在日常学习、工作生活中，大家都经常看到论文的身影吧，论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。你知道论文怎样写才规范吗？快回答分享了10篇物理学科教学论文，希望对于您更好的写作物理教学论文有一定的参考作用。
物理学科德育功能论文 篇一
摘 要：在物理教学中，教师要充分挖掘物理教材中德育因素，有效整合物理学科的德育资源形成目标一致，相互衔接，功能互补的课堂德育运行机制。
关键词：物理教学；德育；培养
笔者在多年的物理教学过程中，一直坚持以生为本，坚持“教书育人，育人先育心”的原则。
在物理教学中，教师要充分挖掘物理教材中德育因素，有效整合物理学科的德育资源形成目标一致，相互衔接，功能互补的课堂德育运行机制。
一、在物理教学中，营造宽松环境，培养学生敢想、敢问、敢质疑的创新精神
物理是把学生领入奥妙无穷的自然世界和培养学生创新精神、创新能力的重要学科，物理教学启蒙阶段，首先要培养学生敢想，想象是创新精神的起点，一切创新活动都是从创新想象开始，中学生思想不成熟，但有上进心、大胆、善于想象，有时有稀奇的想法和奇特的表现，这些都是创新精神的萌芽，教师要鼓励诱导，没有“千里眼”、“顺风耳”的想象，哪有今天的望远镜、电话，没有大胆想象，人类怎能登上月球，进入太空。
其次要培养学生敢问，提出问题往往是创新的开始。
中学生好奇心强、有求知欲望，教师应根据这一特点，因势利导，启发学生多问为什么，因为提出一个问题，往往比解决一个个问题更重要，多鼓励学生对于身边的物理现象、物理事实、物理过程、物理规律追根求源。
最后要培养学生敢质疑，培养学生的创新精神，必须引导学生会质疑问题，教师要营造勇于探索、勇于争论、敢于质疑与相互讨论、相互学习、相互鼓励的良好学习环境，充分发挥学生的主体性，学生质疑提出的问题，有时听起来很幼稚，甚至是不可能的事，但这样的质疑往往闪烁着学生求异创新的思想，这种创新精神是可贵的。
二、在物理实验教学中，培养学生团结协作的精神和尊重科学、实事求是的科学态度
在物理实验中更应积极倡导善于与他人合作的精神，培养学生良好的合作习惯。
学生实验中的合作精神主要表现在两个方面：一方面，在实验中要诚恳地向他人表现合作的愿望，给别人协助自己的机会，并能主动配合别人完成实验；另一方面，在记录实验现象，处理实验数据时，既要善于发表自己的看法，又要虚心听取别人的意见，共同研究得出正确的结论。
所以团结协作实际上也是一种互帮互助的行为。
通过实验还可以培养学生实事求是的科学品质。
三、在物理教学中介绍科学发展的艰难历程，培养学生坚忍不拔的意志和锲而不舍的精神
物理概念的抽象性、物理知识的实践性，以及解题方法的灵活性，一方面在客观上造成了物理学习的难度较大，另一方面也为更多地培养学生的意志品质提供了条件。
在物理学习中，意志主要表现在克服具体困难的过程中，这实际上就是学生情绪自我控制过程。
教师应根据学生的个性情感特征和意志水平，鼓励他们勇敢地面对失败和挫折，引导和培养他们从失败中取得真知走向成功的能力。
在物理解题过程中也需要锲而不舍的决心和毅力，这不仅培养了学生的思维，更重要的是使学生得到了意志的磨练。
所以，教学中应适当地对学生进行“挫折教育”，使学生品尝失败的痛苦，了解探索的艰辛，提高心理承受能力，养成坚韧的性格和意志，从而可以积极地去面对今后漫长的人生历程。
四、在物理教学中，坚持辩证唯物论主义，培养学生科学世界观
辩证唯物主义是德育的重要内容，教师要善于运用科学的世界观和方法论教育学生，让学生懂得唯物论和辩证法，分清唯物主义和唯心主义，分清辩论法和形而上学，逐步学会用唯物辩证法的观点和方法观察、分析和解决问题，并为他们将来树立科学的世界观奠定基础。
教学中结合教材着重培养学生以下几点认识：①世界是物质的，物质是运动的，运动中有规律的，规律是可以被认识利用的。
②自然界的各种现象对应于不同的'运动形式，它们相互联系、相互制约。
③自然界物质的变化是由量变到质变。
物理学的概念规律之间也存在内在的、本质的、必然的联系。
因此，从物理教材本身不难挖掘辩证唯物主义教育的素材。
五、在物理教学中，挖掘德育教材，激发学生民族自豪感和历史使命感
当前社会主义核心价值体系教育是学校教育的中心任务，加强中小学社会主义价值体系教育，对引导中小学逐步形成正确的世界观、人生观、价值观，坚持对中国共产党领导、社会主义制定的信念和信心具有重要的意义。
而爱国主义教育是中学德育的中心内容。
爱国主义精神能激发学生的学习热情，能让学生明确学习目的，明确自己在社会生活中所承担的社会责任。
物理教学中，可从以下几方面着手：①了解我国古代文明，我国是世界上最早的文明发达国家，在物理学和和实践上有辉煌的成就。
比如，宋代沈括的磁偏角论述比西方早400多年。
惯性现象的描述早在公元前5的春秋末期的《考工纪》已有记载，这些古代文明成就是鼓舞中华儿女自强不息、奋发图强的强大精神力量。
②了？解我国当代科技成就，当代中国科学技术日新月异、突飞猛进、成就卓然。
教师可用核物理、载人飞船、神舟飞船等方面的内容激发学生的爱国热情，培养他们树立为中华民族的崛起而努力学习科学技术的意志和责任，立志报效祖国。
③了解对物理发展做出贡献的科学家的先进事迹。
物理学家对科学真理的执着追求，视科学如生命的精神，如阿基米德为探索王冠的秘密，冥思苦想许多天没有结果，终于在浴缸洗澡时发现了秘密，从而发现了著名的阿基米德原理。
教师要善于挖掘人文教育内容充分发挥物理学科人文教育内容丰富的优势，认识到科学成果的取得都没有平坦的路可走，只有不畏艰险勇于探索，坚持奋斗的人，才有可能攀登科学的高峰。
这将有效地培养学生的民族自信心、自豪感、责任感，激发了他们的爱国热情，树立了为祖国的兴旺发达、繁荣富强而艰苦奋斗，勇于创新的献身精神。
浅谈物理学科多媒体教学论文 篇二
浅谈物理学科多媒体教学论文
一、关于当前物理课堂多媒体运用的分析
目前，物理课堂教学中对多媒体的运用，主要是物理教师将现代媒体技术运用于传统的课堂教学中，将其作为演示工具。这是信息技术和课程整合的最低层次，目前大多数课堂教学都采用这种方式。教师可以使用演示文稿或多媒体课件，清楚地说明、讲解其结构，形象地演示其中某些难以理解的内容，或用图表、动画等展示动态的变化过程和理论模型等。常见类型有以下几种：
（一）线性呈现的板书设计
这是信息媒体在课堂教学应用的最普遍的形式，相对来说也是信息媒体应用的最低层次。实际上可以说是一种电子板书，或者说是传统板书的电子化和多媒体化。但是与传统的小黑板相比，其优势是显而易见的。
1.可以在短时间内呈现大量信息
呈现的信息量是传统手段无法比拟的。由于事先在电脑中存储了大量的有关信息，课堂上调用速度很快，其信息的呈现量主要受学生的接受能力制约。
2.信息的呈现方式生动活泼
与传统的板书和挂图相比，多媒体的信息呈现方式极其丰富多彩，色彩、字体、动画方式、音响等都是传统的板书、挂图望尘莫及的。
3.可以呈现大量图文、视频信息
多媒体可以将大量的图文信息和视频信息进行整合，大大地改善了信息的传递条件，更为有利的是，多媒体出现的图片和视频信息资源的丰富性更是传统媒体无法实现的。
4.教师制作电子板书简单易
行由于powerpoint等软件的简单易学，功能完全能满足电子板书的要求，绝大部分教师都能够利用它轻松地制作电子板书。然而，在大量应用电子板书的过程中，其缺陷也越来越突出地显现出来，主要缺点有：
（1）信息呈现的单向性
由于其板书设计已经相对固化，课堂教学的思路受到很大的限制，对课堂教学中学生的各种反应缺乏调控的能力，教师几乎无法根据课堂的具体情况对教学作出相应的调整，使课堂中师生互动几乎无法进行。
（2）受到学生接受能力的瓶颈
制约由于多媒体能够在短时间内呈现大量信息，但是学生的接受能力并不会无限制地提高，如果教师没有注意到这一点，只是一味地加大课堂的容量，反而会影响到学生的接受效果。
（二）实验现象的重现和模拟设计
现代多媒体的最大优点在于能够应用现代媒体技术，超越课堂的时空限制，给学生创设一个尽可能接近现实的虚拟现实。在中学物理课程中，多媒体的应用能够较好地解决实验条件不足，无法演示，实现现象不明显，可见度不高，或者实验演示有危险性等问题。如果再加上一些形象的过程演示，可以帮助学生很好地理解实验的本质，这也是给传统教学带来的'最大帮助。
1.导向性
与演示实验相比，多媒体模拟有着强烈的教师主导意向，多媒体课件通过画面造型、画面自身运动和镜头组接只向学生展示那些要求他们看到的情况，从而引导学生接收那些我们要求他们接收的教学信息。
2.分析性
