物理教学知识思考论文

摘要：初中物理是学生步入初中学习阶段的新科目，也是学生整个物理学习生涯的开始与基础。一个良好的开始就是成功的一半，为了给学生有一个学习物理的良好开端与夯实物理基础，教师要引导学生从生活中认识物理，从生活中学习物理。下面是小编为大家整理的《物理教学知识思考论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

物理教学知识思考论文 篇1：

对拓扑凝聚态物理学基础知识的教学思考分析

摘要：针对拓扑凝聚态物理学基础知识教学，分别从学科内容、教学现状、教学优化策略与启示四个方面分别展开探讨，提出基础知识教学的优化对策，以期能够提高扑凝聚态物理学教学有效性，培养学生物理思维。

关键词：拓扑凝聚态物理学;基础知识;磁性物理学;纳米科学

拓扑凝聚态物理学是将拓扑学和凝聚态物理学整合之后形成的一门新学科，在物理专业教学中，拓扑凝聚态物理学基础知识有非常重要的作用，其中包括磁性物理学、纳米科学等内容。尤其是现如今微分几何学、拓扑学逐渐在物理学领域发挥作用，使得拓扑凝聚态物理学应用范围逐渐拓展，关于这一学科的基础知识教学也引起更多关注。

一、拓扑凝聚态物理学基础知识内容

目前拓扑凝聚态物理学的基础理论知识与实践实验操作不断创新，关于物理专业固体物理学知识的教学指导，拓扑凝聚态物理学在其中也有非常重要的体现，其研究重点是以微观角度为前提，分析凝聚态物质物理性质、微观结构，明确相互之间的联系[1]。这不仅在物理专业教学中是非常重要的内容，也在相关行业研究中得到体现。凝聚态物理和粒子物理学从基础概念方面互相渗透，具有实用性、理论性的特点。现如今，拓扑凝聚态物理学专业知识的教学，进入到改革与创新的关键时期，对于该学科基础知识的指导，也要帮助学生更加深入的理解。

二、拓扑凝聚态物理学基础知识教学现状

总结拓扑凝聚态物理学之基础知识教学现状，发现关于固体物理学知识的指导，更多情况下是以单电子能带理论为主，教学重点放在电子能带色散关系对于物质电子性质的分析这一方面，而电子能带结构拓扑性质却没有得到重视[2]。同时，关于量子力学知识的教学。Berry相位理论也没有得到足够的重视.与热力学统计物理学相关的知识教学，其中物质相、相变的基础知识存在局限性，例如Landau连续相变/对称破缺理论等。而立足于拓扑学视角分析物质相类别、相变等知识点却很少涉及。

拓扑凝聚态物理学基础知识对于学生的学科素养要求比较高，在展开教学期间，要立足于学科本身开拓学生视野，并且在基础知识教学期间调动学生的积极性。一方面可以更加深入的理解学科知识，将该学科的不同课程知识点相互连接且融会贯通，另一方面也为今后物理学知识的掌握或者相关技术研究打下扎实的基础。

三、拓扑凝聚态物理学基础知识教学优化策略

组织拓扑凝聚态物理学基础知识教学，需要立足于教学的各个阶段制定优化策略。下面以经典Hall效应为例，讨论并总结教学的有效方案。

（一）在教学中引入关键物理量

以经典Hall效应为例，分析拓扑凝聚态物理学基础知识教学。针对二维导体相关知识的讲解，可以引入关键物理量，例如Hall电导，公式如下：①在公式①中，是导体内电流强度，是代表Hall电压。在教学期间可以带领学生绘制电磁场内导体电子运动图像，总结Hall电导和磁感应强度的联系。证明确实有边缘电流存在。虽然电子运动图像与量子力学理论存在差异，但是学生通过分析量子理论也能够对边缘手性电流形成深入的认知。

（二）组织实验

为了能够帮助学生更加深入的理解学科基础知识，教师可以组织物理实验，依然以量子Hall效应为例。首先设置实验条件，分别为低温T-1k、强磁场B-1T。其中低温条件能够忽略电子热激发强磁场的作用，将电子自旋完全极化，和外磁场成反平行关系，期间自旋不会对电子态形成影响。另外，Hall电导通过实验发现，整数和分子量子数之间也有非常密切的联系，通过这一点也可以调动学生参与实验的积极性。

