神级无限融合
超小超大

第七十二章番外11

生物学专业人才的就业前景广阔。

学生物科学的学生出国深造的机会很大,职业随个人兴趣有很大选择余地。如:

教师——一般在高等院校工作,待遇福利社会地位都很好。

科研人员——在高等院校、国家或大公司科研机构工作。

企业技术人员——在生物制品公司、企业、医药单位工作。

资本家——以技术入股组建自己的公司企业。

纠错

参考资料

[1]吴忠观.人口科学辞典.西南财经大学出版社.1997

[2]《科学年表》(CHRONOLOGYOFSCIENCE)第五页高中新课标生物课本必修1第9页

[3]细菌的分裂生殖.人民教育出版社[引用日期2012-12-08

量子物理(量子力学QuantumPhysics),是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用[1]。

20世纪,量子力学给我们提供了一个物质和场的理论,它改变了我们的世界;展望21世纪,量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工具。

中文名

量子物理

外文名

QuantumPhysics

领域

物理

学科

数理科学

地位

现代物理学的基础理论之一

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量子力学史量子力学要点争议与混乱二次革命

量子论

新量子论

尽管量子力学是为描述远离我们的日常生活经验的抽象原子世界而创立的,但它对我们日常生活的影响无比巨大。没有量子力学作为工具,就不可能有化学、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子力学就没有全球经济可言,因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代[2]。同时,光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界,科学革命为这个世界带来了的福音,也带来了潜在的威胁。

量子的概念如此的令人困惑以至于在引入它以后的20年中几乎没有什么根本性的进展,后来一小撮物理学家花了三年时间创立了量子力学。这些科学家为自己所做的事情所困扰,甚至有时对自己的所作所为感到失望。或许用下面的一段观察资料能最好地描述这个至关重要但又难以捉摸的理论的独特地位:量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论,是科学史上最成功的理论。量子力学深深地困扰了它的创立者,然而,直到它本质上被表述成通用形式75年后的今天,一些科学界的精英们尽管承认它强大的威力,却仍然对它的基础和基本阐释不满意。

1918年诺贝尔物理学奖得主马克斯·普朗克(MaxPlanck)在1900年提出了普朗克辐射定律,量子论由此诞生。在他关于热辐射的经典论文中,普朗克假定振动系统的总能量不能连续改变,而是以不连续的能量子形式从一个值跳到另一个值。能量子的概念太激进了,普朗克后来将它搁置下来。随后,爱因斯坦在1905年(这一年对他来说是非凡的一年)认识到光量子化的潜在意义。不过量子的观念太离奇了,后来几乎没有根本性的进展。现代量子理论的创立则是崭新的一代物理学家花了20多年时间的结晶。

通过量子学理论诞生前后物理学领域的对比,我们可以体会到量子物理对物理学产生了革命性影响。1890年到1900年间的物理期刊论文基本上是关于原子光谱和物质其他一些基本的可以测量的属性的文章,如粘性、弹性、电导率、热导率、膨胀系数、折射系数以及热弹性系数等。由于维多利亚型的工作机制和精巧的实验方法的发展的刺激,知识以巨大的速度累积。然而,在同时代人看来最显著的事情是对于物质属性的简明描述基本上是经验性的。成千上万页的光谱数据罗列了大量元素波长的精确值,但是谁都不知光谱线为何会出现,更不知道它们所传递的信息。对热导率和电导率的模型解释仅符合大约半数的事实。虽有不计其数的经验定律,但都很难令人满意。比如说,Dulong-Petit定律建立了比热和物质的原子重量的简单关系,但是它有时好使,有时不好使。在多数情况下同体积气体的质量比满足简单的整数关系。元素周期表尽管为化学的繁荣提供了关键的组织规则,但也无任何理论基础。

在众多的伟大的革命性进展中,量子力学提供了一种定量的物质理论。我们原则上可以理解原子结构的每一个细节;周期表也能简单自然地加以解释;巨额的光谱排列也纳入了一个优雅的理论框架。量子力学为定量的理解分子,流体和固体,导体和半导体提供了便利。它能解释诸如超流体和超导体等怪异现象,能解释诸如中子星和玻色-爱因斯坦凝聚(在这种现象里气体中所有原子的行为象一个单一的超大原子)等奇异的物质聚集形式。量子力学为所有的科学分支和每一项高技术提供了关键的工具。

