前言：中文期刊网精心挑选了物理学史论文范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
物理学史论文范文1
新课程改革强调了物理探究实验的重要性。要紧密结合新课标的相关要求，对实验需要的设备仪器及时更新，使不同形式的物理实验的要求均能得到满足。在物理实验中要能够科学、有效地引进现代信息技术、计算机技术，使学生能够利用计算机，对实验数据进行处理，对实验结果科学分析。对仿真实验室的重要价值予以重视，积极应用、开发物理实验软件，提高学生实验的准确性、直观性，使实验越来越简便，具有更高的趣味性与吸引力。
2增强开放性
以往农村中学实验室，通常只有要进行实验时才可以进入。而且学生展开的实验大多属于教材规定好的验证性实验。新课程对学生提出了新的要求，即学生利用实验室展开实验活动，积极探究，亲自对实验做出设计，对仪器做出选择，对实验相关数据收集，对物理规律认真总结归纳。新课程阐明要结合探究活动的实际需要，多组织实验室实验活动，打破教材的局限。物理实验室为物理教学提供了丰富的课程资源，包括各种设备、仪器、模型等，需要充分利用实验室，为学生展开科学探究创建有利的环境，实验室对学生全面开放，使学生能够与实验仪器亲密接触，对各种仪器做到全面了解，能够自主选择仪器，展开实验探究活动。按照班或者探究小组、兴趣小组为单位对学生开放实验室，实施责任人制度，使学生能够结合自身实际条件独立操作、独立思考。可以在自习课或课外活动时间开放实验室。学生在实验室活动，教师要给予适当的指导，要倡导学生相互之间展开交流讨论，鼓励学生勇于展现自我，鼓励学生能够大胆猜想，从实际出发展开探究。
3充分利用日常生活物品，为实验创设更为丰富的资源
新课标强调：“对自己身边常见的物品有效利用，从事各项试验，展开丰富多彩的探究活动，增强实际生活和物理学之间的联系，切实使学生能够感受科学就在身边，感受到科学的真实性，体验科学同日常生活以及社会之间的亲密关系。”实验室的课程资源并不单纯局限于实验室内已经配备的仪器设备，学生周围的器具与物品，也可以成为很有价值的实验资源。实验从生活物品取材非常方便，同时可拉近实验与现实生活的距离，非常直观形象，操作起来也十分容易，降低了学生的理解难度，有利于学生更好地掌握。鼓励学生探索研究，对生活物品充分利用，自制实验器材这一过程有利于培养学生的科学素养。物理教育家朱正元曾言，“以坛坛罐罐为仪器，拼拼凑凑展开实验”，即指在物理实验教学中，开展替代性实验，简单易行。有利于锻炼学生的实验技能，培养学生的创新意识，提升学生的创新能力。
4创建浓郁的实验氛围
物理课程改革要求为学生提供丰富的物理实验平台，使学生具有大量的机会可以亲自动手进行实验。在实验探究活动开展过程中，学生要紧密团结，有效合作。教师要对学生认真指导，构建轻松自由、积极向上的实验气氛。教师要在情感与行动上提升学生的物理学习的兴趣，激发学生科学探究的积极性，为学生创建良好的探究文化环境，使学生对物理产生学习兴趣，培育学生探究创新精神。室内布置不要仅仅局限于几条简单的标语，可对物理规律、科学名人研究成就、物理现象的探索过程进行介绍或图解，介绍物理学比较前沿的研究趋势。还应该包括有突出贡献的科学家的科研笔记、讲课手稿、属于重大科学发明的实验仪器的相关资料，吸引学生自觉走进实验室，拉近伟大人物与学生的距离，使学生受到鼓舞。
5创新实验设计
