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理论物理范文1
1在物理知识方面的要求
(1)掌握分子动理论的三个基本观点；
(2)理解阿伏伽德罗常数的物理意义，掌握有关微观量的计算方法
2通过将有关物理知识条理化进行复习，使学生理解相关知识内在的逻辑性，从而在较高的层次上掌握分子动理论的基本知识
3在物理学的方法论上，让学生懂得任何理论都是建立在一定的观察和实验的基础上的，从实验中总结的规律才是物理知识的源泉
二、重点、难点分析
1重点：分子动理论的三个基本观点，阿伏伽德罗常数
2难点：用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量，进行分子数、分子质量和体积的计算，并要区别固、液和气态不同的分子模型
三、主要教学过程
(一)引入新课
简要说明本章(分子动理论，内能)复习方法与过去(力，电)之不同点：理解与记忆并重，掌握估算方法
(二)教学过程设计
1分子动理论的基本内容
引导学生回忆分子动理论的基本内容
(1)物体是由大量分子组成的
提问：从哪些方面证明物体是由大量分子组成的？
证明：①分子直径的数量级：10-10m
提问：实验根据？
答：油膜法测分子直径
指出实验设计思路巧妙且较易实现
②阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1
提问：怎样计算NA值？
指出阿伏伽德罗常数的物理意义：1mol任何物质包含的微粒数都是相同的，但不同物质的分子质量和体积不同，所以，1mol不同物质的总质量(摩尔质量)和总体积(摩尔体积)不同
例1求1g铁(Fe)包含的原子数，已知铁的分子量为56
提示：指出Fe=56，即铁的摩尔质量是M=56g/mol
指出：如果知道1g铁包含几摩尔物质，便可由阿伏伽德罗常数求出它包含的原子数
解：1g铁的摩尔数
原子数：
例2求1个铁原子的质量
例3求1个铁原子的体积
提示：怎样求“摩尔体积”？
提示：将固态铁中的铁原子看成一个紧挨一个的紧密排列，且看成立方体模型
解：1mol铁原子的体积(摩尔体积)
1个铁原子的体积
追问：如果把铁原子占有的空间看成立方体，则1个铁原子的直径有多少米？
例4求1cm3铁包含的原子数
提示：1mol铁原子的体积VM=M/D，则1cm3铁包含的原子数n=1cm3/VM
注意例3、例4互为倒数关系
指出固体和液体分子都是紧密排列的，所以对液体而言，以上计算方法都适用
(2)所有分子都在永不停息地做无规则运动(热运动)
提问：证明？
证明：布朗运动
说明布朗运动的规律：永不停息、无规则、温度越高越激烈
说明：由于布朗运动是固体颗粒受到液体分子撞击造成的，所以布朗运动是液体分子永不停息无规则热运动的反映
说明：温度是分子无规则热运动激烈程度的反映
说明扩散现象也是分子无规则热运动造成的，但这个现象也说明了分子间有空隙
(3)分子间存在着引力和斥力
指出分子间的相互作用力来源于库仑力，所以分子间引力和斥力同时存在，分子力是合力
由库仑定律可知，当两个分子之间的距离增大时，它们之间的引力和斥力同时减小；当两个分子之间的距离减小时，它们之间的引力和斥力同时增大
让学生看书，理解图1所示分子力f随分子间距r的关系：
①当r=r0时，f引=f斥，f=0；
②当r＜r0时，f引和f斥随r减小而增大，f斥增大得比f引快，f表现为斥力为主；
③当r＞r0时，f引和f斥随r增大而减小，f斥减小得比f引快，f表现为引力为主
④当r＞10r0时，f引和f斥都趋于零(气体)，f可以忽略，所以理想气体不考虑分子力
例5一个房间的体积为15×3m3，试估算该房间内空气的质量已知在标准状态下空气的摩尔质量为2.9×10-2kg/mol
提示：由于气体分子之间的作用力很小而使气体不能有固定的体积，使气体分子通过热运动充满容器的整个空间，房间的容积就是气体的体积
提示：先计算房间中空气的摩尔数
提示：设空气处于标准状态(简化方法)
解：房间中空气的摩尔数
则空气质量
m=NM=(2.0×103)×(2.9×10-2)=58kg
讲述一个人想买一个名作家故居空气的故事
例6在标准状态下，求1个气体分子占有的空间
理论物理范文2
当作者攻读博士学位时，粒子物理标准模型刚刚建立，量子场论得到迅速发展，特别是重正化群以及格点规范理论，很快在相对论量子场论与统计物理之间搭建了桥梁。而很多物理学家都觉得神秘的代数拓扑学，不仅对量子场论中的真空有独特的应用，而且解释了量子霍尔效应和凝聚态中的集团激发。
上世纪60年代开始出现了第一批旨在克服高能物理、统计力学和凝聚态物理之间文化差异的书，为重正化群对理论物理学的应用带来的革命做出了很大贡献。90年代一些作者力图揭示量子场论机制如何用于凝聚态物理。进入21世纪以来，从凝聚态到弦理论，许多概念和技术做到了共享，以致在单独一本书中已经不可能涵盖量子场论在凝聚态中应用的所有论题。相关的书籍数目大量增加，学生面临如何挑选最合适的书籍的问题。正是在这样的背景下，作者在瑞士联邦理工学院（ETHZ）讲授“凝聚态物理中的量子场论”的基础上写成了这本书。作者的目的是给物理类硕士水平的研究生介绍凝聚态物理中挑选出的非常适合应用场论语言的一些概念。
