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篇1

關(guān)鍵詞 化工專業(yè) 培養(yǎng)目標(biāo) 課程設(shè)置 就業(yè)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Chemical Engineering of China Three Gorges University

Materials and Chemical Engineering College

ZHANG Zhengguang， LI Deying

（College of Chemistry and Life Sciences， China Three Gorges University， Yichang， Hubei 443002）

Abstract This paper discussed from three aspects of training target， material and Chemical Engineering College of China Three Gorges University chemical professional courses and introduction and the graduates employment， clear learning objective to play a certain role for Chemical Engineering Freshmen to adapt to the new school environment.

Key words chemical engineering; training objectives; curriculum; employment

三峽大學(xué)材料與化工學(xué)院2014級新生馬上就要入學(xué)了，新生可能在思考諸多問題。我們談三個(gè)方面的問題，供新生參考。（1）通過四年大學(xué)學(xué)習(xí)后同學(xué)們將成為什么樣的人？（2）化工專業(yè)開設(shè)那些課程？（3）同學(xué)們畢業(yè)后就業(yè)前景怎樣？

首先談?wù)?/a>通過四年大學(xué)學(xué)習(xí)后同學(xué)們將成為什么樣的人。

總而言之，對同學(xué)們的培養(yǎng)目標(biāo)是成為厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級化工工程師。工程師指具有從事工程系統(tǒng)操作、設(shè)計(jì)、管理，評估能力的人員。按職稱（資格）高低，分為：研究員級高級工程師（正高級）、教授級高級工程師（正高級）、高級工程師（副高級）、工程師（中級），助理工程師（初級）。一般來講，要把同學(xué)們培養(yǎng)成為具有創(chuàng)新意識(shí)，具備系統(tǒng)、扎實(shí)的化工專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能，寬廣的專業(yè)面知識(shí)，具有一定的化工新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)的研發(fā)能力和較強(qiáng)的工程設(shè)計(jì)能力，一定的市場認(rèn)知和開拓能力，良好的外語及信息獲取能力，能夠勝任化工、石油、能源、環(huán)保、醫(yī)藥、食品及勞動(dòng)安全等部門的工程、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和科學(xué)研究的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。

與培養(yǎng)目標(biāo)相應(yīng)，需要開設(shè)哪些化工專業(yè)課程呢？下面對它們作簡略介紹。

“體育”課程的作用是促進(jìn)同學(xué)們身心發(fā)展，增強(qiáng)體質(zhì)，并對同學(xué)們進(jìn)行道德品質(zhì)的教育，使同學(xué)們能很好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

“軍事理論”課程以國防教育為主線，通過軍事課教學(xué)，使大學(xué)生掌握基本軍事理論與軍事技能，增強(qiáng)國防觀念和國家安全意識(shí)，強(qiáng)化愛國主義、集體主義觀念，加強(qiáng)組織紀(jì)律性，促進(jìn)大學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

“軍事訓(xùn)練”是借助軍事化訓(xùn)練，培養(yǎng)同學(xué)們克服困難的能力，培養(yǎng)堅(jiān)強(qiáng)的毅力、良好的溝通和協(xié)作能力、百折不撓、打不爛拖不垮的鐵血精神，對待生活持正確態(tài)度，全面提升個(gè)人綜合素質(zhì)。

“大學(xué)生心理健康教育”是提高大學(xué)生的心理素質(zhì)，提高大學(xué)生的自我調(diào)節(jié)和自我成長能力，并有助于同學(xué)們社會(huì)能力、方法能力的形成。

“形勢與政策”是促進(jìn)同學(xué)們用基本觀點(diǎn)、立場和方法，深入了解國情民情、準(zhǔn)確把握社會(huì)發(fā)展動(dòng)向，提高認(rèn)識(shí)問題、分析問題、解決問題的能力。

“大學(xué)英語”和“專業(yè)英語”（內(nèi)容涉及無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程等。）是對中學(xué)英語的深化，有助于國際交流與合作。

“基本原理”是科學(xué)體系的基本理論、基本范疇，是其立場、觀點(diǎn)和方法的理論表達(dá)，是科學(xué)的世界觀和科學(xué)的方法論。對于同學(xué)們的學(xué)習(xí)和生活及將來的工作都具有指導(dǎo)意義。

“思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論”講述中國化的歷史進(jìn)程和理論成果、中國化理論成果的精髓、理論、社會(huì)主義改造理論、社會(huì)主義的本質(zhì)和根本任務(wù)、社會(huì)主義初級階段理論等等。

“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”是使同學(xué)們了解大學(xué)生活的特點(diǎn)，樹立新的學(xué)習(xí)理念;引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)當(dāng)代大學(xué)生的歷史使命，樹立正確的成才目標(biāo);使大學(xué)生理解社會(huì)主義榮辱觀的科學(xué)內(nèi)涵和實(shí)踐社會(huì)主義榮辱觀的重要意義;理解和踐行“富強(qiáng)、民主、文明、和諧、自由、平等、公正、法治、愛國、敬業(yè)、誠信、友善”社會(huì)主義核心價(jià)值觀;培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和生活的能力，努力塑造良好的自我形象。

“中國近現(xiàn)代史綱要”主要講述近、現(xiàn)代時(shí)期中國人民反對外國侵略斗爭，探索國家出路，改革浪潮中的大，中國革命的新道路，中華民族的努力奮斗，改革開放與現(xiàn)代化建設(shè)等內(nèi)容。使同學(xué)們不忘國恥，堅(jiān)持四項(xiàng)基本原則，堅(jiān)持一個(gè)中心，兩個(gè)基本點(diǎn)，構(gòu)筑中華民族復(fù)興夢。

“大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)”包括大學(xué)生就業(yè)的政策指導(dǎo)、技術(shù)指導(dǎo)、法律指導(dǎo)、創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)、就業(yè)生涯規(guī)劃指導(dǎo)、就業(yè)崗前指導(dǎo)等內(nèi)容，為同學(xué)們將來就業(yè)指明方向。