量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论:量子力学;正是它我们才能理解和操纵物质世界。另一个是量子场论,它在科学中起到一个完全不同的作用,稍后我们再回到它上面来。

旧量子论

量子革命的导火线不是对物质的研究,而是辐射问题。具体的挑战是理解黑体(即某种热的物体)辐射的光谱。烤过火的人都很熟悉这样一种现象:热的物体发光,越热发出的光越明亮。光谱的范围很广,当温度升高时,光谱的峰值从红线向黄线移动,然后又向蓝线移动(这些不是我们能直接看见的)。

结合热力学和电磁学的概念似乎可以对光谱的形状作出解释,不过所有的尝试均以失败告终。然而,普朗克假定振动电子辐射的光的能量是量子化的,从而得到一个表达式,与实验符合得相当完美。但是他也充分认识到,理论本身是很荒唐的,就像他后来所说的那样:“量子化只不过是一个走投无路的做法”。

普朗克将他的量子假设应用到辐射体表面振子的能量上,如果没有新秀阿尔伯特·爱因斯坦(AlbertEinstein),量子物理恐怕要至此结束。1905年,他毫不犹豫的断定:如果振子的能量是量子化的,那么产生光的电磁场的能量也应该是量子化的。尽管麦克斯韦理论以及一个多世纪的权威性实验都表明光具有波动性,爱因斯坦的理论还是蕴含了光的粒子性行为。随后十多年的光电效应实验显示仅当光的能量到达一些离散的量值时才能被吸收,这些能量就像是被一个个粒子携带着一样。光的波粒二象性取决于你观察问题的着眼点,这是始终贯穿于量子物理且令人头痛的实例之一,它成为接下来20年中理论上的难题。

辐射难题促成了通往量子理论的第一步,物质悖论则促成了第二步。众所周知,原子包含正负两种电荷的粒子,异号电荷相互吸引。根据电磁理论,正负电荷彼此将螺旋式的靠近,辐射出光谱范围宽广的光,直到原子坍塌为止。接着,又是一个新秀尼尔斯·玻尔(NielsBohr)迈出了决定性的一步。1913年,玻尔提出了一个激进的假设:原子中的电子只能处于包含基态在内的定态上,电子在两个定态之间跃迁而改变它的能量,同时辐射出一定波长的光,光的波长取决于定态之间的能量差。结合已知的定律和这一离奇的假设,玻尔扫清了原子稳定性的问题。玻尔的理论充满了矛盾,但是为氢原子光谱提供了定量的描述。他认识到他的模型的成功之处和缺陷。凭借惊人的预见力,他聚集了一批物理学家创立了新的物理学。一代年轻的物理学家花了12年时间终于实现了他的梦想。

开始时,发展玻尔量子论(习惯上称为旧量子论)的尝试遭受了一次又一次的失败。接着一系列的进展完全改变了思想的进程。

量子力学史

1923年路易·德布罗意(LouisdeBroglie)在他的博士论文中提出光的粒子行为与粒子的波动行为应该是对应存在的。他将粒子的波长和动量联系起来:动量越大,波长越短。这是一个引人入胜的想法,但没有人知道粒子的波动性意味着什么,也不知道它与原子结构有何联系。然而德布罗意的假设是一个重要的前奏,很多事情就要发生了。

1924年夏天,出现了又一个前凑。萨地扬德拉·N·玻色(SatyendraN.Bose)提出了一种全新的方法来解释普朗克辐射定律。他把光看作一种无(静)质量的粒子(现称为光子)组成的气体,这种气体不遵循经典的玻耳兹曼统计规律,而遵循一种建立在粒子不可区分的性质(即全同性)上的一种新的统计理论。爱因斯坦立即将玻色的推理应用于实际的有质量的气体从而得到一种描述气体中粒子数关于能量的分布规律,即著名的玻色-爱因斯坦分布[3]。然而,在通常情况下新老理论将预测到原子气体相同的行为。爱因斯坦在这方面再无兴趣,因此这些结果也被搁置了10多年。然而,它的关键思想——粒子的全同性,是极其重要的。突然,一系列事件纷至沓来,最后导致一场科学革命。从1925年元月到1928年元月:

