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篇1
我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的．因为我们面对的是全班学生，不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导，我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力，为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础．
一、追根寻源真一点
一个学生学习物理，首先接触到的就是物理定律．因此，怎样搞好物理定律教学，必然是每个物理教师首先要考虑的问题．
在进行某一物理定律教学时，我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容，这就是所谓的“溯源”教学．任何一个重要物理定律的建立，都有一个艰辛而漫长的过程．探索定律的工作只所以能成功，这个定律最后只所以能够确立起来，其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式，这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西，是人类一笔宝贵的知识财富，也是我们物理教学的宝贵财富．
在讲授牛顿万有引力定律时，我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起，然后是开普勒在拥有这些数据的基础上，通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律（开普勒三定律），最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释，终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律．在学习牛顿万有引力定律的过程中，我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法．
在学习库仑定律的过程中，我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念，使他们明白：1．库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验，而未做两个异种电荷互相吸引的实验，因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的．库仑是用电摆来完成后一实验的；2．无论是扭秤还是电摆，精确度都是很有限的，根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比，更不是和距离的1．98次方或2．02次方成反比．当年的库仑（实际上还有更早的卡文迪许），以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高，直至今天的2±3×10－16，终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一．结合库仑定律的建立过程，我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法．
在学习欧姆定律的过程中，学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可．可是我告诉他们，在欧姆那个年代，非但没有电流表、电压表等仪器，连电压、电流和电阻的定义和单位都没有，欧姆所面临的困难之大是可想而知的．他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢？学生顿时产生了浓厚的兴趣．在学习欧姆定律诞生过程的同时，我们还结合欧姆的实践，介绍了用图线探究新规律的方法．
此外，我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法，结合气体定律介绍了“分析法”，结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”．使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法．有的同学深有体会地说：物理定律是宝贵的，但研究物理定律的科学方法更宝贵．谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘．
在物理定律的教学中，我们在课堂上经常采用设问的方法，不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的，而是不断地提出问题让学生去思考，摆出困难让学生去克服，提出任务让学生去完成，制定目标让学生去实现．这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力．
我们要求学生在课外进行大量自学．早在公元前4世纪，古希腊苏格拉底明确强调过：“好的、正确的教学不是传递，而是对学生的自学辅导”．我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究．我教的优秀学生，学得的物理知识，最多只有一半是在课堂上听我讲的，其它一概由他们自学．到一定阶段，我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课．每次课分两部分，前半部分由主讲同学讲，后半部分由全体同学提问、讨论．像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座，杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外．
我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后．获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后，有机会还回来给小同学谈自己的体会．例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月，来学校给95、96届学生讲了10次课．他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题，使听课的学生大受裨益．1996年暑假，谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课．他们既讲物理知识，又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹，使小同学们大开眼界．
这样的训练方法也得到了权威人士的肯定．1992年10月，在上海召开的全国物理特级教师会议上，原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说：“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况，我认为这个经验倒很值得推广．他们说他们的老师不是采取灌输的办法，而是启发引导，要求他们给同学讲课，这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助．我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一．”
那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢？从心理学角度来看，自学与听课可能有以下两点不同：
（1）人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程．一个学生在自学某一个新的物理内容时，少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作，这里面充满了分析、综合、比较等过程．因此相对听课而言，自学对学生的思维活动提出了更高的要求，从而使他们得到更大的锻炼．
（2）人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种．事先没有预定的目标，也不需要作意志努力的注意叫做无意注意；有预定的目标，在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意．一个学生在自学的时候，他的目的一定是十分明确的，而且需要一定的意志努力（否则难以坚持），因此学生在自学时，可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态，这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的．有的学生在自学中往往会十分投入，进入一种旁若无人的境地，而相对来说，这种情况在听课时就比较少．一个学生坚持自学一段时间之后，便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意，即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上．有意后注意是一种高级类型的注意，它既有明确的目的，又不需要用意志努力来维持，是人类从事创造性活动的必需条件．学生一旦进入这种状态，他们的物理学习效率就会大大提高，学习成绩就会有明显进步．
二、实验研究多一点
物理学是一门实验科学，物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验．因此，在高中物理教学中加强学生实验方面的训练，无疑是提高物理教学质量的一条必由之路．
目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验，不难发现，这些实验存在着某些不足，主要表现在下面几个方面：
第一，教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的，目的是帮助学生加深对所学内容的理解，因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法．
第二，课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚，学生只需按部就班地完成实验操作即可．这样的实验只能增加学生的感性认识，锻炼学生的动手操作能力，而对学生创造性思维的训练是不够的，也无法培养学生解决问题的能力．
第三，目前课本中的实验大多是验证性实验，学生只要学懂了书上的定律，一般都能轻而易举地完成实验．这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则，对培养学生的能力是不利的．
针对以上不足，我们对实验教学内容和教学方法进行了改革，使实验教学为发展学生的智力，提高学生的素质服务．在实验内容的改革方面，我们主要采取了以下三条措施：
（1）增加实验数量．
不论是在课堂演示实验，还是在学生实验或小实验方面，平均增加了60％的实验．其中有一部分新实验，学校没有现成的仪器，安排学生自己制作，对学生有较高的要求．
（2）重视实验误差讨论．
物理实验离不开测量，测量是实验科学最本质的东西．从某种意义上讲，结果准确的实验就是成功的实验，反之就是不成功的实验．因此在培养优秀学生的过程中，应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识．在设计实验方案时，要求学生们尽量消除实验的系统误差；在选择实验器材时要考虑它的精确程度；在处理实验数据时，要采用尽量科学的方法．
（3）加强重要实验方法教学．
在实验领域中有一些重要的方法，比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等，这些方法不是在个别实验中，而是在许多实验中都有应用，因此具有一定的普遍意义，这些方法一定要让学生很好地掌握．在必要时，我们甚至根据实验方法来安排实验内容，集中安排几个某种方法体现比较典型的实验，这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法．
在实验教学方法改革方面，我们做了以下尝试：
（1）在课堂上创设一些实验问题让学生研究．
在高中阶段，每周至少有4节物理课，充分利用物理课中碰到的各种各样问题，可设计一些供学生讨论的实验题目，并引导他们一步一步地探索、解决．
我在讲功率一节时，设计了这样一个实验题目：要求测定一个人骑自行车的功率．在自行车由静止启动的过程中，人做的功除了增加人和车的动能之外，还要克服空气阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？学生根据自己骑自行车的经验，认为空气阻力是很明显的，不能忽略，而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小，可以忽略．接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功？学生都有这样的体会：顶风骑车时，骑得越快风的阻力越大，因此可以设风的阻力和车的速度成正比．车的速度怎样测？风的阻力和车速成正比的比例因数是多少？问题一个接着一个地出现，被大家一个又一个地解决，终于找到了一个大家都比较满意的实验方案．接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验，最后再回到教室里，师生一起处理实验数据，作出图象，得出实验结果．在整个实验过程中，除了实验题目是由老师提出的外，实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的，因此他们都觉得很有意思，收获很大．
（2）对课本中一些重要实验进行深入研究．
物理课本中有大量现成的实验，有时可以对这些实验进行一些讨论和改进．
在做直流电路的实验时，我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究．用简单的伏安法电路，不论是采用电流表内接还是电流表外接，都有系统误差．结合这个问题，我给学生介绍了补偿的思想，然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路．补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差，但这个矛盾解决了，电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾．怎么办？经过进一步研究改进，大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表，再辅以灵敏度很高的电流表，便可以明显提高实验结果的准确度，这就是常用的惠斯通电桥．接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻，比较测量结果，可以证实先前的想法．在历史上，从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的，而在我们这堂实验课中，学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程．这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的．
（1）和（2）实际上都是不断地给学生提出新的目标，诱导他们提高实验水平，我们有时称之为“目的诱导法”．
（3）给特优学生安排一些特殊实验．
我校有一批进口物理仪器，性能比较好，涉及的实验内容面也比较广．这批仪器的说明书是英文或日文的，我指定一名学生准备某一个实验，要求他先翻译好说明书，准备好器材，然后带领其他同学做实验．这个主讲的学生还要准备好一些讨论题，在实验后供同学们讨论．学生对这样的实验非常感兴趣．此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系，但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处．
三、能力要求高一点
物理习题教学是物理教学的重要组成部分．不论是教师还是学生，都在解习题上花费了大量的时间，因此，习题教学的改革是一个很重要的问题．
就本质来说，物理习题是人们编制的一些假想物理场景．毫无疑问，物理学家是不会去做物理习题的，而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律．同样，发明家也是不会去做物理习题的，他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题，那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题？目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力．所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行．
我们常用以下两种方法来进行习题教学：
（1）按照解题方法组织习题教学
篇2
物理学是一门实验科学。物理实验为理性认识提供了发现物理规律所需的感性材料、检验物理理论和假说的正确依据、开拓了物理学应用的新领域。在新课标高考中实验考查占有的比例逐年增加，与传统考查相比有下列趋势：①从机械记忆实验转向分析理解实验、理解物理实验原理转变。②从既定的学生分组实验转向变化的创新实验。既定的学生分组实验已经从高考试题中逐渐退出，取而代之的是学生尚未接触过的实验，而与学生做过的实验有着联系的实用性、创新性实验。从考查内容上看呈现如下特点：①实验的基本原理和思想方法是考查的核心内容。②实验数据处理是实验的重要环节，也是高考的重要方面。③基本仪器的使用是高考的热点。④实验的实际操作是考查的重点。⑤设计性实验是考查的难点。面对这些方面，学生感到慌乱，没有行之有效的复习方法cssci期刊目录。结合实际我采取了利用歌诀复习物理实验，收到了较好的效果。
在复习《验证牛顿第二定律》时，利用了这样的歌诀：控制变量法，验证牛二律；实验第一步，平衡摩擦力；合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）; 验证aM成反比，注意选好坐标系。这一歌诀的第一句“控制变量法”，说明了本实验的实验思想方法，即“控制变量法”；第二句“验证牛二律”，说明了本实验的实验目的，即“验证牛顿第二定律”；第三四两句“实验第一步，平衡摩擦力”，强调了本实验的注意事项之一，即消除摩擦力对实验结果的影响；第五六两句“合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）”，说明本实验中小盘及砝码的总重力视为小车受到的拉力，必须满足关系式（m?M）；第七八两句“验证aM成反比，注意选好坐标系”，说明本实验中在处理数据时，aM图像是曲线，寻找关系不够明显，为了解决这一问题，纵轴选a，横轴选，这样就可化曲为直，很直观地发现a和M的反比关系。利用了这一歌诀，不仅本实验的实验目的思想方法、注意事项、数据处理技巧等都进行了复习，而且提高了学生学习兴趣，从而使学生在轻松的情况下掌握了本实验的知识，提高了学习效率。
在复习《测定金属的电阻率》时，利用了这样的歌诀：两个定律把ρ测，测U测I测直径；测D（直径）要用测微器，读数规则要注意；L测量莫松动初中物理论文，为减误差A外接；通过电流要适宜，变阻器使用记心中。第一句“两个定律把ρ测”，两个定律说明了本实验的实验原理，即电阻定律和欧姆定律，把“ρ测”说明了本实验的目的，即测定金属的电阻率；第二句“测U测I测直径”，说明了本实验需要测量的物理量，即导体两端的电压、通过导体的电流以及导体的直径；第三四两句“测D（直径）要用测微器，读数规则莫忘记”，强调了本实验应用的一个重要仪器―螺旋测微器以及螺旋测微器的读数规则；第五句“L测量莫松动” 强调测量长度时一要注意是接入电路中的有效长度，二要注意测量时导体不能松动；第六句“为减误差A外接”，伏安法测电阻，测量电路中电流表有外接法和内接法，本实验中为了减小误差测量电路中的电流表要用外接法；第七句“通过电流要适宜”，在用伏安法测量电阻时，通过待测导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中明显增大；第八句“变阻器使用记心中”，变阻器接入电路中有分压式和限流式，在本实验中，由于待测导线的电阻不大，变阻器接入电路时用限流式。利用了这一歌诀，使学生快速掌握实验原理、思想、注意事项，提高了学习效率。
除了上述实验外，其它一些实验也可以采取这一方法复习。如《验证力的平行四边形定则》歌诀：白纸钉在木板处，两秤同拉有角度，读数画线选标度，再用一秤拉同处，作出力的矢量图。如《研究匀变速直线运动》歌诀：测a要用计时器（打点计时器），速度等于位移时间比，使用刻度尺量位移，打点周期0.02秒，交流电压4—6伏，利用推论（?s=aT2）求加速度。
篇3
1.3考评方式单一本校大学物理的考评方式基本是采用期末成绩为主，平时出勤和作业为辅的的方式.学生学部分还是以应试为向导，学习被动，没有深入领会到物理的奥妙.
2改革方向
为了解决教学中遇到的这些问题，针对独立学院特色，大学物理改革可以从以下几方面入手.
2.1不同专业区分对待，应制定不同的教学大纲大学物理涵盖的内容是非常广泛的，包括力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理等五篇，如果要全部授予学生，学时往往不够，而且只授予学生点滴皮毛知识而已.教师应该深入各系进行调研，了解不同专业的需求.教学中做到心中有数，有针对性的授课.让学生深刻认识到大学物理有本专业的特色，为他以后的专业课学习以及之后的工作有所准备.比如对于机械类专业，跟物理紧密相关的专业课程有“理论力学”“结构力学”“工程力学”等，对于他们大学物理教授时应重点放在力学和热学篇章，如质点运动学、牛顿运动定律、功和能、动量、刚体定轴转动、机械振动、热学等.教师在授课时就应该多注重力学的分析和计算，并且多举一些跟专业相关的例子，如飞轮、皮带轮、滑轮的转动问题，桥梁结构的承重、钢架的频率和周期等.而对于电子信息类专业，后续的专业课程里“电路分析”“电子技术”跟物理关联较大，对于他们大学物理教授时应重点放在电磁学篇章，并多介绍相关的科研新进展，以增强学生对大学物理的兴趣.同时，增设电磁波的知识点并将其作为重点介绍，为后续专业课程电磁场与电磁波做好准备.
