物理學論文范文
時間:2023-04-01 05:18:07
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篇1
【論文摘要】針對目前醫用物理學課堂教學中存在的教學內容不合理,學生學習興趣不高等問題,應該改革教學內容,提高教師素質,優化教學方法,以實現教學目標,提高專業素質。
醫用物理學是高等醫藥院校醫學相關專業本科一年級的必修基礎課。近兩年我校教學改革,將臨床醫學專業的醫用物理學課程的學時數改為36學時(理論學時),然而教學目的沒有變。鑒于學時少、內容多的實際情況,怎樣使醫學生較好地掌握相關物理學基礎理論知識的同時,科學素質也得到相應的提高,是我們迫切需要解決的問題。根據這兩年本人從事醫用物理學的教學實踐,結合我校的實際,談談我的一些想法。
一、醫用物理學課堂教學中存在的主要問題
1、學生的學習興趣不高
第一,物理學是基礎課,是解釋生命現象的基礎,卻不能代替生命科學去解釋生命現象,因此大部分學生認為物理學與跟自己的專業關系不大,學物理沒什么用處。第二,主講教師絕大多數不是醫學專業出身,而是來自于物理學或物理教育專業,具有物理學和教育學的知識和能力,但從事醫用物理教學還缺乏相關的醫學知識。正是因為我們教師自身對醫學知識了解不夠,教學中不能很好地闡明物理學在醫學中的應用,教學內容缺乏實用性,以及教學過程枯燥乏味,所以不能激發學生的學習興趣[1]。第三,我校90%以上的學生在高中分科的時候,選讀的科目是生物或化學,因此物理基礎相對薄弱,很多學生認為物理學比較難學,存在畏難情緒。例如:我們學校臨床醫學(全科醫學方向)05(2)班共63人,高中選物理的只有4人,占總人數的6%。
2、教學內容不合理
醫用物理學以培養學生的邏輯思維能力和操作能力為目標,讓學生通過學習物理學知識,理論聯系實際去解釋生命現象,學會發現問題、分析問題和解決問題,為以后的學習和研究做好鋪墊。而我們的醫用物理學教學中往往注重物理學體系的完整性,教學內容以講授物理規律為主,僅僅是在每一章的最后一節加了一點物理學知識在醫學上的應用,不能有效地把理論聯系實際貫穿在整個授課過程[2]。另外,目前我校臨床醫學專業的醫用物理學講授的內容有:流體的運動、振動和波、電磁學、波動光學、幾何光學、量子力學基礎、原子核與放射性等部分,而與醫學聯系非常緊密的X射線、激光和核磁共振等,由于學時數不夠沒辦法講授。同時課時少、內容多的矛盾日益突出,物理教學以理論課為主,實驗操作很少,使學生缺乏鍛煉,儀器設備適應能力差,動手能力差。
3、考試內容不盡人意
考題內容多以理論分析、定量計算為主,偏重于物理理論的掌握和定量分析計算,純物理味過濃,考試內容的應用性與醫學相關性較差,較少涉及醫學相關內容,不能體現醫用物理學的特點[1]。
二、醫用物理學課堂教學改革思路
1、改革教學內容
(1)精選教學內容。由于內容多,課時少的矛盾極為突出,根據基本保證物理學本身系統性,兼顧醫學專業需要以及醫學物理學的發展趨勢的原則,選擇物理學中與醫學有密切聯系的內容。建議將原來的量子力學基礎部分換成x射線和激光。
(2)重視物理知識在實際生活特別是在醫學中的應用。第一,主要介紹物理學與醫學相結合的知識。例如,流體的運動部分側重介紹與人體血液循環和呼吸過程有關的流體的運動;振動和波動部分主要介紹與人的聲音和聽覺有關的振動、波動和聲;電磁學部分主要介紹對深入了解生物電磁現象和有效使用現代醫學儀器而必備的電磁學知識;幾何光學主要介紹人眼的光學結構,還有激光、X射線以及核醫學物理基礎等等。在教學過程中合理地引入臨床醫學問題,有助于綜合應用物理學現象和物理規律,有助于學生理論聯系實際,提高其分析問題、解決問題的能力,有助于活躍課堂氣氛,提高學生的學習興趣。第二,教學中盡量避免純數學的推導和計算,增加與醫學相關內容的講授時間。由于高等數學與醫用物理學都是大一上學期開課,醫用物理學的有些內容需用到高等數學,但由于課時方面的原因,進度不能保證一致,如靜電場中電場強度與電勢的計算都需用到定積分,然而講授靜電場時,學生還沒學到定積分。因此把高等數學中微積分的分析思路引入即可,不必定量計算,等到學生高等數學課跟上節拍后,自然就能解題。對重要的物理定律、公式、結論要講清思路,講明來源和應用思想,讓學生了解、明白,會定性分析即可[1]。第三,注意物理新知識的延伸[3],在適當的地方介紹一些近代物理知識及與醫學相關的物理學成就,也可將教學內容中的重點和臨床醫學中的實際結合在一起,開展專題講座。例如:激光醫學專題、醫學影像專題、電療、磁療等。
