美国物理教育研究进展

对美国物理教育研究领域的发展和现状作了总体的介绍.物理教育研究的内容是物理教育教学的理论和方法,对象是与物理教学相关的各个方面及其之间的关联,提出并采用了许多新的教学方法和教学模式,目的是提高教学质量、发现并解决物理教学中存在的问题和难题,激发学生学习物理的积极性,加深对物理概念的理解和掌握,并提高他们分析和解决科学问题的能力.     

爱因斯坦的教育思想对物理教学的指导意义

 近２０年来,我国有很多物理教师和物理教育研究工作者运用现代教育心理学的成果来研究学生的物理学习过程,这对物理教学改革的进一步深化具有一定的促进作用。但是,从有关刊物上的不少文章来看,有把物理教学研究仅仅当作教育心理学理论向物理学教育具体化的倾向,这类文章都是统一模式,开头介绍教育学、心理学的一些概念或原理,然后把它们具体化到物理教学中来,最后谈一些有关应用。此种文章对普及教育学、心理学知识虽有一定作用,但我们认为,物理教学研究应该着眼于物理学自身的特点和发展规律,从物理教学实际需要出发,吸收教育心理学最新成果和方法,不是简单照搬,而是有选择地创造性地加以应用。     

支持、扶植、宣传，让《通讯》扎根、开花、结果

《国际物理教育通讯》已正式创刊发行。由于它能准确地传递国际物理教育信息．及时地介绍和推荐各国物理教育的先进思想、方法和手殷等，它将对我国物理教育及改革产生深远的影响，它是我国物理教师及有关工作的良师益友。     

国际物理教育研究的现状与动向——基于PRPER近15年物理教育研究论文(2005-2019)的内容分析

以权威期刊PRPER近15年的文章为研究对象,运用内容分析法对国际物理教育研究的现状和动向进行分析.结果表明PRPER论文数量逐年增加,主要聚焦于评价、物理课程与教学、学生和教师的态度和信念等研究主题,涉及力学、电学、量子物理等学科领域.当前国际物理教育研究具有研究方向多样化、重视以学科为基础的教育研究模式和关注信息化资源共享等特点.     

互联网上的开放大学物理教育

对互联网上的开放物理教育进行了研究.给出了网络学习系统组成、免费物理课程资源;对物理开放课程做了统计分析;将网络免费物理学习方式与其他教育模式进行对比;展望互联网物理教育未来发展趋势.     

美国物理教育研究的特点及其启示

通过比较美国《物理评论快报》特刊PRST和国内优秀教育期刊《课程·教材·教法》以及《大学物理》杂志上2010~2013年的物理教育类文章,分析了美国物理教育研究在研究内容、研究模式、研究方法等方面的特点,指出了美、中两国在物理教育研究方面存在的差异,并提出了改善我国物理教育研究现状的思考和建议,力图为促进我国物理教育研究提供参考.     

2015年国际物理教育大会(ICPE 2015)会讯

<正>由国际纯粹与应用物理联合会物理教育分会(C14)组织举办的国际物理教育大会(ICPE)自1960年以来在不同国家轮流举行,会议的主要目的是为世界各地各类学校从事物理教育研究和物理教育的人们提供一个平台,分享和交流彼此的教学经验.2015年国际物理教育大会将首次在中国举行.这次会议为全国从事物理教育研究和物理教育的同仁提供了不出国门了解国际物理教育教学的发展趋势与动向、与国内外同行     

基于文化开展物理教育的价值分析及其注意问题

面对物理课程在各类高等教育中的不断退出,需要开展基于文化的物理教育.基于文化的物理教育,不仅重视发掘物理学内在的文化品性,而且将物理学置于广阔的人类文化之中去考察,加强物理学与方方面面的联系,产生超越物理学认识自然和创造物质的成就,给人们带来源自对物质世界本质认识的启示,其中蕴涵着丰富的教育价值.然而要体现基于物理文化教育的价值,则要克服基于文化的物理教育是对物理知识的稀释等认识和教学问题.     

美籍华人诺贝尔物理学奖获得者的物理教育思想

研究了美籍华人诺贝尔物理学获得者即杨振宁、李政道、丁肇中、崔琦、朱棣文的物理教育思想,他们都强调创新、实验、兴趣以及物理的艺术性在物理教育中的重要性.讨论了在物理教育中用大师的物理教育思想指导我们的物理教育工作.     

哈佛大学物理教育状况研究

通过对哈佛大学物理教育理念、专业设置、课程体系、教材选用情况和教学方式的分析与研究,认为本文可为中国大学的物理教育改革提供一些科学的参考和启示.在我国物理学高等教育改革方面,建议应注意崇尚学术自由、营造严谨治学的学术氛围、通识教育与专业教育相结合、注重实践学习、制定独具特色的物理教学模式等.     

美国大学物理学分层次教学研究

以麻省理工学院、耶鲁大学、斯坦福大学为例,详细介绍了美国一流大学物理学入门课程和物理专业分层次教学及其课程设置,读者可以通过此文深入了解美国大学物理教育情况,也能够为国内大学物理教学改革提供一些好的范例,起到一定的借鉴作用.     

