高能物理

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高能物理范文第1篇

關鍵詞:高能物理，TeV能量對撞機，標準模型精確檢驗，粒子探測技術，標準模型外的新物理

HighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina

MAWen\|GanWANGXiao\|Lian

(DepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)

AbstractAnoverviewisgivenofthedevelopmentofhighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina.Wesummarizetheprogressoverrecentyearsinbothphenomenologytheoryandexperimentalresearch.

Keywordshighenergyphysics,TeVenergycolliders,precisetestoftheStandardModel,particledetectiontechnology,newphysicsbeyondtheStandardModel

1引言

高能物理研究當前仍然是基礎物理科學的最前沿，被認為是最重要的學科之一.它深刻地影響著人類對物質世界認識的基本觀念.在基礎理論研究方面，高能物理在不懈地探討微觀物質結構及其相互作用、質量起源、時空本性等基本理論問題，這些研究又和宏觀宇宙學之間存在很強的互相推動作用.

高能粒子對撞機是研究物質最基本的結構和相互作用規律的重要、有效的工具.對高能物理的研究和其研究手段的每次重大突破都會帶來物理學新領域、新方向的發展,甚至新的學科分支的產生.它對于加深人類對物質世界更深層次基本規律的認識有著重要意義.即將投入運行的TeV能量大型強子對撞機（LHC）和計劃建設的國際直線對撞機（ILC）便是驗證高能物理理論的極好的大型設備.

隨著新一代的超高能量的對撞機實驗數據的獲取，高能物理的研究將面臨著又一次新的重大突破.理論上預言的黑格斯粒子和可能的新物理信號將會被發現.這些將會是本世紀初物理學的重大進展.粒子物理的發展涉及了多種學科和前沿技術.粒子物理實驗科學實際上與加速器技術、粒子探測技術等近代物理技術密切相關.實踐證明，粒子物理實驗技術的創新對國民經濟領域中諸多技術問題的解決具有重大作用.

下面我們對中國科學技術大學（以下簡稱中國科大）近代物理系的高能物理研究發展現狀進行兩方面的介紹：一是高能物理唯象理論研究方面；二是高能物理實驗研究方面.

2高能物理唯象理論研究

高能物理唯象理論研究始于1985年，當時中國科學技術大學參加了丁肇中先生領導的DESYMARK\|J實驗和歐洲核子研究中心L3實驗的國際合作研究.我們的唯象理論研究就是當時針對大型正負電子對撞機實驗中的現象學進行研究而發展起來的.從那時起，其研究課題就一直與國內外的大型高能物理實驗現象學緊密結合.其研究工作的特點是：注重研發粒子物理理論研究所需的計算物理新方法和計算程序，建立了自己獨特的高能計算物理實用軟件環境，目前該實驗室擁有先進的量子場論復雜計算的技術和能力,擁有研究室自己的高能物理理論計算和數據分析的PCFARM，并建成了DZEROSAMGRID的D0USTC節點，使我們的網格節點正式成為D0合作組標準MONTECARLO事例產生主要節點.因而，該實驗室在現象學理論研究和物理分析方面具有很強的國際競爭力.

近年來，粒子物理唯象理論研究室的理論研究課題密切結合他們參加的費米實驗室D0組的實驗，大型強子對撞機LHC上Atlas組的實驗和未來的國際直線對撞機ILC上實驗所涉及的TeV物理現象學，集中研究標準模型理論的精確檢驗和新物理信號的探索.重點研究內容涉及:Higgs物理、Top物理、超對稱理論現象學、超引力模型現象學、額外維模型和最小Higgs模型現象學、超高能量下CP破壞來源研究等.考慮到未來對撞機上尋找新粒子和深入了解電弱破缺機制的物理實驗中所處的重要地位，我們從研究如何實現高精度量子修正的數值計算方法問題入手解決對撞機物理現象中的復雜理論計算問題.重點解決的計算技術包括：高效率的多體末態（N≥3）蒙特卡羅相空間積分技術；費曼圖中不穩定粒子的處理問題；在相空間邊界上多點積分函數(n≥5)數值計算的有效方法；紅外發散的解析處理；帶復數質量的粒子的重整化參數和單圈積分函數的計算方法等.這些問題也一直是粒子物理現象學中的幾個研究重點和難點問題.在這些研究中，他們已經在單圈圖計算中，在不穩定粒子的計算處理方法上以及在多點(n≥5)標量、矢量、張量積分函數的解析和數值計算上取得了進展.

該研究室自2001年以來,在國際國內重要學術期刊上發表SCI收錄的涉及唯象理論研究的論文58篇，被引用達300余次.作出了一批為國際同行重視的研究成果.近年來該研究室取得了以下突出的研究成果：

1997年，在國際上首先解決了四點積分函數在相空間邊緣發散點的數值計算困難［1］.在國際上首次解決了三體末態過程的單圈階幅射修正計算中的五點標量和張量積分的計算問題，完成了關于在直線對撞機上對H\|t\|tYukawa耦合精確檢驗的理論研究［2］.精確研究了強子對撞機上超對稱chargino/neutralino伴隨產生過程，以及tb-H-產生過程的NLO階QCD修正效應，為LHC新物理尋找提供了理論依據［3］.在最小超對稱模型下對ppH±bc+X味道改變過程的精確計算,首次發現在squark的混合機制下，超對稱QCD對H±bc耦合的修正可以使該產生過程的截面大大提高，這使得該過程成為發現帶電Higgs粒子和味道改變效應的重要反應道［4］.T宇稱守恒和不守恒情況的最小Higgs模型下γγtt－h°+X過程中的新物理效應的計算和討論［5］,得到了可能在LC對撞機上觀測到LH/LHT的效應，或者給出對LH/LHT參數更嚴格的限制［6］.完成了四體、五體末態相空間高精度積分程序的發展，實現了不穩定粒子處理技術，六點單圈標量、矢量、張量積分函數的紅外分離及正確的數值計算方法和程序，并通過了若干正確性檢驗.在此軟件環境下完成了在帶電或中性Higgs尋找過程中，可能測量到的γγtt－bb－和e+e-W+W-bb－過程的QCD輻射修正計算工作.這為Higgs粒子尋找和top物理有關理論的精確檢驗提供了理論依據［7］.