物理实验室管理人员应当积极配合学科教师，认真研究教材，确定新教材当中有没有需要进一步改进的实验，是否存在与教学难点相关的实验需要重新设计，以降低学生的理解难度等。改进、创新物理实验，可以以新的视角出发，重新审视原有的实验，对不完善的地方进行改正，也可以针对具体的实验目的，开展探究实验对需要的装置仪器、以及具体的操作方案等开展分析改进活动。
5.1改进实验方式
例如教材中涉及的一些演示实验，仅需要一些简单的器材，对这部分演示实验可以让学生随堂展开操作，变成探究性实验。
5.2改进实验方案与装置
教学过程中，为了使学生可以更好地理解物理原理，而教材中没有设计相应的实验，教师可自行设计很多比较简单、易于操作的实验。对于物理原理与概念理解起来难度高的部分，教师可以与教材实验结合，配合教学另外设计一些新的实验。
5.3改进实验手段
物理学史论文范文2
随着我国经济的快速发展，在一定程度上也提升了我国教育水平.近年来，职业高中物理教学水平取得了显著的进步.在职业高中物理教学阶段，教师对教育的思想和理念进行深刻的分析，对传统的教学方法进行改造和创新，培养学生的扩散性思维.但是由于受到各方面因素的影响，大多数教师没有完全注重对学生具体的学习情况及其他方面的关注，因此就使得很多学生对物理学习不感兴趣，同时也没有产生强烈的学习热情.而且教师在讲解知识过程中只是对着教材照本宣科的念，学生完全出于被动的地位，无法发挥学生的主观能动性，最终使得职业高中物理教学水平普遍偏低.因而在职业高中物理教学过程中，老师没有从学生的学习情况进行入手分析，从而使得学生的物理学习综合能力偏低.
二、职业高中物理教学中出现的问题
1.匮乏自主性目前大多数职业高中物理教师在实践教学过程中，还是坚持传统的教学模式，这样做的结果不仅会打消学生学习的积极性，同时让学生自身没有想主动参与教学课堂的兴趣.学生在物理教学课堂上，通常都是被动的接受知识，自身基本上没有对问题进行独立的思考，其在物理学习过程中也匮乏主观能动性.
2.缺少独立的学习环境在经过对学生及教师的访问调查过程中发现，很多职业高中物理教师在实际的教学过程中，很少让学生成为课堂的核心，让学生在教学课堂中处于主体地位.一般情况下，都是老师在课堂唱主角，学生当观众，学生没有充足的时间进行自主练习，学生无法按照自身的兴趣爱好对物理问题进行详细的分析.
3缺乏实验教学在物理教学过程中，通常都把实验纳入到理论学习过程中，通过实验的成效和结果，以期能够更好地加深学生对于知识的掌握程度.同时让学生亲自参与到实验中，提升学生物理学习能力和实践教学动手能力.但是事实是绝大多数的教师都是以讲解理论知识为主，并没有演示一些相关的实验来更加生动地体现理论知识，这就在很大程度上削弱了学生的实践教学能力.
三、“以学定教”在职业高中物理教学的应用
1.从学生自身的兴趣入手在职业高中物理教学过程中，其中最关键的在于学生的兴趣爱好.要想提升学生的物理学习能力，首先就必须从学生自身的兴趣入手，选择不同的教学方法，同时从物理课程的属性出发，选择一些有趣味性实验方法来激发学生的学习热情.在传统的物理教学过程中，教师对着教材照本宣科的念，学生被动地接受理论知识，尽管学生对于理论知识有了一定的了解，但是由于自身匮乏实践教学，无法深入地理解其内涵，在一定程度上削弱了学生的实践教学综合能力.譬如教师在讲到自由落体运动时，教师可以首先将自由落体运动的基本原理向学生进行简单的介绍，之后教师可以在空旷的教学楼中进行试验，将两个重量不一的球体同时向下做自由落体运动，观察两个球体落地的时间.学生对于试验的结果产生了浓厚的兴趣和疑问，于是老师就学生提出的疑问进行一一解答，这样就可以加深学生对于所学知识的掌握程度.
