量子力學的發展史范文
時間:2023-11-27 17:56:11
導語:如何才能寫好一篇量子力學的發展史,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
(西南大學教育學部,重慶400715;成都學院學前教育學院,成都 610106)
基金項目:全國教育科學“十二五”規劃2012年度教育部重點課題“國家級貧困縣學前教育普及模式研究”(批準號:DHA120235)
通訊作者:楊曉萍,西南大學教育學部教授,博士,博士生導師,E-mail:xpyangmail@126.com
李子建,西南大學長江學者講座教授、西南大學教育學部亞太課程與教學研究所所長,歷任香港教育學院副校長(學術)及課程與教學講座教授、香港中文大學教育學院院長,同時是國內多所師范大學的兼任或客座教授。李子建教授的研究興趣涵蓋課程與教學、教育改革與學校改進、環境教育與可持續發展教育、教師發展等領域,著作十數種,論文100多篇。2008年,李子建教授及其團隊主持的“優質教育躍進學校計劃”獲得優質教育基金杰出獎。
筆者與李教授結識于2002年,并有幸在此后一直與李教授保持著學術上的交流,得到了李教授多方面的引領和幫助,深感李教授從大教育和國際化的宏觀視角對學前教育的審視能從多個方面使學前教育領域的學術研究和改革實踐大受其益。因此,借著2014年12月底李教授在西南大學工作期間,筆者與李教授圍繞公平、質量、學前教育發展進行了一系列對話,現將這些對話整理成文,希望能夠讓更多讀者從李教授的學術思想中獲得啟發。
一、關于學前教育公平的討論
楊曉萍:尊敬的李子建教授,您好!非常高興能夠再次與您共同討論學前教育領域的話題。作為對內地教育發展非常了解的學者,您肯定十分清楚,一直以來,尤其是自2010年《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》頒布實施之后,中國內地學前教育的戰略發展高度關注公平與質量兩大主題。就公平而言,政府推動實施“學前教育三年行動計劃”,投入了大量財力,為不同背景的兒童,尤其是低收入家庭兒童提供接受正規學前教育的機會,極大緩解了民眾高度關注的“入園難、入園貴”等急迫問題。就您對教育公平的理解而言,您認為下一步中國內地在推進學前教育公平的進程中應當關注哪些核心問題?
李子建:我首先談一下對“公平”的理解。中文中的“公平”一詞在英文中有多種近似的翻譯,而我的理解是“equality”。正如哲學家亞里士多德所提倡的“平等地對待平等的,不平等地對待不平等的”(To treat equals equally and to treat unequals unequally),就“equality”舉例來說,如果兩個人是一樣的,我們就一樣對待他們,而如果兩個人不一樣,我們就需要以不一樣的方式對待他們,所以公平并不僅僅是平均和平等,而包含了差別對待。如此一來,公平就是個比較復雜的問題了。因為人本來就是不一樣的,每個人的個性、潛能、興趣、需要都具有無限的可能性。就學前教育來講,如果我們相信每個人的本質不一樣的話,套用亞里士多德的思想去看待這個問題,怎么樣用不同的方法幫助兒童發揮他們的潛能就成為公平的核心。這可以稱之為公平的個體層面( individual level)。但如果在國家背景下,又有不一樣的理解。在中國,投人大量的財力為不同背景的兒童提供優質學前教育,就不是個別層次的問題,而是群組層面( group level)的問題了。低收人家庭的兒童是一種群組,少數民族的兒童又是一種群組。因此,我們看待教育公平問題,首先要看是什么層次的問題,否則對公平意涵的理解就會有差異。群組的理解可能具有國家或地區性質,希望從宏觀的角度把他們放在同一個水平,并借助政策法規予以保障。比如美國的“開端計劃”( Head Start),試圖讓條件差的兒童在起步時與他們的同伴差不多,可以理解為一種補償或者積極幫助的政策。這種做法是保證起點公平。
楊曉萍:李教授對教育公平的理解與羅爾斯《正義論》中的思想有一致的地方,如果僅僅追求平均或平等,或許反而不公平、不正義了,因為教育最終是為了支持和促使每個人的最大潛能的發展。另外,如您所言,我們還需要關注公平問題的不同維度,“個體一群組”是一種維度,“起點一過程一結果”也是一種維度。您提到了美國的“開端計劃”,我們是否可以直接學習這樣的做法呢?
李子建:“開端計劃”有值得借鑒的地方,但是我們與美國面臨的情況又不完全一樣。舉例來說,我們國家教育公平應該重點關注什么群組?根據我看過的文獻,在西部的農村地區,對女童的教育還非常不充足。這就是一個值得關注的群組。另外,少數民族兒童、特殊需求兒童(包括天才兒童)等也是值得關注的群組,并且我們的少數民族與美國的族群問題又不一樣。另一方面,即便鎖定了某個值得關注的群組,在資源投入的時候也需要認真研究。例如,為了支持西部農村女童的學前教育,錢應該往哪個點上投放?據一些調研,越是低收人家庭,女童的受教育機會越少,這不單純是經濟問題,還有家長意識的問題。家長通常從整個家庭發展來對家庭資源進行分配,在資源極度匱乏的情況下,可能首先犧牲的就是女童的入學機會。想一想,該把錢放在哪個點上呢?是放在家長身上,還是放在幼兒園,還是放在政府層面去推動?如果放在家長身上,家長的觀念和決定就很重要。如果放在學校,學校的設施設備、師資培養得到提高是好事,但這能不能保證女童有同一的教育機會呢?所以,國家投入大量財力是好事,能夠促進起點公平,但是其中的很多過程,正如我剛才所說的,家庭的決定、宗教文化的影響等,會使得不同群組和個體獲得的機會并不一樣。我指的機會不只是上學的機會,還包括在入學過程中能不能將他的興趣潛能發揮出來的機會。這就是個人和組織層次的問題了,它蘊含在教育過程里面。讓孩子有機會讀書是好事,但是在念書的過程中能不能將個人興趣、潛能發揮出來,這對以后個人的發展至關重要。
楊曉萍:確實如此,宏觀層面的教育公平問題,最終總是與微觀個體層面的公平問題相聯系。如您所言,當前我國需要特別關注女童教育問題、少數民族學前教育發展問題以及有特殊需要兒童的學前教育問題,并且需要考究資源投放方式,以及這些宏觀問題與微觀層面教育公平的關聯。李教授能不能介紹一下發達國家和地區在這些方面有哪些值得參考或借鑒的策略?
李子建:就機會公平而言,主要應通過法律予以保障。通過完整立法和嚴格執法,確保每個兒童可以進入幼兒園,這就是法律的保障。當然法律需要很多配套措施,比如政府執法問題,如果父母不送兒童人園怎么辦?這個問題需要綜合考慮。教育規劃綱要有一個目標是基本普及學前教育,它所涉及到的普及率,就是在試圖用法律方法保證兒童有機會上學。當然,我們實際上還需要一部完整的《學前教育法》。另外,在機會問題里面也包括了理想的學前教育的開始,也就是質量的問題,使得兒童從五個方面有著“理想的開端”,即部分國際組織和國家所倡導的“strong start,healthy start,sensi-tive start,smart start,and connected start”。真的要發揮出潛能,你就要給兒童一個好的開始,而不僅僅是一個機會。就21世紀而言,國外很多學者和學術團體討論其對于人的要求,提出了諸如內省的能力(自我學習、自我管理)、人際關系的能力、思考的技能、認知方面的能力等。我覺得這是結果方面的,而這些結果的取得則需要課程與教學、教師以及學校領導等方面去支持。從我參與幼兒園教師國家培訓的情況看,部分教師可能沒有足夠的前瞻意識,他們不大清楚兒童發展的關鍵點在哪里。
楊曉萍:我一直在想,至少有兩件事與學前教育領域的公平問題相關:其一是確保不同背景的兒童都能接受高質量的學前教育(包含著起點、過程、結果的平等);其二是如何通過教育使得公平和正義的理念能夠在下一代的思想中得以生發。就前者而言,很多人認為政府應該承擔更多職責,甚至希望政府將學前教育納入到義務教育的范疇。但正如您所說,如果父母不送兒童入園怎么辦?父母有權不讓孩子入園嗎?就后者而言,課程和教師素養非常重要。而您在剛才談到“理想的開端”時,也涉及到了教師的素養問題。我們先聽您談談政府職責,然后再來說教師問題。
李子建:好的?,F代腦科學的研究表明了幼兒教育的重要性。其實幼兒教育是很基礎的教育,是基礎里面的基礎教育。如果我們相信生物醫學的觀點的話,我認為從長遠來說,學前教育應該納入基本的普及部分。但是普及的方式可以考究,兒童在哪里接受這種有質量的普及教育,是可以根據具體情況來決策的。幼兒園只是一種機構,或許還有其他合適的機構。在西方國家,出現過“在家上學”(home schooling)運動,既可以理解為家長與國家之間爭奪兒童教育權,其實也可以理解為對學校以外的教育機構和教育途徑多元化的一種探索。對當前中國而言,中央及地方政府承擔更多職責是毫無疑問的,但是學前教育是否“義務化”,以及如何去理解“義務教育”,比如“義務教育”一定是在公共教育機構當中實施嗎?這些問題還可以討論。
楊曉萍:我們接著來說說教師問題。
李子建:好的。但是這里我需要補充一點,看似與教師無關,實際上非常重要。我們最開始談到個人層面和群組層面的教育公平,其實應當還有一個層次就是教育機構的層次。我長期研究學校改進,深知單個教師總是深受學校組織的影響,教師總是特定學校機構中的成員。每個幼兒園的質量是有差異的,即使是相同的課程、相同的教師,在不同機構當中仍然可能展現出不同的質量差異,因為這要受到領導、學校文化、師生關系等的影響。所有的這些因素共同產生了一個質量狀態。這個狀態如果不處理的話,公平問題還是不能夠處理。
楊曉萍:也就是說學校效能的不同也會對我們的學前兒童產生非常重要的影響,而不同學校的效能往往因領導、文化等存在很大差異。
李子建:是的,如果我們不處理差異、不關注機構效能和改進,最后將會產生結果的不公平,因為孩子的成長是非常受微觀生態系統影響的。
楊曉萍:您提到了學校效能與改進,讓我想到當前中國內地的一種做法,那就是用優質幼兒園去輻射和帶動弱勢的幼兒園或者新建的幼兒園,采用包括教師輪崗、結對幫扶等措施試圖提高每個機構的效能,實現優質教育資源的共享。在此方面,香港有哪些經驗可以為中國內地提供啟發呢?
李子建:在學校改進方面,讓我們回到原點,那就是我們有沒有最基本的要求。國家現在投入大量的財力,其一爭取了兒童的入園機會,另外一方面,幼兒園的質量也該有一個起碼的標準。現在這個標準可能需要進一步明確,并且需要加快完成。
二、關于幼兒園教師倫理的討論
楊曉萍:也就是說您認為內地急需建立幼兒園質量標準,以此縮小幼兒園之間的差距,最終達到教育過程和結果公平。在這方面,我們實際上已經在借鑒國際經驗和進行本土研究,例如我們出臺了《幼兒園教師專業標準》,各地也有諸多幼兒園等級驗收的相關考評標準。現在我們回到教師問題上來,基于各種原因,特別是一些消極事件,國內目前對于教師倫理的關注非常強烈,您如何看待幼兒園教師的專業倫理?
