2021年物理學(xué)專業(yè)論文

1、物理學(xué)專業(yè)論文 【導(dǎo)語】 物理學(xué)是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。為你收集了物理學(xué)專業(yè)論文 ，供您參考和借鑒。 本文從新能源材料專業(yè)學(xué)生的實際情況出發(fā)，結(jié)合固體物理學(xué)課程的特點，介紹了在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三方面所做的一些 _與實踐。 固體物理學(xué);教學(xué) _;教學(xué)實踐 固體物理學(xué)是一門研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成的微觀粒子(原子、離子、電子等)間相互作用和運動規(guī)律，從而闡明其性能與用途的學(xué)科。它是微電子技術(shù)、光電子學(xué)、材料學(xué)等技術(shù)和學(xué)科的基礎(chǔ)，同時，也在太

2、陽能光伏發(fā)電等新能源技術(shù)的革新發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。因此，在常州大學(xué)新能源材料專業(yè)中開設(shè)該課程，并將其作為該專業(yè)的主干課程之一，希望使本專業(yè)學(xué)生掌握一定的固體物理知識及其研究方法，從而有助于學(xué)生增強理學(xué)背景，擴展視野，提高其解決問題的能力，而且為他們畢業(yè)后進一步深造或就業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。 新能源材料專業(yè)是常州大學(xué)近年來為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設(shè)立的新專業(yè)。該專業(yè)處于起步階段，人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善，而且材料類專業(yè)課程往往更偏重材料的工藝、性質(zhì)和性能，這些課程往往重工輕理，造成學(xué)生的理科背景不強。而固體物理學(xué)課程包含了很多晦澀難懂的專業(yè)定義、復(fù)雜的三維空間想象與變換和煩瑣

3、的理論推導(dǎo)，需要以高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理和量子力學(xué)等理論性很強的課程為基礎(chǔ)，因此客觀上造成本專業(yè)的學(xué)生并未做好學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的準(zhǔn)備。舉例來說，這些學(xué)生的先修課程并不包含量子力學(xué)。此外，像高等數(shù)學(xué)這類課程，學(xué)生雖已經(jīng)學(xué)習(xí)過，但由于課時等原因，這類課程的學(xué)習(xí)程度沒有達(dá)到學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的要求。由于上述原因，本專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中感到相當(dāng)?shù)某粤?，特別是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，使部分學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)的情緒。因此，為達(dá)成設(shè)立本課程的初衷，其課堂教學(xué)和考核的 _勢在必行。 固體物理學(xué)課程的內(nèi)容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎(chǔ)部分和固體物理專業(yè)部分。由于本專業(yè)的培養(yǎng)方案

4、將本課程定性為專業(yè)基礎(chǔ)課程，并為其安排了56個學(xué)時，因此僅講授固體物理基礎(chǔ)部分，并對其有所取舍，充分考慮新能源材料專業(yè)側(cè)重太陽能光伏發(fā)電和鋰離子電池儲能的.特點。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項金鐘和吳興惠翻譯的固體物理導(dǎo)論，講授該教材的前七章，側(cè)重材料的電學(xué)性能知識點的講授，減少力學(xué)和磁學(xué)等相關(guān)知識點的比重。例如在第三章晶體結(jié)合與彈性常量中，舍棄關(guān)于彈性常量的講解，回避復(fù)雜的角標(biāo)和矩陣方程，既可以減少學(xué)生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學(xué)性能相關(guān)的章節(jié)。此外，Kittel著固體物理導(dǎo)論這本教材比較注重物理結(jié)論，而在某些地方忽視了如何引出該結(jié)論的過程，

5、如果只是照本宣科，必然會使學(xué)生對課程的內(nèi)容產(chǎn)生懷疑，最終導(dǎo)致他們失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，在教授的過程中 _還取多家之長，對該教材忽略的重要過程進行補充，力爭講清每個知識點 _。比如，在第六章自由電子費米氣中，固體物理導(dǎo)論該教材直接引出了一維情況下能級的表現(xiàn)形式，這種不通過薛定諤方程的方式使學(xué)生感覺知識點比較突兀，缺乏心理準(zhǔn)備。對此，我們在這部分補充了薛定諤方程的知識，而后自然地引出教材內(nèi)容。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容，使知識體系更趨完善，更在潛移默化中將對待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的做人道理傳遞給學(xué)生，起到了教書育人的目的。 正如前面所述，固體物理學(xué)課程內(nèi)容理論性強，比較抽象難懂，而學(xué)生由于種種原

6、因并未打下學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾， _首先將要用到的量子力學(xué)、統(tǒng)計物理學(xué)和高等數(shù)學(xué)中相關(guān)知識點在課堂上穿插講解，為學(xué)生補缺補漏，解決先修課程不足的問題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和演算，采用定性解釋或數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法去解釋固體的性質(zhì)和結(jié)論。例如，在講解費米-狄拉克分布時，如果從數(shù)學(xué)推導(dǎo)上去解釋這一結(jié)論會十分煩瑣，我們采用生活中汽車長隊等紅燈的例子去類比解釋：將一輛輛汽車類比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類比為固體中的費米能級，將紅燈時沒有汽車越過斑馬線類比為0K下固體中所有電子排布在費米能級之下，將綠燈時首先是靠近斑馬線的汽車通過斑馬線類比為0K以上原費米能

7、級附近的電子首先激發(fā)到高能級。這樣就很容易讓學(xué)生理解這一重要的結(jié)論，并且有助于樹立學(xué)好這門課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費米氣的過程中，首先給學(xué)生補充薛定諤方程的知識點，但由于他們沒有學(xué)過量子力學(xué)課程，對薛定諤方程的講解采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個重要的假設(shè)就能簡單的導(dǎo)出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識。采用這樣一些方法，可將一些較復(fù)雜、抽象的知識點以較為生動的形式傳授給學(xué)生，改變了他們對這門課程看法。 學(xué)生成績評定是教學(xué)過程的主要環(huán)節(jié)之一。目前常用的考核方式有閉卷和開卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內(nèi)容，容易造成學(xué)生考前突擊，死記硬背;后一

8、種形式考查內(nèi)容靈活，但學(xué)生往往對考試復(fù)習(xí)無從下手，一些學(xué)生甚至存在投機取巧的僥幸心理，放棄對所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。結(jié)合固體物理學(xué)課程理論性強、內(nèi)容靈活但又有大量基本結(jié)論和公式需要記憶的特點， _采取半開卷的考試形式，即統(tǒng)一向?qū)W生發(fā)放一張A4大小的紙，學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中可將他們認(rèn)為重要的知識點歸納總結(jié)在這張紙上，而考試時可查閱這張紙上的內(nèi)容。采用這種方法，避免了學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中將大量精力放在結(jié)論和公式的記憶上，有助于督促學(xué)生對所學(xué)課程內(nèi)容進行思考，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。 總之，在新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)課程教學(xué)過程中，要堅持以學(xué)生為本，以學(xué)生為主體，在充分認(rèn)識本專業(yè)學(xué)生特點的基礎(chǔ)上，不斷 _，勇于實踐，不斷充實和完善自己，最終做到因材施教。 1馮端.固體物理學(xué)大辭典M.北京：高等教育出版社，1995. 2韋丹.固體物理M.北京：清華大學(xué)出版社，xx. 3文尚勝.材料學(xué)專業(yè)“固體物理”課程教學(xué) _初探J.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，xx，(10)：44-46. 4華中，劉惠蓮，孫亞娟，孟祥東.固體物理課程建設(shè)的實踐