时间：2023-06-01 09:08:45
一、物理学科能力在高考试题中如何体现？
在高中物理教学中，物理概念、规律等知识最终都是以问题（试题）形式呈现的，通过创设情境，即利用语言文字和符号，设置抽象简要又有典型应用要求的虚拟问题情境，让学生作答来衡量学生学科能力，描述个体素质差异。
物理学科本身存在着自身知识结构特点，从内容上看可分为力学、热学、电磁学、光学、原子物理五部分，是从力、声、热、光、电、原子的现象出发，对部分物理知识作定性或定量的研究讨论，相互之间似乎并不相关。但是我们只要对整个教材进行分析就可以发现：力的性质和能的性质是两条主线。正由于物理学科本身的内容特点，教学中要着重培养五大能力：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题能力，以及实验能力，学生也只有具备这些能力才能较好地处理物理问题。
试题要考查学生多方面能力，就必须以能力立意。那么具体又是怎样体现的呢？
1.在试题命制上，学生需要准确把握其命题意图：试题考查的知识点涉及哪些？这些知识只需要复制和再现或者需要在理解的基础上提炼、概括、抽象、推理、运算、演绎？还是需要结合特定物理情境分析出知识点的特殊含义及联系？或者是需要对物理情境进行充分的理解、体验，然后运用所学知识有针对性地整理加工形成答案？
2.在试题作答过程中，需要学生对试题给出的材料进行观察，对物理情境进行整体感知、知觉、体验感悟，结合试题要求提取相关的个体掌握的物理知识，调动个人应对类似物理情境问题的经验，利用自己的心智技能在大脑中进行思维加工分析，分析过程中存在抽象思维与形象思维的相互转换、直觉、顿悟、判断、推理、评价、综合、创造与想象。整个解题过程的完成是在思维的不断指导下进行的。从长期记忆中调取何种知识和技能，采用何种解题策略方法并合理优化，如何及时监控评价解题进程及排除干扰，都取决于学生对自己解题认知活动的自我监控能力。
二、物理学科能力受到哪些因素制约？
问题能否被学生正确解答，取决于学生物理学科能力高低，而能力的提高与学生的学习活动是分不开的。寻找制约学生的物理学科能力因素就要与学生的学习活动相联系。
1.受到学生平时学习中的心理活动状态因素制约。
学习中的心理活动，会影响学生在掌握物理知识时形成具有自己特点的知识储备状态。学习者只有通过自己一定的学习心理活动才能将学科知识转化为自己掌握的知识并综合加工，才能在需要时重现并能灵活运用。如果老师只是讲授习题，不留思考空间给学生，而学生也只是一味依靠老师的讲授，自己的心理活动主要是记忆老师所讲的物理概念、规律和解题方法技巧，相应在头脑中形成的只是僵化了的知识，不能学以致用。
2.受到学生平时处理物理情境问题所积累的实践经验的丰富程度因素制约。
经验是在社会实践中产生的，是客观事物在人们头脑中的反映，是对成功和错误的体验和感受，是认识的开端。学生如果在平时积累了丰富的物理问题情境，学生认识和解决物理问题的能力就有了很大的提高。平时，学生在处理物理问题时，都会亲身经历和感受到对心理的控制、对习题的理解、对新情景题的思考、形成解题思路、运用知识解决现实性的综合问题，都有经验的积累，但是存在着个体差异。学生在解答习题中，如果有处理过类似物理问题情境的经验，就能够调动迁移，有助于顺利解答。如果学生在过去的学习实践经历中有较多的物理学科问题具体情境形成的主观感受及体验，学习中处理过的情境问题的类型越多，应对当前情境问题的经验就可能越丰富，处理同类问题将更顺利，相应的物理学科能力越强。
3.受到学生面对需要解决的问题所表现出的心智操作因素制约。
心智操作就是学生面对需要解决的问题时所表现出的个人心理、思维活动过程，受学生的解决问题所具有的心理机制作用，能主动调动自己的知识体系和经验体系为主要的心理活动过程，它包括学生智力因素和非智力因素两方面的心理活动状态。在解决问题的过程中，学习者要完成各种必要的智力性心理操作，比如观察、短时记忆的形成及原有记忆信息的储存和提取、想象、联想、形象思维、逻辑思维等，还需要学会控制自己和长期保持良好的学习毅力等非智力因素，以保证复习过程的有效进行。
教学实践表明，个人知识和问题情境的经验主要来源于后天的影响，个人的心理活动操作虽与先天遗传有关但受到后天教育的极大影响，受到教育及受教育的方式影响着学生的发展。如果复习中教师仅局限于知识的传授，而无实践情境化的教育经历，教育也能造就低能力者，不能适应新的高考要求。
三、物理学科能力怎样在复习中得到培养和提高？
目前高三物理复习课存在着明显不足，不利于提高学生的物理学科能力，具体体现在：一是隔离地进行章节复习，忽略了章、节的内容、方法和结构上的联系，使学生不能居高临下看待物理现象、分析物理过程，更不会掌握思考物理问题的规律。二是片面强调系统、全面，却重点不突出、难点没解决。三是盲目、过量地进行习题操练，把培养学生思维能力的希望全部寄托在解答习题上，忽略物理方法和思维形式的归纳小结。因此物理复习中，我们需要反思教学，改进教学，切实培养和提高学生的学科能力。
1.转变教学方法，帮助学生构建完整的物理知识体系。
课堂教学结合物理学科特点，改变传统的以学生被动接受知识、以多做练习来运用知识的教学方式，重视教与学的方式的配合：以教学目标、教学内容、学生的认知规律，选择科学的课堂教学的方式，多采用探究发现教学方法，激发学生思考，突出学生自主探究：选准探究内容、创设探究情境、提出探究问题、营造探究氛围、亲历探究过程、启迪探究思维。复习中引导学生主动参与知识的学习，教学生学会思考，指导学生掌握合适的学习方法。引导学生把握这些知识点在整个知识结构中的位置、作用及与其他知识点的相互关系。只有整体把握高中物理知识的联系和综合，才能形成完善的学科系统，在调用时，就能够很顺利地去迁移、提取、综合。在此过程中教师的角色应是学生建构知识的支持者、帮助者和引导者；学生的角色应是教学活动的积极参与者和知识的积极建构者，需要采取一种新的学习风格、新的认识加工策略，形成自己是知识与理解的建构者的心理模式。
2.突出情境教学，帮助学生积累处理不同物理情境问题的经验。
布鲁纳认为：“学习者在一定的问题情境中，经历对学习材料的亲身体验和发展过程，才是学习者最有价值的东西。”学生在积极参与学科实践活动中的体验及获得的各种性质、形态等多方面的经验，是构成物理学科能力的必要的个人心理要素。高考中会创设一些相对新颖的情境，测试学生的实践能力和初步创新能力；所谓新情境，是指学生尚未接触过或学生课堂上学习经验所所没有的事实情境、多源于实践，有时也包括赋予新意的已知情境、甚至假设的情境，比如社会中的热点问题、科学技术前沿问题、科学史上一些著名实验问题构成物理情境。
教学中教师要精心创设符合教学内容要求的情境，即设计训练题时情境要多样化，注意精练性和典型性：基础性题要与复习内容相结合，与教材上例题同结构、同题型、同难度的模仿性练习题，用于巩固当堂所复习的知识；综合性题设计应有三维功能：一是具有本堂课内所学知识点的综合功能，二是具有本堂课内所学知识与已往已学的相关知识的综合功能，三是具有一题多解、或多题一思路、或一题多变、或学科内综合等发展。
教学中要激活学习的问题意识，形成基于问题的学习任务，从而展开提出问题、分析问题、解决问题的学习活动，使问题与学生原有认知结构中的经验发生联系，激活现有的经验去“同化”或“顺应”学习活动中的新知识，认知结构得到重组，丰富学生处理不同物理情境问题的经验。当学生头中脑拥有解决问题的经验原型，经验原型的内容越丰富和水平越高，对问题的解决能力就越强。
关键词:高能物理,TeV能量对撞机,标准模型精确检验,粒子探测技术,标准模型外的新物理
High energy physics in the Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China
MA Wen\|GanWANG Xiao\|Lian
(Department of Modern Physics , University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)
AbstractAn overview is given of the development of high energy physics in the Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China. We summarize the progress over recent years in both phenomenology theory and experimental research.
Keywordshigh energy physics, TeV energy colliders, precise test of the Standard Model, particle detection technology, new physics beyond the Standard Model
1 引言
高能物理研究当前仍然是基础物理科学的最前沿,被认为是最重要的学科之一.它深刻地影响着人类对物质世界认识的基本观念.在基础理论研究方面,高能物理在不懈地探讨微观物质结构及其相互作用、质量起源、时空本性等基本理论问题,这些研究又和宏观宇宙学之间存在很强的互相推动作用.
