其实光电效应与康普顿效应在科学本质上是相同的，它们研究的对象不是整个入射光束与散射物质，而是光束中的个别光子与散射物质中的个别电子之间的相互作用。与两种效应相对应的爱因斯坦方程都建立在光子假设基础上，也都符合能量守恒。不同的是，在光电效应中，与入射光子相互作用的个别电子并没有被看做“自由电子”，而是以一种束缚态出现的。而在康普顿效应中，入射光子能量较高，电子和原子核（实为原子实）之间的束缚能量远小于光子能量，所以，与入射光子相互作用的个别电子是作为“自由电子”身份出现的，考虑的是光子与自由电子的弹性碰撞，在此过程中，不仅能量守恒而且动量也守恒，据此不难推得康普顿公式。（限于篇幅，此处从略）其次，在原则上，任何波长的光子和电子碰撞后都能发生康普顿效应，只是对于可见光和红外光，光电效应中波长的相对改变太小不易观察。如波长波长更短的γ光，相对改变更可达百分之百！所以，一般而言，产生光电效应的光主要是可见光和紫外光，而产生康普顿效应的光主要是波长很短的X射线和γ射线等。而且，即使是X射线，如果与被原子紧密地束缚内层电子作用，碰撞后整个原于发生反冲，而不是个别电子的反冲，那么就应该用原子质量M0来代替电子质量m0，因为M0冲m0，康普顿位移就非常小，所以波长的变化可以略去不计。于是在康普顿散射中，有些光子的波长是变化的，还有相当一部分是和原射线相同的成分。而轻原子中的电子一般束缚较弱，重原子中的电子只有外层电子束缚较弱，内部电子是束缚非常紧的，所以，原子量小的物质，康普顿散射较强，而原子量大的物质，康普顿散射较弱。
需要指出的是，光子与物质的相互作用并非只有光电效应或康普顿效应，还有一种电子对生效应：能量大于1.02MeV的γ光子在物质中通过时，可与原子核碰撞，转变成一个电子和一个正电子，从原子中发射出来。三种效应的产生，依γ光子其能量的大小，而呈现不同的比例，下图所示为三种过程分别占优势的区域，图中，横坐标是光子能量E＝hν，纵坐标是物质的原子序数Z。
图4由图可得结论：当光子从光子源发出，射入散射物质（一般指金属）时，主要是与电子发生作用。如果光子的能量相当低（与电子束缚能同数量级），则主要产生光电效应，原子吸收光子而产生电离。如果光子的能量相当大（远超过电子的束缚能）时，则我们可以认为光子对自由电子发生散射而产生康普顿效应。当光子的能量大于一个兆电子伏特时，则出现电子对效应。
用浙江省功勋教师、省特级教师郑青岳老师的话来说就是：撰写论文要有“四个意识”，即问题意识、实践意识、理论意识、创新意识。所选例文就是作者“四个意识”的产物。在光电效应教学实践中容易产生的一些困惑，这些也是我们许多老师在教学中遇到过的问题，作者善于梳理问题、清晰地表达问题，同时也发现了理清这些问题有助于课堂教学，这是撰写论文的第一步。而将筛选出的问题作为研究对象，并能从理论与教学实践两方面进行清楚地分析，阐述自己的观点是成文的关键，也是问题意识、实践意识、理论意识的集中体现。同科学研究始于问题一样，教学研究也同样是从问题开始的。有了问题还必须把问题清楚地表达出来，很多老师写不好文章的原因之一是感到有问题存在，但不能清楚地表达问题，即不能把感受转化为概念。问题意识是教学研究最重要的因素，没有问题就没有思维，教学研究也就无从谈起。一旦清晰地表述了研究的问题，那么接下来的关键是捕捉与问题相关的信息与学习相关的理论，以用于问题的解决。要将问题产生的原因从实践和理论层面加以分析，这就需要实践意识和理论意识，撰写论文离不开教学实践与科学理论的指导。我们搞研究时是“理论告诉我们看到了什么”，理论有助于我们认识问题的本质，有助于我们提升思想，从而站得高看得远。