2、提高教師素質
(1)強化教師隊伍的建設。要構建具有“醫用”特色的物理學體系,就必須找到物理與醫學的最佳切入點及生長點,以推動醫用物理學的改革。這就要求醫用物理學教師必須有較完善的知識結構,既要有充分的物理學的知識,又要有解剖學、病理學以及生理學等方面的醫學基礎知識。然而,主講教師的醫學知識缺乏,不能很好的將理論聯系在醫學實際中。為此,物理學教師必須主動適應知識的動態需求,走出課堂、調查研究、更新知識。首先,在保證教學的前提下,通過進修、攻讀學位等方式,進一步強化教師隊伍的建設。其次,鼓勵和組織教師跨學科聽課,以增長相關學科的知識和拓寬知識面,促使教學內容從單一化向多樣化、綜合化發展。再次,積極開展科學研究,及時追蹤學科發展新動向及新技術、新方法。在此基礎上,進一步了解臨床和科研對物理學的需求,架構起二者聯系的“橋梁”。[4](2)加強集體備課。整合每一位教師的專長,定期召開研討會,學重點,分解教學難點,爭論教學熱點,分析醫學與物理在實踐中的典型例子,充分發揮每個人的優勢。
3、優化教學方法
(1)培養學生獨立思考和自學能力。大一新生剛進入大學,思維方式還停留在中學的學習方法上。中學教師每節課講的內容較少,課后做大量的習題,而大學課堂上每節課講述的內容多,習題相對少,學生一時很難適應。因此我們在學期初應該在學習方法上對學生加以指導,培養學生獨立思考和自學能力,幫助學生盡快地適應大學的學習方式[3]。例如:每次課結束的時候告訴學生下次課將要學習的內容,讓學生提前預習,并把看不懂的地方記錄下來,這樣帶著問題去聽課,將會達到更好的效果。另外,也可以把下一節課要講的內容分成幾個主題,讓學生分別去準備,要求學生帶著問題去看書或者去圖書館查閱相關資料。學生通過預習書本上的內容和查閱相關文獻把答案準備好,上課的時候由學生來講,老師負責糾正錯誤并進行總結。這種方式不但充分調動了學生的積極性,還使講課內容更加豐富。
(2)采用多種教學方法。例如:類比教學法:物理學中有些概念、規律較抽象,學生很難理解,我們可以拿學生熟悉的概念、規律與它們類比,這樣學生就很容易接受。例如:我們講到電勢梯度的概念時,由于高等數學中與其相關矢量的知識沒有學,因此有些學生不理解,如果我們拿學生很熟悉的速度的概念與電勢梯度進行類比:速度是位移隨時間的變化快慢,電勢梯度實際上就是電勢沿空間某個方向(這個方向就是等勢面的法線方向)的變化快慢,這樣學生就恍然大悟。歸納總結法:每學習完一節內容,我們應該做一個小結,學習完一章或者物理學一部分(例如:電磁學、波動光學、幾何光學、原子核物理與放射性等)也要做總結,并且總結的時候要講究方法,例如:對于相似的、容易混淆的物理概念或者規律,可以采用對比歸納法,這樣更容易記憶,并且不容易混淆。例如:光的干涉和光的衍射都描述的是光的波動性,它們二者有什么相同點和不同點呢?我們可以從以下方面進行分析對比和歸納總結:干涉現象和衍射現象產生的條件;干涉現象和衍射現象的分類;不同類型的干涉條紋和衍射條紋中明暗條紋的條件;條紋間距;影響干涉條紋和衍射條紋的因素等等。我們可以采用列表或者框圖的形式,這樣更直觀、更容易記憶。另外,對于有共性的物理量或者規律,可以放在一起來記憶。例如:靜電場比較抽象,很多學生學習起來有些困難。例如我們可以把靜電場力做功跟重力做功進行類比等等。當然,每個人都有適合自己的學習方法,如果教師做好所有的歸納總結,然后讓學生被動地去接受,這樣是不能達到較好的教學效果的。我們應該督促學生自己歸納總結,讓所學的物理知識在他們的頭腦中構建一個清晰的系統結構。