高能粒子对撞机是研究物质最基本的结构和相互作用规律的重要、有效的工具.对高能物理的研究和其研究手段的每次重大突破都会带来物理学新领域、新方向的发展,甚至新的学科分支的产生.它对于加深人类对物质世界更深层次基本规律的认识有着重要意义.即将投入运行的TeV能量大型强子对撞机(LHC)和计划建设的国际直线对撞机(ILC)便是验证高能物理理论的极好的大型设备.
随着新一代的超高能量的对撞机实验数据的获取,高能物理的研究将面临着又一次新的重大突破.理论上预言的黑格斯粒子和可能的新物理信号将会被发现.这些将会是本世纪初物理学的重大进展.粒子物理的发展涉及了多种学科和前沿技术.粒子物理实验科学实际上与加速器技术、粒子探测技术等近代物理技术密切相关.实践证明,粒子物理实验技术的创新对国民经济领域中诸多技术问题的解决具有重大作用.
下面我们对中国科学技术大学(以下简称中国科大)近代物理系的高能物理研究发展现状进行两方面的介绍:一是高能物理唯象理论研究方面;二是高能物理实验研究方面.
2 高能物理唯象理论研究
高能物理唯象理论研究始于1985年,当时中国科学技术大学参加了丁肇中先生领导的DESY MARK\|J实验和欧洲核子研究中心L3实验的国际合作研究.我们的唯象理论研究就是当时针对大型正负电子对撞机实验中的现象学进行研究而发展起来的.从那时起,其研究课题就一直与国内外的大型高能物理实验现象学紧密结合.其研究工作的特点是:注重研发粒子物理理论研究所需的计算物理新方法和计算程序,建立了自己独特的高能计算物理实用软件环境,目前该实验室拥有先进的量子场论复杂计算的技术和能力,拥有研究室自己的高能物理理论计算和数据分析的PC FARM,并建成了DZERO SAM GRID的D0USTC节点,使我们的网格节点正式成为D0合作组标准MONTE CARLO事例产生主要节点.因而,该实验室在现象学理论研究和物理分析方面具有很强的国际竞争力.
近年来,粒子物理唯象理论研究室的理论研究课题密切结合他们参加的费米实验室D0组的实验,大型强子对撞机LHC上Atlas组的实验和未来的国际直线对撞机ILC上实验所涉及的TeV物理现象学,集中研究标准模型理论的精确检验和新物理信号的探索.重点研究内容涉及:Higgs物理、Top物理、超对称理论现象学、超引力模型现象学、额外维模型和最小Higgs模型现象学、超高能量下CP破坏来源研究等.考虑到未来对撞机上寻找新粒子和深入了解电弱破缺机制的物理实验中所处的重要地位,我们从研究如何实现高精度量子修正的数值计算方法问题入手解决对撞机物理现象中的复杂理论计算问题.重点解决的计算技术包括:高效率的多体末态(N≥3)蒙特卡罗相空间积分技术;费曼图中不稳定粒子的处理问题;在相空间边界上多点积分函数(n≥5)数值计算的有效方法;红外发散的解析处理;带复数质量的粒子的重整化参数和单圈积分函数的计算方法等.这些问题也一直是粒子物理现象学中的几个研究重点和难点问题.在这些研究中,他们已经在单圈图计算中,在不稳定粒子的计算处理方法上以及在多点(n≥5)标量、矢量、张量积分函数的解析和数值计算上取得了进展.
该研究室自2001年以来,在国际国内重要学术期刊上发表SCI收录的涉及唯象理论研究的论文58篇,被引用达300余次.作出了一批为国际同行重视的研究成果.近年来该研究室取得了以下突出的研究成果:
1997年,在国际上首先解决了四点积分函数在相空间边缘发散点的数值计算困难[1].在国际上首次解决了三体末态过程的单圈阶幅射修正计算中的五点标量和张量积分的计算问题,完成了关于在直线对撞机上对H\|t\|t Yukawa耦合精确检验的理论研究[2].精确研究了强子对撞机上超对称chargino/neutralino伴随产生过程,以及tb-H-产生过程的NLO阶QCD修正效应,为LHC新物理寻找提供了理论依据[3].在最小超对称模型下对ppH±bc+X味道改变过程的精确计算,首次发现在squark的混合机制下,超对称QCD对H±bc耦合的修正可以使该产生过程的截面大大提高,这使得该过程成为发现带电Higgs粒子和味道改变效应的重要反应道[4].T宇称守恒和不守恒情况的最小Higgs模型下γγtt-h°+X过程中的新物理效应的计算和讨论[5],得到了可能在LC对撞机上观测到LH/LHT的效应,或者给出对LH/LHT参数更严格的限制[6].完成了四体、五体末态相空间高精度积分程序的发展,实现了不稳定粒子处理技术,六点单圈标量、矢量、张量积分函数的红外分离及正确的数值计算方法和程序,并通过了若干正确性检验.在此软件环境下完成了在带电或中性Higgs寻找过程中,可能测量到的γγtt-bb-和e+e-W+W-bb-过程的QCD辐射修正计算工作.这为Higgs粒子寻找和top物理有关理论的精确检验提供了理论依据[7].
唯象理论组在国际上首先提出了在强子对撞机上通过超对称标量中微子双轻子共振态,探测R宇称破坏的实验物理分析方案,并计算了其QCD 辐射修正[8—12].该成果被Tevatron的两个实验合作组CDF和D0先后作为其探测双轻子高质量共振态的主要物理动机和数据分析依据在发表的论文中引用.费米实验室Fermilab Today对这一研究成果进行了报道.该研究室对这一理论与实验结合的研究,不但在唯象理论研究方面,推动了对TeV强子对撞物理过程中QCD NLO效应的精确把握,而且在实验物理方面,促进中国科大D0组在径迹探测器触发方法研究、高亮度环境下高能电子/光子鉴别、量能器刻度等研究中做出了成果.该研究还促进了高能数据网格计算节点建设,该室建成了中国科大D0USTC网格计算机群,并为D0合作组产生106模拟事例,为中国科大高能物理研究提供了1010以上的网格数据分析与处理能力,从而确保最终物理成果的获得.这些工作得到了D0合作组以及费米实验室的高度评价.韩良教授成为D0合作组Authorship Committee 7人委员会成员,负责审查合作组各单位成员作者资格.刘衍文博士成为费米实验室首批International Scientist Fellowship成员.第28次中美高能物理合作联合委员会会议,确定费米实验室继续支持中国科大D0实验物理研究.
3 高能物理实验研究
高能物理实验研究始于1973年,在杨衍明、陈宏芳教授领导下,为云南高山站宇宙线测量研制多丝正比室.之后先后参加了德国DESY的MARK\|J实验,是CERN LEP的L3实验的发起单位之一.与此同时,被接受为LHC大型强子对撞机的CMS合作组和日本KEK的B 介子工厂Belle合作组的成员.与瑞士苏黎世联邦理工学院(ETHZ)合作成立了高能物理联合研究所.1991年正式参加中国科学院高能物理研究所BES合作组,成为国内大学中最早投入国内高能基地研究工作的BES成员,相继参加了BESII的物理分析和BESIII的建造与物理工作.2001年10月又被接收为美国BNL的STAR合作组成员.
3.1 为STAR合作组研制的飞行时间探测器和相对论性重离子碰撞(RHIC)物理研究
多气隙电阻板室(MRPC)是上世纪90年代后期欧洲核子研究中心(CERN) 的LHC-ALICE实验组首先发展起来的新型探测器.受国家自然科学基金委员会委托,该研究室于2000年8月率先在国内开展MRPC研制.先后成功地研制了多种结构的MRPC,其中6气隙的MRPC时间分辨为60ps,对最小电离粒子的探测效率好于95%,达到国际先进水平;双层结构10气隙的MRPC,时间分辨好于50ps,探测效率大于99%,达到国际领先水平. 并成功地研制了第一个基于MRPC技术的STAR飞行时间探测器原型TOFr Tray,性能指标达到:平均时间分辨为85ps,探测效率好于90%,好于设计指标.并于2002年10月装入STAR探测器,参加了2003年度氘-金核(质心能量为200GeV/核子)和2004年度金-金核(质心能量为200GeV/核子及62.4GeV/核子)碰撞实验,有效提高了STAR探测器的粒子鉴别本领,对π/K分辨的动量区域由原来的0.6GeV/c扩展到1.6 GeV/c,对π,K/p分辨的动量范围由1.0GeV/c扩展到3 GeV/c.利用MRPC-TOF的数据和时间投影室带电粒子的电离能量损失的数据发展了一种可以鉴别高动量区π介子和质子的新技术,把STARπ探测器介子和质子的鉴别横动量区间扩展到12GeV/c[13].是第一个运用MRPC技术成功运行于大型高能核核碰撞物理实验的大面积飞行时间探测器,使一些原来很难开展但有重要意义的物理课题有可能进行,并获得了一些重要的物理结果.2006年4月,用于RHIC-STAR-TOF探测器的MRPC通过批量生产标准和标准的最后评审.MRPC生产稳定,质量越来越好,性能达到指标要求.RICE大学还专门做了报道.图1,2分别给出了200GeV AuAu对撞中TOF的强子鉴别和电子鉴别能力.
