董鑫鑫

(首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院 北京 100048)

李 杰

(北京第十九中學(xué) 北京 100089)

邢紅軍

(首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院 北京 100048)

1 教材編寫分析

電磁波作為信息時(shí)代最重要的信息傳播媒介，在很大程度上構(gòu)建了如今萬物互聯(lián)的社會(huì).可以說，電磁波當(dāng)屬推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)生活方式發(fā)生深層次變革的重要物理媒介.在高中物理課程中，進(jìn)行電磁波教學(xué)可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)與生活之間的關(guān)系，意識(shí)到電磁波在信息時(shí)代對(duì)人類社會(huì)所起到的關(guān)聯(lián)作用，能夠充分反映學(xué)科育人的進(jìn)步性和時(shí)代性.然而，如何認(rèn)識(shí)電磁波的本質(zhì)及其應(yīng)用，卻是以往高中物理教學(xué)中較少“駐足”的地方，不能不說是一個(gè)遺憾.新一輪課程改革后，“電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”處于高中物理教材的必修3，是全體學(xué)生必須學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在教學(xué)要求上反映了對(duì)電磁波教學(xué)的重視程度，也為高中分科奠定了知識(shí)基礎(chǔ).然而，新教材中電磁波的編寫能否很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，仍然是一個(gè)需要進(jìn)一步討論的問題.

首先，現(xiàn)行教材在編寫上遵循“雙循環(huán)”模式[1]，即在必修3對(duì)電磁波進(jìn)行“初步”涉及，再在選擇性必修2繼續(xù)“深化”.“電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”一節(jié)教學(xué)契合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，客觀地降低了高中物理教學(xué)的難度.然而，分析《課標(biāo)》要求，第一次循環(huán)有1節(jié)，其內(nèi)容要求為：通過實(shí)驗(yàn)，了解電磁波，知道電磁場(chǎng)的物質(zhì)性；通過實(shí)例，了解電磁波的應(yīng)用及其帶來的影響.第二次循環(huán)有3節(jié)，其要求為：知道電磁波的發(fā)射、傳播和接收；認(rèn)識(shí)電磁波譜，知道各個(gè)波段的電磁波的名稱、特征和典型應(yīng)用[2].不難看出，第一輪循環(huán)相較于第二輪循環(huán)，教學(xué)要求更為基礎(chǔ)，教學(xué)內(nèi)容覆蓋面基本一致，起著銜接后續(xù)教學(xué)的作用.但是，教材中“電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”一節(jié)壓縮了教學(xué)內(nèi)容，僅僅依靠理論引導(dǎo)和概念說明安排教學(xué)，忽視了電磁波產(chǎn)生的物理本質(zhì)，將赫茲實(shí)驗(yàn)安排在“做一做”欄目中，導(dǎo)致教材內(nèi)容的連貫性欠缺，這樣的安排較難實(shí)現(xiàn)第一輪循環(huán)的教學(xué)目標(biāo).

其次，法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了電與磁的物理本質(zhì)相互統(tǒng)一，當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”.麥克斯韋出于對(duì)物理規(guī)律“對(duì)稱性”的認(rèn)識(shí)，提出了“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”的假設(shè).于是，設(shè)想磁場(chǎng)與電場(chǎng)相互激發(fā)，預(yù)言了電磁波的存在.教材在麥克斯韋對(duì)電磁波的預(yù)言上著墨較多，試圖通過麥克斯韋的理論創(chuàng)見闡釋電磁波產(chǎn)生的物理機(jī)制.然而，由于在中學(xué)教材中“電通量”和“位移電流”概念是缺失的.因此，教師在解釋和說明電磁波的物理機(jī)制上往往難以言清，無法幫助學(xué)生解釋清楚電磁波是如何產(chǎn)生的，導(dǎo)致學(xué)生只知道電磁波“為何物”，而不知“物為何”.