“創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)”為同學(xué)們指明創(chuàng)業(yè)之路，為解決在創(chuàng)業(yè)過程中遇到的問題提供思路和方法，為同學(xué)們將來自主創(chuàng)業(yè)奠定一定的理論基礎(chǔ)。

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，主要介紹計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、Windows XP、Word 2003、Excel 2003、PowerPoint 2003、Office 2010、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、Photoshop、Flash、FrontPage 2003和Access 2003等，同時(shí)還概要介紹了Windows 7和DOS等內(nèi)容。主要訓(xùn)練同學(xué)們在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中非程序設(shè)計(jì)部分的操作能力，培養(yǎng)同學(xué)們的計(jì)算機(jī)文化素養(yǎng)。

“計(jì)算機(jī)語言C”廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)軟件、桌面系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、音頻視頻、游戲娛樂等諸多領(lǐng)域，是世界上使用最廣泛的編程語言之一。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，C/C++技術(shù)在3G網(wǎng)絡(luò)通信（移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、Zigbee等專用網(wǎng)絡(luò)）、多媒體處理、智能識(shí)別等領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的推動(dòng)和發(fā)展。

“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“無機(jī)化學(xué)”及“有機(jī)化學(xué)”都是同學(xué)們在中學(xué)已經(jīng)涉及的課程，其研究對象不變，但是，內(nèi)容卻大大拓寬和加深了，研究手段也發(fā)生了質(zhì)的變化。

“物理化學(xué)”是一門從物理學(xué)角度分析物質(zhì)系統(tǒng)化學(xué)行為的原理、規(guī)律和方法的學(xué)科，可謂近代化學(xué)的原理根基。

“能源化工”是對一次能源和二次能源的加工和有效利用。一次能源指從自然界獲得可直接應(yīng)用的熱能或動(dòng)力，通常包括煤、石油、天然氣等化石燃料及水能、熱能等。二次能源指從一次能源經(jīng)過各種化工過程制得的使用價(jià)值更高的燃料，例如，由石油煉制得到的汽油、柴油、重油等。本課程講述通過改進(jìn)化工生產(chǎn)工藝，可以減少能耗，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

“高分子物理化學(xué)”是以高分子鏈為中心內(nèi)容的研究領(lǐng)域。它包括天然的和合成的高聚物在聚合過程中所生成的高分子鏈的分子量分布，鏈結(jié)構(gòu)的序列分布，支化、交聯(lián)、降解和其他化學(xué)反應(yīng)過程的鏈結(jié)構(gòu)理論分析，分子鏈的構(gòu)象統(tǒng)計(jì)，稀溶液性質(zhì)，溶液理論等內(nèi)容。

“現(xiàn)代化工概論”使同學(xué)們學(xué)習(xí)和了解現(xiàn)代化工概貌及其工程與技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，化工各領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)、典型生產(chǎn)過程及發(fā)展的方向等，同時(shí)結(jié)合新世紀(jì)化工面臨的挑戰(zhàn)闡述了傳統(tǒng)化工向綠色化、精細(xì)化、高科技化的現(xiàn)代化工的發(fā)展趨勢。

“化工分離工程”講述化工生產(chǎn)過程中，原料或中間產(chǎn)物或粗產(chǎn)品等混合物的分離，利用被分離組分間的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異，采用機(jī)械分離工程方法或傳質(zhì)分離工程方法將混合物分離開來。

“化工傳遞過程”著重闡述動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的傳遞實(shí)質(zhì)和規(guī)律，以及傳遞過程中強(qiáng)度量分布和傳遞速率。

“化工過程模擬”主要介紹化工過程模擬的基本原理和應(yīng)用，重點(diǎn)講述主要化工單元過程的計(jì)算。

“儀器分析”是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)的性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的一種分析方法。利用比較特殊的儀器，采用幾十種分析方法，對物質(zhì)進(jìn)行定性分析、定量分析和形態(tài)分析。同學(xué)們將學(xué)習(xí)多種分析方法的原理、操作及應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的許多物理量的測量。

“化工過程設(shè)計(jì)及開發(fā)“是研究如何進(jìn)行化工產(chǎn)品開發(fā)?；ぎa(chǎn)品開發(fā)是新的化工產(chǎn)品或新的化工工藝經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室研究、放大試驗(yàn)到工業(yè)化生產(chǎn)的全過程。課程涉及合成、工藝、工程、設(shè)備、控制、經(jīng)濟(jì)及環(huán)保等多種學(xué)科知識(shí)，是從學(xué)習(xí)化工專業(yè)知識(shí)到應(yīng)用知識(shí)的橋梁。通過學(xué)習(xí)，同學(xué)們可以了解新的化工產(chǎn)品開發(fā)的過程和開發(fā)的方法。

“化工熱力學(xué)”是熱力學(xué)化學(xué)工程領(lǐng)域的一門學(xué)科，是以熱力學(xué)第一定律及第二定律出發(fā)，研究化工過程中各種能量的相互轉(zhuǎn)化和有效利用以及研究變化過程達(dá)到平衡的理論極限、條件或狀態(tài)，是化工過程開發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的理論依據(jù)和有力的工具。

“化工系統(tǒng)工程“是對化工生產(chǎn)過程中的某個(gè)系統(tǒng)，謀求該系統(tǒng)的整體優(yōu)化，即合理確定和控制系統(tǒng)各個(gè)組成部分輸入、輸出狀態(tài)，使得反映系統(tǒng)效益的某種定量函數(shù)達(dá)到最大值或最小值。這種體現(xiàn)系統(tǒng)整體目標(biāo)的函數(shù)稱為目標(biāo)函數(shù)。例如進(jìn)行某個(gè)化工裝置的最優(yōu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常選用投資費(fèi)用和操作費(fèi)用作為目標(biāo)函數(shù)，以尋求總費(fèi)用最小的設(shè)計(jì)方案。

