物理教育本科畢業論文
❶ 指導物理類本科生畢業設計的一些嘗試
指導物理類本科生畢業設計的一些嘗試
郭立平劉傳勝
(武漢大學物理科學與技術學院,湖北武漢430072)
[摘要] 介紹了筆者在指導物理類大學本科生進行畢業設計工作中的一些思考和嘗試。針對不同學生的畢業去向和個人興趣,結合筆者的科研需要,提出畢業設計題目、研究目標和應當完成的基本任務。將畢業設計內容與畢業後繼續攻讀研究生學位相結合、與出國留學相結合、與參加工作的職業性質相結合,盡可能使學生獲得基本的科研和技術訓練,為畢業後盡快向所從事工作的順利過渡打下基礎。
[關鍵詞] 畢業設計;學術研究;研究生學位;出國留學;職業發展
[中圖分類號]G642.477
[文獻標識碼] A
[文章編號] 1005-4634 (2012) 06-0049-03
0 引言
作為大學教學的最後一個綜合性環節,畢業設計是學生極為重要的一個學習和訓練過程。畢業設計的目的是培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。對理工科學生而言,提高畢業設計的質量,是學生提高技術能力並獲取初步科研能力的一個重要環節。不同的學生未來所面臨的實際問題可能差別很大。據統計,近五年來,武漢大學物理科學與技術學院物理類專業的本科生畢業後約65%繼續攻讀研究生學位,20%的學生出國留學,其他學生參加工作。對這些畢業後不同去向的學生,在畢業設計階段盡可能進行一些有針對性的科研和技術訓練,對於學生畢業後盡快向工作過渡是很有意義的。筆者在2008年至2012年期間共指導了23名物理系本科畢業生作畢業設計,題目全部來自於所承擔的科研項目,要求學生參加科研項目的某個部分或者環節。本文介紹了筆者在指導物理專業本科生進行畢業設計方面的一些思索、嘗試和效果。
1 畢業設計內容與出國留學相結合
在筆者指導的本科生中,先後有多人被國外高校錄取為研究生繼續深造,如2009屆學生徐水鋼被香港科技大學錄取,2012屆學生周明亮被美國石溪大學錄取。相對而言,國內高校的本科生在理論知識的學習上比較系統、深入,而動手能力的培養則比較薄弱;對傳統知識的掌握比較牢固,而對學科前沿的最新動態則了解不多,專業知識面和學科視野不夠寬廣。對於這些即將出國深造的學生而言,國外的課程學習並不困難,比較困難的是研究能力的欠缺,因此盡快過渡並適應國外高校的研究工作顯得比較迫切。在指導這些本科生畢業設計時,特別注意對文獻調研能力和動手能力的鍛煉。
在文獻調研方面,要求學生做系統深入的國內外文獻檢索,完成對被國際權威資料庫SCI和EI收錄的英文論文的檢索,特別是對本學科國際和國內主要專業期刊和國際頂級權威期刊的論文檢索,獲得所研究課題的最新文獻和最權威文獻,以及發展過程中的關鍵文獻和早期的基礎文獻。在充分掌握文獻的基礎上,先閱讀中文文獻,後閱讀英文文獻,並在組內做文獻閱讀報告,進行文獻討論,幫助學生理解文獻內容。在此基礎上,撰寫調研報告,並在組內做文獻綜述報告。通過完整的文獻調研、大量的文獻閱讀、深入的文獻討論和系統的文獻綜述,學生不僅極大地開拓了視野,更重要的是大大提高了獲取知識的能力,為日後快速適應國外研究生生活打下良好基礎。
例如,2012屆學生周明亮同學的畢業設計題目是《武漢大學離子槍一電鏡聯機裝置》,所研究的裝置是我國唯一的一台,目前國際上正在運行的類似裝置總共只有不到十台。這種裝置可以在離子輻照注入現場原位研究材料的微觀結構變化過程,是研究離子束與物質相互的極富特色的稀有設備。該同學不僅對國際上現有裝置進行了全面調研,而且調研了自1961年Pashley和Pre sland國際上首次報道利用80 kV透射電子顯微鏡原位觀察Au的電子束輻照損傷以來至今50年來的全部類似裝置。通過對該類裝置發展歷程的完整調研,對該類裝置的技術特點、關鍵技術、技術難點、主要應用和未來發展趨勢有了全面深入的了解,並提高了文獻調研、閱讀和綜述能力。
對於動手能力的培養,往往有一個誤區,就是培養學生儀器設備的操作能力。筆者認為,只會操作是不夠的,而是更加強調對設備的結構、部件的加工、功能的改進、故障的排除等多方面的鍛煉。例如,給周明亮同學的畢業設計任務是繪制工圖、改進真空、調節離子光路、測量離子束流。首先要求該生對裝置進行工程制圖,這對一個從未接觸過工程制圖的學物理的學生來說有一定難度,但他去美國攻讀研究生的研究方向會經常涉及制圖問題。(畢業設計 )由於了解工程制圖對其未來研究工作的重要性,該生積極自學,在1個月時間內就掌握了基本的電腦制圖技術,並繪制了滿足基本要求的圖紙,包括該裝置的主要部件:離子源、聚焦透鏡、雙偏轉板、四刀狹縫、光闌、離子束與電鏡介面和真空介面的圖紙,以及按離子光路傳輸的實際幾何布局進行組裝的完整裝置圖紙。在繪制圖紙過程中,利用裝置出現故障的機會,拆開了裝置並測量其中各部件的尺寸。通過這一過程,該生既培養了繪圖能力,又對裝置的原理有了更直觀的理解,並為後面的裝置改進和調試打下了基礎。例如,加工並改進了聚焦器與偏轉器之間的過渡板,提高了裝置的真空度;用激光準直完成了離子傳輸光路的調整。在測束流時發現聚焦高壓加不上去,出現打火現象,高壓搖表測試發現聚焦透鏡的中間圓筒與地之間電阻很低,於是判斷中間圓筒出現故障,取下後發現果然是圓筒被擊穿,處理後恢復正常。通過參與束流測試工作,獲得滿意的測量結果。通過這些繪圖、加工、改進、反復拆裝、多次測量、故障排除、反復調試等過程,在使學生能力得到鍛煉的同時,也對實際科研中的物理實驗研究所需要的'細致、堅持、創新等必備品質有了真切的體會。
