『壹』 你是怎樣覺得物理這門學科的
物理是一門生活學科,他能解釋很多現象,讓生活更科學
『貳』 對物理文化內涵的認識
1,使用與創建的教學和學習環境,有利於激發學生的創造性學習的物理知識和實際生活中的問題
?親密的身體接觸,與現實生活中的實際情境轉移到信息的課堂,使學生適應陌生的感覺,激發學生探索的驅動力。
?例如:在研究杠桿的平衡條件,創造這樣的情況:學生們都知道桿秤,有些人做了一些手腳的桿秤實現短斤缺量的賺黑心錢,而你知道他們用的是什麼方法呢?我們如何可以公開呢?思考的學生開始重新振作起來,議論紛紛,但,是,我不不知道什麼學生的願望,以探索突然被啟發,然後,我使用的桿秤介紹給學生,說相同的質量對象,兩個質量的權重來衡量,其結果是大量的實物質量小的重量,讓學生明白為什麼。在接下來的杠桿平衡條件實驗探究,學生探究的情緒,來杠桿的平衡條件,還主動來分析這個問題的一個非標準的桿秤。看有知識的實際情景搬進課堂上激發學生的積極性,始終處於積極的學習情況,並能有效地提高學生分析問題,解決問題的能力。
?2,利用學生的好奇心和創造的教學環境,有利於激發學生的創造性學習
?是在青春期的高中學生,他們是外在的東西感到好奇,有很強的挖掘新的冒險心理傾向,根據對學生的心理特點,創造新奇的生活情況,刺激的認識和興趣學生學習。
例如:重新平面鏡成像「,我創造一個沒有蓋的紙箱,切割空的正,然後對角線適當整齊的側平面鏡被隱藏在鏡子後面的生活場景的神奇效果改變的道具。在課堂上,我說的做魔,請注意這個盒子是空的什麼?然後拿一塊布蓋,從箱子改變的事情,課本,粉筆,鋼筆,改變的事情了。這可能是神奇,坐在下面的學生如何不破的球迷。創造這些情況,使學生不僅感到奇怪,他們有賓至如歸的感覺,但我不知道他們為什麼讓學生感到在自己的生活中的物理知識,激發學生的願望來解決這些問題。
?3,學生的認知失衡創造一個有利於激發學生的創造性學習的教學環境,
?學生的認知發展的概念是不斷破壞和不斷達到一個新的平衡狀態的平衡。日常生活的情況下,要創造,要善於在體育課堂學生認知的不平衡,學生產生努力,通過新的學習活動,以達到平衡的新的,更高層次的沖動。
?例:在直線講光的傳播,創造這樣的情景,學生准備,分別,一個方孔,三角孔,圓形孔的3白色和問題:太陽的光線拍攝,通過這些什麼點會離開孔在地面上?回答幾乎所有的學生與幾何。然後讓學生走出教室,觀察其形狀的斑點在陽光下,和在現場的結果是圓形的。這種現象出現的差異與學生的想像力,造成懸念,讓學生有知識,主動學習,從開始到結束這個問題的強烈願望。
?4,學生在實驗活動中創造的教學環境,有利於激發學生的創造性學習
的身體是一個高度實驗性的科學,教師應該把足夠的實驗室設備,學生圍繞一個主題在課堂教學中的實驗探索,在這種情況下,學生以及科學家探索驗證假釋,體驗成功的喜悅,有利於培育?創新的精神,科學的質量的學生。
例如,在談到壓力,首先創造這樣的生活情況:兩個學生並排走在廣袤的雪原,一個人的雪橇,一個穿著普通的鞋子,陷得太深了,學生的體重嗎?學生可以知道結果的學生穿普通的鞋子陷得太深了。然後進一步引導學生討論的效果與哪些因素有關的壓力,要求有人利用生活,學慣用品的設計研究計劃和實驗驗證,分析,總結得出什麼結論。這讓學生掌握物理概念或規律,他們認識到科學探索的本質,體驗到成功的喜悅,有效地激發學生的學習興趣。
?5,利用多媒體網路技術,以創造條件,有利於激發學生的創造性學習的教學環境
多媒體網路技術可以克服時間和空間的限制,生動再現生活場景,不同的場景可以被集成,可以動態顯示的方案的核心內容。使用電腦設計的圖形,尤其是動畫,結合多媒體的優勢,學生的頭腦中的物理過程,在一個相對短的時間內建立了較為完善有助於理解和記憶,可以大大提高學生的學習興趣學習物理和學習效率。
例如,講電流,由於電流在導體中無法看到,觸摸或往年,教學,學生總覺得抽象很難理解,通過非常直觀的演示,多媒體課件製作的電流流電路中的屏幕這個微觀粒子誇張,學生理解它也不是那麼難。等,如電流的磁場,磁場,光的光路圖,這些很難理解的現象在傳統的教學的分布,通過多媒體形式,可以清楚地再現生活的情況。
『叄』 物理學有什麼用途
什麼是物理 這是一個十分基礎的問題.翻開任何一本物理教科書,都不難找到這樣的定義:物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學.但這只是對於物理這門科學在學術意義上的一種界定.而我們所面對的「物理」,它同時又是一門課程,於是就有必要從教育意義的層面上去進行一番再認識、再分析,以挖掘蘊含在其中的豐富內涵. 首先,物理是一門科學. 物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,它是發展最成熟、高度定量化的精密科學,又是具有方法論性質、被人們公認為最重要的基礎科學.物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識,有力地促進了人類文明的進步.正如國際純粹物理和應用物理聯合會第23屆代表大會的決議《物理學對社會的重要性》指出的,物理學是一項國際事業,它對人類未來的進步起著關鍵性的作用:探索自然,驅動技術,改善生活以及培養人才. 