SPOC：结合高校教学的融合创新

从2008年开始,MOOCs经历了一个四年沉淀,两年爆发的发展历程.与以往的网络教育相比,名校名师效应、易学易用性的优势作用于教育资源绝对稀缺、网络环境大幅改善的环境,迅速点燃了人们强烈的学习动机,形成爆发式增长.在基于教学需求的探索过程当中,与传统教育方式的“融合创新”开始兴起,其中有一种非常值得关注的模式就是由Armando Fox教授提出的SPOC模式,哈佛、MIT、加州伯克利都在进行SPOC教学试验.在中国,清华大学出版社率先打造出SPOC平台,推出《大学物理》等课程,配套了完整的教学资源,开启了SPOC模式在中国的应用.     

一个玻色-爱因斯坦凝聚体超流临界速度值的修正

超流最关键的物理量就是临界速度,美国MIT(麻省理工学院)实验组用激光来回扫描凝聚体的方法测出BEC超流体的临界速度,但是与Bogolyubov的理论得出来的值相比小得多,P.O.Fedichev考虑凝聚体处在外势中和各相异性的特点,理论计算的结果与MIT(麻省理工学院)实验组测量的实验值接近,但还是有一定的差距。考虑到非凝聚粒子的影响,发现MIT组测得的实验值并不是临界速度,而是准粒子的速度,实际临界速度比测得的速度要大。估算了准粒子的有效质量,并用碰撞模型对MIT组测得的实验值进行了修正。Jun Suzuki考虑了非凝聚态粒子的影响,计算出的临界速度的理论值与修正后的MIT组的实验结果相符。     

Photonic crystal electro-optical switching cell

We investigated the physical mechanism of a photonic crystal (PhC) switching cell based on an optical directional coupler (ODC). This ODC is driven by a low power external electrical command signal, inserted in the central coupling region, which causes the changes in the refractive index.The switching process is based on the change of the bar state to the cross state owing to the external command signal. In our simulations we used the following methods: Plane Wave Expansion by MPB (MIT Photonic-Bands), Finite-Difference Time-Domain by MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), Finite Element by COMSOL Multiphysics and our own Binary Propagation Method.     

电场诱导二氧化钒绝缘-金属相变的研究进展

二氧化钒(VO_2)是电子强关联体系的典型代表,其晶体结构在特定阈值的温度、电场、光照和压力等物理场作用下会发生由单斜金红石结构向四方金红石结构的可逆转变,从而引发绝缘-金属相变.其中,电场诱导VO_2绝缘-金属相变后的电导率可提高2-5个数量级,在可重构缝隙天线、太赫兹辐射以及智能电磁防护材料等领域具有广阔的应用前景,成为近年来人们的研究热点.首先,简要概述了VO_2发生绝缘-金属相变时晶体结构和能带结构的变化,进而从电场诱导VO_2绝缘-金属相变的研究方法、响应时间、临界阈值场强调控以及相变机理几个方面系统总结和评述了近年来国内外学者在该领域的重要发现和研究进展.最后,指出了当前VO_2绝缘-金属相变研究存在的问题,并展望了未来的发展方向.     

Optical investigation of the metal-insulator transition in the manganite films with the thickness dependence

We investigated the optical response of La_0.67Sr_0.33MnO₃ (LSMO) films which show the metal-insulator transition (MIT) with the film thickness dependence. By using spectroscopic ellipsometric technique we found that the optical spectra below the charge transfer gap exhibited the coherent-incoherent crossover behavior through MIT. The formation of the incoherent mode near 1.5 eV was reminiscent of the polaron absorption which had been widely observed in various manganites. We suggest that the electron-phonon coupling could be enhanced due to low dimensionality in the ultrathin LSMO film in consideration of orbital polarization.     

大学物理实验教学综合性创新改革初探

围绕大学物理实验教学改革,针对当前原有课程模式中存在的各种问题提出相应的课程改革措施。     

Modulation of physical properties of oxide thin films by multiple fields

Recent studies of the modulation of physical properties in oxide thin films by multiple fields are reviewed.Some of the key issues and prospects of this area of study are also addressed.Oxide thin films exhibit versatile physical properties such as magnetism,ferroelectricity,piezoelectricity,metal–insulator transition(MIT),multiferroicity,colossal magnetoresistivity,switchable resistivity.More importantly,the exhibited multifunctionality can be tuned by various external fields,which has enabled demonstration of novel electronic devices.     

电触发二氧化钒纳米线发生金属-绝缘体转变的机理

二氧化钒(VO_2)是一种强关联相变材料,在341 K下发生金属-绝缘体转变.尽管对于VO_2相变的物理机理进行了大量研究,但科学家仍未形成统一认识.与热致VO_2相变相比,电触发VO_2相变应用前景更为广阔,但其机理也更为复杂.本文利用原位通电杆和超快相机技术,在透射电镜下原位观察了单晶VO_2纳米线通电时的相转变过程,记录了相变过程中对应的电压-电流值,并在毫秒尺度下捕捉到了VO_2的过渡相态.发现VO_2电致相变并非由焦耳热引起,推断其机理是载流子注入.同时观察到电子结构相变和晶体结构相变存在解耦现象,进一步支持了上述推断.将VO_2纳米线两端施加非接触式电场,观察到VO_2纳米线在电场中的极化偏移,而未观察到相变发生,该现象同样支持相变的载流子注入机理.研究表明VO_2的金属-绝缘体转变遵循电子-电子关联机理,即根据电子关联的Mott转变进行.