唯象理論組在國際上首先提出了在強子對撞機上通過超對稱標量中微子雙輕子共振態，探測R宇稱破壞的實驗物理分析方案，并計算了其QCD輻射修正［8—12］.該成果被Tevatron的兩個實驗合作組CDF和D0先后作為其探測雙輕子高質量共振態的主要物理動機和數據分析依據在發表的論文中引用.費米實驗室FermilabToday對這一研究成果進行了報道.該研究室對這一理論與實驗結合的研究，不但在唯象理論研究方面，推動了對TeV強子對撞物理過程中QCDNLO效應的精確把握,而且在實驗物理方面，促進中國科大D0組在徑跡探測器觸發方法研究、高亮度環境下高能電子/光子鑒別、量能器刻度等研究中做出了成果.該研究還促進了高能數據網格計算節點建設，該室建成了中國科大D0USTC網格計算機群，并為D0合作組產生106模擬事例,為中國科大高能物理研究提供了1010以上的網格數據分析與處理能力，從而確保最終物理成果的獲得.這些工作得到了D0合作組以及費米實驗室的高度評價.韓良教授成為D0合作組AuthorshipCommittee7人委員會成員，負責審查合作組各單位成員作者資格.劉衍文博士成為費米實驗室首批InternationalScientistFellowship成員.第28次中美高能物理合作聯合委員會會議，確定費米實驗室繼續支持中國科大D0實驗物理研究.

3高能物理實驗研究

高能物理實驗研究始于1973年，在楊衍明、陳宏芳教授領導下，為云南高山站宇宙線測量研制多絲正比室.之后先后參加了德國DESY的MARK\|J實驗，是CERNLEP的L3實驗的發起單位之一.與此同時，被接受為LHC大型強子對撞機的CMS合作組和日本KEK的B介子工廠Belle合作組的成員.與瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETHZ）合作成立了高能物理聯合研究所.1991年正式參加中國科學院高能物理研究所BES合作組，成為國內大學中最早投入國內高能基地研究工作的BES成員，相繼參加了BESII的物理分析和BESIII的建造與物理工作.2001年10月又被接收為美國BNL的STAR合作組成員.

3．1為STAR合作組研制的飛行時間探測器和相對論性重離子碰撞（RHIC）物理研究

多氣隙電阻板室（MRPC）是上世紀90年代后期歐洲核子研究中心（CERN）的LHC－ALICE實驗組首先發展起來的新型探測器.受國家自然科學基金委員會委托，該研究室于2000年8月率先在國內開展MRPC研制.先后成功地研制了多種結構的MRPC，其中6氣隙的MRPC時間分辨為60ps，對最小電離粒子的探測效率好于95％，達到國際先進水平；雙層結構10氣隙的MRPC，時間分辨好于50ps，探測效率大于99%，達到國際領先水平.并成功地研制了第一個基于MRPC技術的STAR飛行時間探測器原型TOFrTray，性能指標達到：平均時間分辨為85ps，探測效率好于90％，好于設計指標.并于2002年10月裝入STAR探測器，參加了2003年度氘-金核（質心能量為200GeV/核子）和2004年度金-金核（質心能量為200GeV/核子及62.4GeV/核子）碰撞實驗，有效提高了STAR探測器的粒子鑒別本領，對π/K分辨的動量區域由原來的0.6GeV/c擴展到1.6GeV/c，對π,K/p分辨的動量范圍由1.0GeV/c擴展到3GeV/c.利用MRPC-TOF的數據和時間投影室帶電粒子的電離能量損失的數據發展了一種可以鑒別高動量區π介子和質子的新技術，把STARπ探測器介子和質子的鑒別橫動量區間擴展到12GeV/c［13］.是第一個運用MRPC技術成功運行于大型高能核核碰撞物理實驗的大面積飛行時間探測器，使一些原來很難開展但有重要意義的物理課題有可能進行，并獲得了一些重要的物理結果.2006年4月，用于RHIC-STAR-TOF探測器的MRPC通過批量生產標準和標準的最后評審.MRPC生產穩定，質量越來越好，性能達到指標要求.RICE大學還專門做了報道.圖1，2分別給出了200GeVAuAu對撞中TOF的強子鑒別和電子鑒別能力.

利用飛行時間探測器得到的主要物理成果有：基于TOFr粒子鑒別的強子譜和Cronin效應的研究［14］.首次得到在氘-金碰撞與質子-質子碰撞中重味夸克衰變的電子譜.結合低橫動量D0粒子譜和高橫動量單電子譜，在世界上首次給出了氘-金碰撞中雙核子質心能量為200GeV/核子下每核子－核子碰撞中粲夸克產生在中快度區的微分截面［15］.開展帶電強子橫動量譜的研究.通過測量帶電強子（π±,p,p－）的單舉不變產額譜（0.3＜pT＜12GeV/c），精確測量了粒子的核修正因子Rcp，反粒子/粒子的比率以及p/π的比率等，觀察到在中橫動量區間重子相對介子有增強現象，這可以用部分子的結合模型來解釋，而在高橫動量區間，重子產額與介子產額有相同大小的壓低.這一現象揭示夸克和膠子在QGP中的能量損失可能與微擾QCD能損模型的預言不符，為高能部分子在QGP中的能量損失機制提供了全新的實驗現象，有待進一步研究［16］.

