从学业要求看物理课程跨学科实践的育人价值

培养学生物理学科核心素养是学科育人价值的集中体现,也是物理教学要达到的根本目的.《义务教育物理课程标准(2022年版)》将“跨学科实践”列为一级主题,并把“跨学科实践”作为培养学生物理核心素养的新途径.通过将新课标中跨学科实践部分的“学业要求”内容与核心素养内涵对应比较,可以说明跨学科实践如何在培养学生核心素养方面发挥作用.并在此基础上,为跨学科实践教学达成学业要求提出建议.     

基于CPS模型的高中物理校本课程教学研究——以“中学物理与现代前沿应用”校本课程为例

为了填补国家课程物理课堂教学中核心素养落实的不足,尝试在物理学科类校本课程教学过程中融入核心素养,并重点突出创新实践能力,在基于CPS模型的《中学物理与现代前沿应用》这门校本课程的教学实施过程中,既能与常规物理课堂紧密联系,又始终立足于学生自主发展,为学生创新能力的提升以及个性化发展创设了丰富的机会,取得了比较明显的成效,积累了一定的经验.     

在物理课程中融入课程思政的实践与思考

新的时代背景下,在课程教学中融入思政元素已经成为了教学的重要方面.结合物理学科的特点,介绍了通过讲述物理学家故事,探讨科学伦理和医学伦理,穿插“积极心理学”内容以及通过物理文化建设来开展课程思政教育的一些具体做法与尝试,以期获得专业教育与思政教育双丰收.     

科学研究融入固体物理教学的探索与实践

前沿科学技术融入教学是实现专业知识从学习、应用到创新的重要途径.本文将热电材料科学研究融入到固体物理教学中,利用热电材料研究前沿促进固体物理中晶体结构、晶体的结合、晶格振动与晶体的热学性质、自由电子论和能带理论等基础知识的教学和思考,加强学生对固体物理基础知识的理解、激发学习兴趣,拓展知识层次,培养学生将基础知识用于解决实际问题的科学思维和能力,提高了教学质量.     

双振荡场产生正负电子对的理论研究

在强电磁场下真空产生正负电子对的研究中,多场的组合扮演重要的角色.本文运用计算量子场论方法在全时空数值求解狄拉克方程,研究了两个空间分离的局域化振荡电场击穿真空产生正负电子对的过程.结果表明通过选取合适的场参数,两场的相互作用可以显著增强正负电子对的产生.两场的相互作用使产生正负电子对的动量分布曲线出现了周期性的振荡,并导致了非对称的多光子跃迁过程.通过含时微扰理论分析得出,正负电子对的动量分布的周期性振荡可由电场宽度、电场频率和两场间距共同决定.两场间距能够改变正负电子对动量分布的变化周期,随着两场间距的增大,产生正负电子对的动量(能量)的单一性得到优化;电场宽度不仅影响正负电子对动量分布的峰谷高度差,还会改变其在动量空间峰值的展宽;根据能量守恒定律,电场频率的增大使得产生粒子对的动量随之变大.因此,通过选择合适电场参数可以抑制或加强特定动量分布的正负电子对,这为今后的实验设计提供了重要的理论指导.     

过程性评价对工科物理教学质量的影响研究

本研究以课堂测验的形式探索过程性评价对学习效果的影响。学生层面上,通过使用学习投入问卷对工科学生的大学物理学习投入进行测量,发现过程性评价除了检查课堂学习效果,还是提升学生情感投入的一个有效途径。教师层面,通过使用Rasch模型对大学物理课堂测试数据进行分析,发现过程性评价有助于出题教师优化测试题库,任课教师根据测试反馈也可以不断建构和修正教学内容,提高教学质量。     

科研为导向反哺教学的教育模式用于半导体物理课程的教学改革

半导体物理的知识点相对烦琐且内容抽象,传统的课堂教学方法已无法满足学生的需求,以科研为导向反哺教学的教育模式为半导体物理学课程教学改革提供了全新的思路。科研为导向反哺教学的教育模式注重将科研与教学有机结合,实现“教学与研究”的一体化,该模式充分利用半导体物理课程中的基础知识和新兴科研工具,旨在培养学生的主动性、独立思考能力、科研能力和创新意识。这种科研为导向反哺教学的教育模式针对半导体物理教学内容给出了具体优化措施,通过让学生参与科研实践,既能满足学生更好地理解半导体物理课程的重要概念和原理,掌握课堂知识,取得非常好的教学效果,又能够带给他们前沿知识,激发他们的学术兴趣和创新潜力,为未来从事半导体物理学领域的研究和创新打下坚实基础。     

第52届国际物理奥林匹克竞赛理论第2题介绍与解答

第52届国际物理奥林匹克竞赛理论部分共三道题目,本文主要对理论第二题“詹姆斯·韦伯太空望远镜”题目进行介绍,给出参考解答以及对中国学生答题情况的分析。     

用于SCA ASIC测试的数字读出模块设计

高速开关电容阵列(SCA)具有高速采样、低功耗的特点,基于SCA的高速波形数字化是目前高精度时间测量的一个重要研究方向。为此,我们开展SCA芯片的研究,目前已设计完成原型ASIC设计,并正在进行后续版本的改进设计。为便于未来多版本ASIC的测试和评估,需设计具有一定通用性的数字读出模块,本论文工作主要介绍此模块的设计工作以及相应的数据读出软件。数字读出模块基于FPGA实现对待测ASIC的控制、配置及数据读出,采用DDR3片外存储芯片,使用USB3.0等接口进行数据传输;上位机软件基于Python3.7设计,实现了数据采集与波形绘制等功能。目前已使用设计完成的数字读出模块对第2版SCA ASIC进行了初步的测试,测试结果表明,此读出模块工作正常,且SCA芯片输出结果符合预期。     

Z箍缩聚变及高能量密度应用研究进展

基于脉冲功率技术的Z箍缩过程可以实现驱动器电储能到X光辐射的高效率转换,形成极端温度、密度、压力条件,近年来在惯性约束聚变及高能量密度应用中取得了一系列重要进展。综述了国际上辐射间接驱动和磁直接驱动两条Z箍缩聚变技术路线发展现状,简要介绍了我国Z箍缩聚变尤其是7~8 MA脉冲功率装置上的动态黑腔研究进展;分别从辐射与物质相互作用、辐射不透明度、材料动态特性、实验室天体物理等方面,概述了Z箍缩应用于高能量密度物理研究的技术路线和主要成果。希望通过对Z箍缩聚变及高能量密度应用研究的论述和发展趋势分析,推动我国Z箍缩研究领域的进一步发展。