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摘要：
大學物理課程是理工科專業重要的必修基礎課程，然而學生對于該課程的學習卻提不起興趣，通過引入科研前沿知識，介紹相關研究進展，可以激發學生的學習興趣，開拓學生的思維方式，提高課堂教學效率。
關鍵詞：
大學物理；課堂教學；學習興趣
一、物理學的重要作用
眾所周知物理學是研究物質結構，以及物質相互作用的一門基礎學科，因而物理學是各個自然科學門類和工程技術的基礎。物理規律滲透到其他自然科學領域和工程技術領域，從而極大地促進了這些學科領域的發展?，F代工程學科大多起源于物理學的某一個分支，比如半導體的深入研究開創了微電子學學科。隨著物理學的發展，也必將派生出更多新的學科門類。此外，物理學還是科技創新的源泉。1895年倫琴教授發現X射線后不久，其就被應用于臨床醫學研究，目前X射線已被廣泛應用于晶體結構研究、地質勘測、材料裂紋缺陷的無損探傷和醫學影像疾病監測等。巨磁電阻現象發現后，IBM公司將其應用于計算機硬盤，極大地減小了磁存儲單元體積，進而提高了磁存儲密度，縮小了硬盤體積。因此，物理學對于實現中國創造和產業轉型升級具有重要作用。目前大學物理課程是國內高等院校理工科專業學生的一門重要的必修基礎課，大學物理課程的開設對于后續其他課程的繼續學習、培養學生的分析和解決問題的能力、培養科學的思維模式等都起到了關鍵的作用。
二、大學物理教學存在的問題
筆者在這幾年的大學物理教學過程中發現了較多問題。一是大量的教學內容需要在較短時間內講完，使學生只能被動接受，學習也變得索然無味。二是教師方面，有些教學方法單一陳舊，致使學生學習興趣較低；學生方面，眾多學生認為物理規律和理論非常艱深晦澀，因而對課程不重視。這些問題歸根結底主要是源于學生學習興趣的低下。因此，如何激發學生的學習興趣將成為整個教學中最為關鍵的問題。針對如何提高學生學習興趣，學者們提出了多種方法，比如改進教學方法與手段，課堂教學增加演示實驗，增強與學生的互動等。這些方法都是重在將學生的被動接受轉變為主動學習，以提高他們的學習動力和興趣。除了以上方法外，筆者在教學中還嘗試將當前國內外科研前沿熱點引入課堂教學，收到良好的教學效果，現舉例進行說明。
三、科學前沿對于大學物理教學促進作用的實例
1.引力波探測。2016年春季學期筆者開始講授光學部分，學期開始前恰逢LIGO（激光干涉引力波觀測站）科學合作組織召開新聞會，宣布LIGO首次直接探測到了13億光年之外兩個黑洞碰撞并合所引發的引力波，這是在宇宙尺度上對愛因斯坦廣義相對論進行檢測與判斷的一個重要實驗，觀測結果有助于對宇宙起源的理解，因而受到廣泛關注。引力波觀測儀器的核心正是大學物理光學部分中介紹的邁克爾遜干涉儀，光線在兩條真空管中返回探測器時會形成干涉條紋，引力波的出現將引起干涉條紋的變化。然而引力波引起的空間非常微小的壓縮或伸長，為探測這一微小改變，要求LIGO激光干涉儀的兩臂長度達到4000米。通過對LIGO激光干涉儀的介紹，學生對學習光學干涉現象的興趣明顯提高，對干涉條紋明暗產生條件，干涉條紋的移動與干涉儀臂長的關系有了深刻的理解，也充分理解了為什么LIGO的兩臂長需要達到4000米。該實驗的本質是光學干涉效應實現的光學放大原理，進一步啟發學生是否還有其他方法可以實現光學發大，有學生能成功聯想到物理實驗中關于測量鋼絲楊氏模量所用的光學杠桿原理，本質上也是將微小形變放大后進行測量。2.光學超材料。在筆者向學生講授幾何光學反射、折射現象時，多數學生在初中和高中階段已經學習并了解了這方面的知識，因而對于這部分知識興趣不高。鑒于此，筆者便向學生提問，現在所講的折射可以稱之為正常折射，那么有沒有可能存在負折射現象呢？科學家通過人工設計超材料使光線在其中傳播時改變方向，甚至出現負折率，即當光線在這種超材料界面處折射將出現負折射現象，這一類材料也被稱為“左手材料”。此外，對人工制造的納米粒子進行合理的組裝甚至可以實現光學隱身現象。這些奇異的物理現象讓學生意識到自己所學的知識僅僅是開端，未來還有很多空間留給他們去挖掘。
四、結語
通過引入最新的科學前沿知識，能讓學生理解目前所學的基本原理所蘊含的巨大應用價值，讓他們認識到物理學不是空洞的脫離實際的學科，從而激發了學生學習的興趣，同時也培養和鍛煉了學生的科研素養。通過引入科學前沿知識增強學生的學習興趣僅僅是手段，歸根結底是教師需要對教學保持激情，對學生負責敬業，自身要不斷探索和學習新的知識和技能來提高教學質量。
參考文獻
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作者:張婷婷 單位:淮陰師范學院物理與電子電氣工程學院
