高能物理

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高能物理范文第1篇

关键词:高能物理，TeV能量对撞机，标准模型精确检验，粒子探测技术，标准模型外的新物理

HighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina

MAWen\|GanWANGXiao\|Lian

(DepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)

AbstractAnoverviewisgivenofthedevelopmentofhighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina.Wesummarizetheprogressoverrecentyearsinbothphenomenologytheoryandexperimentalresearch.

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

1引言

高能物理研究当前仍然是基础物理科学的最前沿，被认为是最重要的学科之一.它深刻地影响着人类对物质世界认识的基本观念.在基础理论研究方面，高能物理在不懈地探讨微观物质结构及其相互作用、质量起源、时空本性等基本理论问题，这些研究又和宏观宇宙学之间存在很强的互相推动作用.

高能粒子对撞机是研究物质最基本的结构和相互作用规律的重要、有效的工具.对高能物理的研究和其研究手段的每次重大突破都会带来物理学新领域、新方向的发展,甚至新的学科分支的产生.它对于加深人类对物质世界更深层次基本规律的认识有着重要意义.即将投入运行的TeV能量大型强子对撞机（LHC）和计划建设的国际直线对撞机（ILC）便是验证高能物理理论的极好的大型设备.

随着新一代的超高能量的对撞机实验数据的获取，高能物理的研究将面临着又一次新的重大突破.理论上预言的黑格斯粒子和可能的新物理信号将会被发现.这些将会是本世纪初物理学的重大进展.粒子物理的发展涉及了多种学科和前沿技术.粒子物理实验科学实际上与加速器技术、粒子探测技术等近代物理技术密切相关.实践证明，粒子物理实验技术的创新对国民经济领域中诸多技术问题的解决具有重大作用.

下面我们对中国科学技术大学（以下简称中国科大）近代物理系的高能物理研究发展现状进行两方面的介绍：一是高能物理唯象理论研究方面；二是高能物理实验研究方面.

2高能物理唯象理论研究

高能物理唯象理论研究始于1985年，当时中国科学技术大学参加了丁肇中先生领导的DESYMARK\|J实验和欧洲核子研究中心L3实验的国际合作研究.我们的唯象理论研究就是当时针对大型正负电子对撞机实验中的现象学进行研究而发展起来的.从那时起，其研究课题就一直与国内外的大型高能物理实验现象学紧密结合.其研究工作的特点是：注重研发粒子物理理论研究所需的计算物理新方法和计算程序，建立了自己独特的高能计算物理实用软件环境，目前该实验室拥有先进的量子场论复杂计算的技术和能力,拥有研究室自己的高能物理理论计算和数据分析的PCFARM，并建成了DZEROSAMGRID的D0USTC节点，使我们的网格节点正式成为D0合作组标准MONTECARLO事例产生主要节点.因而，该实验室在现象学理论研究和物理分析方面具有很强的国际竞争力.

近年来，粒子物理唯象理论研究室的理论研究课题密切结合他们参加的费米实验室D0组的实验，大型强子对撞机LHC上Atlas组的实验和未来的国际直线对撞机ILC上实验所涉及的TeV物理现象学，集中研究标准模型理论的精确检验和新物理信号的探索.重点研究内容涉及:Higgs物理、Top物理、超对称理论现象学、超引力模型现象学、额外维模型和最小Higgs模型现象学、超高能量下CP破坏来源研究等.考虑到未来对撞机上寻找新粒子和深入了解电弱破缺机制的物理实验中所处的重要地位，我们从研究如何实现高精度量子修正的数值计算方法问题入手解决对撞机物理现象中的复杂理论计算问题.重点解决的计算技术包括：高效率的多体末态（N≥3）蒙特卡罗相空间积分技术；费曼图中不稳定粒子的处理问题；在相空间边界上多点积分函数(n≥5)数值计算的有效方法；红外发散的解析处理；带复数质量的粒子的重整化参数和单圈积分函数的计算方法等.这些问题也一直是粒子物理现象学中的几个研究重点和难点问题.在这些研究中，他们已经在单圈图计算中，在不稳定粒子的计算处理方法上以及在多点(n≥5)标量、矢量、张量积分函数的解析和数值计算上取得了进展.

该研究室自2001年以来,在国际国内重要学术期刊上发表SCI收录的涉及唯象理论研究的论文58篇，被引用达300余次.作出了一批为国际同行重视的研究成果.近年来该研究室取得了以下突出的研究成果：

1997年，在国际上首先解决了四点积分函数在相空间边缘发散点的数值计算困难［1］.在国际上首次解决了三体末态过程的单圈阶幅射修正计算中的五点标量和张量积分的计算问题，完成了关于在直线对撞机上对H\|t\|tYukawa耦合精确检验的理论研究［2］.精确研究了强子对撞机上超对称chargino/neutralino伴随产生过程，以及tb-H-产生过程的NLO阶QCD修正效应，为LHC新物理寻找提供了理论依据［3］.在最小超对称模型下对ppH±bc+X味道改变过程的精确计算,首次发现在squark的混合机制下，超对称QCD对H±bc耦合的修正可以使该产生过程的截面大大提高，这使得该过程成为发现带电Higgs粒子和味道改变效应的重要反应道［4］.T宇称守恒和不守恒情况的最小Higgs模型下γγtt－h°+X过程中的新物理效应的计算和讨论［5］,得到了可能在LC对撞机上观测到LH/LHT的效应，或者给出对LH/LHT参数更严格的限制［6］.完成了四体、五体末态相空间高精度积分程序的发展，实现了不稳定粒子处理技术，六点单圈标量、矢量、张量积分函数的红外分离及正确的数值计算方法和程序，并通过了若干正确性检验.在此软件环境下完成了在带电或中性Higgs寻找过程中，可能测量到的γγtt－bb－和e+e-W+W-bb－过程的QCD辐射修正计算工作.这为Higgs粒子寻找和top物理有关理论的精确检验提供了理论依据［7］.

