从物理学思想发展和文化关系出发培养物理学习

  从物理学思想发展和文化关系出发培养物理学习的兴趣的论文

  从物理学思想发展和文化关系出发培养物理学习的兴趣

   物理教学是一门基础教育□☆☆□,它使受教育者获得科学知识□☆☆☆□,掌握科学方法☆□☆,培养科学精神☆☆□□□。学生怕口学物理的口状况☆□☆☆☆,已成为一个国际性的问题☆□☆☆□。怎样口面对这口一现实□☆☆,如何迎接这一挑战□□☆?智者见智☆□☆,仁者见仁☆□□。笔者认为☆□☆,培养学生的兴趣才口是提高口教学效果的根本途径□☆□☆☆。在这里□☆□□☆,我们试图从文化的角度口和用科学的观点来了解这个社会的现象□□□☆,从而表达对中学物理教学未来发展的自己的看法☆☆□☆□。 1 中国与欧洲文化的对比 中国文化是建基于黄河河谷的大农业社会□□☆,以人本的家族文化为主☆□□☆□,人与人的关系比人与自然界的关系更为密切和重要☆□☆□,社会的主口要问题和兴趣是在于人而口不在于物□☆☆。家族文化是一个整体文化☆☆☆□□,个体有义务要支持整体的共同口性☆□☆□☆,而整体口亦有义务要照顾个体的特殊性☆☆□。人是来自现实的祖先☆□☆☆,必须对祖先负责□□□☆☆。中国文化是强调整体☆□☆□、务实□☆☆□、内向□□☆、兼容□☆□□☆、义务☆☆□□□、约束□☆□☆☆、合作和口相对性☆□□,重视对个人天赋欲念的自我克制和自我修养的人为能力□☆☆,称之为德☆□□。人的问题只口可以靠人自己去了解和处理□☆□,发展了人本的人理(伦理口)学□□☆。无论从口《易经口》□☆☆☆□、《道家》☆□☆□☆、《儒家口》到《诸子百家》等☆☆□☆□,都是以人本为基础来发展☆□□。 欧洲口文化建基于游牧文化☆□□☆□。游牧人逐水草而居☆□☆☆□,多见树木☆□☆☆□,少见人邻□□☆。人与自然界的关系比人与人的关系更为密切和重要□☆□。生活的主要问题和兴趣是在于物而不在于人□☆□。由于自然界的存在和变化☆☆☆□□,并非人力可以改变和控制☆□□□,认为所有自然现象都来自能力最高的主宰☆□☆□。www.11665.cOM摘食口猎鱼的简单口口生活☆□□☆,各人的功能差别不大□☆□☆☆,分工口制度弱☆☆☆,独立性强☆□□□☆,自由性大□☆□,平等性高□□☆。生活环境的不断改变☆□□,只有天□☆□,才有口永恒的口意义□□□☆,倾向上天单极宗教的信仰☆☆□□。 2 科技的发展 科学是物质世界的了解□☆□□,是一种思想系统□☆□,也是一种顺其自然的思想活动☆☆□☆,其探索的目标口是发现☆□☆。技术是物质世界的应用☆□□,是一种行动系统☆☆□,也是一种事在口人为的行动活动□□□☆,其运作的目标是发明□□☆。早期的技术发展主要是靠尝试和经验☆□☆□□,与科学的发展并口没有一定的姻亲关系☆□☆☆。后来的科技就是把科学与技术结合起来□□☆□,利用科学知识来改进技术的发展□☆☆□,目标是创口新□□□□☆。物理学是科学的基石☆□□□。 3 物理学的发展 萌芽时代:物理学的起源是来自古希腊时代的几个重要思想□☆☆。 (1)自然现象是根据固定的自然定律而发生(赛勒斯thales☆☆□,俗称为科学之父)—&md口ash;定律概念和演绎逻辑□☆□。(2)要描述所有自然现象□☆□□□,数字是扮演中心角色(毕达哥拉口斯pythag0ras)——数量描述☆□□。(3)要改口变口自然状态☆□☆□□,必需有起因(柏拉图plato)——牛顿第二运动定律的口广泛含意☆☆□□。(4)物质的原子(德谟克利特democritus)和元素(亚里斯多德aristotle)的概念——物体口结构的基本成份概念□□☆☆□。古希腊文化是强调个人自由和思想系统的探索□□☆□,奠定了基本的科学精神□☆☆□、态度☆□□□□、构思□□□、概念☆□☆☆、逻辑□☆☆□□、原则口口和言语□☆□☆□。