利用飞行时间探测器得到的主要物理成果有:基于TOFr粒子鉴别的强子谱和Cronin效应的研究[14].首次得到在氘-金碰撞与质子-质子碰撞中重味夸克衰变的电子谱.结合低横动量D0粒子谱和高横动量单电子谱,在世界上首次给出了氘-金碰撞中双核子质心能量为200GeV/核子下每核子-核子碰撞中粲夸克产生在中快度区的微分截面[15].开展带电强子横动量谱的研究.通过测量带电强子(π±,p,p-)的单举不变产额谱(0.3<pT<12GeV/c),精确测量了粒子的核修正因子Rcp,反粒子/粒子的比率以及p/π的比率等,观察到在中横动量区间重子相对介子有增强现象,这可以用部分子的结合模型来解释,而在高横动量区间,重子产额与介子产额有相同大小的压低.这一现象揭示夸克和胶子在QGP中的能量损失可能与微扰QCD能损模型的预言不符,为高能部分子在QGP中的能量损失机制提供了全新的实验现象,有待进一步研究[16].
对氘、氦\|3以及它们的反粒子在中横动量区间的不变产额、横动量谱和椭圆流的测量和研究,首次得到了轻核的结合参数B2和B3,发现B2与B3 具有相似的值,表明氘、氦\|3 以及它们的反粒子有相似的freeze\|out 时刻.发现在不同中心度对撞中,轻核的结合参数和π介子的freeze\|out体积成正比.发现氘核和反氘核的椭圆流近似服从组分夸克数的标度不变性,在实验上验证夸克融合模型.首次测量了低横动量的反氘核的负值椭圆流,这是RHIC上观测到的第一个负值椭圆流,发现重粒子(氘)的负值椭圆流与大径向流的理论模型相吻合[17].开展关于重味夸克产生截面和粲介子D0半轻子衰变道的研究.完成了200GeV 金金碰撞中D0介子以及粲粒子半轻子衰变到的电子和μ子的数据分析工作,首次在重离子实验中通过cμ+X道确定粲夸克(ccbar) 总产生截面.首次在重离子碰撞实验中证实粲夸克截面相对于两两碰撞数的标度不变性.首次利用STAR TOF探测器测量粲粒子半轻子衰变的单电子谱碰撞中心度的依赖关系.首次利用STAR TOF探测器观测到单电子谱压低,测量重味夸克能量损失.首次观测到单电子谱的热力学性质与集体运动流效应不同于轻强子[18].对粲粒子及其半轻子衰变的单电子椭圆流进行了实验测量和唯象理论探讨.理论上给出了D介子及其单电子椭圆流,并预言底夸克粒子的集体运动流效应很小[19].完成了RHIC能区粲夸克产生截面和粲粒子半轻子衰变道的研究.2007年8月23—25日在QCD相变与重离子碰撞物理国际研讨会上汇报了该项工作.受到Quark Matter 2008会议组委会的邀请,于2008年2月4日—10日在印度Jaipur举行的第20届国际超相对论核-核碰撞(夸克物质2008)学术大会上做了题为《Overview of the Charm Production at RHIC》的大会报告[20].进行奇异共振态强子φKK 的不变质量的重建研究.利用STAR实验数据,通过仅用TPC信息和联合TPC+TOFr信息(即要求其中的一条带电径迹由TOFr所识别)的比较研究,进一步证明了,结合TOFr和TPC信息可以实现对带电径迹的高精度鉴别,从而大大提高对奇异共振态强子不变质量重建的分辨率.完成了200GeV 金金碰撞中奇异强子椭圆流的中心度依赖性研究,系统测量了KS0, Λ,Ξ,Ω粒子的v2(椭圆流).结果表明,在低横动量区,这些强子的v2符合流体力学的预言,表明早期热化可能在RHIC形成.在中间横动量区,v2符合组分夸克数标度性,表明重组合是强子形成可能的机制,解禁闭可能在RHIC已经形成.中心度的依赖关系表明,v2没有初始坐标空间各向异性的标度性.集体运动在较中心碰撞中较强,热化有可能在中心碰撞中达到[21].v2随碰撞系统的大小变化的依赖性将帮助我们验证早期热化这一假设.对200GeV铜铜碰撞中KS0, Λ粒子的v2也进行了测量,并和200GeV金金碰撞的结果进行比较,结果表明,在铜铜碰撞中,KS0, Λ粒子也符合组分夸克数标度性,但是热化没有达到.
3.2 与日本高能加速器研究机构(KEK)B介子工厂Belle实验的国际合作
Belle探测器于1999年开始取数,2000年夏,我们从D0Kπ+道的测量开始正式参与物理分析工作,以后还选取了带电D* 对产生的连续过程,用D*+D0π+衰变产生的软π介子标记D0或D-0[22,23] .给出了当时世界上最为精确的实验结果,并被2006年粒子物理数据库(PDG)收录.我们关于D0-D-0混合的第二项研究课题是D0Ksπ+π-道的含时达里兹分析测量,该过程的优点是可以直接给出混合参数x,y和强混合角δ[24].
3.3 与中国科学院高能物理研究所的北京谱仪(BES)实验的合作
中国科学技术大学自1991年以来一直参加中国科学院高能物理研究所的北京谱仪(BES)实验,在BESI和BESII上开展了物理研究,在BES3建设中,中国科大是国内唯一参加BES3硬件设计和建造的一所大学,如端盖TOF探测器的预研和建造,亮度监测器的设计和建造以及亮度监测系统的电子学部分,TOF和μ探测器的读出电子学系统、TOF触发子系统、TOF 监测仪的电子学和BES3时钟系统.
从1991年至今,积极参与BES物理分析研究.如BES1-BES2的物理:Tau的米歇尔参数的测量,ψ的几种VP和PP模式衰变道的测量和研究,J/ψ的辐射衰变,J/ψγρρ, γωω的分波分析.在BES粲物理的研究方面,通过对J/ψ的辐射衰变道J/ψγω和J/ψγωω的分波分析,仔细研究了这些反应道中的强子共振态结构和分支比测量,发现了ω不变质量谱的近阈增强和可能存在的X(1812)态[25].
3.4 ALTAS/LHC强子对撞实验国际合作
我们与中国科学院高能物理研究所计算中心、中国科大计算中心合作,在中国科大搭建了网格计算(LCG Tier3)的工作平台的雏形.同时,我们与美国密歇根大学ATLAS合作组也开始了ATLAS物理分析合作工作,派人参加ATLAS端盖部分muon子漂移室安装、测试和运行维护工作.2006年,蒋一教授、韩良教授参加国家自然科学基金委员会重大重点国际合作项目:“ATLAS强子对撞物理研究”,正式成为ATLAS合作组成员.
