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物理学科研究论文
【摘 要】
嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】
CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制
引言
受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面：
1)分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络，增加了系统的复杂度和脆弱度，因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。
2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失，近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此，亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。
论文主体结构如下：第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ，CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。
1 CPS与智能电网的相互关系
CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展，其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知，通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信，通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。
CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。
将CPS技术引入到智能电网中，可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系，首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多，并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义：首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。
从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出，CPS与智能电网在概念上有相通之处，它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此，在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合，最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。
2 CPPS的硬件平台架构
基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标，建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向，同时也是CPPS研究的主要内容。
传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪，保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现，并且响应速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不够完善，不能预测和解决系统未知故障，对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息，能够优化系统控制性能，但是计算数据庞大、通信环节多，系统响应速度慢，并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析，不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。
针对目前电力系统监测、控制手段的不足，要建立坚强自愈的未来智能电网，必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统，CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。
CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示，主要包括：物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。
其中，底层的`物理层是指电力系统的一次设备，如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控，测量参数包括电流、电压、相角等，在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED，为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站，是CPPS的重要组成部分，通过收集多个测量节点的数据信息，建立系统层面的控制回路，并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站，主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络，注意信息层并不是单独的一层，而是重叠搭接CPPS的各个分层，为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。
上文给出了CPPS的硬件平台模型，但要在电力系统中具体实现CPPS，涉及诸多方面的技术难题，下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。
3 同步PMU测量技术
同步PMU是构建CPPS的基础，它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出，装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统，测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析，为电力系统的动态控制提供依据。
同步PMU的硬件结构框图如图2所示。
其中，GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元，作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后，送到CPU单元进行离散傅里叶计算，求出同步相量后再进行输出。注意，发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外，还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。
4 CPPS的开放式通信网络
建立CPPS的开放式通信网络，应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上，使系统具有高度的开放性，支持自动化设备与应用软件的即插即用，支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络，需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。
4.1 IEC 61850标准的应用
IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中，支持设备的即插即用和互操作，使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准，同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8]，因此，使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。
IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式操作系统技术以及高速以太网技术等。
4.2 通信网络配置与分析
对于CPPS开放式通信网络的网络配置，可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置，构建CPPS的3层式通信网络，如图3所示。
其中，底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED，分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC)，每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连，以完成该分区系统层面的保护控制，并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据，处理以后将控制信息下发到各控制子站，以实现CPPS的广域保护控制功能。注意，各层设备均嵌入GPS实现精确对时，保证全系统的同步数据采样。
5 CPPS的分布式控制机理
要建立坚强自愈的智能电网，必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程，文献中提出建立时空协调的大停电防御框架，建立了电力系统的3道防线，为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。
电力系统的分布式控制(Distributed Control，DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多机系统，即用多台计算机(指嵌入式系统，包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等)，各自构成独立的子系统，各子系统之间通过通信网络互联，通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上，结合分布式控制技术，建立CPPS的3层控制架构，如图4所示。
其中，分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制措施，其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性，防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施，需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障，往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施，控制措施实施越晚，控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果，同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施，通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段，要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。
6 结语
将CPS方法引入到电力系统中，建立CPPS的模型平台，为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信网络技术、分布式控制技术分别进行了简单介绍。
初中物理学科教学改革研究论文
摘要：初中物理教学与信息技术的有效整合，将抽象的教学内容变得生动具体，不仅能活跃课堂氛围，还能激发学生对物理的学习兴趣，最终提高学生的学习成绩。本文首先讲述了初中物理教学与信息技术整合的重要性，并对信息技术环境下的初中物理学科教学改革进行了分析研究，具体阐述了信息技术在与初中物理学科进行整合的过程中，必须注意的三个方面。
关键词：信息技术环境；初中物理学科；教学改革
随着信息技术的发展和教改的不断深入，以信息技术为基础的初中物理教学方式已逐步取代了传统的教学模式。初中物理教学是在结合学生实际情况的基础上，全面实现资源与信息技术整合，从而达到实践教学。
一、初中物理教学与信息技术整合的重要性
（一）体现出了课改的新理念。初中物理教学和信息技术的整合体现出了物理教学模式在发展中的前瞻性，也体现出了新课改下的物理教学思想和理念。结合初中物理学科的实践性和基础性，加强学生物理基础知识的学习，加大学生分析问题以及解决问题等能力的培养力度。运用信息技术能将抽象的物理知识学习转化为更为动态的物理学习过程，学生能通过多个途径和渠道学习物理知识。将网络上的物理知识做有效的整合，达到资源的共享，有利于学生的学习和借鉴[1]。（二）为学生提供学习物理的新模式。学生在初中阶段是处于刚接触物理学科的时期，在刚开始学习中会存在不适应和生疏的情况，因此，需要结合学生实际情况，开展不同的教学模式。传统教学模式中，教师与学生单向的教学模式已无法适应现代物理教学，而且现在学生求知欲很强，会对许多物理知识存在疑惑，而教师就需要做好传道解惑。教师需结合物理学科本身的特点，再运用信息技术来对教学进行开展，利用网络和多媒体技术让学生对物理学习由理性认识上升到感性认识。与此同时，在模拟物理教学中充分运用网络资源，从而达到物理教学理论和实践的统一[2]。
二、信息技术环境下的初中物理学科教学改革研究
信息技术在与初中物理学科进行整合的过程中，必须注意以下三点。
（一）不能忽视信息技术对学习学习兴趣的激发。兴趣是最好的老师，众多心理学研究结果表明：人只有对所认识的事物有了兴趣，才会努力去探索，而兴趣也是人在进行一切活动主观能动性的因素。物理的学习，只有激发学生的学习兴趣，让他们对物理产生好奇心，才是学习物理的良好开端。在初中物理教学中，合理运用信息技术手段，让抽象的物理概念和一些规律变得更为形象化和生动化，便于学生对知识的理解，此外，还能让一些复杂的物理反应变得更具体和直观，有利于激发学生的学习技巧，提高物理课堂的整体学习效果。比如，在讲《机械运动》时，先要让学生在网上查找关于“机械运动”和“匀速直线运动”的相关实例，然后在课堂上让学生交流彼此的所得，学生间的交流有利于学生对知识的补充和完善，而学生也会在相互的讨论中学习了本节内容，这就形成了一个活跃的以学生为主体的课堂氛围，学生也能从中体会到主动学习的乐趣[3]。
（二）重视信息技术在学习自主学习中的运用。与传统教学方式相比，初中物理与信息技术的整合在很大程度上给了学生自主活动空间，激发了学习对物理学习的积极性，让学生能自由进行尝试、探索和不断创新，为学生的学习提高了更为有利的条件。教师在教学过程中能够更好地为学生提供丰富的教学资源，进而引导学生进行自主学习。比如，在对“力”进行讲授前，可让学生运用因特网对力学的相关定律、概念、知识进行了解，再通过学科论坛进行交流讨论，有利于提高学生的知识面，增强课堂教学效果。学生在这种环境中进行学习，在很大程度上提高了学生对学习的积极性和动力，从真正意义上达到了学习能及时反馈和学生自我的反馈，让学生成为了课堂的主人，在提高学习学生合作能力同时，受到良好的'德育[4]。
（三）必须实现信息技术对培养学生创新能力的促进作用。构建物理课堂，需注重让学生经历由自然到物理，再由生活到物理的这一认识过程，让学生在经历基本科学实践后，注重培养学生物理学科与其他学科的融合学习，让学生能够全面发展。这也体现了新的课程标准是非常注重学生创新精神和创新能力的培养，这就要求教师需突破传统教学模式，以强大的信息技术为依托，实现初中物理与信息技术的有效整合，达到启迪学生创新思维的目标。现代信息技术应用于初中物理教学中，能让一些难理解的、抽象的、复杂的内容和物理变化过程，能够更为直观、生动的展现出来，便于学生能更好的进行观察、分析和比较，此外，这在一定程度上有利于启发学生创造性思维。比如，在讲授“做功和内能的改变”一节时，为了能让学生更好的理解“对物体做功，物体的内能会增大”这一原理，可运用压缩空气引火等演示实验进行讲述。首先出示压缩空气引火器，并对它的构造进行简单介绍，然后取一块绿豆大小的干燥硝化棉，同时用镊子将棉花拉得疏松，再放入到玻璃筒底，并在活塞上涂少量蓖麻油放入玻璃筒的上口。而这时就需要提醒学生注意观察筒内的棉花，再将活塞迅速地压下，就能看到硝化棉燃烧时所发出的火光。与此同时，将这个实验中的各种数据变化用课件进行展示，再通过课件对模拟实验进行反复展示，加深学生对物理变化原理的认识，从而激发学生的探究欲望。
三、小结
在当前物理教学中，将现代信息化技术与初中物理学科进行有效整合，从而让信息技术在不断更新和发展中，促进物理教学的发展，转变教学模式，最终提高学生的自主学习能力和探索创新能力，有利于提高学生物理的学习效率。
参考文献
[1]陆丽萍.浅谈信息技术与初中物理课程教学整合的方法[J].教育实践与研究(B),,(4):64.
[2]陈立强.信息技术与物理教学整合的思考[J].赤峰学院学报:自然科学版,,(2):7-8.
[3]舒建明,何小凤.创新型五年制高职物理学教学模式探究[J].教育与职业,,(24):118-120.
[4]白然.协作探究寓教于乐—网络环境下初中物理《探索宇宙》教学设计[J].中小学电教:教师版,2013,(4):47-48.
