摘要：
大学物理课程是理工科专业重要的必修基础课程，然而学生对于该课程的学习却提不起兴趣，通过引入科研前沿知识，介绍相关研究进展，可以激发学生的学习兴趣，开拓学生的思维方式，提高课堂教学效率。
关键词：
大学物理；课堂教学；学习兴趣
一、物理学的重要作用
众所周知物理学是研究物质结构，以及物质相互作用的一门基础学科，因而物理学是各个自然科学门类和工程技术的基础。物理规律渗透到其他自然科学领域和工程技术领域，从而极大地促进了这些学科领域的发展。现代工程学科大多起源于物理学的某一个分支，比如半导体的深入研究开创了微电子学学科。随着物理学的发展，也必将派生出更多新的学科门类。此外，物理学还是科技创新的源泉。1895年伦琴教授发现X射线后不久，其就被应用于临床医学研究，目前X射线已被广泛应用于晶体结构研究、地质勘测、材料裂纹缺陷的无损探伤和医学影像疾病监测等。巨磁电阻现象发现后，IBM公司将其应用于计算机硬盘，极大地减小了磁存储单元体积，进而提高了磁存储密度，缩小了硬盘体积。因此，物理学对于实现中国创造和产业转型升级具有重要作用。目前大学物理课程是国内高等院校理工科专业学生的一门重要的必修基础课，大学物理课程的开设对于后续其他课程的继续学习、培养学生的分析和解决问题的能力、培养科学的思维模式等都起到了关键的作用。
二、大学物理教学存在的问题
笔者在这几年的大学物理教学过程中发现了较多问题。一是大量的教学内容需要在较短时间内讲完，使学生只能被动接受，学习也变得索然无味。二是教师方面，有些教学方法单一陈旧，致使学生学习兴趣较低；学生方面，众多学生认为物理规律和理论非常艰深晦涩，因而对课程不重视。这些问题归根结底主要是源于学生学习兴趣的低下。因此，如何激发学生的学习兴趣将成为整个教学中最为关键的问题。针对如何提高学生学习兴趣，学者们提出了多种方法，比如改进教学方法与手段，课堂教学增加演示实验，增强与学生的互动等。这些方法都是重在将学生的被动接受转变为主动学习，以提高他们的学习动力和兴趣。除了以上方法外，笔者在教学中还尝试将当前国内外科研前沿热点引入课堂教学，收到良好的教学效果，现举例进行说明。
三、科学前沿对于大学物理教学促进作用的实例
1.引力波探测。2016年春季学期笔者开始讲授光学部分，学期开始前恰逢LIGO（激光干涉引力波观测站）科学合作组织召开新闻会，宣布LIGO首次直接探测到了13亿光年之外两个黑洞碰撞并合所引发的引力波，这是在宇宙尺度上对爱因斯坦广义相对论进行检测与判断的一个重要实验，观测结果有助于对宇宙起源的理解，因而受到广泛关注。引力波观测仪器的核心正是大学物理光学部分中介绍的迈克尔逊干涉仪，光线在两条真空管中返回探测器时会形成干涉条纹，引力波的出现将引起干涉条纹的变化。然而引力波引起的空间非常微小的压缩或伸长，为探测这一微小改变，要求LIGO激光干涉仪的两臂长度达到4000米。通过对LIGO激光干涉仪的介绍，学生对学习光学干涉现象的兴趣明显提高，对干涉条纹明暗产生条件，干涉条纹的移动与干涉仪臂长的关系有了深刻的理解，也充分理解了为什么LIGO的两臂长需要达到4000米。该实验的本质是光学干涉效应实现的光学放大原理，进一步启发学生是否还有其他方法可以实现光学发大，有学生能成功联想到物理实验中关于测量钢丝杨氏模量所用的光学杠杆原理，本质上也是将微小形变放大后进行测量。2.光学超材料。在笔者向学生讲授几何光学反射、折射现象时，多数学生在初中和高中阶段已经学习并了解了这方面的知识，因而对于这部分知识兴趣不高。鉴于此，笔者便向学生提问，现在所讲的折射可以称之为正常折射，那么有没有可能存在负折射现象呢？科学家通过人工设计超材料使光线在其中传播时改变方向，甚至出现负折率，即当光线在这种超材料界面处折射将出现负折射现象，这一类材料也被称为“左手材料”。此外，对人工制造的纳米粒子进行合理的组装甚至可以实现光学隐身现象。这些奇异的物理现象让学生意识到自己所学的知识仅仅是开端，未来还有很多空间留给他们去挖掘。
四、结语
通过引入最新的科学前沿知识，能让学生理解目前所学的基本原理所蕴含的巨大应用价值，让他们认识到物理学不是空洞的脱离实际的学科，从而激发了学生学习的兴趣，同时也培养和锻炼了学生的科研素养。通过引入科学前沿知识增强学生的学习兴趣仅仅是手段，归根结底是教师需要对教学保持激情，对学生负责敬业，自身要不断探索和学习新的知识和技能来提高教学质量。
参考文献
[1]周光照.中国大百科全书物理学[M].北京:中国大百科全书出版社,2009.
[2]李美亚,张之翔.X射线的发现及其对现代科学技术的影响──纪念伦琴发现X射线100周年[J].物理,1995(8).
[3]翟宏如,翟亚.浅介2007年诺贝尔物理学奖与自旋电子学[J].现代物理知识,2008(1).
[4]冯衍.激光干涉引力波探测器——人类的宇宙助听器[J].物理,2016(5).
[5]黄志洵.从负折射超材料到光学隐身衣[J].中国传媒大学学报,2014(2).
作者:张婷婷 单位:淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