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高能物理学，又称粒子物理学或基本粒子物理学，它是物理学的一个分支学科，研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质，和在很高的能量下，这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。
它是一门基础学科，是当代物理学发展的前沿之一。
高能物理学是以实验为基础，而又基于实验和理论密切结合发展的。
高能物理学的发展历史：两千多年来人们关于物质是由原子构成的思想，由哲学的推理，变成了科学的现实，而且在这个阶段终了时，形成了现代的基本粒子的思想。
（来源：文章屋网 ）
【关键词】物理教学；高效课堂；教学情境；合作探究实验；兴趣
高效课堂是我校积极探究的一种新的课堂教学理念，也是每一位老师的课堂教学追求。一节成功的课，学生学得轻松，老师也教得幸福，当然，这是很难的，但是为了我们的课堂能达到最好的效果，我们必须用心去研究教材、学生、研究练习等影响课堂高效的重要因素。
1 有针对性的备课，提高教学准备的高效性
1.1 备教材。准确掌握知识点，吃透教材，做到心中有数。把握重点、难点。要精心设计教学过程，设计一些经典的问题，让学生围绕设计的分组讨论，发言，评比，提高学生学习的积极性。例如：在讲万有引力与航天这一章时，当讲到关于航天城建在什么地方最合适时？可以设计几个地方，如黄陵，三亚，北京和酒泉。学生可以从环境，纬度及节约能源等角度进行分析。首先学生对这样的问题有很大的兴趣，在能积极参与进来，相互讨论，为什么航天城不能建在我们环境优美风景秀丽的黄陵而可以建在酒泉？
1.2 备学生。教师在课前要全面了解本班学生的能力情况和学习需求，根据“学情分析”有的放矢地进行备课。要落实课堂上每一个细节，给学生足够的机会自主学习、交流、讨论、组织学生有效的听、说、写、练的课堂活动。在课后走进学生，做学生的良师益友，了解他们的心理特点，关心他们的学习、身心健康，尊重学生的思想，由于学生基础不同，在知识的深度上多调整，该降低难度的要适当降低，该详细引导的也不能忽视，站在学生的立场上对学生的欣赏、夸奖、鼓励往往表达一种积极的心理暗示？要把他们每一点的积极性、每一点的学习热情保护起来，让它生长起来，壮大起来。
1.3 备练习。要根据教学内容和学生实际、精心选择和设计课堂练习，去粗取精，做到讲练结合、当堂训练、当面反馈，充分发挥学生在课堂教学过程中的主体意识。例如：在讲圆周运动这章时，在习题的选取中，选择了游乐场中的过山车，棉花糖的制作过程等这些与生活很贴近的例子。过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么？它通过最高点的速度怎样计算？这样，学生不仅对这样的问题产生了浓厚的兴趣，还牢牢记住了向心力的运算公式，并解决了实际生活中的问题，降低了难度。
2 设计合理的实验，让学生自己动手，动脑
物理学科是一门以实验为基础的自然学科，没有实验的物理课是枯燥无味的，更谈不上什么兴趣可言，所以，在课前教师必需设计一些与本节课有关的小实验或者分组实验探究，让学生能够切身体会，相互交流，培养合作精神。在讲到向心力这节课时，设计小实验（带有绳子的小球在拉力的作用下做圆周运动），让学生体会向心力的存在，尽量让每个学生都尝试一次，记下感受，也可以组织学生分组，利用向心力实验仪，采取控制变量法进行直接测量，每组完成一个探究任务，然后进行交流，培养交流合作的精神。
3 激发兴趣，让课堂变得生动起来
兴趣是构成学生学习动机中最为活泼、最为现实的成分。有了兴趣，还会萌发创新意识，而在创新过程中产生的无穷无尽的兴趣。兴趣越大，学习的效率就越高。所以，要根据科目的不同，利用一些小实验，身边的小事例，想办法启发学生，让学生对所学的科目产生浓厚的兴趣。例如：在讲圆周运动时，我们引入的例子有杂技“水流星”，汽车拐弯时速度大了为什么容易翻车等，这些例子通俗易懂，学生很想知道原因，对此有很急切的求知欲望。课堂上讨论积极，争先发言，课堂效果很好。
4 转换角色，让学生动起来
关键词 物理建模 教师 学生
一、要有建立物理模型的意识高中阶段的物理模型有很多，一般可分三类：物质模型（质点、轻弹簧、理想气体等）、状态模型（气体的平衡态、原子所处的基态和激发态等）、过程模型（匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动等），而物理题目的设置均是围绕着这些物理模型展开的。在教学过程中，教师要引导学生树立物理模型的意识，让学生逐步认识到华丽包装的题目后就是赤裸裸的常见的物理模型，做题时要剥离出题目本质，联系旧有知识，促进知识迁移。也就是说，要有把问题转化成为物理模型来研究的意识和习惯。例如关于摩擦力有这样几个常见判断题：滑动摩擦力（静摩擦力）的方向可以与物体的实际运动方向相同吗？相反吗？能成任意角度吗？运动（静止）的物体可以受静（滑动）摩擦力吗？很多学生迷惑在这些概念题中不能自拔。但当学生心中有了擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等情境时，这些问题便极易解决了。打个不是很恰当的比喻，高中物理学什么？无非是弹簧弹来弹去，滑块在斜面上滑来滑去，子弹与木块碰来碰去，带电粒子在电磁场中飞来飞去。
二、及时对已学过的物理模型归纳与总结教师要善于为学生对已学物理模型进行归纳与总结，更要善于引导学生自己进行这项工作。例如我们在讲《功》这一节，必然要讲到摩擦力做功的问题：滑动摩擦力能做正功吗？负功呢？能不做功吗？静摩擦力呢？虽说这是功的内容，实际上如果学生对关于摩擦力的相应物理模型很熟悉的话（擦黑板、走路、传送带、手握瓶子任意方向运动等），这个问题会很容易被解决，而我们很自然地就把重难点转移到一对儿滑动摩擦力或静摩擦力做功代数和为何值这个问题上。总结知识，积累经验是必要且重要的！三、怎样培养物理建模能力（一）多媒体的应用。
随着信息技术与多媒体技术的飞速发展，教师利用多媒体课件上课已经成为一种常规的教学方式。事实说明，多媒体技术的应用在激发学生学习兴趣、增强教学的直观生动性、方便知识复习、习题练习等很多方面都发挥着巨大的作用，也给我们的物理学科教学带来了极大的方便。我们用flash可以更加直观生动地展现那些抽象的无法用手工教具展现的物理模型，从而加深学生的印象与理解。
（二）物理学史的帮助。
了解物理学史是学习物理课程的一项重要内容。它不仅能提浅谈高中生物理建模能力的培养芦 斌（开封市第二十五中学 河南省 475000）摘 要 在物理知识体系中，物理建模的思想与方法贯穿于其各类分支，具备物理建模能力是帮助学生构建物理学体系最直接有效的方法。本文就高中生物理建模能力的培养提出几点想法与建议。
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关键词 物理建模 教师 学生 高学生对物理的学习热情，更是培养学生物理建模能力的一种有效手段。例如在《万有引力》的学习中，从古埃及的托勒密，到意大利的伽利略，到第谷开普勒，波兰人哥白尼，再到牛顿，科学家们在对宇宙的研究过程中都是提出各自的物理模型来比对现实中的现象，从而确立距离实际最接近的理论。牛顿为什么能够解决困扰科学家们的三大问题从而得出万有引力定律？正是由于他抓住了事物的主要因素，忽略次要因素，对实际问题进行科学抽象化处理，得出一种能反映原物体本质特征的理想物质、过程或假设结构，而这种理想物质、过程、假设结构就叫做物理模型。
（三）利用好实验室。
物理是以实验为基础的学科。做实验是检查学生是否真正掌握某一物理模型规律的重要手段，是培养物理建模能力的有效途径。没有清晰的物理模型概念学生就不会开展实验过程；没有习惯性的建模意识和正确进行实验的科学指导思想，学生就不能通过实验来培养自己的思维能力、动手能力、创新能力。让学生带着物理建模的意识走进实验室，多进实验室，才能让学生真正走进物理学的精妙之门！（四）培养热爱生活与观察的情感态度。
新课标中，情感态度与价值观的培养是一项很重要的内容。
教师要善于利用机会引导学生热爱生活，热爱观察。知识来源于生活，观察取决于兴趣。一个热爱生活与观察的人必然精力充沛，富有生机与创造力。伽利略看见吊灯的晃动而发现单摆的等时性、阿基米德因洗澡时水的溢出而发现浮力定律、奥斯特因小磁针的偏转而发现电流的磁效应……物理模型正是来自于生活！（五）物理教师要不断提升自己。
社会在进步，科技在发展。从光电管到磁流体发电机，从宇宙飞船到粒子物理……现在每年高考题几乎都会有关于新技术应用方面的题目出现。这就要求教师也要不断进行学习。三尺讲台是教师展示魅力的地方，优秀的教师能够用自己的人格魅力、文化魅力、道德魅力征服学生，抓住学生的眼球与思维，从而润物无声、水到渠成。正所谓“亲其师，信其道”，只有“征服”学生才能有效地在工作中贯彻落实我们的想法。
从伽利略开创近代物理先河开始，实验观察加科学推理的研究方法一直是物理学发展中的指导思想。而理想化模型即物理建模正是为适应这样的研究方法而提出来的。具有物理建模意识，具备物理建模能力，是每个学生学习物理学的目的之一，也是高中物理教师必须完成的非常重要的一项工作！参考文献[1]物理课程标准(实验)解读[M].廖伯琴，张大昌.湖北教育出版社，2004.
[2]论高中物理教学中学生建模能力的培养[M].左雄.湖南科技学院学报，2007，28(4).