希腊化时代:主要的兴趣在解决实用问题□□□□☆,知识分类及技术成就☆☆□。重要思想发展有:①几何学定理的公理化(欧几里得euclid)——演绎逻辑□☆☆☆。②以地球为中口心输送圆的均速运动为主□☆□,运转圆的均速运动为微扰□☆☆☆☆,可以准确解释包括太阳在内的各行星在天上的运动□□☆☆。③物体比重物性的发现(亚基米德archimedes)☆□□,后来进一步发展到密度物性□□□☆□。 黑暗时代:这是物理学发展a冬眠时代□☆□。(1)罗马帝国:罗马人是实用口民族☆□□☆☆,他们强势在军事□□☆☆☆,行政和工程□☆□,而不在学术和科学☆□☆☆。大量收集和发展希腊哲学思想□☆□□☆,而很少有原始的创作□□□☆□。为了要准确解释以地球为中心的行星运动☆□☆□□,增加了偏心圆的微扰(托勒密ptolemy)☆☆□□。(2)中世纪:中世纪的欧洲是一个宗教和封建的封闭保守时代□□□☆☆。研究希腊哲学和科学的中心便转移到阿拉伯和波斯□□□□。(3)十字军东征:二百年十字军东征运动□☆□□□,动摇了欧洲的封建制度和教会权力☆□□□□。口☆口口☆口伊斯兰的优秀文化开始对欧洲人开放□☆□☆□。 复兴时代:大乱之后口口必有大治□☆☆☆□。经历口过十字军东征的浩劫之后☆☆□□,欧洲从一个保守封闭的教条社会转入一个改革开放☆□☆,实事求口是和解放思想的文艺复兴时代☆□☆□,由神本回归到人口本☆☆□□。文艺复兴使欧洲恢复对人□□□☆,人的成就和人口的世界的兴趣□□□☆。文艺复兴把欧洲从一个较为落后的社会在五百年内☆□□,先后超过伊斯兰和中国社会☆☆□☆□。 3.1机动力学(mechan0dynamics) 从希腊时代到黑暗时代这一千六百多年☆□☆☆,物理学发展口的主要兴趣上口行星运动☆□□☆☆。发展以数学的欧几里得几何学为基础☆□□☆,均速口圆周运动为核心□☆☆□。到了复兴时代☆□□□,以既口定的数学基础来了解观测的事实☆□□☆,改变为从事实去寻找事实背后的数学原理☆□□。由实是求事改变为实事求口是☆□□□,由以数学为基础口改变为以物理为基础□☆☆。 (1)天上行星的日心椭圆运动的发现(开普勒kepler)和地上物体的重力加速度及抛口物线运动的了解(伽利略galileo)□□☆☆□。 (2)机动力学的诞生:为了解决重力问题□□☆□,牛顿认为□☆□□☆,天上月球围绕地球的运动与地上物体的抛物线运动是同一根口源□☆☆☆□,及推出它们之间与地球中心距口离的关系☆□☆☆☆。他成功发现三个物体的运动定律:惯性定律□□□☆☆,动力定律和反作用定律□☆□☆☆。更由第二和第三个定律推出口物体之间的重力定律☆□□☆。 (3)牛顿动力定律理论的普遍化□☆□☆,以位能和动能取代外力和加速度:拉格朗日(lagran—ge)和哈密顿hamilton)□□☆☆。从物理定律推理到物理理论是符合从几何公理推理到几何定理的——演绎逻辑□□□☆。 (4)牛顿动力学对随机过程的应用:麦克斯韦(maxwell)☆☆☆□,玻耳兹曼(boltzmann)☆□☆☆☆。19世纪未□☆□☆,机动力学已发展成为宏观物质世界一个完美的理论:完整☆□□,合理口口口和前后一致☆□□☆□。 3.2电动力学(electrodynamics)电磁现象 (1)电磁相互作用的关系:库仑(coulomb)电荷与电荷和磁极与口磁极的相互作用□☆□□,奥斯特(oersted)磁极与电流的相互作用□□☆☆,安培(ampere)电流与电流的相互作用□☆□,法拉第(faraday)电荷与运动磁口极的相互作用□□☆☆☆。 (2)法拉第提倡电磁的本地作用来代替超距作用☆☆☆□☆,导致电磁场物理量的诞口生☆□☆☆。 (3)电磁学的基本定律:根据电磁相互作用的关系和以电磁场为基础☆□☆,麦克斯韦完成完整的电磁场定口律☆☆□☆,相当口于牛顿机动力学中的物体重力定律□□□。后来洛伦兹(lorentz)更进一步完成电荷在电磁场中运动的电磁场力定律□□☆☆。辐射反作用力定律也是电磁学一个基本定律☆☆□□,只是直到现在☆□□,符合逻辑的定律还未完成☆☆☆。 (4)带电粒子动力学:洛伦兹的电磁场力是一个与速度有关的力□□□☆。爱因斯口坦(einstein)采用牛顿动力推出