很多量子场论的书致力于让学生掌握了量子场论机制之后，用它解一些习题。而作者反其道而行之，在每一章第一时间发展解决一些问题的方法学，不想让量子场论成为主要兴趣，而是让其保持成为尽可能经济地解释凝聚态物理基本原理的工具。作者相信，达到此目的最有效的技术是系统地利用量子力学的路径积分。在本书中它被到处用到。然而，作者并不要求读者熟悉比量子力学基础更多的知识。
全书内容共两大部分，分成9章。第1部分为玻色子，包括第1-4章：1. 谐波晶体；2. 稀薄玻色气体的Bogoliubov理论；3. 非线性σ模型；4. KosterlitzThouless相变。第2部分 为费米子，包括第5-9章：5. 无相互作用费米子； 6.固体中电子Jellium模型；7. 平均场和随机相位近似中的超导电性； 8. 单耗散Josephson结；9.二维时空中的阿贝尔玻色子化。
书末有9个附录，篇幅几乎为全书的三分之一，详细地介绍了书中所涉及的量子力学、量子场论、和一些数学知识。对于本书的使用十分重要。
本书是一部高水平的凝聚态物理中的量子场论专著，它不仅对于凝聚态、高能物理等物理学家而且对于数学家都是极有兴趣的。作者选择的内容尽可能全面和广泛，概念准确，推导简洁，阐述足够细致。而且把丰富的习题及其解答作为每一章内容的有机组成部分，很有特色。对于从事与现代物理各领域相关的教学及研究人员特别是研究生，本书是一本高水平的参考书。
理论物理范文3
一、易学自然观
《周易》包括《易经》和《易传》两部分，实际上是上古巫文化化出的符号、周初时期占筮验词集锦和战国末年理性诠释的统合。作为《易传》的十篇释文已经完全脱离卜筮，建立起一套以阴阳为纲阐释变化的理论体系。汉兴，《周易》作为官学传习和研究的对象，被尊称为“五经”之首；汉易已经纳入阴阳五行学说，隋唐时期易学即以其理性向科学领域渗透；进而逐渐形成以符号系统与以阴阳为纲纪相结合的范畴体系和理论结构。
易学对宇宙的基本观点是：阴阳相涵相因、流变会通，构成一个合谐互补的有机整体。
张立文教授在《王船山易学思想略论》〔1-191〕中指出：船山的本体哲学，统体会通于和合。所谓和合者，就是“阴阳未分，二气合一，氤氲太和之真体”。《易传》有言“形而上者谓之道，形而下者谓之器”，作者认定道器是虚实范畴，虚与实的主要差异在于隐与显。“形而上者是隐也”，隐不是无，而是潜在，是形而下所以存在的根据。“形而下者是显也”，指有形质的东西，“即形之成乎物而可见可循者也”。即此可知，显指可见可循的事物和现象，隐指寓于“器”而起作用的现象背后更本质的东西；而隐又不是虚无，“道不虚生，则凡道皆实也”。从而推定道乃实存之体，得出道器交与为体、相涵相因、流变会通的两系统结构论。
道和器的关系究竟如何？就逻辑上讲，“形上者乃形之所自生”，因为凡器皆有形，由“形”逻辑上得出对应于“形下”必然存在着“形上”。就二者的主从关系讲，“当其未形而隐然有不可喻之天则，天以之化”，依此概括二者的关系为：道是器存在的依据；道通过器而表现自己，一切显性的运动变化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度讲，是“理不先而气不后”，二者既不存在先后、本末之别，也就从根本上排除了天理、神创的观念。
张教授立足于人文（兼及自然）阐述问题，认为“王船山道器、气关系，充分体现和贯彻了《周易》和合人文的精神”，本文专门讨论自然而不涉及人文。依据形上学本体哲学，自然界的物理客体应该分两类，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本质区别在于形下之“显”和形上之“隐”。
小结：易学自然观是两系统结构论。从静态角度讲，“万物（包括宇宙自身）负阴而抱阳，冲气以为和”；从动态角度讲，“阴变阳，阳变阴，其变无穷”。所谓的易，就是讲阴阳变化之理的学问，即“易以道阴阳”。
二、两种物理学理论
物理学作为一门学术的名称，是从亚里士多德的希腊文著作延续下来的，这个希腊词的意思是探讨自然的秩序和原理的“自然学”，亚氏又称其为自然哲学。大约到18世纪中叶，由于学科内容的分化，自然史和化学从物理学中独立出来，18世纪后半叶法国讨论过留下的物理学意味着什么，结果是把物理学分为一般物理学和特殊物理学。前者指牛顿力学或由《自然哲学的数学原理》导出的以数学描述质点运动的传统，后者包括声、光、电、磁等广泛领域。通常都把这种划分说成是数学科学传统和实验物理学的分离。
1829年，泊松把当时法国物理学的思想倾向归为两类：物理力学和解析力学。他把前者的特征描述为“它的唯一的原理是把一切还原为分子运动，而这些分子是把力的效果从一点传到另一点并保持这些力之平衡作用的核心”，即期望用天体运动的牛顿平方反比定律数学格式，精密地描述宇宙一切现象，称牛顿范式；而后者则强调现象的解析格式，轻视对物理原因进行讨论，称非牛顿范式。1840年以后，牛顿范式的地位被非牛顿范式所取代；与之同时，拉格朗日原理被泊松和哈密顿予以发展，使力学成为完全分析的形式，并且以能量取代力的概念体系。本应该由之意识到“根本不存在纯粹的力学现象，实际上运动总是结合着热和电磁的变化，它们也规定运动”〔2-9〕，从而结束牛顿的“力学神话”，可惜的是西方哲学没有能够为物理学提供合适的自然观，以后的物理学就在迷茫中走了许多弯路。对两种范式的本质差异，一般都视为用几何法还是用解析法的数学问题。
