本站原创近代物理开始发展于19世纪后期.当时,经典物理无论是在理论上还是在应用_上都取得了巨大的成就,人们普遍认为物理学已经发展得相当完善.但是诸如光电效应、黑体辐射等几个难以解决的问题,引发了物理学的巨大革命,以相对论、量子力学为理论基础的核物理、粒子物理、半导体物理、天体物理等构成的近代物理得到了突飞猛进的发展.高中阶段需要学生掌握的内容主要集中在“量子论初步”和“原子核“两章中,内容虽然很少,但所蕴藏的物理科学素质却很丰富,所涉及的物理方法、物理思想和人文思想对学生以后的成长将产生巨大的影响,因此在传授知识的同时,有必要仔细挖掘其中的物理内涵.
一、理解教材,把握主线,通过认识原于结构的过程,渗透认识论教育
人们对原子结构的认识经历了以下几个过程：
1.汤姆生的枣糕模型：1897年汤姆生在研究阴极射线时发现了电子,同时提出了原子的枣糕模型：原子全部正电荷和质量均匀分布在原子内,带负电的电子镶嵌在原子内做简谐运动,原子辐射电磁波而产生原子光谱.
2.卢瑟福的核式结构：1911年,卢瑟福通过粒子散射实验否定了枣糕模型,建立了核式结构：原子全部正电荷和质量都集中在体积很小的原子核上,电子在十分空旷的核外绕核做匀速圆周运动,原子辐射电磁波而产生原子光谱.
3.玻尔的准量子化模型：1913年,玻尔修正了核式结构模型,提出了三条检测设：①轨道量子化：绕核运动的电子轨道半径只能是一些分离的数值；②能级量子化：在确定轨道上运动的电子的能量是一定的（即不辐射能量）；③跃迁量子化：电子在不同轨道上跃迁时,产生频率一定的光子,因而形成频率一定的原子光谱.
4.波恩的量子化模型：1925年,波恩提出了几率概念,完善了玻尔模型,使原子结构的面目清晰地呈现在人们面前.
枣糕模型能解释一些现象,不能解释粒子散射实验,它对原子光谱的解释也是错误的,但却开启了原子物理的大门；卢瑟福核式结构成功地解释了粒子散射实验’但在原子塌陷和原子光谱问题面前却显得无能为力；玻尔引入了量子化但没有完全脱离经典理论中的轨道概念,因而只能解释氢原子的光谱,直到波恩将几率理论引入进来,才使人们对原子结构有了真正的认识.从1897年到1925年,仅仅是原子结构的认识竟经历了这么漫长而艰苦的过程,这一过程,科学家不仅仅只继承了前辈们的思想理论,更重要的是敢于摈弃先前错误,提出新的理论,去伪存真,敢于质疑,从新的角度认识事物,体现了科学的认识论.我们要让学生体会到,学起于思,思源于疑,质疑是创造的开始.文化的继承不能亦步亦趋,盲目接受,科学是在对立与争论中不断得到发展的,在学习的过程中要勇于向权威挑战.从最初的原子不可再分到原子核由质子和中子组成,开辟了粒子物理的研究领域.因此,科学不仅仅是文化的进步过程,更重要的是人类思想、价值观的巨变过程.
二、利用模型功能,使学生在掌握知识的同时领会物理学的研究方法
微观世界无法看见,跃迁、辐射、能级以及量子化等近代物理的概念又十分抽象,那么人们又是怎样去研究呢?从人们对原子结构的认识过程中我们体会到,科学家对于微观世界的认识一般遵循以下研究思想：根据事实,建立模型一提出检测设,解释事实一完善模型一形成理论,这种思想方法在物理学上是常见的.对一系列实验事实,应用物理原理,从复杂的物理现象人手,抽象出反映事实的本质因素,舍弃次要因素,以可见直观的模型代替抽象模糊的物理个体.正确的物理模型可以使我们对物理本质有更加深入和细致的认识,对问题的研究更加清晰明了.物理模型能否具有实际功能,还必须通过实践的检验,即判断物理模型是否能够解释新的科学事实,核式结构不能解决原子塌陷与原子光谱问题,于是玻尔引入量子化对核式结构进行修正,提出了三点检测设,成功地解释了原子塌陷与原子光谱问题,但它只是量子论与经典理论的混合论,不能解释复杂原子的光谱问题,最终被波恩的量子论代替.可见,人们对原子结构的研究方法,已不仅仅局限于物理,而上升到了哲学领域.人类的认识从实践到理论,再从理论到实践,物理研究的方法体现了辩证唯物主义的方法论.
三、培养科学的世界观
物理学是构成自然科学的重要组成部分,社会的每一次进步都离不开科技文化的进步,在社会的进步中,物理学的发展起了重要的作用.但是,传统的课堂教学,只注重物理知识体系的传授而忽略了物理学人文思想的渗透.实际上,物理学不仅仅是一门自然科学,更是人文科学、哲学的综合体.在物理学的发展上,涌现出好多科学家,他们伟大的个人修养值得我们好好学习.如居里夫人对放射性的研究,伦琴对x射线的研究,爱因斯坦对在军事领域应用的担忧,等等.同时,也要让学生正确认识科学技术带来的社会问题,形成正确的决策意识.如核能在战争中的滥用与和平利用,使学生体会到科学技术是一把双刃剑,我们所学的知识要造福于社会,树立正确的科技观,使科技促进社会的进步.
（作者单位甘肃省张掖市甘州区张掖铁路学校）