2 畢業設計內容與攻讀國內研究生學位相結合
在筆者所指導的本科畢業生中,有的學生考上或被保送到國內高校或研究單位攻讀研究生學位,包括在筆者的指導下攻讀博士學位和碩士學位。對於這樣的學生,筆者將其畢業設計的研究內容與即將開始攻讀研究生學位期間的研究內容緊密銜接起來,以利於學生盡快進入研究生階段的學習。實際上,由於研究生一年級學位課程學習任務很重,很難有時間從事研究工作,大多數學生是在研究生二年級才開始真正有時間投入到科研中。因此,從大學四年級上學期修完本科學分到研究生二年級,留下了一年半的空檔期。但是,如果在畢業設計期間能受到良好的科研訓練,那麼就有可能在讀研究生一年級時在課程學習的同時就能進行一部分研究工作。按照這個思路對准備繼續攻讀研究生學位的本科畢業生進行比較深入的科研訓練,取得了較好效果。例如,2008屆本科畢業生李鐵成考上了筆者的博士研究生,博士論文的研究方向是核技術在材料科學中的應用,包括同步輻射和離子注入技術。為此,布置給該生的本科畢業設計題目是《Si1-xMnx稀磁半導體的同步輻射研究》,任務是應用同步輻射X射線精細結構譜學(XAFS)對過渡金屬Mn離子參雜硅所制備的磁性半導體進行局域結構分析。其學術背景是,稀磁半導體同時兼有鐵磁性和半導體性質,是未來自旋電子學的關鍵材料,在材料如硅單晶中注入峰值濃度約1%的Mn即可產生鐵磁性,因此摻入的少量Mn原子對磁性的產生起著決定性作用。與所有其他物理性質一樣,此磁性的產生也起源於其結構的變化,因此,研究Mn原子周圍的局域結構,對於了解鐵磁性的產生機理可以提供關鍵的信息,而XAFS方法則是研究局域結構的獨特技術。該生在本科專業課學習期間曾系統地學習過XAFS方法,但沒有用該方法研究過實際問題。畢業設計期間,通過在磁性半導體中的實際應用,學習並熟練掌握了XAFS數據處理方法和軟體,並通過對實際數據的處理和分析,不但獲得了多個樣品的摻雜原子局域結構結果,合理解釋了其磁性的微觀結構起源,而且加深了對這種特色實驗方法的理解。進入研究生學習後,立即先後赴上海光源和北京同步輻射裝置做XAFS實驗測量,進一步熟悉了實驗技術,並獲取了新的實驗數據。該生將本科論文和研究生期間補充的工作進行總結後,在國際專業期刊《Vacuum》上發表SCI論文一篇,順利實現了本科畢業設計與研究生階段研究工作的有機銜接。
3 畢業設計內容與參加工作相結合
筆者指導的畢業生中有一部分直接參加工作,他們畢業的主要去向是企業類用人單位,將主要從事與生產實際相結合的技術工作,而不是實驗室里的基礎研究。對這部分學生,如何使其盡快從大學課程學習過渡到實際工作,也是值得思考的問題。筆者在指導其進行畢業設計時,根據其畢業後實際的工作性質,有針對性地安排畢業設計內容和任務。同時,作為綜合性大學的物理系學生,最基本的科研訓練也是不可缺少的。例如,2008屆畢業生周國芹同學畢業後將去華為公司從事軟體開發,筆者給他的畢業設計題目是《低活化鋼的穆斯堡爾譜學研究》,主要任務是應用專業軟體MOSFUN和MBT對穆斯堡爾譜進行擬合分析。同時,要求完成厚度小於30微米的樣品制備、穆斯堡爾譜測量和擬合結果的物理分析。該同學通過畢業設計掌握了穆斯堡爾譜的數據處理方法和專業軟體的使用,對軟體所採取的演算法也有了比較深入的了解,這種訓練對於其日後從事軟體開發是有益的。
4 結束語
本文介紹了筆者在指導物理系本科生畢業論文方面的一些思考和嘗試。主要是根據學生畢業後的去向有針對性地布置內容和任務,提高學生的文獻調研能力、動手能力、數據處理能力、分析能力和科研論文寫作能力,為盡快向畢業後工作的順利過渡打下基礎。通過畢業設計,有本科生作為第一作者在國際專業期刊上發表了SCI論文,有本科生作為第一作者獲得了授權的實用新型專利,表明這些嘗試獲得了良好的效果。對於本科畢業生而言,雖然畢業設計只有短短的三個多月的時間,只佔四年的大學學習時間的一小部分,然而卻是大學學習的收官之作,是進行一些最基本的科研和技術訓練的良機,值得不斷地思考、探索和改進,為提高學生的科學和技術素質把好最後一關。
❷ 大學物理論文
我大學畢業論文寫的是<< 電動助力轉向系統中傳動機構的運動學和動力學分析與比較>>,如果只是一般性論文,建議寫<<生活中的物理 >>,<<世紀之交談物理學發展的方向>>,<<物理學前沿問題探索>>之類的較廣泛的題目,這樣比較容易,相關資料也比較好找
❸ 物理學論文範文
物理學給人類提供了大量的物質財富,同時也提供了精神財富。物理學的高技術和強滲透性也使之成為社會發展的重要推動力。下面是我為大家整理的物理學論文,供大家參考。
物理學論文範文一:物理學在科技創新中的效用
摘要:論述了X射線的發現,不僅對醫學診斷有重大影響,還直接影響20世紀許多重大發現;半導體的發明,使微電子產業稱雄20世紀,並促進信息技術的高速發展,物理學是計算機硬體的基礎;原子能理論的提出,使原子能逐步取代石化能源,給人類提供巨大的清潔能源;激光理論的提出及激光器的發明,使激光在工農業生產、醫療、通信、軍事上得到廣泛應用;藍光LED的發明,將點亮整個21世紀.事實告訴我們,是物理學推動科技創新,由此得出結論:物理學是科技創新的源泉.昭示人們,高校作為培養人才的場所,理工科要重視大學物理課程.