唯象理论组在国际上首先提出了在强子对撞机上通过超对称标量中微子双轻子共振态，探测R宇称破坏的实验物理分析方案，并计算了其QCD辐射修正［8—12］.该成果被Tevatron的两个实验合作组CDF和D0先后作为其探测双轻子高质量共振态的主要物理动机和数据分析依据在发表的论文中引用.费米实验室FermilabToday对这一研究成果进行了报道.该研究室对这一理论与实验结合的研究，不但在唯象理论研究方面，推动了对TeV强子对撞物理过程中QCDNLO效应的精确把握,而且在实验物理方面，促进中国科大D0组在径迹探测器触发方法研究、高亮度环境下高能电子/光子鉴别、量能器刻度等研究中做出了成果.该研究还促进了高能数据网格计算节点建设，该室建成了中国科大D0USTC网格计算机群，并为D0合作组产生106模拟事例,为中国科大高能物理研究提供了1010以上的网格数据分析与处理能力，从而确保最终物理成果的获得.这些工作得到了D0合作组以及费米实验室的高度评价.韩良教授成为D0合作组AuthorshipCommittee7人委员会成员，负责审查合作组各单位成员作者资格.刘衍文博士成为费米实验室首批InternationalScientistFellowship成员.第28次中美高能物理合作联合委员会会议，确定费米实验室继续支持中国科大D0实验物理研究.

3高能物理实验研究

高能物理实验研究始于1973年，在杨衍明、陈宏芳教授领导下，为云南高山站宇宙线测量研制多丝正比室.之后先后参加了德国DESY的MARK\|J实验，是CERNLEP的L3实验的发起单位之一.与此同时，被接受为LHC大型强子对撞机的CMS合作组和日本KEK的B介子工厂Belle合作组的成员.与瑞士苏黎世联邦理工学院（ETHZ）合作成立了高能物理联合研究所.1991年正式参加中国科学院高能物理研究所BES合作组，成为国内大学中最早投入国内高能基地研究工作的BES成员，相继参加了BESII的物理分析和BESIII的建造与物理工作.2001年10月又被接收为美国BNL的STAR合作组成员.

3．1为STAR合作组研制的飞行时间探测器和相对论性重离子碰撞（RHIC）物理研究

多气隙电阻板室（MRPC）是上世纪90年代后期欧洲核子研究中心（CERN）的LHC－ALICE实验组首先发展起来的新型探测器.受国家自然科学基金委员会委托，该研究室于2000年8月率先在国内开展MRPC研制.先后成功地研制了多种结构的MRPC，其中6气隙的MRPC时间分辨为60ps，对最小电离粒子的探测效率好于95％，达到国际先进水平；双层结构10气隙的MRPC，时间分辨好于50ps，探测效率大于99%，达到国际领先水平.并成功地研制了第一个基于MRPC技术的STAR飞行时间探测器原型TOFrTray，性能指标达到：平均时间分辨为85ps，探测效率好于90％，好于设计指标.并于2002年10月装入STAR探测器，参加了2003年度氘-金核（质心能量为200GeV/核子）和2004年度金-金核（质心能量为200GeV/核子及62.4GeV/核子）碰撞实验，有效提高了STAR探测器的粒子鉴别本领，对π/K分辨的动量区域由原来的0.6GeV/c扩展到1.6GeV/c，对π,K/p分辨的动量范围由1.0GeV/c扩展到3GeV/c.利用MRPC-TOF的数据和时间投影室带电粒子的电离能量损失的数据发展了一种可以鉴别高动量区π介子和质子的新技术，把STARπ探测器介子和质子的鉴别横动量区间扩展到12GeV/c［13］.是第一个运用MRPC技术成功运行于大型高能核核碰撞物理实验的大面积飞行时间探测器，使一些原来很难开展但有重要意义的物理课题有可能进行，并获得了一些重要的物理结果.2006年4月，用于RHIC-STAR-TOF探测器的MRPC通过批量生产标准和标准的最后评审.MRPC生产稳定，质量越来越好，性能达到指标要求.RICE大学还专门做了报道.图1，2分别给出了200GeVAuAu对撞中TOF的强子鉴别和电子鉴别能力.

利用飞行时间探测器得到的主要物理成果有：基于TOFr粒子鉴别的强子谱和Cronin效应的研究［14］.首次得到在氘-金碰撞与质子-质子碰撞中重味夸克衰变的电子谱.结合低横动量D0粒子谱和高横动量单电子谱，在世界上首次给出了氘-金碰撞中双核子质心能量为200GeV/核子下每核子－核子碰撞中粲夸克产生在中快度区的微分截面［15］.开展带电强子横动量谱的研究.通过测量带电强子（π±,p,p－）的单举不变产额谱（0.3＜pT＜12GeV/c），精确测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，观察到在中横动量区间重子相对介子有增强现象，这可以用部分子的结合模型来解释，而在高横动量区间，重子产额与介子产额有相同大小的压低.这一现象揭示夸克和胶子在QGP中的能量损失可能与微扰QCD能损模型的预言不符，为高能部分子在QGP中的能量损失机制提供了全新的实验现象，有待进一步研究［16］.