上世紀初相對論和量子力學的建立,為物理學的飛速發展插上了雙翅,取得了空前輝煌的成就,以致於人們將20世紀稱譽為「物理學的世紀」.什麼21世紀呢?有一種流行的說法:21世紀是生命科學的世紀.其實,這句話更確切的表述應該是:21世紀是物理科學全面介入生命科學的世紀.生命科學只有與物理相結合,才有可能取得更大的發展. 展望物理學的未來,充滿著機遇與挑戰.李政道先生在《物理的挑戰》一文中,曾提出21世紀物理領域所面對的四大難題:為什麼一些物理現象在理論上對稱但實驗結果不對稱?為什麼一半的基本粒子不能單獨存在而且看不見?為什麼全宇宙90%以上的物質是暗物質?為什麼每個類星體的能量竟然是太陽能量的1015倍?這些問題極大地激勵著人們不懈探索的勇氣與熱情.可以預見,一旦撥去這幾朵籠罩在物理天空中的烏雲,物理學將會展現出更加燦爛的前景. 其次,物理又是一種智能. 誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言:「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎.」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系.正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶. 大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻.有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景;——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功.——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例.這就是物理智能的力量.難怪國外有專家十分尖銳地指出:沒有物理修養的民族是愚蠢的民族! 當今,物理學的觸角已經伸向眾多領域,並取得了越來越大的成就,以至我們很難再用傳統的眼光去界分什麼是物理學了.1995年在我國廈門舉行了第十九屆國際統計物理學大會,會上交流論文的涉及面十分廣泛,諸如植物的花序、DNA葯物系統、交通的流量、文字的存儲等等,光看這些篇目,似乎都不太象是物理.什麼,究竟什麼是物理呢?幾年前,美國《今日物理》雜志,曾就此問題向讀者廣泛徵求意見.最後,他們推崇的答案是:物理學家所做的就是物理學.這話乍聽似覺偏頗,其實不無道理.因為在今天看來,物理學更多的是體現出一種智能,「代表著一套獲取知識、組織和應用知識的有效步驟和方法,把這套方法用到什麼問題上,這問題就變成了物理學.」(趙凱華語) 再次,物理還是一種文化. 從廣義來說,文化指的是人類歷史實踐過程中創造的物質財富和精神財富的總和.它包括科學文化和人文文化.同樣地,物理學家在長期科學實踐中所創造的大量物質產品與精神產品,也就構成了物理文化.物理文化是科學文化的重要組成部分. 大家知道,物理學是以實驗為基礎的科學,它的基本研究方式就是實踐,因而在客觀性上表現為「真」;物理學創造的成果最終是為了造福於人類,它在目的性上體現出「善」;另外,物理學還在人的情感、意識等多方面反映了「美」.正因為物理學本身兼具真、善、美的三重屬性,我們完全有理由說,物理不僅是一種文化,而且是一種高層次、高品位的文化. 物理學是求真的.物理最講究實證,物理學家在科學研究活動中最基本的態度就是實事求是,堅守「實踐是檢驗真理唯一標准」的原則.正如物理學家費曼所說:「不論你的想法有多美,不論你什麼聰明,更不論你名氣有多大,只要與實驗不符便是錯了,簡簡單單,這就是科學」.可以說,物理學的發展史,就是一部不斷修正錯誤、不斷逼近真理的「求真」史. 物理學是從善的.物理學致力於將人從自然中解放出來,從必然王國走向自由王國,幫助人們不斷認識自己,促使人的生活趨於高尚.這是物理學的價值取向和終極目標,因而物理學的本質是從善的;另外,物理學家的行為也是從善的.愛因斯坦曾這樣評價居里夫人和以她為代表的傑出物理學家:「第一流人物對時代和歷史進程的意義,在其道德方面,也許比單純的才智成就更大」.他們那種嚴謹求實的態度、獻身科學的精神,熱愛人民的情懷等等,對於後人無疑是一份尤為珍貴的人文財富. 物理學是至美的.德國物理學家海森伯說過:美是真理的光輝;羅馬哲學家普洛丁又說過:善是美的本原.由此,物理學因真而美、因善而美就是十分自然的了.物理的美屬於科學美,主要體現於簡單、對稱和統一;對稱則統一,統一則簡單,它們構成了物理學的基本美學准則. 翻開物理學的篇章,可以發現到處都跳動著美的音符,體現了人們對美的追求與創造.僅以統一性為例.當代物理學的發展,正朝著兩個相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙與最微小的粒子.令人感到驚訝的是,隨著研究的深入,它們兩者並非是分道揚鑣、越走越遠,反倒顯示出不少殊途同歸、相反相成的跡象.例如,粒子物理學的一些研究成果常被天體物理學家所借鑒,用來探尋宇宙早期演化的圖象;(正由於此,粒子物理學在某種意義上也被稱為「宇宙考古學」.) 反過來,宇宙物理學的研究也為粒子物理學家提供了豐實的信息與印證.