李子建:依我的理解,“倫理”與“專業倫理”需要區分。倫理這個詞是個人層面的,主要涉及個人的道德素養、取向、態度水平、價值觀等?!皩I倫理”則是對特定社會角色身份下的要求,屬于行業層面。當然,你也可以說專業倫理當中包含了個人的基礎要求和外部的行業要求兩個層面。就教師倫理而言,無論是小學教師、中學教師還是幼兒園教師,都有共同要求,但是幼兒園教師接觸的是年紀小的兒童,在這種情況下,幼兒園教師專業倫理就是在幼兒園教師這個特殊身份之下,對從業者的倫理要求,包括如何對待孩子、對待家長,也包括和家長、社區的合作。專業倫理除了自我要求、自我改進之外還有外部要求,即外部社會對從業者的期望、要求,是對幼兒園教師這種特殊身份的要求。這個要求就是幼兒園教師的專業倫理。
楊曉萍:我們前面一直在談公平問題,如果在教師倫理當中有公平意識的話,相信這對推進教育公平也是非常重要的。幼兒園教師在個人倫理或者專業倫理約束下,非常重視公平問題,那么他對待每個孩子的方式,他對自己的教學要求以及付出程度可能就會很不一樣。因此,幼兒園的物質設備可能是一樣的,但是幼兒園教師對課程實施、幼兒的理解不同,他能不能把公平的機會給予兒童,將會影響兒童的發展。所以說,教師倫理當中的公平也是教育公平的重要維度。
李子建:我同意你的說法。例如,課堂里面學生是不是有同樣的參與機會,教師會不會因為他的背景不一樣對他有意無意的輕視或者不重視?他的語言里有沒有尊重學生,這都會影響教育公平。而這些也都在教師倫理和教育實踐的范疇之下。
楊曉萍:既然教師的專業倫理如此重要,那么如何有效形成呢?基于我的理解,教師個人受教育的情況,尤其是個人的成長經歷對其倫理觀念非常重要。而這個過程實際上也可以看作外部規則逐漸內化的過程。那么您如何看待從制度層面推動教師專業倫理的發展呢?
李子建:我在北京師范大學做過專題演講,就是討論專業倫理?,F在大部分的制度、教育政策或發展里面很喜歡用政策、制度、標準,我們稱為外部的要求。我認為這是需要的,作為一種引領、要求、約束。但是就倫理而言,我剛才已經說過,倫理是一個自我內化、內省的部分。這個部分單靠外部約束是有限的。最重要的是教師在即使沒有外部要求的情況下,教師自身也愿意做好。
楊曉萍:也就是要建立教師自身的反省和自身對自己的角色定位意識,進而才能夠將外在的標準內化為自己的認識,踐行在自己的工作中。
李子建:儒家文化里有兩個詞,一個是“慎獨”,另外一個是“三省吾身”。當你單獨自處的時候,沒有人看你了,你依然是謹慎,注意自己的行為思想,沒有人監控你、約束你,但是你還是有習慣、有內化的機制去反省和改進。當然外部的制度是必要的,但是通過這個只能部分解決問題,真的要推動教師專業倫理發展的話,還是一種價值取向、一種習慣。
三、關于學前教育質量的討論
楊曉萍:之前我們一直在討論公平問題,現在我們來思考一下質量這個話題,實際上剛才也有所涉及。目前各地投入了很大財力來新建、改建、擴建一些幼兒園,這在促進公平中是有作用的。但是只追求普及而不顧及質量肯定不可取,而且您剛才也特別強調了公平當中的機構層面,關注機構效能,希望能有相應的機構質量標準。就學前教育質量而言,我認為有兩點需要弄清楚。第一,什么樣的學前教育才是高質量的?如何去界定高質量?第二,在確保學前教育機構高質量的過程中,如何從環境、課程、師幼互動等核心要素來提升學前教育的質量?在這兩個方面,我們希望聽聽您的觀點或建議。
李子建:好的。我先就第一個問題談談我的看法?!百|量”( quality)這個詞有很多不同的理解。通常情況下,我們會首先從“投入(input)-過程( process)一產出(product)”這一維度來思考,并且要分析從機構的角度怎么看,從整個學前教育體系的角度又該怎么看。但有一點至關重要,那就是任何教育,特別是學前教育,其質量都具有相對性。我們的教育目的是什么?如果目的搞不清的話,質量只能是虛的。我們的教育,特別是學前教育的目的是什么呢?是偏向21世紀技能多一點呢?還是偏向升學準備多一點?首先目的要搞清楚,因為每個取向所帶來的質量要求都不一樣。
楊曉萍:這也就意味著質量背后所潛藏的教育目的的價值取向非常重要。
李子建:我想稍微再發揮多一點。現在我們有一個“終身學習”( lifelong learning)的概念,這個概念以前可能只是個空空的口號,現在絕對不是空口號。根據一些統計資料,前幾年香港好像是全世界人均壽命最長的地區,女性差不多人均86歲,男性也是80歲左右,估計往后很容易達到90歲。我甚至聽說(但沒有確認)65歲是一個分界線,之前可能還算是青壯年,不算老年。65歲之后可能還有25年的壽命,過90歲是很平常的事。這一事實應引發我們重新思考學前教育的定位。未來我們的世界,不要說是用電腦和手機的世界,將來用什么可能我們現在都還無法想象,也許需要重新思考由此帶來的不同階段教育的定位。
楊曉萍:那就意味著學前教育實際上更要關注如何為人的終身學習和發展奠定基礎,因此在這個過程中,我們更強調的是它的一些更為深刻長遠的目標。正如您之前在多個講座中談到對兒童期待的5個H,即happiness,humor,help,hope,health。只有在這樣的意義上,才能為終身學習和發展做好準備。也只有在這樣的指向中,再來談學前教育機構到底應做什么才是有意義的。
李子建:是的。我們之前曾經談到過新西蘭幼兒園的課程發展目標,其大部分指標還是一種氛圍,如有沒有福祉或幸福感、貢獻等,強調身、心、靈的整體協調。
楊曉萍:對,新西蘭對學前課程的理解,更多是大框架的導向、方向性的引領。如果從對人的一生長遠發展的影響來看待學前教育質量,您能否談談核心的要素是什么?
李子建:首先說說教育環境這個問題?,F在似乎有個矛盾,即一方面鼓勵游戲,鼓勵校外活動等,但同時家長和學校又很擔心安全問題,整個社會氛圍對安全的要求對教育活動產生了很大的制約。按照我的理解,環境應該是放松的,不但是硬件的,有機會去體驗、探索等心理氛圍更重要。再來說課程,通?,F在都說需要注重游戲、互動等,但放在全球化的語境下,尊重多元文化是非常重要的,應該講究和諧。最核心的概念是尊重,和而不同,各美其美。
楊曉萍:對于多元文化,我們強調相互尊重,不同民族文化都有其特殊性,如何在尊重特殊性的過程中達到理解和包容,而不應當用主流文化去壓抑和同化其他文化。
李子建:是的。此外,師幼互動方面,我們剛才也談到教師的倫理,教師有沒有與不同的兒童充分互動,照顧到不同兒童的需求。但是我們認為除了師幼互動,老師和家長的互動也是影響學前教育質量的核心要素。有些家長是需要加強溝通的,這個互動就很重要。還有幼幼互動,不同背景的孩童之間的互動。因此,在和諧的、互相尊重的環境下,良好互動非常重要。
楊曉萍:您很多年致力于學校改進項目,也推動了香港優質學校計劃的執行。從學校改進的角度來說,對作為學校的學前教育機構,您認為制約其質量水平提升的是什么?
李子建:要提升機構的質量水平,首先需要關注這個機構的教育目的,其課程運作的目的,根本上來說是關注有沒有共同的愿景( shared vision),即大家的看法是否一致。在同一所幼兒園中,每個人對幼兒園的愿景、使命是否完全理解和認同,這個很重要。不是校長說了算,而是大家認同,不然就變為形式主義。一個機構最大的動力在于文化,文化的基礎在于價值,價值的核心在于共同愿景,這也是最難的。
楊曉萍:為什么最難?
李子建:因為這是個價值觀的問題。就教育機構試圖倡導的某個教育理念或觀點而言,可能有些老師就不一定認同,有些家長也不一定贊同。這讓我想到一個詞——“學前教育服務”?!胺铡边@個詞就是雙刃劍。聽起來很好,你是老板,我替你服務,學前教育機構為家長服務。但這樣就把伙伴關系變成了雇主與雇員之間的關系。就教育機構而言,這是危險的。因為教育機構存在著一種專業性。好比你去看醫生,當然你是顧客,醫生要提供醫療服務,但是醫生建議你千萬不要吃什么,他就有他的專業性和權威性(病人得聽醫生的)。這個度要把握得好,不然就變成家長牽著教育機構鼻子走。并不是所有的家長都非常理解教育的內涵和規律。例如有的家長要求你每天都要教寫字、每天要補課等。如果你強調服務,可能有時候就不符合教育規律。
楊曉萍:這也就意味著,就教育機構而言,是否能夠建立共同愿景,將會影響到其質量水平。這個共同愿景應當能夠引領教師和家長認識到教育的價值和適當的實踐模式。對于兒童是如何學習的,我們如何有效支持兒童學習等這樣一些核心問題,尤其需要取得一致意見。簡單迎合不可取,互動認同很重要。
李子建:是的,就學前教育而言,家長的支持、配合、認同很重要。家長不是學校的顧客,而是伙伴。學??梢哉f是在提供服務,但是不能只是為了迎合家長的需求。
楊曉萍:因為學校與企業不同。
李子建:是的。不過對于高質量的企業和品牌,顧客還是認同其背后的價值觀,而不單只是認同其產品,所以企業其實也講究共同愿景和價值認同。
楊曉萍:讓我們再跳出機構從外部來看待質量問題。國務院在2012年出臺了教育督導的條例,中國內地正式步人督導法制化進程。您認為督導在提升學前教育質量中有什么意義?
李子建:督導,在我的理解里面有監督和指導兩方面含義,不單是監督(看你有沒有這個水準),更有引領和指導的作用。這個事情應該由專家和有經驗的人來實施。首先,他是第三方,是擁有國家賦權的人士或機構;其次,他不僅代表政府去監督,還要從專業發展上進行引領。
楊曉萍:國際上關于教育督導有些什么經驗?教育機構督導的理想框架應該是什么樣的?
李子建:理想我不敢說,但是通常而言,對學校教育機構的督導比較看重這些方面:第一是領導和管理(領導和管理是不一樣的,領導是帶領向前的,管理是每天日常的);第二是課程與教學;第三是校風、氛圍、文化、家長關系;第四是學生學習成果(成果有很多方向,不只是學習成績,還有發展得怎么樣)。香港的自評和外評大體上就是看這些方面。
四、關于學前師資職前培養的討論
楊曉萍:您所在的香港教育學院在學前師資培養領域有很多作為,能否介紹一下你們的主要經驗。
李子建:我介紹兩個,一個是師范教育里面加強特殊教育的元素,二是基于對幼兒園教師多元化實踐經驗的重視,我們強調聯課學習和服務學習,專業素養很重要。這些都是我們努力的方向。
楊曉萍:也就是說,在教師培養當中,不僅要求教師把握兒童的共同年齡特征,還需要特別關注特殊人群和有特殊需求的兒童。給予老師相應的準備,使得他們能夠關照到不同的兒童。另一個是聯課學習和服務學習。能夠再詳細介紹一下它們學習的目標和具體做法嗎?
李子建:聯課學習和服務學習一般是培養學生如何去關心人,以及各種不同的能力(例如與人相處的能力),培養學生對待工作的態度。不同類型的服務都安排,例如到社區照顧老人,到學校給予學生課后支援等。
楊曉萍:也就是要有服務的意識和能力,形成專業的素養。這與公民教育有部分相通的地方。香港教育學院的這種改革是配合香港的什么政策呢,還是有其他什么背景?