对氘、氦\|3以及它们的反粒子在中横动量区间的不变产额、横动量谱和椭圆流的测量和研究，首次得到了轻核的结合参数B2和B3，发现B2与B3具有相似的值，表明氘、氦\|3以及它们的反粒子有相似的freeze\|out时刻.发现在不同中心度对撞中，轻核的结合参数和π介子的freeze\|out体积成正比.发现氘核和反氘核的椭圆流近似服从组分夸克数的标度不变性，在实验上验证夸克融合模型.首次测量了低横动量的反氘核的负值椭圆流，这是RHIC上观测到的第一个负值椭圆流，发现重粒子（氘）的负值椭圆流与大径向流的理论模型相吻合［17］.开展关于重味夸克产生截面和粲介子D0半轻子衰变道的研究.完成了200GeV金金碰撞中D0介子以及粲粒子半轻子衰变到的电子和μ子的数据分析工作，首次在重离子实验中通过cμ+X道确定粲夸克(ccbar)总产生截面.首次在重离子碰撞实验中证实粲夸克截面相对于两两碰撞数的标度不变性.首次利用STARTOF探测器测量粲粒子半轻子衰变的单电子谱碰撞中心度的依赖关系.首次利用STARTOF探测器观测到单电子谱压低，测量重味夸克能量损失.首次观测到单电子谱的热力学性质与集体运动流效应不同于轻强子［18］.对粲粒子及其半轻子衰变的单电子椭圆流进行了实验测量和唯象理论探讨.理论上给出了D介子及其单电子椭圆流，并预言底夸克粒子的集体运动流效应很小［19］.完成了RHIC能区粲夸克产生截面和粲粒子半轻子衰变道的研究.2007年8月23—25日在QCD相变与重离子碰撞物理国际研讨会上汇报了该项工作.受到QuarkMatter2008会议组委会的邀请，于2008年2月4日—10日在印度Jaipur举行的第20届国际超相对论核-核碰撞(夸克物质2008)学术大会上做了题为《OverviewoftheCharmProductionatRHIC》的大会报告［20］.进行奇异共振态强子φKK的不变质量的重建研究.利用STAR实验数据，通过仅用TPC信息和联合TPC＋TOFr信息（即要求其中的一条带电径迹由TOFr所识别）的比较研究，进一步证明了，结合TOFr和TPC信息可以实现对带电径迹的高精度鉴别，从而大大提高对奇异共振态强子不变质量重建的分辨率.完成了200GeV金金碰撞中奇异强子椭圆流的中心度依赖性研究，系统测量了KS0,Λ,Ξ,Ω粒子的v2（椭圆流）.结果表明，在低横动量区，这些强子的v2符合流体力学的预言，表明早期热化可能在RHIC形成.在中间横动量区，v2符合组分夸克数标度性，表明重组合是强子形成可能的机制，解禁闭可能在RHIC已经形成.中心度的依赖关系表明，v2没有初始坐标空间各向异性的标度性.集体运动在较中心碰撞中较强，热化有可能在中心碰撞中达到［21］.v2随碰撞系统的大小变化的依赖性将帮助我们验证早期热化这一假设.对200GeV铜铜碰撞中KS0,Λ粒子的v2也进行了测量，并和200GeV金金碰撞的结果进行比较，结果表明，在铜铜碰撞中，KS0,Λ粒子也符合组分夸克数标度性，但是热化没有达到.

3．2与日本高能加速器研究机构（KEK）B介子工厂Belle实验的国际合作

Belle探测器于1999年开始取数，2000年夏，我们从D0Kπ+道的测量开始正式参与物理分析工作,以后还选取了带电D*对产生的连续过程,用D*+D0π＋衰变产生的软π介子标记D0或D－0［22,23］.给出了当时世界上最为精确的实验结果，并被2006年粒子物理数据库（PDG）收录.我们关于D0-D－0混合的第二项研究课题是D0Ksπ+π-道的含时达里兹分析测量，该过程的优点是可以直接给出混合参数x，y和强混合角δ［24］.

3．3与中国科学院高能物理研究所的北京谱仪（BES）实验的合作

中国科学技术大学自1991年以来一直参加中国科学院高能物理研究所的北京谱仪(BES)实验，在BESI和BESII上开展了物理研究，在BES3建设中，中国科大是国内唯一参加BES3硬件设计和建造的一所大学，如端盖TOF探测器的预研和建造，亮度监测器的设计和建造以及亮度监测系统的电子学部分，TOF和μ探测器的读出电子学系统、TOF触发子系统、TOF监测仪的电子学和BES3时钟系统.

从1991年至今，积极参与BES物理分析研究.如BES1-BES2的物理：Tau的米歇尔参数的测量，ψ的几种VP和PP模式衰变道的测量和研究，J/ψ的辐射衰变，J/ψγρρ,γωω的分波分析.在BES粲物理的研究方面，通过对J/ψ的辐射衰变道J/ψγω和J/ψγωω的分波分析,仔细研究了这些反应道中的强子共振态结构和分支比测量，发现了ω不变质量谱的近阈增强和可能存在的X（1812）态［25］.

3．4ALTAS/LHC强子对撞实验国际合作

我们与中国科学院高能物理研究所计算中心、中国科大计算中心合作，在中国科大搭建了网格计算（LCGTier3）的工作平台的雏形.同时，我们与美国密歇根大学ATLAS合作组也开始了ATLAS物理分析合作工作，派人参加ATLAS端盖部分muon子漂移室安装、测试和运行维护工作.2006年，蒋一教授、韩良教授参加国家自然科学基金委员会重大重点国际合作项目：“ATLAS强子对撞物理研究”，正式成为ATLAS合作组成员.