4、認真批改作業和講評作業
每次布置的課后作業,都認真批改,作為平時成績的一部分;指出學生的錯誤之處,并且把學生出錯的地方都做好筆記,然后把各種不同的錯誤進行分析、歸納總結,做好相應的電子課件,該課件不僅展示作業的參考答案,而且還列舉各種不同的錯誤做法,這樣可以加深學生的印象,告誡他們以后不要出現此類錯誤。除此之外,對于學生頻繁出錯的地方,教師應該作自我總結,在以后的教學過程中要注意改進教學方法,著重強調這些地方。
5、改革考試內容
改變過去以計算題為主的做法,增加論述性、主觀性、綜合性、應用性(與醫學相關的內容)和設計性的題目。這樣可以幫助學生提高分析、比較、歸納、綜合的能力和發現問題、解決問題的能力及語言、圖形表達的能力。
總之,為了適應醫學生物理基礎培養的需要,落實素質教育目標,醫用物理教學改革勢在必行。醫用物理學教學改革的宗旨應該是改過去枯燥、乏味、難學、缺乏實用性的教學模式為輕松愉快的教育形式。從總體培養目標出發,本著因材施教、因需施教的原則,改變過去物理教學中求精求深的教學方式,使教學方式多樣化、內容實用化,加強與醫學的有機結合,既保證醫學生對物理基本概念的掌握,又保證大綱的完成。
【參考文獻】
[1]艾拜都拉•肉孜,馬遠新,樊孝喜.醫用物理學教學改革初探[J].新疆醫科大學學報,2002,25(3):347-348.
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篇2
二十世紀即將結,二十一世紀即將來臨,二十世紀是光輝燦爛的一個世紀,是個類社會發展最迅速的一個世紀,是科學技術發展最迅速的一個世紀,也是物理學發展最迅速的一個世紀。在這一百年中發生了物理學革命,建立了相對信紙和量子力學,完成了從經典物理學到現代物理學的轉變。在二十世紀二、三十年代以后,現代物理學在深度和廣度上有了進一步的蓬勃發展,產生了一系列的新學科的交叉學科、邊緣學科,人類對物質世界的規律有了更深刻的認識,物理學理論達到了一個新高度,現代物理學達到了成熟的階段。
在此世紀之交的時候,人們自然想展望一下二十一世紀物理學的發展前景,探索今后物理學發展的方向。我想談一談我對這個問題的一些看法和觀點。首先,我們來回顧一下上一個世紀之交物理學發展的情況,把當前的情況與一百年前的情況作比較對于探索二十一世紀物理學發展的方向是很有幫助的。
一、歷史的回顧
十九世紀末二十世紀初,經典物物學的各個分支學科均發展到了完善、成熟的階段,隨著熱力學和統計力學的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立,經典物理學達到了它的頂峰,當時人們以系統的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫,幾乎能完美地解釋所有已經觀察到的物理現象。由于經典物理學的巨大成就,當時不少物理學家產生了這樣一種思想:認為物理學的大廈已經建成,物理學的發展基本上已經完成,人們對物理世界的解釋已經達到了終點。物理學的一些基本的、原則的問題都已經解決,剩下來的只是進一步精確化的問題,即在一些細節上作一些補充和修正,使已知公式中的各個常數測得更精確一些。
然而,在十九世紀末二十世紀初,正當物理學家在慶賀物理學大廈落成之際,科學實驗卻發現了許多經典物理學無法解釋的事實。首先是世紀之交物理學的三大發現:電子、X射線和放射性現象的發現。其次是經典物理學的萬里晴空中出現了兩朵“烏云”:“以太漂移”的“零結果”和黑體輻射的“紫外災難”。[1]這些實驗結果與經典物理學的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾,經典物理學的傳統觀念受到巨大的沖擊,經典物理發生了“嚴重的危機”。由此引起了物理學的一場偉大的革命。愛因斯坦創立了相對論;海林堡、薛定諤等一群科學家創立了量子力學?,F代物理學誕生了!