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  电磁场力在速度为零的情况☆□☆,再用洛伦口兹惯性变换□□□□,把速度为零情况的结果变换到速度不等于零的情况☆□□☆☆。结果推出带电粒子在电磁场力的洛伦兹动口量=v×牛顿动量☆☆☆□。v是洛伦口兹因子□☆☆,与速度有关□☆☆。fl=d(vp)/dt□☆☆□☆。相当于牛顿机口动力学中的物体第二运动重力定律爱因斯坦后来把这方面的理论改称为狭义相对论☆□□□□。在狭义相对论的基础上☆☆□□,以微分几何为工具☆□□□☆,爱因斯坦用演绎方法建立他的重力场论□□□☆□,称为广口义相对论□□☆。可以论文联盟http://说是一种重力场的电磁化□☆☆。到这个阶段□□☆□☆,除了辐射反作用力定律之外□☆□,电动力学基础的探索已基本完成□□☆。 (5)电功力学定律理论的普遍化:相当于拉格朗日和哈密顿对牛顿动力定律的理论推广和口发展☆☆□。 (6)电动力学对随机过程的应用:无规则电磁场的统计特性的发展☆☆☆。其结果应该符合量子力学和量子动力学的结果□☆☆□。 3.3辐射动力学(radiodynamics):辐射反映了物质世界的微观结构□□☆□☆。 (1)量子论的口诞生:普朗克(p口lanck)创立量子的新物理概念☆□□□☆,成功解释黑体辐射的实验结果□☆☆。后来□☆☆☆,爱因斯坦和玻恩(born)分别用量子来成功解释光电效应和氢原子光谱□☆□☆。 (2)量子力学:在数学的基础上☆□□□□,由海森伯(heisenberg)☆☆□,薛定谔(schrodinger口)等所发展的量子数学系统(量子力学)□☆□□□,不但可以用来了解原子物理现象□☆□☆□,也可以用来了解分子物理现象☆☆□。 (3)基本粒子物理:基本粒子物理实验观察的新结果☆☆☆☆□,促使大量相关理论的发展:量子电动力学☆☆□,相对性量子力学□□□,杨一(yang-mils)场等☆□☆☆,其中杨一米场有更突破性的广泛意义□□☆☆。 20世纪的世界发生了重大变化☆☆☆☆□。(1)物理学发展已由宏观的物质世界转入微观的物质世界☆□□□☆。 (2)经过两次世界大战后□☆☆☆,影响人类社会的重心已由欧洲社会☆□☆,转移到没有传统民族文化的美国移口民社会□□☆☆。 4 中国文化与未来科学发展 虽然科学的发展是源于古希腊☆☆☆□,但亦需口要通过欧洲各种不同的文化时代□□□☆☆,才可以口孵育发展出来☆□□。欧洲文化对科学发展的优点可能已经到了饱和状态□□☆□☆。科学思想发展的进一步突口破□□☆□☆,必须要有新的文化来推动□□☆□。中国文化对人理思想发展虽然是一个有五千多年的旧文口化□☆☆☆,但对物理思想发展却是一种很新的文化☆☆□□。中国复杂而辩证的人理思想☆□☆☆□,吸收和结合欧洲简单而演绎的物理思想□□☆□□,必定融合成为一种口新力量□☆☆☆,把科学发展推到更上一层楼□□□☆☆,尤其是生命科学☆☆□,医理科学和心理科学☆□□☆□。中国社会现在正是一个民族文化复兴新时代的开始:改革开放☆☆□□,实事求是☆□☆,解放思想□☆☆☆,自主创新☆☆□,可以比口美欧洲十字军东征后的文艺复兴☆□□。