参考文献

［1］JiangY,HanL.J.Phys.G,1997,23:385;JiangY,MaWG,HanL.J.Phys.G,1998,24:83

［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

［7］SunYB,HanL,MaWGetal.JHEP,2004,0409:043;SunYB,JiangY,HuangJRetalCommu.Theor.Phys.,2005,44:107

［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

物理学科能力是指学生在完成物理学科学习任务，解决物理问题活动中所表现出的个性心理特征。由于不同教师教学策略、教学方式不同，以及学生对物理学科的兴趣、学习方式、方法、接受的教学方式及思维认知等方面各不相同，学生个体在物理学科能力的形成和发展中存在差异。笔者认为，作为物理教师，我们在高三物理复习中有必要提高学生的物理学科能力。

一、物理学科能力在高考试题中如何体现？

在高中物理教学中，物理概念、规律等知识最终都是以问题（试题）形式呈现的，通过创设情境，即利用语言文字和符号，设置抽象简要又有典型应用要求的虚拟问题情境，让学生作答来衡量学生学科能力，描述个体素质差异。

物理学科本身存在着自身知识结构特点，从内容上看可分为力学、热学、电磁学、光学、原子物理五部分，是从力、声、热、光、电、原子的现象出发，对部分物理知识作定性或定量的研究讨论，相互之间似乎并不相关。但是我们只要对整个教材进行分析就可以发现：力的性质和能的性质是两条主线。正由于物理学科本身的内容特点，教学中要着重培养五大能力：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题能力，以及本文由收集整理实验能力，学生也只有具备这些能力才能较好地处理物理问题。

试题要考查学生多方面能力，就必须以能力立意。那么具体又是怎样体现的呢？

1.在试题命制上，学生需要准确把握其命题意图：试题考查的知识点涉及哪些？这些知识只需要复制和再现或者需要在理解的基础上提炼、概括、抽象、推理、运算、演绎？还是需要结合特定物理情境分析出知识点的特殊含义及联系？或者是需要对物理情境进行充分的理解、体验，然后运用所学知识有针对性地整理加工形成答案？

2.在试题作答过程中，需要学生对试题给出的材料进行观察，对物理情境进行整体感知、知觉、体验感悟，结合试题要求提取相关的个体掌握的物理知识，调动个人应对类似物理情境问题的经验，利用自己的心智技能在大脑中进行思维加工分析，分析过程中存在抽象思维与形象思维的相互转换、直觉、顿悟、判断、推理、评价、综合、创造与想象。整个解题过程的完成是在思维的不断指导下进行的。从长期记忆中调取何种知识和技能，采用何种解题策略方法并合理优化，如何及时监控评价解题进程及排除干扰，都取决于学生对自己解题认知活动的自我监控能力。

二、物理学科能力受到哪些因素制约？

问题能否被学生正确解答，取决于学生物理学科能力高低，而能力的提高与学生的学习活动是分不开的。寻找制约学生的物理学科能力因素就要与学生的学习活动相联系。

1.受到学生平时学习中的心理活动状态因素制约。

学习中的心理活动，会影响学生在掌握物理知识时形成具有自己特点的知识储备状态。学习者只有通过自己一定的学习心理活动才能将学科知

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识转化为自己掌握的知识并综合加工，才能在需要时重现并能灵活运用。如果老师只是讲授习题，不留思考空间给学生，而学生也只是一味依靠老师的讲授，自己的心理活动主要是记忆老师所讲的物理概念、规律和解题方法技巧，相应在头脑中形成的只是僵化了的知识，不能学以致用。

2.受到学生平时处理物理情境问题所积累的实践经验的丰富程度因素制约。

经验是在社会实践中产生的，是客观事物在人们头脑中的反映，是对成功和错误的体验和感受，是认识的开端。学生如果在平时积累了丰富的物理问题情境，学生认识和解决物理问题的能力就有了很大的提高。平时，学生在处理物理问题时，都会亲身经历和感受到对心理的控制、对习题的理解、对新情景题的思考、形成解题思路、运用知识解决现实性的综合问题，都有经验的积累，但是存在着个体差异。学生在解答习题中，如果有处理过类似物理问题情境的经验，就能够调动迁移，有助于顺利解答。如果学生在过去的学习实践经历中有较多的物理学科问题具体情境形成的主观感受及体验，学习中处理过的情境问题的类型越多，应对当前情境问题的经验就可能越丰富，处理同类问题将更顺利，相应的物理学科能力越强。

3.受到学生面对需要解决的问题所表现出的心智操作因素制约。

心智操作就是学生面对需要解决的问题时所表现出的个人心理、思维活动过程，受学生的解决问题所具有的心理机制作用，能主动调动自己的知识体系和经验体系为主要的心理活动过程，它包括学生智力因素和非智力因素两方面的心理活动状态。在解决问题的过程中，学习者要完成各种必要的智力性心理操作，比如观察、短时记忆的形成及原有记忆信息的储存和提取、想象、联想、形象思维、逻辑思维等，还需要学会控制自己和长期保持良好的学习毅力等非智力因素，以保证复习过程的有效进行。