沃尔夫刚·泡利(WolfgangPauli)提出了不相容原理,为周期表奠定了理论基础。

韦纳·海森堡(WernerHeisenberg)、马克斯·玻恩(MaxBorn)和帕斯库尔·约当(PascualJordan)提出了量子力学的第一个版本,矩阵力学。人们终于放弃了通过系统的方法整理可观察的光谱线来理解原子中电子的运动这一历史目标。

埃尔温·薛定谔(ErwinSchrodinger)提出了量子力学的第二种形式,波动力学。在波动力学中,体系的状态用薛定谔方程的解——波函数来描述。矩阵力学和波动力学貌似矛盾,实质上是等价的。

电子被证明遵循一种新的统计规律,费米-狄拉克统计。人们进一步认识到所有的粒子要么遵循费米-狄拉克统计,要么遵循玻色-爱因斯坦统计,这两类粒子的基本属性很不相同。

海森堡阐明测不准原理。

保尔·A·M·狄拉克(PaulA.M.Dirac)提出了相对论性的波动方程用来描述电子,解释了电子的自旋并且预测了反物质。

狄拉克提出电磁场的量子描述,建立了量子场论的基础。

玻尔提出互补原理(一个哲学原理),试图解释量子理论中一些明显的矛盾,特别是波粒二象性。

量子理论的主要创立者都是年轻人。1925年,泡利25岁,海森堡和恩里克·费米(EnricoFermi)24岁,狄拉克和约当23岁。薛定谔是一个大器晚成者,36岁。玻恩和玻尔年龄稍大一些,值得一提的是他们的贡献大多是阐释性的。爱因斯坦的反应反衬出量子力学这一智力成果深刻而激进的属性:他拒绝自己发明的导致量子理论的许多关键的观念,他关于玻色-爱因斯坦统计的论文是他对理论物理的最后一项贡献,也是对物理学的最后一项重要贡献。

创立量子力学需要新一代物理学家并不令人惊讶,开尔文爵士在祝贺玻尔1913年关于氢原子的论文的一封书信中表述了其中的原因。他说,玻尔的论文中有很多真理是他所不能理解的。开尔文认为基本的新物理学必将出自无拘无束的头脑。

1928年,革命结束,量子力学的基础本质上已经建立好了。后来,AbrahamPais以轶事的方式记录了这场以狂热的节奏发生的革命。其中有一段是这样的,1925年,SamuelGoudsmit和GeorgeUhlenbeck就提出了电子自旋的概念,玻尔对此深表怀疑。10月玻尔乘火车前往荷兰的莱顿参加亨德里克·A·洛伦兹(HendrikA.Lorentz)的50岁生日庆典,泡利在德国的汉堡碰到玻尔并探询玻尔对电子自旋可能性的看法;玻尔用他那著名的低调评价的语言回答说,自旋这一提议是“非常,非常有趣的”。后来,爱因斯坦和PaulEhrenfest在莱顿碰到了玻尔并讨论了自旋。玻尔说明了自己的反对意见,但是爱因斯坦展示了自旋的一种方式并使玻尔成为自旋的支持者。在玻尔的返程中,遇到了更多的讨论者。当火车经过德国的哥挺根时,海森堡和约当接站并询问他的意见,泡利也特意从汉堡格赶到柏林接站。玻尔告诉他们自旋的发现是一重大进步。

量子力学的创建触发了科学的淘金热。早期的成果有:

1927年海森堡得到了氦原子薛定谔方程的近似解,建立了原子结构理论的基础;JohnSlater,DouglasRaynerHartree和VladimirFock随后又提出了原子结构的一般计算技巧;FritzLondon和WalterHeitler解决了氢分子的结构,在此基础上,LinusPauling建立了理论化学;ArnoldSommerfeld和泡利建立了金属电子理论的基础,FelixBloch创立了能带结构理论;海森堡解释了铁磁性的起因。

1928年GeorgeGamow解释了α放射性衰变的随机本性之谜,他表明α衰变是由量子力学的隧道效应引起的。随后几年中,HansBethe建立了核物理的基础并解释了恒星的能量来源。随着这些进展,原子物理、分子物理、固体物理和核物理进入了现代物理的时代。