2.2物理理论与实验教学结合大学物理是一门实验性的科学，很多物理定律都是实验总结得到的.但是很多学校的大学物理理论课和实验课是分开设置的两门课，由不同的教研室不同的老师教授.这样的教学就有可能使得理论和实验相脱节.应该加强理论课和实验课的统一，或者直接由同一部门来授课.有些比较复杂的实验在实验室操作，而有些仪器比较简单的实验可以直接搬到教室穿插在理论课上进行演示.建议可以学习麻省理工学院的WalterLewin教授在公开课《电和磁》课上的的授课方式，用直观的实验来演示复杂深刻的物理原理，使得课程具有启发性和趣味性.比如，静电屏蔽、光的偏振、驻波等都可以穿插在理论课上进行演示.这样不仅可以化抽象为具体，学生亲眼看到，甚至亲自参与验证，对定理的理解会更加深刻，同时可以提高学生的学习兴趣，激发他们的科研兴趣，培养创新意识.
2.3将物理理论和现实生活和社会实际结合起来物理学并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起来的学科，它反映的是自然界万物的规律，是一门和生活息息相关的学科.物理课程改革要强调“从生活走向物理，从物理走向社会”，即注重与社会实际和生活实际相联系.而物理教师就可以起到这个桥梁的作用，教师在上课时，要特别注意将物理内容和实际生活的应用联系起来介绍，激发学生学习兴趣.比如，讲到涡流时，就可以举电磁炉、涡流探伤、探测金属（安检、扫雷）等例子；讲到角动量守恒定律的应用时，就可以举跳水运动员空中翻转、花样滑冰运动员旋转、舞蹈演员旋转等例子；讲到热学循环时，就可以介绍冰箱、空调的工作原理等.把物理理论知识跟生活社会实际结合起来，学生能够深切体会到物理是一门很有用的学科，变被动接受知识为主动学习.
2.4考评多样化，注重素质教育对学生大学物理课程的考评单纯采用平时作业和期末考试的形式的话，不能完全反映学生对物理知识的掌握和应用程度，这种考核方法不适应素质教育的要求.比较全面而科学的评价标准应该包括对知识的理解、应用和创新.教师可在传统考核方式的基础上增设其他比较开放、灵活的考核方式，比如李元杰推荐的数字物理教学方法。可根据学生专业特点在开学初开设一些小课题或者小应用公布给学生选做，学生可以自由组队选题，也可以个人单独选题.让学生自己检索资料、分析原理，并以科技论文或课件的形式在课上跟大家回报分享和讨论，有些模型还可以做成动画的形式演示出来给大家看.这样不仅可以开阔学生的视野和思路，也能培养学生自学能力、科研能力和创新能力.这样的考核方式还可以让师生很好的互动起来，并让学生充分参与到课堂教学上来，同时锻炼了他们的团队协作精神和社会实践能力.课题的成果最终计入本门课程总成绩中，教师评价的话也可以灵活一点，直接让全班学生现场评分.
2.5成立物理兴趣小组大学物理作为一门公共课，一般都是大班授课，很多学生有问题也很难全部在课上反应给老师，师生互动也会受到限制.为了解决这个问题，可以在班里或者整个学校内成立物理兴趣小组，也可以建立相关的物理网站和论坛，大家可以聚在一起或者在论坛上讨论问题，各抒己见.老师可以定期参与到兴趣小组的讨论中，并随时到物理论坛上跟同学交流讨论.同时还可以把课件、题库、演示实验、上课视频、物理学史介绍等资料上传到网上，还可以设置网上辅导、在线提问等模块，以弥补课上教学课时的限制，同时扩充大家的视野，拉近师生距离.只有当学生和老师之间建立起个人的直接联系的情况下———这时学生可以讨论概念、思考问题和讨论问题———才能达到最好的教学效果.
2.6承上启下大学物理教学要做到承上启下.所谓的承上，指的是要结合中学物理和高等数学的基础.首先要让学生理解大学物理不是中学物理的简单重复，大学物理比中学物理要更加广博，内容也更加深奥.教师在授课过程中，要与已经学过的中学物理内容联系起来，进行比较和区别，引导学生应用新的思维，采用新的方法来解决大学物理问题.其次要让学生明白高等数学与大学物理的密切联系，在大学物理授课之前，都要先了解学生的高等数学基础，对于高数基础比较薄弱的，还要适当的给他们补习高数的知识，特别是矢量代数和微积分运算.大学物理教学也要做到启下，即为学生后续的专业学习和工作服务，让学生认识到大学物理的意义所在.
篇4
一、立足岗位，面向专业，优化课程结构
物理是机电类专业的基础课程，必须立足于机电类岗位，服务于机电类专业课程。机电类中职培养机电技术及应用方面的操作维护使用及管理技能型人才,面向制造业各岗位。制造业为国民经济各部门，包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装配，其技术装备是数控机床（CNC）、柔性制造单元（FMC）和柔性生产线，这些装备的操作使用、维护管理要求高，需求复合型人才，并且随着科技和生产的发展，机电产品生产工艺及装备技术水平在不断提高，对机电设备操作使用维护要求也提高，制造类各岗位如机械制造、数控加工编程、汽车维修、模具加工与修理、电子产品装配、机电维修、机电产品质量检验、机电设备营销等等都需要多门课程知识的综合，需要扎实的专业基础知识，强调基础及对岗位的适应能力和以后的扩展能力。中职生在短短三年间掌握机电类某一岗位群所需的全部知识和技能是不可能的，只能是掌握该岗位群所需的基本知识与基本技能，只有夯实基础，拓宽基础，才能提高社会的适应能力。专业基础课是为专业岗位服务的，而物理课在提高学生的科学素养、为机电类专业基础课程打基础方面起着无可替代的作用，所以物理是机电类专业基础的基础，其内容与结构必须满足专业与岗位的需求。
考虑到机电类各专业后继课的特点，将物理分为I、II两类：I类包括知识模块有：直线运动，牛顿运动定律，冲量与动量，功与能，曲线运动、万有引力定律，机械振动与机械波，分子运动论、理想气体，热量与功，静电场，恒定电流，磁场，电磁感应，电磁振荡和电磁波，几何光学，光的本性，原子和原子核。II类是将I类中的静电场，恒定电流，磁场，电磁感应，电磁振荡和电磁波内容合并到电工基础中。II类是面向电子、计算机等专业，对物理、电工、电子等课程的要求相对较高。在第一学期开设《物理》，而第二学期起就依次开设《电工基础》、《模拟电子》和《数字电子》三门课程。I类是面向机械、机械制造、模具等专业。另外，增加选修模块，如自制物理实验、创新制作内容。各个不同专业学时数亦不相同。
二、做学合一，培养创新能力
物理课教学中的学主要是指理论知识学习；做是做实验、做习题和课外活动，主要是实践过程，无论是学还是做，都是为了理解基本概念与定律，分析物理现象与自然规律，掌握物理科学方法与知识。由于各种原因，中职生入学的实际情况是基础差、底子薄，文化素质相对较低，但其思维能力和智力水平并不低。按照职业教育观点[1]，他们只是智力类型的不同，而非智力水平的高低。中职生的培养目标是技能型人才，注重实际应用与操作。鉴于上述情况，中职物理教学首先要调动学生主动参与学习过程，发挥其主体能动作用，发掘其能力与潜力；其次加强技能培养。为此采取如下措施：（1）在学的方面，降低理论知识的难度，强调实用性和实践性，注重培养学生的学习能力和分析问题、解决问题的能力，淡化理论推导，突出物理概念的理解，注重计算能力的培养，并将部分概念与定律内容实验化，转化为可以做的内容，加大课堂演示内容及份量；同时采用多样化教学手段，充分运用投影、幻灯、录象、计算机辅助教学软件（CAI）等现代化手段进行教学，注重形的视觉作用，加深对物理概念与定律的理解。对于每个章节，明确目标任务，以任务为驱动，教师指导学生主动思考，学生带着思考的头脑进入课堂。理论联系实际，联系生产生活实际，联系专业实际，联系学生实际，循序渐进，由浅入深。（2）做的方面，充分利用习题、实验与课外活动。这样在学中做、在做中学，做学合一，发挥学生的学习积极性、主动性，增强学生的主体意识，提高学生的动手能力，掌握科学方法，提高科学素养。
创新能力的培养是深化教育体制和结构改革、全面推进素质教育的重点，创新教育要求学生学习的是解决问题的方式方法，而不仅仅是知识的本身。在中职物理教学过程中，培养学生的创新能力应从以下三个方面进行：（1）在理论课教学中训练学生的创新能力，设计提问，激发学生问题意识，引入课题；指导学生发现，启发学生思考、交流、探究；引导学生独立学习，启发学生大胆质疑；注重挖掘物理教材中的研究问题的方法，培养学生的创新能力。（2）在习题教学中培养中学生创新能力，一题多解，训练学生的发散思维；一题多变，训练学生思维的灵活性。（3）在物理实验教学过程中培养创新能力，在规定学生完成一定的实验计划和要求的前提下，可以鼓励、引导学生不拘泥于教材中的做法，进行一些创新改进，或自己另外设计不同的方案或者自己提出实验研究课题，设计开放性实验，设计实验方案，独立或与同学合作进行实验。（4）在课外活动中培养学生创新能力，举办“异想天开”发明创造“金点子”方案竞赛；举办发明创造讲座、科普知识讲座、发明创造作品展览；开展“小发明、小创造、小制作、科学小论文”等竞赛，以激发学生的创新意识，增强创造能力。
三、对教师的要求
物理理论与实验教学设计与实施，需要高素质的教师队伍。教学过程设计、教学情景设计、学生情况分析、创新能力培养都对教师提出了很高的要求，不仅要求教师具有丰富的相关专业知识与娴熟的实践技能，而且要具有灵活的教（下转第149页）（上接第145页）学方法、较强教学情景设计能力和现场调控能力和创新教学能力。为此，教师必须经常收集资料、补充自己的专业知识、了解最新科技动态，及时掌握科技方面的新技术、新工艺、新设备及岗位所需技能；钻研教学艺术，深入学生调查研究分析，做到因材施教。如教学过程设计中每个章节找出恰当的切入点，“万有引力定律”以“人造卫星、黑洞例子”切入；“机械波”以“地震、超声波和次声波”切入；“能量守恒”以“长江三峡”切入；“电场中的导体”以“静电的防止和利用”切入；“电阻定律”以“超导”切入；“磁场”以“磁悬浮列车”切入；“原子核”以“核武器”切入等。引入这些例子，不仅可以引出问题，激发学生学习兴趣，还可增强学生对科学的崇尚。
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1.2实验教材偏理论性，实验思想和方法不足
大学物理实验教材是大学物理实验教学的基础工具，直接影响着大学物理实验教学质量．但是，目前我国大学物理实验教材大多理论性偏强，物理实验思想和物理实验方法不能很好的体现．大学物理实验更应注重物理实验思想和物理实验方法的教育．
1.3多以验证性实验为主，综合性设计性实验为辅
目前我国各高校开设的大学物理实验多以验证性实验为主，验证性实验相对于新技术和新方法运用类型的实验更容易使学生感到枯燥无味，课堂氛围会比较呆板沉闷，不能够很好地激发学生的求知欲望，很大一部分学生只满足于测出所需的实验数据，完成格式化的实验报告．
1.4实验教学方法单一，学生实验较为被动
目前我国大学物理实验课程的教学形式相对固定，教学方法比较单一，忽视各学科之间的兼容性和互补性．由于教学形式的固定，教学方法的单一使大学生做大学物理实验时比较被动消极．
1.5强调按规定的实验步骤操作，忽视灵活性与创新能力培养
大学物理实验教学应适应时代和科学发展的要求，应不断求思、求变和求新，要给大学生营造和创设自由发挥的空间和时间．但是，目前我国大学物理实验课程教学比较强调按规定的实验步骤操作，严重忽视大学生灵活性与创新能力的培养．
2大学物理实验教学的五维一体改革
基于创新人才培养大学物理实验教学五维一体综合改革由大学物理实验教学理念改革维度、大学物理实验教学内容改革维度、大学物理实验教学方法改革维度、大学物理实验报告改革维度和大学物理实验成绩评定改革维度这五个维度构建形成一个综合改革体．
2.1大学物理实验教学理念改革
大学物理实验教学要以大学生为主体，以创新人才培养为导向，从传统的学生接受性学习转移到学生自主学习、探究学习及合作学习相结合的学习方式，充分激发大学生在大学物理实验教学中的主动性和积极性．贯彻以大学生为主体，以创新人才培养为导向的大学物理实验教学改革理念，使大学生能够将大学物理实验中学习到的理论、思想、方法和技能等运用于其专业领域，并逐步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对大学物理实验教学中存在的学生实践能力培养不足，学生学习主动性和积极性低，探究性实验、综合性实验和设计性实验少，忽视创新能力培养等问题，通过学习、反思与讨论，提出行之有效的改革方案（其中包括教学模式、教学内容、教学方法、实验报告撰写及实验成绩评定方式改革等内容）．加强对学生的引导、启发和帮助，减少实验中对学生思维能力及动手能力的束缚，以提高大学生做大学物理实验的主动性和积极性，提高团队合作意识，开发大学生的创新意识和创新能力为主要目标．
2.2大学物理实验教学内容改革
改变目前我国大学物理实验仍以验证性实验为主，以探究性实验和设计性实验为辅的局面，过多的验证性实验会束缚大学生的探究能力和创新能力．大力开发探究性实验、综合性实验和设计性实验，增加探究性实验、综合性实验和设计性实验的开设比例，提高综合性实验和设计性实验的开设质量，使学生能够根据自己的专业需求及其兴趣特长选择实验，切实有效地培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对大学物理实验教学内容开展调研，通过座谈会、问卷调查方式向实验教师和实验学生进行大学物理实验教学内容改革调研，以更好的设计并确定适合本校的大学物理实验教学内容改革方案．开设了尊重学生求知欲和兴趣的“基础实验，综合应用实验，设计研究实验”课程体系．开设的压力传感器实验、半导体温度传感器实验、电表的设计和改装等综合性及设计性实验改变了学生实验热情不高的状况，激发了学生的兴趣和动力．很多学生还将大学物理实验与自己的专业背景结合，深入研究探索，在学术期刊上发表与设计性实验相关的研究论文．大学物理实验教学内容改革效果显著．
2.3大学物理实验教学方法改革