教学实践表明，个人知识和问题情境的经验主要来源于后天的影响，个人的心理活动操作虽与先天遗传有关但受到后天教育的极大影响，受到教育及受教育的方式影响着学生的发展。如果复习中教师仅局限于知识的传授，而无实践情境化的教育经历，教育也能造就低能力者，不能适应新的高考要求。

三、物理学科能力怎样在复习中得到培养和提高？

目前高三物理复习课存在着明显不足，不利于提高学生的物理学科能力，具体体现在：一是隔离地进行章节复习，忽略了章、节的内容、方法和结构上的联系，使学生不能居高临下看待物理现象、分析物理过程，更不会掌握思考物理问题的规律。二是片面强调系统、全面，却重点不突出、难点没解决。三是盲目、过量地进行习题操练，把培养学生思维能力的希望全部寄托在解答习题上，忽略物理方法和思维形式的归纳小结。因此物理复习中，我们需要反思教学，改进教学，切实培养和提高学生的学科能力。

1.转变教学方法，帮助学生构建完整的物理知识体系。

课堂教学结合物理学科特点，改变传统的以学生被动接受知识、以多做练习来运用知识的教学方式，重视教与学的方式的配合：以教学目标、教学内容、学生的认知规律，选择科学的课堂教学的方式，多采用探究发现教学方法，激发学生思考，突出学生自主探究：选准探究内容、创设探究情境、提出探究问题、营造探究氛围、亲历探究过程、启迪探究思维。复习中引导学生主动参与知识的学习，教学生学会思考本文由收集整理，指导学生掌握合适的学习方法。引导学生把握这些知识点在整个知识结构中的位置、作用及与其他知识点的相互关系。只有整体把握高中物理知识的联系和综合，才能形成完善的学科系统，在调用时，就能够很顺利地去迁移、提取、综合。在此过程中教师的角色应是学生建构知识的支持者、帮助者和引导者；学生的角色应是教学活动的积极参与者和知识的积极建构者，需要采取一种新的学习风格、新的认识加工策略，形成自己是知识与理解的建构者的心理模式。

2.突出情境教学，帮助学生积累处理不同物理情境问题的经验。

布鲁纳认为：“学习者在一定的问题情境中，经历对学习材料的亲身体验和发展过程，才是学习者最有价值的东西。”学生在积极参与学科实践活动中的体验及获得的各种性质、形态等多方面的经验，是构成物理学科能力的必要的个人心理要素。高考中会创设一些相对新颖的情境，测试学生的实践能力和初步创新能力；所谓新情境，是指学生尚未接触过或学生课堂上学习经验所所没有的事实情境、多源于实践，有时也包括赋予新意的已知情境、甚至假设的情境，比如社会中的热点问题、科学技术前沿问题、科学史上一些著名实验问题构成物理情境。

教学中教师要精心创设符合教学内容要求的情

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境，即设计训练题时情境要多样化，注意精练性和典型性：基础性题要与复习内容相结合，与教材上例题同结构、同题型、同难度的模仿性练习题，用于巩固当堂所复习的知识；综合性题设计应有三维功能：一是具有本堂课内所学知识点的综合功能，二是具有本堂课内所学知识与已往已学的相关知识的综合功能，三是具有一题多解、或多题一思路、或一题多变、或学科内综合等发展性功能。

教学中要激活学习的问题意识，形成基于问题的学习任务，从而展开提出问题、分析问题、解决问题的学习活动，使问题与学生原有认知结构中的经验发生联系，激活现有的经验去“同化”或“顺应”学习活动中的新知识，认知结构得到重组，丰富学生处理不同物理情境问题的经验。当学生头中脑拥有解决问题的经验原型，经验原型的内容越丰富和水平越高，对问题的解决能力就越强。

3.注重学生心理特征，帮助学生提高心智操作水平。

高能物理范文第3篇

关键词：高校；教务秘书；能力

教务管理是学校管理工作的核心，是保证教学工作正常开展的基本前提。教学秘书是高校教务管理队伍中的一支骨干力量，教务秘书工作质量的高低，与其能力和素质密切相关。一个优秀的教务秘书，要能根据工作中出现的具体情况，灵活地运用自己所掌握的知识和技能，做出及时有效的判断，并与各方面进行沟通，圆满完成上级交办的工作，由此，必须具备组织和协调能力、出色的语言表达能力和沟通交流能力等。

一、组织和协调能力

现代的秘书人员，既不是那种整天伏案看文件、写文章的纯“文牍性”人才，也不是那种只会“捆捆扎扎、收收发发”的简单劳动者，而是具有一定的组织和管理能力的人才。教务秘书工作要涉及到组织协调，比如组织学生有序地参加各种考试，安排考场、座位，科学合理地组织安排教学档案等。教务秘书的职责还包括协调工作，协调不同部门之间的关系，协调教师与教师之间的关系，协调教师与领导、教师与学生的关系等。教务管理人员是学校、院系与教师、学生之间的桥梁与纽带，具有承上启下、协调左右、沟通信息、协调关系的作用。协调组织工作做好了，可以营造良好的人际关系，促进部门之间的融洽相处、提高工作效率、工作质量。

在工作过程中，教务秘书要学习组织协调方面的理论，在实践中不断提高工作艺术水平，做到使多个部门、多个成员互相配合，充分利用一切可以利用资源，为做好工作打下基础。既有数量的配合，又有各项工作的时间配合、行动配合。