本例文中问题清晰，作者资料齐全，包括与论题直接相关的文字材料、数字材料（包括图表）、统计材料和典型案例，还有自己在教学实践中取得的感性材料等，这些都是论文中提出论点、主张的基本依据。在材料利用上，作者采用了多种方法，有同意他人的论点，结合自己的独特感受，从新的角度补充新的理由，丰富他人的观点的方法；也有不同的意见，通过论证，说明自己的理由；还有在他人启迪下，对他人没有讲到的新领域和新看法进行补充和发展的。在分析时结合相关理论，论证严密，有较高的理论水平与学术素养，问题的澄清对课堂教学有现实指导意义。
除了问题解析或现象解释论文外，作为中学教师更需要的是理论在实践中运用或利用理论来指导教学的论文写作。下面我们结合例文2看看这样的文章的写作特点与方法。
例文2
表象活动在科学教学中的作用
【内容摘要】 新课程科学教学中有大量的实验和图像等直观思维活动，而心理学中的表象活动是指人们感知过的事物，其形象会在头脑中以痕迹的形式保留下来，以后这种事物虽未出现，但在一定条件（刺激）影响下，它的形象仍会在头脑中再现。所以表象活动对于新课程科学的教学有较大的促进作用。本文通过以下几个方面论述：
（一）运用多种感官感知，丰富表象积累。
（二）表象具有动摇性和模糊性，要通过自觉表象活动的途径去提高它的品质。
（三）自觉表象活动能提高学生的想象能力，促进解决问题的能力发展。
（四）在科学概念形成的思维活动中，科学表象的作用是桥梁和中间环节。
【关键词】 表象 科学教学
表象（representation）是指在人的心理活动过程中产生的各种形象，包括记忆表象和想象表象。人在感知客观事物后，其形象保存在脑中，即记忆表象。记忆表象经人的加工、改造、分解和重新组合，转化为新形象，即想象表象。两类表象均保持着感性的、直观的特点。一般来说，科学表象主要是以科学现象和科学过程为条件刺激物所形成的暂时神经系统作用而产生的感性认识。表象是直观的、形象的，表象是在多次感知的基础上形成的，它反映的是感知对象的一般特点，因此它是概括化了的形象。形象思维是人在头脑中运用形象（表象）来进行的思维，没有表象就不可能有形象思维，正确、丰富的表象积累是培养形象思维的基础。在科学教学中，教师和学生能否充分运用表象，积极开展表象活动，对掌握知识，发展思维，培养能力具有十分重要的意义。
一、运用多种感官感知，积累、丰富表象
自觉表象活动是巩固和增强表象的条件，是促进学生识记水平提高的重要途径。表象是认知的一种成分。学生需要掌握知识、积累经验，而经验是以认知结构这种主观形式存在的，知识经验是人们进一步获得系统知识的条件之一。如实验装置电路图、理想化科学模型、操作技能等教材内容，本来就只能以表象形式储存在记忆里，在实验技能的学习中，内化的表象就是担任的指令信息，具体操作是按照表象进行的。在科学教学过程中，教师注意对学生观察力的培养，不断用实验启发学生积极感觉、知觉事物的变化，自觉地进行观察实验中表现出来的现象，在大脑中留下深刻印象，并透过现象，抓住事物的本质。借助投影演示实验，既能放大实验现象，增强实验的可见度，又易于认真、细腻、有序地观察。
案例：分子运动
把一培养皿放在投影仪上，在培养皿中加入约2／3体积水，然后用药匙取一小粒品红，放入到培养皿中。品红是一种红色染料，最初在水中缓缓溶解，渐渐地明显分成两支，片刻后，扩散完成。此时，分子运动的全过程通过光学投影到银幕上，学生能真实清楚地观察到，并透过观察到的现象，认识到分子是在不停地运动的。这样可以避免教师枯燥无味的说教，通过投影观察建立清晰的表象，加深对分子运动的理解。实践证明，借助投影演示实验，提高演示实验的直观性，有利于培养学生的观察能力。因此，在科学课教学中表象的获得是非常重要的。为了使学生获得巩固的、以表象形式存在的知识经验，就必须改进教学方法。