“化學(xué)反應(yīng)工程”是以工業(yè)反應(yīng)過程為主要研究對象，以反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)、反應(yīng)過程的優(yōu)化和反應(yīng)器設(shè)計(jì)為主要目的的一門新興工程學(xué)科。

篇2

摘要:

物理概念作為物理學(xué)知識(shí)體系的支柱，對其理解和掌握的程度直接影響到教學(xué)質(zhì)量。對物理概念教學(xué)的實(shí)施原則和方式進(jìn)行了探討:實(shí)施要求在知識(shí)傳授過程中不僅僅停留在概念本身，更需要從物理概念的需求背景、本質(zhì)內(nèi)涵和外延、適用范圍、缺陷和改進(jìn)等諸多方面進(jìn)行講解，使學(xué)生形成一個(gè)完整清晰的物理圖像。實(shí)施方式要求創(chuàng)造好的學(xué)習(xí)環(huán)境來激發(fā)學(xué)生的興趣以及調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力。通過有效啟發(fā)學(xué)生的思考，并使其受到科學(xué)精神的感染，達(dá)到有效理解和掌握物理概念的目的。

關(guān)鍵詞:

物理學(xué)概念;科學(xué)素質(zhì);科學(xué)精神;教學(xué)方法;教學(xué)效果

物理學(xué)是研究宇宙中存在的各種基本物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)和相互作用規(guī)律的學(xué)科，是人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的工具。大學(xué)開設(shè)的物理基礎(chǔ)課，可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和品質(zhì)，也為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)［1］。物理基本概念用于概括、歸納、表述事物變化的基本規(guī)律，是學(xué)科基礎(chǔ)，對其深入學(xué)習(xí)可培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)的研究方法和思維［2］。

1物理概念教學(xué)的意義

大學(xué)物理通過向?qū)W生傳授基礎(chǔ)物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生基本的物理思維能力、科學(xué)品質(zhì)以及物理學(xué)研究方法［3］。物理學(xué)概念(包括原理、定理、定律)是針對學(xué)科發(fā)展需要，在實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)上，通過反復(fù)的概括、抽象和歸納得到的，體現(xiàn)了學(xué)科的思維和發(fā)展方向，相應(yīng)的學(xué)習(xí)和掌握至關(guān)重要［2］。

1．1培養(yǎng)解決和分析問題的能力

物理概念是物理學(xué)發(fā)展的支柱，任何一門物理學(xué)分支的發(fā)展都離不開特有物理概念的引入。如力學(xué)的發(fā)展，離不開力、力矩、動(dòng)量、能量等基本物理概念的支撐。為了描述阻止物體的力，引入摩擦力，根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)方式不同，又分為滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦力;為了研究物體的形變特性，引入了壓力、剪切力等概念［4］。

1．2培養(yǎng)物理學(xué)的辯證和統(tǒng)一研究思維

有些物理概念是矛盾的結(jié)合體，如光的本質(zhì)，即“波粒二象性”，對其認(rèn)識(shí)一波三折。最早笛卡爾、牛頓的微粒學(xué)說，成功解釋了光的直線傳播現(xiàn)象。波動(dòng)學(xué)說起源于胡克，認(rèn)為光是類似水波振動(dòng)，惠更斯提出光是縱波?！芭ｎD環(huán)”體現(xiàn)了光的波動(dòng)性，卻以微粒和以太進(jìn)行解釋。隨著托馬斯•楊干涉、菲涅耳衍射、麥克斯韋電磁場理論研究，以及赫茲(Hertz)對光的電磁波本質(zhì)實(shí)驗(yàn)證明，人們逐步接受了光的波動(dòng)性。直到19世紀(jì)末，在光電效應(yīng)研究基礎(chǔ)上，愛因斯坦提出了光的“波粒二象性”［5］，為新學(xué)說奠定了基礎(chǔ)，如康普頓效應(yīng)，德布羅意物質(zhì)波、測不準(zhǔn)原理、薛定諤波動(dòng)方程等。

1．3培養(yǎng)融會(huì)貫通、觸類旁通能力

很多物理概念會(huì)經(jīng)歷提出、實(shí)驗(yàn)或理論證實(shí)，逐步推廣和深化，甚至擴(kuò)展到其他領(lǐng)域的過程。這說明該概念的思維反映事物本質(zhì)，精確描述了對象特征。如熱學(xué)里“熵”概念，最先由克勞修斯(Clausius)基于描述熱機(jī)循環(huán)狀態(tài)的需要而提出，后來分子運(yùn)動(dòng)論將其解釋為不可逆熱力學(xué)過程是趨向于概論增加的態(tài)變化(波耳茲曼熵)。經(jīng)過多年沉淀，又被控制論、數(shù)論、概率論、生命科學(xué)、天體物理等領(lǐng)域引入并應(yīng)用，說明其思維方式被認(rèn)同［6］。教學(xué)中可以把熵作為專題進(jìn)行講解，從不同學(xué)科集中闡述物理思維。

2物理概念教學(xué)的方法

大學(xué)物理學(xué)的教學(xué)目的如下:

1)通過掌握基礎(chǔ)物理知識(shí)，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)知識(shí)打好基礎(chǔ);

2)全面了解物理學(xué)研究方法、基本概念、物理圖像以及歷史淵源、發(fā)展等;

3)培養(yǎng)和提高大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、思想、品質(zhì)、精神等，通過了解科學(xué)發(fā)展的曲折和艱辛，科學(xué)研究的合作和樂趣等，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)品格，使其初步具備科學(xué)研究能力［1，7］。下面結(jié)合物理學(xué)特點(diǎn)以及教育理論和實(shí)踐，對物理概念教學(xué)方法進(jìn)行探討。

