也融入了許多科技元素，例如以“云課堂”技術(shù)為支撐的“翻轉(zhuǎn)課堂”顛覆了以往傳統(tǒng)的初中物理教學，使現(xiàn)階段的初中物理教學賦予了新的生命。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的融入讓初中物理教學實現(xiàn)了初中學生個性化的發(fā)展，培養(yǎng)了其物理實驗思維，使現(xiàn)代化教育遵循了“以學生發(fā)展為中心”的教育理念。翻轉(zhuǎn)課堂可以讓初中物理實驗的直觀性更強，學生參與物理實驗活動的自主性更強，促進提高初中生參與物理實驗學習的積極性。翻轉(zhuǎn)課堂的教育方式應用在實際教學過程中，教師就需要做大讓課堂教學設計更加緊湊，保證每個環(huán)節(jié)學生能夠參與到里面，重難點也應根據(jù)學生的具體學習情況來去設定，這就大大的增加了老師的課后工作量，所以要求教師第一時間提升自己的業(yè)務水平，但對于學生來說，學習效率提升，思維寬度增加，課堂上的注意力會更加集，整體的受教育水平能夠更上一個臺階?？萍嫉倪M步衍生了很多新時代產(chǎn)物，如手機，平板電腦，微型攝像頭，各種智能搜索軟件等。學生可以利用科技的手段查詢書本上已有的知識、生活中碰到的未知自然現(xiàn)象、對于未知領(lǐng)域的知識的好奇等等。學生接觸的知識面相較之前更廣泛更全面更深入，提出的問題更加尖銳刁鉆，老師在課堂上的應對方式以及教學思路需要改變，具體由一下幾點，首先，新形勢時下的課堂應應用啟發(fā)式教學和討論式教學。學生在課堂上能夠利用新的學習方式獲得自己的答案，且答案更加全面細致。在討論交流的過程中及培養(yǎng)了學生的探究問題的能力也培養(yǎng)了學生團結(jié)合作的意識。其次，課下的作業(yè)方式也應多樣化，個性化。大數(shù)據(jù)下的我們每個人都可以分析，學生的成績可以利用計算機進行科學化的分析，從而給出較為適合學生個人的學習方案，根據(jù)診斷的學情得出學生需要的作業(yè)練習，達到真正的因材施教。三、新能源技術(shù)對中學物理課本內(nèi)容的影響隨著石化資源的逐漸減少，開發(fā)新能源是社會發(fā)展的必然趨勢。當代新能源指太陽能、生物能、風能、地熱能和海洋能等，它們共同的特點是資源豐富、可以再生并且沒有污染或者污染很少。重視開發(fā)新能源，既可以作為常規(guī)能源的補充，又可以改善環(huán)境防止大氣污染，并為未來的社會提供更充足的能源。1905年愛因斯坦狹義相對論以及質(zhì)能關(guān)系的提出，開創(chuàng)了原子核物理和核能應用的新時代。此后，一大批物理學家的進一步研究，奠定了裂變核能與聚變核能應用的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，人類已經(jīng)開始把核能作為能源，建立了核電站。21世紀后半期，受控核聚變能將作為清潔能源使用，開啟了能源可持續(xù)發(fā)展的里程碑。其次，可再生能源的開發(fā)利用是一個新興產(chǎn)業(yè)，開發(fā)潛力巨大。而現(xiàn)在最為成熟的再生能源是太陽能的利用，太陽看成一個巨大的熱源，通過傳播、對流、輻射等傳熱過程取得能量，然后加以利用。太陽能的幾中利用方式中，最具前景就是光電作用，如發(fā)光二極管、光伏發(fā)電。除了這些還有利用風能發(fā)電，但要實現(xiàn)降低風能發(fā)電的成本提升產(chǎn)業(yè)仍需要解決一系列物理和技術(shù)問題。同樣面臨物理問題的還有生物質(zhì)能資源等。新能源問題在之前的中學課本中并沒有切實體現(xiàn)，由于科技的發(fā)展，可再生能源的開發(fā)面臨的物理問題還有很多，能還需要付出巨大的努力，目前課本體現(xiàn)出來的是對學生從小加強節(jié)約能源思想，讓學生了解能源的來之不易以及目前面臨的能源短缺問題，課堂延伸讓學生了解物理學基礎(chǔ)研究與應用的深入發(fā)展，可為能源可持續(xù)發(fā)展做出多方面的貢獻。四、總結(jié)現(xiàn)代新興科技涉及到各個領(lǐng)域，因為物理學是一門基礎(chǔ)科學，它研究的是物質(zhì)運動的基本規(guī)律，順應時代的發(fā)展走到今天影響著各個方面，教學內(nèi)容及方式只是其中的一小點，但前進的路程的不止一大步。科技需要改革創(chuàng)新物理學因此受到鞭策有進展，才能推動科技的發(fā)展，科技發(fā)展又帶動新的教學內(nèi)容以及教學方式的出現(xiàn)，學生培養(yǎng)更加高效呈現(xiàn)正循環(huán)的社會進步。參考文獻：[1]姜振寰.關(guān)于物理學史的分期[J].哈爾濱工業(yè)大學學報(社會科學版).2006，(01)：2]張丹.物理學與人類社會文明[J].科技信息，2009(23)：175.3]陳峻，吳福根，周譽昌.淺談大學物理實驗緒論課的教學[J].中國現(xiàn)代教育裝備.20