關鍵詞:X射線;半導體;原子能;激光;藍光LED;科技創新;大學物理
1引言
物理學是一門研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用以及最一般的運動規律的科學[1-3],其內容廣博、精深,研究方法多樣、巧妙,被視為一切自然科學的基礎.縱觀物理學發展歷史可以發現:其蘊含的科學思維和科學方法能夠有效促進學生能力的培養和知識的形成,同時,其每一次新的發現都會帶動人類社會的科技創新和科技發展.正因如此,大學物理成為了高等學校理、工科專業必修的一門基礎課程.按照教育部頒發的相關文件要求[4-5],大學物理課程最低學時數為126學時,其中理科、師范類非物理專業不少於144學時;大學物理實驗最低學時數為54學時,其中工科、師范類非物理專業不少於64學時.然而調查顯示,眾多高校(尤其是新建本科院校)並沒有嚴格按照教育部頒發的課程基本要求開設大學物理及其實驗課程.他們往往打著“寬口徑、應用型”的晃子,大幅壓縮大學物理和大學物理實驗課程的學時,如今,大學物理及其實驗課程的總學時數實際僅為32-96學時,遠遠低於教育部要求的最低標准(180學時).試問這么少的課時怎麼講豐富、深奧的大學物理?怎麼能夠真正發揮出大學物理的作用?於是有的院、系要求只講力學,有的要求只講熱學,有的則要求只講電磁學,…面對這種情況,大學物理的授課教師在無奈狀態下講授大學物理.從《大學物理課程報告論壇》上獲悉,這不是個別學校的做法,在全國具有普遍性.殊不知,力、熱、光、電磁、原子是一個完整的體系,相互聯系,缺一不可.這種以消減教學內容為代價,解決課時不足的做法,就如同削足適履,是對教育規律不尊重,是管理者思想意識落後的一種體現.本文且不論述物理學是理工科必修的一門基礎課,只論及物理學是科技創新的源泉這一命題,以期提高教育管理者對大學物理課程重要性的認識.
2物理學是科技創新的源泉
且不說力學和熱力學的發展,以蒸汽機為標志引發了第一次工業革命,歐洲實現了機械化;且不說庫倫、法拉第、楞次、安培、麥克斯韋等創立的電磁學的發展,以電動機為標志引發了第二次工業革命,歐美實現了電氣化.這兩次工業革命沒有發生在中國,使中國近代落後了.本文著重論述近代物理學的發展對科學技術的巨大推動作用,從而得出結論:物理學是科技創新的源泉.1895年,威廉•倫琴(WilhelmR魻ntgen)發現X射線,這種射線在電場、磁場中不發生偏轉,穿透能力很強,由於當時不知道它是什麼,故取名X射線.直到1912年,勞厄(MaxvonLaue)用晶體中的點陣作為衍射光柵,確定它是一種光波,波長為10-10m的數量級[6].倫琴獲1901年諾貝爾物理學獎,他發現的X射線開創了醫學影像技術,利用X光機探測骨骼的病變,胸腔X光片診斷肺部病變,腹腔X光片檢測腸道梗塞.CT成像也是利用X射線成像,CT成像既可以提供二維(2D)橫切面又可以提供三維(3D)立體表現圖像,它可以清楚地展示被檢測部位的內部結構,可以准確確定病變位置.當今,各醫院都設置放射科,X射線在醫學上得到充分利用.X射線的發現不僅對醫學診斷有重大影響,還直接影響20世紀許多重大科學發現.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•勞侖斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d為晶格常數,α為入射光與晶面夾角,λ為X射線波長.布拉格父子提出使用X射線衍射研究晶體原子、分子結構,創立了X射線晶體結構分析這一學科,布拉格父子獲1915年諾貝爾物理學獎.當今,X射線衍射儀不僅在物理學研究,而且在化學、生物、地質、礦產、材料等學科得到廣泛應用,所有從事自然科學研究的科研院所和大多數高等學校都有X射線衍射儀,它是研究物質結構的必備儀器.1907年,威廉•湯姆孫(W•Thomson)發現電子,電子質量me=9.11×10-31kg,電子荷電e=-1.602×10-19C.電子的荷電性引發了20世紀產生革命.1947年,美國的巴丁、布萊頓和肖克利研究半導體材料時,發現Ge晶體具有放大作用,發明了晶體三極體,很快取代電子管,隨後晶體管電路不斷向微型化發展.1958年,美國的工程師基爾比製成第一批集成電路.1971年,英特爾公司的霍夫把計算機的中央處理器的全部功能集成在一塊晶元上,製成世界上第一個微處理器.80年代末,晶元上集成的元件數已突破1000萬大關.微電子技術改變了人類生活,微電子技術稱雄20世紀,進入21世紀微電子產業仍繼續稱雄.到各個工業區看看,發現電子廠比比皆是,這真是小小電子轉動了整個地球啊!電子不僅具有荷電性,還具有荷磁性.
