本文以研究二维暗孤子态玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)与势垒相互作用问题为例,展示科学研究的思路和方法;并且探讨把这种科学研究的思维方式和方法渗透到中学物理教学中。玻色-爱因斯坦凝聚是指在低温条件下大量原子聚集在同一量子态,即能量最低态。BEC作为一种新的物质形态为物理学打开一个新的研究领域,自从在碱金属气体中实现BEC后,人们在该领域的理论和实验方面都做了大量的研究并且取得了巨大的成就。随着原子芯片技术的发展,凝聚体与固体表面的相互作用成为其中的一个研究热点,因为该方向的研究不仅可以从本质上了解量子力学的基本规律,而且可以为研发纳米和微米尺度的量子装置提供指导。我们根据确定研究内容、搜集资料、确定研究方案、进行计算以及分析数据得出结果这五个科学研究的步骤进行课题的研究。利用Crank-Nicolson方法求解Gross-Pitaevskii方程(非线性薛定谔方程),数值模拟了暗孤子态BEC与势垒相互作用的动力学过程,给出了量子反射过程中反射率随时间的演化,并且讨论了相关参数(势垒的宽度、势垒高度、BEC的入射角度以及暗孤子的角度)对渐进稳定反射率的影响,进一步探索了特定孤子角度下反射云和透射云的激发特性。我们的数值结果表明,物质波的稳定反射率由于凝聚体中孤子的出现而减小,而且其对暗孤子角度的变化相当敏感。同时,暗孤子的角度还会影响凝聚体与势垒相互作用过程中的激发特性。通过对暗孤子态凝聚体与势垒相互作用的研究,对科学研究的方法、手段有了新的认识。随着课程改革的不断深入,传统的中学物理教学已经不能满足物理学科的发展。将科学研究的思想融入中学物理教学是改革发展的趋势,也是培养新时代具有较高科学素养公民的迫切要求。我将结合自己的科研实践经验,探讨提升中学物理教学效果的思路和具体措施。