於是,物理學中兩個截然相反的分支,就這般奇妙地銜接在了一起——猶如一條怪蟒咬住了自己的尾巴. 又如,英國物理學家狹拉克首先發現,在自然界的某些物理量之間存在著下列引人注目的關系: 宇宙半徑/電子半徑≈1040,宇宙年齡/強衰變粒子壽命≈1040, 氫核與電子的電力/氫核與電子的引力≈1040,…… 在上述比數中,宇宙這個最大的系統,與基本粒子這個最小系統之間,竟然珠聯璧合達到了如此完美的統一,讓我們再次領略到了物理世界的美,一種動人心弦的壯麗的美.正是這許多美不勝收的事例,激發起人們對大自然由衷的贊嘆與敬畏,難怪愛因斯坦會說:「宇宙間最不可理解的,就是宇宙是可以理解的」. 通過以上分析,我們對於物理有了一個較為全面的認識:它既是一門科學,又是一種智能,更是一種文化.作為一名物理教師,能對自己所任教的物理作一番全方位的審視與剖析,這是十分必要的.一方面可使我們看到,物理原來有著如此豐富的的內涵,從而會更自覺、有意識的去挖掘和開發它的育人功能,全面提升教學質量;另一方面又使我們看到,物理原來有著如此美好的稟性,從而會更加鍾愛物理,更有激情地去從事物理教學.我以為,只有真正熱愛物理的物理教師,才能做到不僅教會學生理解物理、應用物理,而且還進一步引導他們去感悟物理、欣賞物理. 二、為什麼教物理 這是一個看似簡單卻又十分根本的問題,要正確回答並非易事.筆者對此問題的認識,就經歷過從「知識本位」到「學科本位」,最後又回歸到「學生本位」這樣一個曲折漸進的過程. 有很長一段時期,我都把物理教學的目標鎖定在知識層面上,認為教物理就是要把物理知識盡可能多地傳授給學生,以供他們今後一生的受用.因為我信奉「知識就是力量」.然而令人困惑的是,我們授予學生什麼多的物理知識,其中不乏象「F=ma」這類極其重要的知識,但在他們往後的生活和工作中,卻很少顯示出有什麼直接的功用.以至過了若干年後,許多學生把所學的物理知識幾乎忘得一干二凈,用他們的話說,「全部都還給老師了」.我為此感到深深的失落;但每當我向他們提出「高中三年豈不白讀了」的反詰時,這些離開學校多年的學生,卻又都會異口同聲地作出否定的回答,一致認為高中階段的學習,對於他們的成長起到了重要的奠基作用,可又說不清究竟是哪些具體知識所起的作用.我想,這大概好比晚飯,誰都不會否認吃飯對於生存的意義,然而誰又都說不清楚,吃了這頓飯究竟是在身上的什麼地方長了塊肉. 一位畢業已有二十餘年的學生,曾與筆者聊起他「印象最深」的一堂物理課.原來那堂課講的是重力勢能.當時為了說明重力勢能的相對性,我曾向學生提出過這樣的問題:有人站在五樓的窗檯上要往下跳,你說危險嗎?開始大家都認為這太玩命了,後來仔細一琢磨,又全都樂了:你別往窗外跳,往窗里跳不就沒事了嗎?這位學生覺得這個例子特有意思,於是經久不忘;但問他該例說明了什麼物理知識時,他說忘了.正當我面露憾色時,他緊接著的一番話卻令人寬慰,他說:「這個例子使我懂得凡事都是相對的,從不同角度看會有不同的結果」.盡管這堂課所傳授的物理知識,這位學生已經遺忘殆盡,但通過有關知識的學習而凝煉成的思想、方法等,卻在他的心裡銘刻上深深的印記.從這個意義上說,二十多年前的這堂物理課,對他不也是極有價值的嗎?學生從高中畢業後,他們中的大多數可能將告別物理,所學的物理知識終究會被忘記,到那時再回頭審視一下:物理教學留給他們的還有些什麼呢?如果在他們的身上,體現不出物理所給予的才智與啟迪,那將是物理教學的失敗.由此看來,具體的知識通常只是作為教學的載體,在知識的背後還有更多值得我們去追求的東西.正如我國資深科學家錢偉長教授說的:「我在大學里學的是物理學,……. 以物理學為對象我學到了調查研究,收集資料,分析資料和邏輯思維的能力,物理學的知識有時是很有用的,但通過物理學學到的這些能力,比物理學知識更有用.」錢老在讀書時就是通過「物理學」這個載體,獲得了很多比物理知識更重要的能力.所以,那種將物理教學等同於物理知識教學的看法是偏面的,而以「知識本位」來確立物理教學目標取向的做法同樣是短視的. 隨著教學實踐的深入,教師一般都會對自己所任教的學科日臻熟悉,從而格外鍾愛.可能是受了這種職業情感的影響,我還一度把物理教學的目標,定位於「將盡可能多的學生培養成為物理學家或物理工作者」.尤其是當我從農村普通中學調入重點高中,面對的是一個個聰穎好學的學生時,這種願望愈顯強烈.但我不久就發現,其它學科的教師大概也出於各自的職業偏好,都對學生有著與我類似的期望.這樣一來,大家自掃門前雪,各唱各的調,沒能將各學科的分力凝聚成一股合力,實際效果當然就差強人意了.尤其令我沮喪的是,班上那些物理學習優秀的「得意門生」,日後直接從事物理專業的竟然也少之又少.正當我陷於迷惘之時,復旦大學原校長楊福家先生的一則事例給了自己極大的啟迪.當年復旦大學曾對核物理專業的畢業生的去向做過一次調查,結果發現,只有不到十分之一的學生畢業後從事與核物理有關的工作,其餘的都紛紛改行,活躍在金融、企業或行政等崗位上.對此,多數人都斷言這是物理系的失敗,而楊福家卻認為這正是「復旦」的成功.因為,通過這四年本科的物理教育,使學生具備了良好的素質,為他們今後的發展打下了堅實的基礎,於是畢業後都能很快適應各種不同領域的工作.這也印證了趙凱華先生的話:「一個人學了物理之後干什麼都可以,他的物理沒有白學.