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1、物理教师应根据教学实际,充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件,以及相关的CD、VCD资源,选取适合教学需要的内容来制作自己的课件,从而适应不同教学情境的需要。最好是把资源库进行分类,建立课件制作软件库、实验及仪器素材库、物理模型库、音像视频库、物理题库、分课时的多媒体电子教案库,这样就能把在教学过程中制作的每一个课件链接起来,从而逐步建立一个完整的教学课件制作系统。 2、使多媒体与教学过程有机结合以优化教学过程 科学利用多媒体辅助教学可以使课堂生动形象,提高学生学习兴趣,让学生在活泼轻松的气氛中学习,知识接受快,课堂效果好。怎样才能使多媒体与教学过程有机结合,以优化教学过程呢? （

2、1）巧妙创设情景。“计算机辅助教学有两大特点:一是交互性,二是个别性”2。利用多媒体,要创设与教学内容有关的又与学生实际紧密相连的生动的社会、文化、自然情景,形成一种特定的教学环境和氛围,给学生多种刺激,让学生边听边看边思考,充分调动学生的多种感官、充分激发学生的多元智力来认识理解物理现象和本质,从而在较短的时间内,促进和提高学生的理解能力,激发学生的学习主动性3。 （2）设计模拟实验。有些物理实验对其过程很难分步观察与判断,通过多媒体技术,可以模拟控制实验的速度,调整教与学的进度,在教师与计算机的共同启发下,达到实验学习的目标。同时,模拟物理实验能让学生抓住观察对象的主要特征和变化过程,明确

3、观察对象产生变化的现象和条件,有助于培养学生的注意力。如在进行“机械波”的教学时,若用多媒体演示横波、纵波的产生和传播,则物理图景清晰明了,并能由教师控制波动过程的展示节奏,有助于学生掌握其产生和传播规律。 （3）力求突破难点。教学中的难点,有些很难用传统的方法让学生理解突破,若用电脑模拟,往往就能取得良好效果。例如,在讲授地磁场对通电导线和运动的带电粒子的作用力知识时,由于中学实验条件的限制,教师为了建立物理模型,通常是靠讲述、版画来让学生了解、建模,学生往往对于这些现象和规律理解不深刻,记不了多长时间就忘记了。但是如果应用多媒体的教学手段来演示,在一定的理论指导下,教师可以根据自己的需要制

4、作动画来描述一种物理现象或者一个物理过程,会取得非常好的教学效果。此时可以把静止的图片变成能够运动的二维或三维动画,使学生对这部分知识的了解更为直观,对这部分知识的理解更加深刻,更加形象化。又如在学习楞次定律时,教师把“阻碍”作用通过动画模拟,演示原磁场方向、原磁场磁通量的变化以及感应电流的磁场方向,就能较好的化抽象为形象,使学生容易理解,易于建立物理模型,难点也就容易突破。 （4）整合已有知识。物理教学中经常要对不同时期学习的内容进行比较、归纳、概括、总结。例如,在初中、高中毕业班复习物理实验时,如用常规手段进行复习,教师很难把大纲中要求掌握的仪器装置一一画出,也不可能把做过的实验全部重做一

5、次。此时若利用电脑模拟,再现实验装置、实验过程和现象,唤起学生对旧知识的回忆,有利于比较、加深理解记忆,使学生的知识系统化,同时会节约大量时间。? （5）网络检测反馈 传统的反馈研究已经证明,反馈能改进学习,提高学习的效率4。教师利用计算机贮量大、速度快、交互性能好的特点,对学生进行有针对性的训练和检测,这样可把学生对问题的思维过程、方式、结果的正确与否给以即时判断,以矫正思维过程中出现的各种错误。网上资源具有信息量大、更新快等特点,网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库,教师可以根据学生已有的认识基础,探究问题情境,指导学生独立地上网学习, 查看相关内容,以扩充教学知识,使学生视野开阔,同