2．1引入物理概念背景的教育需求

介紹物理學(xué)概念背景幫助學(xué)生充分理解概念引入的意義和作用。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我思考，如:若你們在此背景下引入新概念，應(yīng)該采用什么概念來描述物質(zhì)特性或規(guī)律，它與現(xiàn)有概念相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?通過學(xué)生的深入思考和討論，使其充分認(rèn)識(shí)和理解所引物理學(xué)概念的意義和重要性。這也是啟發(fā)式教學(xué)的常用方式［8］。如講解微粒比表面時(shí)，根據(jù)背景提問:對于一個(gè)物體而言，表面原子存在大量斷鍵而很不穩(wěn)定，表現(xiàn)為較強(qiáng)活性，是不是體積越大活性越強(qiáng)?通過討論發(fā)現(xiàn)單純的體積特征不合理，體積越大，內(nèi)部包含原子數(shù)越多。進(jìn)一步提問:如何描述微?；钚?，并進(jìn)行相應(yīng)對比?這會(huì)激發(fā)學(xué)生的興趣，出現(xiàn)類似單位質(zhì)量的物質(zhì)表面等答案。最后，指出微觀粒子的尺寸效應(yīng)最為重要，引出單位體積的表面積概念，即比表面積。

2．2講清物理概念的本質(zhì)內(nèi)涵和外延物理概念的發(fā)展

體現(xiàn)在內(nèi)涵不斷豐富和外延在不同領(lǐng)域的擴(kuò)展。溫度概念的發(fā)展就體現(xiàn)了內(nèi)涵的豐富，從表征“環(huán)境的冷熱程度”到“分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度”，再到“物體內(nèi)部分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度”，最后推廣到“粒子集居數(shù)的反轉(zhuǎn)現(xiàn)象”，也就是“系統(tǒng)處于總能量高于平均能量的狀態(tài)”，并提出負(fù)溫度的概念。折射率的概念則體現(xiàn)了其外延的擴(kuò)展，最初表征不同材料之間的偏折，后表征傳播速度。其實(shí)光傳輸?shù)乃俣葲Q定于材料原子之間電場的大小，也體現(xiàn)了原子結(jié)合力的高低，所以所承載的外延信息很多，包括光學(xué)、原子物理以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)等不同學(xué)科。一些物理學(xué)概念是聯(lián)系不同領(lǐng)域的紐帶，如阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，對其內(nèi)涵的理解比單純數(shù)值更有意義。

2．3循序漸進(jìn)和系統(tǒng)性的教學(xué)

有些概念貫穿于整個(gè)物理學(xué)體系中，需要多學(xué)科的共同學(xué)習(xí)才能深入和系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)。以物理學(xué)中極其重要的“場”的概念為例，最先由法拉第(Faraday)基于電磁相互作用的超距觀點(diǎn)提出并進(jìn)行直觀描述;隨后麥克斯韋從數(shù)學(xué)上推導(dǎo)了電場和磁場強(qiáng)度的波動(dòng)方程，深刻地闡述了電磁場能量的分布［9］;列別捷夫(Lebedev)通過對光壓的觀測證明了電磁場動(dòng)量特性;愛因斯坦狹義相對論的創(chuàng)立，證明場是物質(zhì)存在的一種形式，具有能量、動(dòng)量和質(zhì)量;量子力學(xué)體現(xiàn)了場的“波粒二象性”;電磁場量子理論證明光子是電磁場的基本微粒，可與正負(fù)電子對相互轉(zhuǎn)化，具有實(shí)物轉(zhuǎn)化性，豐富了場的物理本質(zhì)和內(nèi)涵［10］?！皥觥痹陔姶艑W(xué)、力學(xué)、相對論、量子力學(xué)等領(lǐng)域都有體現(xiàn)。教學(xué)中要從“場”的基本特性、規(guī)律和共性出發(fā)，逐步深入:最初通過力學(xué)中重力(萬有引力)引入重力場強(qiáng)、重力勢能(引力場強(qiáng)、引力勢函數(shù))，初步建立場的概念;電磁學(xué)或電動(dòng)力學(xué)則通過電荷庫侖力場引入庫侖場強(qiáng)和庫侖勢，通過場矢量的通量分析和環(huán)流分析分別得到高斯定理和安培環(huán)路定理;相對論和量子力學(xué)通過波函數(shù)分析進(jìn)一步加深對場的理解。

2．4引入必要的物理學(xué)史教育

物理學(xué)的發(fā)展過程是科學(xué)家為了解決自然界遇到的新問題而不斷探索的過程，所提物理概念是對所描述對象的高度概括［11］。新概念的提出、完善和修正需要科學(xué)檢驗(yàn)和論證，錯(cuò)誤的被或修正，正確的被采用或推廣，這體現(xiàn)了物理學(xué)思維方式。結(jié)合物理學(xué)史，對成功或失敗的物理概念進(jìn)行分析和對比，有助于培養(yǎng)學(xué)生理性思維。成功實(shí)例:原子物理中“紫外災(zāi)難”催生了普朗克(planck)的量子概念，后來愛因斯坦的光量子說，成功地解釋了光電效應(yīng)，開啟了量子力學(xué)新篇章;描述基本粒子單元的夸克(quark)概念，被逐漸證實(shí)。失敗實(shí)例:描述光傳輸?shù)摹耙蕴备拍畋粚?shí)驗(yàn)否定。當(dāng)前還有很多概念亟待進(jìn)一步論證，波爾(Bohr)與愛因斯坦關(guān)于量子力學(xué)的著名論戰(zhàn)就是一個(gè)很好的證明。這可以培養(yǎng)學(xué)生思辨的習(xí)慣、求實(shí)的精神和相互包容的優(yōu)良品質(zhì)。