2.从学生实际能力入手在职业高中物理教学过程中，因为大多数学生对于物理知识的掌握能力都是不一样的，其实际能力也是各有千秋.所以在制定和安排教学计划中，必须充分考虑学生的实际情况，制定科学合理的教学目标和方法，对不同的学生进行针对性的学习，以期能够促进学生物理水平的提升.譬如教师在讲解万有引力定律时，教师可以事先设计一个每个学生都能够完成的研究问题，譬如分析万有引力定律在实际生活中的具体表现.然后老师可以设计一个稍微难一点的问题，让物理基础好一点的学生进行自主完成，物理基础偏弱的学生在前者的协助下共同完成，如果其中出现什么疑问，老师可以随时给出回答.最后是老师设计出一个困难度更大的问题，对于一些物理基础偏弱的学生来说，可以进行分析不需要完成，但是基础偏好的学生必须进行独立完成.其中老师可以协助和指导学生共同完成对问题的研究.这样不仅可以提升基础偏弱学生的综合能力，同时还可以让基础稳固的学生取得更深层次的发展.
3.从学生的自身需求入手众所周知，大多数教师在备课过程中都是按照教材的具体内容来进行安排，所以基本上没有满足学生的实际需求，无法激发学生的学习积极性.因此在职业高中物理教学过程中，老师在备课阶段要充分考虑到学生的基本需求，例如在学习摩擦力时，尽管很多学生在初中就已经学过这方面的内容，但是大多数学生实际上并没有充分掌握实质的内容.因此老师在实际教学课堂中，不但要对实验进行演示，同时还应该额外准备一些实例，让学生能够真正地理解其中的重点和难点.另外在选择实例中，必须从学生的实际需求出发，这样才能够强化教学的效果和作用.同样也可以采取一些互动的方式，让学生亲自参与到课堂的教学过程中，使学生能够加深对所学知识的印象.
四、结束语
物理学史论文范文3
1.教学内容过于传统和规范。目前的《大学物理实验》教学主要以基础实验为主，实行统一的大纲、教材和统一的考试，主要对一些成熟的实验方法进行验证和练习，在这种统一的规范下，这样培养出来的学生知识结构单一、思维局限性太强、缺乏个性、缺乏创新。
2.实验教学方式单一，教学效果不理想。传统物理实验教学主要是老师先讲解实验原理，然后根据实验内容讲解实验仪器及内容，有的实验还会进行实验演示，这样，学生只是被动地被灌输实验原理及内容，机械的模仿实验过程，按照固定的程序进行实验，因此，在实验过程中很难发现问题，更谈不上创新，而且，学生对这种教学方式缺乏兴趣，只是被动的完成任务，得到实验数据，拿到学分。3.由于受学时的限制，实验内容拓展性较弱，教师也只能根据学时安排一些相对经典的实验，对一些难度高、复杂的实验，老师也只能忍痛舍弃，学生也失去了很多进一步学习的机会。面对目前大学物理实验教学存在的问题，如何在有效完成实验教学任务的基础上，提高教学质量，并通过对“大学物理实验”的教学达到对大学生独立操作能力、创新能力和自主思维能力的训练和培养是“大学物理实验”教学改革的关键。
二、“大学物理实验”教学实践改革思路与实践
1.教学内容的优化和学生主导地位的确立是“大学物理实验”教学质量提高的关键。“大学物理实验”的教学目的是全面培养学生动手能力的提高、素质的培养和提高。根据“大学物理实验”的定位，我们紧密围绕提高学生实践动手能力这个中心任务，结合本校实际情况，根据专业将本科生的实验分为工科、理科和农科三大类。在每一类里面，结合学生专业和课程设置，将实验分为三个层次，循序渐进的培养学生的动手能力和创新思维。第一层次，是必做的基础类实验，如传统的力、热、电、光等单项实验，如“扭摆法测刚体的转动惯量”“电源特性研究”“单缝衍射光强分布的测定”“通用示波器的使用”等。其教学目的是在大学物理课程学习的前提下，通过基础类实验初步培养学生理论联系实践的能力，锻炼学生的动手能力，通过这类实验，要求学生能独立地完成一般实验。第二层次，为综合类实验，本阶段实验涉及理论面较广，相对复杂，同一个实验可能会涉及到力、热、电、光和近代物理技术的综合应用。比如，“密立根油滴实验”“电流磁场的测定”、“电表的改装与校准”“光谱定性分析”等。学生可以根据实验目的自己设计实验方案，老师只起到解惑的作用。