目前我国大学物理实验教学更多的采用教师讲解→教师演示示范→学生自己操作→教师总结点评→学生完成实验报告→教师批改实验报告的教学流程，教学方法固定单一，教学效果不佳，特别不利于学生的探索精神、创新意识和创新能力的培养．要更多的采用实验探究法、提问解问法、小组研讨法、课题引领法、课内课外融合法、师生团队法和设计创新法等教学方法，更加灵活多变，具有创新因子，有效地提高大学物理实验教学质量，进一步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对教学方法也开展了一系列改革．首先，建立了信息平台，实现了学生根据自己的意向自主选择实验时间、实验教师及实验内容；其次，教师实现了网上评定成绩、网上教学质量分析；另外，针对创新意识及能力较强，且对科研具有较高热情的学生选择性地开设与目前科学研究的前沿课题相关的研究性演示实验，向学生展示更多的学科前沿实验内容，展示物理实验的思想和方法，进一步培养学生的科研兴趣和科研能力，并为学生将来走上其专业相关的研究领域及研发岗位培养浓厚的兴趣，奠定良好的科研基础．通过大学物理实验教学改革，切实高效地培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，以达到培养创新人才的目标．
2.4大学物理实验报告改革
在大学物理实验教学中，实验报告的撰写是一个重要环节，教师能够通过大学生撰写的实验报告了解学生的实验完成情况，实验报告也是对学生进行实验成绩评定的重要依据．目前，在大学物理实验教学中所采用的传统实验报告书写格式相对固定，都是格式化的模板，大学生依次填入实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及处理、误差分析与讨论以及对实验的体会就完成了实验报告的撰写．有特色、有创新的实验报告很难见到，很难体现出学生的探究与创新，面对雷同的实验报告，实验教师也很难给出科学恰当的评定成绩．要结合本校的条件和特色，对具体形式不做过多固定要求，不采用格式化的实验报告模板，采用形式多样化的开放式实验报告形式，增加实验探究、实验发现、实验提问、实验扩展、实验改进、实验设计、实验综合和实验创新等板块，还可设置一定比例的按照科技小论文写作格式与写作方法来完成实验报告．目前对于少部分设计性实验鼓励有能力的学生采用开放式实验报告．以硅光电池特性研究实验及核磁共振实验为例，学生可以在教师的指导和引导下，根据自己的兴趣提出问题，设计实验，并最终以小论文形式完成实验报告．这和传统的实验报告撰写方式相比，能够更多地开发学生的创造能力．目前，这种实验报告完成方式有必要进一步推广扩大，但这必须建立在实验教师队伍的素质提高和数量的扩充上．
2.5大学物理实验成绩评定改革
目前我国多数高校的大学物理实验成绩评定一般分为平时成绩和实验成绩两部分，平时成绩考核参考出勤、预习报告等情况给出成绩；实验成绩的评定则根据实验操作、实验原始数据记录和实验报告撰写等给出．这往往使大部分学生忽视探究问题能力的提高．大学物理实验成绩的评定要增加以下内容：（1）要求学生在预习报告中写出自己对于本实验的理解，并提出自己思考的问题；（2）实验中可以4名学生组成一个实验小组（每位学生都有一套完整的实验仪器和设备，每位学生都要完成整个实验），针对不同实验，学生轮流进行实验讲解，并进行小组讨论，培养学生的科学思维能力、科学语言的表达能力以及团队协作意识．实验教师根据学生参与实验讨论的情况判断学生对于实验的预习程度及学习积极性，据此给出相应成绩；（3）实验完成后，激励学生把实验改进、实验与自己专业的联系、实际应用链接、实验设计及实验创新等写入实验报告，以增强学生的创新意识和创新能力．目前，已进行与实验教学体系改革相适应的成绩评定方式，针对不同层次的实验采取不同的方式评定成绩．基础实验仍根据预习、操作和报告三个模块评定成绩；综合性及设计性实验则通过实验选题、实验方案设计、实验操作、实验报告或小论文和简短答辩方式综合评定实验成绩．这样既能训练学生的基本功，打好基础，又能够进一步满足不同专业、不同兴趣爱好学生的需求，有的放矢地进行大学物理实验教学．小论文和答辩方式成绩评定的进一步大范围推广也有赖于实验教师素质的提高和数量的扩充．从实验教学模式、实验教学内容、实验教学方法、实验报告撰写和实验成绩评定方式方面全面进行大学物理实验教学改革实践，并通过反馈信息进一步进行改革——实践——再改革的循环，将大学物理实验教学改革经验进行推广，对其他专业课实验课教学改革起到辐射和推动作用．
篇6
我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的．因为我们面对的是全班学生，不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导，我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力，为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础．
一、追根寻源真一点
一个学生学习物理，首先接触到的就是物理定律．因此，怎样搞好物理定律教学，必然是每个物理教师首先要考虑的问题．
在进行某一物理定律教学时，我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容，这就是所谓的“溯源”教学．任何一个重要物理定律的建立，都有一个艰辛而漫长的过程．探索定律的工作只所以能成功，这个定律最后只所以能够确立起来，其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式，这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西，是人类一笔宝贵的知识财富，也是我们物理教学的宝贵财富．
在讲授牛顿万有引力定律时，我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起，然后是开普勒在拥有这些数据的基础上，通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律（开普勒三定律），最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释，终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律．在学习牛顿万有引力定律的过程中，我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法．
在学习库仑定律的过程中，我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念，使他们明白：1．库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验，而未做两个异种电荷互相吸引的实验，因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的．库仑是用电摆来完成后一实验的；2．无论是扭秤还是电摆，精确度都是很有限的，根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比，更不是和距离的1．98次方或2．02次方成反比．当年的库仑（实际上还有更早的卡文迪许），以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高，直至今天的2±3×10－16，终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一．结合库仑定律的建立过程，我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法．
在学习欧姆定律的过程中，学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可．可是我告诉他们，在欧姆那个年代，非但没有电流表、电压表等仪器，连电压、电流和电阻的定义和单位都没有，欧姆所面临的困难之大是可想而知的．他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢？学生顿时产生了浓厚的兴趣．在学习欧姆定律诞生过程的同时，我们还结合欧姆的实践，介绍了用图线探究新规律的方法．
此外，我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法，结合气体定律介绍了“分析法”，结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”．使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法．有的同学深有体会地说：物理定律是宝贵的，但研究物理定律的科学方法更宝贵．谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘．
在物理定律的教学中，我们在课堂上经常采用设问的方法，不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的，而是不断地提出问题让学生去思考，摆出困难让学生去克服，提出任务让学生去完成，制定目标让学生去实现．这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力．
我们要求学生在课外进行大量自学．早在公元前4世纪，古希腊苏格拉底明确强调过：“好的、正确的教学不是传递，而是对学生的自学辅导”．我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究．我教的优秀学生，学得的物理知识，最多只有一半是在课堂上听我讲的，其它一概由他们自学．到一定阶段，我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课．每次课分两部分，前半部分由主讲同学讲，后半部分由全体同学提问、讨论．像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座，杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外．
我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后．获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后，有机会还回来给小同学谈自己的体会．例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月，来学校给95、96届学生讲了10次课．他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题，使听课的学生大受裨益．1996年暑假，谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课．他们既讲物理知识，又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹，使小同学们大开眼界．
这样的训练方法也得到了权威人士的肯定．1992年10月，在上海召开的全国物理特级教师会议上，原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说：“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况，我认为这个经验倒很值得推广．他们说他们的老师不是采取灌输的办法，而是启发引导，要求他们给同学讲课，这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助．我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一．”
那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢？从心理学角度来看，自学与听课可能有以下两点不同：
（1）人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程．一个学生在自学某一个新的物理内容时，少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作，这里面充满了分析、综合、比较等过程．因此相对听课而言，自学对学生的思维活动提出了更高的要求，从而使他们得到更大的锻炼．
（2）人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种．事先没有预定的目标，也不需要作意志努力的注意叫做无意注意；有预定的目标，在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意．一个学生在自学的时候，他的目的一定是十分明确的，而且需要一定的意志努力（否则难以坚持），因此学生在自学时，可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态，这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的．有的学生在自学中往往会十分投入，进入一种旁若无人的境地，而相对来说，这种情况在听课时就比较少．一个学生坚持自学一段时间之后，便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意，即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上．有意后注意是一种高级类型的注意，它既有明确的目的，又不需要用意志努力来维持，是人类从事创造性活动的必需条件．学生一旦进入这种状态，他们的物理学习效率就会大大提高，学习成绩就会有明显进步．
二、实验研究多一点
物理学是一门实验科学，物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验．因此，在高中物理教学中加强学生实验方面的训练，无疑是提高物理教学质量的一条必由之路．
目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验，不难发现，这些实验存在着某些不足，主要表现在下面几个方面：
第一，教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的，目的是帮助学生加深对所学内容的理解，因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法．
