文档介绍：原子物理学课程教学改革初探-物理论文原子物理学课程教学改革初探 翁铭华,张妹玉,林珠妹(闽江学院物理学与电子信息工程系,福建福州350108)摘要:为了提高原子物理学课程的教学质量,本文就原有的教学方法和内容上存在的一些问题,相应地提出一些创新的改革尝试的方法。关键词 :原子物理学;实验;因果逻辑中图分类号::A文章编号:1674-9324(2016)08-0141-02原子物理学课程是大学普通物理中一门重要的专业基础课程,一般安排在力学、光学、电磁学等普通物理课程之后,以及量子力学、统计物理等理论物理课程之前讲授。原子物理学课程是联系经典物理与量子物理的纽带,是学生第一次接触与生活相去甚远的物理学科。学****过程中将不断遇到全新的视角与全新的观念,对学生和授课教师都是一个不小的考验。本文就原子物理学课程教学中遇到的问题与难点,提出一些创新方法的尝试。一、以实验为中心,围绕实验展开理论阐述在原子物理学的发展过程中,从原子结构到原子核组成,一直是实验领先于理论,于是在讲授过程中,应引导学生从实验现象中总结物理模型。例如在讲授原子核式模型时,应围绕α粒子散射实验进行。在讲授过程中,可以将实验目的、实验装置、实验现象制作为动画模拟或是演示视频,让学生有亲身感受。紧接着,引导学生探究实验现象所蕴含的物理图像。将α粒子散射实验呈现的仅八千分之一的反弹概率与原有的汤姆逊提出的“葡萄干布丁”原子模型比较,引导学生发现二者之间的矛盾。根据汤姆逊的原子模型,根本不可能存在大角度散射的α粒子,更别提180°角的反弹现象的出现,从而再引出卢瑟福原子核式模型。正因为存在高度致密的原子核,才能符合α粒子散射实验的结果。如此环环相扣,有理有据地引出卢瑟福的原子核式模型,有助于学生深入理解这一理论模型。再例如在讲授电子自旋时,应首先围绕史特恩-盖拉赫实验进行。施特恩-盖拉赫实验原本的目的仅仅是为了验证原子的轨道角动量的空间量子化,一个不合理的目的却得到了出乎意料的结果。实验利用原子的磁矩与外磁场的相互作用而受力,使得原子运动轨迹偏转,得到的实验结果完全不符合经典物理理论。讲授时应突出原有的经典理论对于解释实验结果的困难,从而引出提出电子自旋的必要性与迫切性。电子自旋的另外两个验证实验:碱金属双线与塞曼效应也应作为讲授的重点。两个实验的实验条件不同:碱金属双线不需要外加磁场,塞曼效应的产生需要外加弱的均匀磁场。由不同的实验条件引出不同的实验现象的产生机制:碱金属双线是原子内部的电子自身的自旋磁矩与轨道运动产生的磁场相互作用形成的,塞曼效应是由原子自身的总磁矩与外加的磁场相互作用产生的。同时,可以将这三个实验放在一起比较,引导学生加以区分,从而更好的掌握电子自旋这一抽象的物理概念。传统的原子物理学课程皆为理论教学,顶多借用多媒体演示实验。在教学过程中发现,多媒体演示实验因为可以较为直观地展示实验装置过程以及结果,因此的确好过板书教学的效果。但是,我们一直强调,物理是一门实验科学,任何理论的提出都必须经过实验的验证。教师不妨尝试一些简单的可以实现的现场演示实验,或是将课堂搬到近代物理的实验室里,与近代物理实验的内容相结合,将会取得更好的效果。例如,可以直接在课堂上给学生演示简单的光电效应实验。在实验过程中,采用固定变量法,让学生记录得到的实验数据,并引导学生自主分析实