篇2
在知識經濟越來越占據主導地位的今天,培養學生的創新精神和實踐能力,已經成為教師義不容辭的責任。物理學作為培養學生智力的重要載體,對培養學生的創新發展能力有著關鍵的價值和意義。下面結合原子物理教學實踐,對如何培養和發展學生能力進行簡要的分析。
一、挖掘學科內涵,激發學生的學習動力
教學過程中學生占有絕對的主體地位和作用。原子物理學是研究原子、分子等微觀物體的運動規律和相互作用等問題的一門物理學分支,從其產生背景、研究方向、研究對象等方面相比物理學其他基礎學科,都是比較特殊的,教師應該在本門課程教學之初就把這些特殊之處向學生加以重點闡述,可以起到激發學生學習興趣的作用。
1.追根溯源,通過原子物理學的發展歷史,調動學生的學習熱情。兩千多年前原子被發現,其概念的產生是用以表示化學變化中最小的單元。在20世紀初,原子物理學成為一門新興學科。隨著近代物理學的發展,原子物理學到20世紀二三十年代以后逐步系統、完善起來。其中諸多的內容像微波波譜理論、量子力學理論等還是20世紀四十年代左右才建立的,有些內容甚至是20世紀后葉科學研究的成果。它有著不同于其他學科新穎、豐富、與眾不同的內容。在教學過程中,要著力使學生明確這一特點,不但能夠調動他們的學習熱情,增強其對微觀領域探索的欲望,更能促使他們較好地發揮學習的主動性。
2.深入其中,通過原子物理學如今的發展范疇,調動學生的學習熱情。原子物理從發展過程上來劃分,應屬于近代物理學的范疇。不過,因為其規律和基本公式是在大量物理實驗的基礎上并根據經典物理理論推導出來的,因此它又與普通物理有著“合集”的內容。由此,原子物理客觀上成了聯系經典物理與近代物理的一門“中間”學科,可形象地比喻為“溝通近代物理與經典物理間的紐帶”。因原子物理處在過渡地位,決定了其理論體系結構沒有模式固定的理論和研究方法。清晰準確地向學生傳達這一信息,一方面可使他們從思想上加以重視,另一方面能減少其學習上的“盲目性”,為以后的深入學習打下堅實的基礎,同時還能更好地調動學生學習的積極性。
3.遠景展望,通過原子物理學發展的未來,調動學生的學習熱情。由于歷史上的原因,經典的原子理論自現代量子力學出現以后被不客觀地否定了,也由于經典的原子理論自玻爾以后再也沒有一個創造性的思想和研究出現過,使那些深藏于復雜事物背后的簡單真實沒有被客觀地揭示出來。因此在這一領域,經典的電磁理論和牛頓力學,無法以它客觀上的準確和嚴謹的表達方式向人們展示它的作用。在授課過程中,我們要有意識地教育學生,既尊重歷史也尊重權威,但這不等同于排斥權威以外的正確思想,否則科學發展也就失去了它的創造性和生命力。
二、調整教學內容,提高學生的學習能力
教學內容是實現教育目標的本源,而它主要又表現在教材上。通過教師的充分理解和深刻把握,將教材內容現代化是提高學生能力的有效方式。我們目前“原子物理學”教材的種類和版本相對較少,特別是能適應我們普通學校特點和實驗條件的更是少之又少。由此,我們應該在使用通用教材時,依據學?,F有條件、教學目的等情況,適當地以部分教材內容加以調整以提高學生學習的針對性。
1.對教學內容適當刪減。如正確把握玻爾理論的講解。玻爾理論一度成為原子物理學的核心部分,但在教學過程中筆者發現,如果過多地強調這一理論,則可能會使本來較為直觀反映近代物理學理論體系和最新科學成果的原子物理課苑囿于玻爾理論范疇。另外隨著近代科學的不斷進步,玻爾理論中的一些結論和觀點已不能完全解釋原子體系中一些較為復雜的現象,特別是隨著新的量子理論的出現,它取代了玻爾理論,能夠更為科學地描述微觀客體運動規律,因此,對屬于玻爾理論部分的內容,理應進行適當的刪繁就簡。同時,也應看到玻爾理論在定性處理一些相對復雜的問題時,它具有直觀形象和物理圖像比較清晰的特點,而量子力學又不可能取而代之,所以,對這一部分內容的壓縮又要適可而止。
2.對教材內容適當擴充。在對玻爾理論等內容進行精簡、壓縮的同時,我們要注意在不超出教學大綱規定的范圍內,對粒子物理、原子核物理,甚至量子色動力學等部分內容進行相應地擴充。(1)適當充實核物理部分內容,如原子核的結構和變化規律及放射衰變理論等問題。(2)當今對原子物理教材結構的要求是以量子力學觀點貫穿于對原子結構、性質等問題的研究,所以,對屬于基本觀點方面的內容,應進行必要的補充,如量子力學的幾個基本假設等問題,使學生能從更好的角度來理解問題。
3.結合典型問題,適當介紹物理學史內容。從物理學的發展史上可以看出,任何一個物理學概念的提出,都是人們從紛繁復雜的表象中,找到事物的主要矛盾,經過反復分析、不斷實驗才可能取得的。因此,我們在教學過程中,要有目的地使學生了解一些原子物理學史的內容。通過幫助學生了解原子物理學的發展史,從而了解物理概念,學到科學方法,擴大知識面。
三、發揮教師引導作用,培養學生的創新能力
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在教學活動中,能否使學生的創新能力得到較大的發展是衡量教學效果的重要指標。學生創新能力的提高與發展,固然與學生個人素質、思維習慣及其他方方面面的因素有關,但教師在其中的引導作用同樣也是不可或缺的。原子物理教學活動由于條件所限主要是在課堂上進行,所以如何在課堂教學中加強對學生創新能力的培養就更顯得尤為重要。
篇3
【關鍵詞】高中物理;思想;方法
物理教學為什么改革?怎樣改?改革的目的是什么?我想是要通過對必要的物理基礎知識的學習,掌握必要學習方法、培養基本素質、提高解題能力。高中學生普遍認為物理難學。怎樣才能學好物理呢?通過多年的高中物理教學,我認為,了解物理學思想和掌握物理學方法是學好物理的基本保證。
1. 在高中物理教學中必須貫穿物理學思想 何謂物理學思想,物理學思想就是研究物質的運動形式、內在規律和物質基本結構的客觀存在反映在人的意識中經過思維活動而產生的結果。這種思維活動是人的一種精神活動,是從社會實踐中產生的。而新課程標準的實施,為我們在物理教學中進行物理思想教育展示了一個舞臺。新的課程標準要求我們從知識與技能、過程與方法、態度情感與價值觀這三維的目標上培育學生。特別強調過程而不單單是結果,強調思想方法而不單單是知識。
我們認識物理學思想就是要知道它的發展史,要尊重客觀事實,遵循自然規律。物理學是不同于其他學科的一門自然科學,就中學物理而言,它是以觀察和實驗為基礎的學科。物理學的發展史告訴我們,在物理學發展過程中,每一次物理學思想上的“危機”都孕育著物理學上的一次重大的突破,而每一次重大的突破都會強烈地在當代乃至下一代的物理思想方法上留下不滅的印記。一個重要的物理學定律或定理的產生往往是一代人甚至是幾代人的堅持不懈努力的結果。而在每一項成果的背后,總伴隨著新的物理思想方法的產生,或用新的物理思想方法作為它的世界觀的支撐點。物理思想方法是在物理學各個發展階段中逐漸萌發出來并成長為這個階段物理學最重要的,對促進和發展以后物理學認識有突出影響的物理學的主流思想方法,這些思想方法既體現在物理學家對他們研究領域和研究工作的思考、理解、認識以及創造性發展的過程中,也體現在與不同學派和不同觀點的比較、切磋、爭論以及逐漸為同行所認可的過程中。
認識物理學思想是學好物理的前提,因此,我們在學習物理過程中,始終要領會物理學思想,并能逐步轉化為自己的思想。掌握科學方法,提高解決物理問題的能力是極其重要的。我們在了解物理學發展史的同時,不僅要學習物理學家的精神,而且要學習他們研究物理的方法。努力汲取物理學家的精華,推進物理教學的改革。掌握物理思想和研究方法,對學習好物理具有重大的意義。
2. 在高中物理教學中結合物理規律的研究,介紹物理學方法 所謂物理學方法,簡單的說就是研究或學習和應用物理的方法。方法是研究問題的一種門路和程序,是方式和辦法的綜合。這些方法對物理學家力圖按照物理世界的本來面目,在不斷深化對自然界的認識過程中進行物理學探究起到了重大的推動作用。高中物理教學中常見的一些物理學方法有:實驗法、控制變量法、類比法、極限法、假設法、理想化法等。例如:丹麥物理學家N.H.D.玻爾提出的一條從原子的經典理論過渡到量子理論的原則。按這條原則,原子現象的量子理論在極限情況下應給出與相應的經典物理學相同的結果。1913年,玻爾在量子概念和E.盧瑟福有核原子模型的基礎上建立了氫原子的量子理論。在這個理論中,他提出定態和躍遷兩條基本假設,認為相鄰定態之間躍遷所發射的輻射的頻率與按電動力學計算的電子繞核運行的頻率之間,可能存在某種對應。他經過分析和計算發現,在大量子數的極限情況下兩種頻率相吻合。后來,他把這種特設性假設加以推廣,認為輻射的量子理論應是輻射的電動力學理論的自然推廣,并根據這一思想解決了躍遷選擇定則、光譜線強度的計算和偏振等問題。在1921年召開的第三屆索爾維國際物理學會議上,這一新舊理論類比的對應原理被接受,成為指導發展量子力學的一條方法論原則。
所以,在教學中務必有意識地貫穿物理思想和物理方法,思想指導方法,方法體現思想.學好物理要識記、理解物理概念、規律及條件。要解決描述物理問題,就要明確題設的物理情境,理解物理過程,會對物理問題進行唯象研究,然后進一步研究它的原因、規律,再尋求解決的方法??梢?,明確題設的物理情境,理解物理過程是解決物理問題的關鍵。教學過程必須始終貫穿物理思想和物理方法,這是授之漁和受之漁的根本。
在教學中務必有意識地貫穿物理思想和物理方法,思想指導方法,方法體現思想。當然,隨著科學的發展,物理學習的深入,新思想新方法會不斷出現,只要我們不懈的努力,勇于探索,大膽創新,一定能為物理教學作出貢獻。
參考文獻
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[2] 物理教學法。
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關鍵詞:生命能量學;振動頻率;同譜標靶共振C制;人體自愈力
長期以來,人們對能量活動及特性已有深入的了解,可以認為,任何生命活動都是某一種能量活動的外在形式出現,故能量在被用于描述生命活動過程中可充當各種不同的生命運動物質的一般等價物。宇宙最初幻化生成的只是光(按:那是超二元的意識靈光,不是我們目前看到的二元物質光)。那是宇宙一切現象背后的"源因",靈能光質非常精細微妙,能量振動頻率相對也非常高。靈質光能頻率每下降一度,即是一種物質狀態及時空維度的展現。能量是所有生命活動的共有屬性。人體不停地攝取能量以滿足自身代謝和生長的需要,又無時不刻地對外輻射遠紅外線光波(波長為5.6~15μm),因此需要同時補充氣血能量來維持平衡。
一部人類的進化史,實際上就是人類不斷認識能量,科學利用能量的發展史。從人直立解放了手,人類可以比其他動物更加靈活的利用地心引力,如斜坡,杠桿,簡易滑輪等。燧人氏鉆木取火使人類掌握了熱能,從而成為地球靈長。瓦特蒸汽機的發明,使人類利用能量的能力大大進了一步。愛因斯坦質能方程的出現,人類掌握了核能,從而邁上了一個嶄新的臺階。隨著人類對宇宙能量的認識不斷提高以及量子學的不斷發展,人類的思想空前解放,各種理論層出不窮。本文作者主要闡述能量與生命的關系-生命能量學的學科創立及其基本理論。
1 理論基礎
1.1愛因斯坦質能方程 1905年,偉大的物理學家愛因斯坦提出一個令人難以置信的理論:物質的質量和能量可以互相轉化,即質量可以轉化成能量,能量可以轉化成質量。他指出,任何具有質量的物體,都貯存著看不見的內能,而且這個由質量貯存起來的能量大到令人難以想象的程度。
愛因斯坦質能方程:E=MC2(質子加中子減原子核的質量X光速的平方),描述了質量和能量的關系。
1.2普朗克理論 量子理論之父-普朗克博士,1918年獲得諾貝爾物理學獎。他感嘆道:我對原子的研究最后的結論是-世界上根本沒有物質這個東西,物質是由快速振動的量子組成。