第二，课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚，学生只需按部就班地完成实验操作即可．这样的实验只能增加学生的感性认识，锻炼学生的动手操作能力，而对学生创造性思维的训练是不够的，也无法培养学生解决问题的能力．
第三，目前课本中的实验大多是验证性实验，学生只要学懂了书上的定律，一般都能轻而易举地完成实验．这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则，对培养学生的能力是不利的．
针对以上不足，我们对实验教学内容和教学方法进行了改革，使实验教学为发展学生的智力，提高学生的素质服务．在实验内容的改革方面，我们主要采取了以下三条措施：
（1）增加实验数量．
不论是在课堂演示实验，还是在学生实验或小实验方面，平均增加了60％的实验．其中有一部分新实验，学校没有现成的仪器，安排学生自己制作，对学生有较高的要求．
（2）重视实验误差讨论．
物理实验离不开测量，测量是实验科学最本质的东西．从某种意义上讲，结果准确的实验就是成功的实验，反之就是不成功的实验．因此在培养优秀学生的过程中，应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识．在设计实验方案时，要求学生们尽量消除实验的系统误差；在选择实验器材时要考虑它的精确程度；在处理实验数据时，要采用尽量科学的方法．
（3）加强重要实验方法教学．
在实验领域中有一些重要的方法，比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等，这些方法不是在个别实验中，而是在许多实验中都有应用，因此具有一定的普遍意义，这些方法一定要让学生很好地掌握．在必要时，我们甚至根据实验方法来安排实验内容，集中安排几个某种方法体现比较典型的实验，这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法．
在实验教学方法改革方面，我们做了以下尝试：
（1）在课堂上创设一些实验问题让学生研究．
在高中阶段，每周至少有4节物理课，充分利用物理课中碰到的各种各样问题，可设计一些供学生讨论的实验题目，并引导他们一步一步地探索、解决．
我在讲功率一节时，设计了这样一个实验题目：要求测定一个人骑自行车的功率．在自行车由静止启动的过程中，人做的功除了增加人和车的动能之外，还要克服空气阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？学生根据自己骑自行车的经验，认为空气阻力是很明显的，不能忽略，而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小，可以忽略．接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功？学生都有这样的体会：顶风骑车时，骑得越快风的阻力越大，因此可以设风的阻力和车的速度成正比．车的速度怎样测？风的阻力和车速成正比的比例因数是多少？问题一个接着一个地出现，被大家一个又一个地解决，终于找到了一个大家都比较满意的实验方案．接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验，最后再回到教室里，师生一起处理实验数据，作出图象，得出实验结果．在整个实验过程中，除了实验题目是由老师提出的外，实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的，因此他们都觉得很有意思，收获很大．
（2）对课本中一些重要实验进行深入研究．
物理课本中有大量现成的实验，有时可以对这些实验进行一些讨论和改进．
在做直流电路的实验时，我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究．用简单的伏安法电路，不论是采用电流表内接还是电流表外接，都有系统误差．结合这个问题，我给学生介绍了补偿的思想，然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路．补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差，但这个矛盾解决了，电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾．怎么办？经过进一步研究改进，大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表，再辅以灵敏度很高的电流表，便可以明显提高实验结果的准确度，这就是常用的惠斯通电桥．接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻，比较测量结果，可以证实先前的想法．在历史上，从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的，而在我们这堂实验课中，学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程．这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的．
（1）和（2）实际上都是不断地给学生提出新的目标，诱导他们提高实验水平，我们有时称之为“目的诱导法”．
（3）给特优学生安排一些特殊实验．
我校有一批进口物理仪器，性能比较好，涉及的实验内容面也比较广．这批仪器的说明书是英文或日文的，我指定一名学生准备某一个实验，要求他先翻译好说明书，准备好器材，然后带领其他同学做实验．这个主讲的学生还要准备好一些讨论题，在实验后供同学们讨论．学生对这样的实验非常感兴趣．此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系，但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处．
三、能力要求高一点
物理习题教学是物理教学的重要组成部分．不论是教师还是学生，都在解习题上花费了大量的时间，因此，习题教学的改革是一个很重要的问题．
就本质来说，物理习题是人们编制的一些假想物理场景．毫无疑问，物理学家是不会去做物理习题的，而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律．同样，发明家也是不会去做物理习题的，他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题，那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题？目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力．所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行．
我们常用以下两种方法来进行习题教学：
（1）按照解题方法组织习题教学
篇7
20世纪初，当人们用望远镜观测银河系以外的星系时，发现绝大多数星系光谱都有红移现象，并且越远的星系其光谱红移值越大。有人认为星系光谱红移是因为星系正在离我们远去，从而得出这样的结论：所有的星系都是以我们银河系为中心向外爆炸后形成的，越远的星系离开我们的速度也越大；宇宙中所有的星系都在彼此分离，并且越远的星系相互分离的速度越大。值得一提的是，我们银河系正处在爆炸中心，足以值得我们自豪的是：银河系是宇宙中独一无二的星系—因为它是宇宙的中心。更让我们惊奇的是，银河系自身也在不断运动着，然而无论它运动到哪里，它始终是银河系的中心。我们解释不了银河系为什么是宇宙的中心，因为银河系也和其它星系一样，并沒有什么特别之处。有人以为，银河系处于宇宙的中心是一个巧合，虽然银河系从上个世纪至今一直在不断运动，但它走过的距离和整个宇宙空间的尺寸比起来是微不足道的，所以银河系目前仍然处在宇宙的中心，这种看法未免有些牵强。因为人们在观测近处的星系时，发现近处的星系并没有相互分离的趋势，并且也没有证据表明近处的星系正在以某一个中心为起点向外膨胀。因此“银河中心说”颇值得怀疑。还有的人虽然承认宇宙大爆炸假说，但不承认“银河中心说”，他们不认为银河系是宇宙的中心。这种观点同样也是站不住脚的。我们可以这样分析：如果宇宙大爆炸假说是正确的，那么宇宙中所有的星系必定在以某一个中心为起点向外膨胀，星系之间彼此互相分离。目前我们观测到近处的星系并没有相互分离的趋势，并且也没有证据表明近处的星系在以某一个中心为起点向外膨胀。倘若我们不是在宇宙的中心而是处于偏离宇宙中心的任一点处，因为在我们周围的星系都没有相互分离的趋势，也没有以某一个中心为起点向外膨胀，这样一来，倘若宇宙中任一点处的星系都没有相互分离的趋势，那么整个宇宙也不可能在膨胀，即宇宙大爆炸假说是错误的。
前事不忘，后事之师。人类文明发展到今天，“地心说”和“日心说”都被证明是为科学，难道我们还要重蹈覆辙提出“银河中心说”吗？愚以为，我们应当承认这样一个假设，那就是：银河系按目前的速度运动下去，100万年，100亿年以后，我们仍然会发现自己处在宇宙的“中心”，无论我们处在宇宙的任何地方，中心也好，边缘也好，我们都会发现宇宙中越远的星系光谱红移值也越大，就好象我们处在宇宙的“中心”一样。事实上，这个“中心”是光子在宇宙空间中的传播特性引起我们视觉上的错误，“眼见”未必“为实”，我们不能过分相信“眼见”的东西。
红移现象是否由观测者自身的运动引起的呢？不是的！如果红移现象是由观测者自身的运动引起的，那么我们将观测到与我们相向运动的星系光谱将发生蓝移而与我们相背运动的星系光谱将发生红移，然而事实并非如此。再者，虽然我们“坐地日行八万里”，但这个速度和光速比起来实在算不了什么，不至于影响观测结果。换句话说，我们在观测星系红移值时，观测者自身运动速度的影响可以忽略不计。红移现象说明光子与观察者之间的相对速度变小了。产生这种情况有两种可能：第一是星系正离我们远去，第二是光子在穿越宇宙空间时速度变小了。这两种情况都可能导致星系光谱红移。我们认为导致星系光谱红移的原因是后者。光子在穿越宇宙空间时会与各种粒子(比如引力子)相互作用从而使其速度逐渐减小。当然单个粒子与光子作用时间极短，引起光子速度的改变量也是极其微小的，以致于我们观测不到。随着光子穿越宇宙空间距离的增大，与光子作用的粒子数目也逐渐增多，光子速度的减小量也越明显。可以推测：光子在穿越一定的宇宙空间距离后速度将减小到零。由于光子速度为零故相对我们的能量也为零，这样的光子当然不会被我们观测到。可见用光学法观测宇宙空间尺度时有一个极限：150亿光年(也有人认为是200亿光年)。在这个尺度以外的星系发出的光子由于在没有到达地球时速度已经降低到零，所以这样的星系不可能被我们观测到，至少目前还没有办法观测到。也有人认为，红移现象是由光子频率减小引起的，即认同第一种可能：认为星系正离我们远去。这种观点听起来很有道理，却经不起分析。我们知道，星系离我们远去时会引起光子频率减小，但各种不同频率光子的频率减小量应该相同，反应在星系光谱上，各种不同频率光子的红移量应该相同。因此，不论星系离我们多远，星系光谱虽然发生红移但不应该变宽，但事实上远处星系光谱却被拉宽了（星系光谱不会变宽是指星系光谱中任意两条谱线的距离恒定，虽然它们都发生了红移，但它们移动的距离相等，因此各谱线之间的距离不变）。而且能量越小的光子红移值越大，能量越大的光子红移值越小。不同频率光子的频率减小量不同，说明红移现象不是由光子频率减小引起的。即第一种可能站不住脚。假设宇宙中所有的星系都是静止的，宇宙空间中的物质是均匀分布的，那么光子穿越宇宙空间时的速度衰减量仅与其通过的空间距离有关。光子穿越的宇宙空间越长，其速度衰减量也越大。这样星系光谱的红移值仅与其离我们的距离有关，离我们越远的星系红移值也越大，就好象越远的星系正在以越快的速度离开我们一样。这也正是哈勃定律所揭示的：星系远离银河系的速度ν与距离成正比，ν=H*D，其中H为哈勃常数。实际上宇宙中各星系都在不断运动着，宇宙空间中的物质也并非均匀分布的，造成星系光谱红移的原因也很多，所以光谱的实际红移值要考虑许多情况。
2．谱线红移与光子速度衰减
光子与宇宙空间中的粒子是如何作用的呢？可以设想，宇宙空间中存在许多比光子质量小得多的粒子(比如引力子)。由于光子在与粒子作用后仍然是光子，可以认为光子仅与粒子发生了弹性碰撞。既然是弹性碰撞，我们知道，二者质量越接近光子损失的能量越大。由于光子的质量远远大于引力子的质量，所以在不同频率(质量)的光子中，频率(质量)较小的光子损失的能量较大。于是经过同一段宇宙空间以后，在不同频率(质量)的光子中，频率(质量)较大的光子损失的能量较少，频率(质量)较小的光子损失的能量较大，例如红光损失的能量比紫光损失的能量多。由于不同频率(质量)的光子在宇宙空间运动时都损失了能量，这样整个星系的光谱将向红端移动，但由于红光损失的能量多向红端移动的距离大，而紫光损失的能量少向红端移动的距离小，于是整个光谱被“拉宽”了。如果不同频率(质量)光子的能量损失率相同，虽然它们都产生红移，但是它们红移的距离相等，这样星系光谱虽存在红移但不会被“拉宽”，星系光谱存在红移而且被“拉宽”说明两点：第一光子在穿越宇宙空间时速度会衰减，第二不同频率(质量)的光子速度衰减率不同。显然，由于不同频率(质量)光子的能量损失率不同，各种光子的速度衰减量差异将随着空间距离的增加而增大，这样星系光谱被“拉宽”的程度与其离我们的距离有关，离我们越远的星系其光谱被拉宽的程度也越大。另外，星系光谱被拉宽时还有一个特点，那就是能量大的光子被拉宽的程度小，能量小的光子被拉宽的程度大。也就是说，越靠近红端光谱被拉宽的程度越大，越靠近紫端光谱被拉宽的程度越小。考虑到星系引力场的影响，实际情况还要复杂一些。