量子力学要点

伴随着这些进展,围绕量子力学的阐释和正确性发生了许多争论。玻尔和海森堡是倡导者的重要成员,他们信奉新理论,爱因斯坦和薛定谔则对新理论不满意。要理解这些混乱的原因,必须掌握量子理论的关键特征,总结如下[4]。(为了简明,我们只描述薛定谔的波动力学。)

波函数

系统的行为用薛定谔方程描述,方程的解称为波函数。系统的完整信息用它的波函数表述,通过波函数可以计算任意可观察量的可能值。在空间给定体积内找到一个电子的概率正比于波函数幅值的平方,因此,粒子的位置分布在波函数所在的体积内。粒子的动量依赖于波函数的斜率,波函数越陡,动量越大。斜率是变化的,因此动量也是分布的。这样,有必要放弃位移和速度能确定到任意精度的经典图象,而采纳一种模糊的概率图象,这也是量子力学的核心。

对于同样一些系统进行同样精心的测量不一定产生同一结果,相反,结果分散在波函数描述的范围内,因此,电子特定的位置和动量没有意义。这可由测不准原理表述如下:要使粒子位置测得精确,波函数必须是尖峰型的,然而,尖峰必有很陡的斜率,因此动量就分布在很大的范围内;相反,若动量有很小的分布,波函数的斜率必很小,因而波函数分布于大范围内,这样粒子的位置就更加不确定了。

波的干涉

波相加还是相减取决于它们的相位,振幅同相时相加,反相时相减。当波沿着几条路径从波源到达接收器,比如光的双缝干涉,一般会产生干涉图样。粒子遵循波动方程,必有类似的行为,如电子衍射。至此,类推似乎是合理的,除非要考察波的本性。波通常认为是媒质中的一种扰动,然而量子力学中没有媒质,从某中意义上说根本就没有波,波函数本质上只是我们对系统信息的一种陈述。

对称性和全同性

氦原子由两个电子围绕一个核运动而构成。氦原子的波函数描述了每一个电子的位置,然而没有办法区分哪个电子究竟是哪个电子,因此,电子交换后看不出体系有何变化,也就是说在给定位置找到电子的概率不变。由于概率依赖于波函数的幅值的平方,因而粒子交换后体系的波函数与原始波函数的关系只可能是下面的一种:要么与原波函数相同,要么改变符号,即乘以-1。到底取谁呢?

量子力学令人惊诧的一个发现是电子的波函数对于电子交换变号。其结果是戏剧性的,两个电子处于相同的量子态,其波函数相反,因此总波函数为零,也就是说两个电子处于同一状态的概率为0,此即泡利不相容原理。所有半整数自旋的粒子(包括电子)都遵循这一原理,并称为费米子。自旋为整数的粒子(包括光子)的波函数对于交换不变号,称为玻色子。电子是费米子,因而在原子中分层排列;光由玻色子组成,所以激光光线呈现超强度的光束(本质上是一个量子态)。最近,气体原子被冷却到量子状态而形成玻色-爱因斯坦凝聚,这时体系可发射超强物质束,形成原子激光。

这一观念仅对全同粒子适用,因为不同粒子交换后波函数显然不同。因此仅当粒子体系是全同粒子时才显示出玻色子或费米子的行为。同样的粒子是绝对相同的,这是量子力学最神秘的侧面之一,量子场论的成就将对此作出解释。

争议与混乱

量子力学意味着什么?波函数到底是什么?测量是什么意思?这些问题在早期都激烈争论过。直到1930年,玻尔和他的同事或多或少地提出了量子力学的标准阐释,即哥本哈根阐释;其关键要点是通过玻尔的互补原理对物质和事件进行概率描述,调和物质波粒二象性的矛盾[5]。爱因斯坦不接受量子理论,他一直就量子力学的基本原理同玻尔争论,直至1955年去世。