二、语言表达能力

这是教务秘书应该具备的一项基本能力。语言表达能力包括：书面语言表达能力和口头语言表达能力。学校管理的信息传递大部分是通过书面文字的形式完成的，对教务人员来说，能熟练起草一般性的公文和文件，如通知、请示、报告、调查、会议纪要、教学情况分析、工作计划、总结等等。书面语言运用方面要做到准确、简练。准确：在表达中不论是选字用词、判断推理、多种综合，还是阐释观点、表述意见、引用材料，以至语气的把握，标点的使用，格式的安排，都必须准确无误、无懈可击。简练：无论是口头表达还是书面表达，都要力求用最精练的语言，表达出最必要的内容，做到“文约而意丰”，“言简而理周”。

口头语言是传递信息的主要手段，是教务秘书重要的工作工具。教务秘书应用口头语言主要做三方面的工作，一是传达学校各种会议精神；二是向师生宣传解释学校的各项政策；三是向学校汇报系数学工作的相关情况。这些工作都要求教务秘书要具有较高的口头语言表达能力，做到把内容表达清楚、表达准确，易理解和掌握。教务秘书在熟悉业务工作的同时，要加强教育学、社会心理学、逻辑学、修辞学、管理学等知识的学习，提高自身的文学修养和精确表达思想的能力，做到语言条理清楚、准确清晰、简明扼要、措辞得当，以提高沟通效果。

三、计算机操作和维护能力

电脑已经成为教务工作的重要工具，掌握相关的计算机技术和技能，能大大地提高工作效率，改善工作质量。首先，要掌握office软件和相关教务软件的应用技巧。目前，高校基本普及网络化办公，运用教务软件进行排课、选课、学生成绩管理，这大大提高了工作效率，同时又能保证工作的质量。这都要求教务秘书要熟练掌握相关软件的应用，充分发挥网络办公的优势。其次，懂得计算机安全维护常识。计算机病毒泛滥，稍有不慎，可能对宝贵数据造成损坏。具备计算机安全常识是非常必要的。比如，经常给软件升级，装杀毒软件，对重要数据经常备份等等。此外，了解一些计算机基本维护常识，比如，磁盘碎片整理、各种启动模式的操作、系统恢复等。

四、创新能力

教务秘书工作的主要特点是完成上级指派的任务和完成计划规定的常规工作，在做什么方面是别人确定好的，无需自己考虑，要考虑的就是怎么去做，高效率、高质量地去做。教务秘书工作的创造性体现在具体的日常事务处理中。

1、简单事务高效化。教务秘书每日都要面临着一些简单琐事，由于上级领导工作的计划灵活性，许多事情常常是临时想到的，于是，教务秘书不得不要应急处理临时分配的任务，常常忙得焦头烂额。为了高效有序地做好教务工作，在每一学期都应制定较为详细的工作计划，使得每一个月、每一周、甚至每一天要做的事，都包括在计划之内，尽量减少“突发事件”，便于工作有序进行。

2、复杂事务条理化。教务秘书工作要处理一些较为复杂的事，这要求要谨慎有条理，做到一丝不苟，万无一失。比如，考试监考的安排，不容出半点差错，每场考试的时间、地点，监考人员都不能有冲突，这要求我们在工作中要认真细致。还有教学档案的保管，教学档案种类比较多，若没有恰当的分类方法，很容易使档案凌乱、混杂。

五、自我调控能力

自我调控能力是指自我调节和控制能力，从内容上看可分为认知调控、情绪调控和行为调控。认知调控是指对所从事的工作的性质、目的、意义等，在认识上的调节和控制。由于种种原因，教务秘书对自身的工作认识会产生这样或那样的偏差，如对教务工作重要性认识不足，对自身角色和身份缺乏认同，这会影响对工作投入和工作的积极性，影响工作效率，同时也不利于自身的发展。情绪是指人们在心理活动过程中对客观事物的态度和体验。人的情绪有两种――消极的和积极的，教务秘书在工作中，要学会调控自己的情绪，使自己的情绪处于最佳的状态。要通过不断的反思，养成一套规范化的行为(语言)，在突境中，也不至于行为不当，影响工作。

六、社交能力

当前，社会交往已成为社会各阶层的一项“热门”活动。社交对于秘书人员来说同样重要。牢固树立服务意识，热心为师生提供各种帮助，做到谦虚、尊重人、热情、善解人意、多办实事，努力营造一个祥和、融洽、互相信任的氛围，建立起良好的人际关系，为高效地开展工作创造良好的环境。

高能物理范文第4篇

一、体验操作过程，提高解决问题的能力

对于动作思维占优势的小学生来说，在数学教学过程中，如果学生仅是在课堂上听过教师讲课，那么学生对教师所讲的内容可能记忆不深且容易忘记，但如果听过老师讲课，又用游戏方法融入解题过程，则更容易记住；如果既听过、看过、又亲自参与做过，就会印象深刻，且易于真正地明白和理解。

陶行知先生曾说过：“人有两件宝，双手和大脑。动手又动脑，才能有创造。”在教学中，教师应当根据题意，让全体学生动脑想、动手做、之后动口说，让学生进入数学学习情境，再引导学生进行比较、分析、综合，然后进行抽象概括，之后逐步形成数学模型，可以帮助学生深刻理解应用题的数量关系、提高解决问题的能力。