在我看來,對於學物理的人無所謂『改行』…….」 經過上述曲折的認識歷程,使我逐漸看清了物理教學最終目標的聚焦點,既不在知識的本位上,也不在學科的本位上,而應該落實在我們的教育對象——學生的本位上. 對於「為什麼教物理」這個問題,也可以反過來設問:「如果我們不教物理,學生不學物理,將會對他們今後的發展留下那些缺憾?」一種顯而易見的回答是,學生將因此學不到許多重要的物理知識.這話沒錯,但不夠全面.因為除此之外,學生還將失去更為重要的,有關科學方法、科學精神等方面的培養與熏陶,從而最終影響他們的科學素養的提高.當前,物理已經深入到社會的方方面面,成為每一位有教養的公民都必須懂得的知識.對於大多數學生來說,他今天學習物理的目的,恐怕不是為了明天去進一步研究物理,而是有助於他去面對或決策所遇到的大量非物理的問題,為他們今後一生的文明、健康,高質量的生活奠定基礎.正如《面向全體美國人的科學》一書中所說的:「教育的最高目標是為了使人們能夠過一個實現自我和負責任的生活作準備.」 據此,對於「為什麼教物理」這個問題,最確切的答案就是:為提高全體學生的科學素養而教.——這應該成為我們的物理教學觀. 眾所周知,生物基因對於生物進化有著非同小可的作用,極其細微的基因差異,往往會導致生物之間的巨大差別.受此啟發,有不少社會學者正致力於尋求在人類文化傳承與發展過程中,有著哪些最為核心的要素,從而提出了「文化基因」的概念,並將其定義為人類文化系統中的「遺傳密碼」.文化基因的核心是思維方式和價值觀念.人類的進化比一般的生物進化更為復雜,它具有雙重進化機制,除了生物基因進化機制外,還有文化基因進化機制.教育正是推動文化基因機制的重要途徑.學校教育的要義,不只是文化現象的展示與詮釋,而在於文化基因的傳承和發展.物理教育當然也不例外.什麼,蘊含在物理教學中的「文化基因」究竟有些什麼呢?筆者以為主要體現為三個方面,即科學知識、科學方法和科學精神,因為這三者是構成科學素養最基本的要素.如果將科學素養比擬為一座金字塔,什麼科學知識猶如塔基,科學方法就是塔身,科學精神則是塔尖.物理教學的最高宗旨,就是為了構建這座宏偉的科學素養之塔而添磚加瓦.換言之,物理教學的核心價值就在於促進學生實現三個轉化:一是把人類社會積累的知識轉化為學生個體的知識,使他們知識世界是什麼樣的,成為一個客觀的人;二是把前人從事智力活動的思想方法轉化為學生認識能力,使他們明白世界為什麼是這樣的,成為一個理性的人;三是把蘊含在知識中的觀念、態度等轉化為學生的行為准則,使他們懂得怎樣使世界更美好,成為一個創造的人
『肆』 有關現代物理與文明的論文
這里首先論述物理文化的形成,其次對物理文化認識自然的功能、物理文化變革社會的功能、物理文化培養創新人才的功能進行論述,進而闡明物理文化是現代文明基礎這一觀點。
物理文化的形成
物理學的發展改變了人類的生活方式和生產方式,成為一種具有巨大威力的文化力量。
物理文化的起源,可以追溯到遙遠的古代。古代的哲人、先賢們是憑借簡單的觀察和直覺,對自然進行猜想和思辨。例如,老子宇宙生成的思想就是這樣。老子提出一種宇宙生成的模式(假設),確認宇宙萬物有共同的本原。「有物混成,先天地生。寂兮寥兮,獨立而不改,周行而不殆,可以為天下母。吾不知其名,字之曰道,強為之名曰大。」 「道生一,一生二,二生三,三生萬物。」又有「道之為物,惟恍惟惚。惚兮恍兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物。窈兮冥兮,其中有精,其精甚真,其中有信。」賦予道無名無為,無形無體,無聲無色,無物無象,然而又無處不在,無時不有,萬物恃之而生的特徵。我們不難看出,老子設想在天地萬物產生以前有一個無形、無聲,無以名之的東西—「道」,它是產生萬物的本原,是天地萬物產生、變化的根源。再如古希臘的亞里士多德等著名學者雖然應用了一些簡單的科學方法,但是仍然是簡單觀察基礎上的思辨。真正意義上的物理學,是源於精確、細致的觀察和實驗。重視觀察和實驗是物理文化最基本的特徵。通過肉眼和儀器觀察自然是物理學家發現規律的基本方法之一,開普勒行星運動定律就是在第谷大量精確的天文觀察數據基礎上歸納出來的。義大利著名物理學家伽里略最先把實驗方法引入物理學的研究中,開創了利用儀器和設備在有利條件下研究自然規律的先河。1687年牛頓的《自然哲學的數學原理》開辟了物理學的新紀元。在伽里略、牛頓創造的科學方法論的領引之下,物理學的發展進入了正確的軌道。20世紀初量子理論和愛因斯坦相對論的建立,物理學進入了當代發展的快車道,從根本上改變了人類的思維方式,而現代物理學的廣泛應用從根本上改變了人類的生活方式。物理學科學體系的建立、物理學在工業、農業、醫學、國防的中的廣泛應用,成為人類新時代的重要的文化背景之一。
3、物理文化認識自然的功能
從系統論的角度來看人類文化系統是一個巨大的系統,它由若干係統構成,我認為:人類文化 =宗教文化+法律文化+習俗文化+政治文化+科學技術文化。
而在這些文化中科學技術文化是沒有國界的,是當代人類文化的主流文化,是領引社會進步的主要力量。物理文化是科技文化的基礎,因而具有不可替代作用。
物理科學的終極目的在於提供一個簡單的理論去描述整個宇宙。早在公元前340年,希臘哲學家亞里士多德,就已經認識到人類居住的大地是一個圓球而不是一塊平板。希臘人為地球是球形提供了一個直觀的論據,就是從地平線外駛來的船總是先露出船帆,然後才見船身。