對氘、氦\|3以及它們的反粒子在中橫動量區間的不變產額、橫動量譜和橢圓流的測量和研究，首次得到了輕核的結合參數B2和B3，發現B2與B3具有相似的值，表明氘、氦\|3以及它們的反粒子有相似的freeze\|out時刻.發現在不同中心度對撞中，輕核的結合參數和π介子的freeze\|out體積成正比.發現氘核和反氘核的橢圓流近似服從組分夸克數的標度不變性，在實驗上驗證夸克融合模型.首次測量了低橫動量的反氘核的負值橢圓流，這是RHIC上觀測到的第一個負值橢圓流，發現重粒子（氘）的負值橢圓流與大徑向流的理論模型相吻合［17］.開展關于重味夸克產生截面和粲介子D0半輕子衰變道的研究.完成了200GeV金金碰撞中D0介子以及粲粒子半輕子衰變到的電子和μ子的數據分析工作，首次在重離子實驗中通過cμ+X道確定粲夸克(ccbar)總產生截面.首次在重離子碰撞實驗中證實粲夸克截面相對于兩兩碰撞數的標度不變性.首次利用STARTOF探測器測量粲粒子半輕子衰變的單電子譜碰撞中心度的依賴關系.首次利用STARTOF探測器觀測到單電子譜壓低，測量重味夸克能量損失.首次觀測到單電子譜的熱力學性質與集體運動流效應不同于輕強子［18］.對粲粒子及其半輕子衰變的單電子橢圓流進行了實驗測量和唯象理論探討.理論上給出了D介子及其單電子橢圓流，并預言底夸克粒子的集體運動流效應很小［19］.完成了RHIC能區粲夸克產生截面和粲粒子半輕子衰變道的研究.2007年8月23—25日在QCD相變與重離子碰撞物理國際研討會上匯報了該項工作.受到QuarkMatter2008會議組委會的邀請，于2008年2月4日—10日在印度Jaipur舉行的第20屆國際超相對論核-核碰撞(夸克物質2008)學術大會上做了題為《OverviewoftheCharmProductionatRHIC》的大會報告［20］.進行奇異共振態強子φKK的不變質量的重建研究.利用STAR實驗數據，通過僅用TPC信息和聯合TPC＋TOFr信息（即要求其中的一條帶電徑跡由TOFr所識別）的比較研究，進一步證明了，結合TOFr和TPC信息可以實現對帶電徑跡的高精度鑒別，從而大大提高對奇異共振態強子不變質量重建的分辨率.完成了200GeV金金碰撞中奇異強子橢圓流的中心度依賴性研究，系統測量了KS0,Λ,Ξ,Ω粒子的v2（橢圓流）.結果表明，在低橫動量區，這些強子的v2符合流體力學的預言，表明早期熱化可能在RHIC形成.在中間橫動量區，v2符合組分夸克數標度性，表明重組合是強子形成可能的機制，解禁閉可能在RHIC已經形成.中心度的依賴關系表明，v2沒有初始坐標空間各向異性的標度性.集體運動在較中心碰撞中較強，熱化有可能在中心碰撞中達到［21］.v2隨碰撞系統的大小變化的依賴性將幫助我們驗證早期熱化這一假設.對200GeV銅銅碰撞中KS0,Λ粒子的v2也進行了測量，并和200GeV金金碰撞的結果進行比較，結果表明，在銅銅碰撞中，KS0,Λ粒子也符合組分夸克數標度性，但是熱化沒有達到.

3．2與日本高能加速器研究機構（KEK）B介子工廠Belle實驗的國際合作

Belle探測器于1999年開始取數，2000年夏，我們從D0Kπ+道的測量開始正式參與物理分析工作,以后還選取了帶電D*對產生的連續過程,用D*+D0π＋衰變產生的軟π介子標記D0或D－0［22,23］.給出了當時世界上最為精確的實驗結果，并被2006年粒子物理數據庫（PDG）收錄.我們關于D0-D－0混合的第二項研究課題是D0Ksπ+π-道的含時達里茲分析測量，該過程的優點是可以直接給出混合參數x，y和強混合角δ［24］.

3．3與中國科學院高能物理研究所的北京譜儀（BES）實驗的合作

中國科學技術大學自1991年以來一直參加中國科學院高能物理研究所的北京譜儀(BES)實驗，在BESI和BESII上開展了物理研究，在BES3建設中，中國科大是國內唯一參加BES3硬件設計和建造的一所大學，如端蓋TOF探測器的預研和建造，亮度監測器的設計和建造以及亮度監測系統的電子學部分，TOF和μ探測器的讀出電子學系統、TOF觸發子系統、TOF監測儀的電子學和BES3時鐘系統.

從1991年至今，積極參與BES物理分析研究.如BES1-BES2的物理：Tau的米歇爾參數的測量，ψ的幾種VP和PP模式衰變道的測量和研究，J/ψ的輻射衰變，J/ψγρρ,γωω的分波分析.在BES粲物理的研究方面，通過對J/ψ的輻射衰變道J/ψγω和J/ψγωω的分波分析,仔細研究了這些反應道中的強子共振態結構和分支比測量，發現了ω不變質量譜的近閾增強和可能存在的X（1812）態［25］.

3．4ALTAS/LHC強子對撞實驗國際合作

我們與中國科學院高能物理研究所計算中心、中國科大計算中心合作，在中國科大搭建了網格計算（LCGTier3）的工作平臺的雛形.同時，我們與美國密歇根大學ATLAS合作組也開始了ATLAS物理分析合作工作，派人參加ATLAS端蓋部分muon子漂移室安裝、測試和運行維護工作.2006年，蔣一教授、韓良教授參加國家自然科學基金委員會重大重點國際合作項目：“ATLAS強子對撞物理研究”，正式成為ATLAS合作組成員.