通过方案的设计、完善及实验的具体操作，培养学生的综合思维和创造能力，加强动手能力。学生通过完成综合类实验，从失败中补足知识的漏洞和操作的缺陷，从成功获得学习的兴趣和动力，在此阶段，学生运用知识和动手能力得到很好的训练。第三个层次，是设计类实验，是选择类实验，有意愿的学生结合自己的专业和兴趣点，提前申请并在老师的指导下，自行调研、选择课题，并根据查阅的资料写出调研报告、实验方案，通过老师和实验小组的充分讨论，确定实验方案，组装实验设备，完成实验。比如，植保学院学生设计的“液体表面张力的测定”，资源环境学院学生设计的“土壤粒径的测量方法改进”，机电学院学生设计的“光电检测技术应用”，生命学院学生设计的“望远镜及显微镜的组装”等都取得了很好的效果。这个层次主要以科研方式进行，主要引导、锻炼学生综合应用实验方法和技术的能力，学习发现问题、提出问题、解决问题的科研的思维和方法，培养他们的创新思维、能力及合作精神。在上述“渐进式”实验教学完成的过程中，学生主导了整个教学活动的，老师会解惑、辅导学生实验中遇到的问题，并提供学生所需实验设备和仪器，从而打破了传统实验教学中老师讲解、演示，学生模仿的被动局面，大大提高了学生学习的积极性和主动性，也激发了学生解决科学问题的动力和潜力，在实验的过程中，学生的动手能力、创新思维得到了很好的训练和培养，学生素质的提高也在潜移默化中完成。
2.“大学物理虚拟实验远程教学”的应用是提高实验教学效果的保障。虽然改进后的教学内容和方法很大程度上满足了教学任务的有效完成和学生能力的培养，但也会受实验场地、仪器及时间等的限制，为了进一步拓宽学生的知识面，开阔学生思维，我们教研组设立了“大学物理虚拟实验远程教学”，选用了基础类、综合类、设计类等50余个实验，每个实验包括实验目的、方法、原理、内容及实验模拟及结果分析等模块。学生可以通过校园网登陆，选择实验内容并进行网络模拟。有一部分实验和实际操作实验吻合，学生可以在实际操作后通过模拟实验还原实验过程。还有一部分实验是近代和综合设计类实验，受实验条件的限制暂时没有开设，学生可以自主进行选择、设计及模拟操作。虚拟实验远程教学可以巩固并拓宽学生的理论知识，为学生思维的开阔及创新能力的培养打下良好的基础。
三、结束语
物理学史论文范文4
物理实验不同于一般的科研，尤其是大学的物理实验需要学生自己进行实验的操作，得出数据，进行数据的处理，写出实验报告。学生进行物理实验锻炼的是操作实践能力，如果完全利用计算机进行操作无疑会降低学生的动手能力，所以计算机应该作为辅助手段，或者是发挥其在物理实验中的特殊作用。
2多媒体技术在大学物理实验中的应用
物理实验的计算机应用其一就是利用多媒体技术进行物理实验的教学。随着科学技术的高速发展，传统物理实验的教学已经无法适应现代社会的发展，势必要求改变物理实验的教学方法，而计算机尤其是多媒体技术的应用满足了现在物理实验的要求。
2.1利用多媒体技术进行教学
大学物理学承担着培养新型人才的重任。物理实验涉及面比较广，但是实验课时间有限，所以传统的物理实验往往无法让学生充分的学习和操作，老师的讲解也是“填鸭式”，完全按照课本的操作步骤让学习进修操作，得到的数据往往也是根据课本上的公式得出的。而对媒体技术的引入，能够让教师获得最先进、最前沿的物理实验知识，让学生的视野开阔，动手意愿更强，培养学生的创新意识和创新思维。能够丰富实验教材，方便学生进行学习，客服传统物理实验教学的弊端。利用多媒体技术制作物理实验教学的课件，能够大大提高教学效果。物理实验的操作过程往往不具体，有些抽象描述如果利用传统的教学模式无法直观的表达给学生，而多媒体技术能够利用计算机的模拟技术，将一些抽象的描述具体化为图像、表格等，让学生能够直观了解物理实验的信息。比如大学物理实验当中的“霍尔效应”中平衡态的建立过程，就需要利用多媒体技术，将实验中本来瞬间完成的动作放慢，让学生仔细的进行观察和理解。多媒体技术能够使用计算机技术当中的PowerPoint，Flash等制作物理实验课件，先让学生近距离、科学的接触物理实验，能够掌握模拟实验的基本步骤，这样在进行具体的物理实验过程当中就会得心应手，更好的巩固已经学习的理论知识。教师还可以利用网络将已经制作好的课件上传到网上，方便学生自行学习。