2．5構(gòu)建清晰物理圖像

很多概念的提出都基于不同的研究思路和思維，需要建立完整清晰的物理圖像再現(xiàn)其物理思維和描述意義［12］。以麥克斯韋方程組為例，它體現(xiàn)了電磁學(xué)基本研究思路:對電場和磁場進(jìn)行曲面和曲線積分，得到相應(yīng)的源。學(xué)科適用范圍體現(xiàn)了不同思維，如電磁學(xué)規(guī)律是基于宏觀的分析，量子力學(xué)是處理微觀世界的規(guī)律，具有完全不同的研究思路和適用范圍。以電磁波發(fā)射為例，電動(dòng)力學(xué)基于LC振蕩，量子力學(xué)電子躍遷。對比講解對構(gòu)建知識(shí)體系和正確應(yīng)用很有益。形象化表述是構(gòu)建物理圖像的主要方法之一，如在光學(xué)中講述菲尼爾圓孔衍射的光強(qiáng)空間分布規(guī)律時(shí)，可以采用半波帶法、矢量圖解法等進(jìn)行分解，達(dá)到獲得清晰物理圖像的目的［13］。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于構(gòu)建物理圖像，可分為重建性和探究性，通過實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)物理知識(shí)或根據(jù)預(yù)設(shè)要求通過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果。

3教學(xué)措施和效果

為了有效開展物理概念教學(xué)，我們對教學(xué)方法進(jìn)行了改革，主要涉及到:分組討論式教學(xué)、改革考試方式、推行非標(biāo)準(zhǔn)化答案、重建基本概念、推薦內(nèi)容豐富的教材和參考書、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等。分組討論式教學(xué)是創(chuàng)造機(jī)會(huì)使學(xué)生對物理概念的提出背景、必要性、可以解決的問題進(jìn)行深入討論，在爭論中增強(qiáng)對概念本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。典型問題有:物理概念需求背景、自我設(shè)想和構(gòu)建、解決問題程度和預(yù)期目標(biāo)、現(xiàn)有物理概念對比等。通過以上教學(xué)，學(xué)生在考試中對基本概念的描述正確率大大增加，平均得分率由72%提高到83%。非標(biāo)準(zhǔn)化答案旨在鍛煉學(xué)生想象力和發(fā)散性思維，圍繞物理概念進(jìn)行問題設(shè)計(jì)，采用多種表述方式進(jìn)行分析。采用撰寫論文形式進(jìn)行考試，要求學(xué)生通過文獻(xiàn)查詢、收集信息等方式來闡述物理概念的內(nèi)涵和外延等，全面鍛煉學(xué)生能力:信息查詢、歸納總結(jié)以及寫作表述能力等?？荚嚦煽儽戎赜稍瓉淼?5%增加到30%，更能體現(xiàn)學(xué)生能力水平。隨著學(xué)習(xí)不斷深入，需要通過擴(kuò)展物理概念的內(nèi)涵或外延對新事物及其特性規(guī)律進(jìn)行描述。如隨著激光光強(qiáng)的增加，對材料的光電離會(huì)由單光子電離擴(kuò)展到多光子電離，由線性光學(xué)擴(kuò)展到非線性光學(xué)以及激光等離子體物理［14］。推薦內(nèi)容豐富的教材和參考書也是一種很好的方式。如原子物理教學(xué)中可推薦楊福家的《原子物理學(xué)》［15］，該書圖文并茂，有很多經(jīng)典故事，同時(shí)設(shè)計(jì)了很多啟發(fā)式問題，使用者反映良好。光學(xué)教學(xué)中可推薦馮國英、周壽桓編寫的《波動(dòng)光學(xué)》［16］，該書內(nèi)容豐富，主要物理概念和定律后面附有Matlab應(yīng)用實(shí)例，有利于學(xué)生學(xué)以致用和形象化理解物理概念。另外，美國學(xué)者ArtHobson編寫的《物理學(xué)的概念與文化素養(yǎng)》等，都能為物理學(xué)概念的學(xué)習(xí)提供很好的參考。

4結(jié)語

物理學(xué)概念是物理學(xué)發(fā)展和前進(jìn)的基石，體現(xiàn)了研究過程中遇到的新問題，反映了為了解決問題提出的新思維和方法，表征了物理學(xué)發(fā)展的趨勢和方向。物理學(xué)概念學(xué)習(xí)主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)的掌握、科學(xué)品質(zhì)和精神的培養(yǎng)、科學(xué)素質(zhì)的鍛煉等方面。從教學(xué)方法上需要從構(gòu)建物理圖像出發(fā)，結(jié)合物理學(xué)史的引入，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性，達(dá)到全面掌握物理概念內(nèi)涵和外延的目的。具體實(shí)施方式上，可以結(jié)合考試改革、非標(biāo)準(zhǔn)化答案、推薦優(yōu)秀教材等來實(shí)現(xiàn)。