1. 实际情况
实际生活问题的解决过程实际上包含这样的流程，从实际问题中提取信息，排除次要因素（抛除非物理信息），确立理想化的研究对象和物理场景，应用所学的物理知识，寻找物理对象在变化过程中满足的定量和定性的规律，直至解决问题。
在大多数情况下，传统物理教学及有关问题的训练，往往直接给出简化后的物理对象或物理图景，因而在问题的处理上，学生缺乏对物理对象和物理场景做理想化处理的方法和能力。
例如：学生习惯于解决细线悬挂小球的摆动问题，而对小孩荡千秋却一筹莫展。学生习惯于解决小球过顶的圆周运动问题，而对汽车过拱桥的问题却束手无策，困难在于：
(1) 学生缺乏准确的物理模型。在实际问题的众多对象中，思维容易受到问题表象的干扰，很难抓住对象本质特征，因而难以从实际问题中抽象出物理图景和物理模型，形成认识上的思维障碍。
(2) 学生缺乏程序化的思维训练。由于现行教材、教科书中应用性的生活事例很少，学生在学习新知识时，缺少该环节的思维训练，在问题的应用上，学生仍然习惯于传统的认识经验和思维习惯，久而久之，就认为物理就是代代公式的数学运算而已，因而淡化了物理思维的训练，形成方法上的思维障碍。因此在今后的物理教学中必须重视图象图景的教学，加强学生的应用能力的培养，提高解决实际问题的能力。
2. 重视图象图景教学的策略
不同的信息对大脑中不同的部位产生刺激作用，如文字信息传向左半脑，引起抽象思维，形成概念，完成数字计算和演绎，而具体的形象图形和图像信息将传向右半脑，引起形象思维，形成空间概念。只有在教学过程中文字信息和图形信息交替传递到大脑的左半部和右半部，使大脑皮层的兴奋中心和抑制部分在左、右半脑交替出现并相互补充，思维品质就能得到极大的提高，并保持持久的兴奋。应用能力的培养，就是要在教学上通过图象图景的教学，建立由实际情景――理论模型――新实际情景的有机联系。加强抽象的物理规律与形象的实际情景的紧密联系，提高学习的效率，更好地掌握所学知识。
2.1 充分展示知识发生发展的过程，帮助学生建立准确的物理模型。传统的物理教材安排的教学内容都是已经选择、压缩、改造而具典型化和简约化，更具高度的抽象性。若是照本宣科，学生很难理解所学内容，而若能充分利用图形图片、电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生发展的变化过程，用图文并茂的方式向学生提供信息，降低学生学习的难度，并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情景的建立和分析过程中，促进学生开展分析问题的思维活动，自然地“悟”出其中的道理和规律，从而潜移默化，使学生掌握分析物理过程、建立正确物理情景和模型的方法，建立准确的物理模型。例如，在讲解单摆模型时，展示伽里略观察油灯等时摆动的图片或动画，再现模型建立的思维过程。让学生身临其境，感知分析物理过程的方法，建立准确的单摆模型。这样，学生理解了模型的本质，就不会“只见树木不见森林”。
2.2 重视解决实际问题的思维程序训练和学生学习习惯的培养。学生遇到问题时的困难，还表现为思绪的混乱，缺乏思维的程序化。因此在教学中更要重视思维程序的建立和训练，解决实际问题的思维程序大体可分六步，即审题文字信息（排除干扰因素）抽象出物理对象和物理情景寻找问题所满足的定量和定性的规律建立模型求解。
第一步，从实际问题中提取与问题有关的文字信息，并用相应的图形或符号表示，使复杂的变化过程代码化。
第二步，确定物理对象，建立物理情景，运用示意图帮助理解题意，寻找变化规律，建立各物理量的联系。边审题、边画图，并一一把条件和问题用字母符号注在图上，使问题能在脑中形成完整的表象，不至于因忘记条件或问题而中断解题过程的思维去重新审题，同时，示意图能使解答问题所必须的条件同时呈现在视野内，图象成为思维的载体，视图凝思实际上是视觉思维参与了解解题的过程。
2.3 建立模型关系，立式求解。苏霍姆林斯基说过：“教会学生把应用题'画'出来，其用意就在于保证由具体思维向抽象思维的过渡”。实际上在第二步，由文字到示意图的思维跨度非常大，有时学生问问题时，教师可能会无意中画出示意图，而此时学生的问题已经得到解决，关键就在于学生不会画图。因此，在教学方法和学生学习方法指导上，应加强图象图景的教学。一方面在平时教学中，要重视教学中示意图画法的训练。教会学生如何通过审题，画示意图，从易到难，逐步消除思维障碍，这一过程教师不得包办代替学生的思维过程。另一方面在学生的学习练习过程中，重视画图习惯的培养。例如从高一开始，可把练习本的左侧折出三分之一，专门用作画图区，把图象作为建立关系、立方程的依据。画图习惯的培养需要一个过程，对应该画图而没有画图的答题应扣去大部分的分数或可让学生重做，从严要求，形成习惯。同时，重视课本插图的观察和思考，新教材的图片更为丰富，要注意指导学生如何画图、看图，建立文字和图象的联系。养成读图释义，审题画图的习惯，最终能从静态图中联想到动态变化的过程，由动态图中能看到瞬时的状态图景。不断训练学生的物理形象思维和抽象思维，建立正确物理模型，是提高学生解决实际问题能力的有效教学策略。
一、认真审题，明确对象，联想图景，启动思维
力学习题有的给出了一个物体，有的给出了两个或多个相关联的物体；从物理过程看，有的给出了部分，有的给出了全部。认真审题就是要实现几个转换：
1、由个别向一般转换。所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析，代入运算时统一用力学的国际单位制（SI制），解题结束应对结果的合理性作出判断。
2、研究对象的实体向物理图景转换。宏观物体（大到天体），有做匀速运动的，也有做变速运动的；有个体，也有相关联的群体。要对题目给定的研究对象进行抽象思维，形成一定条件下清晰的物理图景。有趣的物理图景能够促进学生的注意转移，情感与图景贴近，达到情景结合，有助于学生思维的正常启动。
3、物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态（静止、匀速直线运动、匀速转动）和非平衡状态，物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。
4、已知条件向解题目标转换。力学解题目标一般包括：画出研究对象的示意图，在图上进行受力分析（不能遗漏所受到的每一个力，也不能凭空增加力），物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。
5、文字叙述向示意图形转换。在根据题意画出的图上标明受力情况（按重力、弹力、摩擦力顺序思考）；某一时刻或某一位置的运动状态，也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解，触景生情，增强了解题的信心。
二、弄清概念，策略认知，分配注意，发散思维
物理概念是物理知识的重要组成部分，对其有严格的科学界定。一些能力较差的学生对物理概念的界定模糊不清、思维混乱，解题注意分配不合理。为了解决这个问题，要引导学生强化以下几方面的意识：
1、增强物理概念的物质意识。每引入一个力学概念，应充分利用实验或学生生活积累的已有经验，把物理概念建立在充实的物质基础上。
2、强化物理概念的界定意识。
速度与加速度二者仅一字之差，都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上，认为速度为零，加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差，它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同，前者是过程量，后者是状态量，它们也有严格的界定。
3、培养创造思维意识。力学解题时“双向思维”的设计，给学生创造了发散思维的条件。
三、运用规律，感知范围，网络信息，逻辑思维
中学力的概念主要有牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。一些能力中下的学生把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区，需要对已建立的解题信息加以选择。
1、根据物理过程选择规律；2、从已知条件选择物理规律；3、从解题结果检验物理规律选择的合理性。
四、设疑开拓，点拨解惑，触类旁通，深化思维
课本上的力学习题是教学大纲的最低要求，一些能力较强的学生从中获取了探求知识的方法，思维敏捷；一些能力较差的学生解题一旦受阻，思维停滞，需要点拨才能展开。可通过“设疑点拨探究解惑”，让学生思维进入新的层次。
1、指导语点拨；2、资料点拨；3、情境点拨；4、交流点拨；5、一题多解点拨。
一、课前认真预习
预习是在课前独立地阅读教材，自己去获取新知识的一个重要环节。