2.2利用多媒体技术进行教学管理
物理实验过程中，由于实验室的设备有限，所以一般上物理实验课都需要老师进行学生的登记，进行学生成绩的考察和记录。这些工作通常比较繁琐，浪费时间和精力。而多媒体技术的应用能够方便老师利用计算机技术进行学生登记。学生还可以利用计算机技术在网上提前进行选课。多媒体技术在教学管理上的应用应该侧重对管理系统软件的开发，按照物理实验的特殊教学管理模式开发相适应的系统软件。
3计算机仿真实验在物理实验中的应用
随着仿真技术的快速发展，计算机仿真实验也随之出现了。所谓的计算机仿真实验就是虚拟实验环境，能够节约实验室资源的利用和消耗，是利用现代科技的典型。
3.1计算机仿真技术在物理实验中的作用
目前计算机仿真技术应用于物理实验当中，大多数高校学生都称仿真物理实验仪器具有较高的仿真度、图像和文字一起能够增强学习的乐趣。其中，调节仿真仪器可以模拟真实的操作仪器，从而减少对真实仪器的损害，而且学生出现错误时候，能够智能的提供帮助。再次，仿真实验系统是利用计算机技术进行的，所以能够在网络上进行传播，实现资源的共享。
3.2仿真实验在物理实验中应用的现状
3.2.1仿真实验在我国的产生和优势
我国对物理实验中的仿真实验起步比西方发达国家晚，但是后来者居上，我国也开发了一些非常好的仿真软件，主要集中于一些技术较先进的单位，比如中国科技大学物理实验中的仿真实验，为物理实验的教学模式提供了新的借鉴，该仿真实验主要是充分发挥了计算机的功效，将教学内容和学习者的操作融为一体，方便了一些没有接触过实验的学生进行仿真模拟，对操作仪器和操作过程有了更加直观的认识。仿真实验在大学物理实验中有很多优势，第一，仿真仪器可以进行拆卸，从而更好地对仪器进行观察，让学生和老师对仪器有更进一步的了解和认识。第二，可以随意产生实验中待定的物理量，从而适应不同的学习阶段要求，满足不同学生的学习需求。第三，能够模拟实验的误差，从而对实验的质量进行综合的评价。第四，将学生所做的物理实验得出的数据进行存储，方便学生进行查阅，方便分析资料。
3.2.2仿真实验的具体案例
某大学的物理实验面临着资源不充足和设备不先进的局限，为了满足更多学生的需求，为了方便教师对物理实验的学生报告进行更准确的核实，该校利用计算机仿真技术开发了新的物理实验网络教学管理系统，这个系统的基础就是利用互联网而产生的。整个系统的设置采用了教学大纲的实验模式，包括实验仪器、实验原理等很多模块，主要分为基本模块和附加模块。
4总结
物理学史论文范文5
一、21世纪物理学的几个活跃领域
蒸蒸日上的凝聚态物理学
自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来，世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏，时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前，许多国家的科学工作者仍在争分夺秒，继续进行竞争，向更高温区，甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计，这个势头今后也不会减弱，此外，高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测，21世纪初，这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景，有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场，届时，世界超导材料市场可望达到2000亿美元。