有形無形皆是不斷振動的能量,兩者的分別在于振動頻率不同,因而產生不同意識或形式的不同物質。振動頻率高的成為無形的物質,如人的思想、感覺和意識;振動頻率低的成為有形物質,如看得到的桌子、椅子、人體等等。
通過改變頻率可以實現意識和物質的相互轉換。見圖1。
1.3量子力學 20世紀初的量子力學及相對論,徹底顛覆了古典物理機械式的時空觀。最著名的就是德國量子物理學家普朗克的E=hv(E是能量,h是一個量子常數,v是振動的頻率),當一個事物常數不變的情況下,振動頻率越高,它的能量越強。
根據愛因斯坦的質能方程:E=MC2(質子加中子減原子核的質量X光速的平方),及德國量子物理學家普朗克的E=hv(E是能量,h是一個量子常數,v是振動的頻率)。
我們發現: E=MC2=hv,也就是:M=h/C2Xv。
設定f=h/C2(常數),得出:M(質量)=fv(頻率)。
可以看出,當質量出了問題,一定是頻率出了問題,通過改變頻率就能改變質量的屬性。
2 生命能量學
人體補充能量(中醫稱為氣血,營養學稱為營養)的途徑有兩個:①通過飲食均衡的營養攝取;②外界生物能量的不斷補充,我們把這兩種途徑命名為仍蔥閱芰亢屯庠蔥閱芰坎鉤洹
生命能量學就是研究利用各種內源性和外源性能量,包括電能、光能、聲能、磁能以及熱能作用于人體后,即被人體吸收并發生能量形式(頻率)的變換,引起一系列的物理和化學變化,產生局部或全身性的生理反應,能使原本低下的免疫力和自然治愈力得到恢復,最終影響病理過程而起到康復作用的新型學科。
生命能量學內容包括:等微子生命能量學,太赫茲生命能量學,生命光線生命能量學,生物電能生命能量學,熱能生命能量學,聲波能生命能量學,營養能生命能量學,意識能生命能量學等。
生命能量學作用方式有3點:①對組織器官方面的直接作用包括太赫茲波、直流電、直流電離子導入、高頻電、低頻電、CO2激光等;②對致病因子的直接作用:超短波、微波、紫外線、超聲波等;③對組織直接作用的深度,即可以直接作用于人體而獲得療愈效果。
3 生命能量學基本理論
3.1基本理論一 生命能量學的基本理論之一:物質是由快速振動的量子組成的,人體也不例外,振動頻率低的肉體(物質層面)每個器官的細胞都以固有的頻率不停的振動(波長為5.6~15 μm),振動頻率高的成為無形的物質,如人的思想、感覺和意識(信息層面)。
由科學測試知道人體各部位有不同的固有頻率,人體各器官的固有頻率為3~15 Hz,如足和臀部約為4~8 Hz,肩部約為4~8 Hz等;把人體作為一個整體來看,如水平方向的固有頻率約為3~6Hz,豎直方向的固有頻率約為48 Hz。見圖2。
也就是當人體出現各種不適或疾病時,就是其相應器官或組織的細胞頻率發生了變化。比如頭疼頭暈,可以斷定頭部的振動頻率不在8~12 Hz范圍。只要我們通過發射與人體固有頻率相同的波使其產生同頻共振,就可以將變化了的細胞頻率變為正常值,達到癥狀消失的目的。然后再找到細胞頻率發生變化的原因,比如經絡阻痹,氣血不通,中毒或營養不良,對癥解決問題,達到標本兼治的目的。
3.2基本理論二 下面我們通過了解大衛?霍金斯的"能量級別論",得出生命能量學的基本理論之二:人是有能量級別的,共振能使低頻變高頻。
美國著名的精神科醫師大衛?霍金斯(Dr. David R.Hawkins)的"能量級別論"研究告訴我們,善的能量級別高,惡的能量級別就低。見圖3、圖4。
通過共振能使低頻變高頻,也就是說,人們通過學習,提高認識,提升修養,通過共振可以將自己"惡的能量級別"部分向"善的能量級別"方向轉化。
3.3基本理論三 生命能量學的基本理論之三:療愈密碼,把低頻能量提升成高頻能量,以提升人體自愈力。
所謂的"療愈",其實就是透過"共振"來轉換人的電磁場中低頻能量狀態,這表示我們是可以經由一些方法來調高我們自己的能量,把粗糙笨重、密度大的能量,轉化升華成精細輕快、密度小、振頻高的能量。共振可應用在人體的各個層次上,在細胞層次上來說,我們可以將人體內堆積過多的自由基轉換成為陰離子;在肉體上,可以將高度濃縮的腫瘤轉換成密度較小的健康肌肉;在情緒上,我們可以將比重大的痛苦升華成比重小的快樂;在認知上,可以將負面的批判轉換成正面的欣賞,將悲觀的看法轉為樂觀的態度;在靈性上,可以將人的意識從原本只認同有形的肉體,提高到也能感覺無形靈體的狀態,從而喚醒我們的靈性意識,重新和自性本體聯結,最后達到和宇宙合為一體的狀態。
我們用系統科學的信息論、系統論和控制論來研究人體生物巨系統時,我們發現:人類生命體,作為一個復雜的生物巨系統,具有與生俱來的自我反饋調控能力:人體新陳代謝的自平衡機制和自修復機制-人體自愈力。自愈力,是指機體的自然愈合能力,是人人都有的自身調控能力。據德國健康期刊《生機》報道,研究人員發現,人體自身有能力治愈60%~70%的不適和疾病。
3.4基本理論四 生命能量學的基本理論之四:通過以人體能量場(特別是電磁場)為背景的能量波(電磁波[4])同譜標靶共振機制,激活人體自身的自愈力。
人體自愈力分別表現為物質、能量和信息三個層面規律:①以神經系統為主導的生物化學調控機制;②以人體能量場(特別是電磁場)為背景的能量波(電磁波)同譜標靶共振機制;③以人類意識調控為核心的人體生命信息調控機制。物質、能量和信息三個層面上的生命活動規律,決定了人體新陳代謝的動態平衡,也決定了人體代謝的自平衡機制和自修復機制。
在臨床治療方面,生命能量學的成果主要集中在兩方面:①某些能量檢測儀器可以產生局部能量修復效果;②某些產品帶有特定電磁波頻譜,對人體某些組織、器官有一定治療效果。
3.5基本理論五 根據沈存正教授和陳厚琦博士[2-3]的研究,中醫方劑的君臣佐使配伍,配的是由不同草藥組方后形成的電磁波頻譜,絕非其中的化學成分。不管是六經辨證,還是八綱辯證,都少不了疾病分經和藥物歸經。經絡是人體內部微電磁場的載體,經絡上運行的"氣",是生物電流。藥物歸經就是方劑中的電磁波頻譜與人體經絡電磁波頻譜的同氣相求、同譜共振,以達到陰平陽秘和五行調和。
4 結論
人們可有利用各種內源性和外源性能量作用于人體,通^以人體能量場(特別是電磁場)為背景的能量波(電磁波)同譜標靶共振機制,吸收并發生能量形式(頻率)的變換,把低頻能量提升成高頻能量,激活人體自身的自愈力。使原本低下的免疫力和自然治愈力得到恢復,調整體質使其具備可以治愈疾病的身體條件,最終影響病理過程而起到康復作用。
我們發現:①人體經絡和臟腑均發放一定的電磁波頻譜。②外源的食物、草藥發放的電磁波頻譜,如果與人體發放的電磁波頻譜一致,就能夠通過電磁波標靶共振機制,修復人體經絡和臟腑的功能,恢復和提升能量運行之暢通。③中藥方劑的君臣佐使配伍,配的是草藥中的能量-電磁波頻譜。④食療食補原理,應用的也是食物中的能量-電磁波頻譜。⑤中藥方劑治病,起主導作用的是草藥中的能量及其能量配伍。
人體是一個生物電磁場的載體,在發放自身特定的生物電磁波的同時,又在與外界的電磁波交流。如果人體特定組織、器官發放的電磁波頻譜與外源電磁波的頻譜產生同譜共振,就會在人體內產生駐波,從而調節人體某個組織、器官的功能,并進而改善器質性病變。這是維系人體健康的生命能量學基本規律:以人體電磁場為背景的電磁波標靶同譜共振機制。生命能量學是對人體生命活動規律認識的深化、升華與創新。
參考文獻:
[1]萬金華."電磁波的頻率按引力勢的自然指數守恒公式、雙螺旋釋巨能雙質量質能公式、自激釋能公式"及其應用[J]. 前沿科學,2010,04(2).
篇5
【關鍵詞】工程化學;教學改革;興趣教學
針對非化學化工專業的工科大學本科生開設的《工程化學》課程,具有課時較少(我校限制在26~40學時內),而涵蓋內容卻很豐富的特點。目前所用教材[1]不但涵蓋了無機化學和物理化學的一般化學原理,還適當介紹了當今科技前沿和熱點的一些內容,涉及到材料、能源和生命科學等諸多領域。因此在教學中面臨的首要問題,是如何處理好學時少與內容多這一矛盾。另外在教學過程中還會遇到的一個問題就是,部分學生對于這一課程的學習熱情不高,甚至提出“我們非化學化工專業的學生為什么要學化學”這樣的問題。
因此在講課過程中照本宣科、面面俱到顯然是行不通的。課程內容多課時少,什么都講等于什么都沒有講,而學生們對化學的認知程度本來就比化學化工專業的學生薄弱得多,造成了學生聽不懂而不想聽,不想聽更聽不懂的惡性循環。
實際上《工程化學》的設置是有其必要性的,這體現了中學“數理化”三大課程在大學中的延續深化。在大學中“高等數學”和“大學物理”是必修的重要課程,而《工科化學》可以看成是“大學化學”(在部分院校的課程設置中確實有這樣的名稱),是理工科學生構筑自然科學知識體系的重要基石。因此現在可以回答學生在前面提出的問題了:缺少了化學基本知識和基本理論學習環節的理工科大學生,是知識不扎實、思維不全面的“跛子”人才。
明白了這一點,不妨將本課程的教學目標設定為:培養學生用化學的思維方法去認識世界。根據這一出發點,在教學過程中內容應當有所取舍,側重于基本知識的掌握和基本方法的訓練,內容不宜過深過難,切忌枯燥無味的課堂氣氛,逐步培養學生對化學的興趣。根據多年的教學經驗和教學效果,我認為課程中有三個部分的內容可以適當闡發,作為興趣教學開展的突破口。
一、原子結構
原子作為化學研究中的最小單位,其結構知識是基礎中的基礎,但由于涉及的內容比較艱深,在具體的介紹中要深入淺出,即避免相對復雜的數學推導,但在思考問題方面卻要引學生往深處去想??梢詫⒘孔恿W的發展史話作為介紹的切入點,因為上個世紀初期對于原子結構的突破性研究成果是量子力學建立和發展的重要階段[2],諸多科學巨擘得以一展他們天才的光芒,這里面包含的曲折與成就、趣聞和佳話,對學生來說是一個難得的啟發教育機會。另外在學習這一章節始終要對學生強調的是,原子內部的結構屬于微觀世界,與我們一般接觸的宏觀世界,其尺度差距當在1010以上,可用天壤之別來形容。所以在微觀世界中很多方面,比如“波粒二象性”、“測不準關系”等量子力學的基本概念,是很難被一般人理解的,因為它們在宏觀世界里沒有對應的參照物,學習在一個完全不同的世界里去認識問題、思考問題,是一個挑戰。聽了這樣的介紹后,學生既感覺有挑戰性而提高了學習熱情,也不會死鉆牛角尖非用宏觀的情景來聯系微觀而不能理解、難以自拔。
比如說“物質波”這一微觀粒子的存在方式,實際上是“波粒二象性”的另外一種表達,介紹的時候往往以宏觀世界的“機械波”舉例來幫助學生對于諸如“波長”、“干涉”等概念的理解,但同時一定要強調,此“(物質)波”非彼“(機械)波”,從本質上它們是不同的,比如前者不但傳遞能量而且也輸送物質本身,即不需要介質就可以傳播,而后者僅僅是傳遞能量(暫不考慮能量本身也是抽象意義上的物質)。通過這個例子,同學們可以體會到類比這一方法的長處和局限性,再進一步舉例說明玻爾的原子模型為什么較先被提出,而最后卻不能自圓其說,就是因為這一模型實際上是帶著“先入為主”的想法,比擬了宏觀世界中恒星行星體系,而最終為微觀世界所不相容。這樣帶有實例的啟發,會使得學生們在思維方法上的眼界有所拓寬。
二、熵
作為熱力學重要函數的熵,在課堂學習中若是光介紹其計算公式,未免過于枯燥。而作為對當代科學有所了解的教師,都會知道這一概念在化學、物理、生命科學以至于社會、經濟等非理工學科中的重要性[3]。熵就是混亂度的量衡,熵值越高,系統越趨向于混亂和無秩序化,這是熵這一概念的核心。為何在萬物變化中總有不可逆過程,什么過程又是自發的?孤立體系的熵值不會減少這一判據的重要性,揭示了萬事萬物錯綜復雜變化表象下一條內在的本質規律。為什么“水往低處流,人往高處走”,因為人不是一個孤立體系,不但每天攝入營養、排棄廢物,而且還通過接受教育,不斷提高自身文化素養,這是一個大學生不但應該懂得而且應該努力做得更好的事情。