中国是一个非常不均匀的大社会☆□□□☆。各地区都有不同的方言☆□□、生活环境□☆□☆、生活方式□☆☆、和风俗习口口惯☆□□□,自然形成中国社会的多元多样口和多姿口多彩□□□☆。在这种复杂的文化环境☆□☆☆□,必须要因口人制宜□☆□,因事制宜☆☆□☆,或因地制宜☆☆□☆☆,一刀切便会弄巧反拙□□☆☆。相反地□☆□☆,美国是口一个非常均匀的大社会☆☆☆,自然形成美国社会的一体化思想□□☆☆。一体化社会并不符合中国社会的实际情况□☆□。 5 提高学生物理学习兴趣的方法 了解以上物理学思想发展与文化关系后□☆☆,我们来看一口下在提高学生学习物理兴趣的一些做法☆☆□。 5.1联系生活和生产实际 在物口理教学中□☆□☆,如果注意结合学生熟悉的生活☆☆□☆☆、生产实际☆☆□,提出与教学有关的问题让学生去思考□☆☆□□,往往能激发起学生的学习兴趣☆□□☆。例如:讲授《光的折口射》时☆□□□☆,可先提出以下一些问题:透过口老花镜看紧靠镜子的物体☆☆□□,显得比原来怎口么样□☆□□☆?透过老花镜看口远处物体☆☆☆,物体又会怎样呢□□☆☆☆?透过圆形金鱼缸看缸里的鱼发现鱼会变大☆☆□,透过装满水的杯子看插入的筷于发现筷子会在分界处折弯□□☆□,这又是为什么呢□□□□?夏天☆☆□□,我们扎泥鳅时应扎的比观察位置深还是浅些?带着这些问题来学习☆☆☆□☆,学生必然会产生兴趣□☆☆□,从而达到提高课堂效率的作用☆□☆□,而课后又是课堂的延伸☆☆□□。 5.2制造学习上的悬念 在物理教口学中☆□□,如果我们能够不断地制造悬念☆☆□☆,使学生对新知识产生一口种急于探求的口心情□□□□☆,那么就会引起学生对新知识的兴趣□□□☆。例如在《超重与失重》一节的教学中☆□□☆,我们可以把一台磅秤放在教室前头□□□☆☆,让一个学生称量自己的体重☆□☆☆□,然后观察该学生突然尊下和站起瞬间磅秤发生的现象☆□□,此时□□☆□,一般学口生会感到好奇☆□☆□□,基础

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  扎实的学生会感到是人对磅秤的压力变大或变小☆☆□□□,但不知原因☆☆☆□□,因此产生强烈兴趣□□☆□,同时渴望得口口到的答案☆□□□,这样老师讲得轻松□☆☆□☆,学生学得愉快☆□□□。 5.3保持刺激的新颖和变化 高中生对新鲜事物总是充口满好奇心☆□☆,教学内容是否有兴趣□☆□□,兴趣的大小☆□☆☆□,对教学效果都有直接的影响□□□□☆,在物理教学中若能经常保持刺激和变化☆☆□,就能不断引口起学生的好奇心和新鲜感□□☆,从而口激发起他们的兴趣□☆☆□,使他们乐于学习□☆☆、想要学习☆□☆。 5.4及时口给予成功的满足 兴趣是带有情绪色彩的认识倾向☆☆☆☆,在物理学习中□☆□□,如果学生获得成功☆□□□,就会产生愉快的情绪☆☆☆□,若反复多次□☆☆□□,学习和愉快的情绪则会建立固定的联系☆□□☆□,也就会形成越学越有兴趣□☆☆,越有兴趣就越想学的良性循环□□☆□。 5.5精心设计教学过程 物理教口学中☆□☆☆,教师应运用物理本身的魅力激发学生求知的欲望和情感□□☆☆□,同时□☆□☆☆,教师本身以饱满的热情☆☆☆、强烈的求知欲□□☆□☆,热爱物理学科的情趣☆☆□☆,带领学生去探索物理世界的奥秘□□☆□□,就会对学生的兴趣产口生巨大的口影响□☆☆。只要在教学过程的各个环节□☆□□☆,口☆口口☆口有计划□☆☆□、口☆口口☆口有目的地对学生实施兴趣的培养和激发☆☆□,并激发起学生强烈的求知欲□☆□,就能得到令人满意的教学效果□□☆□。

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