6、时辅之以必要的反馈练习,及时解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和独立处理学习问题的能力。 三、利用多媒体辅助物理教学时容易进的几个误区。 多媒体在物理教学中的优势显而易见,它是为教学服务的,是辅助教学,在教学中应特别注意避免如下几个误区。 误区1:电脑代替人脑 多媒体辅助教学,课堂容量大,节奏快,学生要把课堂上传播的知识进行消化和吸收,是要遵循学习规律的。因此在教学过程中既不能只顾教师对学生的灌输,也不能让学生脱离教师而单纯与机器交互学习,不能用电脑代替人脑。多媒体教学必须充分体现教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体地位,这样才能充分体现多媒体在教学中的真正意

7、义。 ? 误区2:多媒体演示实验替代物理实验 物理学是一门建立在实验基础之上的科学。物理实验是物理理论赖以产生和发展的基础,是物理理论运用于生产实践的桥梁和中介,所以物理实验是教学过程中不可替代的。课堂教学中有必要做的物理实验,要尽量让学生动手操作、观察,让学生获取第一手资料,养成科学的研究方法。当然对于一些限于条件,不能进行的实验,合理的用多媒体模拟,也是可取的。 误区3:过分强调多媒体教学技术的功能,忽视传统教学技术的作用 多媒体教学是一种辅助手段,不能过分强调使用。多媒体技术辅助教学,应以提高教学质量为宗旨,应和教师的教学有机结合。多媒体教学应该发扬传统教学的精华,切不可在使用多媒体教学

8、时抛弃优势方面,若只是为了赶时髦、摆花架子,则定会顾此失彼。多媒体教学只是教师授课的教学手段之一,各种手段都具有其各自的特点和功能,也有其不足,在教学中它们是相互补充、取长补短的关系,教师要处理好现代教学技术与传统教学技术的关系5。因此,在教学中应深入研究教学媒体的基本性质及各种媒体的作用,根据实际需要选择和有效应用媒体,以获得更好的教学效果。笄?4:每个课件都由自己制作 教师建立素材资源库后,要提高其利用率。因为制作一个好课件,是要花较长时间的,不能本末倒置它的辅助功能而花费大量备课时间。以制作研究光的折射课件为例,由于各种单色光对玻璃的折射率不同,折射偏折程度和传播速度都不同,此时课件要能

9、模拟展现出折射的现象,其制作是比较花时间的。而学生虽然通过实验能得到一些感性认识,但很难理解其中的物理规律,这时使用多媒体辅助教学,能很好的优化教学目标。此时就可以用现成的课件,利用其交互功能、网络功能的优势,来弥补传统教学方法的不足,同时节约制作课件的时间。当然,使用现成的教学软件,一定要根据教学实际和学生情况,有所选择加工,不要图省事而照搬不误。教师要有效提高资源的利用率,不必刻意追求每个课件都由自己制作。 误区5:课堂教学无需组织 现代教学技术的运用一定要做好引导工作。教学技术只是一种工具,教师在对学生进行展示时,一定要考虑到它的工具性,而不能让它成为教学的主题,使学生把注意力都集中到技

10、术上,而不是教学内容上。否则的话,教学技术反倒成为干扰因素。因此,运用多媒体辅助物理教学时,一定要努力防止和排除各种干扰,保证教学的有序进行。几年来我们通过信息技术与物理课程教学的整合,激发了学生对物理学科的学习兴趣,课堂上参与意识很强,对知识的理解掌握程度较理想,尤其是实验教学,学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。实践证明,信息技术与物理课程教学的整合能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学,使教学过程更具有科学性,帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间,吸引学生的注意力,使学生在课堂上接受和掌握更多的知识,提高物理课堂教学的效率。现代物理学在航天技术中的应用 我国航天技术持续的不断发

11、展，为我国空间科学的发展以及空间探测奠定坚实的基础。空间的物理学研究将不仅带动我国基础科学研究，而且将引领我国航天技术水平的进一步提高，有效促进空间科学与航天科技水平的协调发展。自上世纪90年代开始，我国利用“神舟”号飞船和返回式卫星，在空间材料和流体物理以及空间技术研究等领域开展了大量实验研究，取得一批重要成果。根据我国空间科学中长期发展规划，将利用返回式卫是进行微重力科学实验，同时探讨进行引力理论验证的专星方案。空间的物理学研究涉及空间基础物理、微重力流体物体、微重力燃烧、空间材料科学和空间生物技术等学科领域。空间基础物理涉及当今物理学的许多前沿的重大基础问题，在科学上极为重要，在我国还是