轉貼于 再比如現在為什么要提倡“節約型社會”?用熱力學的觀點來看,社會的發展是一個熵減少的有序化過程,所以人類社會也一定是個開發性的社會,在發展的同時一定伴隨著能源的利用、對自然的開發這樣一個破壞性的過程。因此不能幻想一種對生態沒有影響沒有破壞的社會發展模式,科學的發展觀當然不是“殺雞取蛋”式的破壞性開發,也不是說要“不吃不喝不發展”這樣不現實的極端做法,而是盡可能減少環境破壞的“節約型社會”發展模式。
通過這些介紹,學生們會發現化學中蘊藏的知識實踐在化學之外,不但覺得聽課不枯燥,更完善了自身的知識體系,開闊了思維空間,對于一個大學生的綜合素質培養是有益處的。
三、手性現象
在有機化學中,具有不少手性的化合物,其不同對應異構體生化活性往往迥異,因此對手性物質的合成和分離是生化和制藥學科的熱點研究方向。而人體內存在的天然氨基酸都是L型的這一迷題,目前尚未得到合理的解釋,由此引發的研究自然界中某一對應異構體占優的外在誘因更是基礎科學研究的重大課題[4]。在課堂上向學生們介紹這些科學研究中的難題謎團,不但學生感覺不枯燥,而且激發了他們對未知事物的好奇心,而這正是科學研究前進的最大動力所在。
在緊接著的教學過程中,還應當向學生們指出,不但有機物質有手性,而且無機物質也存在手性,比如[Cr(C2O4)3]3-這樣的配位化合物離子,存在Δ型和Λ型的對應異構體,它們之間存在鏡像關系。進一步闡明判斷一個化合物是否具有手性的依據是其鏡像和原物是否能夠重合,不能重合則說明它們是手性的對應異構體關系。隨后借助這一判據,將手性的概念擴展到宏觀物體中去,比如左手和右手,鞋子的左腳和右腳,最后將手性歸納為一種現象,即不但有手性物質,還有手性規則,比如左手直角坐標系和右手直角坐標系,左手螺旋法則和右手螺旋法則。課堂上最后可以當場進行小測驗,讓學生們列出所能想到的手性現象,不限于化學物質。最后的效果是出乎意料的,學生們充分拓展了自己的想象力,舉出的例子豐富多彩,有的是教師也沒有想到過的,這說明興趣能夠引起多么大的學習動力。試舉一些精彩答案如下:人與水中的倒影,印章上的字與其印在紙上的字,左旋的DNA和右旋的DNA,環形跑道上順時針與逆時針跑步……
總結
從實際情況出發,制訂以激發學生學習熱情的興趣教學法在實踐中收到了良好的效果。當然根據不同教師對教材的理解不同,自身的知識面層次不同,在開展教學中能夠有所闡發的具體內容也可能是有所不同而相互補充的。當然在這里也還是應當說明,活躍課堂氣氛,提高學習興趣還是要首先和課程內容緊密相聯系,不是一味追求現場氣氛,而是做到有所聯系有所側重,把目的牢牢地收在前面說過的“培養學生用化學的思維方法去認識世界”這一核心上來。應該說,其實任何的課程都存在一個將枯燥的課本內容轉化為生動的課堂教學這樣的問題,這一問題的解決首先要求老師有扎實的基本功,將課本內容吃透才能做到教學方法上的升華,才能更好地組織教學素材;其次要求學生對課程有興趣,一定要做到老師自己對課程有鉆研的興趣,這樣平時才能更多地搜集相關信息,多看“閑書”,多發“閑想”,點點滴滴累積下來,才能在講課過程中左右逢源,有話可說,有例可舉,切合課本內容,貼近現實,起到良好的教學效果。
參考文獻
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[關鍵詞]計算機技術 信息化 發展趨勢
1計算機科學與技術的歷史步伐
已去的20世紀,是計算機飛速發展的一個時期。英國數學家布里頓?艾倫?圖靈和美國數學家馮?諾依曼在計算機體系結構方面做出了巨大的貢獻。1935年到1936年間由圖靈設計的抽象計算機“圖靈機”成為計算機發展歷史中的里程碑,因此,圖靈被人們公認為計算機科學之父。馮?諾依曼在1945年總結了ENIAC計算機的優缺點,提出了基于存儲程序的通用電子計算機EDVAC邏輯設計方案,1952年成功設計建造,它在體系結構設計中實現了數字化的計算過程、存儲程序控制并按電子學原理工作,這三點奠定了現代計算機體系結構的基礎,因此,人們又把現代計算機稱之為“馮?諾依曼計算機”。
1947美國貝爾實驗室的物理學家威廉?肖克萊、約翰?巴丁和沃爾特?布萊頓共同發明了晶體管,他們一起成為了晶體管之父。11年之后,美國物理學家杰克?基爾比研制出第一塊集成電路(IC),從此,以晶體管為基礎的芯片按照摩爾預言的速度發展,帶來了今天計算機的普及,基爾也成為了電子學革命之父。大規模集成電路的發展和微處理器的出現,其直接成果就是帶來了計算機的高性能和快速小型化,1971年,世界上第一款微處理器――Intel4004問世,1978年,英特爾公司開發出了8086,首次用于IBM PC機中,電腦走入家庭。一個全新的概念“個人電腦(PC)”取代了“微電腦”的概念。
2計算機科學與技術得到發展的原因
2.1日新月異的時代需求。起初對計算機的時代需求為“二戰”時期,有著對各種信息進行處理加工的欲求,這樣促使進算計的研發運用。隨后信息化時代的快速發展,計算機的運算速度也在不斷的提高,存儲功能不斷強大,使其在教育、經濟等領域迅速發展普及。市場激烈的競爭之下,計算機要順應社會需求,不斷的研發變化著,無形的競爭很大程度上促進了計算機科學技術的發展進步。
2.2穩定的選擇機制基于計算機技術。對于相互競爭的技術價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間,這種不確定因素可能最后影響選擇機制。大多數,同時發揮作用的圍繞計算機技術的若干選擇判據和機制及其影響要素,選擇的環境常常是非常敏銳和穩定的,這是計算機技術迅速發展的一個重要原因。在實踐中,最強的技術性創新,把經濟之間的激烈競爭轉化為了技術性的較量。其計算機的發展在工程學科和應用學科也給我們許多啟發。這使計算機的選擇機制判斷更加穩定明顯,這樣就更容易解決計算機在生產生活的運用中所存在的各種問題。
2.3科學技術的發展離不開計算機技術的支持。新一代的技術與其他領域結合,又為了滿足其需求不斷的研發更新,慢慢計算機技術成為生活生產中的重要工具,并成為其他行業生產中重要的工具,直接與間接的促進了各個行業科學技術的發展,最終提高了社會的經濟水平。
3計算機科學與技術的發展趨勢
計算機的具體發展趨勢主要分為兩大部分:
3.1智能化。智能化計算機是指設計結構獨特并采用平行的處理技術,對計算機中的多個數據及多種指令可進行同時處理和分析的一種超級計算機。超級計算機相對于普通的計算機來說有著更高的運算速度。這些更智能化的計算機跟接近與人類大腦的性能,可以為人們生活和工作提供方便。更可以在某些高端行業,幫忙處理大量繁雜數據,提高工作效率,節省時間與成本。
3.2新型計算機。計算機的發展是基于硅芯片技術的不斷更新,但由于需求的不斷加強,硅芯片的研發潛力已近極限。所以很多新型計算機就成為了計算機技術的發展趨勢。
3.2.1納米計算機。計算機技術與納米技術相結合,便有了納米計算機。納米元件與電子元件相比,其體積較小,質地優良且導電性能較高,完全可以取代傳統的硅芯片。納米技術興起于20世紀80年代初,納米作為一種計量單位,它的目標是使人類可以自由的操作原子。使用納米級芯片組成的納米計算機的能耗非常小,幾乎可以忽略不計,性能上遠遠高于現有的計算機,所以納米計算會是計算機技術的發展趨勢之一。
3.2.2量子計算機。量子力學的原理來對大量數據進行運算以及存儲和分析處理的源自可逆計算機的一種物理裝置,而量子計算機就是基于這個。量子效應是量子計算機研發的基礎,這種計算機中,開與關的狀態是通過激光脈沖來改變一種鏈狀分子聚合物的特性來決定的。由于量子的疊加效應,與傳統計算機對比而言,量子計算機存儲的數據量要大得多,還有就是,其運算速度是傳統計算機的十億倍。除了其存儲性能及運算速度方面的優勢外,其在安全性及安保體系等方面的優良性能也遠遠高于傳統計算機。這也成為了計算機發展的另一趨勢。
3.2.3光子計算機。光子計算機是利用光子進行計算,用光子代替傳統的計算機通過電子進行數據計算、傳輸和儲存。并把傳統計算機的導線互聯轉變成了光互聯。傳統的計算機硬件結構復雜,多數為電子硬件,而光子計算機則為光子硬件,并為光運算,不同的數據是由光的不同波長表現出來的,對于復雜的任務可以進行快速處理。成為新型計算機一員。
篇7
關鍵詞:計算機科學 技術 前沿展望
一、引言
隨著計算機的產生及科學技術的不斷發展,計算機科學技術已經成為現代人生活中的重要組成部分,并在現代人的生活和學習中占據了重要的思維。計算機的出現及發展改變了人類生活的各方面,不僅在很大程度上提升了人們的生活水平和質量,更推動了人類文明的進步。未來的計算機科學將朝著更加多元化的方向發展,它已經成為能夠體現一個國家綜合實力的重要內容。
隨著互聯網絡技術的不斷發展,現代人的生活發生了巨大變化,人們可以通過互聯網足不出戶就能獲取很多信息。例如:獲得期刊文獻、獲得各種資訊、了解天氣狀況、各種新產品的信息、世界經濟及軍事的發展趨勢等。每當人們在悠閑地環境中感受著撲面而來的各種層出不窮的電子新產品時,計算機科技的發展不僅徹底改變了人們的生活與工作習慣,更促進了人類社會進一步發展,使得地球村的實現逐漸成為一種可能。
二、計算機科學技術的發展歷程
目前,只要人們登錄各大新聞網站的科技板塊,就會發現各種新型的電子產品已經占據這些板塊的大半江山。這些電子產品是如何發展成這樣的先進狀態,未來它們又將朝著哪個方向發展呢?計算機科學技術的發展史說明了這一切。
人類計算機科學技術的發展經歷了算盤、帕斯卡計算器、布萊尼茨機械計算機、巴爾其的差分機、阿塔那索夫-貝利計算機、ENIAC計算機等的發展。人類直至1946年2月14日產生了ENIAC,計算機才正式投入使用,人類才正式進入電子計算機時代。它原本是為了計算導彈而設計的,但是由于其設備的造價十分昂貴,只能局限于在軍事領域使用。直至1982年,人類第一臺個人計算機產生,計算機才逐漸走向普通家庭和一些中小企業。到目前為止,我國大多數的家庭已經完全擁有了先進的計算機設備,例如:臺式機、筆記本、智能手機等,這些先進的現代計算機科學技術已經逐漸滲透到人類生活的方方面面中。
三、現代計算機科學技術的發展所具有的特性
(一)計算機科學技術具有廣泛性
隨著計算機科學技術的不斷發展和互聯網時代的到來與發展,人們的生活已經隨著計算機的廣泛普及而發生了顛覆性的改變。越來越多的個人和企業通過計算機來解決一些生活和學習中遇到的實際問題。例如:人們足不出戶就可以瀏覽世界風光、網絡購物。再例如:一些企業可以通過計算機的超級強大運算能力代替了人類對商業數據和信息的分析與處理。計算機這棵參天大樹已經逐漸滲透到人類的政治、經濟、文化、商業、軍事等多個領域中,對人類社會的發展和現代文明的進步產生了廣泛性的影響。
(二)計算機科學技術具有智能性和專業性
隨著計算機使用的越來越廣泛,科學技術也在不斷發展。特別是微電子、集成電路、半導體晶體管等技術上取得了重大的成就,計算機也正向著智能性和專業性的方向發展。例如:計算機可以根據不同的使用者的需要來對計算機進行各種更新與改裝,有的還可以為用戶量身定做各種臺式計算機和筆記本電腦,這充分體現出計算機在應用領域中更為人性化的一面,也充分顯示出計算機在個應用領域的專業性。
(三)計算機科學技術具有實用性
在現代人的日常生活中,人們可以通過計算機網絡更加快捷、更加廣泛的獲得多方面的信息,并以此為契機來提高個人的精神生活的質量。另外,計算機在工業中的運用也是不可忽視的。工業生產中的自動化過程、輔助設計過程、信息管理、集成制造等方面的完成都是由計算機的通信技術和程序編程來實現的。在教育方面,計算機的實用性更為突出。例如:現代教育中教師充分利用計算機來完成課堂教學,不僅豐富了學生的課堂,更提高了教學效率。
四、計算機科學技術的發展趨勢
(一)生物計算機