（三）实验分析

组织物理实验的目的是激发学生参与实验的兴趣，为了帮助使学生了解实验中涉及到的知识点，需要由教师讲解、分析实验内容[3]。针对Hall效应的实验，教师可以从多维度视角着手，比如磁场内部二维电子气体所呈现的Landau能级。分析之后将Hall电导量子化导出。在讲解过程中可以与样品边界引发的边缘势场结合，代表样品对应边界位置有反方向手性边缘电流形成，二维体系边界位置的手性费米子也是非常重要的基础知识点。通过二维能带结构将拓扑凝聚态物理学公式导出：②。公式②中n代表能带指标，代表第n个能带Berry曲率，BZ代表第一Brillouin区。而周期性边界环境下，拓扑和规亏格数值为1的环面T2等价。由此可以将其理解为单电子有效哈氏量掺量空间。通过公式②好能够明确第n个能带条件下第一Brillouin区内部Berry曲率积分，可以用二π×整数Cn的方式表示。

（四）课程总结

关于量子Hall效应相关知识点的讲解，能够帮助学生认识到拓扑凝聚态物理学基础知识的魅力，通过教学指导使其可以深入认知物理学的重要性，进而树立学习的自信[4]。在基础知识教学中虽然也会涉及到一些比较简单的知识点，例如TKNN公式，该公式尽管理解起来比较简单，但是推导过程却十分复杂。TKNN公式相关的kubo公式在量子多体理论中，属于线性响应理论的重要内容。在教学期间教师可以直接向学生介绍kubo公式推导结果，并且讲解基本含义，在课后巩固阶段由学生自主探究和拓展。

结束教学之后，教师要向学生介绍拓扑凝聚态物理学基础知识的先进动态，并且选择一个切入点作为课后研究的课题。例如分数量子Hall效应。教师将其作为切入点组织学生在课后拓展练习环节，对强关联电子体系进行分析与探索。这与整数量子Hall效应不同，分数量子效应所有电子之间存Coulomb作用，当然这也是该知识点的难度所在。除此之外，强关联电子体系也涉及到高温超导内容，学生在课后探索阶段也要加强重视，在课堂上已经掌握的知识点基础上进行全方面探索，达到巩固基础知识的目的。

四、拓扑凝聚态物理学基础知识教学启示

当前拓扑凝聚态物理学科在教学期间效果比较理想，可以总结为以下两个方面：第一，今后开展拓扑凝聚态物理学教学工作，要立足于多个学科做好知识储备工作，例如数学和物理学，通过跨学科知识储备可以实现基础知识拓展;第二，基础知识教学与物理实验结合，可以提高教学过程的趣味性，调动学生学习兴趣，根据在教师的引导下推导物理公式，并且按照教学实践优化设置学时，加强对物理系固体物理学、凝聚态物理学的重视，拓宽拓扑凝聚态物理学内容，加强基础知识教学的有效性。对于學生而言，在掌握基础知识时能够培养问题发现、分析与解决的能力，通过拓扑凝聚态物理学基础知识的拓展，对量子力学、拓扑学、固体物理学等知识有更加深入的理解，并且在实践中能够得到应用。

结束语：

综上所述，拓扑凝聚态物理学基础知识的教学，需要立足于拓扑学和凝聚态物理学这两个方面，加强学科内容之间的联系，分别从物理学知识、物理实验、知识拓展等方面展开教学工作，能够帮助学生掌握基础知识，并且在实践过程中转化为经验。一方面可以创建完善的物理学知识架构，另一方面也为今后参与就业、技术探究打下基础。

参考文献：

[1]丁哲，石发展，杜江峰.基于金刚石量子传感的纳米磁成像及凝聚态物理应用[J].物理，2020，49（06）：359-372.

[2]梅宇涵，邵越，杭志宏.基于紧束缚模型的拓扑物理微波实验验证平台的开发[J].物理学报，2019，68（22）：257-263.