19世纪30年代之后，随着实验物理学的成熟，出现了实验物理学和理论物理学之区分；物理学的理论又分原理理论和构造理论两类。前者是先使用分析法在经验中发现自然过程的普遍特征（即原理），然后给出各种过程必须满足的数学形式的判据，比如牛顿力学；后者又叫“假说—演绎”法，即先确立“想象的原理”（即“假说”），然后采用反证法通过由原理导出的结论对原理进行证明，给出的内容与经验所显示的现象吻合得愈多愈一致，特别是能够从假说来预言现象并得到证实，这种构造理论就愈成功。依据这种分类方法，一般都承认17世纪牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》就分别代表了原理理论和构造理论。对这两种理论划分的依据主要在于思维方式，即前者采用分析法而后者采用综合法。
三、两类物理客体
牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》，从近代物理学奠基开始，两种截然不同的理论分别传承为两种体系，即牛顿范式——原理理论，惠更斯范式——构造理论，其本质差异不在思维方式和数学形式之不同，也不在是采用数学方法还是实验方法之别，而在于研究的客体分属于根本不同的两类。
以质量对物体进行计量，并假定质量都集中在一个质点，以相互传递力的作用描述运动，是牛顿范式的核心观念；非牛顿范式研究的光、热、电、磁等现象，都不能以质量进行计量，最终认识到了这种现象都与“能量”直接相关，并且以能量取代了力学概念体系。
而今首当其冲应该明确的是物理学根本就不直觉研究“物质”，正象无法品尝水果一样，因为二者都是抽象的类概念。物理学只研究质量、能量、电量、时间和空间之间的关系，两种理论的适用范围不同，前者是关于质量系统的理论，后者则适用于能量系统。以往不适当地把能量说成是物质运动的形式（如“能即运动”）〔3-526〕，是产生混乱的肇端。现代物理学已经确认物理客体分两类：宇观上有分立的天球和连续辐射，微观上分粒子和场，粒子物理学分费米子和玻色子，理论物理学称其为物质粒子和相互作用；物理学理论也分用质量计量和时空描述、用能量计量和位形描述两个系统。“我们首先把宇宙的物质内容分成两个部分：“物质”即诸如夸克、电子和缪介子等粒子，以及“相互作用”诸如引力和电磁力等等”〔4-38〕。当代著名物理学家霍金居然会说出如此不合逻辑的荒唐话，不难看出“物质”这个误用概念带来的混乱是何等严重。
物理客体不能用“物质”这个概念进行抽象和概括，而应该分为质量和能量两个系统，二者的本质差异有3：1、分立和连续；2、有无静质量；3、量传递时物理客体仅只振动而不发生运动方向的位移。确认能量系统存在的依据有5：1、德西特从广义相对论场方程得出没有物质的宇宙时空解；2、无限的（负能电子）海的发现；3、爱因斯坦说：“依据广义相对论没有以太的空间是不可思议的”；4、3K微波背景辐射证明“空间”不空；5、粒子物理学的实验发现，绝大多数粒子为瞬息亿变的动态网络。
“全〖ZZ(〗空间〖ZZ)〗充满着相互作用着的各种不同的场”〔2-387〕，这种分布着某种物理量的空间，不同于经典物理学中作为参量的空间。“场从数学上表述了能量局域性概念”，“是一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。即此可知，一切自然现象虽表现为质量系统单元个体的运动和变化，动变之因却源于能量系统的作用；而能量系统本身不通过作用于质量系统的效应也根本就无法观测。物理学早已将物理客体分为弥散态粒子和凝聚态物体，3K微波辐射发现之后，就应该从分类学的角度再增添一种连续态网络；进而将弥散态粒子分为质量子和能量子，如此一来，物理世界图象就会变得非常清晰。
物理客体分物体、粒子、网络三类，分别用质量、电量（或荷质比）、能量计量；人类生活的现实世界属于质量系统（从天球到原子乃至质子、电子），能量系统则是一切运动变化的动力之源；所有的共振态、复合态粒子均属于能量系统的动态网络，只有那些稳定的能量子才有现实意义；不同能量子的有序组合构成信息（从质量系统讲，传递信息必须有载体，而对能量系统，信息和载体则合而为一，于此无暇展开讨论），可以用于操作质量系统的变化和存储一切自然现象。
小结：物理客体分两个系统三种态。质量系统和能量系统确实属于“负阴而抱阳，冲气以为和”的状态；作为两系统“中介”的弥散态，是演绎世间万象的“大舞台”；何以产生质量和电量，是现实世界存在的最根本机制。
四、时间和空间
无论哲学还是物理学，时间和空间都是一对非常重要的范畴，同时又是亘古至今争论最多直到今天还没有取得共识的两个概念。16世纪之前，基本上没有留下多少值得关注的重要论点；牛顿为了创立完整的力学体系，不得不提出人类历史上第一个时空构架。他认为物质是在绝对空间中运动，时间不跟任何物质对象相关、自身等速地在那里流；时间和空间各自独立互不相关。亦即是说时间和空间仅只是描述运动的参量。