关于量子力学争论的焦点是:究竟是波函数包含了体系的所有信息,还是有隐含的因素(隐变量)决定了特定测量的结果。20世纪60年代中期约翰·S·贝尔(JohnS.Bell)证明,如果存在隐变量,那么实验观察到的概率应该在一个特定的界限之下,此即贝尔不等式。多数小组的实验结果与贝尔不等式相悖,他们的数据断然否定了隐变量存在的可能性。这样,大多数科学家对量子力学的正确性不再怀疑了。然而,由于量子理论神奇的魔力,它的本质仍然吸引着人们的注意力。量子体系的古怪性质起因于所谓的纠缠态,简单说来,量子体系(如原子)不仅能处于一系列的定态,也可以处于它们的叠加态。测量处于叠加态原子的某种性质(如能量),一般说来,有时得到这一个值,有时得到另一个值。至此还没有出现任何古怪。

但是可以构造处于纠缠态的双原子体系,使得两个原子共有相同的性质。当这两个原子分开后,一个原子的信息被另一个共享(或者说是纠缠)。这一行为只有量子力学的语言才能解释。这个效应太不可思议以至于只有少数活跃的理论和实验机构在集中精力研究它,论题并不限于原理的研究,而是纠缠态的用途;纠缠态已经应用于量子信息系统,也成为量子计算机的基础。

二次革命

在20世纪20年代中期创立量子力学的狂热年代里,也在进行着另一场革命,量子物理的另一个分支——量子场论的基础正在建立。不像量子力学的创立那样如暴风疾雨般一挥而就,量子场论的创立经历了一段曲折的历史,一直延续到今天。尽管量子场论是困难的,但它的预测精度是所有物理学科中最为精确的,同时,它也为一些重要的理论领域的探索提供了范例。

激发提出量子场论的问题是电子从激发态跃迁到基态时原子怎样辐射光。1916年,爱因斯坦研究了这一过程,并称其为自发辐射,但他无法计算自发辐射系数。解决这个问题需要发展电磁场(即光)的相对论量子理论。量子力学是解释物质的理论,而量子场论正如其名,是研究场的理论,不仅是电磁场,还有后来发现的其它场。

1925年,玻恩、海森堡和约当发表了光的量子场论的初步想法,但关键的一步是年轻且本不知名的物理学家狄拉克于1926年独自提出的场论。狄拉克的理论有很多缺陷:难以克服的计算复杂性,预测出无限大量,并且显然和对应原理矛盾。

20世纪40年代晚期,量子场论出现了新的进展,理查德·费曼(RichardFeynman),朱利安·施温格(JulianSchwinger)和朝永振一郎(SinitiroTomonaga)提出了量子电动力学(缩写为QED)。他们通过重整化的办法回避无穷大量,其本质是通过减掉一个无穷大量来得到有限的结果。由于方程复杂,无法找到精确解,所以通常用级数来得到近似解,不过级数项越来越难算。虽然级数项依次减小,但是总结果在某项后开始增大,以至于近似过程失败。尽管存在这一危险,QED仍被列入物理学史上最成功的理论之一,用它预测电子和磁场的作用强度与实验可靠值仅差2/1,000,000,000,000。

尽管QED取得了超凡的成功,它仍然充满谜团。对于虚空空间(真空),理论似乎提供了荒谬的看法,它表明真空不空,它到处充斥着小的电磁涨落。这些小的涨落是解释自发辐射的关键,并且,它们使原子能量和诸如电子等粒子的性质产生可测量的变化。虽然QED是古怪的,但其有效性是为许多已有的最精确的实验所证实的。

对于我们周围的低能世界,量子力学已足够精确,但对于高能世界,相对论效应作用显著,需要更全面的处理办法,量子场论的创立调和了量子力学和狭义相对论的矛盾。

量子场论的杰出作用体现在它解释了与物质本质相关的一些最深刻的问题。它解释了为什么存在玻色子和费米子这两类基本粒子,它们的性质与内禀自旋有何关系;它能描述粒子(包括光子,电子,正电子即反电子)是怎样产生和湮灭的;它解释了量子力学中神秘的全同性,全同粒子是绝对相同的是因为它们来自于相同的基本场;它不仅解释了电子,还解释了μ子、τ子及其反粒子等轻子。

