高考改革“3+1+2”,选考物理=上名校?

高考改革“3+1+2”,选考物理=上名校?

从2021年起,8省市将试行“3+1+2”的普通高考新模式,普通高校招生依据统一高考和高中学业水平考试成绩、参考综合素质评价进行录取。

“3+1+2”

“3”是指全国统考科目语文、数学、外语,所有学生必考;

“1”是指首选科目,考生须在高中学业水平考试的物理、历史科目中选择1科;

“2”是指再选科目,考生可在化学、生物、思想政治、地理4个科目中选择2科。

物小宣来画个重点:物理、历史成为选考科目中的首选,必须2选1,并采用卷面原始分计分选考科目赋分办法,并且分列招生计划、分开划线。

什么?物理成为首选之一?为什么?一些看到物理就头痛的小鲜肉可能要哭了?心中一万个为什么?

物小宣来帮大家理一理,为何物理如此重要,为何物理成为首选科目之一?为何我们不能放弃物理?

为何不能放弃物理?

 

1 物理=名校敲门砖

“3+1+2”政策的推出,让考生们有了选考的机会。此时,面对难上加难的重力浮力等物理知识(晕乎乎),不少同学望而却步,选考物理的同学必然会减少。而高校的专业中,需要学物理的专业数量越来越多,可以说,学好物理=拿到名校敲门砖!

近年来国家也加强了对基础学科的重视,推出了强基计划等高校招生计划来强调基础学科的重要性并增强大家对基础学科的重视程度。随着时代发展,国内外高校均陆续开设“人工智能”、“深度学习”等对物理学科有硬性要求的专业,厦门大学也不例外,而这些专业的开设将大幅提高学校的录取人数,同时,因为报考物理方向的考生较少,则这些专业的录取率就大大的地提高了!伴随着芯片、人工智能的兴起,信息时代的核心技术都与物理有关!学好物理=掌握新时代!

物小宣利用自己的数学知识进行了一个大约的计算,预计高考新模式中,选择物理为考试科目的同学,上名校的比例约为原来的1.5到2倍!

很多同学之前没有意识到物理多么重要,盲目的“放弃物理”,殊不知不仅后面高考会吃大亏,选专业、选学校也会吃大亏!

 

2 放弃物理,高考报不上大部分专业

数据表明,大学报考的专业,93.5%和物理有关,其次是化学,比例占到85.5%。从这个数据就可以看出来,如果你不选择物理,那么你大学报考的专业选择性还真的不大。

以2017年新高考试点省份为例,2017年在上海、浙江招生的1400多所大学校中,有七成的大学对考生高考科目的选择有要求。

其中,就浙江而言,对物理有要求的大学占了91%。此外,清华大学、北京大学、上海交通大学、同济大学、华东理工大学等名校大部分专业的选考科目都要求有物理。换句话说,如果高考“放弃物理”,那么高考后,大部分的名校、大部分的专业孩子都不能报考。

在大学的各种专业中,与物理息息相关的专业大部分都十分热门,比如土木工程、机械、通信、计算机等等,名牌大学的大部分专业都要求必修物理,你还有什么理由放弃物理?如果有很大一部分人放弃了物理,可以预见,几年后高考,有很大一部分人报考不了他们心目中的“好专业”,

 

3 个人发展无论如何也不会走错的第一步

物理是理工科之母,学了物理之后无论是本科阶段转专业或者是跨专业考研都不受限制,选择权利大,选择范围广。况且大部分高中生在高中阶段没有明确的未来职业和人生规划,物理专业确实是一个不错的选择,在迷茫的阶段打好理学基础,以后有了明确的方向之后再着手去学习也会更加容易上手。

其实物理学学的不单单是枯燥的公式,它还能培养专属于数理的简约审美,锻炼数理逻辑思维。“任何一个复杂的现象都能用一个简洁的公式来解释和概括”,或许这就是数理追求的理学简洁之美吧,潜移默化之中,你在生活中也会慢慢享受这种简洁简约之美。日复一日的逻辑思维锻炼不仅能让你养成做事有条理的好习惯,还能让你在遇到思想文化多元冲突时通过逻辑保持清醒的头脑和绝对的理智。