课前预习未讲的一章，首先把这一章中的每一节内容都要仔细地阅读一遍，通过阅读、分析、思考，了解教材的知识体系，以及重点、难点、范围和要求。对于物理概念和规律则要抓住其核心，以及与其他物理概念和规律的区别与联系，把教材中自己不懂的疑难问题记录下来。对于已学过的知识，如果忘了，课前预习时可及时补上，这样上课时就不会感到困难重重了。然后再纵观一章内容，找出各节的联系，掌握知识的脉络，绘出知识结构简图。同时还要阅读有关的典型例题，解答书后习题以作为阅读效果的检查，并从中总结出解题的一般思路和步骤。有能力的学生还可以适当阅读相关内容的课外书籍。
二、主动、高效率地听课
带着预习的问题听课，可以提高听课的效率，能使听课的重点更加突出。课堂上，当教师讲到自己预习时的不懂之处时，就要主动、格外注意听，力求当堂弄懂。同时可以对比教师的讲解以检查自己对教材理解的深度和广度，学习教师对疑难问题的分析过程和思维方法，也可以在教师允许的情况下作进一步的质疑、析疑，提出自己的见解。这样听完课，不仅能掌握知识的重点，突破难点，抓住关键，而且能更好地掌握教师分析问题、解决问题的思路和方法，进一步提高自己的学习能力。
三、深刻认识物理学科的特点及怎样才算真正地学好物理
教师应使学生明确物理学是一门以实验为基础的科学，讲述的是物体在物理变化过程中的道理，是在对自然界和实验室内进行大量观察、实验的基础上建立起许多概念（或物理量）、定律、公式和原理的，然后应用这些规律去解释和解决自然界及生活、生产中出现的物理现象和问题。只有全面熟练地掌握物理基础知识和基本技能，以及各种基本能力（主要是发现问题、解决问题的能力），而且能够去解决有关问题，这样才算学好物理。因此，要学好物理除了要掌握一般的学习方法外，还应掌握适合物理学科特点的学习方法。
四、学习方法
教师要教育学生要十分重视观察和实验，努力培养自己具有良好的观察与实验能力。
教师在平时教学时应使学生认识到有很多重要的物理规律和理论是直接从大量观察自然现象和事实中总结出来的，从而使学生认识到善于观察物理现象和事实的重要性。教师在课堂上演示实验时，不要代替学生观察，不要把结果事先告诉学生。而是要交代观察的目的任务，教育学生要专心致志地细心观察每一个微小的变化，要善于捕捉稍纵即逝的现象；要有序地观察，要全面又有重点地观察，要注意动态与静态观察，对比观察，要用多种感官观察，要边观察边动脑，进行去粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼地加工、推理，把感性知识上升为理性认识。
笔者十分重视中学课本上著名物理实验的教学，教好这些实验对学生实验素质的培养和学习物理知识的态度和方法的指导都有着重要作用。通过这些实验的介绍、学习及操作，可以让学生学习科学家独特创造性的思维方法和巧妙精确的实验设计。如介绍卢瑟夫α粒子的散射实验时强调当时卢瑟夫为什么要做这个实验，如何做的，以及他苦心研究的精神和对科学的贡献，能激励学生热爱科学，认真钻研的精神，还可学习他们那种锲而不舍的进取精神和对待实验实事求是的严谨态度。同时笔者也十分重视实验课教学，要求学生进入实验室做实验前必须明确这个实验的目的、原理，并且安排好实验步骤，确保实验效果。如检查预习情况，对做不完实验的学生或实验中出问题的学生可以抽时间再来实验室完成实验。
五、激发学生的学习兴趣
关键词：物理理解能力；物理概念；物理问题
中图分类号：G633.7 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2012）07-0179-01
学好物理，基础在于理解，物理其它方面能力的提高都是以理解能力的提高为前提的，这里我们将从实际物理问题出发，对理解能力和怎样提高理解能力进行讨论。
1.怎样才是具有了理解能力
什么是理解能力，通俗的可以这样说：在理解物理概念、物理规律的基础上，能应用物理概念、物理规律解决较为基础的物理问题，这样的能力就是理解能力。
在正确理解物理理论（概念和规律）的基础上，对实际问题进行认识、理解，再将理论与问题恰当联系起来，就能顺利解决较为基础的物理问题。因此我们说，能够正确理解物理概念、规律，在此基础上正确理解具体的物理事实，并能将理论、事实恰当联系，就具有了理解能力。
2.怎样才是理解了物理概念、规律
教育部考试中心对物理理解能力做了明确的阐述：“理解物理概念、物理规律的确切的含义，理解物理的使用条件，以及它们在简单情况下的应用；能够清楚认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表述）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解的相关知识的区别和联系。”从上面的阐述我们可以讲物理概念、规律的理解分成两方面进行认识。
2.1 理解物理概念、规律的确切含义，规律的使用条件，能够清楚认识概念和规律的表达式（包括文字表述和数学表述）；能够鉴别有关概念和规律的似是而非的说法。
2.2 理解相关知识的区别和联系。许多物理知识（概念、规律）是有联系的。这可以是实质相关，例如万有引力、库仑力都是场力；也可以是研究对象、问题等相关，例如牛顿第二定律、动量定理、动能定理都是研究物体在力的作用下的力的作用效果的；还可以是研究方法、思路相关，例如场强、磁感应强度，电容等物理量的定义方法。把握知识间的联系与共性，可以更深刻理解知识，还可以形成典型的解决问题的简明思路和方法。知识又是相互区别的，各自有其确切含义，使用条件等，注意理解相关知识的区别，可以使我们更全面、更清晰、更准确理解知识，从而使我们在解决问题时，更能有意识的识别问题，迅速准确选择所需知识，达到准确、快速解决问题的目的。
做到以上两点，就是理解了物理概念和规律。
3.怎样才是认识、理解了物理问题
每一个物理问题都涉及到研究对象、问题的目标以及条件三个必不可少的因素。认识、理解物理问题就应从这些方面着手进行。
3.1 认清问题的目标。所谓问题的目标，就是题目所要求解的结论，有些问题的目标是直接要求某个物理量，不要求再作深入分析，而有些问题的目标转换为物理量。例如，小球A从地面h处做自由落体运动，同时在其正下方有一小球B以初速度V0做竖直上抛，试讨论要A、B在上升过程中相遇的条件。这里的目标就不是直接要求某个物理量。进一步分析可知，上升过程即是相遇时B的速度仍是向上的，而相遇即是AB的位移之和是h，这样我们就知道了所谓条件即是V0与h满足的关系。
3.2 认清对象、条件。在认清目标即明白了物理量后，就要围绕目标去分析研究对象和条件。要求物理量需用物理规律。物理规律都是有对象、有条件的。一般来说，事物的发展变化过程都是在一定条件下由一个状态经过一个过程变为另一个状态。这里的条件就是事物间的相互作用和制约。物理上，发生变化的条件往往就是力，因此我们可以这样认识：所谓认清对象、条件即是弄清题目的研究对象（如一个质点、一个系统、一团气体等），对象的初末状态（如一个物体的速度、加速度或一团气体的压强、体积、温度等），对象所经历的过程的特征（如一个物体是否匀加速或一团气体是否是等温过程等）。制约对象状态变化的条件（如一个物体的受力情况等）。这里尤其还要注意将对象、状态、过程、力等尽可能在示意图上展示出来。
4.怎样才能做到理论和实际问题的恰当联系
在理解理论（概念和规律）的基础上，认识理解物理问题，再将两者恰当联系起来，就能迅速、准确解决问题，从而达到真正提高理解能力的目的。4.1 看得仔细、说得明白。“看得仔细”是指看书时要真正弄清楚得出概念、规律的过程（包括所举的事例、事例的本质特征和非本质特征，所用的方法，思路等），以及结论（概念、规律）的各种表达形式。例如，在得出磁感应强度时，用一小段通电导线垂直于磁场方向放入磁场中，导线所受的力F与IL的比值即为B的大小，而方向是用小磁针北极所受力的方向来规定的。看仔细后也就清楚了B的大小，方向与场强E的大小，方向的得出过程、方法的异同。从而进一步深化对B、E的理解。“说的明白”是指对概念、规律经过深思熟虑后用自己的语言说出来，这样做是更能将其与自己头脑中已有的其他知识有机的融为一体，也是检验是否真正完成，准确理解了知识的一种重要方法。这一点可以自己独立完成，也可以通过经常与同学探讨完成。
关键词：创新思维 实验教学改革 研究性学习
随着信息化社会的发展，培养创新型人才，变得尤为重要。在中学物理教学中实施创新教育，培养学生的科学创新精神和提高创新能力，是落实素质教育的核心。但就目前教学的实际情况来看，开展创新教育仍有许多亟待解决的问题，传统教学中落后的教育观念和方法仍妨碍学生创新能力的培养。因此，在物理教学中要充分发挥学生思维的主体性，改革实验教学，开展研究性学习，促进学生创造性思维的培养，提高学生的创新能力。
一、遵循认知规律，发挥主体作用，培养创新思维。