现代物理学的发现则是：“广义相对论用空时结构的几何性质来表示引力场”〔2-328〕，场不但“是某种物理量的空间分布”，还是“一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。很显然，时空结构应该被理解为改变物体或带电粒子运动状态的作用量。
依据质能两系统结构论看待，即使在牛顿力学体系中，时空结构也是作用量而不是描述运动的参量。比如牛顿力学的第一号自然力——重力G=mg，如果没有g作用于m，物体就不会自由下落，很显然g是使m自由下落的作用量。如果用电磁作用相类比，g可以被称为引力场强，其作用效应跟电场作用于电量没什么两样。自从发现了动量和能量守恒之后，牛顿力学方程基本上已经不再使用，足以说明牛顿力学非常片面，能够沟通三个领域最基本的物理量只有动量和动能，根本就不需要力这个概念。
时间和空间究竟指什么？答曰：二者分别是对能量系统单元个体持续性和广延性的计量，恰如用质量计量物体、用电量计量带电粒子那样。
“空间一时间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性”〔5-112〕。爱因斯坦如果对中国古典哲学稍有理解，就会再说一句：这些客体还有着时间的持续性。这种“物理实在的实际客体”即指能量系统而言。
能量系统虽是连续态，探究其具体作用时却需要量子化。假定其最小单元为h，由ε＝hν＝h/T可知，只要测出周期T，即可以知道具体的能量值，同理测出波长即可知动量。故而可以说时间和空间是对能量系统两种属性的计量。
董光璧教授猜想对于不同的相互作用，应该“各有其时空结构”，是有道理的。用于电动力学的时空结构已经非常成功，“对于电磁相互作用，相对论提供的时空结构和量子论提供的能量结构，既在逻辑上自洽又与经验相符”〔2-429〕；而对于质量，发挥作用的时空结构有ι2t-2和ιt-1两种，对行星的运行则有R3/T2＝K。
小结：时空不是独立的存在，而是用于计量能量系统属性的概念构架。对于物体或带电粒子，不同的时空结构作用于质量和电量可得能量和动量；对于能量系统，只需要用T和λ对基本单元个体计量，即是能量和动量。
五、两种运动
讨论过物理学不应该使用“物质”这个哲学范畴，明确了物理客体分质量、能量两个系统，确立了质量、电量、能量和时空是基本的物理量，并且弄清了时（T）空（λ）可以直接作为计量能量和动量的基本量，不同时空结构又分别是驱动质量或电量的基本作用量之后，还应该讨论一下运动形式问题。
亚里士多德很早就提出自然运动和强迫运动区分之必要，物理学界至今都没有认真对待。所谓自然运动，应该是不受人的干预，不准附加任何人为条件的运动，比如自由落体、自组织系统的变化和行星运转等（下文称绝对运动）；所谓的强迫运动当指人为增添了特设条件的运动，比如将物体抬高、摆钟和日常生活中经常发生的许多运动。
牛顿力学除自由落体之外，几乎都有附加条件，将运动定义为一个物体对另一个物体的位移，运动的基点建立在物体对物体的作用（即力）之上，并将物体看作一个质点等，基本上都属于质量系统的相对运动。现代物理学发现的因果关系被破坏，基本上都产生于对绝对运动和相对运动的作用机制之混淆。
“一个钟所处的引力势越低（深），它走得越慢，而那里发出的光在引力势较高处去接收就会发生红移”〔5-92〕，亦即是说原子钟在那里发出的光频率较小，周期变大。如果是摆钟，依据T＝2πL/g，由于g变大，周期就必然变小。两种钟的结果居然完全相反，基于什么原因呢？这就恰好能够说明相对运动和绝对运动的作用机制不同，显示的结果就必然会适得其反。由于原子钟的频率直接决定于能量子的频率，属于绝对运动；而摆钟的周期则由作用量g与弹性势的平衡决定，属于相对运动，g变大时相对而言等于固定不变的弹性势变小，故而钟的周期亦随之变小。“量子理论和每一种合理的真实世界观念都冲突”〔6-127〕；“量子力学改变了古典物理学的因果观和实在论”〔2-328〕。这些观念产生于发现了绝对运动和相对运动效果迥异，感到困惑的原因是没有树立起时间和空间“不再是事件在其中发生的被动的背景”，“相反的，它们现在成为动力学的量”〔4-53〕，根源在于没有突破“物质”一元论的樊篱。
问起广义相对论场方程的意义，通常的回答是：“物质和能量要使时空向其自身弯曲”〔4-60〕，反过来弯曲时空的曲率又决定着物体运动的路径。这种表述本来存在一个因果互易的逻辑循环，只需要将误用概念“物质”去掉，就变成了非常明晰的单因（能量）决定单果（质量运动路径）的关系。再如“势函数V表示质量系统对空间任意点的引力作用”〔2-361〕，实质上则是势函数表示任意时空点对质量的趋动作用。作用和被作用的因果关系弄颠倒的原因，许多都出在用相对运动的观念去解释绝对运动；产生这种观念的根源又非常久远和牢固，先是哲学上把物质说成第一性，继而近代科学一开始就决定只研究属于第一性的质量和重量，外加担心宗教神学找麻烦，所有物理学理论就都必须把物质或质量说成是运动变化的起因。依据两系统结构论，动因仅来源于能量系统。