上面我们谈到光子在宇宙空间运动时速度会逐渐减小，这和人们熟悉的“真空中光速不变”的看法相矛盾。实际上宇宙空间并非真空，即使宇宙空间是绝对真空它还存在引力场。换句话说，光子在真空中速度变不变的问题，实际上是光子受不受引力作用的问题。如果光子不受引力作用，那么真空中光速不变，但这样一来不论星体的引力再强，对光子都没有影响，从而宇宙中也不可能产生“黑洞”了，而现在的黑洞理论基础将不复存在；假如光子受引力作用，则就不应该有“真空中光速不变”的结论。有人对此这样解释：宇宙空间中各星体的引力分布在不同的方向上，它们的作用力相互抵消，因此光子在宇宙空间中的速度不变。这种解释也是站不住脚的。我们知道在太阳系内，引力的方向是指向太阳的；在银河系里引力的方向是指向银河系中心的，所以局部的宇宙空间引力总是有一定的方向的。我们认为光子作为一种物质实体，它的速度并非一成不变的。无论在真空中还是在介质中，它的运动速度都会越来越小。所以，光速不变只是一个神话，光年也不能作为距离单位，因为光子在前一年中走过的路程总比后一年中走过的路程长。
3.光子在引力场中的运动
星光在通过太阳附近时会受到太阳引力的作用而发生弯曲，说明光子也会受到引力的作用。其实光子也有质量，当然会受到引力作用了。通常我们认为：引力场中物质的加速度仅与引力场的强弱有关，而与物质的质量无关。如在地球表面不管是1吨的物体还是1千克的物体，其每秒获得的速度增量都是9.8米/秒。但引力场中光子的加速度与其质量有关：质量越小的光子加速度越大，质量越大的光子加速度越小。既然光子也受引力作用，那么很自然，光子在离开引力场时必然会被减速，在进入引力场时必然会被加速，在垂直于引力方向(或其它方向)运动时受引力影响其运动轨迹也会发生变化。既然光子在离开引力场时会被减速，而且质量越小的光子速度衰减量也越大，那么星体发出的不同频率的光子就有不同的速度。一般而言，星体引力越强，其发出的光速度也越小；当星体引力足够强时甚至可能使一部分光子摆脱不了星体引力的束缚，产生黑洞现象。对同一星体而言，在它发出的光中，质量大的光子速度大，到达地球的时间也越早；质量小的光子速度小，到达地球的时间也越晚。我们通常认为不同频率的光同时到达地球，这其实是错误的。关于这一点我们可以用实验来证实。当星体发生爆发或其它异常时，总是能量较大的X射线或γ射线先被我们观测到，其次才是可见光，然后才是红外线。虽然理论上如此，但在实际观测中总有这样或那样的因素及别的解释使大部分人不相信这一点。如果条件允许的话，我们可以用一个实验来证实我们的观点。在离我们很远的宇宙飞船上以两种不同能量的光子同时发出一种信号，这两种光子的能量差异越大它们到达地球的时间差异也越大。实际上考虑到不同能量的光子在同一介质中的传播速度不同，我们应该想到不同频率的光子在真空中的传播速度也不相同。由于光子在穿越宇宙空间时速度逐渐减小，并且质量小的光子速度衰减得快，可以想象，在经过一段相当长的距离以后，质量小的光子速度已经衰减到零而质量大的光子速度不为零，这样我们就只能观测到质量大的光子。若星体离我们更远一些，则我们只能观测到质量更大的光子……，随着空间距离的增大，最终我们将看不到远处星体发出的光，这个距离就是我们现在认为的宇宙极限--150亿光年。人们在观测宇宙时总有一个错误想法：由于真空中光速不变，所以不管离我们多远的星系，只要足够亮就可以被我们发现。事实上宇宙空间并非真空，光子在其中穿行时速度会逐渐减小，所以任何星系发出的光只能传播一定的距离，也正因为如此，不管我们在宇宙中任何地方，始终只能看到有限的宇宙空间。换句话说，目前我们能够观测到的宇宙空间的尺度实际上是光子在宇宙空间中传播的最远距离。
4.光子在宇宙空间中的运动
实际上光子在宇宙空间运动时并不总是做减速运动。在光子离开星体时它要挣脱引力的束缚而作减速运动，当它脱离星体的引力场在空间自由运动时，也作减速运动；如果它进入另一个星体的引力场向着该星体运动时，就会在该星体的引力作用下作加速运动。光子就这样减速--加速--减速--加速……不停地穿越宇宙空间，直到其速度为零。倘若星体离我们很近而引力又很小，从该星体发出的光速度衰减量不大，但进入银河系时光子的速度增加量有可能很大，当光子的速度增加量大于其速度衰减量，或者说大于刚离开星体表面时的速度，在我们看来该星体光谱就发生了蓝移。忽略距离因素，由于星体自身在不断运动，这样它相对银河系引力场的强弱也可能发生变化，所以其光谱也可能有规律的发生红移或蓝移。通常情况下，宇宙空间对光子的减速作用总大于加速作用，所以星系的光谱以红移的居多。
光子在引力场中速度变化的问题许多人恐怕不相信也不能理解。一些人认为光子没有静质量，况且光子是一种波，在引力场中的运动规律和宏观物质不同。其实持这种观点的人把光子神话了，弄的不可捉摸了。现在大多数人都接受了“黑洞”的概念，认为当一个星体的引力足够强时甚至连光子也逃脱不了，因而是漆黑的一团。这里实际上指出了光子也会受到引力作用。既然光子也受引力作用，那么它在引力场中的加速与减速自然就可以理解了。稍后我们将看到，引力作用是造成衍射现象的重要因素之一。
5.类星体
一个很明显的事实是：宇宙中离我们越远的星体能量越大，通常类星体离我们的距离都在10亿光年以上，并且远处星体发出的光中能量较大的光子占有很大的成分。有人把这作为支持宇宙大爆炸的依据，认为：若宇宙中物质是均匀分布的话，则在我们银河系或其周围就应该有象类星体这样的高能星体存在。为什么我们在近处发现不了类星体呢？一些人看见远处的星体发出的光中含有大量的X射线或γ射线成分，就推测此类星体存在着目前尚不为我们知道的能量源。这种观点未免有些片面。实际上宇宙中大部分恒星的能量都差不多，能量特别大的和能量特别小的只是极少数，恒星的能量呈中间多、两头少的分布态势。从远处的恒星发出的光，在经过漫长的宇宙空间以后，能量小的光子由于速度衰减率大而停了下来，不被我们观测到；只有X射线和γ射线才能到达地球。所以我们观测到该星体的光子中，X射线和γ射线占有很大的成分，以致于我们误认为这类星体只向外发出X射线和γ射线。实际上这类星体也向外发射可见光和红外线，但是可见光和红外线由于速度衰减到零故我们观测不到。这就导致我们观测到极远处的星体，其颜色通常是蓝色或紫色，事实上可能和该星体的真实颜色相差极大。这说明我们看到的星体的颜色未必就是星体的真实颜色，星体的颜色是由其自身能量状况和离我们的距离决定的，星体离我们的距离越大往往使其颜色中的蓝色和紫色成分增加。另外，我们认为类星体离我们非常远，是因为类星体的红移值很大。也就是说我们没有直接证据表明类星体真的离我们很远。考虑到光子在引力场中的运动，我们知道：当星体的引力足够大时，其发出的光子速度衰减量也较大，因而该星体的光谱也将发生较大的红移。这就是说，引力因素也可以使星系光谱产生红移。倘若星体引力足够大又离我们很近，由于星体红移值较大，往往导致我们认为该星体离我们很远。举例来说，假设有一个引力较大的星体处于银河系的中心，由于该星体引力很强，导致它发出的光子速度衰减量极大，我们在观测其光谱时就会观测到很大的红移值，根据该星体很大的红移值我们就会认为它离我们非常遥远，绝不会想到它就在银河系中心。
如何解释类星体离我们那么远而其发射的X射线和γ射线又是如此强烈呢？只有两种可能。第一，类星体的能量非常大，向外发出的X射线和γ射线非常强；第二，类星体离我们并没有原先认为的那么远，类星体光谱的红移是由类星体的引力造成而并非由距离因素造成的。我们认为两种因素都有。因为如果类星体离我们非常远，那么我们观测到其向外发出的X射线或γ射线就不可能很强；倘若类星体的能量不是很大，它的引力场也不可能很强，不足以使其光谱产生较大的红移。这说明：星系光谱发生红移可能是距离因素造成的，也可能是引力因素造成的，红移值大的星体未必就离我们远。那么，如何区别星体的引力红移和距离红移呢？对观测者而言，由距离因素造成红移的星体发出的光不可能很强，而由引力因素造成红移的星体发出的光往往很强，特别是X射线或γ射线的成分多。类星体的发射光谱和吸收光谱的宽度不同，通常吸收光谱的宽度比发射光谱窄，为什么呢？我们知道，吸收光谱是由于光子经过大气后产生的，这说明类星体周围也存在气体。光子从高温星体内部发出以后，总会有一部分光子没有被气体吸收而直接射向宇宙空间，这些光子形成发射光谱；还有一部分光子在与气体作用后，频率（质量）大的光子损失的能量大，频率（质量）小的光子损失的能量小；光子离开类星体在宇宙空间中运动时，则是频率（质量）大的光子损失的能量小而频率（质量）小的光子损失的能量大，总的看来各种不同频率的光子速度差异减小，所以其光谱红移值也较发射光谱小。实际上类星体的吸收光谱还可能有几种不同的宽度。
6.黑洞与星体引力
最初在人们考虑黑洞时，认为它的引力强到连光子也逃脱不了，因而是漆黑的一团，黑洞是宇宙中物质的坟墓。后来人们认为黑洞可以向外发出X射线和γ射线。同样是光子，能量大的可以逃脱，能量小的逃脱不了，说明(黑洞的)引力对光子的作用是不一样的。事实上我们知道当星体的引力逐渐增强时，总是质量较小的光子逃脱不了，质量较大的光子则可以摆脱星体的引力，并不是所有的光子全部被吸入星体中。所以从这个意义上来说，狭义上的黑洞仅指引力强到可见光不能脱离的星体，即在可见光波段观测不到的星体；广义上的黑洞指引力强到使一部分光子不能脱离的星体，即在某一能量较小的波段观测不到的星体，这里广义上的黑洞甚至可能非常亮，可以被我们肉眼看到，但在红外线波段或能量更小的波段却观测不到。从理论上讲，“黑洞”并不黑，至少它可以向外发射X射线和γ射线或能量更高的光子，完全不向外抛射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在吗？当然存在了。当星体离我们足够远，以致于该星体发出的红外线速度衰减为零而不被我们观测到时，它就像一个“黑洞”；若星体离我们再远一些，可见光不再为我们观测到，只能观测到X射线和γ射线，这时它就是漆黑的一团，成为名副其实的黑洞；而宇宙中150亿光年以外的星体对我们来说是完全彻底的黑洞，因为我们完全观测不到它们。除了因空间距离造成“黑洞”现象以外，星体的引力也可以造成黑洞现象。黑洞现象并不是我们原先想象的那样：“当星体的引力足够大时，所有的光子都被吸入星体中，整个星体变成黑暗的一团”。当星体的引力逐渐增大时，它对光子的束缚作用也逐渐增强。星体的引力足够大时，红外线光子将摆脱不了星体引力的束缚，而可见光、紫外线则可以摆脱星体引力的束缚；星体的引力再增大时，可见光将摆脱不了星体引力的束缚，而紫外线则可以摆脱星体引力的束缚；若星体的引力再增大，可能只有γ射线放出。应该明确指出：黑洞现象是与星系光谱的红移紧密相连的。若某一星体的光谱不存在红移现象，则它一定不是黑洞；若某一星体的光谱存在红移现象，则它可能是黑洞也可能是距离因素造成的。
总的来说，我们对黑洞的认识经历了三个阶段：第一阶段认为黑洞的引力足够强，所有的光子都不能摆脱黑洞的引力，因而整个星体是黑暗的一团；第二阶段认为黑洞可以向外发出强烈的X射线或γ射线，人们认识到黑洞的引力对不同能量光子的作用不同；第三阶段也就是现在正在探索的阶段。应该明确指出：与黑洞现象紧密联系的因素有两个，引力因素和距离因素。以往我们在考虑黑洞现象时往往只考虑引力因素而忽略了距离因素，这就导致我们认为整个宇宙空间仅有150亿光年，对150亿光年以外的宇宙空间，认为看不见的就是不存在的。
7.恒态宇宙
也许有人会问，既然光子的速度能够降低到零，那么宇宙中会不会堆积越来越多的光子呢？不会的！光子作为物质的一种存在方式，它不是永恒的，在一定条件下光子可以转化为别的物质，也就是说光子是有一定寿命的。任何一个光子不可能永远存在下去，它必将转化为别的物质形式。宇宙中的物质无时无刻不在运动，所以宇宙中不会堆积越来越多的光子。虽然我们目前并不知道光子是如何转化为别的物质的，但我们依然相信整个宇宙是稳定的、恒态的，而局部宇宙则可能是不稳定的，处于演化过程中的。同样的道理，整个宇宙也不会被光子均匀照亮。由于光子在宇宙空间中运动时速度逐渐减小，所以任何星体发出的光只能传播到有限远处。也正因为如此，我们所观测到的宇宙始终是有限的。如果想观测更远的宇宙空间，一个方法是派出宇宙飞船，另一个办法是在宇宙空间中建立许多中转站，在光信号速度未衰减到零以前接受、放大、转播它。理论上讲，只要中转站的数量足够多，我们就可以看见任意远处的宇宙空间。
8.浩瀚宇宙
假设我们能够乘座一艘高速飞行的宇宙飞船遨游太空，在刚离开地球时，我们可以观测到150亿光年的宇宙，离我们越远的星体其红移值也越大，远处的星体放出强烈的X射线或γ射线。随着我们飞行距离的增大，我们会发现银河系的红移值越来越大，并且其颜色逐渐偏蓝，而原先我们观测到呈蓝色或紫色的星体颜色逐渐偏红，最终银河系将消失在我们的视野之外。当我们飞到离银河系150亿光年的地方，我们发现展现在我们面前的宇宙范围仍然有150亿光年；而原先我们认为正在以很大速度分离的星体或膨胀的宇宙空间并没有膨胀。无论我们飞到哪里，始终只能看见150亿光年的宇宙空间，也始终能够看见150亿光年的宇宙空间，宇宙是无限的；并且我们始终是宇宙的“中心”，因为所有的星体看起来所有的星体都好象以我们为中心向外爆炸形成的一样，越远的星系(红移值越大)离开我们的速度也越大。我们认为，宇宙是无始无终的，物质的存在是永恒的，对某一特定的物质形态有其产生和消亡的过程，但整个宇宙不存在产生和消亡的过程，它是自始至终存在并且不会消亡的。同时也应该看到，宇宙是无限的，不会仅仅只有150亿光年的空间。
从上个世纪以来，人们已经探索到了上百亿光年的宇宙空间，然而这只不过是苍海一粟。也许还要几十年甚至上百年人类才能认识到宇宙的无限性，但只要天下有志之士携手合作，这一天定会早日到来。
二、浅谈光的衍射
通常情况下光总是直线传播。但当光线经过足够窄的窄缝时将形成明暗相间的衍射条纹。由于光子不带电，在电磁场中不偏转，所以光子的衍射不是电磁力作用的结果，而是引力子与光子作用产生的。光子与引力子作用不是一个简单的碰撞过程，而是一个极为复杂的过程。在光子与引力子相遇的一瞬间它们形成一个混合体，这就打破了结合前光子内部各部分的平衡，混合体内部存在着排斥力和凝聚力两种作用。若排斥力占主导作用，则混合体将在极短的时间内“裂变”放出引力子；若凝聚力占主导作用，则混合体将形成一个新的光子。那么满足什么条件的混合体(光子)才是稳定的呢？经典电磁理论指出：所有光子的能量均为某个最小能量的整数倍。也即所有光子的质量均为某个最小质量的正整数倍，只有这样的光子才能稳定存在。当然这并不表明能量为某个最小能量的非整数倍的光子就不存在，只不过由于它们极不稳定，在形成后瞬间就“裂变”生成能够稳定存在的光子，目前我们还没有观测到或注意到这类光子罢了。从这里我们可以看出，与原子核一样，所有光子的质量均为某个最小质量的正整数倍，说明光子也有一定的内部结构，某些质量的光子由于极不稳定，在其形成后瞬间就“裂变”生成能够稳定存在的光子，这就造成稳定存在的光子质量的不连续。言归正传，由于引力子质量远远小于光子的质量，所以光子不可能吸收一个引力子形成新的光子(因为这样的光子是不稳定的)。但是若在同一时刻，光子与许多引力子相互作用，而这些引力子质量之和又大于最小光子的质量，光子就有可能吸收质量和等于最小光子质量的引力子数目而形成新的光子。举例来说，若最小光子的质量是引力子质量的10万倍，那么当同一瞬间有15万个引力子作用于光子时，光子只可能吸收10万个引力子，另外5万个引力子不被光子吸收，仅对光子产生微小的冲量。倘若在同一瞬间有9万个引力子作用于光子,那么这9万个引力子都不会被光子吸收，它们仅对光子产生微小的冲量。光子可能吸收的引力子数目只可能是10万的正整数倍。只有光子吸收引力子形成新的光子才能全部吸收引力子的冲量，否则的话，光子仅受到极小的冲量。