思维是大脑对客观事物间接概括的反映，创新思维不仅能揭示客观事物的本质和内在联系，而更重要的是能产生出新颖的、前所未有的成果。对中学生来说，头脑中旧的表象很少，展现书本知识发生发展的教学过程，就是学生创新思维的培养过程。在目前中学物理教学中仍存在注入式教学模式，教师在教学中只注重学习的结果，而忽视学习的过程。学生缺少自主学习的思维空间，就很难谈得上创新思维的培养。要真正培养学生的创新思维,教师在教学中就要重视设计引导学生的学习活动，以相应的创新思维的熏陶，发展学生的创新意识。教师要不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出种种假设或猜想，使学生逐步学会运用假设或猜想的方法解决问题，同时重视在教学中再现前人是如何创造、发明的，让学生在前人走过的轨迹上，经历失败和成功的磨砺，体会创造成功的喜悦。例如牛顿在伽利略等科学家研究的基础上建立牛顿三大定律，各种原子模型的建立和不断完善的过程等内容中突出科学创新思维的教育，并逐步渗透如理想化的方法、模型的方法、极限的方法、控制变量的方法等，使学生知道为什么要建立物理模型，学会根据现象或事实进行科学推理的方法，这不仅有助于学生加深对基本知识的理解，还有助于加深对研究方法的领悟，提高学生对科学的认识和创造能力。
在重视学生创造性思维能力培养的同时，也必须重视对学生创造性人格的培养。例如在物理教学中穿插介绍伽利略敢于怀疑、不盲从权威的思想；介绍布鲁诺为坚持真理而献身的精神；学习牛顿的勤于思考、善于总结；学习居里夫人的刻苦钻研、勇于实践；结合我国当代的物理学家为祖国的强大而奋发拼搏的生动事迹，激发学生勇于探索、积极进取的科学热情，这对学生创新能力的培养起着极其重要的作用。
二、改革实验教学，营造创新氛围，培养创新能力。
实验教学是物理教学实施创新教育的重要基础和手段，实验不仅对激发学生学习兴趣，提高实践能力具有不可替代的作用，而且也是为学生创设创新氛围，培养创新意识、创新思维、创新能力，提高科学素质的有效途径
当前实验教学普遍存在着只重视简单的操作练习。教材中的演示实验和学生实验，从器材、方法到表格设计都是按照规定好的步骤和方法进行实验，教师很少去引导学生思考和探索，有些学生在实验中只是依葫芦画瓢，根本不能领会实验的原理和思想。不利于学生创新思维的培养。因此必须改革实验教学的方法。
例如，在验证机械能守恒的实验中，可以启发学生思考，你能否利用现有装置测定当地的重力加速度？你还能设计几种测定当地重力加速度的方法？在学生电学分组实验中，在掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行操作实验，可以极大地提高学生学习物理的兴趣，发展学生的个性，活跃学生的创新思维。在实验中学生需要在各种因素中取舍，对所得的信息进行筛选，这就要求学生在追求既定目标的过程中应变、思考和探索，使学生的分析、抽象、综合、表达的能力都得到训练和发挥。
在演示实验中，教师可以不拘泥于教材或教参的安排，进行一些创新设计，如可以将一些演示实验改为学生探索性实验。让学生选择器材、设计实验方法，在实验中发现问题和寻找解决问题的方法等等。通过创设条件，让学生充分地动脑、动手、动口，发挥学生学习的主动性，从而激发学生的创造性思维，对学生创新能力的培养起着潜移默化的作用。在实验教学中，教师不失时机地对学生中的标新立异的方法给予肯定、支持和帮助，鼓励学生大胆地猜想和独立地思考，并通过实验否定错误的假设或修正不完善的猜想，从而使学生解决问题的勇气、信心、毅力、科学的批判精神和创造力得到有效的培养。
三、开展研究性学习活动，促进学生创新能力的进一步发展。
创新教学的构成要素是研究性、主体性、发现性、归纳性等，这就要求在实施教学方法创新的同时，用"创造性的教"为学生"创造性的学"创造环境和条件。研究性学习就是根据这一需要设置的新的课程计划，具有典型的创新教育功能。
研究性学习是学生在教师的指导下，从周围生活和社会生活中选择和确定研究课题，以类似于科学研究的方法主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。通常有：查阅资料、实验操作、走访专家、社会调查、问题讨论、现场观察等。
关键词:高中物理 教学 解题能力 培养
高中物理课程是我国大学物理学习的基础,其教学效果直接影响到学生日后大学的学习。如何学好高中物理已经成为高中学生目前的首要任务。但是由于高中物理课程中的力学、光学、电场磁场、机械运动等内容逻辑性较强,并且需要学生对于生活中常见的物理现象有一定的了解,这就使得每天除了学习而对生活观察不够的学生、逻辑性不强的学生出现了成绩下滑。针对这样的情况,如何提高学生解题能力、逻辑能力成为了高中物理教师面临的最大问题。
一、高中物理课程分析
高中物理课程是一门系统性、逻辑性较强的学科,培养学生初级物理思维能力、培养学生对客观物理世界规律以及物理抽象理解能力。现行高中物理课程教材以经典物理学基础知识为主,其中以物理概念、物理规律,以建立学生物理思维为主要目标。由于初中教学方式与高中教学方式的不同,导致学生在刚刚进入高中后不适应高中的学习习惯,加上高中物理与初中物理之间连贯性不大、逻辑性更强,导致一些原本初中物理学习较好的学生在升入高中后物理成绩一直不高。这是由于高中物理课程要求学生必须掌握物理基础思维、灵活的抽象思维能力,同时善于总结物理规律。
二、高中物理解题能力培养
了解高中物理特点及其对学生能力培养方向的要求,有针对性的培养学生物理解题能力是提高学生物理学习成绩的基础。针对高中物理教学大纲要求可以明确高中物理解题能力提高培养的主要方向。首先要加强理论学习,要求学生对定理、定律等烂熟于心,方便解题过程中对于定理、定律的应用。其次加强高中物理的归纳总结,对章节主要内容进行总结,对于相似定律进行有方法的区别,可以促进学生在解题过程中对于各个定理定律的应用。同时还要培养学生反向思维能力,在正解找不到解题方向时,可以从反方向进行反推后,找出正解关键。
1、高中物理解题思维培养――解题能力提高的基础
由于高中物理课程对于学生物理解题思维要求的提高,使得高中物理课程教学必须从学生物理解题思维培养着手,提高学生物理解题能力。高中物理解题思维是对基础物理定律定理的应用,是在对物理基础知识熟悉的基础上,通过正向思维、反向思维、发散思维、隔离思维、整体思维、图像思维等思维方法对题目进行解答的综合各种思维方式的思维。因此,在高中物理教学过程中要有针对性的对各种思维方式在高中物理解题中的应用进行讲解,以此提高学生物理解题能力。
2、高中学生物理兴趣培养――解题能力提高的关键
兴趣是学生提高成绩的关键,是学生学习物理最好的老师。通过高中物理兴趣培养,可以调动学生内在的积极性,促进学生对于基础知识的掌握,促进学生解题能力的提高。浓厚的学习兴趣能调动学生的学习积极性,促使大脑处于高度兴奋,造成获取知识、探究未知的最佳心态。通过在物理教学过程中对教学内容的精心设计,使物理理论与日常生活常见事物、情景进行联系,调动学生兴趣,对于提高学生物理兴趣有着极大的帮助。通过兴趣的提高与培养,促进学生对于基础知识的掌握,促进学生解题能力的提高。
3、高中物理解题能力提高――计算题的解题方式
高中物理解题能力的提高,要通过兴趣培养使学生对基础知识熟练掌握。在此基础上,通过物理思维方式找出解题方向。无论是力学题、电学题,在进行有一定难度的计算题时,认真审题是解题的关键。通过认真的审题找出题目中给定的各个条件,然后通过不同思维方式,找出解题方向。然后进行画图,通过画图建立直观的物理情景。物理计算题一般采用两种解题方法,解析法和综合法。前者是利用物理公式,一步一步地从已知向未知求解,后者是在特定的条件下列出物理方程式求解。在实际做题时,不但要对物理知识有很好的理解,同时还要求学生具有很高的数学推理能力,通过双方面的作用来提高解题能力。
在提高学生物理解题能力的过程中,要教会学生摒弃初中学习过程中罗列公式、生搬硬套的习惯。在教学过程中,培养学生解题步骤与思路的应用,以此提高学生解题能力。
三、高中物理学习方法分析
许多学生在高中物理课程的学习中常常会发现上课时对于老师教学的课程能够听懂,但是一旦做题就会发现无从下手。这主要是由于学生在学习过程中没有进行典型题型的联系,不能掌握高中物理题的规律,没有将高中物理基础牢固掌握造成的。针对这样的情况,学生促要从基础理论记忆、做题积累、各章节内容综合以及提高等几个方面着手进行。熟记基本概念、规律以及基础结论,以此保障在解题过程中对于基础知识有很好的掌握,利于解题方向与关键点的发现。同时在记忆的基础上,要注重日常学习中的解题积累以及知识点的积累。通过日常解题中对于不同类型题目的解答以及解题过程和总对于知识点的分类整理,促进记忆的加深,加强记忆知识的全面性和系统性。并将这些知识与基础共识、定理、定律联系起来,通过有思考性的积累促进解题能力的提高。
关键词：物流管理；核心技能；运输；仓储
一、问题的提出
随着经济全球化和信息技术的快速发展，全球物流业的发展日新月异。2000年以来，我国物流业也取得了长足发展，高职物流管理专业广泛开展。
“十一五”期间，通过改革发展，高等职业教育在创新办学体制机制、改革人才培养模式、增强社会服务能力、建设优质教育资源等方面进行了积极探索，高职院校物流管理专业的建设成效明显，尤其是2009年《国务院关于印发物流业调整和振兴规划的通知》颁布以来，引起了物流教育的热潮。由于物流学科边界模糊，专业核心技能尚未形成，很多高职院校的物流管理专业都在原有工商管理、国际贸易、市场营销、物资、运输等专业上演变过来的，虽然有一定程度地发展，但在课程体系和教学内容设置上仍然不尽合理，缺少物流管理专业的自身特点，物流管理专业高端技能型人才的核心技能不明显。