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篇3

關(guān)鍵詞：X射線；半導(dǎo)體；原子能；激光；藍(lán)光LED；科技創(chuàng)新；大學(xué)物理

1引言

物理學(xué)是一門研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用以及最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)[1-3]，其內(nèi)容廣博、精深，研究方法多樣、巧妙，被視為一切自然科學(xué)的基礎(chǔ).縱觀物理學(xué)發(fā)展歷史可以發(fā)現(xiàn)：其蘊(yùn)含的科學(xué)思維和科學(xué)方法能夠有效促進(jìn)學(xué)生能力的培養(yǎng)和知識(shí)的形成，同時(shí)，其每一次新的發(fā)現(xiàn)都會(huì)帶動(dòng)人類社會(huì)的科技創(chuàng)新和科技發(fā)展.正因如此，大學(xué)物理成為了高等學(xué)校理、工科專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程.按照教育部頒發(fā)的相關(guān)文件要求[4-5]，大學(xué)物理課程最低學(xué)時(shí)數(shù)為126學(xué)時(shí)，其中理科、師范類非物理專業(yè)不少于144學(xué)時(shí)；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)最低學(xué)時(shí)數(shù)為54學(xué)時(shí)，其中工科、師范類非物理專業(yè)不少于64學(xué)時(shí).然而調(diào)查顯示，眾多高校（尤其是新建本科院校）并沒有嚴(yán)格按照教育部頒發(fā)的課程基本要求開設(shè)大學(xué)物理及其實(shí)驗(yàn)課程.他們往往打著“寬口徑、應(yīng)用型”的晃子，大幅壓縮大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)，如今，大學(xué)物理及其實(shí)驗(yàn)課程的總學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)際僅為32-96學(xué)時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于教育部要求的最低標(biāo)準(zhǔn)（180學(xué)時(shí)）.試問這么少的課時(shí)怎么講豐富、深?yuàn)W的大學(xué)物理？怎么能夠真正發(fā)揮出大學(xué)物理的作用？于是有的院、系要求只講力學(xué)，有的要求只講熱學(xué)，有的則要求只講電磁學(xué)，…面對這種情況，大學(xué)物理的授課教師在無奈狀態(tài)下講授大學(xué)物理.從《大學(xué)物理課程報(bào)告論壇》上獲悉，這不是個(gè)別學(xué)校的做法，在全國具有普遍性.殊不知，力、熱、光、電磁、原子是一個(gè)完整的體系，相互聯(lián)系，缺一不可.這種以消減教學(xué)內(nèi)容為代價(jià)，解決課時(shí)不足的做法，就如同削足適履，是對教育規(guī)律不尊重，是管理者思想意識(shí)落后的一種體現(xiàn).本文且不論述物理學(xué)是理工科必修的一門基礎(chǔ)課，只論及物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉這一命題，以期提高教育管理者對大學(xué)物理課程重要性的認(rèn)識(shí).

2物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉

且不說力學(xué)和熱力學(xué)的發(fā)展，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志引發(fā)了第一次工業(yè)革命，歐洲實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化；且不說庫倫、法拉第、楞次、安培、麥克斯韋等創(chuàng)立的電磁學(xué)的發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)為標(biāo)志引發(fā)了第二次工業(yè)革命，歐美實(shí)現(xiàn)了電氣化.這兩次工業(yè)革命沒有發(fā)生在中國，使中國近代落后了.本文著重論述近代物理學(xué)的發(fā)展對科學(xué)技術(shù)的巨大推動(dòng)作用，從而得出結(jié)論：物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉.1895年，威廉•倫琴（WilhelmR魻ntgen）發(fā)現(xiàn)X射線，這種射線在電場、磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，穿透能力很強(qiáng)，由于當(dāng)時(shí)不知道它是什么，故取名X射線.直到1912年，勞厄（MaxvonLaue）用晶體中的點(diǎn)陣作為衍射光柵，確定它是一種光波，波長為10-10m的數(shù)量級[6].倫琴獲1901年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他發(fā)現(xiàn)的X射線開創(chuàng)了醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，利用X光機(jī)探測骨骼的病變，胸腔X光片診斷肺部病變，腹腔X光片檢測腸道梗塞.CT成像也是利用X射線成像，CT成像既可以提供二維（2D）橫切面又可以提供三維（3D）立體表現(xiàn)圖像，它可以清楚地展示被檢測部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確確定病變位置.當(dāng)今，各醫(yī)院都設(shè)置放射科，X射線在醫(yī)學(xué)上得到充分利用.X射線的發(fā)現(xiàn)不僅對醫(yī)學(xué)診斷有重大影響，還直接影響20世紀(jì)許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn).1913-1914年，威廉•享利•布拉格（willianHenrgBragg）和威廉•勞侖斯•布拉格（WillianLawrenceBragg）提供布拉格方程[6，P140]2dsinα=kλ（k=1,2,3…）式中d為晶格常數(shù)，α為入射光與晶面夾角，λ為X射線波長.布拉格父子提出使用X射線衍射研究晶體原子、分子結(jié)構(gòu)，創(chuàng)立了X射線晶體結(jié)構(gòu)分析這一學(xué)科，布拉格父子獲1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).當(dāng)今，X射線衍射儀不僅在物理學(xué)研究，而且在化學(xué)、生物、地質(zhì)、礦產(chǎn)、材料等學(xué)科得到廣泛應(yīng)用，所有從事自然科學(xué)研究的科研院所和大多數(shù)高等學(xué)校都有X射線衍射儀，它是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的必備儀器.1907年，威廉•湯姆孫（W•Thomson）發(fā)現(xiàn)電子，電子質(zhì)量me=9.11×10-31kg，電子荷電e=-1.602×10-19C.電子的荷電性引發(fā)了20世紀(jì)產(chǎn)生革命.1947年，美國的巴丁、布萊頓和肖克利研究半導(dǎo)體材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)Ge晶體具有放大作用，發(fā)明了晶體三極管，很快取代電子管，隨后晶體管電路不斷向微型化發(fā)展.1958年，美國的工程師基爾比制成第一批集成電路.1971年，英特爾公司的霍夫把計(jì)算機(jī)的中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上，制成世界上第一個(gè)微處理器.80年代末，芯片上集成的元件數(shù)已突破1000萬大關(guān).微電子技術(shù)改變了人類生活，微電子技術(shù)稱雄20世紀(jì)，進(jìn)入21世紀(jì)微電子產(chǎn)業(yè)仍繼續(xù)稱雄.到各個(gè)工業(yè)區(qū)看看，發(fā)現(xiàn)電子廠比比皆是，這真是小小電子轉(zhuǎn)動(dòng)了整個(gè)地球啊！電子不僅具有荷電性，還具有荷磁性.