隨著生物技術的不斷發展和進步,一種建立在脫氧核糖酸基礎上的分子計算機正在逐步演變成現實,已經有科學家實現了使用脫氧核糖酸進行簡易的數據計算和存儲的操作。它主要是采用蛋白質分子構成的生物芯片作為集成電路板,因此具有機構小、集成密度高等特點,運算速度比現代最先進的計算機要快一萬倍。同時它還具有自我修復的功能。
(二)光子計算機
這是一種以光信號進行邏輯運算的計算機,它是由集成光路、激光器透鏡等組成的。它具有耗能低、速度快、計算能力強的特點。
(三)量子計算機
這是一種根據原子或者原子核的量子力學的特性進行工作的。它是建立在量子效應構建的一個完全以量子為基礎的計算機。它主要通過鏈狀分子聚合物來表示0和1這兩種二進制狀態。量子計算機最大的特點是每秒計算可達一萬億次,并具有類似于人腦的容錯性,一旦系統出現故障原始數據能夠自動繞過出錯部分繼續計算。
總之,計算科學技術的不斷發展將人類文明帶入了一個新的高度,它的發展將為人們的生活帶來重要改變。
參考文獻:
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[3]邱志明.探索計算機科學與技術的發展趨勢[J].黑龍江科技信息,2011(16)
作者簡介:
篇8
關鍵詞:正負超微子、引、斥力交換定律、強力的本質力、強子衰變與穩定的內在因素
高能物理、粒子物理發展的簡要回顧
在前沿科學的研究中回顧和總結前人的經驗是極其重要的。關于核力是如何產生的問題,人們借鑒電磁力的相互作用基本原理,認為兩個電子不斷地相互交換虛光子,產生了電磁力。湯川秀樹認為,自然界應當有一種質量在電子和核子之間的粒子,質量大約是電子的200倍。在核內不斷相互交換,因此而產生了強大的核力。后來人們在自然界中果然發現了這種粒子,并發現這種粒子參與強相互作用,稱為π介子。以后人們又發現多種介子和超子,由于均參與強相互作用,所以通稱為強子。。后來發現與事實并不完全相吻合,有人又提出在核內的夸克可能相互交換稱為膠子的粒子。但仍不能解開許多有關的艱難的謎題。由于強力非常復雜,精敏的人們認識到,現在認識的強力可能僅是次級力,本質性的強力人們還沒有尋找到。
坂田模型開辟了基本粒子結構研究的道路。對于揭示粒子內部結構,推動粒子理論發展,是有重大科學意義的。坂田模型合理的解釋了一些事實,但也遇到了一些嚴重的困難。
在坂田模型的基礎上,蓋爾曼進一步提出了“夸克”模型,由于能夠更好的解釋大量現象(不是全部),逐步被科學共同體所公認。筆者也認為這是一個很有希望的理論(當時正在推論有關宏觀高層物理學模型的諸多問題)。后來關系到微觀物質運動和粒子結構問題,又轉而研究量子力學和粒子結構問題。當著把“夸克”模型拿來與現實物理世界進行詳細的對比分析研究時,發現兩個致命的缺點。第一“夸克”沒有確切的質量,由于沒有說明原因,給人一種變戲法的感覺。第二“夸克”模型,仍然沒有解開許多強子有關艱深的謎題。描述強子內部結構卻無法揭開與強子結構密切相關的許多艱深的謎題是不可想象的。所以必然會導致“夸克”粒子永遠被禁閉。即是說,自然界根本就沒有這種粒子。
從逆向思維的角度也能發現問題。科學發展史表明,一個正確的理論問世,很快就會有相關的應用科技的出現。比如說,當著電磁波理論問世后,很快就出現了無線電的應用科技。當著化學元素表問世后,人們很快就發現核裂變、核聚變能夠釋放出巨大的能量,導致核能的應用等??淇死碚搯柺酪杂袔资?,卻一直沒有出現相關的應用科學。就很說明問題。
另開辟新路
科學史上,行星運動三定律解釋了九大行星繞日運動的現象。當時卻不能說明為什么?后來牛頓發現了萬有引力定律,才合理的解釋了九大行星為什么會產生繞日運動的基本原理。受他的啟發,量子力學只能描述微觀物質運動如何,不能說明為何?是否暗示著量子力學也是受更基本的規律支配的呢?“沒有大膽的設想,就沒有偉大的發現”。
微觀物質運動為什么會普遍的遵守波、粒二像性的物理規律?根據德布羅意公式延伸推想出粒子內部力學公式,想像出粒子內部更基本更多的超微子普遍的遵守“引、斥力交換定律,粒子內部相互交換的引力和斥力的大小,是隨著粒子的質量大小相互變化的;質量越小引力就越小而斥力就越大,力程越長,質量越大引力就越大而斥力就越小,力程越短,稱為粒子內部力學定律”。導致整個粒子表現出波、粒二像性的物理性質來。那么檢驗這種粒子內部力學在自然界中是否真正存在?關鍵的問題是根據“引、斥力交換定律”,是否能夠建立起輕子和強子統一結構物理模型,是否能夠揭開微觀世界許多艱深的謎題。
我們對于傳統理論與現實物理世界進行詳細的對比分析和研究,完全相吻合的要繼承,有出入的要修正,完全不相符的應從新建立新的模型。
傳統觀念認為,正、負電子相互交換光子(虛光子)的見解是有出入的。為什么呢?因為光子是中性的,而正、負電子相互交換的粒子所產生的磁場是有正負極的。比如說,太陽每天向地球上放射出大量可見光、紅外、紫外等等大小不同能量的光子。由于光子是中性的,對地球磁場沒有絲毫的影響。當太陽黑子爆發產生磁爆的時候,太陽放射出大量的帶電粒子流卻會對地球磁場產生極大的影響。再說,正、負電子如果交換的都是中性的光子的話,又是如何測出帶正電荷或者是帶負電荷的呢?
所以確切的說,正、負電子相互交換的粒子應是同時具有正負極的磁偶極子,正電子不斷發射正極在前的磁偶極子,又不斷吸收負極在前的磁偶極子。相反,負電子不斷發射負極在前的磁偶極子,又不斷吸收正極在前的磁偶極子。由于正、負電子不斷相互交換磁偶極子,因此在電場的周圍產生了磁場。因為測到正電子不斷發射正極在前的磁偶極子,所以認識到這是帶正電荷的電子。同樣,測到負電子不斷發射負極在前的磁偶極子,所以認識到這是帶負電荷的電子。
也就是說,由于帶正、負電荷的粒子與外界相互交換不同極性的磁偶極子,因此,路過磁場時必然會分別向兩個不同的方向偏轉。而中性的粒子由于不與外界相互交換磁偶極子,所以路過磁場時不會產生任何影響。
輕子的結構
如果“引、斥力交換定律”確實就是粒子內部力學規律的話,假如再根據一些代用品來研究粒子結構,不但是多余的,而且還極有可能會嚴重影響尋找到基本粒子的真實結構。所以采用正確的研究方法會起到事半功倍的作用。
新的設想:
我們用兩個更基本的正、負超微子,就可以合理的描繪出輕子和強子統一結構物理模型的全部圖像。是否與現實物理世界完全相吻合?讀者自己去評價,讓時間去檢驗。
正、負超微子的基本性質比較特別,正超微子一頭符號為正,另一頭符號為А,負超微子一頭符號為負,另一頭符號為В。如;正OА、負OB。如果正、負超微子的正和負組合在一起,就會變成中性的超微粒。如,А∞В、是構成μ型中微子的原材料。如果正、負超微子的А和В組合在一起,就變成一個磁偶極子。如,正∞負、是磁偶極子。
光子的結構,是由兩個正負磁偶極子;一頭是上正下負極另一頭是上負下正極轉變成中性的粒子構成一個最小單元的光子。無論光子的能量大小都是由最小單元的光子組合起來的,光子的能量越大,內部的最小光子的數量就越多,并且共同遵守粒子內部力學的“引、斥力交換定律”,從而反映出整個光子的波粒二像性的物理性質。
電子的結構,電子是由眾多的磁偶極子組成(或者說是由眾多的正、負超微子對組成)。電子的質量越大,內部磁偶極子的數量就越多,在電子內部共同遵守粒子內部力學的“引、斥力交換定律”,不斷相互交換更小的中性超微子,稱之為微荷。 從而反映出整個電子的波粒二像性的物理性質。在通常情況下,無論電子的質量大小,每次總是不斷向外發射一個磁偶極子,馬上又吸收一個磁偶極子,因此而顯示出一個電荷的性質。
因為正、負電子不斷地相互交換磁偶極子,所以在電場的周圍便產生了磁場。又因為電子是由大量的磁偶極子組成的集團,所以才會產生變化的磁場引起變化的電場;變化的電場又引起變化的磁場。因此而表現出電磁不分家的現象來。
正、負電子的自旋方向相反
正、負電子對相遇,眾多的兩個磁偶極子組合成最小光子,從而轉變為一個γ光子。相反,一個γ光子運動在經過原子附近時發生相互作用,把眾多的最小光子分開,又轉變為眾多的磁偶極子;成為正、負電子對。
電子型中微子的結構,是由一個磁偶極子的正極與負超微子結合,負極與正超微子結合,轉變成中微子。也就是電子型中微子最小單元是由四個超微子構成,能量越大;數量就越多。
兩個中性的超微子正反向組合在一起;一頭是上A下B另一頭是上B下A又能構成另一種中微子。這樣,在微觀世界中就有三種性質不同的中微子存在。這三種性質不同的中微子通過振蕩的物理作用,又可以相互轉變。
真空不空的暗能量、零點能等,是由什么物質組成的?人們一般認為,如果把一個磁偶極子分開一定是磁單極。其實一個磁偶極子分開就轉變成了前質量性、前能量性的正、負超微子。真空中就相對均勻的填滿了這種正、負超微子或中性的超微子對。所以如果對真空進行不同的物理作用,就會產生不同的物理現象。比如說,真空極化、真空凝聚、真空漲落、真空暴漲、真空衰變等。
μ子型中微子的結構,是由數量更多的正、負超微子組合成中性超微子對構成的,相互作用是嚴格遵守“引、斥力交換定律”的。
無論質量粒子還是能量粒子都是由更基本的正、反超微子構成的,都是物質的;是物質運動不同形式的表現。光子和中微子均有靜止質量;是與能量相等的質量。
強子的結構
研究發現,強子的結構竟然出人意料的非常簡單。原來,強子中的介子和超子衰變成什么粒子?它就由什么粒子所構成,和原子結構、原子核結構一樣,都是實實在在的粒子。這簡直使人難以值信。全世界有經濟能力的各國花巨資建造各種加速器、對撞機,動用了大量的人力、物力去尋找組成強子的“夸克”卻始終沒有發現,在自然界中也沒有尋找到它的蹤跡。萬萬想不到,強子真實結構的粒子,竟然每天靜悄悄地就展現在人們的面前,太不可思義啦!下面我們描繪出強子真實結構的物理圖像,是否與現實物理世界完全相吻合?讀者自己去分析、去辯別。
傳統觀念認為,強子內不準許電子存在。但是,新的觀念認為,基本粒子均由更基本的正負超微子構成,在粒子內統一遵守粒子內部力學的引、斥力交換規律。所以組成電子的物質在強子內部的波長并不是電子的波長,而是整個強子質量的波長。
重電子的μ介子是由一個電子和一個vμ型中微子構成。那么,重電子為什么不能馬上把全部的質量都轉化為能量呢?因為構成vμ型中微子的大約是由數千萬個超微子對都是中性的,通常情況下是無能力馬上轉變出能量的。只有與反vμ型中微子相碰,把超微子對撞開,從新組合成磁偶極子,兩個磁偶極子再組合成最小單元的光子。正反vμ型中微子就能把全部質量都轉化為能量。比如說,中性的π介子就是由正、反兩個vμ型中微子組成的,衰變時由于沒有其他物理影響便能馬上把全部質量都轉化為能量,衰變出兩個高能量的γ光子。
因為μ介子是由電子和vμ型中微子構成,所以只能構成正反兩個重電子。由于π介子是由正反兩個vμ型中微子和正反兩個電子所構成。因此,π介子必然會構成三種介子。如正π介子、負π介子和中性的π介子。
π介子的質量是273?2衰變出一個μ介子的質量是20677和一個vμ型中微子質量約203,增加共約達到400個電子質量左右。增加的質量就是根據vμ型中微子內部結構的需要從真空中的正負超微子中吸引來的。類似部隊人員缺編,從民間招兵充實建制一樣。同樣,部隊人員過多,需要縮編,又會退伍、復員部分人員,達到建制正常化。比如說,k介子的質量是966?6衰變出一個帶電π介子和一個中性的π介子,兩個質量加在一起共是5374。這些減少的質量就是根據π介子內部結構的需要,把多余的正負超微子對釋放到真空內。而k介子衰變出三個π介子其質量加起來和k介子的質量差不多。關于k介子為什么有時衰變出兩個π介子,有時衰變出三個π介子呢?顯然與k介子產生一瞬間的運動狀態有關,因為粒子內部數千萬計的正負超微子對是不斷共同遵守“引、斥力交換定律”的,由于衰變時的角度不同,可能有時會衰變成兩個π介子,有時會衰變成三個π介子。如果進入定量研究會對它有更精確的描述。
從質子和中子的質量來看,應當是由兩個k介子構成的。究竟質子和中子內大約數億個超微子對的群組織是如何產生相對穩定的核力的本質力的呢?