 

4 物理是国家发展基础,人类发展动力

从第一次工业革命开始,物理在历史中的作用就开始无限放大,而即使在科技高度发达的今天,大家对于物理的探索也从未终止,而随之衍生出的产业也不胜枚举——研究有研究院,应用有企业,教育有老师,生活有产品,物理已经渗透到方方面面,而非当初的仅仅“学问”二字。

古往今来,所有的讨论思考以及人们的衣食住行等最基本的物质生活需要都是基于事物现实,而物理,正是一门探究事物基础原理的学科。所谓“落后就要挨打”,指的不仅仅是思想上的落后,更是科学技术发展上的落后;一个国家的繁荣兴盛离不开强大的国防实力···一切发展进步的基础,都在于物理这门基础学科。物理分为光电热力四大基本研究方向,它覆盖了几乎所有的理工科专业。基础不牢,地动山摇;很多时候同学们会把做错题目归因于粗心,殊不知很多时候的粗心是因为基础知识掌握不扎实,因为小小的一点粗心却扣掉了大把大把的分数,由此可见基础的重要性了吧。而对于其他理工科学科来说,物理就是如此重要的一门基础。

厦门大学物理科学与技术学院,在时代的浪潮中,也涌现出一批杰出的学者,他们一直活跃在科技发展的前沿,推动了社会的进步和发展!下面,就随着物小宣一同来了解他们:

 

为祖国守望月球的厦大物理人——洪晓瑜

2019年1月3日10时26分, “嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信,开启了人类月球探测新篇章。嫦娥4号在嫦娥3号的基础上保留下来的仪器们主要用于拍摄着陆过程和着陆区附近的照片(着陆相机、地形地貌相机、全景相机)、探测月球车沿途的矿物成分(红外成像光谱仪)和浅表层结构(测月雷达) ;而替换的新仪器们(低频射电频谱仪、月表中子及辐射剂星探测器、中性原子探测器)则侧重于利用月球背面得天独厚的天文环境进行探索性观测。尤其是低频射电频谱仪,它方面将充分利用月球背面无干扰的低频射电天文环境,填补0.1~40MHz范围内的射电观测空白;另一方面还会与鹊桥中继卫星上携带的我国与荷兰合作研发的低频射电探测仪( NCLE )协同观测,互为验证和补充。

这些观测将有助于人类加深对月球地质、月球的生存和探索环境、月球背面独特的射电天文环境的认识。

而此次探月工程嫦娥四号任务参研参试人员代表中其中便有一位厦大物理系学子洪晓瑜。

洪晓瑜,1982年毕业于厦门大学物理系。现任中国科学院月球与深空探测总体部副主任,探月工程测控系统VLBI(甚长基线干涉测量)测轨分系统总指挥,中科院上海天文台研究员,博士生导师。圆满地完成了嫦娥一、二、三号VLBI测轨任务,将继续承担嫦娥四、五号的VLBI测轨任务。在“嫦娥”系列绕月探测工程中任VLBI测轨分系统的总指挥他的团队为“嫦娥奔月”顺利”变道”和”刹车”做精确测定轨道。

厦大天文与世界首张黑洞照片问世

2019年4月10日21时,事件视界望远镜(EHT)合作组织协调全球六地(比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京、美国华盛顿)召开联合新闻发布会,宣布天文学家已成功获得超大黑洞的第一个直接视觉证据。《天体物理学杂志通信》(APJL)以特刊形式通过6篇论文发表了这一重大结果。该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系Messier 87(M87)中心黑洞的“面貌”。该黑洞距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。

黑洞(英语:black hole)是根据爱因斯坦广义相对论所推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体。它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界(event horizon)。

宇宙中,根据质量天文学家们将宇宙中的黑洞分成三类:恒星级质量黑洞(几十倍-上百倍太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍太阳质量以上)和中等质量黑洞(介于两者之间)。