宇观上的星体都是绝对运动，很早很早之前就受到许多哲人的关注，他们的不少观点由于跟相对运动的理论不合，都受到了冷遇。欧拉认为“一切物理过程都是以太与物质相互作用的结果”〔2-180〕，欧多克斯认为“日、月和行星分别固定在想象的匀速转动的天球上，星体本身不动，它们随着天球运动”〔2-51〕，笛卡尔的观点更明确：“宇宙空间充满媒质的旋涡运动，天体被媒质的旋涡推动”〔2-145〕；最直观形象的描述莫过于那个阴阳互动的太极图，那是华夏先民无数代人仰观俯察智慧的结晶。天空中所有星系或星系团无不都是一个涡旋，其中不少涡旋的中心根本就找不到质量（被称为质量丢失的暗物质）。很显然这些涡旋都是能量积累形成的畸变时空，那些特定的R3/2＝K的不同旋线上，都可能会有星体在做自然运动，根本就不需要什么引力作为向心力，自然也就没有必要去找切线力的源。
易学中虽说没有“自组织”这个词，王船山却早就讲清了自组织的作用机制。“阳变阴合，乘机而为动静”，“二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象”，如果将质量子和能量子类比为阴阳，这种说法还满有道理的。
小结：运动有相对和绝对之别。因果关系被破坏的原因大都生之于用相对运动的理论去解释绝对运动，根源在于物质一元论不能作为物理学的哲学基础。
六、唯物宇宙观
科学思想作为文化的一部分，在相当长的时间内世界各地都是沿着自己的传统在发展；从16世纪开始，随着西方殖民主义的掠夺，希腊传统的科学逐渐传播到世界各地。如今所说的近代科学，主要指希腊科学传统的扩展，其间也不乏阿拉伯、中国和印度等地科学成果的积累。物理学思想的发展在很大程度上跟古希腊哲学有着非常密切的关系，古希腊哲学的自然观主张人与自然分离。
在古希腊文化传统中，从公元1世纪基督教创立开始，就出现了理性和信仰、哲学和神学的纷争，科学思想的发展亦被打上深深的烙印。基督教成为国教之后，“知识服从信仰”成为教会的基本准则之一，于是就有人提出“学问来源于经验”与之抗衡。
基督教创立不太久，某些护教派发现那些愚昧贫乏的教义抵抗不住古希腊、罗马文化，特别是哲学，就开始从古希腊、罗马哲学中寻找为教义辩护的依据，从而发展出貌似科学的神学，进而宣布真正的哲学和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原则。中世纪的欧洲几乎一切学术都在宗教神学的桎梏之下，自然科学也不例外，布鲁诺被活活烧死，伽利略遭受终生监禁，都因为他们的理论对神学不利。
唯物主义宇宙观针对信仰先于理性提出物质第一性、意识第二性，自然科学总算找到了哲学基础。由于近代科学确定只研究属于第一性的质量和重量，而不研究与感觉有关的第二性，即把意识范畴留给宗教，总算争得了一席之地。当我们立足于现代科学的成果和困惑，去反思物理学发展的历史时发现，把物质和意识的关系视为全部、特别是近代哲学重大基本问题的唯物主义哲学，根本就不能作为物理学的理论基础。为了从神学桎梏下挣脱出来，选择第一性、第二性之分的哲学虽说必要，终归总逃不掉为临时应付而“举债”付出更高的代价。
物质和意识对立，对立的双方是自然和人，这是古希腊自然与人分离自然观的延续。这种哲学适用的范围应该是人天系统，即探讨的中心课题是人与自然的关系；而物理学则属于纯客观地探讨自然界的秩序和原理的学问，亦即是说它只研究物质和物质之间的联系、相互作用和运动变化规律等问题，丝毫不涉及物质与意识关系的内容。故而我们认为，唯物主义宇宙观虽说使物理学摆脱了宗教神学的束缚，而成为一门独立的学科，却不能做为物理学的哲学基础。
自然界是一个有机整体，要探讨其运动变化的规律，就不应该将所有的物理客体用“物质”一个概念概括。因为变化只能发生在至少两种客体之间，如MN和NM；而MM则是永远无法观测的。
“科学史界越来越多的学者认识到，站在现代科学的立场寻找历史来龙去脉的做法有误入歧途的危险，转而采取从原来的境况中重新阐释科学思想”〔7-2〕，不少人发现了《周易》中保留着自然学的原初形式，可以为科学发展提供有益的哲学启迪。本人沿着这条进路摸索多年，学习探寻的心得是，物理学只有依据两系统结构论的自然观，才可以讨论变与不变。
易以道阴阳；万物负阴而抱阳，冲气以为和；阴变阳，阳变阴，其变无穷；阳变阴合，乘机而为动静；二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象——仅依据上述五句富涵哲理的格言，对物质、时间、空间、运动和因果关系等重要概念做一些简要的剖析，就可以理出一条新的思路。如果依据两系统结构论，对物理学的概念和理论进行一次新的整合与梳理，极有可能会将物理学带出当前的困境。不当之处，敬请各位师长、同仁指正。
参考书目：
1、朱伯昆主编《国际易学研究》第三辑，华夏出版社1997年版
2、董光璧等著《世界物理学史》吉林教育出版社1994年版
3、《马克思恩格斯选集》第三卷人民出版社1972年版
4、(英)霍金著《霍金讲演录》湖南科技出版社1995年版
理论物理范文4
1.1与专业必修理论课的接轨