1925年，烏倫貝克—哥德斯密脫（Uhlenbeck-Goudsmit）提出自旋假說，每個(gè)電子都具有自旋角動(dòng)量S軋，它在空間任意方向上的投影只可能取兩個(gè)數(shù)值，Sz=±h2；電子具有荷磁性，每個(gè)電子的磁矩為MSz=芎μB(μB為玻爾磁子）[7].電子的荷磁性沉睡了半個(gè)多世紀(jì)，直到1988年阿貝爾•費(fèi)爾（AlberFert）和彼得•格林貝格爾（PeterGrünberg）發(fā)現(xiàn)在Fe/Cr多層膜中，材料的電阻率受材料磁化狀態(tài)的變化呈顯著改變，其機(jī)理是相臨鐵磁層間通過非磁性Cr產(chǎn)生反鐵磁耦合，不加磁場時(shí)電阻率大，當(dāng)外加磁場時(shí)，相鄰鐵磁層的磁矩方向排列一致，對電子的散射弱，電阻率小.利用磁性控制電子的輸運(yùn)，提出巨磁電阻效應(yīng)（giantmagnetoresistance,GMR），磁電阻MR定義MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)為零場下的電阻率，ρ(H)為加場下的電阻率[8].GMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)引起科技界強(qiáng)烈關(guān)注，1994年IBM公司依據(jù)巨磁電阻效應(yīng)原理，研制出“新型讀出磁頭”，此前的磁頭是用錳鐵磁體，磁電阻MR只有1%-2%，而新型讀出磁頭的MR約50%，將磁盤記錄密度提高了17倍，有利于器件小型化，利用新型讀出磁頭的MR才出現(xiàn)筆記本電腦、MP3等，GMR效應(yīng)在磁傳感器、數(shù)控機(jī)庫、非接觸開關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器等方面得到廣泛應(yīng)用.阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾獲2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).1993年，Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中觀察到MR高達(dá)105%，稱為龐磁電阻（Colossalmagnetoresistance,CMR），鈣鈦礦氧化物中有如此高的磁電阻，在磁傳感、磁存儲(chǔ)、自旋晶體管、磁制冷等方面有著誘人的應(yīng)用前景，引起凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)科研人員的極大關(guān)注[10-12].然而，CMR效應(yīng)還沒有得到實(shí)際應(yīng)用，原因是要實(shí)現(xiàn)大的MR需要特斯拉量級的外磁場，問題出在CMR產(chǎn)生的物理機(jī)制還沒有真正弄清楚.1905年，愛因斯坦提出[13]：“就一個(gè)粒子來說，如果由于自身內(nèi)部的過程使它的能量減小了，它的靜質(zhì)量也將相應(yīng)地減小.”提出著名的質(zhì)能關(guān)系式E=m莓C2式中m.表示經(jīng)過反應(yīng)后粒子的總靜質(zhì)量的減小，E表示核反應(yīng)釋放的能量.愛因斯坦又提出實(shí)現(xiàn)熱核反應(yīng)的途徑：“用那些所含能量是高度可變的物體（比如用鐳鹽）來驗(yàn)證這個(gè)理論，不是不可能成功的.”按照愛因斯坦的這一重大物理學(xué)理論，1938年物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)重原子核裂變.核裂變首先被用于戰(zhàn)爭，1945年8月6日和9日，美國對日本的廣島和長崎各投下一顆原子彈，迫使日本接受《波茨坦公告》，于8月15日宣布無條件投降.后來原子能很快得到和平利用，1954年莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發(fā)電站投入運(yùn)行.2009年，美國有104座核電站，核電站發(fā)電量占本國發(fā)電總量的20%，法國有59臺(tái)機(jī)組，占80%；日本有55座核電站，占30%.截至2015年4月，我國運(yùn)行的核電站有23座，在建核電站有26座，產(chǎn)能為21.4千兆瓦，核電站發(fā)電量占我國發(fā)電總量不足3%，所以我國提出大力發(fā)展核電，制定了到2020年核電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到58千兆瓦的目標(biāo).核能的利用，一方面減少了化石能源的消耗，從而減少了產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體———二氧化碳的排放，另一方面有力地解決能源危機(jī).利用海水中的氘和氚發(fā)生核聚變可以產(chǎn)生巨大能量，受控核聚變正在研究中，若受控核聚變研究成功將為人類提供取之不盡用之不竭的能量.那時(shí)，能源危機(jī)徹底解除.

20世紀(jì)最杰出的成果是計(jì)算機(jī)，物理學(xué)是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ).從1946年計(jì)算機(jī)問世以來，經(jīng)歷了第一至第五代，計(jì)算機(jī)硬件中的電子元件隨著物理學(xué)的進(jìn)步，依次經(jīng)歷了電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路；主存儲(chǔ)器用的是磁性材料，隨著物理學(xué)的進(jìn)步，磁性材料的性能越來越高，計(jì)算機(jī)的硬盤越來越小.近日在第十六屆全國磁學(xué)和磁性材料會(huì)議（2015年10月21—25日）上獲悉，中科院強(qiáng)磁場中心、中科院物理所等，正在對斯格明子（skyrmions）進(jìn)行攻關(guān),斯格明子具有拓?fù)浼{米磁結(jié)構(gòu)，將來的筆記本電腦的硬盤只有花生大小，ipod平板電腦的硬盤縮小到米粒大小.量子力學(xué)催生出隧道二極管，量子力學(xué)指導(dǎo)著研究電子器件大小的極限，光學(xué)纖維的發(fā)明為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)通道.