二、表象具有动摇性和模糊性，要通过自觉表象活动的途径去提高它的品质
由于表象具有不稳定性，时间稍久就会产生动摇和模糊。所以，在科学实验教学中，教师要注意学生的表象活动和训练，以期表象更加丰富和稳定，促进学生识记水平提高，高品质的表象活动有助于学生对概念的建立与理解。
当演示实验之后，不要急于进行分析，应当让他们回忆并复述实验现象，在巩固表象基础上去分析。表象有引导行动的作用，所以，在学生分组实验前，要求学生预习实验装置仪器的使用、电路图及实验过程，以便在头脑里形成表象，有了“做什么”和“怎么做”的表象，实验时学生头脑中的表象就会作出指令，使实验效率明显提高。所以，在教学中通过自觉表象活动的训练是必要的。
在科学教学中，建立某些由自然现象中抽象出本质属性的概念，如力、惯性等，可以依靠学生大量的感性经验，也可以通过感知演示和实验，形成表象，进而抽象出概念。另外一些高度抽象的科学模型，如原子和分子结构，要通过图示或语言描绘的方式，建立类比或模拟性质的表象成分，以引出相应的概念。如在讲授功的概念时，要善于运用力推动物体使物体具有动能、手投掷铅球等在头脑中的表象，以建立起感性的支柱。在科学概念形成的思维过程中，科学表象是介乎知觉和思维之间的中间环节，是感性认识到理性认识的过渡阶段。例如，一个学生观察到太阳光通过一块三棱镜后形成彩色的色带，于是他就感知了这块三棱镜形成彩色色带的现象。如果他看到过大小不同的三棱镜的彩色光带的现象，就可以结合他感知多次的棱镜彩色色带的特点，在大脑中形成棱镜的彩色光带的科学表象。在这个表象里，每一次感知这块棱镜的彩色光带，区别于另一次的具体情况和特点，如棱镜的大小、色带的宽窄等具体情节都不存在了。因而这个科学表象是多次科学现象的鲜明的感性映像，它比看到的具体的形象概括而抽象。科学表象愈丰富直观，科学概念就愈发展愈深刻。科学表象的完善和准确会直接影响到科学概念的精确性。
三、自觉表象活动能提高学生的想象能力，促进解决问题的能力发展爱因斯坦说过：“想象比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括世界的一切。”想象是人脑对已有表象进行加工而创造新形象的心理过程。通过想象过程所创造的新形象属于想象表象，具有形象性和新颖性特点。大脑储存的记忆表象越丰富，知识范围越广泛，综合加工创造出来的表象才可能越精彩、新颖。想象力的发展是智力发展的一个极重要的方面。中学生的想象能力，包括学生的建立空间位置关系的能力、形成科学情景表象的能力、构思理想化模型的能力。在初中科学教学中，教师应注重培养学生的想象能力，进行正确的想象思维训练。利用教材中提供的一些理想模型、理想条件、理想实验，对启发学生的想象力很有作用。例如，在上《盐酸的性质》这节课时，演示这样一个实验：把两个鸡蛋分别投入盐酸溶液中，结果鸡蛋在盐酸中进行了“浮沉潜泳”，学生的学习积极性被激发起来。这样可以及时地将学生的好奇心转移到教学任务和目标上来，可以诱发和强化学生学习的内动力，清除信息接受的不确定性。学生为了解答鸡蛋在盐酸中产生“浮沉潜泳”的原因，必须围绕着盐酸的性质和鸡蛋壳之间的反应来思考，进而分析产生的气体使鸡蛋受到的浮力大小发生改变，导致了“浮沉潜泳”的发生，由于表象活动的形象性和新颖性，综合加工与解决问题的积极性与创造性也就越强。