多媒体课件可以借助于画面显示的历时性把一个现象的全过程从开始到终了一步一步展示出来，也可以把一个研究对象从整体到局部，从局部到细节逐次展开，实现了对过程和现象在顺序上与结构上的分析。
3.综合性
多媒体课件可把若干有关现象一个一个在屏幕上进行罗列显示，并实现对照，还将若干个画面同时显现在屏幕上，达到同时对比目的，学习者借助于观察画面对这些现象进行分析对比，找出异同之处，完成了对现象的综合概括，获取了总体认识。
二、在多媒体课件中，学生扩大了观察的视野
由于多媒体课件的简单和有效性，有的教师在课堂教学中索性就省略了演示实验而直接采用课件的形式进行教学，这在当前是一个较为普遍的现象。这一做法也引起了物理教师的争论。笔者认为，这是一种脱离物理教学本质的做法。我们必须明确，物理学研究的是生动活泼的现实世界，学生必须学会从现实世界中观察、归纳、演绎的本领和意愿，而不是在电脑模拟的虚拟世界中进行所谓的研究和探索，学生的动手实验是电脑模拟永远无法替代的。
从学生的接受性来说，多媒体课件对实验的模拟演示，改善了信息传播条件，减少了因媒体使用不当而造成的信息损失，从而为实现教学目标创造了良好的必要条件。可是在教学实践中，我们发现，多媒体的这一优点恰恰也是其局限之处，多媒体的课件演示所展现的实验和现实的实验相比，最大的特点在于，它是最纯粹的，已经过滤了几乎所有的次要因素，是一种高度提纯的、模型化的实验演示。
通俗地说，这些实验永远也不会出现故障和问题，也不会有误差，即使有的话也认为是虚拟的。用建构主义的观点来说，这是一些“结构优良”的问题，而学生建立自己的知识体系需要一些“结构不良”问题。所以，多媒体所呈现的物理过程，物理现象都是经过教师加工和提纯的，是一些“细粮”，而学生的成长既需要这样的“细粮”，更需要一些原始的，原汁原味的“粗粮”。
物理学科教学评课稿 篇三
一、教师素质好，教学氛围和谐、积极。
教师的基本功扎实，讲授知识有深度、有广度、有技巧。教师的形体语言亲切、自然，口头语言清晰、流畅、幽默。营造了积极、和谐的教学氛围和平等、民主、自由的师生的关系，很好的实现了教师角色的转变（说通俗点简直不象是老师，而是学生的朋友和兄长）。为教师指导下学生自由地对科学的实验和知识探究作了很好的教学铺垫。课堂气氛活泼有序、教师调控能力和应变能力强、富有激情。使学生在轻松愉快的氛围中接受知识。
二、教学设计的评价
教学设计理念依据新一轮基础课程改革《物理课程标准》中：让生活走向物理，让物理走向社会的基本理念，面向全体学生。这节课彻底改变了学生被动接受的传统的教学模式，“在探究状态下学习”贯穿整个课堂教学。整个课堂设计完整、结构紧凑、逻辑严密、前后呼应。
三、教学过程的评价
1、首先从生活走向物理，导入新课。（巧妙激趣）
教师创设了一个真实的生活情景：让学生模拟到商店为家里新买的电器买电线的真实情景导入新课，并展开热烈讨论。让学生明白这么简单的生活小事中也包含着许多我们不知道的物理知识，激发学生学习欲望。一开始就让学生处在浓厚的学习兴趣中。
2、注重探究，教学方法多样。（大胆尝试，探究环环相扣，不断推出学生活动高潮）
本节课在教学设计和实际授课中营造了浓厚的探究氛围，让学生始终处于积极的思考和探究活动中。
比如：有学生的独立思考、有分组交流合作学习，取长补短；有个小组间的评比等。设计的分组实验让学生主动参与实验的设计和实施的全过程，到最后学生自主地总结出每一部分的实验结论和由学生自己对实验结论的综合总结。“提出问题——猜测与假设——设计实验——分析论证——加以评估”探究环环相扣，都让学生自己去合作完成，将学生活动不断推向新的高潮，让所有的学生都明白了“探究的科学过程”和“探究的科学方法”，教给学生的不止是物理知识，更重要的是教会了科学探究的方法，这是这堂课学生最大的收获，真正培养了学生的探究精神和创新意识。
3、教师大胆创新，从生活中获取教学资源。（展示教学能力）
比如，教师用来让学生比较铁丝和铜丝，让学生亲自观察、触摸，找到不同的地方；教师自行构思设计的温度对电阻影响实验：取用生活中的废弃的日光灯灯丝作为实验材料，做的温度对电阻的影响。效果非常明显！体现了教师的创新意识，也给了学生探究科学的启迪：让他们知道科学探究并不是神秘和不可及的，他们也可以做的
4、作业的设计精巧，满足不同层次学
物理教学论文 篇四
摘要：本文主要从多媒体信息技术与物理实验教学的整合、动画模拟与物理概念知识的整合两方面探讨了信息技术与高中物理教学的整合效果，以期为广大高中物理教师提供一些参考和意见。
关键词：信息技术；高中物理；整合
物理这门学科的逻辑性较强，其实验分析是验证物理概念知识的基础。因此对学生而言，无论是实验分析还是理论知识的学习，都具有一定的难度。随着新课改的推广与实行，信息技术在高中物理教学中应用较为广泛。信息技术引入物理课堂教学中，是一种动态教学模式。无论是将其作为实验分析还是理论教学的辅助工具，都可以达到提高学生学习积极性和主动性的目的。
一、多媒体信息技术与物理实验教学的整合
物理属于理科范畴，因此实验分析与理论验证是物理课堂学习的重要方式。大部分学生在学习中主要是站在理论知识的角度分析问题、思考问题，因此缺乏自主探究实验现象和独立自主解决问题的能力。随着新课程理念的提出，学习的对象不再是“冷冰冰”基础理论知识，而是理论教学与实验分析相结合，并采用灵活多变的方法营造轻松、愉悦的课堂教学氛围，实现提高课堂教学效率和教学质量的目的，并借助现代信息技术传递物理实质。据心理学家所言，在课堂学习中引入多媒体技术，可以提高学生课堂注意力，使学习知识更加清晰明了地留在学生大脑中，记忆深刻。反之，采用单一枯燥的教学模式，将会大大降低课堂教学效率。由此可见，将高中物理教学与多媒体技术相结合，并借助多媒体技术创设具体的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，还可以起到调节课堂学习氛围和降低学习压力等作用，从而在课堂学习中大胆表达自身的观点和意见，集中精力探索适合自身实际情况的学习方法。例如，教师在讲解高中物理“通电自感和断电自感”试验教学中，教师不能被动地按照教材步骤进行操作和演练。采用这种方式得出的物理实验结论为：第一，灯泡在演示那一刻是熄灭的(亮的)。第二，灯泡在演示结束之后会熄灭。学生通过观察实验得出“线圈对变化的电流有阻碍影响”这一结论，但是并不能直观地观察到“电流阻碍”的过程。虽然这个过程短暂，但恰恰是实验探究中的关键问题所在，是这一章节课的重难点知识。这就需要教师改变实验演示方式，借助多媒体计算机作为实验教学的辅助工具。比如在课前预习阶段，提前下载一个Flash软件，当演示到“电流如何阻碍线圈”时，就播放Flash软件中的视频实验分析讲解。学生在动态观察和静态学习中能够对试验内容有一个全面详细的认知过程，进而在实验探究中培养自主探究精神。再比如，在学习“自由落体运动”一课时，首先教师需要提前对章节相关资料收集起来，并准备好实验分析和探究所需的设备和装置，展开“羽毛和铁块”实验设计和演示。其次，借助多媒体设备播放有关“自由落体运动”的实验视频，并要求学生自主观察和记录实验现象、实验结果。学生结合生活实际会对实验结果进行猜想。一般认为在同一高度，由于铁块要比羽毛重很多倍，因此最先落下的物体是铁块。因此，学生的好奇心被调动起来。最后，得出实验结论。在同一高度下，羽毛和铁块自由落体的速度相同。究其原因是假定了自由落体运动是在“真空”进行，不受摩擦力的影响。并在分析与探究物体受力情况时，羽毛与铁块只受“重力”因素的影响。在此过程中，教师可以将铁块和羽毛做自由落体运动的过程制作成动画效果。当降落100m、200m时，静止羽毛和铁块的运动画面，这样可以方便学生清晰观察在同一水平线上，铁块和羽毛的下降高度。这样不仅可以营造一种愉悦的教学氛围，还可以提高学生的学习效率。
二、动画模拟与物理概念知识的整合
物理的学习是一个潜移默化的过程。学生对物理的理解源于感性认识，并在此基础上实现释放内在力量。但是在激发内在力量过程中，由于物理概念知识较为抽象化，学生在理解上存在一定的难度。这就需要学生通过一些有效方式提升对物理学习的兴趣度，从而由被动接受转变成主动学习、思考和探究。这是一种典型的“自我效能感”概念。在这个概念中，提出了学生在学习上的个体差异、知识的判断能力和信念等。并着重表明“成就感”才是学生学习态度、学习方式转变的重要因素，也是学生激发自身积极情绪的重要动机。因此在实际学习中，学生就可以将自身兴趣度与物理知识衔接起来，借助现代信息技术设计物理生活情境，从而达到调动自身对知识的好奇度、求知欲等目的。并以积极主动的态度对物理知识进行猜想和探究，并作为分析问题和解决问题的有效证据。比如，教师在讲解高中物理“抛物线”一课时，首先，教师可以通过抛物线运动动画来模拟抛物线的运动规律，让学生观察后得出抛物线概念、抛物线的运动规律、抛物线的基本特征。提前准备好抛物线函数运动图，将函数图与物理中的抛物线运动模拟图进行比较，并站在数学相关知识角度和物理相关知识角度全面系统地分析抛物线运动的基本轨迹和特征，加深学生对知识的认识和理解程度，并提高学生独立分析抛物线运动的分析和探究能力。与此同时，学生在掌握物理知识的同时巩固了数学知识，也明白了其中两者之间的联系，对于以后学习物理知识会更加容易。