QED是一个关于轻子的理论,它不能描述被称为强子的复杂粒子,它们包括质子、中子和大量的介子。对于强子,提出了一个比QED更一般的理论,称为量子色动力学(QCD)。QED和QCD之间存在很多类似:电子是原子的组成要素,夸克是强子的组成要素;在QED中,光子是传递带电粒子之间作用的媒介,在QCD中,胶子是传递夸克之间作用的媒介。尽管QED和QCD之间存在很多对应点,它们仍有重大的区别。与轻子和光子不同,夸克和胶子永远被幽禁在强子内部,它们不能被解放出来孤立存在。

QED和QCD构成了大统一的标准模型的基石。标准模型成功地解释了现今所有的粒子实验,然而许多物理学家认为它是不完备的,因为粒子的质量,电荷以及其它属性的数据还要来自实验;一个理想的理论应该能给出这一切。

今天,寻求对物质终极本性的理解成为重大科研的焦点,使人不自觉地想起创造量子力学那段狂热的奇迹般的日子,其成果的影响将更加深远。必须努力寻求引力的量子描述,半个世纪的努力表明,QED的杰作——电磁场的量子化程序对于引力场失效。问题是严重的,因为如果广义相对论和量子力学都成立的话,它们对于同一事件必须提供本质上相容的描述。在我们周围世界中不会有任何矛盾,因为引力相对于电力来说是如此之弱以至于其量子效应可以忽略,经典描述足够完美;但对于黑洞这样引力非常强的体系,我们没有可靠的办法预测其量子行为。

一个世纪以前,我们所理解的物理世界是经验性的;我们作这样自信的预测是因为量子力学为我们周围的世界提供了精确的完整的理论;然而,今日物理学与1900年的物理学有很大的共同点:它仍旧保留了基本的经验性,我们不能彻底预测组成物质的基本要素的属性,仍然需要测量它们。或许,超弦理论是唯一被认为可以解释这一谜团的理论,它是量子场论的推广,通过有长度的物体取代诸如电子的点状物体来消除所有的无穷大量。无论结果何如,从科学的黎明时期就开始的对自然的终极理解之梦将继续成为新知识的推动力。从现在开始的一个世纪,不断地追寻这个梦,其结果将使我们所有的想象成为现实。

其次注重速读的生理机能训练。这里指的“生理机能”训练主要有以下三方面:(1)、注意力的集中、转移与分配的训练;(2)、右脑图式认识功能与记忆功能的开掘;(3)、视觉机能的训练。这三项训练,主要安排在第一、二学期的课外进行。第一学期,着重训练注意力的集中、转移与分配,以培养学生筛选信息所需要的高度专注的心理与快速判断、快速检索、快速记忆的能力。为此,我们利用“舒尔特表”作教具,组织学生在课外作“定向搜索”与“强记数字”的练习。每天二、三次,每次几分钟,教师每周花几分钟作一、二次检查督促即可,更多的是组织学生自练互测。至于右脑功能的开掘与视觉机能的训练,则主要放在第二学期进行。据脑科学研究的最新成果表明,平时的阅读,更多偏重左脑,而在快速阅读中,右脑的图式认识功能与记忆功能则可发挥奇特的功效。为此,我们设计了一系列有利于开掘和锻炼右脑上述两大功能的训练办法,以充分发挥其巨大潜力,提高速读水平。人们的视觉机能,尤其是广阔的视读野、较高的眼脑直映水平,更是快速阅读须臾不能离开的生理基础。

再次注重速读的基本功训练。这种基本功的训练主要是帮助学生熟练地掌握速读的各种技能技巧:[1]、养成默读的习惯,提高默读的速度,直到练好“眼脑直映的基本功"。[2]、扩大视野,提高整体认读的能力。[3]、减少回视、准确扫视,提高读速。[4]、掌握理解技巧,尤其是文体阅读技巧,保证读速和理解率同步上升。[5]、学会跳读、预读、猎读与直读,并每天用于课外广泛扫描,摄取大量的知识与信息。[6]、运用定势理论,形成阅读的固定程序,加快阅读速度。上述技巧的训练,重在初衷,贵在过手,务求扎实,这是我们组织速读基本功训练的基本观点。