对黑洞阴影的成像将能提供黑洞存在的直接“视觉”证据。

黑洞是具有强引力的,因此给黑洞拍照,最重要的目的是在强引力场的极端环境下验证爱因斯坦的广义相对论,并同时细致研究黑洞周围的物质吸积和喷流的形成及传播。

在EHT国际合作中,上海天文台和厦门大学物理科学与技术学院天文学系等国内天文机构的诸多学者长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究,在EHT国际合作形成之前就已开展了多方面具有国际显示度的相关工作。

EHT成员、上海天文台副台长袁峰研究员自2013年开始担任厦门大学天文学系讲座教授和博士生导师,为天文学系的发展贡献巨大。他在EHT项目中主要参与了理论组的工作,同时,担任EHT论文发表工作组的5名成员之一。

2014年12月31日,时任上海天文台台长洪晓瑜研究员与厦门大学赖虹凯副书记共同为中国科学院上海天文台-厦门大学天体物理联合中心(上厦中心)揭牌。参与此次EHT大型国际合作项目的科研人员达200名之多,中国大陆学者共16人,其中8位来自上海天文台,均为上厦中心成员。

借助联合中心平台,上海天文台与厦门大学天文学系在人员交流、学生培养和科研合作等方面取得了丰硕成果。在国际顶尖天文期刊ApJ、MNRAS等杂志合作发表论文近20篇,共同申请国家自然科学基金天文联合重点项目和培育项目各1项,多次共同举办上厦中心学术研讨会和海峡两岸天文论坛,共同推进包括东亚天文台、CHILI、中国空间站光学-红外望远镜等项目的立项、建设和运行。

 

厦门大学张荣校长讲述“神奇的第三代半导体”

厦门大学张荣校长在《大学》给学生讲述“神奇的第三代半导体”时,谈到照明技术发展史,就是人类文明史的一个缩影。中国生产的所有半导体照明芯片,占全世界的70%。

而现在中国上天的这些材料,无论是飞船,还是我们的空间站,像嫦娥、玉兔、月球车等等,用到的太阳能电池板都是用化合物半导体做的。这个技术厦门大学也做了非常大的贡献,现在有70%的器件就是由厦门大学和合作单位来供应的。这个技术的主要贡献者就是厦门大学的康俊勇教授,以上是指第二代半导体。

【物小宣介绍:康俊勇老师是厦门大学物理科学与技术学院特聘教授,物理学、微电子学与固体电子学博士点学术带头人,2004年厦门市优秀教师、2014年厦门市劳动模范和国家政府特殊津贴获得者。兼任半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心、教育部半导体微纳光电子材料与器件工程研究中心以及福建省半导体材料及应用重点实验室主任;国家自然科学基金委员会专家评审组专家,中国真空学会、光学学会理事以及物理学会等多个专业委员会委员。

康俊勇教授研究领域涉及深紫外光源、新型太阳能电池研发和在Si(111)7X7表面二维晶格和石墨烯等低维材料及其应用方面,虽然范围极广,却在每个方面都取得了不俗的成就,得到国内外同行的赞赏。近年来,他常满负荷主持和承担国家的科技任务,密切关注国家发展动向,为国家发展做出贡献。】

第三代半导体是什么样的材料呢?第三代半导体最典型的代表就是氮化物半导体,特别是氮化镓,以及跟它相关的氮化铝、氮化铟。三族氮化物半导体是最典型的第三代半导体。有了这个氮化物半导体,我们就可以发展蓝光的LED,发展绿光的LED,以及通过组合,发展白光的LED。我们今天看到的各种五彩缤纷的显示屏,大部分手机其实也都是用的液晶屏,背后的光源都是LED的。

正是因为有了LED技术,特别是第三代半导体驱动的、能够发出各种各样颜色光的LED的技术,我们才有了今天五彩缤纷的世界,我们才能看到流光溢彩的建筑照明,才能看到那么美丽的城市景观。

LED的发展过程一方面是寻求电光源,叫“照明革命”,寻求照明技术的突破。但实际上另外还有一个很重要的特点,就是固态照明技术变成一个非常好的节能减排技术,LED变成一个低碳光源。习近平总书记指出:“我们要加快推进节能减排和污染防治,给子孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园。”LED技术,恰恰就是为改善我们的环境,减少能量消耗,从而为我们的生态文明建设作出贡献。

 