为深入贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，迫切需要大力加强高等职业学校的物流管理专业建设，整体提高物流管理专业人才培养质量和办学水平，为中国创造战略目标的实施输送大批优秀高端技能型专门人才。在这个背景下，高等职业教育物流管理专业的核心技能，就需要明确地进行定位。
二、高职物流管理专业核心技能分析
高职物流管理专业涉及哪些技能，其核心技能是什么，这个问题许多人回答不出来，这就需要回归到物流的本质，即物流的概念，然后从物流管理专业设置的角度分析，得出高职物流管理专业核心技能的内容。
（一）物流的概念
《物流术语》（GB/T 18354-2006）规定，物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。
1、运输
运输（transportation）是指用专用运输设备将物品从一地点向另一地点运送。其中包括集货、分配、搬运、中转、装入、卸下、分散等一系列操作。运输是物流的核心业务之一，选择何种运输方式对于物流效率具有十分重要的意义。
2、仓储
仓储（warehousing）是指利用仓库及相关设施设备进行物品的入库、存贮、出库的活动。随着经济的发展，仓储功能已从重视保管逐渐转变为重视配送作业。
3、包装
包装（packaging）是指为在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称。也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。
4、装卸搬运
装卸（loading and unloading）是物品在指定地点以人力或机械实施垂直位移的作业，装卸（loading and unloading）物品在指定地点以人力或机械实施垂直位移的作业，一般统称为装卸搬运。在物流活动的全过程中，装卸搬运活动是频繁发生的。
5、流通加工
流通加工（distribution processing）是指物品在从生产地到使用地的过程中，根据需要施加包装、分割、计量、分拣、刷标志、拴标签、组装等作业的总称。流通加工是物流活动中的一项重要的增值服务。
6、配送
配送（distribution）是指在经济合理区域范围内，根据客户要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。配送是现代物流的一个典型特征，几乎具备物流的所有功能要素。
7、信息处理
物流信息（logistics information）是反映物流各种活动内容的知识、资料、图像、数据、文件的总称。信息处理是物流活动的神经中枢，处于不可或缺的重要地位。到2015年，我国将初步建立起与国家现代物流体系相适应和协调发展的物流信息化体系，为信息化带动物流发展奠定基础。
（二）高职物流管理专业的设置
我国现有400多所高职院校设置了物流管理专业，主要培养目标严重偏向于从事国内物流业务的人才，而培养可以在外企、跨国集团、国际货代企业、国际船代企业等从事进出口贸易相关的国际物流业务的人才则相对较少。
据统计，全国抽查的183所高职高专院校中，有97所开设了物流管理专业，占53%。在物流管理专业下开设国际物流方向或开设毕业后从事国际物流业务相关专业的院校只有19所，仅占10.38%。就在这少数的院校中，因为迫于各种压力而匆忙建设国际物流专业的院校还不在少数。这就导致在国际物流专业建设之初，就缺乏必要的市场调查和严谨的专业论证，使得教学目标不能做到有的放矢，教师教得茫然，学生学得糊涂。最后，培养的人才很难达到国际物流企业所需求的目标。
（三）高职物流管理专业核心技能的内容
从实践角度看，物流管理岗位根据物流发展的需要主要是有两个大的方面：一是企业物流岗位，主要有供应与采购物流、生产物流、销售物流、回收物流、废弃物物流等，具体就业岗位主要是物流各功能岗位的操作人员，包括运输管理人员、仓储管理人员、包装、装卸、分拣整理、报关、配送、客户关系管理等岗位；二是物流企业，主要岗位有储存、运输、调配、分装、流通加工、信息、集装箱管理、报关、结算、货运等。
结合物流的相关理论与实际情况，可以得出高职物流管理专业核心技能的内容，即运输技能与仓储技能。运输是物流的核心，离开了运输，物流就失去了主线；仓储是物流的支点，支撑了物流的运行。运输与仓储是物流的两大支柱，二者是主体；其他要素（包装、装卸搬运、流通加工、配送、信息处理）必须依附于运输与仓储之上，属于肢体。
1、运输技能
本文所论述的运输技能是指国际货物运输技能，因为国际货物运输技能的范围大于国内货物运输技能，难度也远远高于国内货物运输技能，因此掌握了国际货物运输技能，也就基本上掌握了国内货物运输技能。目前，高职中的报关与国际货运专业就是以运输技能为核心的专业。
2004年教育部《普通高等教育高职高专教育指导性专业目录》正式收录报关与国际货运专业，此后该专业在各高等院校及中等院校如雨后春笋纷纷开设。2006年海关总署规定报关员资格考试的报名资格为大专学历以上，从此报关与国际货运专业成了既没有本科学历，也不会有中专学历的专业，是高职独一无二的专业。
由于报关与国际货运专业核心技能突出，所以其发展速度十分迅速，大有超过物流管理的趋势，在许多高职院校的招生规模甚至超过了物流管理专业。实际上，报关与国际货运专业属于物流管理的核心技能，所以其快速发展也就不难理解。
2、仓储技能
除了运输，物流活动中的储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送和信息处理基本上是在仓库进行的，仓库是物流活动的主要载体。仓储技能涵盖了除运输以外所有的物流功能，是高职物流管理专业的第二个核心技能。
物流竞赛是物流技能的直接表现形式。2009年教育部主办了“首届全国高职高专大学生物流技能竞赛”，该物流技 能竞赛以仓储技能为核心，进行采购、备货、配货、优化线路、配载、配装、货物跟踪和查询、货物交付、货物接收、入库作业及货位优化等物流活动。2010年全国物流技能大赛的主题为“现代物流—储配方案的设计与执行”，比赛内容为制定储配方案，实施储配方案。由此可见，仓储技能是高职物流管理专业的核心技能。
三、高职物流管理专业核心技能的培养方法
（一）结合实际，明确核心技能
教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006] 16号)中指出，“高等职业院校要及时跟踪市场需求的变化，主动适应区域、行业经济和社会发展的需要，根据学校的办学条件，有针对性地调整和设置专业。”高职物流管理专业人才的培养，应该结合当地实际情况，明确物流管理专业的核心技能，然后围绕核心技能，发展相关的技能，最终培养出符合需求的高端物流人才。
东部沿海地带是中国物流发展最快的区域，公路、水路运输发达，港口货物吞吐量大，。在东南沿海区域对海运、报关、港口贸易方面的人才需求更多。这些岗位要求从业人员首先有运输技能，其次是仓储技能。中西部地区由于受地理条件的限制，国际物流和港口物流企业很少，主要依赖铁路运输，，这些岗位要求从业人员首先有仓储技能，其次是运输技能。
（二）加强物流实训基地的建设
物流管理核心技能的培养离不开实训场所。加强实训基地的建设是提高高职教学质量、改进物流管理专业核心技能培养的关键措施。校内物流管理实训基地是基础，其设备的配置要与企业的水平相适应，以通用、实用为原则，为学生提供实际动手训练的机会。
除了校内实训基地的建设外，还要建立与校内实训平台相对应的校外实习基地，推进产学研合作项目，以促进物流管理核心技能的培养。校外实训基地是产学结合、实习就业结合的最好场所，两种基地的建设应该相互补充，共同发展。
（三）加快物流管理专业师资队伍建设
教师的教学水平直接影响到高职物流管理专业的教学质量。建立一支数量适当、结构合理、业务精良的物流师资队伍，是培养物流管理核心技能的关键。物流管理专业的教师团队，应当是既具有物流管理理论知识，又要具备物流企业的实际工作经验的“双师型”教师队伍。“双师型” 教师队伍的建设途径是让在校教师分期、分批到企业定岗实习，以掌握专业技能，完善专业经验。此外，聘请行业、企业和社会中经验丰富的专家、学者来学校兼职也是一个较好的方法。
（四）推进校企深度合作
高职物流管理专业核心技能的培养，需要依托行业企业，积极推进校企进一步合作，建立校企之间长期稳定的合作关系。校企深度合作，能够把学校理论知识与企业实际操作有机地结合起来，通过合作开发、专题研究、课程设计的咨询、资源共享等合作形式，共享合作成果。
近两年出现的“订单式”培养”，就是校企深度合作的一种形式。“订单式”培养，就是以企业提出用人需求，教育方组织人才培养工作。根据“需要什么学习什么”的原则，适时调整教学内容，体现产学互动，将专业基础知识学习和基本技能训练等教学内容主要放在学校完成，将职业技术训练和岗位技能培养放在企业生产经营管理第一线去实施。
总之，培养高职物流管理专业核心技能，是社会对物流行业人才的客观要求，有利于提高学生的择业、就业、创业能力，满足用人单位的要求，促进高职教育健康、稳定的发展。
参考文献：
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