把物理學發展的現狀與上一個世紀之交的情況作比較,可以看到兩者之間有相似之外,也有不同之處。
在相對論和量子力學建立起來以后,現代物理學經過七十多年的發展,已經達到了成熟的階段。人類對物質世界規律的認識達到了空前的高度,用現有的理論幾乎能夠很好地解釋現在已知的一切物理現象??梢哉f,現代物理學的大廈已經建成。在這一點上,目前有情況與上一個世紀之交的情況很相似。因此,有少數物理學家認為今后物理學不會有革命性的進展了,物理學的根本性的問題、原則問題都已經解決了,今后能做到的只是在現有理論的基礎上在深度和廣度兩方面發展現代物理學,對現有的理論作一些補充和修正。然而,由于有了一百年前的歷史經驗,多數物理學家并不贊成這種觀點,他們相信物理學遲早會有突破性的發展。另一方面,雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現象是現代物理學的理論不能很好地解釋的,但是這些矛盾并不是嚴重到了非要徹底改造現有理認紗可的程度。在這方面,目前的情況與上一個世紀之交的情況不同。在上一個世紀之交,經典物理學發生了“嚴重的危機”;而在本世紀之交,現代物理學并無“危機”。因此,我認為目前發生現代物理學革命的條件似乎尚不成熟。
雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現象是現代物理學的理論不能很好地解釋的,但是這些矛盾并不是嚴重到了非要徹底改造現有理認紗可的程度。在這方面,目前的情況與上一個世紀之交的情況不同。在上一個世紀之交,經典物理學發生了“嚴重的危機”;而在本世紀之交,現代物理學并無“危機”。因此,我認為目前發生現代物理學革命的條件似乎尚不成熟??陀^物質世界是分層次的。一般說來,每個層次中的體系都由大量的小體系(屬于下一個層次)構成。從一定意義上說,宏觀與微觀是相對的,宏觀體系由大量的微觀系統構成。物質世界從微觀到宏觀分成很多層次。物理學研究的目的包括:探索各層次的運動規律和探索各層次間的聯系。
回顧二十世紀物理學的發展,是在三個方向上前進的。在二十一世紀,物理學也將在這三個方向上繼續向前發展。
1)在微觀方向上深入下去。在這個方向上,我們已經了解了原子核的結構,發現了大量的基本粒子及其運規律,建立了核物理學和粒子物理學,認識到強子是由夸克構成的。今后可能會有新的進展。但如果要探索更深層次的現象,必須有更強大得多的加速器,而這是非常艱巨的任務,所以我認為近期內在這個方向上難以有突破性的進展。
2)在宏觀方向上拓展開去。1948年美國的伽莫夫提出“大爆炸”理論,當時并未引起重視。1965年美國的彭齊亞斯和威爾遜觀測到宇宙背景輻射,再加上其他的觀測結果,為“大爆炸”理論提供了有力的證據,從此“大爆炸”理論得到廣泛的支持,1981年日本的佐藤勝彥和美國的古斯同時提出暴脹理論。八十年代以后,英國的霍金[2,3]等人開始論述宇宙的創生,認為宇宙從“無”誕生,今后在這個方向上將會繼續有所發展。從根本上來說,現代宇宙學的繼續發展有賴于向廣漠的宇宙更遙遠處觀測的新結果,這需要人類制造出比哈勃望遠鏡性能更優越得多的、各個波段的太空天文望遠鏡,這是很艱巨的任務。