三、结束语
实现高中物理教学与信息技术的有效整合，需要教师改变教学观念和教学方法，以积极主动的态度借助信息技术创设具体的教学情境，从而达到提高课堂教学效率和整体质量的教学目标。
［参考文献］
［1］李峰．浅谈信息技术与高中物理教学的整合［J］．读与写(教育教学刊)，，09:157．
［2］房迅．如何将信息技术与高中物理教学有效整合［J］．学周刊，，23:39．
［3］李寅峰．浅谈信息技术与课程整合的必要性———以物理教学的优化整合为例［J］．信息与电脑(理论版)，，03:197－198．
初中物理学科全息教学的运用论文 篇五
初中物理学科全息教学的运用论文
一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论，对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后，物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面，其核心是给学生提供机会、创造机会。因此，在物理教学中，教师要善于运用全息教学理论，并根据学生的生活经验和已有的知识背景，对课型合理地选择与搭配，带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现，激励学生发现并提出问题，进而激发学生学习物理的兴趣，培养学生创新和探究能力。例如：在讲静电屏蔽时，首先带领学生对静电屏蔽进行了实验，并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“：用电吹风吹头时，电吹风其对电视信号有影响，那么是不是静电屏蔽不完全成立？”于是带领学生们又做了如下实验：将一个手机放在一个密闭的纸盒内，用另一部手机呼叫，学生们听到了响声。再让同学思考，如果将手机放在前面做过实验的金属笼内，是否能听到铃声？多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后，仍能听到铃声。学生们都感到疑惑，难道静电平衡理论有误？针对这种现象让大家思考了“静电”二字，然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电，其属一种交变的电磁场，遇到金属网时，金属网会感应出同频率的电磁波，只是强度变小，因此在仍能听到笼中手机铃声，也解释了，也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式，加深了学生对物理知识的理解，从而提高了教学质量。
2.运用全息理论，根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时，物理教材中的安排的知识点难易程度不同，如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解，容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练，而对于相对较难的知识点，就可能会导致学生对其似懂非懂，这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时，不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变，使学生能够熟练地掌握知识点。另外，每个学生对于知识点的掌握情况不同，有些学生可能掌握的好一些，有些学生掌握的差一些，因此物理教师要根据学情来选择教学方式，既要照顾那些掌握知识差的同学，也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如，在向同学讲解“测量”的知识点时，对与学生来说这个相对知识点相对容易，在日常生活中很容易接触到，因此教师在运用全息教学论时，可以先向学生对所要内容的主旨，主要思路进行讲解，然后对主要知识点进行仔细讲解，经过这样的讲解，学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时，学生对其中的规律和容易混淆，如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解，学生就很难掌握。因此，教师要改变教学方法，既要向学生进行理论讲解，也要带领学生对个规律进行实验，通过实验加深学生对光学规律的理解，使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论，根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中，物理教师对学生的评价方式非常重要，有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣，而有的。评价方式可能使学生受到打击，从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论，并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式，激发学生学习物理的兴趣。例如，在课堂上让学生回答问题时，学生回答对了要给与肯定的评价，而如果学生回答错了，要用积极的评价方式去评价，用全息理论去告诉他，其在探讨知识的过程中，没有选择正确的方式方法，让其用正确的方式再去进行探讨，这样既让学生知道了自己了不足，也对学生进行了鼓励学生，这样学生就会乐意去学习，从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语
全息教学论是一门用全息理论来研究教学系统本身固有的全息规律的新学科，它将会开拓出教学理论研究的一片新天地。而全息教学论在初中物理科学中的应用，将会使教师对初中物理教学的本质和规律有更深层次的了解，完善物理教师对物理教学的认识，从而在很大程度上提高初中物理教学质量。
物理学科探究论文 篇六
物理学科探究论文
在物理学看来，能量从一种形式转换成另外一种形式时它的总能并没有发生变化，其中所蕴含的能量既不会增加也不会减少，既不会自行产生也不会凭空消失。这就是热力学第一定律的基本思想———能量守恒定律，但是这一定律只规定了能量的数量关系，并没有涉及到能量的转换过程。热力学第二定律———能量不能自发地从低温物体转移到高温物体，就解释了能量转换的基本方向。热力学第二定律表明，只会做功而不消耗能量的永动机是永远不可能制成的，孤立系统中实际发生的过程必然会导致其中的熵不断增加，它永远没有减少的可能。最早提出热力学第二定律的学者是麦克斯韦，后期有许多学者试图证明这一理论的错误性，但终究还是没有成功，直到1951年法国物理学家布里渊将信息论与统计物理联合起来进行研究，才证实了麦克斯韦的这一假设。这一假设中的事物交换与信息交换存在本质的区别，在事物交换中不可能出现两者共同拥有的情况，一方的增加势必导致另一方的减少，但是信息交换则不同，它不必遵循热力学定律。
可以说信息替代能源是建筑节能的基础，从布里渊的研究可以看出，信息的传递不遵循热力学定律，可以利用这一规律在热力学允许的范围内做许多事情，例如通过技术手段降低孤立系统中熵的增长速率，在生产消费过程中用信息替代能源。能源是有限的，但是信息资源却是取 www.kuaihuida.com 之不尽用之不竭的，当前社会面临的问题是社会发展导致能源在不断减少，能源消耗造成的环境污染问题也在不断增加，而环境污染反过来又会严重阻碍社会的发展，如果一直纠结于物质系统，很难找出解决矛盾的方法，而用信息资源代替物质能源就难很好地解决这一问题。
日常生活中有许多利用信息来降低能耗的实例：出行前预先在地图上标明线路，既能节省时间又可以降低汽车的能耗；在房间安装温控设施，随时了解房间的温度可以降低取暖能耗；新信息技术应用于机械设备中可以提高机械设备的工作效率，降低设备的能耗。信息的使用能够有效降低能耗，同时信息在建筑节能方面也有着十分重要的意义，当前我国引起我国建筑界普遍关注的高层建筑节能问题，就是因为对建筑节能信息了解的缺乏，才导致了设计不合理现象频繁出现，忽视信息的建筑工程必然会对整个建筑造成极坏的影响。