物理学科高效课堂教学模式研究论文
［摘要］“四段六步”教学流程是一种很好的教学模式，充分体现了课程改革的基本要求，实践证明，它能够切实地提高课堂教学的效率，减轻学生的负担；培养学生的创新精神和自学、合作能力。当然，作为一种基本的教学模式，在不同的学段和学科中还会根据学生的情况和教材的情况灵活地进行变通。我们期盼着这种教学模式能在实践过程中不断完善，在推广的过程中使更多的人受益。
［关键词］“四阶段六步导学”；高效课堂；教学模式
一、“四段六步导学”教学模式的特点与流程
我校是一所拥有六十余年丰富教学经验的传统老校、名校，我们通过对以往教育教学经验的梳理和总结，并结合新形势下教学改革和学生的实际需要，初步形成了以下课堂教育教学观念：树立现代课堂教学观。坚持以学生为主体，一切课堂教学活动要建立在学生学习的基础上。教师要自觉转变角色，变知识传授者为学生学习的辅助者，变设计教学为组织学习活动。形成先进的课堂教学策略。“先学后教，分组合作，展示交流，引导点拨，当堂评价”，体现学案导学、小组合作、目标教学、情境教学等优秀教学策略的整合和优化。全面建构“四阶段六步导学”高效课堂教学模式。确立“以教师为主导，以学生为主体，以训练为主线，以探究为主翼，以发展为主题”的课堂教学新理念，全面实施“四阶段六步导学”课堂教学模式，即课堂教学的“自主学习、合作探究、展示交流、巩固训练”四阶段以及“创设情境，导入新课；学案导学，自学提问；师导生学，合作探究；展示交流，教师点拨；基础训练，运用发展；布置作业，拓展提高”六个教学基本环节，形成独具特色的课堂教学风格。建立新型的课堂教学评价体系和标准。围绕新课堂教学模式，建立起新的评价体系，以此推动课堂教学的改革。
二、基本课型例析
（一）新授课模式。新授课是以知新、建模和方法探究立意的一种课型。它注重自主性、互动性、互助性，体现过程性，着眼探究性。课程标准提出：新授课教学时要做到以学生为主体。因为只有把学生作为学习活动的主体，以学生为中心来展开教学，才能真正帮助学生建立新的认知结构，实现学生主体意识和主体能力的发展。遵循上述理念，参照我校“四阶段六步导学”教学模式的总体要求，我们确立了“目标展示与提出问题→自主学习→小组讨论→展示交流→讲解释疑→课堂检测与总结提升”的新授课教学模式。1.课前自主学习阶段。课前学生依据教材和教师的提示学案，搜集与课程内容相关的资料，并通过自己的感知、理解、分析、判断、想象等，独立完成学案中自主模块上的题目，并记录好自学过程中遇到的疑难问题，为新课的学习做好准备。教师上课前要收阅学生的学案，了解学生自学过程中遇到的问题，对学生的认知情况做到心中有数。预习，非常有利于锻炼孩子的独立思考能力，调动孩子的学习积极性。2.新授课课堂教学过程。（1）创设情境，导入新课。创设情境、课题导入是一节课的开头戏，目的是激发学生的学习热情。新课程强调“从生活走向物理，从物理走向社会。”因此，在新课程的导入中，要尽可能地选择贴近学生生活，在生产中应用较为广泛的事物。利用多种教学手段生动形象地展示给学生，唤起他们的求知欲望，使学生感受到物理的魅力，以激发学生的学习兴趣，调动他们学习的积极性，让学生能够带着问题，带着情感投入到新课的学习中去。（2）学案设疑，自主学习。教师要根据学生的实际情况，适时提出具体明确的预习和自学要求，如具体的看书范围、要思考的问题、用多少时间、要达到什么目标等。学生根据学案上教师设计的问题、创设的情境或导读提纲，进行自主学习。学生要记录好自主学习过程中遇到的疑点、难点问题，为参与小组合作学习打好基础。学生自学时，教师要认真巡视，及时掌握学生的学习情况，并对学生遇到的疑难问题进行梳理归类，做到心中有数。这一环节主要是学生的自主学习，教师基本上不直接参与学生的学习活动。（3）合作探究，质疑解难。合作互动的目的是使不同的思维方法能通过碰撞而相容，促进反思与互评，寻求最佳方案。学生把自主学习中遇到的疑点、难点、重点问题或新发现的问题提交给学习小组，在合作小组中进行集体互助攻关。在互助合作解决问题的过程中，小组成员还要提出质疑甚至相反的观点，促使思维向纵深发展。学生要在质疑问题、辩驳解疑的过程中，理清思路，解决问题，形成观点。教师的主要任务是观察问题所在和问题出现的原因，及时汇总学生交流展示中出现的问题，准确把握各小组在合作学习中遇到的疑点、难点、重点问题，为精讲点拨做好准备。（4）组际展示，交流提升。经过合作探究，学习小组依托学案上教师预设的问题和讨论后形成的一致意见，由小组指定发言人对小组合作学习的成果进行交流展示。展示时要说出本小组的分析过程和解题思路以及最终的答案。其他小组的同学在认真倾听的基础上，记下疑问。展示结束后，其他同学对展示小组的评价应做到客观，可以提出自己的疑问并要求答复，但不能针对展示人本身。没有具体的问题时，也可以适当地从准确性、新颖性、实效性、语言表达等方面指出长处和不足。展示的方式要丰富多样、新颖活泼。展示内容可以由学生自主选择，也可以由教师指定，还可以就复杂问题合作展示，也可轮流展示，也可小组间“找问题”展示，也可师生共同展示……展示交流时要用自己的语言阐述自己的思路，要能够让其他学生在倾听的基础上学会思考。教师在课堂上更多的是协调员、导演、听众的角色，在所有展示结束后，教师要根据学生在自主学习、小组合作探究中发现的问题，对重点、难点、易错点进行重点讲解，帮助学生解难答疑，总结答题规律，点拨答题方法与思路。在点拨中要做到“三不讲”，即大多数学生都掌握的不讲，学生通过自主学习能掌握的不讲，学生通过交流和讨论后能掌握的不讲，对有代表性、典型性、迷惑性的问题重点讲评。（5）达标练习，补救强化。达标练习不仅可以检测课堂教学的效果，而且可以及时发现学生学习中存在的问题，以便及时反馈矫正，补救强化。这就要求我们在设计达标练习题时要分析本节课的重点、难点、易错点、易混点、能力点及学生的知识储备和思维深度，选择贴近学生水平、贴近学生生活的题目来进行当堂达标测试，让学生把所学知识迁移到生活中加以运用，体会学以致用的乐趣。达标练习要限定时间，让学生独立作答，以实现反馈矫正和当堂清的目标。完成任务后，可通过教师抽检、小组长批阅、同桌互相批改等方式了解学生的答题情况，教师要及时针对易错点进行讲评点拨，确保训练的`有效性。（6）课堂小结。课堂小结是高效课堂教学必不可少的环节，包括复习本节内容，使知识条理化；概括重点，使知识得到升华；揭示方法，形成解题技巧和解题方法的重要一环。常见的课堂结尾方法有下面几种：①小结式:小结式结尾，是对一堂课的主要内容、知识结构、技能技巧进行概括、整理。小结可通过简述、提纲、图表等形式，用来指出重点，使学生对整堂课有一个完整清晰的印象。②设疑式:在一堂课结束时，提出下节课要进行探讨的问题，供学生课下思考。“疑”是学习的开端、思维的动力。学生碰到新问题，用原有知识不能解决，需要将知识扩展深化，“设疑”建立了“需要”，“需要”催生了“兴趣”，“兴趣”促进了“思考”，“思考”帮助了“理解”。学生通过课后预习，解决了部分问题，产生了学习兴趣，增强了学习信心。③呼应式:在一节课开始时，教师可以用提问或设疑的方法引入课题，而在该课结束时，可以引导学生运用本课所学的知识，解决课前教师提出的问题。判断学生对物理知识是否理解的重要标志就是能否把新知识与已有的知识紧密联系起来，纳入原有的知识框架，并且用来解决实际问题。这种前呼后应的课堂教学，既可巩固课堂所学知识，又可以提高学生分析问题和解决问题的能力。学了新知识能解决一些实际问题，使学生从中获得一些“胜利感”，在得到喜悦中受到鼓舞，能够有效地激发学生的学习兴趣。（二）复习课模式。根据我校“四段六步导学”教学模式的总体要求，结合物理学科的实际，汇总近年来物理教学改革的经验，我们确立了“复习要点展示→基础盘点与自主复习→小组讨论→展示交流→讲解释疑→课堂检测与反馈纠偏”的复习课教学模式。1.复习课的准备。（1）学案制定。通过集体研究确定复习课的重点、难点、基本题型、主要方法，然后由一人主要负责，其他人协助提供材料或其他帮助，制定学案。学案在交付印刷前，教师要先做，做完后交流。由学案制定人讲解学案制定的设想和各部分的使用建议，其他老师提出修改意见，形成共识。学案分五部分，即：基础知识梳理、基础练习自测、重点难点讲练、变式对应训练、分类提高练习。前两部分主要用于课前学生自主复习和课堂的协作交流，第三、四两部分是课堂师生共同探究的主体内容，第五部分是选做练习，提供给基础较好的学生。（2）课前自主复习。下发学案，让学生在课前根据学案的引导，对基础知识基本方法进行自主复习，完成学案的知识梳理和基础自测部分。2.课堂教学过程的基本模式。本着促进合作探究、体现以学生为主体、提高课堂效率的总体原则，我们把课堂教学过程细化为六步。