我個人對于近年來提出的宇宙創生學說是不太信的,并且認為“大爆炸”理論只是對宇宙的一個近似的描述。因為現在的宇宙學研究的只是我們能觀測到的范圍以內的“宇宙”,而我相信宇宙是無限的,在我們這個“宇宙”以外還有無數個“宇宙”,這些宇宙不是互不相干、各自孤立的,而是互相有影響、有作用的。現代宇宙學只研究我們這個“宇宙”,當然只能得到近似的結果,把他們的延伸到“宇宙”創生了初及遙遠的未來,則失誤更大。
3)深入探索各層次間的聯系。
這正是統計物理學研究的主要內容。二十世紀在這方面取得了巨大的成就,先是非平衡態統計物理學有了得大的發展,然后建立了“耗散結構”理論、協同論和突變論,接著混沌論和分形論相繼發展起來了。近年來把這些分支學科都納入非線性科學的范疇。相信在二十一世紀非線性科學的發展有廣闊的前景。
上述的物理學的發展依然現代物理學現有的基本理論的框架內。在下個世紀,物理學的基本理論應該怎樣發展呢?有一些物理學家在追求“超統一理論”。在這方面,起初是愛因斯坦、海森堡等天才科學家努力探索“統一場論”;直到1967、1968年,美國的溫伯格和巴基斯坦的薩拉姆提出統一電磁力和弱力的“電弱理論”;目前有一些物理學家正在探索加上強力的“大統一理論”以及再加上引力把四種力都統一起來的“超統一理論”,他們的探索能否成功尚未定論。
愛因斯坦當初探索“統一場論”是基于他的“物理世界統一性”的思想[4],但是他努力探索了三十年,最終沒有成功。我對此有不同的觀點,根據辯證唯物主義的基本原理,我認為“物質世界是既統一,又多樣化的”。且莫論追求“超統一理論”能否成功,即便此理論完成了,它也不是物理學發展的終點。因為“在絕對的總的宇宙發展過程中,各個具體過程的發展都是相對的,因而在絕對真理的長河中,人們對于在各個一定發展階段上的具體過程的認識只具有相對的真理性。無數相對的真理之總和,就是絕對的真理。”“人們在實踐中對于真理的認識也就永遠沒有完結?!盵5]
現代物理學的革命將怎樣發生呢?我認為可能有兩個方面值得考試:
1)客觀世界可能不是只有四種力。第五、第六……種力究竟何在呢?現在我們不知道。我的直覺是:將來最早發現的第五種力可能存在于生命現象中。物質構成了生命體之后,其運動和變化實在太奧妙了,我們沒有認識的問題實在太多了,我們今天對于生命科學的認識猶如亞里斯多德時代的人們對于物理學的認識,因此在這方面取得突破性的進展是很可能的。我認為,物理學業與生命科學的交叉點是二十一世紀物理學發展的方向之一,與此有關的最關于復雜性研究的非線性科學的發展。
2)現代物理學理論也只是相對真理,而不是絕對真理。應該通過審思現代物理學理論基礎的不完善性來探尋現代物理學革命的突破口,在下一節中將介紹我的觀點。
二、現代物理學的理論基礎是完美的嗎?