物理学知识在建筑节能中的运用
(一)以物理手段实现太阳光照明
经医学专家研究证明，太阳光可以降低诸如忧郁症、慢性疲劳综合征之类疾病产生的几率，采用物理方法将太阳光引进室内不仅可以增加晒太阳的机会，更有利于人的身体健康。在没有机会到户外享受阳光的时候，采用导光管装置就能将阳光引入室内，它主要是通过物理学中的反射原理传递光线，但是光线的每一次传递都会造成能量的损失，这种导光管装置不适合长距离的光线传递。物理学家爱德曼兹发明了一种神奇的装置，这个装置的主体是一个塑料控板，控板上安装了许多由激光切割而成的镜片，这些镜片按照一定的规律进行排列，当太阳光照射到塑料控板上时亮度便会增强，然后传递到每一个角落。许多科学家开始将研究的重点放在彩色荧光塑料上，他们试图采用荧光塑料来采集阳光，这项研究的原理是：白色是由红、绿、蓝三个颜色组合而成，科学家们尝试将由这三种颜色的塑料收集到的阳光进行重新组合，然后就形成了人类生活中所需要的白色太阳光。通过这种物理手段形成的太阳光所发出的亮度相当于两个75瓦灯泡所发出的亮度。
(二)利用太阳能取暖
要利用太阳能进行取暖就必须选用热阻和吸热系数较大的材料，热阻是指材阻挡能量进行传递的能力，吸热系数是指物体本身吸取热量的能力。在传统热学工艺中这种方式较为常见，为了满足工艺需求一般使用热阻与吸热系数较高的材料，在减缓热量传递的同时最大限度地吸收热量。太阳能是取之不尽用之不竭的，充分利用太阳能不仅有利于节能，更有利于降低环境污染，建筑选址最好是选择阳光充足的地方，有利于阳光的接受。建筑中的玻璃选用热阻与吸热系数较大的材料能够有效地进行能量储存，这些材料在白天吸收大量的热量，然后使用储热墙或者其他储热工具将热量储存起来，在夜间温度降低时这些储热工具便可释放出热量，增加室内温度。对于冬冷夏热地区的建筑，要组织调温，窗外应当设有可以操控的遮阳设备，夏日温度较高时这些遮阳设备可以阻挡高角度阳光的照射，冬季温度较高时这些遮阳设备又可以将低角度阳光引进室内；也可以在遮阳装置中安装双层玻璃，在冬季档有日照的时候双层玻璃的吸热作用能够提升室内温度，晚上关闭反射膜或者百叶窗，能够有效的组织热量的散失，起到保温节能的作用。
(三)纳米技术在建筑材料中的应用
纳米原本只是一种计量单位，当某种材料的粒径小于100nm时，它便可以称作是纳米材料。纳米技术是上世纪八十年代兴起的新兴技术，制作具有小粒径材料的技术就是所谓的纳米技术，纳米科学是原子物理、量子物理等多种学科的聚集点，纳米材料具有体积尺寸小的特性，从而就成就了它不同于一般材料的特质，如纳米材料具有表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应等特殊性质。纳米技术在混凝土生产中的应用能够有效地提高混凝土的强度，通过对碱骨反应的抑制能够有效地提高混凝土材料的耐久性。由于纳米材料具有量子尺寸、光催化效应等性质，因此采用纳米技术制作而成的混凝土具有分解有毒物质、净化空气的功效。纳米材料的其它功能能够制成不同功能的混凝土材料，如能够进行智能报警与自我修复的纳米材料。纳米材料的特殊性能能够使材料的刚度、强度、韧度等发生变化，利用这些特殊的性能就可以生产出各种不同的材料，如弹性水泥、延性水泥，抗菌陶瓷、保温隔热玻璃、抗菌塑料等具有高性能的材料，这些材料不仅能够提高建筑物的使用性能，更能降低建筑物的能耗，有效的降低因能源消耗而造成的环境污染。
(四)毛细现象在建筑设计中的应用
当液体接触到具有细微裂缝的物体或者具有较小管径的细管时，就会沿着裂缝与细管上升或下降，这种现象就被称作是毛细现象。毛细现象是由于分子间相互作用而产生的结果，纸张吸水、地下水沿着细缝上升等都属于毛细现象，这种现象在建筑中的应用能够解决许多难题。例如在装有空调的室内，无论是夏天的冷风还是冬天的热风都会使人感觉不舒适，这主要是由于空调吹出的“风”会带走人体的水分，从而引发脱水等“空调病”，而新型建筑中的温控装置则用水这一传热载体取代了传统建筑中的空气，这种新型技术能够有效的降低人体的不适感。这一技术正是使用了毛细现象的原理，建筑物的天花板上布满了网栅，它是由一根根细小的毛细管组成，这些毛细管纵横交错形成一张网，毛细管中流通着水，冬季温度较低时发电所产生的余热使管中的热水不断流动，热水的流动使室内温度上升，发电所产生的余热又使管中的冷水不断流动，从而降低室内温度。采用毛细现象制成的制冷系统大大优于传统的制冷模式，不仅能够降低能耗，更能降低身体的不舒适感。
(五)太阳墙技术的应用
太阳墙技术的应用实际上是太阳能技术应用的一个范畴，太阳能可再生、环保、便宜等特性一直是能源研究专家观众的焦点，人们不断开发探索新的途径来实现对太阳能的利用。采用太阳墙空气集热器可以回收墙体的散热，解决新风的预热问题，在增强室内空气供给量的同时能够有效的节省能源。制作太阳墙主要采用镀锌钢薄板或铝制薄板，这些薄板外拥有许多褶皱和小孔，薄板的表面颜色较深，这些板材一般安装在距离建筑外墙20厘米的地方，并和建筑物顶部的遮雨板连接在一起形成太阳墙即热系统一个组成部分，另外一个部分由室内风机与管道组成，这两大部分就构成太阳集热系统的整体。其中薄板上的褶皱主要是用来增加板材的强度，褶皱可以根据需要的不同而设计不同的形状，板材上孔洞的数量以及分布规律则是根据实际需求确定，这主要要考虑到建筑物的功能、特点、所处地理位置、阳光充足程度等。冬季，空气通过板材上的孔洞进入集热墙，空气在流动的过程中汲取板材上吸收的热量，随后空腔的温度上升，空气就受到气压的作用进入沿着管道进入各个房间，为房间供暖；在夜间可以用风扇将由室内散失到空腔中的热空气重新扇回室内，这样既能为房间供暖，又能够为房间不断输入新鲜空气。在夏季则停止风扇的运作，室外的热空气从孔洞中进入空腔，然后又沿着空腔上端和周围的空隙流出，空气源源不断的在空腔内流动，不仅带走了室内的热量，也阻挡了热量进入室内。
物理学知识在世博馆建设中的应用
随着传统能源的日益枯竭，环境的日益恶化，人们将更多的目光集中到节能型建筑上，中国第41届上海世博会上低碳节能型场馆成为了全世界瞩目的焦点，其场馆建设中许多技术与知识都和物理学息息相关。
(一)马德里竹屋和空气生态树
从名称上就可以知道马德里竹屋建筑材料同其它场馆的不同之处，其外墙用一层厚厚的竹窗进行覆盖，竹窗由纵横交织的竹子编制，在空气清新的早晨将竹窗打开既可以更新室内的空气又能降低温度，在中午将竹窗关上能够抵挡热量的进入但又不会闭塞阻挡室内的空气流通，竹子由于其空心的特质能够起到很好的隔热与保温效果。空气生态树整体是由钢铁构建而成，其外观为十边形，整个场馆的直径为12米，空气生态树内部安装有可以自动开合的百叶窗与直径为7米的大型“引风机”，建筑物顶端安装有太阳能电池板，整个建筑可以实现能源自给，不必消耗额外的能源。生态树外围用黑色遮阳网遮挡阳光，虽然白色遮阳网能有有效地反射太阳光，但由于遮阳网表面不平整，太阳光在其表面会形成漫反射，白色遮阳网不利于散热，而黑色遮阳网则能吸收太阳光，同时遮阳网的结构又能有效阻挡热量的扩散。
(二)伦敦零碳馆
伦敦零碳馆最为特别的就是安装在建筑物顶端的可以自由转动的风帽，由于夏天上海的温度较高，空气很难进入室内，风帽的自由转动就能将室外的新鲜空气引入场馆中。另外工作人员将黄浦江底层的`水通过管道引入场馆下方，底层的江水温度较低，用于对空气降温再好不过，由风帽采集而来的新鲜空气经过江水的降温后就被输入场馆中。热空气中的水蒸气较多，会使人感到沉闷，经过江水冷却后空气中的部分水蒸气会液化，空气湿度相对较低。零碳馆还采用了许多技术用于节能减排：屋顶铺设的太阳能电池与热水器能够有效的将太阳能转化成热能，供给室内的能量需求；场馆玻璃上安装的太阳能电池不仅能够增加室内的光亮度，又能为室内提供必要的电能；场馆外墙上涂有荧光材料，白天墙壁能够吸收太阳能并将其储存起来，到了夜间就能发出光亮用于照明。这些节能技术基本上都是建立在物理学的基础上，诸如太阳能电池、荧光涂料等能够有效降低场馆的能源消耗。
(三)汉堡之家馆