训练

最后就是注重速读的综合能力训练。训练的主要方式,是利用“条孔”教具,开展“面式阅读”训练;训练的直接目标,是培养“一目十行、双目识页”的速读综合能力。点式阅读,以字、词为认知单位;线式阅读,以句或句群为认知单位;面式阅读,以数行或整个页幅为认知单位,前两者的视线运行方向由左而右,独有面式阅读是由上而下沿着书页的中线作垂直运动。可见,这是难度最大、速度最快的一种高效阅读方式。实验证明,只要前三级台阶步步稳妥,这种“一目十行、双目识页”的速读综合能力的培养,也不太难。

教学现状

语文课程标准:《义务教育语文课程标准(2011年版)》

语言文字是人类最重要的交际工具和信息载体,是人类文化的重要组成部分。语言文字的运用,包括生活、工作和学习中的听说读写活动以及文学活动,存在于人类生活的各个领域。当今世界,经济全球化趋势日渐增强,现代科学和信息技术迅猛发展,新的交流媒介不断出现,给社会语言生活带来巨大变化,对中华民族优秀传统文化的继承,对语言文字运用的规范带来新的挑战。时代的进步要求人们具有开阔的视野、开放的心态、创新的思维,对人们的语言文字运用能力和文化选择能力提出了更高的要求,也给语文教育的发展提出了新的课题。

语文课程致力于培养学生的语言文字运用能力,提升学生的综合素养,为学好其他课程打下基础;为学生形成正确的世界观、人生观、价值观,形成良好个性和健全人格打下基础;为学生的全面发展和终身发展打下基础。语文课程对继承和弘扬中华民族优秀文化传统和革命传统,增强民族文化认同感,增强民族文化认同感,增强民族凝聚力和创造力,具有不可替代的优势。语文课程的多重功能和奠基作用,决定了它在九年义务教育中的重要地位。

课程性质

语文课程是一门学习语言文字运用的综合性、实践性课程。义务教育阶段的语文课程,应使学生初步学会运用祖国语言文字进行交流沟通,吸收古今中外优秀文化,提高思想文化修养,促进自身精神成长。工具性与人文性的统一,是语文课程的基本特点。

课程理念

(一)全面提高学生的语文素养

九年义务教育阶段的语文课程,必须面向全体学生,使学生获得基本的语文素养。

语文课程应激发和培育学生热爱祖国语文的思想感情,引导学生丰富语言积累,培养语感,发展思维,初步掌握学习语文的基本方法,养成良好的学习习惯,具有适应实际生活需要的识字写字能力、阅读能力、写作能力、口语交际能力,正确运用祖国语言文字。语文课程还应通过优秀文化的熏陶感染,促进学生和谐发展,使他们提高思想道德修养和审美情趣,逐步形成良好的个性和健全的人格。并让学生明白,语文不是死记硬背,而是真正意义上的体会和运用。不是为卷而读,为师而记。语文能让学生谈吐修养提升,字字珠玑。

(二)正确把握语文教育的特点

语文课程丰富的人文内涵对学生精神世界的影响是广泛而深刻的,学生对语文材料的感受和理解又往往是多元的。因此,应该重视语文课程对学生思想情感所起的熏陶感染作用,注意课程内容的价值取向,要继承和发扬中华优秀文化传统和革命传统,体现社会主义核心价值体系的引领作用,突出中国特色社会主义共同理想,弘扬以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神,树立社会义荣辱观,培养良好思想道德风尚,同时也要尊重学生在语文学习过程中的独特体验。

语文课程是实践性课程,应着重培养学生的语文实践能力,而培养这种能力的主要途径也应是语文实践。语文课程是学生学习运用祖国语言文字的课程,学习资源和实践机会无处不在,无时不有。因而,应该让学生多读多写,日积月累,在大量的语文实践中体会、把握运用语文的规律。

语文课程应特别关注汉语言文字的特点对学生识字写字、阅读、写作、口语交际和思维发展等方面的影响,在教学中尤其要重视培养良好的语感和整体把握的能力。

(三)积极倡导自主、合作、探究的学习方式

学生是学习的主体。语文课程必须根据学生身心发展和语文学习的特点,爱护学生的好奇心、求知欲,鼓励自主阅读、自由表达,充分激发他们的问题意识和进取精神,关注个体差异和不同的学习需求,积极倡导自主、合作、探究的学习方式。教学内容的确定,教学方法的选择,评价方式的设计,都应有助于这种学习方式的形成。