相對論和量子力學是現代物理學的兩大支柱,這兩大支柱的理論基礎是否十全十美的
呢?我們來審思一下這個問題。
1)對相對論的審思
當年愛因斯坦就是從關于光速和關于時間要領的思考開始,創立了狹義相對論[1]。我們今天探尋現代物理學革命的突破口,也應該從重新審思時空的概念入手。愛因勞動保護坦創立狹義相對論是從講座慣性系中不同地點的兩個“事件”的同時性開始的[4],他規定用光信號校正不同地點的兩個時鐘來定義“同時”,這樣就很自然地導出了洛侖茲變換,進一步導致一個四維時空(x,y,z,ict)(c是光速)。為什么愛因勞動保護擔提出用光信號來校正時鐘,而不用別的信號呢?在他的論文中沒有說明這個問題,其實這是有深刻含意的。
時間、空間是物質運動的表現形式,不能脫離物理質運動談論時間、空間,在定義時空時應該說明是關于什么運動的時空。現代物理學認為超距作用是不存在的,A處發生的“事件”影響B處的“事件”必須通過一定的場傳遞過去,傳遞需要一定的時間,時間、空間的定義與這個傳遞速度是密切相關的。如果這種場是電磁場,則電磁相互作用傳遞的速度就是光速。因此,愛因斯坦定義的時空實際上是關于由電磁相互作用引起的物質運動的時空,適用于描述這種運動。
愛因斯坦把他定義的時間應用于所有的物質運動,實際上就暗含了這樣的假設:引力相互作用的傳遞速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速傳遞的呢?令引力相互作用的傳遞速度為c'。至今為止,并無實驗事實證明c'等于c。愛因斯坦因他的“物質世界統一性”的世界觀而在實際上假定了c=c'。我持有“物質世界既統一,又多樣化的”以觀點,再加之電磁力和引力的強度在數量級上相差太多,因此我相相信c'可能不等于c。工樣,關于由電磁力引起的物質運動的四維時空(x,y,z,ict)和關于由引力引起的運動的時空(x',y',z',ic't')是不同的。如果研究的問題只涉及一種相互作用,則按照現在的理論建立起來的運動方程的形式不變。例如,愛因斯坦引力場方程的形式不變,只需把常數c改為c'。如果研究的問題涉及兩種相互作用,則需要建立新的理論。不過,首要的事情是由實驗事實來判斷c'和c是否相等;如果不相等,需要導出c'的數值。
我在二十多年前開始形成上述觀點,當時測量引力波是眾所矚目的一個熱點,我曾對那些實驗寄予厚望,希望能從實驗結果推算出c'是否等于c。令人遺憾的是,經過長斯的努力引引力波實驗沒有獲得肯定的結果,隨后這項工作冷下去了。根據愛國斯坦理論預言的引力波是微弱的,如果在現代實驗技術能夠達到的測量靈敏度和準確度之下,這樣弱的引力波應該能夠探測到的話,長期的實驗得不到肯定的結果似乎暗示了害因斯坦理論的缺點。應該從c'可能不等于c這個角度來考慮問題,如果c'和c有較大的差異,則可能導出引力波的強度比根據愛因勞動保護坦理論預言的強度弱得多的結果。
弱力、強力與引力、電磁力有本質的不同,前兩者是短程力,后兩者是長程力。不同的相互作用是通過傳遞不同的媒介粒子而實現的。引力相互作用的傳遞者是引力子;電磁相互作用的傳遞者是光子;弱相互作用的傳遞者是規范粒子(光子除外);強相互作用的傳遞者是介子。引力子和光子的靜質量為零,按照愛因斯坦的理論,引力相互作用和電磁相互作用的傳遞速度都是光速。并且與傳遞粒子的靜質量和能量有關,因而其傳遞速度是多種多樣的。
在研究由弱或強相互作用引起的物質運動時,定義慣性系中不同的地點的兩個“事件”的“同時”,是否應該用弱力或強力信號取代光信號呢?我對核物理學和粒子物理學是外行,不想貿然回答這個問題。如果應該用弱力或強力信號取代光信號,那么關于由弱力或強力引起的物質運動的時空和關于由電磁力引起的運動的時空(x,y,z,ict)及關于由引力引起的運動的時空(x',y',z',ic't')