強力的本質力
因為強力的電荷無關性。所以我們在描繪強力的本質力時,強子內的電荷問題暫時不提。根據粒子內部力學的“引、斥力交換定律”,結合現實物理世界推論發現,強力的本質力原來是由兩個成對的正負vμ型中微子,在不斷遵守“引、斥力交換定律”運動中產生的合力造成的。粒子內引、斥力的交換力本來是比較脆弱的,但是由大約上億個超微子對組成的正負vμ型中微子對共同產生的合力,力氣卻大的驚人。力程極短、極其復雜是必然的。這也正是只有兩個vμ型中微子以上構成的π介子才能參與強相互作用,而輕子不參與強相互作用的原因。雖然在重電子結構中有一個vμ型中微子,但是一個粒子無法產生合力。因為強相互作用都是由正負兩個vμ型中微子產生的合力,所以一個vμ型中微子不能參與強相互作用。
強相互作用很復雜的原因;π介子是由正負兩個vμ型中微子產生的一處合力點,k介子是由兩對或三對正負vμ型中微子產生的兩處或三處合力點,兩者強力的大小也有所不同。其它超子強相互作用的合力點更多…合力的大小也有差異。所以強力才會表現出很復雜的現象。
那么,質子和中子的結構為何很穩定,而介子和超子必然會發生衰變呢?我們知道,在自然界中物體的三角形最為穩定,所以由兩個k介子的質量構成的質子和中子內部結構不是由12個正負vμ型中微子構成,而是由質量飽和的6個正負vμ型中微子構成的。在不斷遵守引、斥力交換規律中始終形成三角鼎立之勢,不斷產生內三合力和外三合力,核力是由外三處合力點表現出來的。
k介子雖然也是由6個正負vμ型中微子構成的,但是它們是不飽和的,達不到形成三角鼎立之勢的條件,所以k介子必然會在遵守斥力時而衰變。如果說粒子內部一定有弱力存在的話,那也是引、斥力交換規律中斥力的外露。
總之,強子凡達不到形成三角鼎立之勢條件的,都必然會衰變。介子和超子都達不到形成三角鼎立之勢的條件,只有質子和中子才能達到形成三角鼎立之勢的條件。如果進入定量研究會對它們有更精確的描述。
小結
前質量性、前能量性的正負超微子構成了實物粒子,埸和真空物質的暗能量。組成的第一步粒子是,磁偶極子,最小單元的光子和三種性質不同的中微子。第二步是,眾多的磁偶極子構成了電子(集團),眾多最小單元的光子構成了光子(集團),眾多的三種性質不同的單個中微子又分別組成了三種性質不同的中微子(集團)。因為輕子的結構都是由單純的粒子組成的,所以隨著數量的增加或減少,只能表現出粒子的質量、能量增加或減少,而基本性質則不變。因為正負電子不斷地相互交換磁偶極子,所以電場產生了磁場。導致電磁不分家的現象發生。
強子中的介子和超子衰變成什么粒子?它就由什么粒子所構成。
由兩個正反vμ子形中微子以上成對構成的粒子,在內部嚴格遵守“引、斥力交換定律”的過程中又產生了一種新的合力,即;強力的本質力。
質子、中子之所以結構相對穩定,是因為內部三對飽和的6個正負vμ型中微子,在不斷遵守引、斥力交換規律中始終形成三角鼎立之勢,不斷反復的產生內三合力和外三合力,所以質子、中子的核力是由外三合力點表現出來的。
從現實物理世界出發,運用物理圖像邏輯推理學推論結果表明,如果沒有粒子內部力學“引、斥力交換定律”的存在,就不會有量子力學、電磁動力學和強力本質力的產生。正負超微子就無法構成現實物理的物質世界。
研究到這里使我們認識到,花過多的精力去研究大量不穩定的粒子是沒有多少科學意義的,細心研究相對穩定的粒子結構其科學意義是十分重大的。馬克思有句名言:哲學家不僅要解釋世界,更重要的是改造世界。這句話不僅是針對哲學而說的,它還包涵著任何科學的存在和發展的真正意義。
從高層物理學模型中發現應用科學基本原理
粒子內部力學模型的問世,建立起了輕子、強子統一結構物理模型后發現,現代一些高尖端技術碰到的許多瓶頸,根據現代科學基本原理極難突破,而如果根據高層物理學基本原理則比較容易突破。比如說,下一代大功率雷達的研發、超強電磁干擾波的研發、光傳操作系統的研發、超越第四代、五代機隱身性能超材料的研發、超強電磁防護罩的研發(如何激發周圍一定距離如,50米、100米等真空中正、負超微子組成磁偶極子時間1形成磁爆層,時間2兩個磁偶極子又組合成最小單元的光子形成光爆層。以光速不斷的由磁爆層轉變為光爆層,又由光爆層轉變為磁爆層…從而達到超強的防護的作用。是未來第七代或第八代機的基本性能,即;給飛機穿上“防彈衣”)、 以及思維語言掃描儀、穿越物體超材料的研發,定向能強微波、強激光武器的研發等。依定向能強微波武器為例,μ子型中微子的靜止質量大約是電子型中微子靜止質量的上億倍以上;電子質量的200倍以上,具體數據經過反復的科技試驗即可取得(應用科技本來主要就是從試驗中獲取精確數據的。站在現代物理學的角度,只要從意識上高度重視中微子具有靜止質量,從理論上就會有超常規的重大新發現,不發現高層物理學也能研發出來這類定向能強微波武器的)。不同的能量擊在一定距離的物體上,輕者裂縫解體,重者產生局部性的物體爆炸而四分五裂。擊中飛機機體會莫明其妙解體而墜落,擊中導彈戰斗部會馬上在空中爆炸。其威力比強激光武器大的多,這種定向能強微波肉眼看不見、速度快、無聲無息,雷達更探測不到,給人一種神秘感。
可不要小看由電傳操作系統向光傳操作系統的變革。在未來戰爭中,必然會有下一代超強電磁干擾波科技的出現,面對超強電磁干擾波的突然襲擊,電傳操作系統必然會全部失靈。而光傳操作系統卻一切正常。
未來武器的發展走向,高層物理學的問世,必然會促進超強電、磁、光應用科技的快速發展,會由不同類型大小能量不等的強微波、強激光武器等占主導地位,笨重的彈藥式武器(包括導彈、核武器)會逐步退出(通過沙盤推演得出的結論。沙盤推演屬于直觀的圖像邏輯推理學的一種,類似古人的《推背圖》,則屬于辯證的圖像邏輯推理學的一種;是古人根據人文和社會發展的內在(隱藏)的規律而推論出來的結論。無論哪個學科都有極其深奧的學問…)。
因此,物理圖像邏輯推理學既是一門古老的學科,又是一門暫新的學科。物理圖像邏輯推理學,在基本物理學研究中,起碼起著定性的物理模型和連環式物理模型的作用。這一大創新,雖然遠遠不如經過數學抽象的現代物理學精確。但是,現代精確的物理學也有缺點,由于非常精細,往往容易迷失在細節里。因此而容易迷失研究方向。物理圖像邏輯推理學與數學抽象,兩者相輔相成,將會促進現代科學向更高層次發展。供廣大讀者參考。
篇9
關鍵詞:初中物理 實驗教學 家庭實驗 信息化
中圖分類號:G423.07 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)02(c)-0219-02
物理學是認識世界的科學,也是改變世界的科學。三次工業革命極大地改變了世界,也讓人們更進一步地認識了世界。物理學還蘊涵了豐富的科學思想、科學方法和科學精神,對人們科學素養的培養具有重大教育功能。物理學首先是一門實驗科學[1],科學家從自然現象和人類活動中觀察總結世界規律。物理學中動量守恒定律、質能守恒定律以及角動量守恒定律這三大守恒定律都是從實驗實踐之中總結得出,其適用范圍遠超最初想像。從牛頓經典力學到相對論力學和量子力學,從低速宏觀領域到高速微觀領域,都普遍成立。近代物理學的兩大支柱――相對論與量子力學引發了物理學的革命,對化學、生物學、地學、天文學等自然科學產生了重要的影響,推動了材料、能源、環境、信息等科學技術的進步,改變了人類的生產、生活的方式,對人類文明和社會進步做出了重要貢獻。這兩大支柱分別是從邁克耳遜――莫雷實驗和黑體輻射實驗中誕生,這充分說明實驗是物理學基石,實踐是檢驗真理的唯一標準。而初中物理是學生物理課堂的啟蒙階段,對培養學生的科學觀和世界觀都起到非常重要的作用。特別是在我國,九年義務教育已經普及,但是科普的任務還任重道遠。因此,初中物理教學的重要性不言而喻,其對學生各方面能力的培養都具有不可替代的作用[2]。初中物理教學作為科學教育的重要組成部分,是以提高全體學生科學素養為目標的自然科學基礎課程,對我國全民科普重任的完成不可或缺。物理教學中的實驗教學,對學生動手能力、創新思維能力以及實事求是科學態度的培養,尤為重要。該文將就初中物理實驗教學展開分析。
1 應用
初中物理課程是義務教育物理課程,此階段的物理課程,不僅僅是單純知識的傳授,還應該注重對學生學習興趣、探究能力和創新意識以及科學態度、科學精神方面的培養。初中物理課程還是一門注重實驗的自然科學基礎課程。此階段的物理課程應注意讓學生經歷實驗探究過程,學習科學知識和科學探究方法,提高分析問題和解決問題的能力,因此對于初中物理實驗教學值得深入探索。
初中物理實驗教學可以分為兩個組成部分,一個部分是傳統的課堂實驗,以老師講授演示實驗為主,學生觀察現象分析原因。這個部分的實驗應該以激發學生的好奇心和學習興趣為首要目的?!昂闷嫘氖且环N強烈的求知欲”,興趣是最好的老師。人類正是有著仰望天空的好奇心,才有了蓬勃發展的科技??茖W發展史也證實了這一點,好奇心在推動科學進步中所起的作用不可忽視。因此激發學生的好奇心能有效幫助學生開展學習,高效掌握更多知識,而物理實驗正是非常有效的能激發學生好奇心的教學手段。傳統的物理實驗教學中,各種經典實驗設計在傳統環境下都幾臻完美,但現今人類已進入信息時代,教學手段也要與時俱進[3]。初中生相較以往視野不再局限狹窄,傳統的實驗現象早已司空見慣,且在視覺、聽覺等表F上顯得不夠具有沖擊力和吸引力,難以吸引學生。新的實驗應該緊跟熱點科技信息,加強科普教育,并借助信息技術開展物理實驗教學,從而顯著提升教學的直觀性和形象性,達到提升教學質量和培養學生綜合素質的目的。例如,2016年國家最高科學技術獎頒給趙忠賢院士和屠呦呦女士。趙忠賢院士研究領域是高溫超導體,以此為引,可以向學生介紹定義電阻的歐姆定律和磁鐵同性相吸異性相斥的性質,通過多媒體展示超導體的研究歷史及其零電阻和抗磁性兩大特性,并讓學生積極參與超導體應用前景展望。最后通過實驗演示,讓學生了解電阻的測量與磁鐵性質驗證。這樣,結合現代化信息手段,教學的直觀性和趣味性有了明顯的進步,學生學習效果將有顯著提升,同時進行了科普教育,對學生科學素養的提高有積極作用。