共12张

义务教育教科书小学语文人教版(旧版)

语文学习应注重听说读写的相互联系,注重语文与生活的结合,注重知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观的整体发展。综合性学习既符合语文教育的传统,又具有现代社会的学习特征,有利于学生在感兴趣的自主活动中全面提高语文素养,有利于培养学生主动探究、团结合作、勇于创新的精神,应该积极提倡。

(四)努力建设开放而有活力的语文课程

语文课程的建设应继承我国语文教育的优良传统,注重读书、积累和感悟,注重整体把握和熏陶感染;同时应密切关注现代社会发展的需要。拓宽语文学习和运用的领域,注重跨学科的学习和现代科技手段的运用,使学生在不同内容和方法的相互交叉、渗透和整合中开阔视野,提高学习效率,初步养成现代社会所需要的语文素养。

语文课程应该是开放而富有创新活力的。要尽可能满足不同地区、不同学校、不同学生的需求,确立适应时代需要的课程目标,开发与之相适应的课程资源,形成相对稳定而又灵活的实施机制,不断地自我调节、更新发展。

共12张

义务教育教科书小学语文语文部编版

设计思路

1.九年义务教育语文课程,应以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,坚持以人为本,继承我国语文教育的优良传统,汲取当代语文教育科学理论的精髓,借鉴国外母语教育改革的经验,遵循语文教育的规律,努力提高学生的语文素养,为弘扬民族精神、增强民族创造力和凝聚力、培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人,发挥积极的作用,为学生的终身发展奠定基础。

共6张

义务教育教科书人民教育出版社初中语文

2.语文课程应注重引导学生多读书、多积累,重视语言文字运用的实践,在实践中领悟文化内涵和语文应用规律。

3.课程目标九年一贯整体设计。课程标准在“总目标”之下,按1~2年级、3~4年级、5~6年级、7~9年级四个学段,分别提出“学段目标与内容”,体现语文课程的整体性和阶段性。各个学段相互联系,螺旋上升,最终全面达成总目标。

4.学段目标与内容从“识字与写字”、“阅读”、“写作”(第一学段为“写话”,第二、第三学段为“习作”)“口语交际”四个方面提出要求。课程标准还提出了“综合性学习”的要求,以加强语文课程内部诸多方面的联系,加强与其他课程以及与生活的联系,促进学生语文素养全面协调地发展。

5.课程标准的“实施建议”部分,对教学、评价、教材编写,以及课程资源的开发与利用等提出了实施的原则、方法和策略,也为具体实施留有创造的空间。

——出自《义务教育语文课程标准(2011年版)第一部分前言》[8]

古文教育

2014年9月10日,是第三十个教师节,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在会见庆祝第三十个教师节暨全国教育系统先进集体和先进个人表彰大会受表彰代表后来到北京师范大学,看望教师学生,观摩课堂教学,进行座谈交流,向全国广大教师和教育工作者致以崇高的节日敬礼和祝贺。[7]

2014年9月10日上午9时20分,习近平总书记来到北师大主楼,在校党委书记刘川生、校长董奇陪同下,参观“尊师重教、筑梦未来——庆祝第三十个教师节主题展”。听说语文、历史、思想政治三门课标是全国统一,习近平很不赞成把古代经典诗词和散文从课本中去掉。习近平总书记表示“去中国化是很悲哀的,应该把这些经典嵌在学生脑子里,成为中华民族文化的基因。”[7]

2014年9月10日上午,北师大语文教育研究所所长任翔表示,她非常赞同***“要把经典诗词嵌在学生脑子里”的观点。2015年9月起,由任翔负责主编的北京市义务教育语文教材中,小学一年级《语文》的古典诗词,将由6到8篇增加到22篇,整个小学阶段不少于100篇。[7]

从小学一年级到初中三年级,新版的语文教材里都增加了古代经典诗词和民族传统文化的内容,“如《弟子规》、《三字经》和《百家姓》等,小学生主要是释记如春节、中秋节和元宵节等,都以单元编排的方式加入教材。[7]

2018年1月16日,教育部正式颁布实施新修订的普通高中课程方案和课程标准。加强中华优秀传统文化教育和革命传统教育成为课标修订重点,高中古诗文背诵推荐篇目增至72篇。

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