本课程所采用的教材很多章节中展示了当年科学家理论推演的部分原始过程(与专业课书本上所讲内容道理虽同，所采用的方法却复杂很多)。比如在第六章第三节《狭义相对论体系的建立》当中多处使用爱因斯坦《论动体的电动力学》原文中的表述内容虽然汁原味，但太过抽象，对于专业课基础较为薄弱的物理系大学二年级学生来说很难接受。而相对论理论的系统学习是大学四年级开设的《电动力学》专业必修课的任务。笔者在讲授本节课程时新课导入采用“钟慢尺缩”、“双生子佯谬”和“天上一日，地上一年”等生动有趣的课题引入，淡化和删除了课本上多处原文中的理论推导。因为这时学生的认知水平所处的阶段正是英国教育家怀特海所说的浪漫阶段(新奇而生动，浪漫的遐想)，通过这样的例子和问题激发学生思维的火花，在同学们感知到狭义相对论的有趣事例之后，画龙点睛一语中的般地指出这些只是狭义相对论的表面现象，而相对性原理———物理定律对于一切惯性系都应具有相同的形式(协变要求)，才是它的本质。学生的认知水平进入了精确阶段。爱因斯坦本人在提出狭义相对论时是从电磁学入手的。学生刚刚在大学一年级学习过《电磁学》专业课，并不陌生。为了深化这一点认识，笔者举出了如下例子，引导学生掌握:一个点电荷所带电荷量为q，静止放置在如图所示的位置，问学生在图中的静止的A点处，有无电场和磁场?学生通过电磁学课上所学的“静止电荷只能产生电场”和“运动电荷既产生电场又产生磁场”的知识很容易判断A点有电场无磁场。笔者随即将题设改为，点电荷q依然静止不动，A点以速率v向右运动，再问同样的问题，组织学生讨论、探究，在笔者的启发下学生终于认识到若以点电荷q为参考系，A点依然是有电场无磁场，但若以A点自身为参考系，由于电荷q相对于A点向左运动，那就变成了运动的电荷，所以A点既有电场，又有磁场。通过这样一个简单的例子使学生感知到专业必修课《电磁学》上所学的经典理论对于不同的参考系竟然得出不同的结果，在此基础上直接给学生展示相对论电动力学的结果。这样学生的认知水平便进入了怀特海所说的教育三阶段中的综合应用阶段。
1.2与专业实验课的接轨
本课程所采用的教材中详细描述了许多当年的科学家所做的实验。学院开设的普通物理实验课程中的大部分内容正是对这些实验的重现。笔者结合相关专业基础课和实验课的内容，发掘出《物理学史》课程中与普通物理实验相关的问题(特别侧重于科学方法的渗透)，既能激发学生探究问题的热情，促使其反思实验课当中处理问题所采用各种方法的深刻含义，又能加强师生互动，提高课堂效率和学生分析问题、解决问题的能力。
2对教材内容顺序进行了调整
本课程教学所采用的教材是郭奕玲、沈慧君编著的由清华大学出版社出版的《物理学史》第二版。此教材体系完整，见解独到，科学家实验情景描写细致入微。但仅限于每周两课时的情况，教师讲解不可能面面俱到。为此笔者根据学生专业发展需要，对教材内容进行整合、提炼，不合理的地方加以剔除，必要的知识点加以拓展，以更好地服务教学。本门课程的教学重点内容是前九章，后面几章属于介绍、略讲范畴。笔者在教学过程中将第十一章《现代光学兴起》内容与第三章《经典光学的发展》部分整合，题名《光学的发展》，将第十二章《天体物理学的发展》与第六章最后一节《广义相对论的建立》内容整合，使学生将前后知识融为一体。例如现阶段就学生考研而言，光学专业无论从就业、考研两个方面来说均属于相对热门专业。如此教学法有利于学生深刻认识到光学学科的重要性，不仅促进了《光学》专业课教学，对学生将来的综合发展也有益处。
3将学科前沿知识和大学生顶岗实习支教教学案例融入课堂教学
笔者在攻读硕士学位时所学专业是理论物理，具体方向是量子信息和量子光学，毕业以来一直从事这个研究方向。第八章第九节《关于量子力学完备性的争论》和第十节《量子电动力学》等内容正好与笔者的科研方向相关。故而笔者在讲到这里时利用自己的专业优势补充了大量的前沿知识如“薛定谔猫态”、“压缩相干光场”、“量子计算”、“量子纠缠”、“EPR佯缪”等等，充实了课堂内容，使学生的视野从课本转向前沿，做到“搞好科研促教学”。由于物理系属于师范专业，绝大多数学生无论考研与否终将登临三尺讲台。中学物理教学中若以物理学故事的形式引入，可以使教学过程更加生动活泼，激发学生的学习兴趣。物理学史课堂正好提供了这种资源。另外，物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程，丰富的物理学史素材可以使中学课堂凸显科学精神，对学生以后从事教学工作带来益处。近年中考、高考对物理学史相关知识考察日趋增多。科学家思考研究问题的很多方法对于即将登台讲课的物理专业师范生来说具有重要意义。例如类比法是最重要的科学研究方法和教学方法之一。科学家拿库仑定律类比万有引力定律(平方反比)，拿电力线、磁力线类比流体，拿以太类比弹性介质等等，至为深刻。讲到这里笔者结合自己的扶贫顶岗实习支教工作经历，列举出实习支教大学生讲课的真实案例中“类比”方法使用的例子，使得学生感知到正确使用类比方法可以将抽象的概念和生活中的实际现象联系起来。这样的方法不仅是新课导入的关键，也是促使中小学生的认知过程由形象到抽象，由浪漫阶段转入到精确阶段的重要教学手段之一。
4结语
理论物理范文5
一、传统教学理念分析