1916年，愛因斯坦提出光受激輻射原理，時(shí)隔44年，哥倫比亞大學(xué)的希奧多•梅曼（TheodoreMaiman）于1960制成第一臺(tái)激光器[14].由于激光具有單色性好，相干性好，方向性好和亮度高等特點(diǎn)，在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、通訊、金屬微加工，軍事等方面得到廣泛應(yīng)用.激光在其他方面的應(yīng)用暫不展開論述，只談?wù)劶す饧庸ぜ夹g(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用.激光加工技術(shù)對材料進(jìn)行切割、焊接、表面處理、微加工等，激光加工技術(shù)具有突出特點(diǎn)：不接觸加工工件，對工件無污染；光點(diǎn)小，能量集中；激光束容易聚焦、導(dǎo)向，便于自動(dòng)化控制；安全可靠，不會(huì)對材料造成機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力；切割面光滑、無毛刺；切割面細(xì)小，割縫一般在0.1-0.2mm；適合大件產(chǎn)品的加工等.在汽車、飛機(jī)、微電子、鋼鐵等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用.2014年，僅我國激光加工產(chǎn)業(yè)總收入約270億人民幣，其中激光加工設(shè)備銷售額達(dá)215億人民幣.

2014年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科學(xué)家，是因?yàn)樗麄儼l(fā)明了藍(lán)色發(fā)光二極管（LED），幫助人們以更節(jié)能的方式獲得白光光源.他們的突出貢獻(xiàn)在于，在三基色紅、綠、藍(lán)中，紅光LED和綠光LED早已發(fā)明，但制造藍(lán)光LED長期以來是個(gè)難題，他們?nèi)擞?0世紀(jì)90年明了藍(lán)光LED，這樣三基色LED全被找到了，制造出來的LED燈用于照明使消費(fèi)者感到舒適.這種LED燈耗能很低，耗能不到普通燈泡的1/20，全世界發(fā)的電40%用于照明，若把普通燈泡都換成LED燈，全世界每個(gè)節(jié)省的電能數(shù)字驚人！物理學(xué)研究給人類帶來不可估量的益處.2010年，英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•諾沃肖洛夫（Kon-stantinNovoselov），因發(fā)明石墨烯材料，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).目前，集成電路晶體管普遍采用硅材料制造，當(dāng)硅材料尺寸小于10納米時(shí)，用它制造出的晶體管穩(wěn)定性變差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1個(gè)分子大小的單電子晶體管.此外，石墨烯高度穩(wěn)定，即使被切成1納米寬的元件，導(dǎo)電性也很好.因此，石墨烯被普遍認(rèn)為會(huì)最終替代硅，從而引發(fā)電子工業(yè)革命[14].2012年，法國科學(xué)家沙吉•哈羅徹(SergeHaroche)與美國科學(xué)家大衛(wèi)•溫蘭德(DavidJ.win-land)，在“突破性的試驗(yàn)方法使得測量和操縱單個(gè)量子系統(tǒng)成為可能”.他們的突破性的方法，使得這一領(lǐng)域的研究朝著基于量子物理學(xué)而建造一種新型超快計(jì)算機(jī)邁出了第一步[16].

2013年，由清華大學(xué)薛其坤院士領(lǐng)銜、清華大學(xué)物理系和中科院物理研究所組成的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)從實(shí)驗(yàn)上首次觀測到量子反?；魻栃?yīng).早在2010年，我國理論物理學(xué)家方忠、戴希等與張首晟教授合作，提出磁性摻雜的三維拓?fù)浣^緣體有可能是實(shí)現(xiàn)量子化反?；魻栃?yīng)的最佳體系，薛其坤等在這一理論指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)研究，從實(shí)驗(yàn)上首次觀測到量子反?；魻栃?yīng).我們使用計(jì)算機(jī)的時(shí)候，會(huì)遇到計(jì)算機(jī)發(fā)熱、能量損耗、速度變慢等問題.這是因?yàn)槌B(tài)下芯片中的電子運(yùn)動(dòng)沒有特定的軌道、相互碰撞從而發(fā)生能量損耗.而量子霍爾效應(yīng)則可以對電子的運(yùn)動(dòng)制定一個(gè)規(guī)則，電子自旋向上的在一個(gè)跑道上，自旋向下的在另一個(gè)跑道上，猶如在高速公路上，它們在各自的跑道上“一往無前”地前進(jìn)，不產(chǎn)生電子相互碰撞，不會(huì)產(chǎn)生熱能損耗.通過密度集成，將來計(jì)算機(jī)的體積也將大大縮小，千億次的超級計(jì)算機(jī)有望做成現(xiàn)在的iPad那么大.因此，這一科研成果的應(yīng)用前景十分廣闊[17].物理學(xué)的每一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)、重大發(fā)明，都會(huì)開辟一塊新天地，帶來產(chǎn)業(yè)革命，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，創(chuàng)造巨大物質(zhì)財(cái)富.縱觀科學(xué)與技術(shù)發(fā)展史，可以看出物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉.

3結(jié)語

論述了X射線，電子、半導(dǎo)體、原子能、激光、藍(lán)光LED等的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明對人類進(jìn)步的巨大推動(dòng)作用，自然得出結(jié)論，物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉.打開國門看一看，美國的著名大學(xué)非常注重大學(xué)物理，加州理工大學(xué)所有一、二年級的公共物理課程總學(xué)時(shí)為540，英、法、德也在400-500學(xué)時(shí)[18].國內(nèi)高校只有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的大學(xué)物理課程做到了與國際接軌，以他們的數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)為例，大一開設(shè)：力學(xué)與熱學(xué)80學(xué)時(shí)，大學(xué)物理—基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)54學(xué)時(shí)；大二開設(shè)：電磁學(xué)80學(xué)時(shí)，光學(xué)與原子物理80學(xué)時(shí)，大學(xué)物理—綜合實(shí)驗(yàn)54學(xué)時(shí)；大三開設(shè)：理論力學(xué)60學(xué)時(shí)，大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)總計(jì)408學(xué)時(shí).在大力倡導(dǎo)全民創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新的今天，高等學(xué)校理所應(yīng)當(dāng)重視物理學(xué)教學(xué).各高校的理工科要按照教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)頒發(fā)的《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程/實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求》給足大學(xué)物理課程及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí).

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〔5〕教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求[J].物理與工程，2006,16（4）：1-3.

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