1925年,烏倫貝克—哥德斯密脫(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假說,每個電子都具有自旋角動量S軋,它在空間任意方向上的投影只可能取兩個數值,Sz=±h2;電子具有荷磁性,每個電子的磁矩為MSz=芎μB(μB為玻爾磁子)[7].電子的荷磁性沉睡了半個多世紀,直到1988年阿貝爾•費爾(AlberFert)和彼得•格林貝格爾(PeterGrünberg)發現在Fe/Cr多層膜中,材料的電阻率受材料磁化狀態的變化呈顯著改變,其機理是相臨鐵磁層間通過非磁性Cr產生反鐵磁耦合,不加磁場時電阻率大,當外加磁場時,相鄰鐵磁層的磁矩方向排列一致,對電子的散射弱,電阻率小.利用磁性控制電子的輸運,提出巨磁電阻效應(giantmagnetoresistance,GMR),磁電阻MR定義MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)為零場下的電阻率,ρ(H)為加場下的電阻率[8].GMR效應的發現引起科技界強烈關注,1994年IBM公司依據巨磁電阻效應原理,研製出“新型讀出磁頭”,此前的磁頭是用錳鐵磁體,磁電阻MR只有1%-2%,而新型讀出磁頭的MR約50%,將磁碟記錄密度提高了17倍,有利於器件小型化,利用新型讀出磁頭的MR才出現筆記本電腦、MP3等,GMR效應在磁感測器、數控機庫、非接觸開關、旋轉編碼器等方面得到廣泛應用.阿爾貝?費爾和彼得?格林貝格爾獲2007年諾貝爾物理學獎.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中觀察到MR高達105%,稱為龐磁電阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),鈣鈦礦氧化物中有如此高的磁電阻,在磁感測、磁存儲、自旋晶體管、磁製冷等方面有著誘人的應用前景,引起凝聚態物理和材料科學科研人員的極大關注[10-12].然而,CMR效應還沒有得到實際應用,原因是要實現大的MR需要特斯拉量級的外磁場,問題出在CMR產生的物理機制還沒有真正弄清楚.1905年,愛因斯坦提出[13]:“就一個粒子來說,如果由於自身內部的過程使它的能量減小了,它的靜質量也將相應地減小.”提出著名的質能關系式△E=△m莓C2式中△m.表示經過反應後粒子的總靜質量的減小,△E表示核反應釋放的能量.愛因斯坦又提出實現熱核反應的途徑:“用那些所含能量是高度可變的物體(比如用鐳鹽)來驗證這個理論,不是不可能成功的.”按照愛因斯坦的這一重大物理學理論,1938年物理學家發現重原子核裂變.核裂變首先被用於戰爭,1945年8月6日和9日,美國對日本的廣島和長崎各投下一顆原子彈,迫使日本接受《波茨坦公告》,於8月15日宣布無條件投降.後來原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發電站投入運行.2009年,美國有104座核電站,核電站發電量占本國發電總量的20%,法國有59台機組,佔80%;日本有55座核電站,佔30%.截至2015年4月,我國運行的核電站有23座,在建核電站有26座,產能為21.4千兆瓦,核電站發電量占我國發電總量不足3%,所以我國提出大力發展核電,制定了到2020年核電裝機總容量達到58千兆瓦的目標.核能的利用,一方面減少了化石能源的消耗,從而減少了產生溫室效應的氣體———二氧化碳的排放,另一方面有力地解決能源危機.利用海水中的氘和氚發生核聚變可以產生巨大能量,受控核聚變正在研究中,若受控核聚變研究成功將為人類提供取之不盡用之不竭的能量.那時,能源危機徹底解除.
20世紀最傑出的成果是計算機,物理學是計算機硬體的基礎.從1946年計算機問世以來,經歷了第一至第五代,計算機硬體中的電子元件隨著物理學的進步,依次經歷了電子管、晶體管、中小規模集成電路、大規模集成電路、超大規模集成電路;主存儲器用的是磁性材料,隨著物理學的進步,磁性材料的性能越來越高,計算機的硬碟越來越小.近日在第十六屆全國磁學和磁性材料會議(2015年10月21—25日)上獲悉,中科院強磁場中心、中科院物理所等,正在對斯格明子(skyrmions)進行攻關,斯格明子具有拓撲納米磁結構,將來的筆記本電腦的硬碟只有花生大小,ipod平板電腦的硬碟縮小到米粒大小.量子力學催生出隧道二極體,量子力學指導著研究電子器件大小的極限,光學纖維的發明為計算機網路提供數據通道.
1916年,愛因斯坦提出光受激輻射原理,時隔44年,哥倫比亞大學的希奧多•梅曼(TheodoreMaiman)於1960製成第一台激光器[14].由於激光具有單色性好,相乾性好,方向性好和亮度高等特點,在醫療、農業、通訊、金屬微加工,軍事等方面得到廣泛應用.激光在其他方面的應用暫不展開論述,只談談激光加工技術在工業生產上的應用.激光加工技術對材料進行切割、焊接、表面處理、微加工等,激光加工技術具有突出特點:不接觸加工工件,對工件無污染;光點小,能量集中;激光束容易聚焦、導向,便於自動化控制;安全可靠,不會對材料造成機械擠壓或機械應力;切割面光滑、無毛刺;切割面細小,割縫一般在0.1-0.2mm;適合大件產品的加工等.在汽車、飛機、微電子、鋼鐵等行業得到廣泛應用.2014年,僅我國激光加工產業總收入約270億人民幣,其中激光加工設備銷售額達215億人民幣.
2014年,諾貝爾物理學獎授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科學家,是因為他們發明了藍色發光二極體(LED),幫助人們以更節能的方式獲得白光光源.他們的突出貢獻在於,在三基色紅、綠、藍中,紅光LED和綠光LED早已發明,但製造藍光LED長期以來是個難題,他們三人於20世紀90年代發明了藍光LED,這樣三基色LED全被找到了,製造出來的LED燈用於照明使消費者感到舒適.這種LED燈耗能很低,耗能不到普通燈泡的1/20,全世界發的電40%用於照明,若把普通燈泡都換成LED燈,全世界每個節省的電能數字驚人!物理學研究給人類帶來不可估量的益處.2010年,英國曼徹斯特大學科學家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•諾沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因發明石墨烯材料,獲得諾貝爾物理學獎.目前,集成電路晶體管普遍採用硅材料製造,當硅材料尺寸小於10納米時,用它製造出的晶體管穩定性變差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1個分子大小的單電子晶體管.此外,石墨烯高度穩定,即使被切成1納米寬的元件,導電性也很好.因此,石墨烯被普遍認為會最終替代硅,從而引發電子工業革命[14].2012年,法國科學家沙吉•哈羅徹(SergeHaroche)與美國科學家大衛•溫蘭德(DavidJ.win-land),在“突破性的試驗方法使得測量和操縱單個量子系統成為可能”.他們的突破性的方法,使得這一領域的研究朝著基於量子物理學而建造一種新型超快計算機邁出了第一步[16].