以知识为中心的教学设计认为，学习的本质是一个复杂的知识加工处理过程，这个过程包括感知、记忆、比较、分析、综合等心理操作，教学设计要符合这种知识处理规律。因此，教学设计的重点应放在如何将知识和技能加以分解，使之符合一定的加工顺序，同时以一定的媒体形式呈现出来，以利于知识处理，即教学设计的重点是知识的加工与处理。由于这种教学设计理念只关注知识的处理，因而被称为以知识为中心的教学设计。在这种教学设计中，教师被看作是知识的主要来源，因此，也称为以“教”为中心的教学设计。自20世纪90年代以来，建构主义理论风靡全球。建构主义理论强调人类的知识不是“纯客观”的，不是他人传授的，而是在与外部环境的交互过程中自己建构的。因而，建构主义者认为，教学要以学生为中心，要给学生控制和管理自己学习的权利。教师的主要任务是为学生提供学习的环境，学生是学习环境的主人，教师只是学生的辅导者。由于以建构主义理论为基础的教学设计强调教学要以学生为中心，因此，又被称为以“学”为中心的教学设计。
以“教”为中心的教学设计只重视教师传授的知识，没有将学生的主观能动性充分发挥出来，其结果是，教师一味传授，学生被动接受。以“学”为中心的教学设计过度相信学生的自我学习能力，使学生无法获得较为系统的知识体系，其结果是，学生自我探索，无法得到教师及时有效的知识传授。即以“教”为中心的教学设计和以“学”为中心的教学设计都存在明显缺陷，两者都过分强调教与学的某个方面，而将教与学割裂开来。
二、行为理论的教学体系设计
为了解决上述问题，20世纪90年代末，西方国家开始以行为理论作为教学设计的理论框架。行为理论是在20世纪40年代由Leont’ev根据前苏联著名心理学家和教育理论家维果斯基的文化－历史心理学理论发展而来的。行为理论属于交叉学科理论，研究特定文化历史背景下人的行为活动，最早被前苏联应用于残疾儿童的教育和设备控制面板的人性化设计。在20世纪90年代，BonnieNardi等人将行为理论引入美国等西方国家。行为理论的哲学基础是辩证唯物主义哲学，其基本思想是，人类行为是人与社会和物理环境所造就的事物之间的双向交互过程，人类行为的产生来自于主观人与客观事物之间的普遍联系和不断发展之中。行为理论认为，在教学中，应将学生与知识统一起来，实现学生与知识的双向交互，最终达到主体与客体的辨证统一。
行为理论通过构造行为系统来实现，行为系统包含三个核心元素和三个环境元素，三个核心元素是主体、团体和客体，三个环境元素是工具、规则和劳动分工。环境元素为核心元素提供其赖以存在的环境，构成核心元素之间的联系。在核心元素中，主体是行为的执行者，是行为系统中的个体要素。客体是主体加工处理的对象。团体是指行为发生时行为主体所在的群体。行为理论认为，人类的行为必须以工具为媒介，包括现实工具和抽象工具。对于学生来说，现实工具可以是语言、教材、媒体或互联网等；抽象工具可以是某种思考方法、某种解题规则等。工具将行为主体与客体联系起来。规则是客体需要依赖和遵循的法律、标准、规范、政策、策略、伦理道德、文化传统等，是主体与团体之间联系的纽带。劳动分工是团体内部为完成某种任务而采取的组织管理策略，通过劳动分工将单个主体、团体和客体联系起来。
三、财务管理案例教学的核心元素设计
在财务管理案例教学中，核心元素包括主体、客体和团体三个部分。其中，主体是参与案例教学的学生，客体是教学案例，团体是主体学生所在的学习小组。
（一）主体的设计学生是行为系统中的主体，教师主要起引导和控制作用。在财务管理案例教学中，尤其要强调学生的主观能动性，这是由财务管理课程的特点所决定的。
其一，与其他课程相比，财务管理课程理论在许多方面都与我国现实存在显著差异。如筹资理论认为，股权筹资方式筹资成本最高，但在现实中，我国绝大多数公司会首选股权筹资。这种理论与现实的差异，与我国上市公司股权结构不合理、公司治理不完善、法律制度不健全等有密切关系。仅仅依靠教师讲授书本知识和案例，学生不充分发挥主观能动性，很难理解这种差异。
其二，很多财务管理教学案例没有唯一的答案，站在不同利益人的角度，会作出不同的财务管理决策。如对于公司利润分配，站在股东的角度，当公司有好的投资机会时，股东希望尽量不分配现金股利；当股东自身有好的投资机会或者希望尽早收回投资降低风险时，会要求公司尽可能多地分配现金股利。站在债权人的角度，则不希望公司分配现金股利，因为公司现金流出会降低债务的保障倍数。对于此类问题的学习，仅仅通过教师的讲授，学生很难真正掌握问题的本质。将学生分为不同小组，扮演不同利益人，使学生像相关决策者一样身临其境地思考问题，有利于充分发挥学生的主观能动性，真正实现教学目标。
（二）客体的设计对案例教学来说，案例设计要遵循时效性、广泛性、亲和性原则。时效性强调通过电视、网络、报刊等信息媒体掌握当前的热点经济问题和经济事件，用最新事件作为教学案例，这样有利于激发学生参与案例讨论的热情。同时，财务管理的理论和内容也在不断发展，过于陈旧的案例不利于学生理解和掌握财务管理理论和实务。广泛性强调案例来源要广泛，包括来源范围广泛和来源途径广泛。来源范围广泛，指从古、今、中、外全部空间和时间范围寻找教学案例；来源途径广泛，指不仅可以通过互联网、报纸、专业期刊和一般杂志寻找教学案例，还可以将学生经历的经济事件作为教学案例，如对MBA学生所在单位发生的经济事件进行适当修改，作为财务管理教学案例。从长远来看，学校可以考虑建立校内共享的财务管理案例库，并制定一些鼓励政策，支持教师参与企业合作，实行产、学、研相结合，企业为学校教学工作提供案例，学校为企业经济管理工作提供解决问题的思路和方案。亲和性指财务管理教学案例要尽量来自学生所能接触到的现实问题，让学生对案例有亲切感，认为案例有实际意义，从而有兴趣了解和分析它。如在进行资金时间价值教学时，可以用购房者按揭贷款作为案例，让学生运用复利和年金知识计算购房者在全部还款期内实际还款额的现值，与直接用现金购房方案相比较，对两种购房方案进行比较分析。