參考文獻

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［2］YouY,MaWG,ChenHetal.Phys.Lett.B,2003,571:85;ZhangRY,MaWG,ChenHetal.Phys.Lett.B,2004,578:349;ChenH,MaWG,ZhangRYetal.Nucl.Phys.B,2004,683:196;ZhouYJ,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Rev.D,2006,73:073009

［3］SunH,HanL,MaWGetal.Phys.Rev.D,2006,73:055002;WuP,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Rev.D,2006,73:015012

［4］SunH,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Rev.D,2007,75:095006

［5］KaiP,ZhangRY,MaWGetal.Phys.Rev.D,2007,76:015012

［6］GuoL,MaWG,HanLetal.Phys.Lett.B,2007,654:13;GuoL,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Lett.B,2008,662:150

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［8］WangSM,HanL,MaWGetal.Phys.Rev.D,2006,74:057902

［9］WangSM,HanL,mu.Theor.Phys.,2007,48:491

［10］WangSM,HanL,MaWGetal.Chin.Phys.Lett.,2008,25:58

高能物理范文第2篇

物理學科能力是指學生在完成物理學科學習任務，解決物理問題活動中所表現出的個性心理特征。由于不同教師教學策略、教學方式不同，以及學生對物理學科的興趣、學習方式、方法、接受的教學方式及思維認知等方面各不相同，學生個體在物理學科能力的形成和發展中存在差異。筆者認為，作為物理教師，我們在高三物理復習中有必要提高學生的物理學科能力。

一、物理學科能力在高考試題中如何體現？

在高中物理教學中，物理概念、規律等知識最終都是以問題（試題）形式呈現的，通過創設情境，即利用語言文字和符號，設置抽象簡要又有典型應用要求的虛擬問題情境，讓學生作答來衡量學生學科能力，描述個體素質差異。

物理學科本身存在著自身知識結構特點，從內容上看可分為力學、熱學、電磁學、光學、原子物理五部分，是從力、聲、熱、光、電、原子的現象出發，對部分物理知識作定性或定量的研究討論，相互之間似乎并不相關。但是我們只要對整個教材進行分析就可以發現：力的性質和能的性質是兩條主線。正由于物理學科本身的內容特點，教學中要著重培養五大能力：理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題能力，以及本文由收集整理實驗能力，學生也只有具備這些能力才能較好地處理物理問題。

試題要考查學生多方面能力，就必須以能力立意。那么具體又是怎樣體現的呢？

1.在試題命制上，學生需要準確把握其命題意圖：試題考查的知識點涉及哪些？這些知識只需要復制和再現或者需要在理解的基礎上提煉、概括、抽象、推理、運算、演繹？還是需要結合特定物理情境分析出知識點的特殊含義及聯系？或者是需要對物理情境進行充分的理解、體驗，然后運用所學知識有針對性地整理加工形成答案？

2.在試題作答過程中，需要學生對試題給出的材料進行觀察，對物理情境進行整體感知、知覺、體驗感悟，結合試題要求提取相關的個體掌握的物理知識，調動個人應對類似物理情境問題的經驗，利用自己的心智技能在大腦中進行思維加工分析，分析過程中存在抽象思維與形象思維的相互轉換、直覺、頓悟、判斷、推理、評價、綜合、創造與想象。整個解題過程的完成是在思維的不斷指導下進行的。從長期記憶中調取何種知識和技能，采用何種解題策略方法并合理優化，如何及時監控評價解題進程及排除干擾，都取決于學生對自己解題認知活動的自我監控能力。

二、物理學科能力受到哪些因素制約？

問題能否被學生正確解答，取決于學生物理學科能力高低，而能力的提高與學生的學習活動是分不開的。尋找制約學生的物理學科能力因素就要與學生的學習活動相聯系。

1.受到學生平時學習中的心理活動狀態因素制約。

學習中的心理活動，會影響學生在掌握物理知識時形成具有自己特點的知識儲備狀態。學習者只有通過自己一定的學習心理活動才能將學科知

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識轉化為自己掌握的知識并綜合加工，才能在需要時重現并能靈活運用。如果老師只是講授習題，不留思考空間給學生，而學生也只是一味依靠老師的講授，自己的心理活動主要是記憶老師所講的物理概念、規律和解題方法技巧，相應在頭腦中形成的只是僵化了的知識，不能學以致用。

2.受到學生平時處理物理情境問題所積累的實踐經驗的豐富程度因素制約。

經驗是在社會實踐中產生的，是客觀事物在人們頭腦中的反映，是對成功和錯誤的體驗和感受，是認識的開端。學生如果在平時積累了豐富的物理問題情境，學生認識和解決物理問題的能力就有了很大的提高。平時，學生在處理物理問題時，都會親身經歷和感受到對心理的控制、對習題的理解、對新情景題的思考、形成解題思路、運用知識解決現實性的綜合問題，都有經驗的積累，但是存在著個體差異。學生在解答習題中，如果有處理過類似物理問題情境的經驗，就能夠調動遷移，有助于順利解答。如果學生在過去的學習實踐經歷中有較多的物理學科問題具體情境形成的主觀感受及體驗，學習中處理過的情境問題的類型越多，應對當前情境問題的經驗就可能越豐富，處理同類問題將更順利，相應的物理學科能力越強。

3.受到學生面對需要解決的問題所表現出的心智操作因素制約。

心智操作就是學生面對需要解決的問題時所表現出的個人心理、思維活動過程，受學生的解決問題所具有的心理機制作用，能主動調動自己的知識體系和經驗體系為主要的心理活動過程，它包括學生智力因素和非智力因素兩方面的心理活動狀態。在解決問題的過程中，學習者要完成各種必要的智力性心理操作，比如觀察、短時記憶的形成及原有記憶信息的儲存和提取、想象、聯想、形象思維、邏輯思維等，還需要學會控制自己和長期保持良好的學習毅力等非智力因素，以保證復習過程的有效進行。