12、薄弱领域。随着我国经济实力的增长，应该适时地安排引力理论家验证的专星研究。 一、空间引力实验与引力波探测基础物理实验研究检验现有引力理论的假设和预言、寻找新的相互作用和引力波探测将为认识引力规律和四种相互作用的统一理论提供实验依据。加强空间引力实验和空间天文观测对于我国在空间基础科学领域参与国际竞争和发展高新空间技术具有重要牵引意义。与会专家认为应开展如下研究工作：1、空间等效原理实验检验（TEPO）;2、空间微米作用程下非牛顿引力实验检验（TISS）;3、激光天文动力学空间计划（ASTROD）;4、空间引力波探测。二、空间的冷原子物理和原子钟研究冷原子和玻色爱因斯坦凝聚是当代物理学中最活跃的

13、领域之一，它为探索宏观尺度上物质的量子性质提供了独一无二的介质。该领域的研究可以加深人们对基本物理规律的理解，同时具有重要的应用前景。此外，高准确度的时间频率标准是精密测量和探索研究基本物理问题的关键和基础，在应用技术上均占有是十分重要的地位。微波原子钟与光钟在空间物理有着广泛的应用前景，它不仅可以改进卫星定位导航系统，而且在深空跟踪和星座定位等深空科学上有着不可替代的作用。为了突破地面实验的温度极限和空间尺度，增加测量时间，以便进行更高精度的测量和探索新的物理现象，在微重力环境下进行冷原子物理实验是非常必要的。专家建议开展如下研究工作：1、空间实验室中的物质波及其相干性研究；2、微重力条件下

14、用冷原子和玻色爱因斯坦凝聚探索物理极限；3、空间超高精度微波原子钟；4、空间高精度光钟。三、微重力流体物理微重力流体物理是微重力科学的重要领域，它是微重力应用和工程的基础，人类空间探索过程中的许多难题的解决需要借助于流体物理的研究。在基础研究方面，微重力环境为研究新力学体系内的运动规律提供了极好的条件，诸如非浮力的自然对流，多尺度的耦合过程，表面力驱动的流动，失重条件下的多相流和沸腾传热等。近年来，复杂流体（软物质）的力学和物理学，接触角、接触线和浸润现象等与物理化学密切相关的领域也越来越受到关注。微重力流体物理所涉及的许多过程与微尺度流动中的过程有许多相似性，引起人们的兴趣。以中科院力学所国

15、家微重力实验室为主的流体物理研究在国际上取得了一席之地。专家建议开展简单流体、复杂流体、微重力气液两相流动与传热研究等研究工作。四、空间材料科学空间材料科学曾是微重力科学中耗资最大的领域，材料科学各分支领域的学者都希望在空间微重力环境中去研究凝固过程的机理和制备高质量的材科。空间微重力环境是制备、研究多元均匀块体材料的最佳场所，其主要特征就是消除了因重力而产生的沉降、浮力对流和静压力梯度。由于浮力减弱，密度分层效应的消失，可以使不同密度的介质均匀地混合。由于空间微重力环境中静压力梯度几乎趋于零，而能提供更加均匀的热力学状态。这种条件更有利于研究物质的热力学本质和流体力学本质，探索、研制新型的材

16、料和发现材料的新功能。目前空间材料科学研究的重点是利用空间实验的成果改进地面材料制备技术，以及利用空间微重力环境测量高温熔体的输运系数。在国际空间站的欧洲和日本压力舱中，都有材料研究的专柜。由于空间政策的调整，美国的空间材料科学研究计划己基本取消。我国空间材料科学在林兰英先生的倡导和指导下，一批学者积极参与，取得了重要学术成果。与会专家认为，利用微重力环境进行材料科学研究，不仅可以发展材料科学理论，还可发展新型材料和新型加工工艺。微重力环境可以制备出一些比地面更好的高品质材料，空间材料科学的进展及空间材料制备的技术可以改进空间和地面的材料加工，特别是为地面的晶体生长和铸造技术提供帮助。空间材料