（三）团体的设计教学中，可以将学生所在的班级作为一个学习团体，也可以将班级划分为若干个小组作为学习团体。对于案例教学来说，将班级划分为若干小组作为学习团体会更有效率。因为小组讨论是一个集思广益的过程，既有利于分工协作，又有利于督促和带动学习积极性不高的学生主动参与，培养学生的团队精神。为了提高课堂效率，可以在各小组内部初步讨论后，要求各小组选派代表发言，并要求学生在课后以小组为单位撰写案例分析报告，使学生通过对案例的进一步思考和总结，加深对所学知识的理解和掌握。至于小组人数，可根据课时多少、案例大小、具体分工来确定。既可以让学生自由组合，也可以按照学生的学习成绩、性格特点搭配，或者按照住宿相近、方便学习的原则划分学习小组。教师在分组时要注意各小组学生之间的能力差别不能过大，每个小组都有能力对案例进行深入分析，人员的安排要有利于对案例的学习和讨论。
四、财务管理案例教学的环境元素设计
环境元素包括规则、工具和分工。环境元素的任务是根据主体的需要，提供主体搜集和加工客体的工具，对团体进行恰当的分工，并为整个案例教学顺利进行提供规则支持。
（一）工具的设计案例教学过程需要借助工具来完成，根据对学习者所能够提供的支持，工具可以分为效能工具、认知工具和交流工具三类。效能工具可以帮助学习者提高学习效率，如字处理软件、作图工具、搜索引擎、教学多媒体等。认知工具可以帮助学习者发展思维能力，如语义网络工具、数据库、专家系统等。交流工具可以支持师生之间和学生之间的沟通，如基于internet的email和聊天工具等。财务管理课程与宏观经济和行业经济的变化、与微观企业的行为关系甚为密切。进入21世纪以来，经济全球化进程加速，特别是在我国加入WTO后，各行业都发生了重大变革，使财务管理领域不断出现新事物和新问题。在这种情况下，需要从国内、国际全面有效地发掘更新、更有说服力的财务管理教学案例。因此，基于互联网的工具在财务管理案例教学中显得尤为重要。
（二）分工的设计在财务管理案例教学中，课堂讨论和发言通常以小组为单位进行，容易滋生某些学生的“搭便车”行为。为了尽可能减少这种情况，可以采取合理安排小组成员、制定相应检查和处罚规则等监督和约束措施。如检查小组每个成员的笔记，要求每个成员都要在课堂讨论时发言，对课下讨论要求有记录，对偷懒行为给予惩处等。这样，通过小组间的合理安排、小组内部的合理分工，以及有效的规则来消除学生“搭便车”行为。
（三）规则的设计教师在案例教学中应制定一定的规则，来对学生的行为进行引导、激励和约束。这种规则既包括针对个人或者团体的行为规范，也包括案例教学的激励考核制度。教师可以将学生成绩与其所在小组成绩和个人表现挂钩，分别赋予小组成绩和个人表现一定的权重，计算学生成绩。增加小组成绩的权重，有利于鼓励学生的团队合作；增加个人表现的权重，有利于激励学生在课堂上自我表现的积极性。因此，教师应根据学生特点制定规则，引导学生行为。
在案例教学中，教师通过人际交往来影响和引导学生管理自己的学习活动，并且可以参与到学习活动中，成为小组学习的参与者。同时，教师在案例教学中，对学生进行分组，帮助小组实现内部分工，为案例教学提供规则，并向学生传授使用工具的方法。这样，教师就完全融入到案例教学的行为理论体系之中。
参考文献：
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[2]刘淑莲：《关于财务管理专业课程构建与实施的几个问题》，《会计研究》2005年第12期。
[3]田祥宇：《论财务管理教学中的案例教学》，《山西财经大学学报》2003年第4期。
理论物理范文6
有人可能认为培养优秀学生主要靠课外小组和个别辅导，与课堂教学关系不大，这种看法是片面的，实际上课堂教学也是至关重要的．本文着重从高中物理课堂教学这一侧面来总结取得这些成果的经验．
我们十多年来的课堂教学经验可以总结成三句话：追根寻源真一点，实验研究多一点，能力要求高一点，简称“三点”教学法，因此我们称自己的教材为“三点”法教材．
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
一般的习题都是按力、热、电、光的顺序来讲授的，但我们比较倾向于按照解题方法来讲解物理习题．例如理想化法、整体法和隔离法、等效替代法、小量分析法、叠加法、对称法、图象法等，这样比较有利于学生掌握一些重要的解题方法．到学习的某一阶段，集中将一批用解决方法相同的习题安排给学生练习，使他们由不会用到会用这种方法．在以后的学习中，每隔一定阶段让这种方法再出现一次，以加深这种解题方法在大脑中的印象，达到牢固掌握，应用自如的目的．