教學實踐表明，個人知識和問題情境的經驗主要來源于后天的影響，個人的心理活動操作雖與先天遺傳有關但受到后天教育的極大影響，受到教育及受教育的方式影響著學生的發展。如果復習中教師僅局限于知識的傳授，而無實踐情境化的教育經歷，教育也能造就低能力者，不能適應新的高考要求。

三、物理學科能力怎樣在復習中得到培養和提高？

目前高三物理復習課存在著明顯不足，不利于提高學生的物理學科能力，具體體現在：一是隔離地進行章節復習，忽略了章、節的內容、方法和結構上的聯系，使學生不能居高臨下看待物理現象、分析物理過程，更不會掌握思考物理問題的規律。二是片面強調系統、全面，卻重點不突出、難點沒解決。三是盲目、過量地進行習題操練，把培養學生思維能力的希望全部寄托在解答習題上，忽略物理方法和思維形式的歸納小結。因此物理復習中，我們需要反思教學，改進教學，切實培養和提高學生的學科能力。

1.轉變教學方法，幫助學生構建完整的物理知識體系。

課堂教學結合物理學科特點，改變傳統的以學生被動接受知識、以多做練習來運用知識的教學方式，重視教與學的方式的配合：以教學目標、教學內容、學生的認知規律，選擇科學的課堂教學的方式，多采用探究發現教學方法，激發學生思考，突出學生自主探究：選準探究內容、創設探究情境、提出探究問題、營造探究氛圍、親歷探究過程、啟迪探究思維。復習中引導學生主動參與知識的學習，教學生學會思考本文由收集整理，指導學生掌握合適的學習方法。引導學生把握這些知識點在整個知識結構中的位置、作用及與其他知識點的相互關系。只有整體把握高中物理知識的聯系和綜合，才能形成完善的學科系統，在調用時，就能夠很順利地去遷移、提取、綜合。在此過程中教師的角色應是學生建構知識的支持者、幫助者和引導者；學生的角色應是教學活動的積極參與者和知識的積極建構者，需要采取一種新的學習風格、新的認識加工策略，形成自己是知識與理解的建構者的心理模式。

2.突出情境教學，幫助學生積累處理不同物理情境問題的經驗。

布魯納認為：“學習者在一定的問題情境中，經歷對學習材料的親身體驗和發展過程，才是學習者最有價值的東西。”學生在積極參與學科實踐活動中的體驗及獲得的各種性質、形態等多方面的經驗，是構成物理學科能力的必要的個人心理要素。高考中會創設一些相對新穎的情境，測試學生的實踐能力和初步創新能力；所謂新情境，是指學生尚未接觸過或學生課堂上學習經驗所所沒有的事實情境、多源于實踐，有時也包括賦予新意的已知情境、甚至假設的情境，比如社會中的熱點問題、科學技術前沿問題、科學史上一些著名實驗問題構成物理情境。

教學中教師要精心創設符合教學內容要求的情

轉貼于

境，即設計訓練題時情境要多樣化，注意精練性和典型性：基礎性題要與復習內容相結合，與教材上例題同結構、同題型、同難度的模仿性練習題，用于鞏固當堂所復習的知識；綜合性題設計應有三維功能：一是具有本堂課內所學知識點的綜合功能，二是具有本堂課內所學知識與已往已學的相關知識的綜合功能，三是具有一題多解、或多題一思路、或一題多變、或學科內綜合等發展性功能。

教學中要激活學習的問題意識，形成基于問題的學習任務，從而展開提出問題、分析問題、解決問題的學習活動，使問題與學生原有認知結構中的經驗發生聯系，激活現有的經驗去“同化”或“順應”學習活動中的新知識，認知結構得到重組，豐富學生處理不同物理情境問題的經驗。當學生頭中腦擁有解決問題的經驗原型，經驗原型的內容越豐富和水平越高，對問題的解決能力就越強。

3.注重學生心理特征，幫助學生提高心智操作水平。

高能物理范文第3篇

關鍵詞：高校；教務秘書；能力

教務管理是學校管理工作的核心，是保證教學工作正常開展的基本前提。教學秘書是高校教務管理隊伍中的一支骨干力量，教務秘書工作質量的高低，與其能力和素質密切相關。一個優秀的教務秘書，要能根據工作中出現的具體情況，靈活地運用自己所掌握的知識和技能，做出及時有效的判斷，并與各方面進行溝通，圓滿完成上級交辦的工作，由此，必須具備組織和協調能力、出色的語言表達能力和溝通交流能力等。

一、組織和協調能力

現代的秘書人員，既不是那種整天伏案看文件、寫文章的純“文牘性”人才，也不是那種只會“捆捆扎扎、收收發發”的簡單勞動者，而是具有一定的組織和管理能力的人才。教務秘書工作要涉及到組織協調，比如組織學生有序地參加各種考試，安排考場、座位，科學合理地組織安排教學檔案等。教務秘書的職責還包括協調工作，協調不同部門之間的關系，協調教師與教師之間的關系，協調教師與領導、教師與學生的關系等。教務管理人員是學校、院系與教師、學生之間的橋梁與紐帶，具有承上啟下、協調左右、溝通信息、協調關系的作用。協調組織工作做好了，可以營造良好的人際關系，促進部門之間的融洽相處、提高工作效率、工作質量。

在工作過程中，教務秘書要學習組織協調方面的理論，在實踐中不斷提高工作藝術水平，做到使多個部門、多個成員互相配合，充分利用一切可以利用資源，為做好工作打下基礎。既有數量的配合，又有各項工作的時間配合、行動配合。