由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末，在短短不到30年的时间内，已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件，它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”，从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象，并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测，下一代的电子器件可能会被微结构器件替代，从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累，它的前景不可低估。
近年来，两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化，而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是，在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体，这种原因尚不清楚，就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前，巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求，预计下世纪初在这方面会有很大的进展，并会有诱人的应用前景。
可以预计，新材料的发展是21世纪凝聚态物理学研究重要的发展方向之一。新材料的发展趋势是：复合化、功能特殊化、性能极限化和结构微观化。如，成分密度和功能不均匀的梯度材料；可随空间时间条件而变化的智能材料；变形速度快的压电材料以及精细陶瓷材料等都将成为下世纪重要的新材料。材料专家预计，21世纪新材料品种可能突破100万种。
等离子体物理与核聚变
海水中含有大量的氢和它的同位素氘和氚。氘既重氢，氧化氘就是重水，每一吨海水中含有140克重水。如果我们将地球海水中所有的氘核能都释放出来，那么它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年。但氘和氚的原子核在高温下才能聚合起来释放能量，这个过程称为热核反应，也叫核聚变。
核聚变反应的温度大约需要几亿度，在这样高的温度上，氘氚混合燃料形成高温等离子体态，所以等离子体物理是核聚变反应的理论基础。1986年美国普林斯顿的核聚变研究取得了令人鼓舞的成绩，他们在TFTR实验装置上进行的超起动放电达到20千电子伏，远远超过了“点火”要求。1991年11月在英国卡拉姆的JET实验装置上首次成功地进行了氘氚等离子体聚变试验。在圆形圈内，2亿度的温度下，氘氚气体相遇爆炸成功，产生了200千瓦的能量，虽然只维持了1.3秒，但这为人类探索新能源——核聚变能的实现迈进了一大步。这是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚变反应距实际应用还有相当大的距离，技术上尚有许多难题需要解决，如怎样将等离子加热到如此高的温度？高温等离子体不能与盛装它的容器壁相接触，否则等离子体要降温，容器也会被烧环，这就是如何约束问题。21世纪初有可能在该领域的研究工作中有所突破。
纳米技术向我们走来
所谓纳米技术就是在10[-9]米（即十亿分之一米）水平上，研究应用原子和分子现象及其结构信息的技术。纳米技术的发展使人们有可能在原子分子量级上对物质进行加工，制造出各种东西，使人类开始进入一个可以在纳米尺度范围，人为设计、加工和制造新材料、新器件的时代。粗略的分，纳米技术可分为纳米物理、纳米化学、纳米生物、纳米电子、纳米材料、纳米机械和加工等几方面。
纳米材料具有常规材料所不具备的反常特性，如它的硬度、强度，韧性和导电性等都非常高，被誉为“21世纪最有前途的材料”。美国一研究机构认为：任何经营材料的企业，如果现在还不采取措施研究纳米材料的开发，今后势必会处于竞争的劣势。
纳米电子是纳米技术与电子学的交叉形成的一门新技术。它是以研究纳米级芯片、器件、超高密度信息存储为主要内容的一门新技术。例如，目前超高密度信息存储的最高存储密度为10[12]毕特／平方厘米，其信息储存量为常规光盘的10[6]倍。