最后，教材對(duì)電磁場(chǎng)的傳播缺乏清晰的說明，往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生模糊認(rèn)識(shí).教材基于“變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播”，構(gòu)建了電磁波的產(chǎn)生與傳播的示意圖，如圖1(a)所示.而在選擇性必修2中，對(duì)于電磁波的傳播則直接說明了電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度相互垂直，并與傳播方向垂直，如圖1(b)所示，從圖中也可看出磁矢量和電矢量是同相的.在“電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”的教學(xué)中，示意圖呈現(xiàn)的“交替產(chǎn)生”的物理意義則容易被誤解為電矢量和磁矢量之間相位交錯(cuò).這只能說明，示意圖只說明了電磁波傳播的大致狀態(tài)，并沒有交代清楚傳播過程的細(xì)節(jié).有學(xué)者分析，如果不說明電磁波的物理本質(zhì)則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生難以區(qū)分穩(wěn)恒電場(chǎng)和渦旋電場(chǎng)的性質(zhì)，而試圖通過磁場(chǎng)的變化率來決定電場(chǎng)強(qiáng)度大小[3]，則會(huì)使學(xué)生在進(jìn)入第二次循環(huán)之前對(duì)電磁波的物理本質(zhì)一直存在錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí).

圖1 電磁波在必修3和選擇性必修3傳播示意圖

筆者認(rèn)為，產(chǎn)生以上問題的根源，在于教材簡(jiǎn)化了復(fù)雜的麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，未能較好地解決電磁波如何產(chǎn)生的問題.而教材內(nèi)容的 “留白”處理，又容易造成教材內(nèi)容編寫的理論線索缺失和思維鏈條斷裂，導(dǎo)致在教學(xué)中很難取得好的效果.有鑒于此，本文以高端備課的理念出發(fā)，從微觀機(jī)制入手，說明電磁波的產(chǎn)生和傳播機(jī)制，并以實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用凸顯其“發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”的主題.

2 電磁波發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用的教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)作為教學(xué)過程的提前謀劃，首要任務(wù)就是對(duì)接學(xué)生.這不僅需要基于學(xué)生原有的認(rèn)知水平，還需要分析教學(xué)進(jìn)程和學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ).在“雙循環(huán)”模式下，第一次循環(huán)同樣需要把握好教學(xué)的“度”.基于這樣的認(rèn)識(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)教學(xué)過程如下.

2.1 理論具象說明電磁波產(chǎn)生的物理機(jī)制

根據(jù)物理教學(xué)理論，直接依據(jù)抽象的麥克斯韋電磁場(chǎng)理論進(jìn)行電磁波教學(xué)，對(duì)于高中生并不適合.因此，就需要將抽象的理論轉(zhuǎn)化為容易理解的物理具象.鑒于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的概念，明確了電場(chǎng)線和磁感線這兩個(gè)描述場(chǎng)的物理概念模型，這就為描述電磁波提供了最核心的具象工具.

麥克斯韋的電磁理論提出了“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”和“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”的假設(shè)，認(rèn)為磁場(chǎng)和電場(chǎng)相互激發(fā)可以產(chǎn)生電磁波.依循這樣的思路，只需要有變化運(yùn)動(dòng)的電荷和磁荷，便可以激發(fā)出電場(chǎng)和磁場(chǎng).然而，麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論并不容納磁荷，所以，就無法以磁荷的運(yùn)動(dòng)來激發(fā)電磁場(chǎng)，因此，電荷便成為構(gòu)建激發(fā)電磁場(chǎng)的必然選擇.

振蕩電荷模型可以激發(fā)“變化的電場(chǎng)”，它是由兩個(gè)相距很近的等量異號(hào)點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)，正負(fù)電荷上下振蕩的區(qū)域位于兩條臨界線之間，如圖2所示.由電荷之間的庫(kù)侖力作用和能量守恒定律可知，電荷加速度方向始終垂直指向中位線，電荷在彼此臨近的運(yùn)動(dòng)過程中速度和加速度變大，當(dāng)位于中位線時(shí)其速度和加速度均達(dá)到最大值；在遠(yuǎn)離過程中速度和加速度變小，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到臨界線時(shí)速度為零，加速度達(dá)到最小值.電荷上下振蕩呈現(xiàn)周期性變化的特點(diǎn)，符合麥克斯韋電磁場(chǎng)理論中變化的電場(chǎng)條件，因而可以形象描述電磁波的產(chǎn)生機(jī)制，幫助學(xué)生加深對(duì)電磁波本質(zhì)的理解.

圖2 振蕩電荷模型

同理，在余下的半個(gè)周期內(nèi)，電荷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同，但與前半個(gè)周期電荷相反.因此，電場(chǎng)線的形態(tài)變化情況相同，但產(chǎn)生的閉合電場(chǎng)線方向相反.并且，根據(jù)電場(chǎng)線模型相關(guān)知識(shí)可知，中位線上的電場(chǎng)強(qiáng)度隨著電荷彼此臨近逐漸變大，彼此遠(yuǎn)離則逐漸變小.