二、語言表達能力

這是教務秘書應該具備的一項基本能力。語言表達能力包括：書面語言表達能力和口頭語言表達能力。學校管理的信息傳遞大部分是通過書面文字的形式完成的，對教務人員來說，能熟練起草一般性的公文和文件，如通知、請示、報告、調查、會議紀要、教學情況分析、工作計劃、總結等等。書面語言運用方面要做到準確、簡練。準確：在表達中不論是選字用詞、判斷推理、多種綜合，還是闡釋觀點、表述意見、引用材料，以至語氣的把握，標點的使用，格式的安排，都必須準確無誤、無懈可擊。簡練：無論是口頭表達還是書面表達，都要力求用最精練的語言，表達出最必要的內容，做到“文約而意豐”，“言簡而理周”。

口頭語言是傳遞信息的主要手段，是教務秘書重要的工作工具。教務秘書應用口頭語言主要做三方面的工作，一是傳達學校各種會議精神；二是向師生宣傳解釋學校的各項政策；三是向學校匯報系數學工作的相關情況。這些工作都要求教務秘書要具有較高的口頭語言表達能力，做到把內容表達清楚、表達準確，易理解和掌握。教務秘書在熟悉業務工作的同時，要加強教育學、社會心理學、邏輯學、修辭學、管理學等知識的學習，提高自身的文學修養和精確表達思想的能力，做到語言條理清楚、準確清晰、簡明扼要、措辭得當，以提高溝通效果。

三、計算機操作和維護能力

電腦已經成為教務工作的重要工具，掌握相關的計算機技術和技能，能大大地提高工作效率，改善工作質量。首先，要掌握office軟件和相關教務軟件的應用技巧。目前，高校基本普及網絡化辦公，運用教務軟件進行排課、選課、學生成績管理，這大大提高了工作效率，同時又能保證工作的質量。這都要求教務秘書要熟練掌握相關軟件的應用，充分發揮網絡辦公的優勢。其次，懂得計算機安全維護常識。計算機病毒泛濫，稍有不慎，可能對寶貴數據造成損壞。具備計算機安全常識是非常必要的。比如，經常給軟件升級，裝殺毒軟件，對重要數據經常備份等等。此外，了解一些計算機基本維護常識，比如，磁盤碎片整理、各種啟動模式的操作、系統恢復等。

四、創新能力

教務秘書工作的主要特點是完成上級指派的任務和完成計劃規定的常規工作，在做什么方面是別人確定好的，無需自己考慮，要考慮的就是怎么去做，高效率、高質量地去做。教務秘書工作的創造性體現在具體的日常事務處理中。

1、簡單事務高效化。教務秘書每日都要面臨著一些簡單瑣事，由于上級領導工作的計劃靈活性，許多事情常常是臨時想到的，于是，教務秘書不得不要應急處理臨時分配的任務，常常忙得焦頭爛額。為了高效有序地做好教務工作，在每一學期都應制定較為詳細的工作計劃，使得每一個月、每一周、甚至每一天要做的事，都包括在計劃之內，盡量減少“突發事件”，便于工作有序進行。

2、復雜事務條理化。教務秘書工作要處理一些較為復雜的事，這要求要謹慎有條理，做到一絲不茍，萬無一失。比如，考試監考的安排，不容出半點差錯，每場考試的時間、地點，監考人員都不能有沖突，這要求我們在工作中要認真細致。還有教學檔案的保管，教學檔案種類比較多，若沒有恰當的分類方法，很容易使檔案凌亂、混雜。

五、自我調控能力

自我調控能力是指自我調節和控制能力，從內容上看可分為認知調控、情緒調控和行為調控。認知調控是指對所從事的工作的性質、目的、意義等，在認識上的調節和控制。由于種種原因，教務秘書對自身的工作認識會產生這樣或那樣的偏差，如對教務工作重要性認識不足，對自身角色和身份缺乏認同，這會影響對工作投入和工作的積極性，影響工作效率，同時也不利于自身的發展。情緒是指人們在心理活動過程中對客觀事物的態度和體驗。人的情緒有兩種――消極的和積極的，教務秘書在工作中，要學會調控自己的情緒，使自己的情緒處于最佳的狀態。要通過不斷的反思，養成一套規范化的行為(語言)，在突境中，也不至于行為不當，影響工作。

六、社交能力

當前，社會交往已成為社會各階層的一項“熱門”活動。社交對于秘書人員來說同樣重要。牢固樹立服務意識，熱心為師生提供各種幫助，做到謙虛、尊重人、熱情、善解人意、多辦實事，努力營造一個祥和、融洽、互相信任的氛圍，建立起良好的人際關系，為高效地開展工作創造良好的環境。

高能物理范文第4篇

一、體驗操作過程，提高解決問題的能力

對于動作思維占優勢的小學生來說，在數學教學過程中，如果學生僅是在課堂上聽過教師講課，那么學生對教師所講的內容可能記憶不深且容易忘記，但如果聽過老師講課，又用游戲方法融入解題過程，則更容易記住；如果既聽過、看過、又親自參與做過，就會印象深刻，且易于真正地明白和理解。

陶行知先生曾說過：“人有兩件寶，雙手和大腦。動手又動腦，才能有創造。”在教學中，教師應當根據題意，讓全體學生動腦想、動手做、之后動口說，讓學生進入數學學習情境，再引導學生進行比較、分析、綜合，然后進行抽象概括，之后逐步形成數學模型，可以幫助學生深刻理解應用題的數量關系、提高解決問題的能力。