汉堡之家馆外形就如同是四个打开的抽屉，这个场馆的神奇之处就在于它能够不消耗任何的能源而使场馆的温度永远维持在25℃左右。汉堡之家之所以具备如此生气的功能主要就在于其建筑中使用热传递与新能源。汉堡馆的朝向同一般建筑物有很大区别，它的整体设计是坐北朝南。设计师为了扩大北面墙体的面积，将北边一大部分墙体向抽屉一样向外延伸，而南向则采用了百叶窗与遮阳网的设计，这样的设计既能保证场馆内的光亮程度，又能有效地避免阳光直射，减少场馆的受热面积。汉堡馆的墙体有三层结构组成，其中设有很好的保温层，能够有效地阻挡室外的热量进入场馆内部；汉堡馆的每一块玻璃都是双层结构，其中充满了惰性气体，不仅能够进行保温，同时还能有效地隔绝室外噪音；汉堡馆只要能量来源就是太阳能和地热，地热所采用的就是地下水冬暖夏凉的原理，冬季温暖的地下水能够给场馆供暖，夏季凉爽的地下水又能降低室内温度，而其中地下水的抽取与输送则完全有场馆顶部的太阳能电池提供。汉堡馆拥有完整的能源系统，完全不需要额外供电。
(四)新加坡馆
新加坡馆最为显著的特征就是场馆表面拥有许多开缝，这些开缝朝着不同方向延伸，场馆顶端一个横向的360度的大口子特别显眼。新加坡馆整体向内倾斜，下方的阴影带中不仅设有水池还有绿色植被，风从场馆上方的大口子吹入场馆内部，场馆顶端的空气流通速度同场馆内部形成极大的反差，由物理学知识可以知道空气流动迅速的地方具有较大的压强，这样场馆内部的热空气就从顶端的口子流向室外，而场馆外部的空气则经过阴影带流入场馆；空气流经阴影带时会使得阴影带中水分蒸发，变成水蒸气，而水分蒸发需要吸收热量，场馆内部的热量就这样被阴影带降低，所以场馆内部即使没有开设空调也可以很凉爽。
总结
在中国的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且随着经济发展的加剧，能源的消耗与日俱增，我国每年建成的房屋总共有16-20亿平方米，超过了所有发达国家年建筑面积的综合，这些建筑物95%以上属于高能耗建筑，且建筑单位面积的能耗差不多是发达国家能耗的三倍。在这种形式下，相关部门迫切需要采取必要手段降低建筑物的能耗，以低能耗作为建筑设计的核心思想。建筑与物理学有着密不可分的关系，建筑学的理论与思想基本上都来源于物理学知识，物理科学在环保建筑中的应用能够有效的降低能耗，20中国世博会的成功也证明了这一点，世博会建筑的核心思想就是低碳、低能耗，而物理知识的应用恰恰就帮助其实现了这一目标，相信物理技术在今后势必会更多的应用与建筑节能，为社会的可持续发展做出巨大贡献。
物理教学论文 篇七
情境创设在物理教学中应用分析
摘要：初中物理教学过程中，教师应为学生创设更有利于探究式学习的情境，激发学生的求知欲望和学习的积极性，使得教学质量不断提高。
基于此，文章提出了在初中物理教学中进行情境创设的具体措施：创设宽松、平等的教学情境；创设新奇、有趣的学习情境；创设针对性、趣味性强的实验情境。
关键词：初中物理；情境创设；新课标
笔者从事初中物理教学多年，在不断探索和创新物理教学方法的过程中，遇到过来于自学生和教师自身的很多问题，比如，学生学习的积极性不高，缺少学习兴趣；教师对一些物理概念和物理原理的教学生硬直白，不能使复杂问题简单化、抽象问题形象化，因而造成物理教学效果不好，总体教学质量不佳。
针对这些问题，结合笔者的教学经验，从情境创设的角度提出如下解决办法。
一、创设宽松、平等的教学情境
学生们需要快乐，快乐才会使他们健康成长、全面发展。
但在平时的教学过程中，我们往往会看到有些教师因为急于求成而变得脾气暴躁，对学生大声训斥，严厉批评，甚至发生一些暴力行为。
为了改变这一现象，使学生在愉悦的气氛中掌握知识，教师在平时的教学过程中，应利用多种方法让学生在课堂上克服紧张和不安，改变节奏太快、压力太大的局面，努力激发学生浓厚的学习兴趣，维持学生饱满的学习热情，让学生在宽松、平等的学习氛围里自主探究，变“要我学”为“我要学”，真正成为学习的主人[1]。
为了避免课堂教学过于枯燥，教师应多举一些浅显易懂、生动活泼、简单有趣的例子，活跃课堂气氛，尽量不让学生产生怯场心理，使学生敢于质疑，敢于提问，敢于讨论发言，从而避免引起学生产生思维疲劳和反感情绪。
这些都需要我们教育工作者深入研究学生，详细理解教材，创设出最适合他们能力的、宽松的、平等的教学情境，从而激发并保持学生探究学习的欲望和动力。
二、创设新奇、有趣的学习情境
没有问题的学习，是盲目无效的学习。
在教学过程中，创设新奇、有趣的学习情境，是激发学生学习兴趣，激活学生思维，提高学生学习效率的有效方法。
在这个过程中，讨论尤为重要。
有些现象学生有了疑问，教师先要引导学生之间互相讨论、求证，他们在讨论过程中会逐渐地去寻找正确答案，此时教师再针对相关知识提出新的问题，创设新奇、有趣的学习情境，力争让学生学会自主探究。
例如，在讲解影响蒸发的因素时，教师可提出以下问题：“要想使湿的衣服尽快变干应该怎么办？”让学生结合平时的生活经验想出自己的办法，办法越多越好。
学生会想出用火烤、摊开晒、用电熨斗烫等方法。
在学生表达自己观点的同时，让学生之间互相讨论，每一个学生会根据自己的生活经历和知识积累提出不同的见解，此时教师可以顺势引导，就学生提出的每一个方法逐个分析，师生之间展开拉锯式的辩论，教学过程从而变成了不断地质疑和释疑的科学探究过程，答案便会清晰明了起来。
三、创设针对性、趣味性强的实验情境
实验教学是初中物理教学中最直接有效的教学手段，对形成物理概念、导出和理解物理规律、锻炼学生探究能力具有不可替代的作用。
具体教学过程中，教师要立足于教材，认真研究教材，针对新课标和教学内容精心设计实验的内容，并且在教材的基础上进一步改进和创新，升华实验教学，充分发挥实验教学的特殊作用[2]。
例如，在教学汽化的两种方式之一———沸腾时，教师可提出：“壶里的水在烧开的过程中会逐渐变少，这是为什么呢？”教师可让学生进行水的沸腾实验，仔细观察水烧开的过程。
加热的过程中，让学生准确记录相应的数据。
随着水温的不断升高，烧杯内水的变化越来越激烈，学生的`兴趣也会越来越高。
学生参与的积极性高涨，课堂气氛随之热烈，教师在引导学生正确安全做好实验的同时，和学生探讨如下问题：气泡为什么越来越多、越来越大？气泡为什么在水面破裂？水为什么在不断减少？在这个过程中温度的变化如何？引导学生积极观察和思考，自己提出解决问题的方法，不明之处继续进行实验来观察并验证，或者和周围同学讨论。
这样一来，不仅物理课堂气氛逐渐活跃了起来，而且还锻炼了学生的思维能力，增强了课堂教学的趣味性，提高了学生学习的兴趣。
教师在实验教学过程中，要把握好“度”，只能帮助和指导学生，具体实验还是要由学生亲自完成，要给学生留有一定的动手、动脑及思考空间，这样才能调动学生思维的积极性，锻炼学生动手、动脑的能力。
四、结语
创设多种行之有效的情境，能极大地激发学生的学习兴趣和积极性。
通过师生双方协调配合、共同努力，做到“诱导、引导、指导”并举。
这样就可激励学生学习的新思维、新方法，使学生在活泼愉悦的情境中做到动中思、思中议、议中明，通过他们自己动手、动脑和协作互动的讨论、推理、归纳、概括，逐步得出结论，形成技能，最终达到提高初中物理教学质量、实现教学目标的目的。
参考文献：
[1]雒亚妮。如何实施初中物理有效教学[J].数理化学习，2014(5):73.
[2]王雄。初中物理实验探究教学的研究[J].新课程(上),2014(8):211.
谈初中物理教学中学生创新能力
摘要：我国传统的物理教学偏重于知识的传授，把学生大量的时间和精力耗费在机械模仿和死记硬背当中，忽略了对学生创新能力的培养。
只有在学生和教师都具备创新意识和理念的前提下，才能对学生进行创新能力的培养。
基于此，文章提出在初中物理教学中培养学生创新能力的具体途径：对实验教学进行改革；构建多元化的评价体系；组织实践活动培养学生的创新能力。
关键词：初中物理；中学生；创新意识
行业的发展离不开创新，只有创新才能推动科技的进步，才能使社会不断向前。
创新教学就是在对学生的教育过程中使其具备创新意识及创新能力。
从初中阶段就对学生进行创新能力的培养，对学生未来的发展大有裨益，所以本文就目前初中物理教学中如何培养学生的创新能力进行了分析和探讨。
一、帮助学生树立创新意识
在初中物理教学中对学生进行创新能力的培养，绝不是通过一个实验或是一次活动就能实现的，这是一项系统性较强的工作，要求物理教师在实际的教学工作中必须多使用科学性高、趣味性强的教学方法来充分调动起学生自主探究的欲望，并将“我要创新”的理念渗透到每一节物理课堂的教学当中，依据物理课程的教学内容及学生自身的特征给予其足够的思考和想象空间，为学生创造一个乐于创新、敢于创新的平台。
笔者认为，初中物理教师应从以下两个方面着手帮助学生树立创新意识：①物理教师应充分理解新课程改革的有关精神及要求，不断提高自身的创新能力，将理论和实践教学相融合。
只有教师具备了与时俱进的教育理念，才能够更好地对学生开展创新教育。