纳米机械和加工，也称为分子机器，它可以不用部件制造几乎无任何缝隙的物体，它每秒能完成几十亿次操作，可以做人类想做的任何事情，可以制造出人类想得到的任何产品。目前采用分子机器加工已研制出世界上最小的（米粒大小）蒸汽机、微型汽车、微型发电机、微型马达、微型机器人和微型手术刀。微型机器人可进入血管清理血管壁上的沉积脂肪，杀死癌细胞，修复损坏的组织和基因。微型手术刀只有一根头发丝的百分之一大小，可以不用开胸破腹就能完成手术。21世纪的生物分子机器将会出现可放在人脑中的纳米计算机，实现人机对话，并且有自身复制的能力。人类还有可能制造出新的智能生命和实现物种再构。
“无限大”和“无限小”系统物理学
“无限大”和“无限小”系统物理学是当今物理学发展的一个非常活跃的领域。天体物理和宇宙物理学就属于“无限大”系统物理学的范畴，它从早期对太阳系的研究，逐步发展到银河系，直到对整个宇宙的研究。热大爆炸宇宙模型作为本世纪后半叶自然科学中四大成就之一是当之无愧的。利用该模型已经成功地解释宇宙观测的最新结果。如宇宙膨胀，宇宙年龄下限，宇宙物质的层次结构，宇宙在大尺度范围是各向同性等重要结果。可以说具有暴胀机制的热大爆炸宇宙模型已为现代宇宙学奠定了一定的基础。但是到目前为止，关于宇宙的起源问题仍没有得到解决，暴胀宇宙论也并非十全十美，事实上想一次就能得到一个十分完善的宇宙理论是很困难的，这还有待于进一步的努力和探索。
“无限大”系统物理学还有两个比较重要的问题是“类星体”和“暗物质”。“类星体”是1961年发现的，一个类星体发出的光相当于几千个星云，而每个星云相当于1万亿个太阳所发出的光，所以对类星体的研究具有十分重大的意义。60年代末，科学家们发现一个编号为3C271的类星体，一天之内它的能量增加了一倍，到底是什么原因使它的能量增加如此迅速？有待于21世纪去解决。“暗物质”是一种具有引力，看不见，什么光也不发射的物质。宇宙中百分之九十以上的物质是所谓的“暗物质”，这种“暗物质”到底是什么？我们至今仍不清楚，也有待于下世纪去解决。
原子核物理和粒子物理学则属于“无限小”系统物理学的范畴，它从早期对原子和原子核的研究，逐步发展到对粒子的研究。粒子主要包括强子（中子、质子、超子、л介子、K介子等）、轻子（电子、μ子、τ轻子等）和媒介子（光子、胶子等）。强子是对参与强相互作用粒子的总称，其数量几乎占粒子种类的绝大部分；轻子是参与弱相互作用和电磁相互作用的，它们不参与强相互作用；而媒介子是传递相互作用的。目前，人们已经知道参与强相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”组成的，但是至今不能把单个“夸克”分离出来，也没有观察到它们可以自由地存在。为什么“夸克”独立不出来呢？还有一个不能解释的问题是“非对称性”，目前我们已有的定理都是对称的，可是世界是非对称的，这是一个有待于解决的矛盾。寻找独立的夸克和电弱统一理论预言的、导致对称性自发破缺的H粒子、解释“对称”与“非对性”的矛盾，是21世纪粒子物理学研究的前沿课题之一。
从表面上看“无限大”系统物理学与“无限小”系统物理学似无必然的联系。其实不然，宇宙和天体物理学家利用广义相对论来描述引力和宇宙的“无限大”结构，即可观察的宇宙范围；而粒子物理学家则利用量子力学来处理一些“无限小”微观区域的现象。其实宇宙系统与原子系统在某些方面有着惊人的相似性。预计21世纪“无限大”系统物理学将会与“无限小”系统物理学结合得更加紧密，即宏观宇宙物理学和微观粒子物理学整体联系起来。热大爆炸宇宙模型就是这种结合的典范，实际上该模型是在粒子物理学中弱电统一理论的基础上建立起来的。可以预计，这种结合对科技发展和应用都会产生巨大的影响。
二、跨世纪科学技术的发展趋势
科学技术能否取得重大突破的关键取决于基础科学的发展。所以，首先必须重视基础科学的研究，不能忽视更不能简单地以当时基础科学成果是否有用来衡量其价值。相对论和量子力学建立时好像与其他学科和日常生活无关，直到20世纪中期相对论和量子力学在许多科学领域中引起深刻的变革才引起人们的足够重视。可以说，20世纪几乎所有的重大科技突破，像原子能、半导体、激光、计算机等，都是因为有了相对论和量子力学才得以实现。可以说，没有基础科学就没有科学技术、社会和人类的发展。