2013年,由清華大學薛其坤院士領銜、清華大學物理系和中科院物理研究所組成的實驗團隊從實驗上首次觀測到量子反常霍爾效應.早在2010年,我國理論物理學家方忠、戴希等與張首晟教授合作,提出磁性摻雜的三維拓撲絕緣體有可能是實現量子化反常霍爾效應的最佳體系,薛其坤等在這一理論指導下開展實驗研究,從實驗上首次觀測到量子反常霍爾效應.我們使用計算機的時候,會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題.這是因為常態下晶元中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發生能量損耗.而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則,電子自旋向上的在一個跑道上,自旋向下的在另一個跑道上,猶如在高速公路上,它們在各自的跑道上“一往無前”地前進,不產生電子相互碰撞,不會產生熱能損耗.通過密度集成,將來計算機的體積也將大大縮小,千億次的超級計算機有望做成現在的iPad那麼大.因此,這一科研成果的應用前景十分廣闊[17].物理學的每一個重大發現、重大發明,都會開辟一塊新天地,帶來產業革命,推動社會進步,創造巨大物質財富.縱觀科學與技術發展史,可以看出物理學是科技創新的源泉.
3結語
論述了X射線,電子、半導體、原子能、激光、藍光LED等的發現或發明對人類進步的巨大推動作用,自然得出結論,物理學是科技創新的源泉.打開國門看一看,美國的著名大學非常注重大學物理,加州理工大學所有一、二年級的公共物理課程總學時為540,英、法、德也在400-500學時[18].國內高校只有中國科學技術大學的大學物理課程做到了與國際接軌,以他們的數學與應用數學為例,大一開設:力學與熱學80學時,大學物理—基礎實驗54學時;大二開設:電磁學80學時,光學與原子物理80學時,大學物理—綜合實驗54學時;大三開設:理論力學60學時,大學物理及實驗總計408學時.在大力倡導全民創業萬眾創新的今天,高等學校理所應當重視物理學教學.各高校的理工科要按照教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導委員會頒發的《非物理類理工學科大學物理課程/實驗教學基本要求》給足大學物理課程及大學物理實驗課時.
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物理學論文範文二:初中物理學科全息教學的運用
一、全息教學在初中物理教學中運用的策略
1.運用全息理論,對初中物理教學課型進行合理選擇與搭配
新課改以後,物理課堂教學由傳統的講授內容方面轉變到物理的過程方面,其核心是給學生提供機會、創造機會。因此,在物理教學中,教師要善於運用全息教學理論,並根據學生的生活經驗和已有的知識背景,對課型合理地選擇與搭配,帶領學生運用多種方法對物理知識進行重演在現,激勵學生發現並提出問題,進而激發學生學習物理的興趣,培養學生創新和探究能力。例如:在講靜電屏蔽時,首先帶領學生對靜電屏蔽進行了實驗,並得到了正確的結果。突然有一個學生提出問題“:用電吹風吹頭時,電吹風其對電視信號有影響,那麼是不是靜電屏蔽不完全成立?”於是帶領學生們又做了如下實驗:將一個手機放在一個密閉的紙盒內,用另一部手機呼叫,學生們聽到了響聲。再讓同學思考,如果將手機放在前面做過實驗的金屬籠內,是否能聽到鈴聲?多數學生根據靜電屏蔽原理猜測肯定不能。然而將手機放進鐵籠後,仍能聽到鈴聲。學生們都感到疑惑,難道靜電平衡理論有誤?針對這種現象讓大家思考了“靜電”二字,然後向學生們解釋手機信號是一種電磁波而不是靜電,其屬一種交變的電磁場,遇到金屬網時,金屬網會感應出同頻率的電磁波,只是強度變小,因此在仍能聽到籠中手機鈴聲,也解釋了,也就解釋了為什麼吹風機對電視信號有影響。這樣通過對物理知識重演再現與對比的方式,加深了學生對物理知識的理解,從而提高了教學質量。
2.運用全息理論,根據物理教材和學情選擇合適的教學方法
在進行物理教學時,物理教材中的安排的知識點難易程度不同,如果各個知識點都按照相同的教學方法去講解,容易理解的知識點學生會掌握的相對熟練,而對於相對較難的知識點,就可能會導致學生對其似懂非懂,這樣就會不利於學生的學習。這樣物理教師在運用全息理論時,不要一味的按照一個教學方法進行講解要注意對教學方法的改變,使學生能夠熟練地掌握知識點。另外,每個學生對於知識點的掌握情況不同,有些學生可能掌握的好一些,有些學生掌握的差一些,因此物理教師要根據學情來選擇教學方式,既要照顧那些掌握知識差的同學,也要讓掌握較好的同學能夠學到更多的知識。例如,在向同學講解“測量”的知識點時,對與學生來說這個相對知識點相對容易,在日常生活中很容易接觸到,因此教師在運用全息教學論時,可以先向學生對所要內容的主旨,主要思路進行講解,然後對主要知識點進行仔細講解,經過這樣的講解,學生會很容易對測量知識進行掌握。而在向學生講解“光學規律”時,學生對其中的規律和容易混淆,如果物理教師還按照講解“測量”方法向學生進行講解,學生就很難掌握。因此,教師要改變教學方法,既要向學生進行理論講解,也要帶領學生對個規律進行實驗,通過實驗加深學生對光學規律的理解,使學生對知識點能夠更好地掌握。3.運用全息理論,根據知識內容和特點選擇合適的評價方式在物理教學中,物理教師對學生的評價方式非常重要,有的評價方式會激發學生學習物理的知識的興趣,而有的評價方式可能使學生受到打擊,從而失去學習物理的興趣。因此教師要合理的運用全息理論,並且根據知識內容和特點選擇合適的評價方式,激發學生學習物理的興趣。例如,在課堂上讓學生回答問題時,學生回答對了要給與肯定的評價,而如果學生回答錯了,要用積極的評價方式去評價,用全息理論去告訴他,其在探討知識的過程中,沒有選擇正確的方式方法,讓其用正確的方式再去進行探討,這樣既讓學生知道了自己了不足,也對學生進行了鼓勵學生,這樣學生就會樂意去學習,從而大大地提高物理教學質量。
二、結束語
❹ 本科 師范類 物理專業畢業論文 選什麼題目有新意!