优异性能的碳化硅(SiC)器件,新时代的强大芯片

厦门大学物理科学与技术学院张峰教授,在碳化硅(SiC)紫外光电探测器研究方面,首次将Al2O3薄膜应用于4H-SiC基Schottky、MSM、p-i-n及MOS紫外光电探测器,并获得了国际上量子效率最高的4H-SiCMSM紫外光电探测器。在SiC功率器件领域,成功研制10kV SiC p沟道IGBT高压器件,同时成功研制工业级1200V/60 mΩ80 mΩ SiC MOSFET功率器件。在SiC基MOS铁电器件与复杂氧化物原子层沉积研究方面,自行搭建了具备原位监测功能的铁电薄膜ALD设备,利用ALD技术在SiC衬底上沉积Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜,实现了对原子层沉积过程的原位傅里叶红外监测。在此基础上,研制了4H-SiC基MOS铁电器件,临界电场达8MV/cm。

近年来,随着我国经济的快速持续发展,能源消耗日趋紧张,节约能源已经成为我国的基本方针。据统计,用宽禁带半导体SiC功率器件替代Si器件,可使功耗至少降低33.6%,并且在峰值功率下,工作效率大于96%。根据美国Cree公司的研究,如果在全球范围内广泛使用宽禁带半导体功率器件,每年节能将达到350亿美元。

SiC功率器件节约能源方面扮演着极其重要的角色,可被广泛应用于各个电力领域,主要包括:电动汽车充电桩,清洁能源,智能电网等,是新一代电力电子技术革命最具代表性的功率器件之一。张峰教授团队已成功将1200V SiC二极管与MOSFET应用到世界首个SiC电动汽车充电桩上,被世界著名咨询公司Yole2017SiC技术与市场报告中重点报道。据统计,对比Si基充电桩,SiC基充电桩体积和重量可缩小1/2,能量损耗可节省30%以上,其中SiC器件使用温度范围可达到-50~150度,具备更好的热稳定性和系统可靠性。因此,SiC功率器件拥有巨大的应用优势与潜力,为广泛应用于新能源汽车领域奠定坚实的基础。

 

新材料之王——席卷全球的黑科技石墨烯

石墨烯是集全世界最薄、最硬、导电性能最好、导热能力最强等优点于一体的新材料。

石墨烯被世界瞩目始自2010年,当年的诺贝尔物理奖得主正是石墨烯材料的发明者。国家工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》将石墨烯作为前沿新材料之一。业内人士估计,石墨烯产业规模未来能达到万亿元以上。

厦门大学物理科学与技术学院物理系主任蔡伟伟教授长期从事石墨烯及其相关材料制备、表征和应用研究,在石墨烯基础研究、应用开发和规模化宏量制备等领域做出一系列标志性的工作,在该领域发表了50多篇论文,被引次数超过17000次,18篇论文入选ESI高被引论文。其中,他参与研发的石墨烯化学气相沉积制备方法被美国科学杂志引为2009年世界十大科技进展。

蔡伟伟教授谈到“平时难以看到的新奇物理现象都可以在这种材料上观察到,比如量子霍尔效应。”“石墨烯可以被应用在复合材料、电池/超级电容、储氢材料、场发射材料以及超灵敏传感器等领域。最接近产业化的研究就包括手机触控屏技术,它完全可以替代现有的手机触摸屏材料氧化铟锡。”在这方面,蔡伟伟教授已经取得了多项成果。

可以看到,物理与同学们高考的分数、大学专业的选择息息相关,更是跟我们的日常生活密不可分,物理可以说是学科脊梁,在这个大力提高国家核心竞争力的关键时期,具有极其重要的地位。

怎么学好物理?

很多同学偏科严重,尤其是女生,对理科非常头疼,特别是物理。物小宣总结了一下:

(一)基本概念要清楚,基本规律要熟悉,基本方法要熟练。需要从整体上了解物理的学科体系和知识框架,接下来逐一突破,将各种物理公式分类整理,然后逐一理解攻破。

(二)及时预习和复习,上课要认真听讲。尽量跟上老师讲课的节奏,有问题虚心向老师学习。

(三)整理错题本,弄懂物理过程。题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。

 

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