②深入研究初中物理教学的方法；对初中物理教学当中所使用的教材进行创新性的使用；对于新出现的问题不断进行研究，探讨出改进的方法；使教学资源得到最大化的利用和发挥。
二、教师自身应具备积极的创新意识和理念
由于教师是对学生施行创新教育的执行者，因此作为教师自身应具备积极的创新意识和理念，假如教师本身在主观意识上就对创新教育心存排斥，那就更谈不上对所教学生进行创新教育了。
在初中物理教学当中想要有效地开展创新教育，首要前提和必要条件就是要求初中物理教师自身必须具备积极良好的创新意识和理念，并对创新教育有科学的、正确的认识和理解；同时，初中物理教师还应具备一定的创新能力，在开展创新教育时，物理教师应把教学实践与创新理论结合在一起，再运用创新型的教学方法创建自由、开放、活跃的物理教学课堂，使学生能够积极地加入到初中物理课堂的学习和讨论中来，继而起到对学生创新能力进行培养和提升的作用。
物理学科研究论文 篇八
物理学科研究论文
【摘 要】
嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】
CPPS;同步PMU;开放式通信；分布式控制
引言
受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面：
1)分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络，增加了系统的复杂度和脆弱度，因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。
2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失，近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此，亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。
论文主体结构如下：第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ，CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系；第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平台模型；第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)技术；第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析；第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍；最后第6部分做出全文总结。
1 CPS与智能电网的相互关系
CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展，其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知，通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信，通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。
CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。
将CPS技术引入到智能电网中，可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系，首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多，并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义：首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控；然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合；最后通过对实时数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。
从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出，CPS与智能电网在概念上有相通之处，它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此，在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合，最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。
2 CPPS的硬件平台架构
基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标，建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向，同时也是CPPS研究的主要内容。
传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪，保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现，并且响应速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不够完善，不能预测和解决系统未知故障，对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息，能够优化系统控制性能，但是计算数据庞大、通信环节多，系统响应速度慢，并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析，不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。
针对目前电力系统监测、控制手段的不足，要建立坚强自愈的未来智能电网，必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统，CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。
CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示，主要包括：物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。
其中，底层的`物理层是指电力系统的一次设备，如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控，测量参数包括电流、电压、相角等，在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED，为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站，是CPPS的重要组成部分，通过收集多个测量节点的数据信息，建立系统层面的控制回路，并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站，主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络，注意信息层并不是单独的一层，而是重叠搭接CPPS的各个分层，为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。
上文给出了CPPS的硬件平台模型，但要在电力系统中具体实现CPPS，涉及诸多方面的技术难题，下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。
3 同步PMU测量技术
同步PMU是构建CPPS的基础，它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出，装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统，测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析，为电力系统的动态控制提供依据。