（1）展示复习目标，明确复习目的。介绍所复习内容的重要意义，帮学生明确复习任务，如重要知识点或重要方法、重要模型、重要题型等。在制作学案时，围绕复习内容，从理解、应用、方法、综合几个不同的角度，精选例题，并配以同类练习。课堂上先让学生在有限的时间内独立完成。（2）交流讨论、合作探究。分小组交流讨论学案，并把不能解决的疑问记下来，在课堂上交流展示。（3）教师答疑，分类讲练。根据学生分组交流讨论的结果，解答学生的疑问，纠正学生的错误。并对本节复习内容的重点、难点进行讲解点拨，帮学生形成对基础知识的系统认识。（4）达标检测，运用发展。设计针对性强的课堂练习进行达标测试，通过表象不同而实质相似的题组训练，帮助学生实现对方法、题型的深入理解。要学生当场限时完成，检测本节复习效果。（5）总结提升。根据学生的答题情况，对本节知识方法进行总结提升，帮学生建立完整的知识体系。（6）布置作业，分类要求。根据不同学生的实际情况，提出不同的作业要求。全体学生都要整理学案，归纳总结所学内容。要求部分学生完成选做练习。（三）讲评课模式。讲评课是中学物理课堂教学的重要组成部分，上好物理讲评课可以纠正错误、扬优补缺、丰富体验、巩固双基、规范解题、熟练技巧、开阔思路，提高学生解决物理问题的能力。四个阶段：自主学习（独立思考，个人纠错）→合作探究（小组研讨，合作纠错）→展示交流（集体研讨，教师点拨）→巩固训练（错题纠正，举一反三）。1.课前准备。（1）满足学生的兴趣需求，在最短的时间内完成批阅。每次考试后，学生都迫切想知道自己的成绩，想知道自己哪道题为什么会解错，到底错在哪里？而随着时间的推移，这种热情会逐渐降低。故应在最短时间内完成批阅，将试卷返回到学生手中。（2）在试卷上加评语。教师在试卷上写上合适的评语，能有效地引导学生调整学习方法、学习态度；通过评语来加强师生之间的沟通，效果肯定比平时的说教好很多。评语可以是：赞扬式、鼓励式、启发式、提醒式……2.讲评课六个基本教学环节。（1）展示考试目标，明确能力要求。教师要明确试卷的结构、难度设置、能力要求、知识点要求等，学生要对照自己的错误，感悟自己的不足。（2）自查纠错，分析成因。学生在考试中出现错误，并不一定是不会。教师应在下发试卷后给学生留出足够的时间，让他们独立思考，让学生通过自己的思考，尽可能地自我纠正。（3）交流误区，合作解疑。对于个人不能解决的问题，应该与小组成员紧密合作，共同探讨，直至将一些问题彻底解决，不能解决的问题，予以整理，提交课堂讨论。课堂上，主要进行整体交流展示。教师要尽量鼓励学生开动脑筋，以使问题水落石出。（4）点拨引导，查缺补漏。对于学生学习中普遍存在的问题，教师要通过讲，帮助学生发现思维误区，通过生生互动、师生互动，进行思维碰撞，达成共识；教师要选择学生出错率较高的题目进行讲解，主要讲学生共同存在的问题，讲理论与知识的欠缺、答题的思路；讲评学生出错的原因、命题者的意图；评一题多问、一题多解的情况；从学生思维深处找到病根，真正让学生走出思维误区，找到解决问题的根本办法。（5）变式训练，巩固提高。对于在阅卷过程中和学生参与纠错过程中发现的问题，教师要围绕相应的知识点设计变式训练，不能就题论题孤立地讲解，要善于透过表面现象，抓住物理问题的本质特征进行开放、发散式的讲解。①对物理解题思路发散———“一题多解”。②对物理情景发散———“一题多联”。③对物理问题发散———“一题多变”。进行“一题多变”，可将原题中的物理问题情境、已知条件、设问等进行改动，然后再重新进行分析、求解。如，可将静态的物理情境变为动态的物理情境；或改变命题条件，或将题中的因果关系颠倒等。此训练宜由浅入深、步步推进，使不同层次的学生都能有所收获。（6）课堂小结，布置作业。讲评课后必须根据讲评课反馈的情况进行矫正补偿，这是保证讲评课教学效果的必要环节。可要求学生将答错的题全部在试卷上订正，也就是平时我们说的百分卷。并把自己在考试中出现的典型错误收集到“错题档案”中。教师要及时依据讲评情况，再有针对性地设计一份练习题，作为讲评后的矫正补偿练习，让易错易混淆的问题多次在练习中出现，达到帮助学生矫正、巩固的目的。布置作业要恰当，教师不能迫使学生陷入题海，盲目地应付题目，要让学生学会灵活地运用知识。
三、应注意的问题
“四段六步导学”教学流程也不是一成不变的教学环节，不同学科、不同课型的要求不尽相同，教师要根据学科、课型特点进行灵活处理。“学案导学”在课堂教学中起着至关重要的作用。学案导学的落实效果将直接决定“四段六步式”高效课堂模式的实施效果。因此，课前编好学案，课内用好学案是成功实施此教学模式的关键。教师要把握好教材和学情。教材的重点、难点把握不准，学生的易错、易混、易漏点摸不清楚，教师的讲解就不能做到有的放矢，也就难以达到优质高效的教学目的。
物理学科现代教育论文
一、定位在“辅助”：现代教育技术在物理“四环节循环”课堂的立足点是“辅助”，教师运用时应该适时适度
教学目标是教学活动的出发点和最终归宿，所以选取多媒体素材的整合应以“辅助”教学为立足点。调研发现，部分物理教师制作的多媒体课件只是在形式上符合“四环节循环教学模式”，课件结构非常完整，操作性强，但教师使用后教学效果不好。原因是教师在课堂中没有充分发挥主导作用，过于依赖现代教育技术，不能展现教师的主观能动课堂设计，“隶属”于课件，课件的“辅助”变成“统领”，自始至终处于被动状态，这就谈不上以学生为主体进行教学。
如把四个环节内容制作进课件，按顺序演示，教学中并没引导学生进行四个环节的学习活动；又如自学质疑环节不能充分运用现代教育技术资源创造问题环境；还有把自学指导的学案内容放入课件，分页播放时一带而过，学生无法记录自学需要解决的问题等。多媒体课件的结构可以做得比较松散，只提供导课资源、学习资源、知识点展示或课堂训练题，创设学习情境。内容比较多的自学指导的学案可以选取纸质媒介，如课堂练习册、印制学案等，不应制作入课件，因为不方便学生记录。课件内在的结构联系并不重要，这样的课件可能看起来没有成型，但教学是动态的'过程，教学效果的好坏是以能否有效达到时教学目标为尺度衡量的，在使用时，把握住“度”，要给学生看、听、想、做留足发挥的空间，充分突出学生的主体地位，最终实现多媒体技术与物理教学的有效整合。
二、综合运用现代教育技术手段，打造四环节循环教学高效物理课堂
在现代教育技术手段中，除了应用多媒体课件外，还可以运用实物展台辅助教学。例如:
（1）不方便观察现象的演示实验，老师可以在展台上进行实验；
（2）在展示评价环节，对于学生问题处理结果展示，实物展台可以发挥很大优势，把学生自主合作学习得出的结论以文本、图片、实验等方式，通过实物展台展示给全班学生，引导全体学生进行评价，使得“四环节循环教学模式”更高效。
现代教育技术辅助教学促进了教育教学的发展，推动了传统的教学方式和手段的改革，为新课程改革提供了有利的辅助手段。如何提高我市现代教育技术在“四环节循环教学模式”中的应用水平，打造现代教育技术环境和新课程改革下的高效课堂，提高教育教学质量和效益，需要我们继续在实践中不断探索、改进和完善。
物理学科探究论文
在物理学看来，能量从一种形式转换成另外一种形式时它的总能并没有发生变化，其中所蕴含的能量既不会增加也不会减少，既不会自行产生也不会凭空消失。这就是热力学第一定律的基本思想———能量守恒定律，但是这一定律只规定了能量的数量关系，并没有涉及到能量的转换过程。热力学第二定律———能量不能自发地从低温物体转移到高温物体，就解释了能量转换的基本方向。热力学第二定律表明，只会做功而不消耗能量的永动机是永远不可能制成的，孤立系统中实际发生的过程必然会导致其中的熵不断增加，它永远没有减少的可能。最早提出热力学第二定律的学者是麦克斯韦，后期有许多学者试图证明这一理论的错误性，但终究还是没有成功，直到1951年法国物理学家布里渊将信息论与统计物理联合起来进行研究，才证实了麦克斯韦的这一假设。这一假设中的事物交换与信息交换存在本质的区别，在事物交换中不可能出现两者共同拥有的情况，一方的增加势必导致另一方的减少，但是信息交换则不同，它不必遵循热力学定律。
可以说信息替代能源是建筑节能的基础，从布里渊的研究可以看出，信息的传递不遵循热力学定律，可以利用这一规律在热力学允许的范围内做许多事情，例如通过技术手段降低孤立系统中熵的增长速率，在生产消费过程中用信息替代能源。能源是有限的，但是信息资源却是取之不尽用之不竭的，当前社会面临的问题是社会发展导致能源在不断减少，能源消耗造成的环境污染问题也在不断增加，而环境污染反过来又会严重阻碍社会的发展，如果一直纠结于物质系统，很难找出解决矛盾的方法，而用信息资源代替物质能源就难很好地解决这一问题。