现有一个宽度为α的窄缝，绝大多数光子经过窄缝时虽然与许多引力子作用，但大多不会形成新的光子，这样大部分光子仅以极其微小的发散角投射到屏幕上，形成宽度略大于α的中央亮纹。由于衍射条纹是对称分布的，所以我们只讨论一半。拿中央亮纹以上的条纹来说，这些条纹是由缝中心到缝顶部经过的光子偏转形成的。从缝中心到缝顶部经过的光子，若吸收10万个引力子则形成稳定的新光子，而新光子由于全部吸收了引力子的冲量因而向上发生较大的偏移，从而在屏幕上形成宽度为0.5α的第一条亮纹。从缝中心到缝顶部经过的光子，若吸收20万个引力子则它向上的偏移量是第一条亮纹偏移量的两倍，形成第二条亮纹。同样形成第3条、第4条、第5条……第n条亮纹。中央亮纹以下的亮纹也是这样形成的，并且中央亮纹的宽度约为其它亮纹宽度的两倍。由于从缝中心到缝顶部引力逐渐增大，所以与光子作用的引力子数目也可能逐渐增多。假设在离开缝中心向上的极小位移处，在该处最多只可能有10万个引力子与光子发生作用，那么经过该处的光子最多只可能偏移到第一条亮纹处。换句话说它最多只可能对第一条亮纹的形成做贡献，对第2条、第3条、第4条……第n条亮纹都没有贡献。由此在向上某处经过的光子最多只可能吸收20万个引力子，但也可能吸收10万个引力子，故经过该处的光子对第1条、第2条亮纹的形成做出贡献而对第3条至第n条亮纹都没有贡献……；从缝顶部经过的光子可能吸收10万*1、10万*2、10万*3……10万*n个引力子，所以从该处经过的光子对第1条、第2条、第3条至第n条亮纹的形成都有贡献。这样形成的亮纹亮度依次为第一条>第二条>第三条>……>第n条。若缝变窄，则在离开缝中心向上的极小位移处，光子最多可能有20万个引力子，经过该处的光子对第1条、第2条亮纹的形成都有贡献，这样就减小了第1条、第2条亮纹亮度的差异。也就是说，缝越窄条纹亮度越向两边分散，缝越宽条纹亮度越向中央集中。当缝很宽时，条纹亮度几乎全部集中在中央区域，两边的光子数几乎为零。这就是我们看到的光的直线传播现象。由于光子并不是一种波，其偏离直线传播(衍射)现象是由引力子引起的，所以光的衍射现象与缝的宽度无关。物体在阳光下的阴影边缘常常较模糊，这说明光子在经过物体表面时受到引力作用而偏离了直线传播。理论上来说只要光子的运动方向和引力方向不在一条直线上，光子就会偏离原来的运动轨迹，并且引力场越强光子弯曲的程度也越大。星光在经过恒星以后通常会发生弯曲，有时我们甚至能够看到星体后面的其它星体发出的光。
三、论电子结构与原子光谱现象
1.电子发光
原子是如何发光的？要弄清这个问题首先必须明白光子是由原子的哪一部分发出的。我们知道，原子是由原子核和核外的电子组成的，原子核的结合能很大，不可能发出光子，所以光子只可能是电子发出的。在化学反应中伴随着电子的得失，常常有能量(光子)放出，光电效应、激光现象及其它一些实验也证明了光子是由电子发出的，所以可以肯定原子发光其实是电子发出光子。既然电子可以放出光子，那么光子必然是电子的组成部分，或者说电子有一定的内部结构，光子是其组成部分之一；由于光子不带电，说明电子内部电荷的分布是不均匀的，因为如果电子内部电荷是均匀分布的，则光子就应该带电。原子中原子核和电子之间的距离很小，它们之间的静电力很强，因为电子内部电荷分布不均匀，所以在原子核强大的静电力作用下电子内部电荷将重新分布，甚至可能发生裂变，这就为电子放出光子创造了条件。当电子裂变放出光子后，它的各个组成部分结合的更加紧密，在适当的时候可能吸收一个光子，这就为电子吸收光子储存能量创造了条件。而电子正是通过不停地吸收、放出光子来和外界交换能量的。稍后我们将看到，原子正是通过电子不断吸收、放出光子来和外界完成能量交换的。一般来说，电子质量越大其内部各部分结合的越松散，在静电力作用下越容易发生裂变；电子质量越小其内部各部分结合的越紧密，在静电力作用下越不容易发生裂变。与原子核“幻数”相似，总有特定质量的电子的结合力相当大，比其它质量电子的结合力大许多，这些特定质量的电子往往对应于某些稳定的轨道。
有人认为物质发光是由于物质中的原子或分子受到扰动的结果，认为光子是由原子或分子发出的。其实这是一种错误的看法。我们知道，原子是由原子核和核外电子组成的，光子是一种物质实体，或者是由原子核发出的，或者是由电子发出的，除此以外再没有别的选择。说光子是由原子发出的，这是一种不确切的说法。
2.原子核和电子之间的磁力作用
两个相距一定距离的异种点电荷在静电力作用下必然会吸引在一起，因为静电力作用在两点电荷连线上。而原子核和电子不会吸引在一起。这就启示我们在原子核和电子中必然存在一种其它作用力。这个力就是原子核和电子之间的磁力。我们知道，在通以相同方向电流的两条平行导线间会产生磁力作用，在磁力作用下它们将彼此吸引，原子核和电子的相向运动正相当于通以相同方向电流的两条平行导线，在它们之间也将产生磁力作用。静电力的作用总是使电子获得指向原子核的向心速度，而原子核和电子之间的磁力则使电子获得切向速度，并且原子核和电子之间的相对速度越大，它们之间的磁力也越大。当原子核和电子之间彼此相对静止在一定远处时，在静电力和磁力的共同作用下，它们并不会吸引在一起。因为静电力使电子获得向心速度，磁力使电子获得切向速度，电子并不是沿着直线靠近原子核，而是沿着螺旋线靠近原子核。开始时螺旋线的半径为无穷大，电子作直线运动；一旦电子相对原子核的速度不为零，磁力开始起作用，电子的运动轨迹开始发生弯曲；当电子与原子核靠近到一定的距离时，电子和原子核之间的静电力恰好等于电子作圆周运动所需的向心力，此时电子处于平衡状态，螺旋线变成了圆。同样在电子离开原子核时也是沿着螺旋线运动的。在静电力作用下，电子总要尽量靠近原子核，在磁力作用下，电子有远离原子核的离心趋势，正是在这两种力作用下，电子处于稳定的平衡状态中。电子在原子核中处于稳定状态时，它的轨迹是圆。因为当电子的轨迹不是圆时，它总要受到磁力的作用，这个力使电子的切向速度增加、运动轨迹向圆靠近。而电子受磁力作用时它的运动轨迹就要发生变化，就不是稳定的，只有当电子的轨迹是圆时才不受磁力的作用，所以说电子在原子核中的稳定轨迹是圆。太阳系中的行星在太阳引力作用下，其运动轨迹可以是圆或椭圆，但在原子系统中，电子在原子核静电力作用下，其稳定轨迹只可能是圆而不可能是椭圆。
3.基态电子的稳定性
处于基态的电子为什么是稳定的？为什么不会被原子核吸收？人们通常认为：做加速运动的电荷会向外辐射能量.如果电子在原子核中做圆周运动，则它就有加速度，必然会不断地向外辐射电磁波，随着电子能量的减小它将沿着螺旋线落入原子核中，这样整个原子就是不稳定的，然而事实并非如此。于是人们推测电子在原子核中不可能做圆周运动。我们认为以上推断是错误的，电子的确在原子核中做圆周运动，其理由如下：第一，电子辐射电磁波并不是一个只出不进的过程。电子时刻不停地向外辐射能量，也在时刻不停地吸收光子，这是一个动态平衡过程。如果电子吸收的能量大于其辐射的能量则原子的温度升高，如果电子吸收的能量小于其辐射的能量则原子的温度降低，倘若没有外界能量输入，原子总会由于向外辐射能量而降低温度，只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射电磁波。第二，电子在原子中的质量并非一成不变的。一般而言，电子离核越近质量越小，离核越远质量越大(这一点我们稍后证明)。第三，电子和原子核之间并非只有静电力作用，还存在磁力作用。正因为磁力作用的存在使电子在靠近原子核时切线速度不断增大，从而使其离心力逐渐增大，以致于可以与静电力抗衡维持电子在原子核中的稳定。
这里需要我们证明随着电子离核距离的减小，离心力的增加速度大于静电力的增加速度。设电子稳定时质量为M，速度为V，与原子核相距R，原子核电量为Q，此时静电力F正好等于电子作圆周运动的向心力，
离心力大于静电力，所以此时电子作离心运动，将回到距核R的轨道上。同样当电子受到远离原子核的扰动后，静电力F大于电子作圆周运动的向心力，电子将向原子核运动，最终要回到距核R的轨道上，这里不再证明。
另外我们认为，做加速运动的电荷会向外辐射电磁波这个提法不够确切，应该说做加速运动的自由电荷会向外辐射电磁波，而电子在原子核中做圆周运动时不会向外辐射电磁波。两者有什么区别呢？我们知道，在原子核和电子结合成原子的过程中要向外放出能量，即自由电子要在原子核静电力作用下裂变放出光子才能够成为原子中的电子，原子中的电子和自由电子是有区别的。自由电子的质量大于原子中的电子的质量，自由电子各部分结合得较为松散，受到外界扰动(有加速度)时会向外辐射电磁波；而原子中的电子质量小，各部分结合得较为紧密，受到外界扰动(有加速度)时未必会向外辐射电磁波，只有当外界扰动(加速度)足够大时才会裂变辐射电磁波，所以电子可以在原子中做圆周运动而并不向外辐射电磁波。
4.稳定轨道的形成
对于处于基态的电子来说，每秒会有许多光子与其作用。这些作用有指向原子核的，也有指向核外的。电子在吸收一个或几个光子以后质量增加，形成新的电子。我们先考虑指向核外的扰动。设电子在吸收一个或几个光子以后质量增加为M+Δm，与原子核相距R+Δr，我们知道，一定质量的电子总有与一条特定轨道与之对应，比如电子的质量为M时其轨道半径为R，那么当电子质量为M+Δm时就可能停留在半径为R+Δr的轨道。但这里我们少考虑了一个条件，那就是质量为M+Δm的电子的结合能。我们知道电子在每秒内会受到许多光子的扰动，假设质量为M+Δm的电子运行在半径为R+Δr的轨道上，若它受到一个指向原子核的扰动，离核距离变为R+Δr-r，此时原子核静电力对它的作用增强，若它的结合能小的话则电子立即裂变放出光子重新回到其原来的轨道R上；如果质量为M+Δm的电子内部的结合能非常小，以至于受到微小的扰动时立即裂变放出光子，那么它在半径为R+Δr的轨道上停留的时间也趋近于零，换句话说半径为R+Δr的轨道根本不存在；如果质量为M+Δm的电子内部的结合能非常大，以致于受到很大的扰动时它才裂变放出光子，那么电子就能够在半径为R+Δr的轨道上停留一段时间，这段时间就是原子的平均寿命。假设有一群电子处于同一激发态，由于每个电子受到的扰动情况不一样，有的电子受到的扰动大有的电子受到的扰动小，而只有电子受到足够大的扰动并运动到离核足够近的地方才会裂变放出光子，所以电子裂变回到基态的时间也不一样。处于同一激发态的原子的平均寿命和两个因素有关：一是电子的结合能，二是电子受到的扰动。电子内部的结合能与原子核“幻数”相似，只有特定质量的电子的结合能才是很大的，所以电子的轨道也是特定的、不连续的，其它质量的电子由于结合能很小，裂变时间极短，所以它们不可能稳定停留在原子中，也形成不了稳定轨道甚至根本就没有轨道。我们再来考虑指向原子核的扰动。设电子在吸收一个或几个光子以后质量增加为M+Δm，与原子核相距R-Δr，此时原子核对电子的静电力增强，电子立即裂变放出质量为Δm的光子，由前面的证明我们知道，此时电子的速度增大，离心力大于静电力，电子最终将停留在半径为R的稳定轨道上。也许有人会怀疑，这样看来电子可能存在的稳定轨道岂不是唯一的了？实际上由于电子在原子核外有几个不同的稳定质量，所以它也有几条稳定轨道，一定的质量总是与某一条特定轨道相对应。从这里我们可以看出，电子在原子核中的稳定轨道往往对应于电子结合能极大的质量，结合能小的质量由于在原子中不稳定因而不会形成稳定轨道。
5.电子结构与不同跃迁轨道
对于处于同一激发态的一群电子而言，设电子的质量为M+Δm，它们可能会有不同的跃迁轨道，放出的光子的能量(质量)也不同，但总是跃迁到离核近的电子放出的光子的能量(质量)大。电子从激发态回到基态的过程并不是先放出光子再回到基态，而是先回到比基态更近的地方放出光子然后才回到基态。当电子回到离核R-Δr处时，在静电力作用下电子裂变放出质量为Δm的光子，此时离心力大于静电力，电子将回到半径为R的稳定轨道上。那么电子为什么会有多条跃迁轨道呢？这说明处于同一激发态的电子内部结构(结合力)不同，有的结合力大，有的结合力小，结合力小的光子在离核较远的地方裂变，放出的光子能量也较小；结合力大的光子在离核较近的地方裂变，放出的光子能量也较大，电子的跃迁方式是由其内部结构决定的。同一质量的电子可能有多种裂变方式，再次向我们说明电子具有内部结构，在考虑原子光谱时一定要考虑电子的内部结构。处于激发态的电子在向基态跃迁时会发出光子；把原子的内层电子打掉以后外层电子会放出光子并向离核更近的轨道跃迁。这些现象启示我们：电子离核越近质量越小，电子离核越远质量越大。从这里也可以看出，电子质量越小其内部结合力越大。因为离核越近电子受到的静电力越大，而电子能够稳定存在说明其内部结合力越大。在同一个原子中，内层电子的质量小于外层电子的质量；同一个电子离核越近质量越小。