17、科学涉及的领域有金属材料、半导体材料、光学晶体材料、纳米材料和高分子与生物医学材料等。与会专家建议，在加强地基研究和人才队伍建设的基础上，创造条件开展空间材料科学的搭载实验。五、小结空间科学是国家科学实力和综合实力的实际体现，深入开展空间科学实验是进行载人航天（含载人空间站）的需要，是我国基础物理、流体物理、燃烧、材料科学以及生物技术等学科发展的需求，是促进人类健康（如生物技术、基础生物学等）与提高人类生活质量的需求。开展空间科学技术研究能够极大地促进地面实验技术的进步，同时促进深空探索的进一步发展。与会专家认为，伴随着我国空间技术的飞速发展，加强空间学科研究的时机已经成熟。一致认为深入开展空

18、间的物理学研究（包括空间基础物理、微重力流体物体、空间材料科学和空间生物技术等学科领域）应当紧密结合国家科技战略目标（能源、农业和健康）和载人航天的关键问题（防火等），促进地面高技术发展（生物工程，新材料等）和基础研究（引力理论，生命科学等），并为卫星型号任务进行前期研究（全球重力测量的加速度计，高精度时标等）。通过充分论证和地基预研，遴选有重大应用价值和重要科学意义的空间实验项目，使该领域研究持续地发展。与会专家指出，根据我国载人航天计划和空间科学计划的需求，今后一段时间为发展空间的物理提供极好的机遇。中国学者要抓住机遇在微重力科学和应用上做出重大贡献。在充分讨论的基础上，就我国今后空间的物

19、理学领域的发展，与会专家提出了如下建议：1. 加强空间的物理学的地面预先研究及其支持强度，发展关键技术；2. 加强空间基础物理的研究，专门召开以空间引力实验为主题的研讨会；3. 充分利用暴露平台（如载人飞船工程、返回式卫星搭载）开展相关实验；4. 建议安排微重力实验火箭进行空间科学实验。超导体发展史1911年，荷兰科学家卡末林昂内斯（Heike Kamerlingh-Onnes）用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K时，水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料1。但这里所说的高温，其实仍然是远低于冰点0的，对一

20、般人来说算是极低的温度。1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。经过科学家们的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。1973年，发现超导合金铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，这一记录保持了近13年。1986年，设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧钡铜氧化物）具有35K的高温超导性。此后，科学家们几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。1986年，美国贝尔实验室研究的超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“

21、温度壁垒”（40K）被跨越。1987年，美国华裔科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继在钇钡铜氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的“温度壁垒”（77K）也被突破了。1987年底，铊钡钙铜氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从19861987年的短短一年多的时间里，临界超导温度提高了近100K。来自德国、法国和俄罗斯的科学家利用中子散射技术，在高温超导体的一个成员单铜氧层Tl2Ba2CuO6中观察到了所谓的磁共振模式，进一步证实了这种模式在高温超导体中存在的一般性。该发现有助于对铜氧化物超导体机制的研究。高温超导体具有更高的超导转变温度（通常高于氮气液化的温度），有利于超导现

22、象在工业界的广泛利用。高温超导体的发现迄今已有16年，而对其不同于常规超导体的许多特点及其微观机制的研究，却仍处于相当“初级”的阶段。这一点不仅反映在没有一个单一的理论能够完全描述和解释高温超导体的特性，更反映在缺乏统一的、在各个不同体系上普遍存在的“本征”实验现象。本期Science所报道的结果意味着中子散射领域里一个长期存在的困惑很有可能得到解决。早在1991年，法国物理学家利用中子散射技术在双铜氧层YBa2Cu3O6超导体单晶中发现了一个微弱的磁性信号。随后的实验证明，这种信号仅在超导体处于超导状态时才显著增强并被称为磁共振模式。这个发现表明电子的自旋以某种合作的方式产生一种集体的有序运

23、动，而这是常规超导体所不具有的。这种集体运动有可能参与了电子的配对，并对超导机制负责，其作用类似于常规超导体内引起电子配对的晶格振动。但是，在另一个超导体La2xSrxCuO4（单铜氧层）中，却无法观察到同样的现象。这使物理学家怀疑这种磁共振模式并非铜氧化物超导体的普遍现象。1999年，在Bi2Sr2CaCu2O8单晶上也观察到了这种磁共振信号。但由于Bi2Sr2CaCu2O8与YBa2Cu3O6一样，也具有双铜氧层结构，关于磁共振模式是双铜氧层的特殊表征还是“普遍”现象的困惑并未得到彻底解决。理想的候选者应该是典型的高温超导晶体，结构尽可能简单，只具有单铜氧层。困难在于，由于中子与物质的相互