日常生活中有许多利用信息来降低能耗的实例：出行前预先在地图上标明线路，既能节省时间又可以降低汽车的能耗;在房间安装温控设施，随时了解房间的温度可以降低取暖能耗;新信息技术应用于机械设备中可以提高机械设备的工作效率，降低设备的能耗。信息的使用能够有效降低能耗，同时信息在建筑节能方面也有着十分重要的意义，当前我国引起我国建筑界普遍关注的高层建筑节能问题，就是因为对建筑节能信息了解的缺乏，才导致了设计不合理现象频繁出现，忽视信息的建筑工程必然会对整个建筑造成极坏的影响。
物理学知识在建筑节能中的运用
(一)以物理手段实现太阳光照明
经医学专家研究证明，太阳光可以降低诸如忧郁症、慢性疲劳综合征之类疾病产生的几率，采用物理方法将太阳光引进室内不仅可以增加晒太阳的机会，更有利于人的身体健康。在没有机会到户外享受阳光的时候，采用导光管装置就能将阳光引入室内，它主要是通过物理学中的反射原理传递光线，但是光线的每一次传递都会造成能量的损失，这种导光管装置不适合长距离的光线传递。物理学家爱德曼兹发明了一种神奇的装置，这个装置的主体是一个塑料控板，控板上安装了许多由激光切割而成的镜片，这些镜片按照一定的规律进行排列，当太阳光照射到塑料控板上时亮度便会增强，然后传递到每一个角落。许多科学家开始将研究的重点放在彩色荧光塑料上，他们试图采用荧光塑料来采集阳光，这项研究的原理是：白色是由红、绿、蓝三个颜色组合而成，科学家们尝试将由这三种颜色的塑料收集到的阳光进行重新组合，然后就形成了人类生活中所需要的白色太阳光。通过这种物理手段形成的太阳光所发出的亮度相当于两个75瓦灯泡所发出的亮度。
(二)利用太阳能取暖
要利用太阳能进行取暖就必须选用热阻和吸热系数较大的材料，热阻是指材阻挡能量进行传递的能力，吸热系数是指物体本身吸取热量的能力。在传统热学工艺中这种方式较为常见，为了满足工艺需求一般使用热阻与吸热系数较高的材料，在减缓热量传递的同时最大限度地吸收热量。太阳能是取之不尽用之不竭的，充分利用太阳能不仅有利于节能，更有利于降低环境污染，建筑选址最好是选择阳光充足的地方，有利于阳光的接受。建筑中的玻璃选用热阻与吸热系数较大的材料能够有效地进行能量储存，这些材料在白天吸收大量的热量，然后使用储热墙或者其他储热工具将热量储存起来，在夜间温度降低时这些储热工具便可释放出热量，增加室内温度。对于冬冷夏热地区的建筑，要组织调温，窗外应当设有可以操控的遮阳设备，夏日温度较高时这些遮阳设备可以阻挡高角度阳光的照射，冬季温度较高时这些遮阳设备又可以将低角度阳光引进室内;也可以在遮阳装置中安装双层玻璃，在冬季档有日照的时候双层玻璃的吸热作用能够提升室内温度，晚上关闭反射膜或者百叶窗，能够有效的组织热量的散失，起到保温节能的作用。
(三)纳米技术在建筑材料中的应用
纳米原本只是一种计量单位，当某种材料的粒径小于100nm时，它便可以称作是纳米材料。纳米技术是上世纪八十年代兴起的新兴技术，制作具有小粒径材料的技术就是所谓的纳米技术，纳米科学是原子物理、量子物理等多种学科的聚集点，纳米材料具有体积尺寸小的特性，从而就成就了它不同于一般材料的特质，如纳米材料具有表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应等特殊性质。纳米技术在混凝土生产中的应用能够有效地提高混凝土的强度，通过对碱骨反应的抑制能够有效地提高混凝土材料的耐久性。由于纳米材料具有量子尺寸、光催化效应等性质，因此采用纳米技术制作而成的混凝土具有分解有毒物质、净化空气的功效。纳米材料的其它功能能够制成不同功能的混凝土材料，如能够进行智能报警与自我修复的纳米材料。纳米材料的特殊性能能够使材料的刚度、强度、韧度等发生变化，利用这些特殊的性能就可以生产出各种不同的材料，如弹性水泥、延性水泥，抗菌陶瓷、保温隔热玻璃、抗菌塑料等具有高性能的材料，这些材料不仅能够提高建筑物的使用性能，更能降低建筑物的能耗，有效的降低因能源消耗而造成的环境污染。
(四)毛细现象在建筑设计中的应用
当液体接触到具有细微裂缝的物体或者具有较小管径的细管时，就会沿着裂缝与细管上升或下降，这种现象就被称作是毛细现象。毛细现象是由于分子间相互作用而产生的结果，纸张吸水、地下水沿着细缝上升等都属于毛细现象，这种现象在建筑中的应用能够解决许多难题。例如在装有空调的室内，无论是夏天的冷风还是冬天的热风都会使人感觉不舒适，这主要是由于空调吹出的“风”会带走人体的水分，从而引发脱水等“空调病”，而新型建筑中的温控装置则用水这一传热载体取代了传统建筑中的空气，这种新型技术能够有效的降低人体的不适感。这一技术正是使用了毛细现象的原理，建筑物的天花板上布满了网栅，它是由一根根细小的毛细管组成，这些毛细管纵横交错形成一张网，毛细管中流通着水，冬季温度较低时发电所产生的余热使管中的热水不断流动，热水的流动使室内温度上升，发电所产生的余热又使管中的冷水不断流动，从而降低室内温度。采用毛细现象制成的制冷系统大大优于传统的制冷模式，不仅能够降低能耗，更能降低身体的不舒适感。
(五)太阳墙技术的应用
太阳墙技术的应用实际上是太阳能技术应用的一个范畴，太阳能可再生、环保、便宜等特性一直是能源研究专家观众的焦点，人们不断开发探索新的途径来实现对太阳能的利用。采用太阳墙空气集热器可以回收墙体的散热，解决新风的预热问题，在增强室内空气供给量的同时能够有效的节省能源。制作太阳墙主要采用镀锌钢薄板或铝制薄板，这些薄板外拥有许多褶皱和小孔，薄板的表面颜色较深，这些板材一般安装在距离建筑外墙20厘米的地方，并和建筑物顶部的遮雨板连接在一起形成太阳墙即热系统一个组成部分，另外一个部分由室内风机与管道组成，这两大部分就构成太阳集热系统的整体。其中薄板上的褶皱主要是用来增加板材的强度，褶皱可以根据需要的不同而设计不同的形状，板材上孔洞的数量以及分布规律则是根据实际需求确定，这主要要考虑到建筑物的功能、特点、所处地理位置、阳光充足程度等。冬季，空气通过板材上的孔洞进入集热墙，空气在流动的过程中汲取板材上吸收的热量，随后空腔的温度上升，空气就受到气压的作用进入沿着管道进入各个房间，为房间供暖;在夜间可以用风扇将由室内散失到空腔中的热空气重新扇回室内，这样既能为房间供暖，又能够为房间不断输入新鲜空气。在夏季则停止风扇的运作，室外的热空气从孔洞中进入空腔，然后又沿着空腔上端和周围的空隙流出，空气源源不断的在空腔内流动，不仅带走了室内的热量，也阻挡了热量进入室内。
物理学知识在世博馆建设中的应用
随着传统能源的日益枯竭，环境的日益恶化，人们将更多的目光集中到节能型建筑上，中国第41届上海世博会上低碳节能型场馆成为了全世界瞩目的焦点，其场馆建设中许多技术与知识都和物理学息息相关。
(一)马德里竹屋和空气生态树
从名称上就可以知道马德里竹屋建筑材料同其它场馆的不同之处，其外墙用一层厚厚的竹窗进行覆盖，竹窗由纵横交织的竹子编制，在空气清新的早晨将竹窗打开既可以更新室内的空气又能降低温度，在中午将竹窗关上能够抵挡热量的进入但又不会闭塞阻挡室内的空气流通，竹子由于其空心的特质能够起到很好的隔热与保温效果。空气生态树整体是由钢铁构建而成，其外观为十边形，整个场馆的直径为12米，空气生态树内部安装有可以自动开合的百叶窗与直径为7米的大型“引风机”，建筑物顶端安装有太阳能电池板，整个建筑可以实现能源自给，不必消耗额外的能源。生态树外围用黑色遮阳网遮挡阳光，虽然白色遮阳网能有有效地反射太阳光，但由于遮阳网表面不平整，太阳光在其表面会形成漫反射，白色遮阳网不利于散热，而黑色遮阳网则能吸收太阳光，同时遮阳网的结构又能有效阻挡热量的扩散。
(二)伦敦零碳馆
伦敦零碳馆最为特别的就是安装在建筑物顶端的可以自由转动的风帽，由于夏天上海的温度较高，空气很难进入室内，风帽的自由转动就能将室外的新鲜空气引入场馆中。另外工作人员将黄浦江底层的`水通过管道引入场馆下方，底层的江水温度较低，用于对空气降温再好不过，由风帽采集而来的新鲜空气经过江水的降温后就被输入场馆中。热空气中的水蒸气较多，会使人感到沉闷，经过江水冷却后空气中的部分水蒸气会液化，空气湿度相对较低。零碳馆还采用了许多技术用于节能减排：屋顶铺设的太阳能电池与热水器能够有效的将太阳能转化成热能，供给室内的能量需求;场馆玻璃上安装的太阳能电池不仅能够增加室内的光亮度，又能为室内提供必要的电能;场馆外墙上涂有荧光材料，白天墙壁能够吸收太阳能并将其储存起来，到了夜间就能发出光亮用于照明。这些节能技术基本上都是建立在物理学的基础上，诸如太阳能电池、荧光涂料等能够有效降低场馆的能源消耗。
(三)汉堡之家馆