[3]黄耀波，何建华.SSRF在凝聚态物理中的应用[J].现代物理知识，2019，31（05）：3-8.

[4]邓韬.从固体物理到凝聚态物理[J].科学咨询（科技·管理），2019（01）：108-109.

作者：周旭

物理教学知识思考论文 篇2：

对初中物理知识情境化教学的思考

摘要：初中物理是学生步入初中学习阶段的新科目，也是学生整个物理学习生涯的开始与基础。一个良好的开始就是成功的一半，为了给学生有一个学习物理的良好开端与夯实物理基础，教师要引导学生从生活中认识物理，从生活中学习物理。物理知识情景化教学，是把物理知识与生活现象相结合，符合学生的年龄特点和认知规律，让枯燥的课本知识生动化具体化，有利于丰富学生的直观经验，提高学生的学习兴趣。

关键词：初中物理;情景化教学;激發学习动力;深化知识记忆;培养实践能力

物理知识是历史上物理学家对自然认知的总结，是学生主体之外的间接经验，学生学习间接经验避免不了产生枯燥的心理，如果没有直接经验作为基础是很难理间接经验的。因此教师在初中物理课堂中要注重运用生活中的直接经验，转化为学生直观的认识，这对提高学生物理知识的理解能力，增强学生对知识的记忆能力和推进教学计划有很大的帮助。在针对初中物理教学的实践中，笔者对教学中的物理知识情景化做出如下思考，希望能为广大教师带来一定的启发。

一、情景化教学能激发学习动力

学习动力是指激发个体进行学习活动，使行为朝向一定的学习目标的一种心理倾向，是直接推动学生学习的内部动力，是以学习情绪状态的唤醒，学习准备状态的增强，学习注意力和学习意志的提高为中介来影响认知结构。一个学生是否想要学习，学习的程度，积极性和主动性都与学习动力有关，所以在教师教学过程中激发学生的学习动力是学生良好学习的开端。在初中物理课堂中教师运用生活中的物理现象，将学生的直接经验和生活经历作为物理教学的开始，可以帮助学生理解课本知识，满足学生的好奇心和探索精神，进而激发学生的学习动力。营造积极的课堂氛围，让学生学习的主动性和教师的主导性相互促进。

在学习“物态变化”这一章节时，我会让学生列举生活中存在的物质状态，然后以自然现象中的物态变化为引子，提问学生这三种状态是在什么样的条件下才能相互转化，使学生带着生活中的问题开始这一章节的学习。我会在教学过程中列举下雪的现象，帮助学生认识雪花是怎么产生和消失的，并且运用生活中的一句谚语“下雪不冷，化雪冷”解释这个现象，帮助学生理解和记忆这一章节的知识。将生活中的现象用物理知识解释，我发现课堂的学习氛围和学生的主动性，积极性和学习动力明显提高，为学生的物理学习生涯打下坚实的基础，完成了我的预期目标。

二、情景化教学能深化知识记忆

研究表明，人因为记忆的存在，先后反应才能链接起来，心理活动才可能成为一个延续的，发展的统一的整体。学生的知识记忆，要求学生认知知识，理解知识，运用知识，在这个基础上学生才能形成对知识的记忆。记忆的品质有记忆的敏捷性，记忆的持久性和记忆的准备性。为了提高学生的记忆品质，教师可以运用知识情景化，把生活中的常识和物理现象联系起来，帮助学生加强对物理知识的认知和理解，提高学生的知识迁移与应用。让学生在运用知识时及时、准确的提取，提高学生的学习效率。

在学习“浮力”这一章节时，为了深化学生的知识记忆，我会从液体密度和排开液体体积这两个相关的变量分别举例。针对液体的密度这一变量我会列举同事到“死海”旅游拍了漂浮在水面上的图片作为一次情景教学，因为“死海”的含盐量高密度大，游客才能轻易的漂浮在上面。而对于排水体积这一变量影响浮力的教学中，我会现场做一次实验，让学生把篮球压进水里的不同深度，感受浮力大小的变化。通过这样的情景化教学，学生对浮力的知识记忆深刻。这种情景化教学的方法加强了学生对物理公式的理解，学生主动与已有的知识经验相结合，深化了学生对知识的记忆，效果很好。