物理前沿與物理教育的結合。
❺ 求大學物理教育類畢業論文
論物理教學中的科學美及其教育功能
科學美是真、善、美的和諧統一 ,是人類探索 自然奧秘的不竭動力 。物理學中的美是科學美的一部分,學習物理的過程,是人們對科學美的欣賞過程。中學物理課程標准明確指出,物理課程應以提高學生的科學素養為主要 目標,要求學生通過學習物理,體會其中的科學思想與方法,領略自然界的奇妙與和諧 ,發展對科學的好奇心與求知慾。這些要求體現了科學美教育的內容和價值。因此 ,在物理教學過程中,應注意引導學生欣賞科學美,進而追求科學美,以促進學生智力的發展,增強求知慾,培養高尚的情操 ,全面提高學生的科學素養。
1 物理教學中科學美的體現科學美來源於 自然美,是潛藏在感性美背後的理性美,是以和諧、對稱、簡單 、奇異等為表現形式的美,是審美者通過理解、想像、邏輯思維才能體驗到的美。在物理學 中,科學美主要體現在實驗 、公式、理論 、規律上。簡單、統一、精確、巧 妙 、守恆、對稱 、和諧 、奇異等特徵 ,使得它具有詩一般的意境,音樂般的神韻 。研究物理學中的美,不僅能夠陶冶心靈 ,領悟科學之美 ,而其奧妙無窮的 自然法則 ,更能啟迪 、推動人類永不休止地去探索物質運動的本質。物理教學中的科學美的教育 目的在於使學生在學習中感受科學美 的魅
力 ,提高學生對科學美的鑒賞能力 ,促進學生的
身心發展 ,激發學生的科學創造力 。
1.1 和諧美
自然界處處呈現和諧之美,而揭示其規律的物理學 ,當然也不例外。開普勒第三定律 T2/D。
一C,表明了行 星有條不紊地圍繞 太陽公轉,八大行星的運動遵循 同樣 的規律。在沒有對數的情
況下 ,開普勒計算 出這樣美妙 的結果 ,使人們不得不佩服他對 自然美所具有的高度鑒賞能力 。和諧美是理性地研究 自然的基本思路,是很多科學家固定的思維方式和研究方法 ,並成為一種信念
和追求 。例如 ,愛因斯坦為人類描繪出了波粒二相的統一和諧性 。又如,當奧斯特發現了電流的
磁效應以後 ,法拉第萌發了「電既能生磁 ,磁也必能生電」的想法。經過 十年不懈 的努力 ,他終於成功地做出了發電機的雛形 。法拉第的電磁感應定律是一個對稱和諧美的傑作 。
1.2 簡潔 美
簡潔美是以簡單 、潔凈 呈現其美感。愛因斯坦認為 ,評價一個理論美不美 ,標準是原理上 的
簡單性 ,越簡潔的物理理論越能給人 以美 的享受 。比如,一切物質都由最簡單的粒子組成 ;光沿著最簡單的直線傳播等。物理學家從復雜的事物中抽象出簡單的物理模型,諸如質點、彈簧振子、
單擺 、理想氣體、點電荷等。變復雜為簡單 ,既簡潔又合理。愛因斯坦的質能方程 : 一 /rE/C ,其數學表達形式簡潔無比,卻深刻地揭示了自然界質能之間的關系,成為人們進一步認識核反應規律和開發核能的基礎理論 ,具有很高的審美價值。
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❻ 物理專業畢業論文格式是怎麼樣的
按道理都來快四年了你看過的論文也不少自了啊。。。
首先是題目,下面是作者,緊跟著英文翻譯,
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❼ 本科物理畢業論文哪些好寫
物理教學法方面的,關於某種物理過程方面的,電子技術方面的(電路分析、電路設計)、……
❽ 物理教學類畢業論文題目選題
物理教學 畢業 論文題目有哪些?物理教學論文主要是寫作一些教學 經驗 和教學研究成果,再以論文的形式寫作出來。下面我給大家帶來物理教學類畢業論文題目選題推薦,希望能幫助到大家!
物理教學畢業論文題目
1、 初中物理「思維型」課堂教學及其對學生創新素質的影響研究
2、 西藏中學物理教學中的術語教學研究
3、 物理探究課有效教學評價指標體系構建研究
4、 基於 思維導圖 的中學物理教學實證研究
5、 徼課在高中物理教學中的應用研究
6、 翻轉課堂模式在高中物理教學中的實踐研究
7、 高中物理教學中滲透物理思想 方法 的案例研究
8、 基於標準的高中物理教學設計研究
9、 優化中學物理概念教學策略
10、 新課改下高中物理模型教學的理論與實踐探究
11、 高中物理力學核心概念調查及教學策略研究
12、 知識可視化在中學物理模型教學中的應用探究
13、 物理教學培養科學素養的教學策略研究
14、 自製教具在中學物理教學中的應用研究
15、 新課程標准下高中物理實驗教學現狀的調查研究
16、 平板電腦在高中物理課堂教學中的應用研究
17、 利用同課異構資源優化高中物理教學設計的研究
18、 利用微格教學提升教師物理教學技能的研究
19、 微課在初中物理教學中的應用研究
20、 高中物理走班制分層教學實踐探索
21、 「主體活動探究式」物理課堂教學模式的理論與實踐初探
22、 現代信息技術和大學物理教學的整合
23、 大學物理實驗探究教學設計研究
24、 新課程背景下物理教學有效性研究
25、 中學「物理情景與提出問題」教學模式研究
26、 物理自主探究教學模式的理論與實踐研究
27、 信息技術與高中物理教學的整合
28、 初中物理教學中培養學生提出問題能力的研究
29、 中學物理教學中問題情境創設的研究
30、 高中物理網路教學模式的探索與實踐
31、 高中物理實驗探究式教學的實驗研究
32、 基於互動式Flash技術的網路虛擬大學物理實驗的探索與實踐
33、 物理教學中滲透物理學史 教育 的模式研究
34、 在物理教學中實現有效教學的策略研究
35、 工科大學物理實驗開放性教學的探索與實踐
36、 多媒體計算機輔助中學物理課堂教學研究與探索
37、 課堂教學中培養學生的物理創造性思維能力探討
38、 初中物理課堂教學生活化的研究
39、 物理教學中運用問題教學法 提高學生的 創新思維 能力
40、 在中學物理教學中開展科學方法教育
41、 初中物理探究性教學模式研究
42、 中學物理模型教學的理論與實踐研究
43、 對話物理教學及物理教師的角色定位
44、 論中學物理概念教學
45、 論建構主義視野中的物理教學過程
46、 在中學物理教學中加強科學素養培養的研究
47、 中職物理教學中滲透STS教育的研究
48、 中學物理探究式教學的實踐研究
49、 「歷史探究模式」下的物理概念教學研究