例如，一年級下冊“求一個數比另一個多幾”教學時，讓學生猜一猜：粗繩（長一點、橫著放），細繩（短一點、豎著放），哪一根繩子長？長多少？引導學生想出要讓兩根繩一端對齊擺放，并讓學生進行操作，把長的一段用剪刀剪下來，理解從粗繩中去掉和細繩同樣長的部分，剩下的部分就是粗繩比細繩長的。接著出示：作業評比結果出來了，小雪得了12朵小紅花，小磊得了8朵小紅花，小雪比小磊多得多少朵小紅花？讓學生擺出小磊的8朵小紅花，小雪的12朵小紅花，使小磊的朵數與小雪的朵數一一對應。引導學生說出是小雪的朵數跟小磊的朵數比；小雪多，小磊少；小雪的朵數可以分成哪兩部分，理解從12朵里去掉和小磊同樣多的部分，剩下的部分就是小雪的朵數比小磊多的朵數，所以要用減法計算。這樣的教學，使學生明晰應用題的數量關系，培養了學生分析問題的思路和掌握解決問題的方法，提高了解決問題的能力，發展了學生對問題的理解、分析和推理能力，為今后解答更復雜的應用題打下基礎。

再如，二年級下冊“求一個數是另一個的幾倍”。在教有關“倍”的數量關系時，核心問題是對“倍”的認識。為了使學生理解“倍”的意義，教學中可以讓學生操作：①在第一行擺了2個，第二行擺了2個，啟發學生說出與的個數同樣多。②在第二行再擺上1個，這時比多1個。然后在第二行再擺上1個，使學生說出比多2個。再引導學生通過觀察得出：比多的部分與的個數同樣多。③如果把2個看作1份，有這樣的幾份呢？有這樣的2份，我們就說的個數是個數的2倍，從而初次感知“倍”。在此基礎上，再安排兩組實際操作的題目，使學生對“的個數是個數的幾倍”有較深刻的理解，從而對“一個數是另一個數的幾倍”的含義有進一步的認識。在教學例2時，通過用小棒進行操作，讓學生直觀地看到，15里面有3個5，15是5的3倍，同時也就自然而然地把“一個數是另一個數的幾倍”與“一個數里面含有幾個另一個數”聯系起來，從而加深對“倍”的認識，并為掌握求一個數是另一個的幾倍的應用題的解答思路打下基礎。

學生的操作過程實際上是將靜態文本進行動態演繹的實踐過程，是將抽象的文字具體化的過程。這個過程的經歷能夠幫助學生理解應用題數量之間的關系并形成對數學的思考，且將其具體運用到其他的同類實際問題中，使學生的思維能力和解決問題的能力得到了提升。

二、游戲角色扮演，在體驗中理解解決問題的數量關系

蘇聯教育學家蘇霍姆林斯基說過：“人的心靈深處，有一種根深蒂固的需要，希望感到自己是個發現者、研究者、探索者。”我國著名的教育家陳鶴琴先生說過：“小孩子生來就是好玩的，是以游戲為生命的。”大多數低年級的學生是天生好玩的，游戲是孩子喜聞樂見的活動形式，他們在游戲過程中喜歡表現、樂于表現，且不懼表現。所以，在低年級解決問題的教學，教師設計一些既有趣味性又有知識性的游戲，適當穿插在課堂教學中，不僅可以消除學生對解決問題的恐懼感，增強對數學的吸引力，調動學生學習解決問題的主動性、積極性，激發解決問題的興趣，使學生輕松、愉快地學習解決問題，而且可以開發學生的智力、增強思維的敏銳性，使低年級學生的定向思維模式向發散思維模式轉變，培養學生良好的情緒品質，從而有效提高學生的思維能力和解決問題的實際能力。還可以讓學生感受到數學就在自己身邊，讓學生懂得學習數學不是件難事，懂得學習數學、學好數學并掌握數學的應用方法和技能可以解決生活中的很多實際問題。

例如，教學“連加連減”時，我創設了一個實際情境――與學生一起做開汽車的游戲。老師當司機，做開車動作，老師后面（也就是汽車）有7個同學。汽車啟動，老師問學生現在汽車上有幾個同學（7個）。老師報站名，停車，又上來幾個學生。汽車再啟動，老師問又上來幾個同學（2個），再問汽車上一共有幾個同學（9個）。又到一站，停車，下去了4個學生，老師問現在汽車上還有幾個同學（5個）。這樣抽象出算式7+2-4=5。如果只讓學生看書上的圖，是很難理解的，而通過形象的表演，學生知道上車是把人合起來用加法，下車是走掉了用減法，都是學生自己“做”出來的，教學任務出色“玩”成。

三、聯系實際，讓學生體驗生活化數學

數學家華羅庚說過：“人們對數學早就產生了枯燥乏味，神秘難懂的印象，成因之一就是脫離實際。”教學中應注重應用意識和實踐能力的培養，是當前數學課堂改革的要點之一。在小學數學教學中，教師不僅要使學生理解數學知識，而且更應引導學生自覺運用數學知識去分析和解決生活中的實際問題，使學生深切體驗到數學知識與現實生活的密切聯系。讓學生參與到一定的、富含數學問題的實踐活動中，使他們既能夠及時掌握并鞏固課堂內學到的知識，又可以開闊視野，增強應用意識和實踐能力。

例如，教學《 連乘應用題 》后，教師創設了讓學生模擬去“超市”購物的情境：三（1）班有8個小組，每組8人。“六一”節那天，學校給這個班320元為每個學生買禮物，圓珠筆每支1元，鋼筆每支2元，水彩筆每盒3元，根據這些條件你們打算怎么買？教師扮演售貨員，學生扮演顧客，進行購買活動。這一游戲，把鞏固連乘應用題與購物緊密結合起來，購買活動熱烈有趣，將課堂教學氣氛推向了，學生編出了很多連乘應用題。在輕松的“購物”情境中，學生對連乘應用題的數學關系理解得更加透徹，學得更加輕松，也讓學生能夠體驗生活的情趣和品嘗成功的滋味，也能夠體味失敗的苦澀，從而豐富了學生的生活經歷，培養了學生的應用意識和實踐能力。