根據(jù)麥克斯韋電磁相互統(tǒng)一的觀點(diǎn)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么振蕩電荷在一定程度上可以視為是在振蕩空間內(nèi)形成的變化電流元，因此，同樣可以產(chǎn)生磁場(chǎng).在“磁場(chǎng) 磁感線”教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了右手螺旋定則，知道變化的電流所激發(fā)的磁場(chǎng)與電場(chǎng)線相互垂直.通過“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實(shí)驗(yàn)，得知磁感應(yīng)強(qiáng)度變化與電流變化正相關(guān)[4]，那么振蕩電荷運(yùn)動(dòng)變化快則磁感應(yīng)強(qiáng)度大，振蕩電荷運(yùn)動(dòng)變化慢則磁感應(yīng)強(qiáng)度小.可見，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)度變化是協(xié)調(diào)一致的.

當(dāng)空間內(nèi)存在周期性變化電場(chǎng)，那么它就會(huì)引起周期性變化的磁場(chǎng).周期性變化的磁場(chǎng)又引起周期性變化的電場(chǎng).電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)，最終在空間內(nèi)形成形似水波不斷發(fā)生強(qiáng)弱變化的電磁場(chǎng)，并向周圍傳播，而這正是電磁波.

2.2 赫茲實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)的完美契合

在電磁波預(yù)言提出的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們都無法證實(shí)其存在.1879年，亥姆霍茲為普魯士科學(xué)院提供了“建立磁力和絕緣體的介質(zhì)極化之間的聯(lián)系”的科學(xué)問題懸賞.而這被認(rèn)為是赫茲著手研究電磁波的肇始.在1887年與1888年間，他多次進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以探求電磁波的存在和性質(zhì)，所設(shè)計(jì)的發(fā)現(xiàn)電磁波實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示.

圖3 赫茲實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)由兩個(gè)部分組成，左側(cè)為振蕩器，右側(cè)為諧振器.振蕩器的感應(yīng)圈提供的是周期運(yùn)動(dòng)的電荷，正負(fù)電荷在振子A，B端來回運(yùn)動(dòng).根據(jù)振蕩電荷模型所演示的那樣，此時(shí)的振子如放大版的振蕩電荷，能夠不斷向外界發(fā)射電磁波.在諧振器內(nèi)，由于受到電磁波的作用，其內(nèi)部電荷便會(huì)隨電磁波周期定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).當(dāng)振子接通感應(yīng)圈，調(diào)節(jié)電壓后，振子之間產(chǎn)生電火花.與此同時(shí)，諧振器上的小球之間同樣跳動(dòng)了電火花.這一發(fā)現(xiàn)鼓舞了赫茲，使他對(duì)“光和電之間的聯(lián)系所存在的模糊認(rèn)識(shí)最終得以澄清”，也證實(shí)了麥克斯韋的電磁波預(yù)言.電磁理論認(rèn)為，光其實(shí)就是一種電磁波，電磁波在真空中的傳播速度為光速.赫茲為了全面驗(yàn)證麥克斯韋理論的正確性，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中又對(duì)電磁波進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)電磁波具有光的屬性，而這正與麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論相一致.可以說，麥克斯韋為電磁理論建構(gòu)了主體建筑，而赫茲則為這座宏偉的電磁大廈封了頂.

有研究表明，法拉第曾對(duì)電磁波進(jìn)行過早期猜測(cè)和實(shí)驗(yàn)[5].遺憾的是，當(dāng)時(shí)電磁理論尚未發(fā)展成型，法拉第僅憑對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，采用閉合線圈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，自然也就無法發(fā)現(xiàn)電磁波.而赫茲實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵則在于抓住了電磁波的理論內(nèi)核，洞悉了電磁波產(chǎn)生的條件.首先，振蕩器的電路需要開放.正如振蕩電荷模型所描繪的那樣，閉合電路將電場(chǎng)線拘束在導(dǎo)體中，就無法產(chǎn)生激發(fā)磁場(chǎng)，更不用說產(chǎn)生電磁波.而赫茲實(shí)驗(yàn)則采用了不閉合振子，由振子所產(chǎn)生的電場(chǎng)線能夠很好地向外輻射.其次，赫茲采用的是高頻振蕩的感應(yīng)圈.這是因?yàn)?，?dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)傳播時(shí)，振蕩頻率較低的電磁波所具有的能量較弱，只能使接收的諧振器產(chǎn)生較低的電動(dòng)勢(shì).反之，振蕩頻率較高的電磁波所具有的能量較強(qiáng)，能夠使接收的諧振器產(chǎn)生較高的電動(dòng)勢(shì)，從而擊穿空氣產(chǎn)生電火花.赫茲的實(shí)驗(yàn)在振子間和諧振器上均出現(xiàn)了電火花，從而通過這些直觀的物理現(xiàn)象證實(shí)了電磁波存在.