50、 中學物理教學中加強學生創新能力培養的探究
51、 高中物理網路教學中的教學要素及其作用分析
52、 如何運用多媒體優化初中物理概念教學
53、 中等專業學校物理教學現狀及其對策研究
54、 成長檔案袋評價方式在物理教學中的應用
中學物理論文題目
1、 中學物理教材的重難點內容表達方式的研究
2、 關於中學物理學習中學生素質培養之設想
3、 中學物理學習中互動作用的深入研究
4、 通過力學教學實現中學物理到大學物理的良好過渡
5、 一類變分問題在中學物理課外教學中的嘗試
6、 在中學物理知識結構化中鍛造學生核心素養
7、 淺談中學物理探究教學的策略
8、 物理模型在中學物理教學中的作用研究
9、 淺談中學物理學習中創造性思維的障礙與對策
10、 中學物理知識在甜櫻桃保鮮中的應用
11、 淺談中學物理教學中的「駱駝教學法」
12、 中學物理良性學習習慣的現狀調查及分析
13、 函數圖像法在中學物理中的應用
14、 中學物理異課同構教研活動設計研究
15、 中學物理教學中緘默知識的應用研究
16、 中學物理教學對大學物理教學的影響——以安陽師范學院為例
17、 物理實驗在中學物理教學中的地位和作用
18、 中學物理活動教學的設計研究
19、 中學物理課堂環境評價量表的實證檢測
20、 中學物理教學中概念的教學策略研究
21、 幾何畫板在中學物理教學中的應用
22、 引導式 反思 :將HPS教育融入中學物理教學的方式
23、 中學物理實驗課堂環境的測評研究——以北京地區為例
24、 我國中學物理教育研究的進展與趨勢——基於中國知網的文獻計量學研究
25、 國際科學教育坐標中的我國中學物理教育研究:基於文獻計量學的國際比較研究
26、 中學物理實驗技能的評價研究
27、 中學物理教學中激發學生學習動機的策略研究
28、 突破中學物理教學難點的策略
29、 探究中學物理課堂的實際案例中如何引入新的教學模式
30、 中學物理「微實驗」創設的價值思考
31、 中學物理實驗教學的新思考
32、 提高中學物理教師信息技術應用技能的策略
33、 高師本科物理專業中學物理教學能力培養目標體系的研究
34、 芻議中學物理教科書中的舉例說明題
35、 中學物理教學的問題情境創設
36、 3D虛擬增強現實技術在中學物理教學中的應用研究
37、 以藏族 文化 生活為例,開發藏區中學物理課程實驗資源
38、 貫通大中學物理綜合能力培養的物理學術競賽教學模式
39、 中學物理在教學內容上的改革思考
40、 我國中學物理「時間觀」課程教學的現實與改進
41、 中學物理教學中演示實驗的應用策略
42、 中學物理教學中學生動手能力的培養
43、 新課程背景下農村中學物理實驗教學的探索
44、 淺談提高中學物理低成本實驗教學的有效性
45、 淺談中學物理「生活化」教學的策略
46、 中學物理的教學現狀與思考
47、 中學物理教學中創新教育探討
48、 探究趣味物理實驗在中學物理教學中的實踐運用
49、 大學與中學物理實驗教學銜接問題的研究
50、 新課標下中學物理「合作學習」模式的課堂效果研究——以洛陽市第八中學為例
物理教學類論文最新題目
1、初中物理教學中分層教學的實踐與探索
2、新課改背景下初中物理教學創新思路的實踐探究
3、新課改下如何提高中學物理教學的有效性
4、淺析如何高效開展初中物理教學
5、淺析高中物理教學中有效提問的開展
6、試論多媒體在高中物理教學中的應用
7、淺談多媒體在農村初中物理教學中的應用
8、再談初中物理教學中探究性實驗教學的應用
9、實驗教學法在初中物理教學中的應用
10、高中物理教學中提高學生 抽象思維 能力的對策研究
11、高中物理教學中促進學生學習的途徑研究
12、淺談思維導圖在初中物理教學中的應用
13、淺談新課程改革背景下的高中物理教學
14、初中物理教學中合作探究教學法的應用
15、學案導學法在初中物理教學中的應用
16、高中物理教學中調動學生積極性的策略探析
17、探究式教學在初中物理教學中的應用
18、信息技術在物理教學中的運用
19、3+1+2高考模式下大學物理教學的改革與探索
20、GeoGebra軟體在中學物理教學中的應用
21、大學物理教學中培養學生創新能力的探討
22、基於原始物理問題的初中物理教學初探
23、物理教學中要注重典型例題的引申和拓展
24、在物理教學設計中引入任務分析程序的探討
25、實驗在物理教學中的有效性探討
26、高考改革背景下的高中物理教學
27、新課改下初中物理教學中的合作探究模式探析
28、淺談高中物理教學中學生自主學習意識的培養
29、高中物理教學中問題情境的創設
30、初中物理教學中學生有效性學習的探討
31、虛擬模擬實驗技術在大學物理教學中的應用
32、民族地區高中物理教學現狀及應對策略
33、論如何利用導學案提高農村初中物理教學效率
34、微視頻在初中物理教學中的運用
35、微課在中學物理教學中的應用
36、將問題情境創設於初中物理教學中
37、初中物理教學中合作 學習方法 的有效應用
38、以問題為導向的初中物理教學模式探究
39、談在初中物理教學中培養學生的創新能力
40、以研究性教學為導向的"粒子物理"教學改革
41、初中物理教學中如何培養學生的創造性思維
42、以美育人 以文化人--中職物理教學中的美育價值
43、互聯網時代微課在初中物理教學中的應用研究
44、淺析探究性學習模式在高中物理教學中的應用
45、分析探究性學習模式在高中物理教學中的具體應用
46、實驗室在高中物理教學中的實踐與思考
47、淺談初中物理教學與信息技術的整合
48、淺談"項目學習"法優化初中物理教學的策略
49、新課程改革下初中物理教學方式的轉變探討
50、在高中物理教學中落實情感態度與價值觀的策略
51、淺談高中物理教學與數學知識的融合
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55、高中物理教學中如何提升教學有效性的幾點思考
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❾ 優秀物理學畢業論文題目
論文題目是全文給讀者和編輯和第一印象,文題的好壞對論文能否利用具有舉足輕重的作用。如何進行物理學 畢業 論文的選題呢?下面我給大家帶來優秀物理學畢業論文題目2021,希望能幫助到大家!