三、情景化教学能培养学生的实践能力

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。学生在课堂的学习主要是对间接经验的学习，然而对间接经验的理解是以学生的直接经验为基础。教师要注重培养学生的实践能力，将初中物理的知识与学生的生活情景相结合，指导学生在生活中亲自验证，推导物理知识，提高学生对知识的掌握，丰富学生的直接经验，增强学生的实践动手能力。培养学生实践能力是符合新课程改革标准的举措，促进学习方式的改革。而情景化教学能大大提升知识与实践的契合，提升学生的学习效率。

例如，在学习杠杆原理时，由于杠杆原理的应用在生活中是非常常见的，也让我们的生活更加方便快捷。我会让学生列举出生活中的杠杆原理现象，选取一些生活中利用杠杆的情景进行实验，验证杠杆的平衡条件，这样的情景化教学，让学生能够积极参与实验，培养学生的实践能力。在我讲授这一章节后对学生最后的实验结果进行评价，我发现学生通过情景化教学，学会了很多实验的做法，学生在课堂的学习过程中积极主动，表现出很强的动手能力，课堂效率明显提高，达到了我的教学期望。

总而言之，初中物理课堂中开展情景化教学，能有力地推动课本知识与生活常识相结合，提高学生的学习兴趣，和实践能力，丰富学生的知识结构，促进学生的全面发展。从而达成对培养创新型人才的目标。

参考文献

[1]吴艳.生活化情境在初中物理教学中的实践[J].亚太教育，2016（10）

[2]魏彦斌.初中物理课堂生活化教学分析[J].科技创新导报，2013（29）

作者：陈忠考

物理教学知识思考论文 篇3：

中学物理教学中引入物理学史知识的思考

摘 要：本文从物理新课标提出的三维教学目标出发，阐述在教学中引入物理学史的必要性、原则和形式。

关键词：物理学史；引入；必要性；原則

一、引入的必要性

新课标重要内容之一就是培养学生的科学思维方法和创新意识，而在传统教学中，人类对物理学认识的历史痕迹几乎被擦拭干净，科学家们曲折顽强而又闪烁着智慧的创造性思维和实践过程，常常被公式和逻辑的面纱遮盖起来，科学家的科学思维和研究方法异化为一种教条让学生死记硬背，这种做法很容易使学生对科学创造工作形成一种神秘感，把科学家想象成具有“超人智慧”的圣哲，把科学研究和科学创造看作是难以企及的事情，对物理学的深刻本质也很难理解得透彻。物理学史的引入可以弥补传统教学的不足，让学生感悟到每一个科学上的新发现，为后继者跃上新的高峰提供宝贵的经验和启迪，甚至可以说是后人通向新的科学发现的“金桥”。

二、 引入的原则

1.有利于培养学生掌握科学方法。

物理学史上，法拉第引入电力线和磁力线来形象描绘电场、磁场；库仑将电荷间的相互作用与牛顿的万有引力相类比；伽利略用理想实验的方法发现了惯性定律；爱因斯坦以同时的相对性理想实验为基础创立了狭义相对论……总之，正确的方法可以加快学生更多地去掌握知识。

2.有利于培养学生观察和分析问题能力。

观察与实验是研究和学习物理的基本方法，物理学史描述了许多科学家善于从不被人注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。比如伦琴一生在物理学领域中进行过大量实验研究工作，一次实验中，他偶然发现包有黑纸的底片被曝光，但他没放过这一个细小的现象，正是他这种观察能力、分析能力使他发现x射线从而获得诺贝尔奖。其实在伦琴发现x射线之前，1800年哥尔茨坦曾发现过这种现象；1887年可鲁克斯曾发现过未知射线使他的底片变黑，他却以为是底片质量问题。学生在了解物理学史知识的过程中可以认识到注意观察和认真进行实验是学好物理学的关键，并在今后的学习中逐步养成勤观察、勤思考的习惯。