汉堡之家馆外形就如同是四个打开的抽屉，这个场馆的神奇之处就在于它能够不消耗任何的能源而使场馆的温度永远维持在25℃左右。汉堡之家之所以具备如此生气的功能主要就在于其建筑中使用热传递与新能源。汉堡馆的朝向同一般建筑物有很大区别，它的整体设计是坐北朝南。设计师为了扩大北面墙体的面积，将北边一大部分墙体向抽屉一样向外延伸，而南向则采用了百叶窗与遮阳网的设计，这样的设计既能保证场馆内的光亮程度，又能有效地避免阳光直射，减少场馆的受热面积。汉堡馆的墙体有三层结构组成，其中设有很好的保温层，能够有效地阻挡室外的热量进入场馆内部;汉堡馆的每一块玻璃都是双层结构，其中充满了惰性气体，不仅能够进行保温，同时还能有效地隔绝室外噪音;汉堡馆只要能量来源就是太阳能和地热，地热所采用的就是地下水冬暖夏凉的原理，冬季温暖的地下水能够给场馆供暖，夏季凉爽的地下水又能降低室内温度，而其中地下水的抽取与输送则完全有场馆顶部的太阳能电池提供。汉堡馆拥有完整的能源系统，完全不需要额外供电。
(四)新加坡馆
新加坡馆最为显著的特征就是场馆表面拥有许多开缝，这些开缝朝着不同方向延伸，场馆顶端一个横向的360度的大口子特别显眼。新加坡馆整体向内倾斜，下方的阴影带中不仅设有水池还有绿色植被，风从场馆上方的大口子吹入场馆内部，场馆顶端的空气流通速度同场馆内部形成极大的反差，由物理学知识可以知道空气流动迅速的地方具有较大的压强，这样场馆内部的热空气就从顶端的口子流向室外，而场馆外部的空气则经过阴影带流入场馆;空气流经阴影带时会使得阴影带中水分蒸发，变成水蒸气，而水分蒸发需要吸收热量，场馆内部的热量就这样被阴影带降低，所以场馆内部即使没有开设空调也可以很凉爽。
总结
在中国的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且随着经济发展的加剧，能源的消耗与日俱增，我国每年建成的房屋总共有16-20亿平方米，超过了所有发达国家年建筑面积的综合，这些建筑物95%以上属于高能耗建筑，且建筑单位面积的能耗差不多是发达国家能耗的三倍。在这种形式下，相关部门迫切需要采取必要手段降低建筑物的能耗，以低能耗作为建筑设计的核心思想。建筑与物理学有着密不可分的关系，建筑学的理论与思想基本上都来源于物理学知识，物理科学在环保建筑中的应用能够有效的降低能耗，20中国世博会的成功也证明了这一点，世博会建筑的核心思想就是低碳、低能耗，而物理知识的应用恰恰就帮助其实现了这一目标，相信物理技术在今后势必会更多的应用与建筑节能，为社会的可持续发展做出巨大贡献。
科技学科研究论文
【摘要】
科技创新是经济发展的源动力,科技创新离不开高素质创新人才。通过从大学的概念、大学的任务、大学生、大学教师以及苏格拉底式教育五个方面,对德国哲学家雅斯贝尔斯的大学理念进行解读。探讨了大学作为创新人才的培养基地,应如何打造有利于人才成长的环境。
【关键词】
科技创新 雅斯贝尔斯 大学精神
雅斯贝尔斯是德国“存在主义”的哲学家大师。他的思想领域涉及广泛、内容充沛丰富。其著作《大学之理念》和《什么是教育》,从他的存在主义哲学基础“生存、自由、超越”出发,深入和详尽地论述了他对大学教育的独特理解,为人们理解和认识大学教育的问题展现了一个极为宽阔的前景,引导人们去追溯大学教育意义的本真。
大学精神是科学精神和人文精神的统一
对于大学的概念,几个世纪以来不同的哲学流派都有不同的观点。十九世纪英国教育家纽曼在《大学的理想》中说:“大学是我们重温苏格拉底的智慧与但丁的风采的地方,是一个培养性格知识完美的绅士的地方。”德国柏林洪堡大学创始者认为:“大学是发现创造现代科学、探索人类未知领域的地方。”英国人亨利约翰的观点:“大学是一个聚集了热情的年轻人,对世界进行讨论的地方。”二十世纪初美国人佛莱斯纳在他的《大学》一书中说:“大学是一个有机体,是社会的表征,是批判地把持一些永久性的观念的地方。”凡此种种都体现出大学对社会发展的重要意义。
二十世纪中期,雅斯贝尔斯也提出了他的大学观念:“大学是一种学校,但是一种特殊的学校。学生在大学里不仅要学习知识,而且要从教师的教诲中学习研究事物的态度,培养影响其一生的科学思维方式。大学生要具有自我负责的观念,并带有批判精神从事学习,因而拥有学习的自由;而大学教师则是以传播科学真理为己任,因此他们有教学的自由。”
大学存在的理由正是在于,它联合了一代代的文化精英共同对学问进行富有想象力的研究,同时大学也富有想象力地传递着知识,以保持知识的更新和对现实生活的联系。这是大学对社会应履行的职责,一所大学若不能做到这一点,它就没有存在下去的理由。
大学在今天而言是一个提供理想主义精神的场所,它可以表现在:一是对于伟大的文明传统的继承;二是对于未知领域的探索研究;三是对于个人品质的完善。这种理想使得大学成为激动人心的场所,让年轻自由的灵魂在伟大的领域游荡。正如纽曼所说:“大学不是诗人的生地,但一所大学如果不能激起年轻人的一些诗心的回荡,一些对人类问题的思索,那么,这所大学之缺少感染力是无可置疑的。”
为社会输送全面人才,为经济建设服务,是大学的责任
在《什么是教育》一书中,雅斯贝尔斯写到:“大学有四项任务:第一是研究、教学和专业知识课程;第二是教育与培养;第三是生命的精神交往;第四是学术。”大学生应当为了获得精神的自由发展,经受各种挫折和克服各种困难,在广阔的学术环境中,靠着自身的努力学习找到发展自己的道路。但是大多数情况下,大部分学生会不知所措,因为在中学时代教师可以耳提面命,现在拥有了自主性反而什么东西也学不到。毫无疑问,我们不得不接受这样的事实,过多的教学方法、学习计划和辅导都违反了大学的精神。有人说,大学应该传授的东西,是让他们具有顺利通过考试的技巧和知识,这个说法对中学或许适用,但对大学生来说却是祸害无穷。
大学生应具备求真务实和勇敢探索的`科学精神
大学教育的目的是从意志力极强、而且具备足够条件的人中挑选出一些人,来接受更高层次的教育。实际上来报考大学的高中毕业生,只是具有一定知识的普通人,因此,挑选人才的工作要由大学自己来完成。选择的标准是:具有追求真理的意愿,并具备为之可以做出任何牺牲的精神,同时对精神世界也具有孜孜不倦追求的愿望。但这些品质无法事先在高中毕业生身上鉴别出来。只有极少数人具有这种天分,他们分散在各阶层之中无法估计,按照大学的理想,这种天分可以间接通过鼓励和引导得出。
精神贵族与物质贵族不同,每一个有天赋进入大学学习的年轻人,都可以通过读书成为全国民众中的精神贵族。精神贵族来自社会各阶层之中,其本质特征是才华横溢、品德高尚、永不衰竭的个体精神,因此精神贵族为数很少,而普通人则在对精神贵族的憧憬中看到自身的价值。
雅斯贝尔斯认为:“大学生应是能把握自己命运、独立自主的人,他们已经成熟,不再需要教师的引导,因为他们能把自己的生活掌握在手中。”“大学生是在交往中成长,但仍保持其个性,他们不是普通人,而是敢拿自己来冒险的个人。这种冒险既是现实的,又充满想像力。同时,这也是一种精神层次上的升华,“每一个人都可以在冒险中感受到成为伟人的召唤。”
青年学生感到生活是严峻的,这是因为对他来说,现在比将来更具有决定性的意义,他还具有可塑性和发展的可能性。他已清楚地意识到要成为完整的人全在于自身的不懈努力和不断超越,并取决于日常的指向、生命的每一瞬间和来自灵魂的每一个冲动。
大学教师要有学术追求、道德理想和文化自觉意识
雅斯贝尔斯对于大学培养精神贵族的观念,也反映在大学教师的职责要求上,在《什么是教育》中他写到:“大学教师首先应是研究者。他们所面对的不再是小学生,而是独立、成熟和精神已经有所追求的年轻人,大学教师要以身作则,指导学生,让他们学习刻苦钻研的精神。如果想把大学教师当作教书匠来用,那就错了。”
大学教学的原则是注重培养学生的创造精神,因此,课堂上的授课和练习都要采取一定的策略,不能让学生轻易追上,但又让他们感觉到其中的吸引力,因而加倍努力迎头赶上。这种方式胜过把教材解释得一清二楚的教书匠做法。
现在的大学注重整体的教育,忽视对天才的教育。艾尔文罗德有句话说:“一百个学生当中有九十九个听不懂讲课的内容,而第一百个人则不需要教师。”因此,我们要注重需要学习的极少数人,而不必降低要求照顾一般学生。讲课所要顾虑的,并不是中等能力的学生,而是具有冲动和理想,同时也需要被教诲的人。
当今社会是一个学习型社会,提倡终身学习,作为大学教师更应该如此。在象牙塔中的大学教师,要想发挥好教书育人的职责,不仅要敬畏知识,而且要发扬创新精神和批判精神,不断地更新知识。
教师和学生处于平等地位――苏格拉底式教育
雅斯贝尔斯建立在其存在主义的理论基础上的关于教育方式的观点认为:“从教育本身而言,教育可分为三种基本类型:经院式教育、师徒式教育、苏格拉底式教育。三者的共同点是都需要学生对绝对真理和寻求真理的引路人――教师怀有敬畏心。三者的不同点在于经院式的教育要求人们,把自己的思想归属于一个可以栖身其中的观念体系,而泯灭自己鲜活的个性,即对教育制度的敬畏;师徒式教育的中心是教师,教师是知识和权威的象征,学生只能被动地依从于教师,而放弃对自我的负责,学生敬畏的是师傅个人;在苏格拉底教育中,学生的敬畏心情则表现在对精神的无限探求上。在这探求过程中,每个学生都要勇敢地承担起超越自身存在的责任,而不是把责任推给教师。”