物理學畢業論文題目
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10、本質直觀視域下的量子引力學困境
11、復雜金融系統的相互作用結構與大波動動力學研究
12、大小細胞視覺通路在早期開角型青光眼和雙眼競爭中作用的功能磁共振成像及視覺心理物理學研究
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16、多目標擬態物理學優化演算法解集分布性研究
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18、中學生與物理學家共同體概念形成過程的對比研究
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20、物理學史融入高中物理教學的實踐研究
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23、新課程下 高一物理 學困生轉化策略
24、運用高中物理「學案教學」提高學生問題意識的實踐
25、基於書目記錄的《中圖法》物理學類目調整 方法
26、物理學專業師范生教學技能訓練現狀調查與對策研究
27、高中物理學困生成因及轉化策略研究
28、從物理學家的研究方法看物理學的進展
29、高中物理學困生學習動機的實證調查與影響因素分析
30、食管癌調強放療物理學參數對放射性肺炎的評估價值
31、近代物理學史在高中物理教學中的應用
32、提升物理學困生自主學習能力的教學策略研究
33、物理學史在高中物理教學中的應用研究
34、關於培養學生物理學科素養的教學實踐研究
35、高一物理學困生學習效率低下成因及轉化策略
36、校本課程《生活中的物理學原理 DIY 》的開發與實踐
37、高中物理教學中物理學史教育現狀調查與研究
38、高中物理學困生學業情緒現狀及影響因素的調查研究
39、利用物理學史促進高中生理解科學本質的實踐研究
40、物理學史融入中學課堂教學的實踐研究
2021中學物理論文題目
1、 中學物理教材的重難點內容表達方式的研究
2、 關於中學物理學習中學生素質培養之設想
3、 中學物理學習中互動作用的深入研究
4、 通過力學教學實現中學物理到大學物理的良好過渡
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7、 淺談中學物理探究教學的策略
8、 物理模型在中學物理教學中的作用研究
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10、 中學物理知識在甜櫻桃保鮮中的應用
11、 淺談中學物理教學中的「駱駝教學法」
12、 中學物理良性學習習慣的現狀調查及分析
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14、 中學物理異課同構教研活動設計研究
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16、 中學物理教學對大學物理教學的影響——以安陽師范學院為例
17、 物理實驗在中學物理教學中的地位和作用
18、 中學物理活動教學的設計研究
19、 中學物理課堂環境評價量表的實證檢測
20、 中學物理教學中概念的教學策略研究
21、 幾何畫板在中學物理教學中的應用
22、 引導式 反思 :將HPS教育融入中學物理教學的方式
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25、 國際科學教育坐標中的我國中學物理教育研究:基於文獻計量學的國際比較研究
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27、 中學物理教學中激發學生學習動機的策略研究
28、 突破中學物理教學難點的策略
29、 探究中學物理課堂的實際案例中如何引入新的教學模式
30、 中學物理「微實驗」創設的價值思考
31、 中學物理實驗教學的新思考
32、 提高中學物理教師信息技術應用技能的策略
33、 高師本科物理專業中學物理教學能力培養目標體系的研究
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38、 貫通大中學物理綜合能力培養的物理學術競賽教學模式
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42、 中學物理教學中學生動手能力的培養
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44、 淺談提高中學物理低成本實驗教學的有效性
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物理教學論文題目
1、 高中物理教學中常見電學實驗問題分析
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5、 教學新範式下大學物理教學的幾點思考
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7、 基於CDIO理念的大學物理教學改革探索
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13、 中學物理教學中緘默知識的應用研究
14、 提高大學物理教學質量的 措施 與對策
15、 高分子物理教學中關於鏈段概念的講解
16、 以提高人才培養質量為目標,探索新形勢下大學物理教學策略
17、 基於翻轉式課堂模式的大學物理教學研究
18、 中學物理教學對大學物理教學的影響——以安陽師范學院為例
19、 高分子物理教學中「結晶」概念的講解
20、 引導式反思:將HPS教育融入中學物理教學的方式
21、 高中物理教學核心素養:演示實驗創新
22、 數形結合思想在高中數學與物理教學中的應用研究
23、 淺析信息技術在初中物理教學中的應用——以歐姆定律學習為例
24、 新工科背景下大學物理教學研究
25、 地方本科院校大學物理教學改革模式探究
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27、 高中物理教學使用 思維導圖 的幾個誤區
28、 中學物理教學的問題情境創設
29、 3D虛擬增強現實技術在中學物理教學中的應用研究
30、 MATLAB的可視化在物理教學中的應用
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34、 材料專業大學物理教學內容的改革與實踐
35、 為提高大學物理教學的學術水平而努力
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38、 高考3+3新模式下中學與大學物理教學的銜接性校本研究:熱學部分
39、 淺析STS教育在職業學校物理教學中的有效滲透
40、 智慧教育理念在大學物理教學改革中的應用研究
41、 混合教學模式在固體物理教學中的應用
42、 物理學思維方法在大學物理教學中的應用
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45、 淺談初中物理教學中「弱勢學生」激勵策略
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★ 物理學理論研究論文
❿ 本科物理學畢業論文多少字
5000字。本科物理學畢業論文需要將論文中的論題講述清楚,因此是需要書寫5000字的。論文是一個漢語詞語,古典文學常見論文一詞,謂交談辭章或交流思想。