實踐證明，選擇并開展日常生活中內容和形式都符合學生年齡和思維特點的數學實踐活動，可以使學生學習起來感到更加真實、親切和自然，從而產生一種強烈的心理體驗，即感受到生活中數學無時不在、無處不在。這種心理體驗，有利于逐漸培養學生從實際生活中提出數學問題的意識，使學生認識到數學與日常生活的密切聯系，使學生對知識產生更為濃厚的興趣，讓學生更加樂于參與課堂的學習活動，解決問題的能力得以提高。

高能物理范文第5篇

關鍵詞： 初中物理教學 學習能力 發散思維 對比思維 遷移思維

在學校教育中，學生學習能力的培養歸根到底就是學習思維的強化訓練。因此，初中物理教學要著眼于訓練和逐步形成學生的思維能力，這也是新課程理念強調的能力教學目標。我就這一問題，結合多年來的實踐與體會，從以下幾個方面闡述一些拋磚引玉之論。

一、從不同角度引導和拓展學生的發散思維

思維的片面性和單向性是學生學習中的主要障礙。在初中物理教學過程中，教師要善于通過“一題多解”和“一題多變”的例題教學來訓練學生的散發性思維，從而培養物理學習中的全面思維能力。“一題多解”就是引導學生對于同一個或同一類的物理題目，從不同角度加以思維，最終獲得并不唯一的解決方法。例如在教學關于密度內容中有這樣的例題：某學生為了完成一個物理實驗，購買了8千克質量的酒精，這位學生只帶了一只9L的玻璃瓶，問是否可以裝得下這些酒精。對這個問題，絕大多數學生首先計算出8千克的酒精有多大體積，然后進行對比求得答案。在此情況下，教師引導和啟發學生轉換思維角度，從“9L的玻璃瓶能夠裝多少千克酒精”入手重新審視，結果得出同樣的答案。“一題多變”就是從不同方位對物理問題進行思維的轉換變化，從而生成與教學內容相關的多個題型。如在教學“火車車身長400米，在經過一座大橋時的速度為20米／秒，大橋總長度是1800米，問火車順利大橋需要經過多長時間”問題后，把此題轉換為：火車以同樣的速度用了95秒時間經過一個隧洞，那么隧洞的長度是多少？此外還可以轉換為：知道了大橋總長、過橋時間，以及火車速度，求出火車的車身長度。以上所述，對提高學生的思維能力作用明顯。

二、從關鍵環節著手開展和強化學生的對比思維

實例一：在教學大氣壓強的概念時，教師可以演示兩個教學實驗進行對比。一是開展“水杯―厚紙片”演示實驗，啟發學生：在手放開后紙片能否脫落。當學生沒有看到常規思維的脫落現象而驚以為奇時，教師繼續引導：紙片沒有掉下來，究竟受到了什么方向的力的作用？這必然啟動學生的思維。二是引導學生開展繼續實驗：在杯子里放上半杯水，或是在紙片上劃開一個小口子，證明一下實驗的結果又如何。從對比中教會學生“大氣對所有方向都能產生一定程度的壓強”，這就是“馬德堡半球”實驗的現象和原理。

實例二：在關于“自由落體運動”的內容教學中，有些學生依據自己的生活經驗，認為：“兩個鐵球不會同時落地，大球早于小球先行落地。”教師開始實驗：站在一定高度的同一高度，一只小鐵球與一張紙同時放手，實驗過程中，小鐵球落下的速度自然快于紙張，這就使學生堅定了“想當然的自以為是”想法。稍后做兩種演示：一是選取兩張相同的紙，把其中的一個揉捏成團，還是在同一高度同時放手，結果紙團下落快于紙片。二是選大小兩張紙，將小的揉成團，依然在同一高度同時放手，小的反而更快。這究竟是怎么回事？在學生陷入“重重疑團”之中，教師引導學生學會理解“重力加速度g與質量無關”的物理概念原理。最后，師生在共同演示“錢毛管”實驗操作，以鞏固新學知識。

實例三：在“二力平衡”教學中，學生因為生活經驗，自有“方向相反、大小相等的二力平衡”錯誤概念。對此，教師引導學生觀察一組對比實驗：一是發生作用的兩個力大小相同并且方向相反，但是作用在兩個物體上；二是力的大小相同而且方向相反，雖然作用的是同一個物體，但是作用在不同直線上。通過這樣的兩個實驗，用對比揭示內在規律，幫助學生消除錯誤認識，從而形成“作用在同一個物體上的兩個力，只有達到大小相等、方向相反、并且在同一條直線上，方才實現力的平衡”的正確認識。這種方法稱之為“逆推”。

三、從類比教學中發展和提高學生的遷移思維

教師可以從日常教學的舉一反三和觸類旁通訓練中，不斷培養學生的思維遷移能力。

一是把類比方法運用到知識教學之中。有些物理知識和物理現象具有較強的抽象性，從中恰當選擇一些具有對應特征的內容開展類比性教學，可以有效幫助學生進行理解、感悟和接受。例如在電磁感應現象的內容教學中，有些學生對于導體開展切割磁感線運動等方面感到困惑難解，這是由于對假想中的磁感線缺乏空間想象能力造成的。在針對性教學中，教師可以運用類比教學手法來有效解決這一問題，就是把磁感線比作一根根垂掛的面條，導體就是小刀，導體在磁場中的物理運動就好比刀子在面條中間的操作運動，在運動如果刀子能夠割斷面條就做切割磁感線運動，反之亦然，刀子如果切不斷就不做磁感線。通過形象性類比，學生就能從中對抽象的物理概念強化記憶和理解。