雅斯贝尔斯非常推崇苏格拉底的教育思想,认为这种教育适合于“全人”的培养。他积极倡导这种形式的教育。他关于苏格拉底式教育的论述可归纳为四点:一、在教育过程中,师生是平等的参与者,不存在权威与中心;二、师生双方都要进行自由地思索,善意地对话和论争,无屈从与依附的现象;三、教师不靠强制性地灌输,而以反讽的形式,使学生认识到自身的不足,进而唤醒其内部潜在的自动力量,使他们“在探索中寻求自我永无止境的过程”,这种教育不是传递真理性的知识,而是探索、发现真理,“不是知者随便带动无者,而是使师生共同寻求真理”;四、对学生而言,由于这种教育是靠自己的努力逐步认识真理、探索道德,他们所受的教育就不是单单地增加知识,更重要的是学生整体精神得到成长。
按照苏格拉底式大学的理想,没有权威的平等关系也应存在于教授和学生之间,但是和这种关系并存的是彼此间严格的互相要求。在这里到处都存在着自我选择、自我证明的精神贵族。
结 语
大学教育本质上是苏格拉底式教育,大学生在学校自由气氛中,通过个人的自我教育可以获得内在的自由,这是大学教育的优越之处。大学教育是通过参与大学的精神生活,培养学生深具内涵的自由。因此,大学的第一个原则是研究和教学的统一,第二个原则是教育与培养过程的统一,研究和学习专业知识不但可以增长智能,而且可以激发学生对整体的意识,以及发展科学研究的态度。
周围的世界总是不断变化,但是自由地追求真理,坚守自己的精神家园,这是大学教育应该教会我们的,这也是我们的教育应当始终坚持着的本真,它应当将一代代人带入人类优秀文化精神之中,让他们在其中生活、交往和工作,并始终保持对真理的虔诚与热情,否则所有的教育都会变得毫无意义。
地理学科研究论文
对于高中地理教学来说，大量的知识都是来源于生活、又对生活实践具有指导作用的，因此，在教学中，必然要以学生的实际生活作为载体。使学生对世界、社会、自然的认识都以学生自身的生活为背景，从生活经验出发，帮助学生形成正确的地理认知。将高中地理教学生活化的构想，对教学效率的提升发挥着十分重要的作用。一方面，生活化的高中地理教学内容及生活化的形式，在一定程度上会激发学生学习的兴趣，对学生结合自身经验，投入到自主观察与对社会现实的分析活动中起到重要的引导作用。而且，将高中地理生活化，可帮助学生很好地理解地理知识内容，提升自身对知识的应用能力，引导学生从实际出发解决问题。这是由地理学科所具有的应用性特点带动的，教师必须看到地理学科的这种特点，将教学与生活紧密结合，这是高效地理课堂教学模式构建的必然选择。
一、地理教学理念生活化构想
地理学科知识大部分是理论与实践相结合的，这要求教师的教学理念要具备生活化特点，摒弃老套、传统的，以教师为主体，以学校班级课堂为根据地，以课本教材的知识为教学素材的地理教学理念，拓展学生的思维，引导学生将所学的知识应用于生活实践过程中，借用实践方式佐证知识理论，用知识理论指导实践。这既遵从现代教育理念，将学生作为教学主体；又拓展教学课堂，使地理教学理念呈现生活化特点；又丰富了地理教学内容，开拓学生的视野，利于其通过生活实践，形成正确的地理认知。在这里，教师要对学生的日常生活进行了解，并以此为基础，引导学生用理论知识去解释。简而言之，要使教学尽可能地贴近学生生活，体现生活化特点。此外，还要以人格提升、素质的养成作为地理教学的目标。例如“区域产业活动”这一单元，主要涉及到：产业活动的区位条件和地域联系；农业区位因素与农业地域类型；工业区位因素与工业地域联系；交通运输布局及其对区域发展的影响。这些问题都是生活化的，在生活中可以找到规律性答案，因此，教师在进行教学理念构想的时候，要着眼生活。引导学生观察分析日常生活，说出产业活动、农业区位、工业区位、交通布局的特点。学生根据自己在日常生活中积累的经验，进行概括。例如，有些学生在回答农业区位条件时说：“有气候、地形、土壤、水源”，这位学生根据自己的经验，说出自然条件，但除了自然条件，还有社会经济条件也很重要，教师要试着让其他学生进行补充，如有学生补充道：“交通、劳动力。”由于学生都是根据自己的生活经验进行回答，难免会有遗漏，这时候，教师要启发学生，可以以农业生活的真实图片、视频作为启发手段，让学生思考。当学生看到很多机械在收割粮食，就想到：劳动力、科学技术；当学生看到农民的粮食被买走，会想到市场、交通。最后剩下的是政策，需要教师来进行说明。由于是通过生活的真实场景而概括的`，学生会对此产生很深的印象。
二、地理教学内容生活化构想
教师在进行地理教学的时候，教学内容往往局限在地理教科书上，进行一条书本知识与一个生活实践的对应性佐证。教师始终不能将教学内容的格局打开，学生往往会视野受限，知其一不知其二。因此，教师要改变这种一对一的内容设置误区，以课本及学生的实际情况，以及当下的现实生活为基础，尽可能地丰富教学内容，使学生看到理论知识对应的广阔生活空间。在这里，教师可以结合学生的生活实际进行教学内容的挖掘，以及对社会涉及的有关地理问题的探讨分析，来弥补地理教科书上内容的匮乏。这一方面可以打开学生的视野，使学生不由自主地向生活进行知识探索；另一方面，还可激发学生观察分析外界自然的兴趣，培养学生分析问题的能力。例如，环境问题，这是一个常说常新，而且书本、生活都会涉及的问题。但很多教师几乎将生活这一条学习线索屏蔽了，只是单纯地从书本中汲取地理教学内容，这就使得教学没有张力，不能使学生汲取丰富的学习养料。所以，为了丰富教学课堂，教师需要进行地理教学内容生活化的构想，从书本的环境问题切入到身边的环境问题上，再由身边的环境问题上升一个高度，进而让学生认识到保护环境的重要性。例如，谈到森林的覆盖面积，教师可以引出今年毕拉河的森林大火，予学生以强烈冲击，使学生认识保护环境的重要性。
三、地理教学手段生活化构想
班级课堂并不是独一无二的学习场地，教师要引导学生深入生活活动中，在生活活动中完成对知识的学习。尤其是地理这种与生活世界紧密相连的学科，更应该以生活化的教学手段，让学生去探究、观察和分析。这一方面会带给学生深刻的印象，使之牢固记忆；另一方面也激发学生的兴趣，使学生乐于用生活的眼光打量知识世界。例如在学习旅游景区的规划与旅游活动设计的时候，教师可引导学生选择近处的一个景点，自己动手，进行旅游活动设计。在设计过程中，学生会对该景区的规划有一定的理解，利于学生有效学习。现代教育愈来愈崇尚生活的介入，在课本与生活充分的结合、互补、交融过程中，学生的学习无疑是快乐而又充实的。
物理学科教育技术论文
一、精心备资源：搜集和整合多媒体资源，创设学习情境
1.导课多媒体资源选取：有利于创设问题情境，激发学生质疑
根据物理学科特点，物理知识源于生活，而又运用服务于生产生活。而物理学科新课程理念着重培养学生的探究精神，是从质疑起始的。所以在导课中可以运用图片、动画、音乐与视频等形式，创设问题情境。从相关知识的生活现象、物理故事、物理实验等入手搜集选取材料，激发学生质疑。例如：《声音的特性》一课可以搜集《春江花月夜》纯音频作为导课素材，在《流体压强与流速的关系》这一课中，可以搜集有关龙卷风的视频作为导课素材等。
2.自学合作释疑环节多媒体资源选取：有利于学生完成教师预设的自学指导问题，帮助学生释疑
在“四环节循环”教学模式中，合作释疑环节由教师针对本节教学目标预设每循环学习指导问题，编制学案；学生根据课本文本素材、实验、多媒体等学习资源自主、合作解决问题。因此本环节的多媒体的资源选取应是针对问题的文本、图片、视频等学习资源，并且是课本文本学习资源、演示实验或分组实验学习资源的补充，不能以现代教育技术的仿真实验代替教师的演示实验及学生的实际操作，应有利于突破重难点。如在《变阻器》一课可以搜集变阻器的构造和动态连接的动画资源等。3.展示评价环节的多媒体资源选取：有利于教师对知识点汇总的展示。学生对合作释疑环节的问题处理结果的展示，教师在评价环节应做精当的点评并对该环节的知识点进行汇总。此时资源的选取根据需要针对知识点内容，可以是文本、知识脉络图等。
二、定位在“辅助”：现代教育技术在物理“四环节循环”课堂的立足点是“辅助”，教师运用时应该适时适度