例如，一年级下册“求一个数比另一个多几”教学时，让学生猜一猜：粗绳（长一点、横着放），细绳（短一点、竖着放），哪一根绳子长？长多少？引导学生想出要让两根绳一端对齐摆放，并让学生进行操作，把长的一段用剪刀剪下来，理解从粗绳中去掉和细绳同样长的部分，剩下的部分就是粗绳比细绳长的。接着出示：作业评比结果出来了，小雪得了12朵小红花，小磊得了8朵小红花，小雪比小磊多得多少朵小红花？让学生摆出小磊的8朵小红花，小雪的12朵小红花，使小磊的朵数与小雪的朵数一一对应。引导学生说出是小雪的朵数跟小磊的朵数比；小雪多，小磊少；小雪的朵数可以分成哪两部分，理解从12朵里去掉和小磊同样多的部分，剩下的部分就是小雪的朵数比小磊多的朵数，所以要用减法计算。这样的教学，使学生明晰应用题的数量关系，培养了学生分析问题的思路和掌握解决问题的方法，提高了解决问题的能力，发展了学生对问题的理解、分析和推理能力，为今后解答更复杂的应用题打下基础。

再如，二年级下册“求一个数是另一个的几倍”。在教有关“倍”的数量关系时，核心问题是对“倍”的认识。为了使学生理解“倍”的意义，教学中可以让学生操作：①在第一行摆了2个，第二行摆了2个，启发学生说出与的个数同样多。②在第二行再摆上1个，这时比多1个。然后在第二行再摆上1个，使学生说出比多2个。再引导学生通过观察得出：比多的部分与的个数同样多。③如果把2个看作1份，有这样的几份呢？有这样的2份，我们就说的个数是个数的2倍，从而初次感知“倍”。在此基础上，再安排两组实际操作的题目，使学生对“的个数是个数的几倍”有较深刻的理解，从而对“一个数是另一个数的几倍”的含义有进一步的认识。在教学例2时，通过用小棒进行操作，让学生直观地看到，15里面有3个5，15是5的3倍，同时也就自然而然地把“一个数是另一个数的几倍”与“一个数里面含有几个另一个数”联系起来，从而加深对“倍”的认识，并为掌握求一个数是另一个的几倍的应用题的解答思路打下基础。

学生的操作过程实际上是将静态文本进行动态演绎的实践过程，是将抽象的文字具体化的过程。这个过程的经历能够帮助学生理解应用题数量之间的关系并形成对数学的思考，且将其具体运用到其他的同类实际问题中，使学生的思维能力和解决问题的能力得到了提升。

二、游戏角色扮演，在体验中理解解决问题的数量关系

苏联教育学家苏霍姆林斯基说过：“人的心灵深处，有一种根深蒂固的需要，希望感到自己是个发现者、研究者、探索者。”我国著名的教育家陈鹤琴先生说过：“小孩子生来就是好玩的，是以游戏为生命的。”大多数低年级的学生是天生好玩的，游戏是孩子喜闻乐见的活动形式，他们在游戏过程中喜欢表现、乐于表现，且不惧表现。所以，在低年级解决问题的教学，教师设计一些既有趣味性又有知识性的游戏，适当穿插在课堂教学中，不仅可以消除学生对解决问题的恐惧感，增强对数学的吸引力，调动学生学习解决问题的主动性、积极性，激发解决问题的兴趣，使学生轻松、愉快地学习解决问题，而且可以开发学生的智力、增强思维的敏锐性，使低年级学生的定向思维模式向发散思维模式转变，培养学生良好的情绪品质，从而有效提高学生的思维能力和解决问题的实际能力。还可以让学生感受到数学就在自己身边，让学生懂得学习数学不是件难事，懂得学习数学、学好数学并掌握数学的应用方法和技能可以解决生活中的很多实际问题。

例如，教学“连加连减”时，我创设了一个实际情境――与学生一起做开汽车的游戏。老师当司机，做开车动作，老师后面（也就是汽车）有7个同学。汽车启动，老师问学生现在汽车上有几个同学（7个）。老师报站名，停车，又上来几个学生。汽车再启动，老师问又上来几个同学（2个），再问汽车上一共有几个同学（9个）。又到一站，停车，下去了4个学生，老师问现在汽车上还有几个同学（5个）。这样抽象出算式7+2-4=5。如果只让学生看书上的图，是很难理解的，而通过形象的表演，学生知道上车是把人合起来用加法，下车是走掉了用减法，都是学生自己“做”出来的，教学任务出色“玩”成。

三、联系实际，让学生体验生活化数学

数学家华罗庚说过：“人们对数学早就产生了枯燥乏味，神秘难懂的印象，成因之一就是脱离实际。”教学中应注重应用意识和实践能力的培养，是当前数学课堂改革的要点之一。在小学数学教学中，教师不仅要使学生理解数学知识，而且更应引导学生自觉运用数学知识去分析和解决生活中的实际问题，使学生深切体验到数学知识与现实生活的密切联系。让学生参与到一定的、富含数学问题的实践活动中，使他们既能够及时掌握并巩固课堂内学到的知识，又可以开阔视野，增强应用意识和实践能力。

例如，教学《 连乘应用题 》后，教师创设了让学生模拟去“超市”购物的情境：三（1）班有8个小组，每组8人。“六一”节那天，学校给这个班320元为每个学生买礼物，圆珠笔每支1元，钢笔每支2元，水彩笔每盒3元，根据这些条件你们打算怎么买？教师扮演售货员，学生扮演顾客，进行购买活动。这一游戏，把巩固连乘应用题与购物紧密结合起来，购买活动热烈有趣，将课堂教学气氛推向了，学生编出了很多连乘应用题。在轻松的“购物”情境中，学生对连乘应用题的数学关系理解得更加透彻，学得更加轻松，也让学生能够体验生活的情趣和品尝成功的滋味，也能够体味失败的苦涩，从而丰富了学生的生活经历，培养了学生的应用意识和实践能力。