24、作用很弱，只有足够大的晶体才可能进行中子散射实验。随着中子散射技术的成熟，对晶体尺寸的要求已降低到0.1厘米3的量级。晶体生长技术的进步，也使Tl2Ba2CuO6单晶体的尺寸进入毫米量级，而它正是一个理想的候选者。科学家把300个毫米量级的Tl2Ba2CuO6单晶以同一标准按晶体学取向排列在一起，构成一个“人造”单晶，“提前”达到了中子散射的要求。经过近两个月散射谱的搜集与反复验证，终于以确凿的实验数据显示在这样一个近乎理想的高温超导单晶上也存在磁共振模式。这一结果说明磁共振模式是高温超导的一个普遍现象。而La2xSrxCuO4体系上磁共振模式的缺席只是“普遍”现象的例外，这可能与其结构的特殊

25、性有关。关于磁共振模式及其与电子间相互作用的理论和实验研究一直是高温超导领域的热点之一，上述结果将引起许多物理学家的关注与兴趣。20世纪80年代是超导电性的探索与研究的黄金年代。1981年合成了有机超导体，1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物LaBaCuO4，其临界温度约为35K。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。1987年在超导材料的探索中又有新的突破，美国休斯顿大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后研制成临界温度约为90K的超导材料YBCO（钇铋铜氧）。1

26、988年初日本研制成临界温度达110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。至此，人类终于实现了液氮温区超导体的梦想，实现了科学史上的重大突破。这类超导体由于其临界温度在液氮温度（77K）以上，因此被称为高温超导体。自从高温超导材料发现以后，一阵超导热席卷了全球。科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达125K，汞系化合物超导材料的临界温度则高达135K。如果将汞置于高压条件下，其临界温度将能达到难以置信的164K。1997年，研究人员发现，金铟合金在接近绝对零度时既是超导体同时也是磁体。1999年科学家发现钌铜化合物在45K时具有超导电性。由于该化合物独特的晶体结构，它在计算机数据存储中的

27、应用潜力将是非常巨大的。自2007年12月开始，中国科学院物理研究所的陈根富博士已投入到镧氧铁砷非掺杂单晶体的制备中。今年2月18日，日本东京工业大学的细野秀雄教授和他的合作者在美国化学会志上发表了一篇两页的文章，指出氟掺杂镧氧铁砷化合物在零下247.15时即具有超导电性。在长期研究中保持着跨界关注习惯的陈根富和王楠林研究员立即捕捉到了这一消息的价值，王楠林小组迅速转向制作掺杂样品，他们在一周内实现了超导并测量了基本物理性质。几乎与此同时，物理所闻海虎研究组通过在镧氧铁砷材料中用二价金属锶替换三价的镧，发现有临界温度为零下248.15以上的超导电性。2008年3月25日和3月26日，中国科学技

28、术大学陈仙辉组和物理所王楠林组分别独立发现临界温度超过零下233.15的超导体，突破麦克米兰极限，证实为非传统超导。2008年3月29日，中国科学院院士、物理所研究员赵忠贤领导的小组通过氟掺杂的镨氧铁砷化合物的超导临界温度可达零下221.15，4月初该小组又发现无氟缺氧钐氧铁砷化合物在压力环境下合成超导临界温度可进一步提升至零下218.15。为了证实（超导体）电阻为零，科学家将一个铅制的圆环，放入温度低于Tc=7.2K的空间，利用电磁感应使环内激发起感应电流。结果发现，环内电流能持续下去，从1954年3月16日始，到1956年9月5日止，在两年半的时间内的电流一直没有衰减，这说明圆环内的电能没

29、有损失，当温度升到高于Tc时，圆环由超导状态变正常态，材料的电阻骤然增大，感应电流立刻消失，这就是著名的昂尼斯持久电流实验。编辑本段超导技术谈1911年，荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡茂林-昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后，人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中流大的电流，从而产生超强磁场。1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感兴强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。后来人们还做过这样一个实验：在一个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