2.3 技術(shù)應(yīng)用 電磁波的價(jià)值與功能

事實(shí)上，赫茲的實(shí)驗(yàn)不僅驗(yàn)證了麥克斯韋的電磁理論，同時(shí)還指向了潛在的應(yīng)用價(jià)值.電磁波被發(fā)現(xiàn)之始，德國(guó)工程師胡布爾便向赫茲請(qǐng)教，是否可以用電磁波進(jìn)行通訊.受制于當(dāng)時(shí)信息處理的硬件限制，赫茲對(duì)電磁波通信的觀點(diǎn)并不認(rèn)同.

然而，理論預(yù)示著可能，而這種可能則總是推動(dòng)著有心人在探索的道路上不斷前進(jìn).1896年，俄國(guó)的波波夫和意大利的馬可尼各自獨(dú)立發(fā)明了利用電磁波進(jìn)行無線電通訊.其中，馬可尼還因在無線電報(bào)和無線電通訊方面的貢獻(xiàn)榮獲1909年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng). 早期的無線通信主要服務(wù)于軍事.比如，電影《永不消逝的電波》中，主人公李俠就利用電臺(tái)在上海與延安保持聯(lián)系.電磁波信息傳遞的功能突破了時(shí)空的限制，在相隔大約在1 500 km的兩地之間架起了信息傳遞的“空中橋梁”.當(dāng)時(shí)他所用的電臺(tái)功率極低，不到10 W.可見電磁波通信技術(shù)具有低功耗、傳輸遠(yuǎn)、傳遞快的優(yōu)點(diǎn).隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)也逐漸進(jìn)入尋常百姓家.比如我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)、收音機(jī)等都屬于利用電磁波通信的設(shè)備.相應(yīng)的，電磁波通信的功能也不斷豐富，優(yōu)點(diǎn)逐步加強(qiáng)，如我國(guó)領(lǐng)先的5G技術(shù)就具有信息傳輸量大和低延遲的特點(diǎn).

隨著電磁通信的廣泛應(yīng)用，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，電磁干擾狀況逐漸嚴(yán)重.人們?yōu)榱藚^(qū)分電磁波，就需要將電磁波劃分利用，而區(qū)分的主要指標(biāo)就是頻率.比如，北京人民廣播電臺(tái)交通臺(tái)FM103.9，其中103.9對(duì)應(yīng)的就是頻率103.9MHz.可以說，頻率成了識(shí)別電磁波的“指紋”，人們將電磁波依據(jù)頻率(或波長(zhǎng)大小)排列為電磁波譜，具體如表1所示.

表1 電磁波譜分類表

從表中可以看出，電磁波不僅包含通信功能，還具有傳遞能量、醫(yī)療衛(wèi)生等其他價(jià)值.總的來看，電磁波的社會(huì)功能和價(jià)值已經(jīng)被充分地釋放，它的應(yīng)用早就遍布于我們生活之中，深刻地改變了我們的生活方式，為我們提供了更加便利的現(xiàn)代化生活.當(dāng)然，這都離不開法拉第、麥克斯韋、赫茲等科學(xué)開拓者對(duì)電磁理論的執(zhí)著探究.

3 研究啟示

總結(jié)以上電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用的研究過程，可以得到如下啟示.

3.1 巧妙設(shè)置物理模型把控第一次循環(huán)的教學(xué)張弛

教學(xué)的“張力”來自于對(duì)教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的要求，而教學(xué)的“松弛”則是基于對(duì)教學(xué)實(shí)際的把控，要求在學(xué)生認(rèn)知的基礎(chǔ)上和教學(xué)進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化.在“雙循環(huán)”教學(xué)模式下，電磁波教學(xué)的第一輪循環(huán)可以說是對(duì)第二輪循環(huán)的壓縮，在內(nèi)容編制上自然無法全面兼顧所有方面.比如，電磁波的波的性質(zhì)和光的屬性的揭示需要通過選擇性必修1，而電磁方面的內(nèi)容又需要通過選擇性必修2的教學(xué)進(jìn)一步推進(jìn).因此，處于第一次循環(huán)的“電磁波初步”的教學(xué)就更需要張弛有度，有的放矢.