初中物理實驗還有一個重要組成部分是家庭實驗,這在以往教學中經常被忽視。實際上,物理是與生活聯系最緊密的學科之一[4],課堂實驗教學時間有限,主要目的為激發學生好奇心和讓學生了解基本原理,而鞏固實驗原理與進一步探索和運用到生活實際都依靠家庭實驗來完成。家庭實驗是物理教學不可或缺的一部分,其優勢是在輕松愉快的環境下,讓學生開展對自然規律的探索,可以讓學生充分感受物理的趣味性,加深對課堂課本知識的理解。初中生處于成長階段,有對新鮮事物接受速度快,好奇心強等優點,但也存在自主能動性差,總結歸納能力不足的缺陷。因此,對于家庭實驗,需要教師有意識地引導學生開展。盧梭說過“教師的職責不在于教給學生各種知識和灌輸各種觀念,而是在于引導學生直接從外界事物和周圍事物環境中進行學習,同學生的生活實際相合,從而使他們獲取得有用的知識?!奔彝嶒灳褪沁@樣一個很好的平臺。在課堂教學中,應引導學生開展對生活中實際現象進行觀察,分析物理本質,有意識地布置相關家庭實驗作為家庭作業,同時鼓勵學生自主設計家庭實驗,增強學生動手能力、解決實際問題的能力和創新能力。傳統家庭實驗受客觀條件限制,容易在試驗中遇到實驗精度低、實驗器材缺乏問題。對于此類問題,在現代信息社會已不復存在。當代電商平臺異常發達,相關設備的購買極其簡單。常見的簡單儀器和器材在網店都有出售,學生只需小筆花費就能獲得大量的實驗器具進行試驗。例如對于彩虹的形成,學生可以網購三棱鏡在家進行觀察,認識到原理后進一步通過水龍頭噴出水霧制造彩虹??偠灾?,在現在信息時代,家庭實驗以往存在的大部分缺點已被克服,家庭實驗能更好地讓學生學以致用,彌補課堂教學的不足,提高學習主動性和學習效果。
2 結語
物理實驗對物理學發展起重要作用,物理實驗教學是物理教學重要組成部分。在初中物理學啟蒙階段,需要格外認識到實驗教學的重要性,避免學生面對枯燥的理論公式產生厭學情緒。在教學中,物理實驗要有趣味性,實驗現象需具備較強的視覺或聽覺沖擊力,有效激發學生學習興趣。需要特別重視家庭實驗,引導學生課外開展家庭實驗,讓學生親身參與探索自然規律,增強對理論知識的理解,提高學生科學素養,為全民科普提供有效貢獻。
參考文獻
[1] 陳建英.物理實驗教學與能力培養[J].安徽教育學院學報,2001(19):82-83.
[2] 徐琳.關于物理實驗教學的幾點思考[J].安徽教育學院學報,2002(20):32-35.
篇10
關鍵詞:文科物理;教學實踐
文科物理的授課對象是文科學生。文科學生在以后的工作中可能永遠不會遇到“相對論”或者是“量子力學”的問題,他們不學大學物理,似乎是天經地義的事。但是,進入知識經濟時代,我們再不能把大學教育簡單地看作是“崗位培訓”,再不能把大學物理僅定位成為工科專業后繼課程服務的基礎課程,學生也不是“知識的容器”,文科生也需要具有一定的科學文化素養。
那么,給文科生開設文科物理課程的意義何在?如何給文科學生講授大學物理課程?筆者在這方面做了初步的教學探索。
一、文科生開設物理課的意義
愛因斯坦曾說過:“科學對于人類事務的影響有兩種方式,第一種方式是科學直接地、并在更大程度上間接地生產出完全改變了人類生活的工具;第二種方式是教育的性質——它作用于心靈。”給文科生開設大學物理課程主要是想用科學對人類事物的第二種影響方式來影響他們。所以在這里關于開設文科物理課的意義我想強調兩點:1、知識的積累;2、素質教育。
美國物理學家費曼曾經說過:“物理學是最基本的、包羅萬象的一門學科,它對整個科學的發展有深遠的影響?!睋Q句話說,物理學的研究對象很難用一個范圍、一句話去定義。力、熱、電磁、光、原子、基本粒子、凝聚態、材料、信息、超導等等,大到天體,小到基本粒子,從宏觀到微觀,從低速到高速,都是物理學的研究對象及范圍。無論是在過去、現在還是將來,物理學都是各類學科的帶頭學科和基礎學科,甚至為其它學科的建立提供了最基本的原理(支持保障等)。所以我給文科生提出來的學學物理的第一個目標就是,通過大學物理的學習來積累知識,從而認識自然,理解自然界中一些最基本的規律和現象,建立正確的世界觀。
我給文科生提出來的第二個目標是,通過大學物理的學習來提高自身素質,建立正確的方法論?,F代教育觀點是:一個人接受終生教育,而大學所提供的教育是以基礎的、素質的、方法的教育為主要目的的教育,是一個階段性的教育。大學教育把提高學生的素質,也就是把能力的培養放在首位。物理學有自己的一套體系,它所涉及的思維方式、哲學思考、美學原則、科學方法,使其成為進行素質教育、方法教育的不可替代的學科。因此,開設大學物理課不僅僅是出于為某專業服務的考慮,更因為這是進行素質教育、方法教育的一個有效途徑。
綜上可見,開設文科物理課有兩種作用,一是通過基礎知識的學習,了解自然運行的規律;另一個是思維方法的教學、科學精神的熏陶、創新素質的培養,即科學文化的教學。這是一門軟硬結合的課程,從某種程度上講,科學文化教學的重要性不亞于基礎知識的教學。開設文科物理課的目的就是培養文科學生的綜合素質,提高學生的思維能力、觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力,形成客觀認識世界的方法,具備科學精神和人文精神。除了培養正確的世界觀和方法論,文科生開設大學物理有其更深遠的意義所在。
伴隨著文藝復興,歐洲走出了中世紀,科學發展起來了,人類文化中便分出了科學文化,這種文化逐漸區別于早已形成的人文文化。在20世紀50年代的中國,為改變我國科技落后的面貌政策導向,我們曾倡導過“學好數理化,走遍天下都不怕”。這句話雖然在當時曾受到批判,卻在實際上鼓勵了無數青年發奮地學習科學技術。然而,兩種文化的分裂也以一種中國特色的形式表現出來了。
被譽為“德國教育之父”的洪堡提出:教育是個人狀況全面和諧的發展,是人的個性、特性的一種整體發展,教育是一個人一輩子都不可能結束的過程,教育是人自身目的,也是人的最高價值體現。一切社會活動都是人的活動,要改善我們的社會,就必須改善和提高人的全面素質。因此我們的教育應當致力于培養德、智、體、能、美等諸方面和諧發展的一代新人。而要做到這一點,正如已故著名女科學家吳健雄所指出,應該把人類文化已經長期分裂而造成隔閡的兩種文化——科學文化與人文文化——在校園里重新加以彌合,這是為了避免社會可持續發展中出現危機而必須解決的一個刻不容緩的問題。21世紀科學需要文理相通,這是給文科生開設物理課的根本意義所在。
二、文科物理的課程體系——立足于理,建瓴于文
經多方比較,選用倪光炯先生的《文科物理——物理思想與人文精神的融合》作為教材。編者首先強調了一個重要理念,物理學既是科學也是文化。在人類的人文文化和科學技術文化兩大文化中,后者的重要部分就是物理文化。物理教育的基本任務之一是傳遞物理文化。因此,物理教育不應僅是傳授物理知識的過程,而且要突出物理教育中的文化特征,重視對學生探索、求實精神及科學審美觀等的培養。一句話,就是要重視對學生科學素質的培養與教育。
按照上述理念,《文科物理——物理思想與人文精神的融合》以物理學史的發展為主線,以物理學發展史和物理學研究方法論作為其主要內容,從人文文化和科學文化的高度把有關的內容組織起來。編者在該書的編寫中,充分體現了文理滲透的精神,注意加強物理學的人文色彩,并注意突出物理學的思想性和哲理性,立足于理,建瓴于文。
文科物理共分為十個章節。第一章,兩種文化的歷史演變。通過簡介中國傲人過去,引出李約瑟難題;在分析李約瑟難題過程中分析東西方哲學的差異;正是因為東西方哲學的不同開局導致了兩種文化的分裂;最后指出東西方文化的融合對可持續發展的必要性;21世紀的科學需要文理相同,再次強調文科生學習物理的必要性。第二章,經典力學的建立。從哥白尼、地谷到開普勒,從伽利略到牛頓,簡單介紹了經典力學的發展與成熟,簡短的篇幅里面有完整的經典力學體系。第三章,從靜電現象到電磁現象。包含了電磁學的整個完整體系,介紹思路也是順延物理學的發展過程。第四章,光的本性是什么。簡單的闡述了光的本質和有關光的最基本的物理現象。第五章,打開微觀世界研究大門的三大發現。介紹了通向近代物理之門的三把鑰匙X射線、放射性、電子的發現過程,在了解物理知識的同時我們還能學到正確的分析問題和解決問題的方法,并能領略到科學家的大師風范。第六章,物質觀的革命——量子論。屬于近代物理的范疇,帶學生們走入微觀世界,了解神秘的量子理論。第七章,統計規律,混沌,熵與信息。屬經典熱學范疇,研究了生活中遇到的熱現象的微觀實質。第八章,時空觀的革命——相對論。屬于近代物理范疇,它將帶學生們走進高速的研究領域,在這里大家根深蒂固的時空觀將被。第九章天體物理學的新發展將給學生們簡單介紹天空中各種星體的運行。演化和研究手段。第十章物理亦文化再次給大家展示物理學的魅力所在。
物理學在研究和發展過程中所形成的各種方法、理論與實踐、歸納與演繹、分析與綜合、類比聯想和假設試探、理想化方法與模型化方法等都是培養和提高人的觀察能力、思維能力、表達能力、理論聯系實際能力和創新能力等素質最有效的方法。文科物理中不僅蘊含著先進的生產力,同時也蘊含著先進文化,對人類的未來能夠起到決定性的作用。
三、文科物理課程的授課方法及其可行性分析
在高等教育從精英教育向大眾化教育的轉型時期,在教學中首先要提高學生的學習興趣,這就要求教師在課堂上追求全方位的精彩。講出物理學中的科學之美,簡捷與統一之美,深邃與含蓄的內在之美,奇異與對稱的和諧之美。讓學生在浩繁的物理概念和推理下感受物理大師們賦予自然科學的真善美。出于這方面的考慮,文科物理教學過程一定要優化教學方法。
文科物理的教學過程中綜合采用了知識結構法教學、發現法教學、案例法教學、討論法教學。