教学目标是教学活动的出发点和最终归宿，所以选取多媒体素材的整合应以“辅助”教学为立足点。调研发现，部分物理教师制作的多媒体课件只是在形式上符合“四环节循环教学模式”，课件结构非常完整，操作性强，但教师使用后教学效果不好。原因是教师在课堂中没有充分发挥主导作用，过于依赖现代教育技术，不能展现教师的.主观能动课堂设计，“隶属”于课件，课件的“辅助”变成“统领”，自始至终处于被动状态，这就谈不上以学生为主体进行教学。如把四个环节内容制作进课件，按顺序演示，教学中并没引导学生进行四个环节的学习活动；又如自学质疑环节不能充分运用现代教育技术资源创造问题环境；还有把自学指导的学案内容放入课件，分页播放时一带而过，学生无法记录自学需要解决的问题等。多媒体课件的结构可以做得比较松散，只提供导课资源、学习资源、知识点展示或课堂训练题，创设学习情境。内容比较多的自学指导的学案可以选取纸质媒介，如课堂练习册、印制学案等，不应制作入课件，因为不方便学生记录。课件内在的结构联系并不重要，这样的课件可能看起来没有成型，但教学是动态的过程，教学效果的好坏是以能否有效达到时教学目标为尺度衡量的，在使用时，把握住“度”，要给学生看、听、想、做留足发挥的空间，充分突出学生的主体地位，最终实现多媒体技术与物理教学的有效整合。
三、综合运用现代教育技术手段，打造四环节循环教学高效物理课堂
在现代教育技术手段中，除了应用多媒体课件外，还可以运用实物展台辅助教学。例如:
（1）不方便观察现象的演示实验，老师可以在展台上进行实验；
（2）在展示评价环节，对于学生问题处理结果展示，实物展台可以发挥很大优势，把学生自主合作学习得出的结论以文本、图片、实验等方式，通过实物展台展示给全班学生，引导全体学生进行评价，使得“四环节循环教学模式”更高效。现代教育技术辅助教学促进了教育教学的发展，推动了传统的教学方式和手段的改革，为新课程改革提供了有利的辅助手段。如何提高我市现代教育技术在“四环节循环教学模式”中的应用水平，打造现代教育技术环境和新课程改革下的高效课堂，提高教育教学质量和效益，需要我们继续在实践中不断探索、改进和完善。
浅谈物理学科多媒体教学论文
一、关于当前物理课堂多媒体运用的分析
目前，物理课堂教学中对多媒体的运用，主要是物理教师将现代媒体技术运用于传统的课堂教学中，将其作为演示工具。这是信息技术和课程整合的最低层次，目前大多数课堂教学都采用这种方式。教师可以使用演示文稿或多媒体课件，清楚地说明、讲解其结构，形象地演示其中某些难以理解的内容，或用图表、动画等展示动态的变化过程和理论模型等。常见类型有以下几种：
（一）线性呈现的板书设计
这是信息媒体在课堂教学应用的最普遍的形式，相对来说也是信息媒体应用的最低层次。实际上可以说是一种电子板书，或者说是传统板书的电子化和多媒体化。但是与传统的小黑板相比，其优势是显而易见的。
1.可以在短时间内呈现大量信息
呈现的信息量是传统手段无法比拟的。由于事先在电脑中存储了大量的有关信息，课堂上调用速度很快，其信息的呈现量主要受学生的接受能力制约。
2.信息的呈现方式生动活泼
与传统的板书和挂图相比，多媒体的信息呈现方式极其丰富多彩，色彩、字体、动画方式、音响等都是传统的板书、挂图望尘莫及的。
3.可以呈现大量图文、视频信息
多媒体可以将大量的图文信息和视频信息进行整合，大大地改善了信息的传递条件，更为有利的是，多媒体出现的图片和视频信息资源的丰富性更是传统媒体无法实现的。
4.教师制作电子板书简单易
行由于powerpoint等软件的简单易学，功能完全能满足电子板书的要求，绝大部分教师都能够利用它轻松地制作电子板书。然而，在大量应用电子板书的过程中，其缺陷也越来越突出地显现出来，主要缺点有：
（1）信息呈现的单向性
由于其板书设计已经相对固化，课堂教学的思路受到很大的限制，对课堂教学中学生的各种反应缺乏调控的能力，教师几乎无法根据课堂的具体情况对教学作出相应的调整，使课堂中师生互动几乎无法进行。
（2）受到学生接受能力的瓶颈
制约由于多媒体能够在短时间内呈现大量信息，但是学生的接受能力并不会无限制地提高，如果教师没有注意到这一点，只是一味地加大课堂的容量，反而会影响到学生的接受效果。
（二）实验现象的重现和模拟设计
现代多媒体的最大优点在于能够应用现代媒体技术，超越课堂的时空限制，给学生创设一个尽可能接近现实的虚拟现实。在中学物理课程中，多媒体的应用能够较好地解决实验条件不足，无法演示，实现现象不明显，可见度不高，或者实验演示有危险性等问题。如果再加上一些形象的过程演示，可以帮助学生很好地理解实验的本质，这也是给传统教学带来的'最大帮助。
1.导向性
与演示实验相比，多媒体模拟有着强烈的教师主导意向，多媒体课件通过画面造型、画面自身运动和镜头组接只向学生展示那些要求他们看到的情况，从而引导学生接收那些我们要求他们接收的教学信息。
2.分析性
多媒体课件可以借助于画面显示的历时性把一个现象的全过程从开始到终了一步一步展示出来，也可以把一个研究对象从整体到局部，从局部到细节逐次展开，实现了对过程和现象在顺序上与结构上的分析。
3.综合性
多媒体课件可把若干有关现象一个一个在屏幕上进行罗列显示，并实现对照，还将若干个画面同时显现在屏幕上，达到同时对比目的，学习者借助于观察画面对这些现象进行分析对比，找出异同之处，完成了对现象的综合概括，获取了总体认识。
二、在多媒体课件中，学生扩大了观察的视野
由于多媒体课件的简单和有效性，有的教师在课堂教学中索性就省略了演示实验而直接采用课件的形式进行教学，这在当前是一个较为普遍的现象。这一做法也引起了物理教师的争论。笔者认为，这是一种脱离物理教学本质的做法。我们必须明确，物理学研究的是生动活泼的现实世界，学生必须学会从现实世界中观察、归纳、演绎的本领和意愿，而不是在电脑模拟的虚拟世界中进行所谓的研究和探索，学生的动手实验是电脑模拟永远无法替代的。
从学生的接受性来说，多媒体课件对实验的模拟演示，改善了信息传播条件，减少了因媒体使用不当而造成的信息损失，从而为实现教学目标创造了良好的必要条件。可是在教学实践中，我们发现，多媒体的这一优点恰恰也是其局限之处，多媒体的课件演示所展现的实验和现实的实验相比，最大的特点在于，它是最纯粹的，已经过滤了几乎所有的次要因素，是一种高度提纯的、模型化的实验演示。
通俗地说，这些实验永远也不会出现故障和问题，也不会有误差，即使有的话也认为是虚拟的。用建构主义的观点来说，这是一些“结构优良”的问题，而学生建立自己的知识体系需要一些“结构不良”问题。所以，多媒体所呈现的物理过程，物理现象都是经过教师加工和提纯的，是一些“细粮”，而学生的成长既需要这样的“细粮”，更需要一些原始的，原汁原味的“粗粮”。
目前，我国的基础教育改革，以推进素质教育为目标，以实现教育信息化为特征，这一特征正在迅猛发展。
物理教学所面对的是新的目标和要求，是扩展的教学资源、广阔的视野、便捷的条件，必然带来全新的教学模式和教学方法，达到空前优化的教学效果。
1. “整合”是大势所趋
信息技术与物理学科的整合，不是简单的“叠加”、“掺合”，而是使信息技术成为课堂教学内在的组成部分。
这里有二层含意，一是信息技术要广泛进入物理课堂，使之成为整合起来的课程的一个组成部分;二是物理学科要广泛采用信息技术,用信息技术去整合学科课程,即它是整合的手段。
信息技术是课堂不可缺少的组成部分，不是附加的、辅助的、可有可无的，而是与物理课程有机结合的、融为一体的。
信息技术与物理学科要整合，首先要转变观念，要懂得目前已经进入信息时代，人们生活在信息的海洋，但又感到信息的饥渴，日新月异的信息技术，涌进人们的生活，必将改善表达信息的形式与能力，缩短传播信息的时间与途径，提高处理信息的速度与质量，因此，必须寻求最佳的传递和处理信息的方法。
多媒体教学根据思维科学关于形象思维与抽象思维交叉进行和谐发展的原理，既要充分发挥教师组织与主导教学的作用，又要启发学生通过对各类形象化教学媒体的观察思维去积极主动地、生动活泼地感知教材，只有这样才能跟上时代的步伐，实现物理教学的整体优化。
2. “整合”是过程
信息技术与物理课程的“整合”，是一个教学改革过程，要破要立，要改变那种只重教师讲授，忽略学生因素，生搬硬灌的教学模式，改以发挥教师的主导作用，重视学生的主体地位，充分调动学生的积极性，生动活泼地学习模式;要改变那种只重知识结果的背诵，改以重过程的体会和理解，重能力的培养和提高;要改变那种只重抽象逻辑思维和推理，忽视形象思维的培养与提高;要改变那种傻教傻学的题海教学方式，变机械套用为灵活思考，变被动学习为主动学习，变固定式思维为发散型思维。
只有这种“整合”才能达到更高的水平。
信息技术与物理课程“整合”时，首先要把握大纲的要求，了解教材的意图，抓住教学的重点，根据教学的条件，提出教学的设想，这种设想必须符合学生的实际水平，符合学生的认知规律，能充分调动学生的积极性，能充分展示自己教学特色，把教学的重点放在物理过程的研究上，放在能力的提高上，放在素质的培养上，要考虑如何运用信息技术，充分发挥信息技术的优势，要让学生动手操作，用眼观察、用耳聆听、动脑思考。
