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编  辑:课程教育研究杂志社
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我刊入选第二批学术期刊名单
期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN15-1362/G4
邮发代号:16-129
出版日期:每月25日

我刊投稿论文
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作者:张昊仝
  【摘要】作为高三学生,在学习中应该善于总结,善于发现问题,并能够与老师进行沟通,进而不断提高自己的学习能力。我在学习物理的过程中,对量子物理的相关知识最为感兴趣,自然也会总结一些相关的学习方法和经验,下面就针对高中物理量子物理的相关内容进行解析。
  【关键词】高中物理 量子物理 学习 对策
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)07-0155-01
  引言
  量子物理是高中物理的重要内容,但是由于其逻辑性、抽象性很强,我们在学习的过程中,常常会比较难以理解。但是从世界物理学发展趋势来看,量子物理研究是目前作为热门的研究内容,其未来发展前景十分广阔,我国在量子物理的研究方面虽然取得了一些成果,但是与世界先进水平相比,还存在差距。作为一名新时期的高中生,应该树立为祖国物理学研究做贡献的远大理想,能够积极投入到量子物理的学习和研究中,通过不断完善自我学习能力,养成良好的学习习惯,积累更多量子物理知识经验,为日后实践积蓄能量。
  1.转变概念学习策略
  概念是高中量子物理的重要组成部分,也是我们学习的重点内容。通过对概念的理解和掌握,在脑海中形成新的认知结构,并结合教师的点拨,进一步分析和理解量子理论,避免经典概念错误的出现。学习概念的时候,要将学习重点放在一些新奇的量子力学特性的研究方面,比如“波粒二象性”等。另外,要充分利用课堂学习时间,跟随老师的节奏和步伐,独力完成相关的概念认识。转被动学习策略为主动学习策略,这样才能够获得更高层次的学习认知。
  比如:在探讨“电子双缝实验路径”问题时,老师让我们自己通过假设实验的方式,进行问题讨论,并以小组合作的形式开展。此时,我们就应该积极与小组成员展开实验,充分发挥组员之间的合作配合,达到共同进步的目的。研究中,很多学生根据牛顿定律,根据电子通过一个确定的缝,提出这样一个假设:如果电子通过一个确定的缝,那么电子就不能“知道”另一个缝的状态(开或者关),因此,它最后在屏幕上所形成的图案,则不应该被另一个峰的状态(是否打开)所影响。
  结合图片,对以下两个实验进行了解:
  (a)同一段时间内两个缝同时打开
  (b)一个缝先开一段时间,之后令一个缝再打开
  从实验的结果来看,同一段时间内,两个缝同时打开,屏幕上形成了干涉条纹;两个缝先后打开时,屏幕上并未形成干涉条纹,而是将两个单缝电子分布直接相加。这种结果与以上假设相互矛盾,因此应该要放弃这种经典力学想法,也就是电子不具备经典意义的路径概念。在小组合作,独立探究的过程中,我对电子物理概念的学习和理解更加扎实、透彻。
  2.学习掌握物理学史
  以“原子结构”这一章为例,这一章的学习重点为原子的核式结构模式、玻尔的原子结构理论。科學家们在不断的科学实验中对其进行事实分析,不断提出模型以及假说,这些模型和假说又在实验中获得检验,肯定其中正确的,否定其中经不起检验的。之后科学家们在这些新理论的基础上,再次提出假说或者模型,进而获得新的学说,这样不断重复研究和实验,对人类微观世界进行探究,并总结出人类对客观世界的认识是螺旋上升、不断深入的,这是一个辩证的发展过程。当代教育将学生创新意识塑造与创新能力培养作为重点,而科学认识的过程本身就是一部创新历史。原子结构的认识过程也是如此,它非常鲜明的体现了继承与创新的关系。仅仅抓住这一点,在学习中我们就能够获得良好的学习效果。
  比如:卢瑟福提出的“原子核式结构模型”对a粒子散射实验进行了很好的解释,但却无法对原子的稳定性与分立光谱进行解释。玻尔在研究卢瑟福的模式时,将其合理的内容,也就是原子核存在保留了下来,而将其不合理的内容舍弃。那么同样的,“波尔模型”也存在一些弊端,它仅仅对原子稳定性的相关问题,以及氢原子光谱进行了解释,但是在更为复杂的原子方面却没有做出解释。在对原子量子理论不断研究的过程中,研究人员将“波尔模型”中的定态和在定态之间跃迁的概念保留下来,其中错误的经典轨道概念舍弃。
  学习和掌握原子结构的探究历史,对我们认识微观世界,以及树立良好的学习观念,拓展逻辑思维,有非常大的帮助,因此要重视物理学史的学习和探究,充分利用其中知识,丰富自己的头脑。
  3.积极参与实验探究
  高中物理学习中,实验是培养我们实践能力的有效平台,也是检验我们学习情况的手段。因此,积极参与实验探究,能够不断提升我们的物理学习能力,以及实践应用能力,对我们未来的物理学习有着积极的意义。
  以“氢原子光谱”的学习为例,本节介绍原子的特征光谱和光谱分析,重点是氢光谱的实验规律。原子光谱是物理学家在实验中发现的,因此,在老师带领我们进行“氢气放电管”演示实验的时候,我们积极参与,全情投入。并能够与教师一同讨论分析得出氢光谱的特征:按照经典电磁理论,电子在绕核转动过程中,要向外辐射电磁波,能量要减少,轨道半径也要变小,最终会落到原子核上,因而原子是不稳定的;随着转动半径的缩小,转动频率不断增大,辐射电磁波的频率不断变化,因而大量原子发光的光谱应该是连续谱。然而事实上,原子是稳定的,原子光谱也不是连续谱而是线状谱。这些矛盾说明经典电磁理论不适用于微观现象,不解决这个矛盾,原子理论就不能前进,这是产生玻尔原子理论的历史背景。
  量子理论内容中可以在课堂上做的实验并不多,对这些为数不多的实验,想学习时要充分利用已有的条件进行演示,以增加我们对“量子化”等概念的感性认识,丰富知识积累。
  结束语
  本文对高中物理量子物理学习策略进行分析,以量子理论为主要研究内容展开论述,希望能够为同为高三的同学们提供一些建议和参考。
  参考文献:
  [1]李艳龙.高中物理量子论内容设置演变研究[J].中国科教创新导刊,2013,(09)
  [2]涂星火.高中物理课程中量子论内容设置的历史分析[J].物理教师,2010,(11)

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