亞里士多德認為地球是不動的,太陽、月亮、行星和恆星都以圓周為軌道圍繞著它轉動。他感到地球是宇宙的中心,而且圓周運動最為完美。在公元後兩世紀,這個思想被托勒密精心製成一個完整的宇宙學模型。地球處於正中心,包圍著它的是八個天球,這八個天球分別為月亮、太陽、恆星和五個當時已知的行星:水星、金星、火星、木星和土星。
1514年尼古拉·哥白尼提出了一個更簡單的模型。他認為:太陽是靜止地位於中心,而地球和其他行星繞著太陽作圓周運動。但是將近一個世紀以後,他的觀念才被接受。
1687年伊薩克·牛頓出版了《數學的自然哲學原理》這本劃時代的巨著,在這本書中,牛頓不但提出物體如何在空間運動的三條定律,並且提出了萬有引力定律,根據這定律,宇宙中的任一物體都被另外物體所吸引,物體質量越大,相互距離越近,則相互之間的吸引力越大。這也就是使物體落到地面上的力。牛頓繼而指出,根據他的定律,引力使月亮沿著橢圓軌道繞著地球運行,而地球和其他行星沿著橢圓軌道繞著太陽公轉。
在20世紀之前從未有人提及過,宇宙是在膨脹或是在收縮,但在1929年,埃德溫·哈勃做出了一個具有里程碑意義的觀測:不管你往那個方向看,遠處的星系正急速地遠離我們而去。換言之,宇宙正在膨脹。哈勃的發現暗示存在一個叫做大爆炸的時刻。
以量子力學和相對論的創立為標志的物理學革命, 不僅導致了人類宇宙觀的重大轉變, 誘發或促進了整個自然科學的變革, 而且帶來了人類社會空前的技術進步,極大地改變了人類的生產方式和生活方式。 物理學一方面把人類的視野擴展到 150 億光年的遙遠的宇宙空間,用「宇宙大爆炸」的學說,解釋了大尺度的宇宙現象 . 另一方面又把人類的視線一步又一步地引進分子、原子、原子核和基本粒子的領域,物理學是認識物質世界的基本工具,藉助物理科學思想和客觀事實,人們能夠科學地理解我們賴以生存的物質世界,這一點有著十分重要的現實意義 ,它是戰勝一切非科學的宇宙創生觀的最有力的理論基礎。
4、 物理文化變革社會的功能
物理文化作為人類近現代的一種新興的文化力量,極大地推動人類社會生產方式和生活方式的變革。
經典物理學的成就為工業革命及電氣化奠定了基礎,人類的第一次工業革命發生在英國,它以蒸汽機的應用為標標志。18世紀末英國紡織工業的機械化,急需提高蒸汽機的效率,這一實際需要推動了熱力學定律的創立,而熱學理論又反過來指導熱機的改進。
第二次工業革命是以電力的廣泛應用為標志的,是以電磁學理論的創立為先導,其改變人類社會面貌的發展模式是:物理——技術——生產。從法拉第電磁感應定律到電氣技術化、適用化大約經歷了50年時間。 電學和磁學現象的研究以及麥克斯韋的電磁理論為建立現代的電力工業和通訊系統奠定了基礎,無線電、電視、雷達的發明極大地改變了人們的生活。
20世紀初物理學的兩個重大進展,一是相對論的建立,另一個是量子力學的建立。量子力學為描述微觀自然現象提供了全新的框架,量子力學不僅是現代物理學的基礎,而且也是化學、生物學等其他學科的基礎。在應用方面, 量子力學還催生了半導體、光通訊等新興工業的崛起, 並為激光技術的發展、 新材料發現和研製以及新型能源開發等開辟了新的技術途徑。 半導體材料、半導體物理和半導體器件研究的進展為計算機革命鋪平道路,而計算機革命給人類社會和技術進步所帶來無法估量的影響。
隨著相對論和量子論的創立及其應用的深入,物理學對社會與經濟的發展、對人們的生產與生活乃至人類思維本身產生了愈來愈重要的影響,如人們利用航天技術進一步探索宇宙的奧秘,通過電子顯微鏡能看見組成分子、原子,還有納米技術、激光技術、信息技術的應用等皆已經並繼續對社會發展產生巨大影響。當然在科學技術為人類社會帶來福音的同時也出現了一些社會問題,如能源危機、全球變暖和臭氧破壞等。如何有效地其應用物理學的新發展,避免負面影響,如何提高未來公民的科學素質,樹立正確的科學觀等,這些皆對物理學界和物理教育界提出了新的要求。
物理學是現代物質文明的基礎 . 沒有物理學就沒有現代化的電力技術和家用電器;沒有物理學就沒有現代醫學的諸多診治方法,如 X 光、 B 超、 CT 、核磁共振、γ射線、激光刀等;沒有物理學就不能創造出汽車、火車、飛機,不能有火箭和人造衛星以實現飛離地球、奔向太空探索的夢想 ;沒有現代物理學就不能創造出晶體管、集成電路,因而就沒有現代信息技術 ,就不可能進入網路時代.物理學直接應用成果,和間接的應用成果,極大地推動了整個科學和技術以及社會的發展,改變了世界的面貌 .因此,全社會都應該設法去體會和理解物理科學,欣賞物理文化,更加關注自然,與自然和諧相處。
5、 物理文化培養創新人才的功能
從文化的角度看,物理文化是一種高品味的科學文化。物理文化是由人和物構成的綜合體。物理學作為人類認識自然的偉大成果,無論其內容、方法和結構都是人類創造智慧的集中體現,優秀的物理學家群體和物理應用工程師在物理學探索過程和技術應用中閃耀著科學創造之光。物理教師作為物理學活的載體通過物理試驗儀器、設備,物理書籍、論文、軟體等在學校中創造出一種物理文化環境。這種環境充滿探索、發現、創新,充滿好奇心。