人们发射的人造卫星可以设定轨道，其轨道变化可以是连续的，但对原子核中的电子来说，其轨道变化则是不连续的。怎样理解这一点呢？让我们做一个假想实验。把两个带异种电荷的点电荷放置在一定远处，并且假定它们之间除了静电力以外不在受到其它力的作用，则最终它们将互相吸引在一起。无论怎样改变这两个电荷的质量、电量，结果都是相同的。这说明：用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。说到这里，好事者马上就会解释，因为宏观电荷物质波的波长极短而电子物质波的波长较大，所以用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。换一个角度来说，宏观物质和微观物质是有区别的，用宏观物质不能模拟微观物质。但区别究竟在哪里？一个是宏观物质而另一个是微观物质，这个解释近乎无聊了。还是让我们来仔细分析为什么用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。我们知道，在静电力作用下，电子和原子核开始时相向运动，而后在磁力作用下沿着螺旋线相互靠近，正是由于原子核和电子之间的磁力使电子获得了绕原子核运动的切向加速度，并使整个原子处于稳定状态。那么，两个宏观点电荷之间的运动轨迹为什么是一条直线呢？这是因为宏观电荷的荷质比远远小于原子核和电子的荷质比，在静电力作用下宏观点电荷获得的最终速度也小得可怜，因此宏观点电荷之间因相对运动而产生的磁力也微乎其微，近似于零。所以宏观点电荷在静电力作用下表现为相向运动，其运动轨迹接近直线。从这里我们可以得出这样一个结论：虽然静电力作用在两个电荷的连心线上，但是仅在静电力作用下，电荷的运动轨迹不一定就是直线，两个电荷的荷质比越小，其运动轨迹越接近直线，反之则越接近曲线。那么，如果宏观点电荷的荷质比足够大甚至可以与原子核或电子相比时，是否可以用宏观点电荷模拟原子核和电子相之间的作用呢？也不能！如果宏观点电荷的荷质比足够大，甚至可以与原子核或电子相比，那么这样的两个异种电荷在静电力作用下会沿着螺旋线相互接近，最终会处于稳定状态，但由于宏观点电荷的质量不会发生变化，因此最多只能形成一条稳定轨道，而不可能象电子那样在原子核中有多条稳定轨道。
在多电子原子中，各电子间有什么主要区别呢？有人认为离核越近的电子能量越低，越不容易失去；离核越远电子能量越高越容易失去，但这还不是最主要的区别。多电子原子中各电子间最主要的区别在于它们的质量不同。离核越近的电子质量越小，离核越远的电子质量越大，同一个原子中没有两个质量相同的电子存在。在氢原子中也是电子离核越近质量越小，离核越远质量越大。
6.原子的吸收光谱和明线光谱
在原子的吸收光谱中，只有特定能量的光子才被电子吸收；在原子的明线光谱中，同样也只能发出特定能量的光子。于是人们认为电子只能吸收或发出特定能量的光子。我们知道，只要物体的温度在绝对零度以上，就会向外发射电磁波，物质的发射光谱是连续光谱。那么其它能量的光子是由哪一部分发出又是如何发出的呢？显然还是由电子发出的，因为原子核不可能发出光子。当我们用电子束轰击汞原子蒸汽时，可以发现当电子的能量为某些特定值时，汞原子强烈地吸收其能量；对于其它能量的电子汞原子只吸收其一部分能量。汞原子只吸收电子束的能量实际是汞原子中的电子吸收电子束的能量。可见，原子中的电子可以吸收各种能量(质量)，但对特定的能量(质量)吸收能力十分强。在原子的吸收光谱中，电子可以吸收各种能量的光子，只不过大部分光子被电子吸收后与电子的结合能并不大，受到微小的扰动后立即放出光子，由于该过程极短，所以当连续光通过原子蒸汽时，大部分光子被吸收后又很快放出，看起来似乎没有与原子作用，只有极少数具有特定能量的光子与电子的结合力极大，这类光子被吸收后要保持一段时间才可能放出，故吸收光谱会出现几条暗线。至于原子的明线光谱，与其说是明线光谱还不如说原子的发射光谱中有几条线特别亮。这是因为处于激发态的电子比别的能量状态的电子稳定，停留的时间较长，所以在一群原子中处于激发态的电子数目总比别的状态的电子数目多，因而它们发出的光也更亮一些。事实上原子的发射光谱不仅仅是明线光谱，明线光谱只是原子发射光谱中极个别的具有代表性的光子，原子几乎可以发出小于一定能量的任何光子。电子在原子中时刻不停地吸收各种能量的光子，由于电子与绝大部分光子的结合力都不大，所以电子也在时刻不停地放出各种能量的光子，因此物质的发射光谱往往是连续光谱。
许多人都认为原子只能吸收特定能量的光子，原子也只能放出几种特定能量的光子，因为他们看到原子的吸收光谱中仅有几条特定频率的暗线，而子的发射光谱也仅仅是几条特定频率的明线而已。其实这种看法是错误的。我们不妨这样分析，若原子只能吸收特定能量的光子，则只有特定能量的几种光子对物体具有明显的热效应，并且每种物质的敏感光子不同。实际上并非如此。我们知道，红外线具有显著的热效应，对任何物质都是如此。此外，物质的发射光谱是连续光谱，这也说明原子或分子的吸收（或发射）出的光子是广谱性的。为了充分理解这个问题，需要作进一步的说明。现代物理学指出：氢原子吸收的光子能量只能是13.6/n*n电子伏（这里n取自然数），也就是13.6、3.4、1.5……电子伏，并且认为对于10电子伏、3电子伏这样的其它能量的光子不会被电子吸收。我们认为：电子吸收的光子能量是连续的，对于10电子伏、3电子伏这样的其它能量的光子同样会被电子吸收，只不过电子吸收这些光子后，电子和光子的结合能不够大形不成稳定的轨道，所以电子又很快放出该光子，由于作用时间极短，以致于我们误认为电子没有吸收光子。换一个角度来考虑，当大量的原子吸收了能量连续的光子时，由于大部分电子与光子的结合力都不大，所以这些电子在极短的时间内（设为t）就会裂变放出光子，而能量为13.6、3.4、1.5……电子伏的光子与电子的结合力很大，所以电子裂变放出光子的时间也很长，如果这个时间是100t，则电子放出相应的光子也比其它光子亮100倍；如果这个时间是1000t，则电子放出相应的光子也比其它光子亮1000倍……，这样，在原子的明线光谱中自然就形成几条特殊的亮线了。由此我们得出一个结论：在原子的发射光谱中，任意一条谱线的亮度与处于相应激发态的原子的平均寿命成正比，原子的平均寿命越长，谱线的亮度越大；原子的平均寿命越短，线的亮度越小。当然这有个前提，那就是被原子吸收的连续光谱中各种能量的光子是平均分布的。
7.热现象的本质
由于电子时刻不停地受到光子的扰动，不断地吸收各种能量的光子，也不停地放出各种能量的光子，所以电子在原子核中并不是处于稳定状态，它的运动轨迹也不是正圆。一般来说，温度越高，电子受到的扰动越大，其运动轨迹偏离圆形的趋势越明显；温度越低，电子受到的扰动越小，电子的运动轨迹越接近圆(只有在绝对零度时，电子的运动轨迹才可能是正圆)。从这个意义上来说，原子模型可以看作是卢瑟福的行星模型和电子云模型的结合：温度越高，原子模型越接近行星模型；温度越低，原子模型越接近电子云模型(但在某一瞬间，电子在原子核中有确切的位置)。温度的高低反映了电子偏离稳定轨道程度的大小，单个原子(分子)也有温度。电子偏离圆形轨道的程度越大，表明该原子的温度越高，电子裂变后放出的能量也越大。所以温度升高时物体发出的电磁辐射向短波方向移动。对于温度一定的物体来说，它内部包含了大量的原子，这些原子中的电子由于受到的扰动大小不同，它们裂变放出光子的质量也不同，但大致满足正态分布，即发出的光子中能量特别大的和能量特别小的都是极少数。由前面的论述我们知道，电子在原子核中的能量大小并非定值：电子离核越远电势能越大，离核越近电势能越小。与宏观电荷一样，电子的电势能是其与原子核距离的函数，电子和原子核间的作用力服从库仑定律。温度越高，电子离核越远，电势能也越大，因而也越容易失去；温度越低，电子离核越近，电势能也越小，也越不容易失去。
什么是热现象呢？这似乎是不是问题的问题。人们通常认为：热现象是大量分子无规则运动的反映，温度越高分子的平均速率越大，温度越低分子的平均速率越小。果真如此吗？我们知道，太阳时刻不停地向外抛射高能粒子，这些粒子的速度接近光速，宇宙中其它恒星也在不停地向外抛射高能粒子，所以在宇宙空间任何地方，都有许多高能粒子正在做杂乱无章的运动，这些粒子的速度通常都接近光速或亚光速。这样看来宇宙空间的温度应该很高(至少比恒星内部高)，宇宙空间应该是很明亮的。但事实上，宇宙空间是漆黑的一团，温度只超过绝对零度一点。这说明粒子运动速度大未必温度就很高，物体的温度不是由组成它的原子(分子)的平均运动速度决定的。温度升高，原子(分子)的平均速度增大。但反过来，原子(分子)的平均速度增大并不意味着温度升高。我们知道，只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射电磁波，而物质向外辐射电磁波的原因是电子受到扰动后在静电力作用下放出光子，并且光子受到的扰动越大放出的光子能量也越大，相应的物体的温度也越高。从这个意义上来说，原子是储存热量的最小单位，单个原子也有温度，因为它可以储存热能。但单个的带电粒子如质子、电子在不受外界任何扰动时，即便速度再大也不会向外界释放能量，因此它们都不能储存热能，因而也没有温度。应该看到，原子(分子)的高速运动所具有的能量仅仅是动能而不是热能，和宏观物体一样，速度大未必温度高。宏观物体的速度与其温度无关，原子(分子)也是如此。一个原子(分子)的速度比其它原子(分子)的速度大，只能说明它的动能大，储存的热能未必就多。热能仅储存于原子核和电子形成的原子体系中，两者中缺少任何一个都不能储存热能。在日常生活中我们用红外线(微波)加热而不用紫外线，紫外线的热效应远远小于红外线(微波)。这是因为红外线(微波)光子的质量小，和原子中电子的结合力大(包括内层电子)，而紫外线和原子中电子的结合力小(它几乎不与内层电子作用)，所以红外线往往容易被物体吸收，其热效应当然比紫外线强。
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1行为财务理论产生的背景
现代财务理论要解决两个问题：一是通过最优决策模型解释什么是最优决策；二是通过描述性决策模型探讨投资者的实际决策过程。传统财务理论很好地解决了第一个问题，但在第二个问题上，它一直视投资者的实际决策过程为一“黑箱”。为更好地解释和预测投资者的实际决策过程以及金融市场的实际运行状况，理论界发展了行为财务这一新的研究范式。
行为财务是在对“有效市场假说”（EMH）的质疑中提出来的。EMH宣称，金融资产的价格能够全面反映市场上可获得的相关信息，投资者无法利用相关信息获取超额回报。但进入20世纪80年代以来，出现了大量与EMH相矛盾的市场异象，比较典型的有：①规模效应。Banz发现，未来股票价格的变化与股票所代表的公司规模有密切关系。小公司的股票较大公司的股票更易获得较高的收益率。公司规模是市场上众人皆知的信息，按照EMH，借此信息应无法获取超额回报。因此，这一发现极大地冲击着EMH；②期间效应。French、Gibbons和Hess的研究显示，股票在星期一的收益率通常为负值，而在星期五的收益率则明显高于一周内的其他交易日，于是可以得出在某些特定时间进行股票交易即可获取超额回报。这显然与EMH不符；③反向投资策略。经济学家发现，一只股票受关注的程度（用股票市值与其账面价值的比率来衡量，比率越高，表示越受关注）也影响到股票价格的变化。受关注的股票往往只有较低的收益率，而较不受关注的股票往往能获取较高的投资回报，因此投资者可以采取一种“反向投资”的策略来获取超额回报。一只股票受关注的程度是市场上的公共信息，显然EMH难以解释这一策略。
对EMH最大的挑战来自于对其理论基础的冲击。EMH以投资者理性为基础，但大量心理学和行为学研究显示，投资者并非都是理性的，他们在决策时呈现出如下心理特征：①损失回避。相同大小的利得和损失，后者造成的影响大概是前者的2.5倍，所以投资者更注重损失带来的不利影响；②过度自信。投资者对自己的知识和能力都表现出过分自信；③倾向于确认偏差。投资者往往只是重视条件概率，而忽视先验概率。由于存在这些心理特点，投资者的实际决策往往会系统性地偏离传统财务理论所设定的最优决策模式，这种偏离通过影响投资者对金融资产的选择最终反映到金融资产定价上。
2行为财务的主要内容
（1）决策特征。在提出行为财务学以前，关于财务方面的研究几乎从未涉及到个人的决策行为。行为财务认为行为财务主体的决策程序随问题本质及产生问题的环境而变化。行为财务的决策特征：①决策者的偏好是多元化的，寻求令人满意而非最优的决策。决策者的偏好是易变的，并且仅在决策过程中形成；②决策者倾向于根据经验或主观直觉而非客观标准及嗜好性信息来做出决策，他们的决策程序是个性化的、具体的，并带有情绪；③人们一般不是通过概率，而是通过启发法的经验决策法则来处理问题。
经验表明，上述决策特征有助于解释财务市场上投资者的行为特点及其行为所引起的资本市场的变化，如股票市场交易量的变动、带有噪声的股票价格、投资者追随领导者和从众的行为等。
（2）预期理论。现代经济学在风险决策问题上著名的理论模型即“期望效用模型”。由VonNeumann等人进行严格的公理化阐述而形成。其基本内涵是，决策者谋求的是加权估价后形成的预期效用的最大化。然而，该理论却在实验经济学的一系列赌博选择实验中受到了挑战。最早的赌博选择实验由诺贝尔经济学奖获得者Allais设计。该赌博选择实验产生了著名的“阿莱悖论”（亦称“同结果效应”），它对期望效用理论形成了挑战。与同结果效应类似的实验发现是“同比率效应”，即如果对一组赌博中收益概率进行相同比率的变换，也会产生不一致的选择。与同结果效应一样，同比率效应也是对期望效用理论的挑战。研究表明，人们在不确定条件下的许多决策与预期效应理论的预测发生了分歧。为给出解释，通过实验观察和模型设计，Kahneman和Tversly提出了预期理论。预期理论类似于期望效用理论，只不过个体在最大化效用的加权和中，权重不等于概率，效用由所谓的“价值函数”而不是效用函数得到。权重由真实概率函数得出，在真实概率中极小概率下的权重是0，在极大概率下的权重是1。即人们将极不可能的事件视为不能，而极可能的事件视为确定。在很小和很大概率之间，权重函数（真实概率函数的权重）的斜率小于1。
（3）股票价格的异常变动。行为财务学认为，现代财务模型对资本市场的异常现象不能予以明确的解释，比如反应不足或者过度反应。因此，行为财务学者们通过建立模型来解释市场中的无效率行为，比如有Barberis、Shleifer和Vishny的BSV模型解释了金融资产的价格如何偏离EMH，当投资者认为收益变化是一种暂时现象时，他就未能及时调整自身对未来收益的预期，即反应不足；当投资者认为近期股票价格的同方向变化反映公司收益的变化是趋势性的，并对这一趋势外推，就会导致过度反应。Daniel、Hirshleifer和Subrahmanyam的DHS模型解释了股票回报的短期连续性和长期回调，模型认为市场中的投资者分无信息和有信息两类，前者不存在判断偏差，后者表现出过度自信和自我偏爱两种判断偏差，过度自信导致投资者夸大在股票价值判断中私人信息的准确性，自我偏爱导致对私人信息的反应过度和对公共信息的反应不足；Hong和Stein的HS模型，解释了反应不足和过度反应，HS模型把市场中的投资者分为消息观察者和动量交易者两类，在对股票价格预测时，消息观察者完全不考虑当前或过去的价格，而是根据其获得的关于股票未来价值的信息进行交易，动量交易者则把他们的预测建立在一个对过去历史价格的简单函数上。