物理模型是將復(fù)雜的原型客體簡(jiǎn)化和純化的思維工具，反映了物理原型的本質(zhì)特征，能夠生動(dòng)地幫助學(xué)生建立對(duì)科學(xué)理論的認(rèn)識(shí)[6].因此，將抽象的科學(xué)理論轉(zhuǎn)化為具象化的物理模型則成為控制教學(xué)張馳的關(guān)鍵.自法拉第提出具有近距作用的“場(chǎng)”的觀點(diǎn)以來，電荷、電場(chǎng)線和磁感線等一直都是物理教學(xué)中極具解釋力的物理概念模型.因此，在電磁波教學(xué)中，運(yùn)用振蕩電荷和電場(chǎng)線模型可以有效地將電磁波產(chǎn)生的物理機(jī)制變?yōu)橹庇^的動(dòng)態(tài)過程，為學(xué)生將實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用與模型類比進(jìn)行理解提供參照，使得電磁波的教學(xué)難度降低.概而言之，模型方法是控制物理教學(xué)“張馳”的最佳科學(xué)方法，能夠發(fā)揮核心作用.

3.2 理解科學(xué)發(fā)展的本質(zhì)透析理論與實(shí)驗(yàn)的共進(jìn)關(guān)系

科學(xué)是借助理論和實(shí)驗(yàn)兩只腳前進(jìn)的.有時(shí)是理論這只腳先邁出一步, 有時(shí)則是實(shí)驗(yàn)這只腳先邁出一步，但是科學(xué)的前進(jìn)要靠?jī)芍荒_[7].麥克斯韋預(yù)言電磁波可以說是一種典型的“理論先行”科學(xué)發(fā)展案例.但是，缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的預(yù)言總歸是科學(xué)的假設(shè)和想象.賈德的遷移實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，掌握理論的人往往在探索中能夠取得更好的結(jié)果，而赫茲正是那個(gè)透徹掌握理論并善用應(yīng)用于實(shí)踐的人.赫茲實(shí)驗(yàn)真正地洞悉了電磁波的物理原理，滿足了產(chǎn)生電磁波的多重條件，用直觀的物理現(xiàn)象證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言.由此可見，在物理學(xué)發(fā)展進(jìn)程中，理論離不開實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)同樣離不開理論，二者相輔相成，共同生長(zhǎng).表現(xiàn)在物理教學(xué)中，就是要倡導(dǎo)“知行合一”的物理教學(xué)新境界，不能將物理學(xué)的學(xué)習(xí)視為是公式的推導(dǎo)和數(shù)學(xué)的運(yùn)算，因?yàn)槲锢韺W(xué)還包含著指向?qū)嵺`的成分.

3.3 揭示科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用價(jià)值反映物理教育的時(shí)代氣息

恩格斯指出，科學(xué)的發(fā)生與發(fā)展一開始就是由生產(chǎn)決定的.科學(xué)是人類認(rèn)識(shí)世界的產(chǎn)物，而技術(shù)是人類改造世界的結(jié)晶，是科學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)的橋梁[8].中學(xué)物理教學(xué)作為學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的重要“窗口”，不僅肩負(fù)著教授科學(xué)理論的責(zé)任，同樣要使學(xué)生具有能夠理解和解釋生活中科技的能力.物理教學(xué)涉及電磁波應(yīng)用的內(nèi)容與影響，反映在新科技革命下的時(shí)代特征，也使得學(xué)生能夠從“書中樓閣”走向“現(xiàn)實(shí)生活”，更加廣泛地認(rèn)識(shí)到“科技改變生活”的意蘊(yùn).以此作為出發(fā)點(diǎn)，在電磁波下一輪循環(huán)學(xué)習(xí)中，隨著學(xué)生對(duì)電磁波原理的更深程度揭示，他們就能夠更加透徹地了解電磁波技術(shù)的物理原理，扎實(shí)提高自身的科學(xué)和技術(shù)素養(yǎng)，進(jìn)而能夠更加全面地解釋和應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，更好地理解和處理物理與技術(shù)和社會(huì)生活的關(guān)系.