古人對自然的奧秘發出過多少質朴的發問:天體是怎樣運行的?熱現象的本質是什麼?電與磁有什麼聯系?光的本質是什麼?物質是怎樣構成的?正是自然界美妙而復雜的現象,激發了一代又一代物理學家的好奇心,促使他們去探索自然現象背後的本質,而物理學的每一個科學概念的產生都充滿了探索和創新,還包括對已有錯誤觀念的批判。今日的物理學並沒有終結,仍然有許多問題有待探索,物理理論的技術應用更有廣闊的創新天地。
物理教育作為物理文化的組成部分,要充分體現創新的特徵,教學過程要把培養學生的探索精神,始終放在重要地位,把物理知識和方法的教學作為培養學生創造力的基礎。教師的教學方法和手段也要不斷創新,不能把活生生的充滿創造之光的物理學蛻化為乾巴巴的概念、枯燥的公式和繁雜的計算。要使物理教學具有生動性、創造性,激發學生的好奇和興趣,滿足學生的創造天性。
人具有多種潛能,其中最重要的潛能就是創造潛能。創造力不是科學家、藝術家、發明家這些人所獨有,常人和天才之間沒有不可逾越的鴻溝,而是那些善於開發和利用他的創造潛能的人,表現出比常人更強烈的創造性。創造潛能通過創造性教育能夠開發出來。美國人類潛能研究學者奧托在《人的潛能的啟示》中寫到:「數據表明,如果你參加過創造能力訓練的話,你的創造力比以前更加旺盛」。愛因斯坦也有類似的觀點:「如果青年人通過體操和走路訓練了他的肌肉和體力的耐久性,以後能適應體力勞動。思想的訓練以及智力和手藝方面的技能鍛煉也類似這樣」。因此,在中學和大學教育中實施創造性物理教學能夠提高學生的科學創造素質。大學物理教育是培養理工科大學生的基礎教育,創造性物理教學有助於培養學生舉一反三、觸類旁通地應用所學知識,解決四化建設中的各種問題,適應瞬息萬變的社會發展的智力需要,實施創造性物理教學是滿足社會對創造型人才需要的重要環節。因此,我們認為物理文化教育能夠為培養創新人才做出獨特的貢獻。
『伍』 物理與傳統文化的關系
科學與人文密不可分,相異互補,人文中含有科學的基礎與珍璞,科學中蘊藏人文的精神與內涵。從物理學的角度審視傳統文化,有助於拓展認識,促進傳承和創新;從傳統文化的角度理解物理學,有助於化抽象為形象、化興味索然為興趣盎然,從而提升物理學的普及程度,進一步培養公民的科學素質。
『陸』 什麼是物理
什麼是物理
這是一個十分基礎的問題。翻開任何一本物理教科書,都不難找到這樣的定義:物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學。但這只是對於物理這門科學在學術意義上的一種界定。而我們所面對的「物理」,它同時又是一門課程,於是就有必要從教育意義的層面上去進行一番再認識、再分析,以挖掘蘊含在其中的豐富內涵。
首先,物理是一門科學。
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,它是發展最成熟、高度定量化的精密科學,又是具有方法論性質、被人們公認為最重要的基礎科學。物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識,有力地促進了人類文明的進步。正如國際純粹物理和應用物理聯合會第23屆代表大會的決議《物理學對社會的重要性》指出的,物理學是一項國際事業,它對人類未來的進步起著關鍵性的作用:探索自然,驅動技術,改善生活以及培養人才。
上世紀初相對論和量子力學的建立,為物理學的飛速發展插上了雙翅,取得了空前輝煌的成就,以致於人們將20世紀稱譽為「物理學的世紀」。什麼21世紀呢?有一種流行的說法:21世紀是生命科學的世紀。其實,這句話更確切的表述應該是:21世紀是物理科學全面介入生命科學的世紀。生命科學只有與物理相結合,才有可能取得更大的發展。
展望物理學的未來,充滿著機遇與挑戰。李政道先生在《物理的挑戰》一文中,曾提出21世紀物理領域所面對的四大難題:為什麼一些物理現象在理論上對稱但實驗結果不對稱?為什麼一半的基本粒子不能單獨存在而且看不見?為什麼全宇宙90%以上的物質是暗物質?為什麼每個類星體的能量竟然是太陽能量的1015倍?這些問題極大地激勵著人們不懈探索的勇氣與熱情。可以預見,一旦撥去這幾朵籠罩在物理天空中的烏雲,物理學將會展現出更加燦爛的前景。
其次,物理又是一種智能。
誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言:「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎。」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系。正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶。
大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻。有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景;——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功。——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例。這就是物理智能的力量。難怪國外有專家十分尖銳地指出:沒有物理修養的民族是愚蠢的民族!