一个完整的学习过程，是由吸收信息、评价信息、处理信息、反馈信息、输出信息组成的，没有完整的学习过程，学习效果就会受到影响。
整个“整合”过程的核心，是先进教学理念、教学思想的展现;其关键是教学“课件”的创意、设计、制作与使用。
3. “整合”的形式和前景
信息技术与物理课程相整合时，要充分发挥信息技术的优势，信息技术方便快捷、信息量大、联动力强，更具有可视性、模拟性、交互性、重组性、智能化……“整合”要精、要巧、要融合，不要生搬硬套，教材搬家，要采用各种现代化手段，以多媒体的形式(录音、录像、图片、动画等)将课程内容科学地、有机地展现在学生面前，使学生进入视、听、思并用的教学环境，使抽象思维与形象思维共同参与学习过程，易于突破抽象思维的难点与局限，使教学活动更为符合人的认识过程，从而获得更高的教学效益和更好的学习效果。
物理学是一门自然科学，它与人们的生活密切相关，物理学所讲授的内容基本上是客观实际存在的，下面介绍素材库中部分课件的整合思路和前景。
3.1 复杂物理现象、物理过程的展示。
物理教学过程中，对许多复杂物理现象、物理过程、用语言、用文字、用挂图很难把它们讲清楚，学生也很难想象出它们的具体情景; 而利用信息技术却能变静为动、变难为易。
如：素材库中的“超重与失重”、“平抛运动的剖析”、“电磁感应现象”等。
3.2 抽象物理概念、物理规律的剖析。
抽象物理概念、物理规律、难以理解、难以掌握，过去教学中很容易形成只重概念的背诵和规律的`记忆，而忽略对概念的理解，忽略对规律的探讨和研究; 而利用信息技术，可以变抽象为具体、形象、直观，便于研究、便于理解。
如：“加速度的概念”、“匀变速直线运动的速度、位移”、“动量定理”等。
3.3 微观世界的放大，庞然大物的缩小。
微观世界看不见，摸不着，宠然大物又说不清道不明，过去教学中只能让学生看看挂图或用语言、文字加以描述，学生很难得到正确完整的认识与印象; 现在可以利用信息技术把微观世界加以放大，把庞然大物加以缩小，展示在学生眼前，许多情景不言自明，复杂情景图文并茂，有利于学生获取和理解。
如：“布朗运动”、“日心说”、“地心说”、“理想气体分子运动模型”等。
4. “整合”注意事项
4.1 “整合”需从一点一滴做起。
“整合”是一个长期的庞大的工程，需要方方面面共同努力，因此在进行信息技术与物理学科“整合”的实践中，既要着眼于未来，着眼于大局，又要切实可行，从一点一滴做起;既要勇于创新探索，又要善于总结过去的宝贵经验;既要学习、了解、掌握信息技术，又要深刻认识物理教学的精髓与内含;“整合”水平的高低，关键在观念的转变、在实践的探索。
4.2 “整合”要特别注意科学性。
由物理学科本身特点决定，它特别注意所讲内容的科学性，因此，在进行“整合”的过程中，特别在容易出现问题的动画创意、课件的设计与制作中，更要把科学性放在首位。
4.3 “整合”要注意实用性。
“整合”的目的是为提高教学的水平、教学的质量，不是为“整合”而“整合”，不是摆样子，图虚名，因此，在进行“整合”实验时，要讲究实用，不能脱离实际，要把教学质量搞上去，这种“整合”才是真正有价值的，才是有生命力的。
摘 要：在物理教学中，教师要充分挖掘物理教材中德育因素，有效整合物理学科的德育资源形成目标一致，相互衔接，功能互补的课堂德育运行机制。
关键词：物理教学;德育;培养
笔者在多年的物理教学过程中，一直坚持以生为本，坚持“教书育人，育人先育心”的原则。
在物理教学中，教师要充分挖掘物理教材中德育因素，有效整合物理学科的德育资源形成目标一致，相互衔接，功能互补的课堂德育运行机制。
一、在物理教学中，营造宽松环境，培养学生敢想、敢问、敢质疑的创新精神
物理是把学生领入奥妙无穷的自然世界和培养学生创新精神、创新能力的重要学科，物理教学启蒙阶段，首先要培养学生敢想，想象是创新精神的起点，一切创新活动都是从创新想象开始，中学生思想不成熟，但有上进心、大胆、善于想象，有时有稀奇的想法和奇特的表现，这些都是创新精神的萌芽，教师要鼓励诱导，没有“千里眼”、“顺风耳”的想象，哪有今天的望远镜、电话，没有大胆想象，人类怎能登上月球，进入太空。
其次要培养学生敢问，提出问题往往是创新的开始。
中学生好奇心强、有求知欲望，教师应根据这一特点，因势利导，启发学生多问为什么，因为提出一个问题，往往比解决一个个问题更重要，多鼓励学生对于身边的物理现象、物理事实、物理过程、物理规律追根求源。
最后要培养学生敢质疑，培养学生的创新精神，必须引导学生会质疑问题，教师要营造勇于探索、勇于争论、敢于质疑与相互讨论、相互学习、相互鼓励的良好学习环境，充分发挥学生的主体性，学生质疑提出的问题，有时听起来很幼稚，甚至是不可能的事，但这样的质疑往往闪烁着学生求异创新的思想，这种创新精神是可贵的。
二、在物理实验教学中，培养学生团结协作的精神和尊重科学、实事求是的科学态度
在物理实验中更应积极倡导善于与他人合作的精神，培养学生良好的合作习惯。
学生实验中的合作精神主要表现在两个方面：一方面，在实验中要诚恳地向他人表现合作的愿望，给别人协助自己的机会，并能主动配合别人完成实验;另一方面，在记录实验现象，处理实验数据时，既要善于发表自己的看法，又要虚心听取别人的意见，共同研究得出正确的结论。
所以团结协作实际上也是一种互帮互助的行为。
通过实验还可以培养学生实事求是的科学品质。
三、在物理教学中介绍科学发展的艰难历程，培养学生坚忍不拔的意志和锲而不舍的精神
物理概念的抽象性、物理知识的实践性，以及解题方法的灵活性，一方面在客观上造成了物理学习的难度较大，另一方面也为更多地培养学生的意志品质提供了条件。
在物理学习中，意志主要表现在克服具体困难的过程中，这实际上就是学生情绪自我控制过程。
教师应根据学生的个性情感特征和意志水平，鼓励他们勇敢地面对失败和挫折，引导和培养他们从失败中取得真知走向成功的能力。
在物理解题过程中也需要锲而不舍的决心和毅力，这不仅培养了学生的思维，更重要的是使学生得到了意志的磨练。
所以，教学中应适当地对学生进行“挫折教育”，使学生品尝失败的痛苦，了解探索的艰辛，提高心理承受能力，养成坚韧的性格和意志，从而可以积极地去面对今后漫长的人生历程。
四、在物理教学中，坚持辩证唯物论主义，培养学生科学世界观
辩证唯物主义是德育的重要内容，教师要善于运用科学的世界观和方法论教育学生，让学生懂得唯物论和辩证法，分清唯物主义和唯心主义，分清辩论法和形而上学，逐步学会用唯物辩证法的观点和方法观察、分析和解决问题，并为他们将来树立科学的世界观奠定基础。
教学中结合教材着重培养学生以下几点认识：①世界是物质的，物质是运动的，运动中有规律的，规律是可以被认识利用的。
②自然界的各种现象对应于不同的'运动形式，它们相互联系、相互制约。
③自然界物质的变化是由量变到质变。
物理学的概念规律之间也存在内在的、本质的、必然的联系。
因此，从物理教材本身不难挖掘辩证唯物主义教育的素材。
五、在物理教学中，挖掘德育教材，激发学生民族自豪感和历史使命感
当前社会主义核心价值体系教育是学校教育的中心任务，加强中小学社会主义价值体系教育，对引导中小学逐步形成正确的世界观、人生观、价值观，坚持对中国共产党领导、社会主义制定的信念和信心具有重要的意义。
而爱国主义教育是中学德育的中心内容。
爱国主义精神能激发学生的学习热情，能让学生明确学习目的，明确自己在社会生活中所承担的社会责任。
物理教学中，可从以下几方面着手：①了解我国古代文明，我国是世界上最早的文明发达国家，在物理学和和实践上有辉煌的成就。
比如，宋代沈括的磁偏角论述比西方早400多年。
惯性现象的描述早在公元前500年的春秋末期的《考工纪》已有记载，这些古代文明成就是鼓舞中华儿女自强不息、奋发图强的强大精神力量。
②了?解我国当代科技成就，当代中国科学技术日新月异、突飞猛进、成就卓然。
教师可用核物理、载人飞船、神舟飞船等方面的内容激发学生的爱国热情，培养他们树立为中华民族的崛起而努力学习科学技术的意志和责任，立志报效祖国。
③了解对物理发展做出贡献的科学家的先进事迹。
物理学家对科学真理的执着追求，视科学如生命的精神，如阿基米德为探索王冠的秘密，冥思苦想许多天没有结果，终于在浴缸洗澡时发现了秘密，从而发现了著名的阿基米德原理。
教师要善于挖掘人文教育内容充分发挥物理学科人文教育内容丰富的优势，认识到科学成果的取得都没有平坦的路可走，只有不畏艰险勇于探索，坚持奋斗的人，才有可能攀登科学的高峰。
这将有效地培养学生的民族自信心、自豪感、责任感，激发了他们的爱国热情，树立了为祖国的兴旺发达、繁荣富强而艰苦奋斗，勇于创新的献身精神。
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