同步PMU的硬件结构框图如图2所示。
其中，GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元，作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后，送到CPU单元进行离散傅里叶计算，求出同步相量后再进行输出。注意，发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外，还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。
4 CPPS的开放式通信网络
建立CPPS的开放式通信网络，应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上，使系统具有高度的开放性，支持自动化设备与应用软件的即插即用，支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络，需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。
4.1 IEC 61850标准的应用
IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中，支持设备的即插即用和互操作，使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准，同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8]，因此，使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。
IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式操作系统技术以及高速以太网技术等。
4.2 通信网络配置与分析
对于CPPS开放式通信网络的网络配置，可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置，构建CPPS的3层式通信网络，如图3所示。
其中，底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED，分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC)，每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连，以完成该分区系统层面的保护控制，并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据，处理以后将控制信息下发到各控制子站，以实现CPPS的广域保护控制功能。注意，各层设备均嵌入GPS实现精确对时，保证全系统的同步数据采样。
5 CPPS的分布式控制机理
要建立坚强自愈的智能电网，必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程，文献中提出建立时空协调的大停电防御框架，建立了电力系统的3道防线，为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。
电力系统的分布式控制(Distributed Control，DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多机系统，即用多台计算机(指嵌入式系统，包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等)，各自构成独立的子系统，各子系统之间通过通信网络互联，通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上，结合分布式控制技术，建立CPPS的3层控制架构，如图4所示。
其中，分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制措施，其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性，防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施，需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障，往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施，控制措施实施越晚，控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果，同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施，通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段，要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。
6 结语
将CPS方法引入到电力系统中，建立CPPS的模型平台，为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信网络技术、分布式控制技术分别进行了简单介绍。
物理教学论文 篇九
关于物理教学论文
教学方法一直是大家研究的，各位，大家可以一起看看下面的关于物理教学论文，欢迎各位借鉴哦！
关于物理教学论文
摘 要：素质教育主要包括智能素质、品德素质、身体素质，以及专业美感素质等，素质教育的核心是培养学生的创造力，而创造力又包含了许多非智力因素，如个性和独立性等。教学实践表明，在物理学科教学中，除了传授物理基础知识和基本技能外，还应加强和改革实验教学，激发学生学习物理的兴趣，注意学生情感品质的培养和抽象思维能力的提高，特别是创造能力的发掘和培养，以期使其物理综合素质达到全面和谐发展。
关键词：物理教学 物理素质 创造力培养
素质教育是一种品质教育，这就要求在人的遗传素质基础之上，进一步提高人的综合素养，从而达到提高专业品质、道德素质和科学文化素质之目的。本文主要论述在物理学科中如何提高教学效率，实施物理素质教育。
一、在物理学科中应注意情感品质的培养
人们对未知事物的冲动与好奇，是科学发现和探究的开端，正是这种好奇心引导着人类打开了一扇扇科学的大门，而学生则天生具有这种情感和品质。所有学习和研究过程中的快乐和喜悦都是建立在自己的辛勤劳动和思维过程的基础上的，这种自身情感体验是学习和研究过程中的重要情感之一。人们在科学探究活动中，还可以造就自己的客观、公正、科学、无私的情感，因为任何学习和科学研究都要求人具有实事求是和严谨的治学态度。因此，学习和研究物理这门学科的过程，本身蕴含着各种积极的情感，这也正是进一步培养情感品质的过程。
物理学科要求学生具有较高的观察能力、动手能力和生活经验的积累等，这就使得一些学生在物理学习过程中会遇到各种各样的困难和产生畏难心理。对于这种情况，如果老师不加以及时的正确引导，就会使学生长期处在一种恐惧、胆怯和过度焦虑之中，这无疑会导致学生丧失学习主动性和积极性，甚至完全失去信心。
二、物理教学应以提高学生抽象思维能力为主
在高中阶段的物理教学中，培养学生抽象逻辑思维能力，特别是理论型逻辑思维能力，不仅是可能的，而且是必要的。首先，无论是升学还是就业，高中生都需要进一步深入学习，开拓思维领域，非常需要抽象逻辑思维。同时，高中物理更加严密，具有公理化逻辑体系，对于高中生抽象逻辑思维能力有了更高的要求。其次，高中生的心理年龄特征已从初中时的抽象逻辑思维由经验型向理论型水平的转化，并逐步完成。这就意味着他们思维逐步趋向成熟，可塑性逐步变小。因此，在高中初期阶段，教师应对这个问题有个清醒地认识，不失时机地培养和提高学生抽象逻辑思维能力，促使其顺利地完成从经验型向理论型水平的转化。
三、注意观察生活中的物理现象，从现象中感知物理意义
物理学科是以观察和实验为基础的科学，许多物理规律和定律都是从现实生活中注意观察发现的。比如，伽利略观察吊灯的。摆动发现了单摆的等时性，牛顿对苹果落地的思索发现了万有引力定律。通过列举生活中的事例，引导学生注意观察实际生活中的物理现象，是一种很好的激励和引导学习方法。比如，油罐车后面为什么要拖一条铁链尾巴呢？在干燥的季节里，在黑暗中我们把化纤衣服脱下来，通常会看到火星闪烁，这究竟是什么现象？通过教师引导和启发，学生往往会在生活中发现各种各样的物理现象。