當今,物理學的觸角已經伸向眾多領域,並取得了越來越大的成就,以至我們很難再用傳統的眼光去界分什麼是物理學了。1995年在我國廈門舉行了第十九屆國際統計物理學大會,會上交流論文的涉及面十分廣泛,諸如植物的花序、DNA葯物系統、交通的流量、文字的存儲等等,光看這些篇目,似乎都不太象是物理。什麼,究竟什麼是物理呢?幾年前,美國《今日物理》雜志,曾就此問題向讀者廣泛徵求意見。最後,他們推崇的答案是:物理學家所做的就是物理學。這話乍聽似覺偏頗,其實不無道理。因為在今天看來,物理學更多的是體現出一種智能,「代表著一套獲取知識、組織和應用知識的有效步驟和方法,把這套方法用到什麼問題上,這問題就變成了物理學。」(趙凱華語)
再次,物理還是一種文化。
從廣義來說,文化指的是人類歷史實踐過程中創造的物質財富和精神財富的總和。它包括科學文化和人文文化。同樣地,物理學家在長期科學實踐中所創造的大量物質產品與精神產品,也就構成了物理文化。物理文化是科學文化的重要組成部分。
大家知道,物理學是以實驗為基礎的科學,它的基本研究方式就是實踐,因而在客觀性上表現為「真」;物理學創造的成果最終是為了造福於人類,它在目的性上體現出「善」;另外,物理學還在人的情感、意識等多方面反映了「美」。正因為物理學本身兼具真、善、美的三重屬性,我們完全有理由說,物理不僅是一種文化,而且是一種高層次、高品位的文化。
物理學是求真的。物理最講究實證,物理學家在科學研究活動中最基本的態度就是實事求是,堅守「實踐是檢驗真理唯一標准」的原則。正如物理學家費曼所說:「不論你的想法有多美,不論你什麼聰明,更不論你名氣有多大,只要與實驗不符便是錯了,簡簡單單,這就是科學」。可以說,物理學的發展史,就是一部不斷修正錯誤、不斷逼近真理的「求真」史。
物理學是從善的。物理學致力於將人從自然中解放出來,從必然王國走向自由王國,幫助人們不斷認識自己,促使人的生活趨於高尚。這是物理學的價值取向和終極目標,因而物理學的本質是從善的;另外,物理學家的行為也是從善的。愛因斯坦曾這樣評價居里夫人和以她為代表的傑出物理學家:「第一流人物對時代和歷史進程的意義,在其道德方面,也許比單純的才智成就更大」。他們那種嚴謹求實的態度、獻身科學的精神,熱愛人民的情懷等等,對於後人無疑是一份尤為珍貴的人文財富。
物理學是至美的。德國物理學家海森伯說過:美是真理的光輝;羅馬哲學家普洛丁又說過:善是美的本原。由此,物理學因真而美、因善而美就是十分自然的了。物理的美屬於科學美,主要體現於簡單、對稱和統一;對稱則統一,統一則簡單,它們構成了物理學的基本美學准則。
翻開物理學的篇章,可以發現到處都跳動著美的音符,體現了人們對美的追求與創造。僅以統一性為例。當代物理學的發展,正朝著兩個相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙與最微小的粒子。令人感到驚訝的是,隨著研究的深入,它們兩者並非是分道揚鑣、越走越遠,反倒顯示出不少殊途同歸、相反相成的跡象。例如,粒子物理學的一些研究成果常被天體物理學家所借鑒,用來探尋宇宙早期演化的圖象;(正由於此,粒子物理學在某種意義上也被稱為「宇宙考古學」。) 反過來,宇宙物理學的研究也為粒子物理學家提供了豐實的信息與印證。於是,物理學中兩個截然相反的分支,就這般奇妙地銜接在了一起——猶如一條怪蟒咬住了自己的尾巴。
又如,英國物理學家狹拉克首先發現,在自然界的某些物理量之間存在著下列引人注目的關系:
宇宙半徑/電子半徑≈1040,宇宙年齡/強衰變粒子壽命≈1040,
氫核與電子的電力/氫核與電子的引力≈1040,……
在上述比數中,宇宙這個最大的系統,與基本粒子這個最小系統之間,竟然珠聯璧合達到了如此完美的統一,讓我們再次領略到了物理世界的美,一種動人心弦的壯麗的美。正是這許多美不勝收的事例,激發起人們對大自然由衷的贊嘆與敬畏,難怪愛因斯坦會說:「宇宙間最不可理解的,就是宇宙是可以理解的」。
通過以上分析,我們對於物理有了一個較為全面的認識:它既是一門科學,又是一種智能,更是一種文化。作為一名物理教師,能對自己所任教的物理作一番全方位的審視與剖析,這是十分必要的。一方面可使我們看到,物理原來有著如此豐富的的內涵,從而會更自覺、有意識的去挖掘和開發它的育人功能,全面提升教學質量;另一方面又使我們看到,物理原來有著如此美好的稟性,從而會更加鍾愛物理,更有激情地去從事物理教學。我以為,只有真正熱愛物理的物理教師,才能做到不僅教會學生理解物理、應用物理,而且還進一步引導他們去感悟物理、欣賞物理。
『柒』 什麼是物理性歷史文化資源
基本概念如下