20世纪重大科技成果的成功经验证明，不同学科间的互相交叉、配合和渗透是产生新的发明与发现，解释新现象，取得科学突破的关键条件之一。例如，核物理与军事技术的交叉产生了原子弹；半导体物理与计算技术的交叉产生了计算机。可以预计，21世纪待人类掌握核聚变能的那一天，一定是核物理、等离子体物理、凝聚态物理和激光技术等学科的交叉和配合的结果。这也是21世纪科学技术的发展趋势之一。
物理学史论文范文6
1.培养学生学习物理的兴趣。初中物理课要激发学生以高涨的情绪参与教学中，在学习中感受客观存在的物理规律和人类智慧。利用微视频丰富新课教学，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生对物理的兴趣。比如，在学习“电功率”时，可以让学生直观地看到电能表指示灯的闪烁，首先关闭所有开关，然后逐个打开用电器，电能表指示灯闪烁的程度就会不同。用微视频的方式，将家中所有用电器断电，然后只打开一个用电器，比如电冰箱，记录电能表指示灯的闪烁情况。再录一段视频，仅打开台灯，记录指示灯的闪烁情况。通过让学生对比这两段视频中指示灯的闪烁情况，然后再引入电功率这一概念，学生的学习兴趣会很快被激发起来。
2.突出教学重难点。初中物理教学要解决好“突出重难点”这一问题，完成教学任务和认知目标。物理教师在进行教学时，要常用生动的事例去启发学生，为学生演示有趣的实验，让学生亲身体验物理现象，加深记忆。微视频展示的信息可以同时刺激学生的视觉和听觉，视、听结合能够集中学生的注意力，加强学生对物理现象的理解和记忆，在轻松愉快的氛围中掌握重点，理解难点。比如，在学习“力的作用是相互的”这一概念时，通过微视频的方式，让学生观看宇航员在月球上的跳跃动作和气球放气时的现象，视频可以是搞笑形式的，但一定要是真事事实。通过搞笑形式的视频，能激发学生学习这一概念的动力，使他们迫切地想要知道力是如何相互作用的，什么是力的反作用力等等。
3.将抽象转变为具体。初中生在学习物理时，常常感到难学，其中的一个主要原因是物理内容过于抽象，物理教师要用科学、合理的方法引导学生慢慢分析、理解和掌握教学重难点，让学生在头脑中逐渐建立抽象事物的物理模型，然后再具体化抽象模型，帮助学生找到解决问题的突破口和知识的重点与窍门，扫除认知过程中的障碍。
4.增加物理教学容量，提高课堂教学效率。初中物理教学大纲明确规定了学生上课的总课时，但教学内容和知识信息却是很多的，这两者间存在着较为突出的矛盾。要解决这一矛盾的唯一出路是提高课堂的教学效率，实现高效的课堂教学。提高物理课的教学效率，就是让学生在一定的时间内掌握更多的知识和本领。有些实验的时间比较长，可以将其录制成微视频，在课堂上短时间内播放完。比如：在学习分子是永不停息地在做无规则运动时，用扩散现象来说明是最好的证明。我们可以将一个装有二氧化氮的瓶子与装有空气的瓶子进行对接，用拍摄工具记录变化情况，然后在课堂上进行微视频播放。在播放时，可以用鼠标快进快退来观察前后变化情况，既节约了时间，也能让学生看到真实的变化，进而提高了教学效率。
5.丰富课外教学活动。物理现象存在于我们生活的周围，物理教师要经常提醒和引导学生观察身边的事物，利用好身边的物品，自己主动做实验，主动研究物理现象，充分调动学生的主观参与性和能动性。比如：如何让学生制作简单的电路。可以让学生用一个电池、一个小灯泡和一根电线，在课堂上通过播放微视频的形式，让学生自己动手做实验。在做实验的过程中，可向学生讲解电池的正负极，灯泡的电阻以及发电原理等。这样的教学不仅能加深学生理解物理知识，还能激发学生学习物理的动力和活力。构建微视频教学资源应遵循的原则。初中物理教师在利用微视频构建教学资源时，应遵循以下原则：内容的分布要坚持合理性原则，播放环境要坚持简洁性的原则，微视频教学资源应注重与学习者进行交流互动。
二、结语