四、创造成功机会，增强学生自信心
教育学和心理学研究表明，人们普遍都有一种自我实现、获取承认、取得成功的需要和渴望。成功时，会兴趣倍增，情绪高昂，干劲十足；失败时（特别是多次努力失败时），就会产生畏难情绪，兴趣全无，死气沉沉。实际上，有些学生感到物理难学并不都是因为他们的智力问题，相比而言，非智力因素占相当大的比重。因此，尽量给学生创造成功的机会，提高他们的学习兴趣，增强他们的自信心，不失为一种行之有效的促学方法。
在物理教学中，可以结合学生实际和教材内容，把教学内容设置成梯度和不同层次，开展内分层次教学，以适应学生不同知识水平和理解能力，使他们都能在原有水平上取得学习上的成功，获得心理上的满足。例如，在设置课堂提问时，可根据问题的内容选择不同程度的学生进行回答。在布置作业时，可根据不同班级、不同学习程度的学生布置不同层次的作业，使不同层次的学生都能有所收获，体验到成功的喜悦，从而增强他们的自信心。
五、物理素质教育中应注意的问题
在对学生进行物理素质教育中，其目标并不是侧重于促进和储存知识，而是侧重于向学生提供有助于创造力培养、开发、形成的教育和指导，进一步发掘和发展学生的创造力。从教育目标来看，学校教育不能只限于给学生一种专业的训练，而是要培养具有较高文化品格和文化素质的全面发展的人。目前，我国大部分学校毕业生实行毕业生和用人单位双向选择，这对学生专业素质和综合素质是一个全面的考验。从当前学校教育来看，由于应试教育根深蒂固且遗留问题众多，就全面推行素质教育来说，物理教育教学中应注意和妥善处理好以下两个问题：
（一）“基础知识”和“创造力”的关系。基础知识是人们从事生产和社会活动最基本的知识，是进行科学创造的基础。因此，要想开发、挖掘和发展学生的创造力，就必须加强基础知识教学，使学生牢固地掌握基础知识，只有掌握“熟”才能运用“活”。俗话说“熟能生巧”，就是这个道理。
（二）“智商”与“情商”的关系。由于我国传统和国情所致，一般都非常推崇早期智力开发。如教幼儿一岁学认字，两岁学算术，三岁背唐诗等。有一种错觉，以为给孩子加压加量是一种早期教育，是一种智力开发，并以为这种加压加量的智力开发与孩子的智力发展相挂钩。实际上，一味地加压加量的所谓“智力开发”带来的必然是“囫囵吞枣”或“学多悟少”的负重。
创造力是智力的最高表现形式，但创造力与智力并不完全成正比。许多科学研究表明创造力与智力并不绝对相关，即创造力高者智力一定高的，而高智力者不一定是高创造力者。因此，一个富有创造力的人，除了其高智商外，还有一个非常重要的因素，那就是情商。在学校教育中，如果不注意学生兴趣的培养，忽视创造性的挖掘、开发和发展，充其量也只能算是“高分底能”。
总之，学校开展素质教育，不仅要重视智力开发，而且要重视非智力因素，特别是创造力培养，激发学生的兴趣爱好，调动学生的求知欲望，培养学生的顽强意志和良好品质。使他们在个性发展和综合素质发展上达到高度的和谐统一。
物理论文 篇十
摘要：
在教学活动中我们发现，学生对物理实验学习的重视程度不够，有较强的消极倾向，大多数学生在实验学习上仍处于被动状态。我们从多方面分析影响学生实验学习的因素，并积极寻求加强物理实验教学、提高实验教学效率的对策，认为要提高物理实验教学的效率，必须要处理好兴趣与求知关系。
关键词：
中学物理；实验教学；效率；兴趣与求知
1、引言
物理学是一门实验科学，每个物理概念的建立、物理规律的发现，都有其坚实的实验依据。物理实验不仅是物理学理论的基础，更是物理学发展的动力。实验的过程蕴含了丰富的科学思维和科学方法，实验能力对于学生发展的意义和重要性是不言而喻的。物理实验的实验方法和思想、实验条件的保证、实验仪器装置、实验技术、实验的数据处理及误差分析等方面都有自身的理论基础和教学内容，它与普通物理理论既有紧密的联系，又相互独立。作为物理教育工作者，从物理实验的教育功能来认识，实验教学在物理教学中具有无可争辩的重要地位，但要将之所具有的教育功能变为现实的教学质量提高，则需要通过有效的、优化的教学过程。
2、对学生实验室学习活动结构的调查与分析
笔者对正在进行物理实验的学生的学习过程进行了较为细致的观察研究。方法是：先根据学生在实验室学习活动的特点将其学习行为粗分为六类，即：
ａ、操作实验（包括亲自观察、记录现象和数据）；
ｂ、与老师或同组人对话、讨论；
ｃ、阅读课本材料（包括实验前统一听老师讲解）；
ｄ、写；
ｅ、看（人家做）；
ｆ、闲逛。
请一位学生专门进行观察记录工作，每隔十分钟，对全教室中每一个学生的活动进行一次观察、判断、和归类，并按类做一次记录，最后统计在实验过程中（只计开始实验的时间之内）学生平均每一类行为的次数。
用这种学生在学习过程中的时间分配结构来部分地反映学生学习活动结构。笔者统计了５０名学生（４次）实验的情况，在前述六类活动中学生的时间分配平均数为：
ａ、37.９％；
ｂ、8.7％；
ｃ、９.7％；
ｄ、18.２％；
ｅ、14.０％；
ｆ、11.５％。
根据以上结果，加上个别观察和谈话调查，笔者对学生在实验室学习活动结构的较突出特点，有了一些较明确的认识。首先，学生花在自己亲手操作实验、观察记录现象与数据的时间明显偏少。即使在开始实验阶段实验活动较多的时间内，这类活动也只占37.9％；而竟有高达53.4％的时间在看、写和闲着。不少学生并未将每次实验当成锻炼自己实验能力的机会、有意识地尽量争取多亲自动手，而是当成一种任务来完成，有些同学（特别是女同学）甚至只专门负责记录、整理结果之职。一旦数据到手，即大功告成，不愿再多花时间亲自体验或进一步熟悉，有时即使明摆着的问题也不去深入探讨。
其次，学生在实验过程中与教师的问答或同伴之间的讨论、交流偏少，而且他们向老师提出的多半是请求排除故障之类的问题。在这样的学习活动结构下，学生学习的结果如何呢？笔者在结合教学过程考察学生在物理实验的学习过程中存在的主要问题和困难时，深深感到学生的学习结果与知识、技能和情感方面的教学目标差距较大。同时，在这样的学习过程中，学生的学习兴趣始终高不起来，“照方抓药”成功了，任务自然完成了，不成功，自有老师帮助，对于自己解决问题，他们既缺乏能力，更缺乏欲望，不少人甚至认为没有必要浪费时间。这样，我们对学生的实验室学习活动结构就基本上做到了胸中有数，这些虽然不是新的、大的发现，但却为切实提高物理实验教学的效率提供了较明确的思路和丰富的材料。
３、加强物理实验教学、提高实验教学效率
经过前述的调查研究，从多方面分析影响学生实验学习的因素，笔者认为要提高物理实验教学的效率，必须要处理好兴趣与求知的关系。目前，学生对实验教学的兴趣大致有下列两种原因：一是好奇。多数学生是出于对实验产生的物理现象引起好奇，他们满足于感知物理现象，但从未产生了解这种现象的原因的要求，这种兴趣是不稳定和不持久的；另一种是学生对实验操作发生兴趣。他们往往想通过实验对物理现象施加影响。在实验过程中，他们也注意物理现象与条件的变化，但主要不是要了解物理现象的实质与规律。当然，这种兴趣的稳定性仍较差。仅管如此，学生的这种兴趣对学生物理知识是具有积极作用的，在教学中应充分利用这种兴趣并加以培养，不能让学生注意停留在现有的使他们感兴趣的事物上，而应当引导他们随着实验的进程逐步深入地去观察、分析、掌握有关物理概念和定律、法则，使学生的兴趣过渡到求知。如果教师所追求的只是那种表面的，显而易见的刺激，以引起学生对实验的兴趣，那么就永远不能培养起学生对学习物理知识真正热爱的感情。因为在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。在中学生中，这种需要则特别强烈。教师的任务就是要不断地扶植和巩固学生想成为发现者的愿望，因此，教师在实验教学中，要引导、启发学生亲自去研究和发现某种东西，亲自去把握具体的事实和现象，促使他们驾驭知识的情感升华，使学生的兴趣稳定、持久。
４、结束语
综上所述，物理实验不仅是一种常用的教学方法，也是一种重要的科学方法，它是学生终身学习能力的培养，是素质教育的体现。在教学过程中，既要遵循“教师为主导，学生为主体”的教学规律，同时不断加强实验教学的改革，以激发学生学习的兴趣，注重学生能力的培养。发扬勇于创新，敢于创新的精神，全力培养学生的创新意识和实践能力，才能有效地提高物理实验教学的效率，实现素质教育的目的。
参考文献
[１]柳兆洪，王惠琼，潘庄成。设计性实验教学的探索[Ｊ].集美大学学报(自然科学版),1997,03:69-71.
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