物理性的城市歷史文化資源利用應結合其在城市中的區位,與城市發展的需求和方向結合在一起,同時也不排斥某些歷史文化資源由於特別適合於某種用途而決定其所在地段的功能發展方向。由於城市歷史文化環境本身就是與城市的現代空間鑲嵌在一起的整體城市空間的一部分,所以城市歷史文化資源只有與城市發展的空間布局相結合,才能真正有效地加以利用。
『捌』 你怎麼看待物理學科
社會學尤其復雜,首先你得知道他們各自的定義。社會學研究方法是什麼,是實證主義(自然主義),反實證主義(人文主義或主觀主義)研究對象:
關於社會學的研究對象,學術界約有幾十種之多,概括起來有三大類:一是社會和社會現象(主要代表是孔德、塗爾干、斯賓塞等);二是個人和社會行動(以韋伯為主要代表);三是其它。
你支持你觀點的時候要找尋你觀點的論據,因為實踐是檢驗真理的唯一標准。物理學是通過實驗實踐模擬中從而得出結論,例如伽利略兩個鐵球同時著地等的論據,社會學是研究社會一些關系的,他們是通過對社會現象關系推斷出的理論等。早期的方法論觀點 社會學的創始人之一K.馬克思
認為,對社會的研究可以成為科學,因為社會現象同自
然現象一樣是客觀存在的,社會現象之間也同樣存在著
因果決定性,它們是可以被科學認識的,並且可由普遍
規律來說明。馬克思的唯物史觀和唯物辯證法「第一次
使科學的社會學的出現成為可能」(列寧語),使社會
學與哲學和歷史學相分離,並且使社會研究擺脫了傳統
的思辨哲學方法。
另一創始人A.孔德主張,社會學應當是一門類似自
然科學的、以研究社會發展規律為目的的學科,這門學
科應當採用建立在觀察基礎之上的實證主義方法。他在
社會領域中引入了自然科學形成時建立的基本假設,即
知識的經驗性或實證性、研究的客觀性和世界的統一性。
孔德還具體論證了觀察方法、實驗方法、比較方法和歷
史方法對社會學的適用性。
法國社會學家□.迪爾凱姆發展了孔德的實證主義,
他最先系統、詳細地論述了社會學方法論問題。在《社
會學方法的規則》(1894)一書中,他把社會現象界定為
普遍存在於群體間的、由外界的強制力施加於個人所引
起的社會行為、社會思想和社會感受。他認為社會現象
既不能歸結為個人行為,也不能歸結為生物現象和心理
現象。社會現象是一種集體的行為和觀念,它是可以觀
察的社會事實。通過這種界定,社會學就能夠採用自然
科學的方法研究社會現象。與實證主義觀點相對立的是
源於哲學、歷史傳統的人文主義思潮。19世紀末期,德
國曾發生一場關於社會科學方法論的論戰,德國社會哲
學家W.狄爾泰指出,社會科學的性質及對象與自然科學
有本質的不同。他認為,對社會和人類行為的研究離不
開價值判斷,社會科學的任務不僅是客觀描述社會,還
必須涉及倫理、宗教、藝術等價值觀念。此外,人具有
自由意志,人類行為既沒有規律性也無法預測。社會歷
史現象都是獨特的、偶然的,對此無法採用自然科學的
「規范」方法加以研究,而只能用人文科學的方法加以
闡述和記錄。德國社會學家M.韋伯主張社會學研究的對
象是個人及其行為,而人的行為是受「合理化」的理性
支配的,與行為者的價值是相關的,但同時受環境的制
約,理性行為並不是絕對的意志自由,它受著具體的必
然因果律支配。因此,他建立的理解的社會學既反對人
文學派的主觀唯心論,也反對機械的實證論,主張「價
值相關」和「價值無涉」(見價值中立和價值參照)是
研究社會現象的兩條相互制約、相互補充的基本原則。
三大方法論傾向 現代西方社會學的各個流派及其
關於方法論的不同觀點,大體可以區分為實證主義(自
然主義),反實證主義(人文主義或主觀主義)兩大傾
向;馬克思主義方法論則獨樹一幟。
實證主義方法論 西方社會學家大多在某種程度上
堅持由孔德和迪爾凱姆所開創的實證主義方向,其中包
括各種理論流派。盡管各派的觀點不盡相同,但是他們
都在一定程度上主張社會學應當成為一門科學。社會學
不是探討「應該如何」,而只是客觀地闡明社會「究竟
是如何」,它不關注於獨特的歷史事件,而主要關注於社
會現象的原因和規律。他們堅持認為社會研究的邏輯方
法是假設演繹法,科學假說的陳述必須由經驗事實來檢
驗,理論僅當它得到經驗證據的完備支持時才是可接受
的。獲取經驗證據需要採用實驗、系統觀察、調查、訪
問、文獻考察等方法。雖然社會科學在方法、技術的運
用上有其特點,但它在理論構建、證據搜集、證據分析
與評判、理論檢驗等方面所運用的方法,與自然科學方
法並無本質區別。實證主義者把自然科學方法論作為自
己的基本原則,把自然科學當作科學的範例,在他們看
來,社會學是符合科學的邏輯的。
在實證主義方法論流派中,較極端的派別是定量主
義和數理社會學派。定量主義受心理學的操作主義和生
物測量學的影響,強調在任何科學中都必須使用測量和
計量的方法。定量主義的倡導者、美國社會學家G.A.倫
德伯格主張,任何概念都可以測量,由於定義不明確而
無法測量的概念在科學研究中是沒有用處的。