3.有利于培养学生的质疑精神和提出科学问题的能力。

科学史上大量事例表明，不囿于传统理论和观念，不迷信权威和书本，是科学创造的思想前提。众所周知，在爱因斯坦之前，洛仑兹和彭加勒已经走到相对论的大门，由于未能摆脱绝对时空观的束缚，才最终没有迈入相对论的门槛，正是由于爱因斯坦抛开了“绝对运动”和“静止以太”的观念，并深刻地审查了“同时性”概念的物理学根据，才创建了狭义相对论，引起了人类时空观的巨大变革。同样，1956年，当精确的实验结果把“τ—θ疑难”尖锐地摆到物理学家们面前时，正是杨振宁和李政道敏锐地审察了未被人怀疑的宇称守恒定律的适用范围，大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的假说，从而导致了物理学理论的一个突破性进展。

4.有利于培养学生的科学态度和坚忍不拔的顽强意志。

物理学史上，中外科学家为科学献身、顽强拼搏、百折不挠的事迹深深震撼着学生的心灵。居里夫人学生时代的困难生活及中年丧偶的坎坷经历，并没有阻止她向科学高峰攀登；伽利略、布鲁诺为坚持真理、视死如归的斗争精神等等，这些都是良好的教育素材。

5.有利于对学生进行爱国主义和辩证唯物主义教育。

历史上，我们的国家和民族对科学技术的发展有过杰出的贡献，现行中学物理课本中已增加了许多这方面的内容，在物理教学中还应善于发掘并不断补充。如在船闸建造方面，秦代修筑的灵渠是我国也是世界上最早的船闸式运河，而在国外直到公元14世纪才出现第一座船闸；在能源的开发和利用方面，我国在二百多年前就开始利用风力驱动船航行，在1900年就发明了水力发动机，比如水磨。这些知识的传授可以增强学生的民族自豪感和自信心，达到进行爱国主义教育的效果。物理概念、规律及物理学发展史都包含有深刻的辩证唯物主义思想，在物理教学中，教师有意识地用辩证唯物主义观点来阐述物理现象和规律、介绍物理学某些方面的发展历史，可以使学生潜移默化地领会并接受辩证唯物主义思想。

三、 引入的形式

1.讲座的形式：

利用课外活动讲物理学史专题。例如人类宇宙航行史、宇宙的演化史、物理新发现与工业技术革命的诞生等专题。

2.渗透的形式：

主要在讲课的过程中，三言两语说明一件事或介绍科学家，比如：讲完牛顿第二定律F=ma，可讲它的简洁美，讲讲它所包含的飞沙走石、风吹草动、惊涛拍岸的自然道理。

3.小报的形式：

可通过组织物理兴趣小组办手抄报、板报、qq群等形式介绍物理学史知识。

4.讨论的形式：

可通过布置专题让学生自己上网查找资料，然后组织讨论，互相学习，比如：介绍一位你热爱和了解的科学家及其研究的主要成就等。

总之，在教学中融入历史的方法，使物理学发展史和科学方法得到适当的体现，增加了学科的“立体感”，使学生了解科学结论的“来龙去脉”，能更深刻地理解其物理意义，增强了教学效果，正如钱三强所说：“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地……如果我们都能重视这块宝地，把宝贵的精神财富发掘出来从中吸取营养，获得效益，我想对我国的教育事业和人才培养都会是大有益处的。”只要我们广大中学物理教师博览群书，日积月累，去粗取精，精心选材，灵活运用，不仅能活跃课堂气氛，更重要的是有力地促进物理新课标三维培养目标的实现，使受教育者成为有智商而不缺少智慧，有知识而不缺少见识，有技能而不缺少精神的创新型人才。

[参考文献]

[1]刘筱莉，仲扣庄主编.物理学史.南京师范大学出版社，2001.

[2]郭奕零，沈慧军.物理学史.北京：清华大学出版社，1993.

[3]徐在新等编.20世纪物理学概念.上海科技出版社，1999.

[4]廖伯琴，张大昌主编.走进新课程.湖北教育出版社，2004.

作者：何振国