实践证明，选择并开展日常生活中内容和形式都符合学生年龄和思维特点的数学实践活动，可以使学生学习起来感到更加真实、亲切和自然，从而产生一种强烈的心理体验，即感受到生活中数学无时不在、无处不在。这种心理体验，有利于逐渐培养学生从实际生活中提出数学问题的意识，使学生认识到数学与日常生活的密切联系，使学生对知识产生更为浓厚的兴趣，让学生更加乐于参与课堂的学习活动，解决问题的能力得以提高。

高能物理范文第5篇

关键词： 初中物理教学 学习能力 发散思维 对比思维 迁移思维

在学校教育中，学生学习能力的培养归根到底就是学习思维的强化训练。因此，初中物理教学要着眼于训练和逐步形成学生的思维能力，这也是新课程理念强调的能力教学目标。我就这一问题，结合多年来的实践与体会，从以下几个方面阐述一些抛砖引玉之论。

一、从不同角度引导和拓展学生的发散思维

思维的片面性和单向性是学生学习中的主要障碍。在初中物理教学过程中，教师要善于通过“一题多解”和“一题多变”的例题教学来训练学生的散发性思维，从而培养物理学习中的全面思维能力。“一题多解”就是引导学生对于同一个或同一类的物理题目，从不同角度加以思维，最终获得并不唯一的解决方法。例如在教学关于密度内容中有这样的例题：某学生为了完成一个物理实验，购买了8千克质量的酒精，这位学生只带了一只9L的玻璃瓶，问是否可以装得下这些酒精。对这个问题，绝大多数学生首先计算出8千克的酒精有多大体积，然后进行对比求得答案。在此情况下，教师引导和启发学生转换思维角度，从“9L的玻璃瓶能够装多少千克酒精”入手重新审视，结果得出同样的答案。“一题多变”就是从不同方位对物理问题进行思维的转换变化，从而生成与教学内容相关的多个题型。如在教学“火车车身长400米，在经过一座大桥时的速度为20米／秒，大桥总长度是1800米，问火车顺利大桥需要经过多长时间”问题后，把此题转换为：火车以同样的速度用了95秒时间经过一个隧洞，那么隧洞的长度是多少？此外还可以转换为：知道了大桥总长、过桥时间，以及火车速度，求出火车的车身长度。以上所述，对提高学生的思维能力作用明显。

二、从关键环节着手开展和强化学生的对比思维

实例一：在教学大气压强的概念时，教师可以演示两个教学实验进行对比。一是开展“水杯―厚纸片”演示实验，启发学生：在手放开后纸片能否脱落。当学生没有看到常规思维的脱落现象而惊以为奇时，教师继续引导：纸片没有掉下来，究竟受到了什么方向的力的作用？这必然启动学生的思维。二是引导学生开展继续实验：在杯子里放上半杯水，或是在纸片上划开一个小口子，证明一下实验的结果又如何。从对比中教会学生“大气对所有方向都能产生一定程度的压强”，这就是“马德堡半球”实验的现象和原理。

实例二：在关于“自由落体运动”的内容教学中，有些学生依据自己的生活经验，认为：“两个铁球不会同时落地，大球早于小球先行落地。”教师开始实验：站在一定高度的同一高度，一只小铁球与一张纸同时放手，实验过程中，小铁球落下的速度自然快于纸张，这就使学生坚定了“想当然的自以为是”想法。稍后做两种演示：一是选取两张相同的纸，把其中的一个揉捏成团，还是在同一高度同时放手，结果纸团下落快于纸片。二是选大小两张纸，将小的揉成团，依然在同一高度同时放手，小的反而更快。这究竟是怎么回事？在学生陷入“重重疑团”之中，教师引导学生学会理解“重力加速度g与质量无关”的物理概念原理。最后，师生在共同演示“钱毛管”实验操作，以巩固新学知识。

实例三：在“二力平衡”教学中，学生因为生活经验，自有“方向相反、大小相等的二力平衡”错误概念。对此，教师引导学生观察一组对比实验：一是发生作用的两个力大小相同并且方向相反，但是作用在两个物体上；二是力的大小相同而且方向相反，虽然作用的是同一个物体，但是作用在不同直线上。通过这样的两个实验，用对比揭示内在规律，帮助学生消除错误认识，从而形成“作用在同一个物体上的两个力，只有达到大小相等、方向相反、并且在同一条直线上，方才实现力的平衡”的正确认识。这种方法称之为“逆推”。

三、从类比教学中发展和提高学生的迁移思维

教师可以从日常教学的举一反三和触类旁通训练中，不断培养学生的思维迁移能力。

一是把类比方法运用到知识教学之中。有些物理知识和物理现象具有较强的抽象性，从中恰当选择一些具有对应特征的内容开展类比性教学，可以有效帮助学生进行理解、感悟和接受。例如在电磁感应现象的内容教学中，有些学生对于导体开展切割磁感线运动等方面感到困惑难解，这是由于对假想中的磁感线缺乏空间想象能力造成的。在针对性教学中，教师可以运用类比教学手法来有效解决这一问题，就是把磁感线比作一根根垂挂的面条，导体就是小刀，导体在磁场中的物理运动就好比刀子在面条中间的操作运动，在运动如果刀子能够割断面条就做切割磁感线运动，反之亦然，刀子如果切不断就不做磁感线。通过形象性类比，学生就能从中对抽象的物理概念强化记忆和理解。