3行为财务的意义与运用
行为财务理论的科学性在于它突破了标准财务理论只注重最优决策模型，认为理性投资决策模型就是决定金融资产价格变化的实际投资决策模型的假设，从而把人的行为模式建立在更加现实的基础上；同时，它也合理解释市场异常现象。如对“反向投资”策略，行为财务理论认为，这种现象是由于人们预测时的心理偏差造成的。
尽管如此，行为财务理论还存在着诸多不足。行为财务模型虽然能解释市场中的某些异常现象，但行为财务尚缺乏一种能够普遍解释各类市场异常现象的理论或模型；同时，面对研究方法和模型设计的改变，异常现象出现的幅度和强度都发生了很大变化。迄今行为财务尚未能形成一个完整的理论体系，其研究还停留在对市场异常现象的解释以及实证检验上，众多的模型很大程度上还只是对特殊现象的解释，往往需要增加很多额外的假设进行推导。而且，心理因素的不确定性和不易量化也增加了行为财务研究的难度，正如人的心理特征难以用某种简单标准进行划分一样，没有什么模型能同时解释投资者的信念、偏好和套利限制。
温兴琦博士认为，行为财务仍是一个崭新的研究领域，不仅具有重要的理论意义，还有着极其广阔的应用范围。比如，针对普遍流行的上市公司“圈钱饥渴症”，可以从行为财务的角度解释，公司经理的行为是非理性的，即上市公司经理并不是以公司真实价值最大化为目标，而往往是倾向于公司经理自身利益的最大化，这决定了公司经理的融资和投资行为决策不可能是完全理性的，这是导致偏好股权融资的主要原因。因此，解决这种问题，一方面，要加强上市公司的法人治理结构的完善，使其发挥对公司经理的监督作用，使公司经理真正做到以公司价值的最大化为行为准则。另一方面，要在微观机制上进行设计，发展和完善对公司经理的激励机制，尽快推行经理股票期权等激励制度，使得公司经理的利益与公司价值的最大化捆绑在一起。
随着资本市场上投资者行为的不断演化，行为学和财务学研究层面上的发展与深化将不断完善行为财务学的理论体系。通过行为财务可以获得更符合市场真实情况，更具有确切内涵的财务理论。行为财务学最近才引入中国，一些中国学者基于行为财务学的观点对中国市场进行了实证研究，但总体成果不显著，但可以预计行为财务学在中国会有非常良好的应用前景。因此，借鉴国外的理论研究成果，结合我国的实际情况，特别是围绕资本市场进行有中国特色的行为财务研究具有重大的理论意义和实践意义。
4对行为财务理论的评价
（1）行为财务的产生为财务理论的研究拓展了一个新的视角，开辟了一个新的领域。利用行为财务的理论框架，可以加深对传统财务理论的认识，并进一步发展相关内容。
（2）行为财务关注企业所面临的资本市场和产品市场条件等对企业财务行为的影响，即企业与资本市场和产品市场的博弈，使对企业财务行为的研究更加真实。如我国上市公司中普遍存在的股权融资偏好问题，传统理论归因于股权融资实际成本低于债权成本，而依照行为财务理论，至少部分公司是因为资本市场融资条件的限制而选择股权融资。
（3）根据行为财务理论，正确的投资策略必须考虑到投资者非完全理性，必须考虑到资本市场上经常存在反应不足和反应过度等异常现象。
参考文献
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物理学从本质上说是一门实验科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。因此，物理实验教学在中学物理中就显的尤为重要。
然而，在过去的物理教学中，往往只是重视理论教学，却忽视了实验教学的作用。即使进行实验教学，也只是侧重于应试，忽视了对学生能力的培养，致使实验教学仅仅是课本的翻版，毫无新意，又令学生束手束脚，无法达到实验本身的目的。
因此，在物理实验教学中，应该注意不断激励学生通过观察、思考等一系列活动，来发展学生的创新意识初中物理论文初中物理论文，从而培养他们的创新能力。
那么，在中学物理实验教学中如何来培养学生的创新能力呢？笔者认为可以从以下几个方面入手：
一、变验证式实验为探究式实验
以前，课堂演示实验大多数是验证性实验。教材已给出结论，只需用实验去验证即可。这种做法，导致学生仅是一名旁观者，而不是参与者。若变演示实验为探究实验，就可以把学生完全调动起来，在学生动口、动手、动脑的过程中，激发学生的创造性思维。
例如，在《电阻定律 电阻率》中，原课本的做法是先给出“导体的电阻与材料、长度、横截面积有关”这一结论，然后再定量实验，这就是一种验证式实验。在实验中，学生往往会产生“为什么只研究这几个物理量”的疑问。若将其改为探究式实验，学生就容易掌握的多。其具体做法为，在实验前，先让学生们去猜想电阻可能与那些因素有关，然后由学生设计实验自行排除无关因素，最后才把决定因素控制在“材料、长度、横截面积”这几个物理量上。在进一步实验之前，还应先指导学生用理论推导具体的关系，再依据学生的设计来完成实验论文开题报告论文下载。
对比两种方式，探究式实验能更好的发挥学生的主体作用，培养学生的创造性思维。尽管学生的探究，谈不上科研成果之说，但这种方式注重的是培养学生的创造力与创新意识。在学生积极参与研究的过程中，学生不但掌握了基本的实验方法、基本技能，还激发了学生的创造性思维。
二、采用多方法实验，鼓励学生改进实验
在学生分组实验中，教师应在帮助学生掌握实验原理的基础上，鼓励学生用不同的器材、不同的方法来进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在实验的过程中初中物理论文初中物理论文，有全局的观点，在不同情况下善于应变。这样，就可以培养学生的应变能力，提高学生的分析、抽象、概括、能力，活跃学生的思维。
例如，在《动量守恒的验证》中，该实验要求大量的空间来操作，且在实验过程中，时间及数据处理又显得太过麻烦。笔者在学生进行该实验后，布置了一道课外思考题，让学生发挥想象改进实验。一位学生参照家中的工艺品，设计了如下方案：将两枚钢球用细线悬起，且中心共线，紧密接触，在钢球后方置一木板，并在竖直方向上标出刻度，以做标志。将其中一小球从某一高处释放，并记下读数，观察碰撞后升起的高度，再次记下读数，也可得出动量守恒定律。经过该同学的设计，将一种简单而又有新意的实验展现给我们，充分调动了学生创新思维的发展。
同样的例子还有很多，在进行《研究平抛物体的运动》时，演示仪器的挡板在停球过程中，总是留下一个“V”型的痕迹。为了使实验减小误差，学生们略加改动，在挡板上塞了些棉花，就使数据变的十分准确。
由上可见，在物理实验中，为了使实验更鲜明生动，更有效的反映问题初中物理论文初中物理论文，通过多方法实验，改进原有的实验，能够充分的调动学生的创新思维，培养学生的创新能力。
三、创设实验问题，提倡学生质疑
没有问题就没有进步，没有问题就没有突破。常言道“小疑则小进，大疑则大进”。孔子在鼓励学生时常道“每事问”。大科学家爱因斯坦在回答他为什么可以做出科学创造时说：“我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底的追究问题罢了。”可见，发现问题、提出问题、敢于质疑是创新能力的一个重要方面，而要培养学生的创新能力，就需要提倡学生敢于质疑。
例如，在观察《光的色散》实验中，同学们用三棱镜去观察七色光带。一位学生提出了这样一个问题，“为什么白光通过三棱镜投在屏上时，彩色光带为上红下紫，而透过棱镜直接观察时，彩色光带却是上紫下红？”这个问题提的好，说明他是真的动脑，真的思考了。笔者立即鼓励了他，并借此机会提倡全班学生养成多提问、多质疑的好习惯。从此以后，同学们在实验中都踊跃思考，敢于质疑，极大的调动了学生的创新意识。
在物理实验中，教师应该多培养学生的质疑能力，提倡学生多思考、多提问，敢于挑战权威，勇于探求真理。只有这样才能全面调动学生的主动性，激发学生的创新思维。
四、开设课外实验，激发学生思维
创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合起来，这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段，将多种教学方法进行优化组合，用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此除了演示实验和分组实验之外初中物理论文初中物理论文，也可以在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中激发学生的创新思维。
例如，在一次布置课外实验时，笔者给每位学生发一枚鸡蛋，让学生们展开想象的的翅膀，利用鸡蛋来验证一种物理规律或物理现象论文开题报告论文下载。学生的想法真是五花八门：有的把鸡蛋煮熟后，浸入凉水之中，发现比平常的热鸡蛋好剥的多，从而验证了热胀冷缩现象；有的把含酒精的棉花置入开口瓶中，并把鸡蛋置于瓶口，燃烧后，鸡蛋被吞入瓶中，从而验证了大气压的存在；也有的将鸡蛋从高处释放，落到海绵上时不易碎，进而验证了动量定理；还有的将鸡蛋放于硬纸片上，下方置一杯水，迅速弹出硬纸片，鸡蛋落入杯中，进而验证了惯性定律。
像这样与实际相联系的课外小实验，不仅激发了学生们对实验教学的兴趣，还能提高学生的发散思维，培养学生的创新能力。
五、开放实验室，探索开放式实验教学法
开放式实验教学并不是简单地打开实验室门就可实现的，那只是“实验室的开放”，而非真正的开放式实验教学。要搞好开放式实验教学需要有一整套相应的措施。
北京某校以俞庆森老师为首的前辈们打破了实验课附属于理论课、以验证性实验为主的教学模式。多年来他们一直在探索实验教学的新模式，以适应培养创新型人才的需要。经过近年来不断地探索，他们提出了基础实验教学开放式管理的新模式：教师根据最新科技发展的情况，拟就若干个实验题目，由学生选取后自行查阅资料、自行拟就实验方案、自行备齐所需简易用具、按需要预先约定使用实验室及所需仪器的时间，最后独立或分小组完成实验。教师的作用仅是提供必要的理论引导和“维护型”的实验室指导。
这种实验的开放管理意味着进入实验室的时间完全由学生自由选择。为保证实验的正常开展并获得良好的教学效果，在采用预约实验时间这一常规方法的同时，也尊重了学生意见，同时充分发挥学生的能动性、积极性和创造性。在每一个具体的实验过程中并没有结束时间的规定初中物理论文初中物理论文，允许学生在实验失败后重做，直至成功为止。指导教师也一改以往辅导过细，偏重结果的做法，让学生充分展开想象、创造的翅膀，自由发挥。
上述方案，成功地调动了学生主动探索的积极性，毫无疑问，进行开放式实验教学，是培养学生创新能力的有效方法。虽然在实验过程中需要教师付出了更多的时间、精力和耐心，但对学生整体能力的提高大有裨益。
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1．自助餐和酒会
自助餐酒会有它自己的特点，它不像中餐或者西餐的宴会，大家分宾主入席，直接就开始用餐的过程，而是一般会有嘉宾，或者主办方，由他们先即席发言。在嘉宾发言的时候，应该尽量停止手中的一切活动，如取餐或者是在进餐，都应该停止下来。通常自助餐不牵扯到座次的安排，大家可以在这个区域中来回地走动。
在和他人进行交谈的时候，应该注意尽量停止口中咀嚼食物。
一般公司采用商务自助餐这种形式，它最突出的一点也是体现出公司的勤俭节约。所以在我们用餐的时候，要特别注意尽量避免浪费。
2．中餐宴会
·使用公筷。给其他人夹菜的时候，要特别注意用公筷。
·敬酒。在商务用餐中经常会遇到这种情况：主办方非常热情，不停地夹菜，不停地劝酒。在正式的商务用餐中，应该尽量避免这种情况的出现。也就是说，我们作为参与者，要客随主便，但是我们作为主办方的话，要特别注意其他人的习惯，有可能对方不胜酒力，或者说这个菜他并不是很喜欢吃，那么在让菜的时候，应该尽量地为他人着想，尊重他人的习惯。
·喝汤。在喝汤的时候，声音要尽量小，不要影响他人。
·座次。在商务用餐的时候，一般也牵扯到座次的问题。在这里教大家一个最简单的方法：你可以从餐巾的折放上，看出哪个是主位，哪个是客位。一般主宾位的餐巾纸的桌花和其他人的是不太一样的。如果你不了解情况，也可以问一下餐厅的服务员，哪个位置是主位。如果餐巾纸是折好放在你面前的，没有桌花的话，我们应该看什么呢？主要是以门为基准点，比较靠里面的位置为主位。
3．西式宴会
·主菜都需要用刀切割，一次切一块食用
·面条用叉子卷食
·面包需用手撕下小块放入口内，不可用嘴啃食
·喝汤时不可发出声音
·水果是用叉子取用
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在当今竞争激烈的国际商务舞台上，如能熟练而恰当地运用礼仪知识，就有可能对业务产生事半功倍的效果，因此下列准则应当熟知：
知己知彼，入乡随俗 由于不同民族的文化背景对礼仪有很大影响，因此在与国外商家做生意时，要尽可能多地熟悉对方的商务习俗和节奏。当你代表公司洽谈生意时，如能尊重对方的风俗习惯，使客户心情舒畅，成功的概率就可能增大。为了避免交往中的失礼行为，事前应阅读一些介绍客户所在国的概况资料，了解问候用语、服饰规范、用餐知识、地理概况、赴约及赠礼习俗等。在异国他乡，尝一尝当地的特色食品，学一学当地的言谈举止，有助于拉近彼此间的距离，并对业务的开展产生积极影响。
尊重对方，不妄加评判 不同的国家，做生意的方式会截然不同，不能因存在这种不同就认为对方不对。如欧美人认为，与人交谈时目光注视对方表示着关注、真诚和尊敬，不愿与人对视是不善相处的人；而亚洲和非洲一些国家的人则认为，视觉会影响听觉的注意力，他们以回避目光方式来表达对他人的尊重。因此，要时时站在对方的文化角度去观察事物，动辙批评他人的做法，在国际商务活动中一向被视为不礼貌行为。如果你使主人或客人的处境难堪，即使是一时疏忽，也往往会给业务带来严重损失。
友谊第一，生意第二 友谊的建立与业务的开展往往是密不可分的。对许多国家而言，在建立工作关系之前，往往需要建立相互间的信任。从礼仪的角度看，只关心生意是否做成是短视行为。一次商务会谈能否成功，或取决于你打高尔夫球的水平，或有赖于主人在同你进餐或听音乐会时对你的品位及性情的了解。国外许多商家都把建立彼此信任视为建立长期合作关系的必要“投资”。在欧洲和中东，如果对方认为你不可信赖，即便对你提供的产品感兴趣，也不会同你做生意。在日本，商人们更重视建立在相互信任、彼此友好并能提供优质商品和服务基础上的长期合作关系。
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