有很大的不同。設弱或強相互作用的傳遞速度為c'',c''不是常數,而是可變的,則關于由弱或強力引起的運動的時空為(x'',y'',z'',Ic''t''),時間t''和空間(x'',y'',z'')將是c'的函數。然而,很可能應該這樣來考慮問題:關于由弱力引起的運動的時空,在定義中應該以規范粒子的靜質量取作零時的速度c1取代光速c。由于“電弱理論”把弱力和電磁力統一起來了,因此有可能c1=c,則關于由弱力引起的運動的時空和關于由電磁力引起的運動的時空是相同的,同為(x,y,z,ict)。關于由強力引起的運動的時空,在定義中應該以介子的靜質量取作零(在理論上取作零,在實際上沒有靜質量為零的介子)時的速度c''取代光速c,c''可能不等于c。則關于由強力引起的運動的時空(x'',y'',z'',Ic''t'')不同于(x,y,z,ict)或(x',y',z',ic't')。無論上述兩種考慮中哪一種是對的,整個物質世界的時空將是高于四維的多維時空。對于由短程力(或只是強力)引起的物質運動,如果時空有了新的一義,就需要建立新的理論,也就是說需要建立新的量子場論、新的核物理學和新的粒子物理學等。如果研究的問題既清及長程力,又涉及短程力(尤其是強力),則更需要建立新的理論。
1)對量子力學的審思
從量子力學發展到量子場論的時候,遇到了“發散困難”[6]。1946——1949年間,日本的朝永振一郎、美國的費曼和施溫格提出“重整化”方法,克服了“發散困難”。但是“重整化”理論仍然存在著邏輯上的缺陷,并沒有徹底克服這一困難。“發散困難”的一個基本原因是粒子的“固有”能量(靜止能量)與運動能量、相互作用能量合在一起計算[6],這與德布羅意波在υ=0時的異性。
現在我陷入一個兩難的處境:如果采用傳統的德布羅意關系,就只得接受不合理的德布羅意波奇異性;如果采納修正的德布羅意關系,就必須面對使新的理論滿足相對論協變性的難題。是否有解決問題的其他途徑呢?我認為這個問題或許還與時間、空間的定義有關。現在的量子力學理論中時寬人的定義實質上依然是決定論的定義,而不確定原理是微觀世界的一條基本規律,所以時間、空間都不是嚴格確定的,決定論的時空要領不再適用。在時間或空間的間隔非常小的時候,描寫事情順序的“前”、“后”概念將失去意義。此外,在重新定義時空時還應考慮相關的物質運動的類別。模糊數學已經發展得相當成熟了,把這個數學工具用到微觀世界時空的定義中去可能是很值得一試的。
1)在二十一世紀物理學將在三個方向上繼續向前發展(1)在微觀方向上深入下去;(2)在宏觀方向上拓展開去;(3)深入探索各層次間的聯系,進一步發展非線性科學。
2)可能應該從兩方面去控尋現代物理學革命的突破口。(1)發現客觀世界中已知的四種力以外的其他力;(2)通過審思相對論和量子力學的理論基礎,重新定義時間、空間,建立新的理論
篇3
一、易學自然觀
《周易》包括《易經》和《易傳》兩部分,實際上是上古巫文化化出的符號、周初時期占筮驗詞集錦和戰國末年理性詮釋的統合。作為《易傳》的十篇釋文已經完全脫離卜筮,建立起一套以陰陽為綱闡釋變化的理論體系。漢興,《周易》作為官學傳習和研究的對象,被尊稱為“五經”之首;漢易已經納入陰陽五行學說,隋唐時期易學即以其理性向科學領域滲透;進而逐漸形成以符號系統與以陰陽為綱紀相結合的范疇體系和理論結構。
易學對宇宙的基本觀點是:陰陽相涵相因、流變會通,構成一個合諧互補的有機整體。
張立文教授在《王船山易學思想略論》〔1-191〕中指出:船山的本體哲學,統體會通于和合。所謂和合者,就是“陰陽未分,二氣合一,氤氳太和之真體”?!兑讉鳌酚醒浴靶味险咧^之道,形而下者謂之器”,作者認定道器是虛實范疇,虛與實的主要差異在于隱與顯?!靶味险呤请[也”,隱不是無,而是潛在,是形而下所以存在的根據?!靶味抡呤秋@也”,指有形質的東西,“即形之成乎物而可見可循者也”。即此可知,顯指可見可循的事物和現象,隱指寓于“器”而起作用的現象背后更本質的東西;而隱又不是虛無,“道不虛生,則凡道皆實也”。從而推定道乃實存之體,得出道器交與為體、相涵相因、流變會通的兩系統結構論。
道和器的關系究竟如何?就邏輯上講,“形上者乃形之所自生”,因為凡器皆有形,由“形”邏輯上得出對應于“形下”必然存在著“形上”。就二者的主從關系講,“當其未形而隱然有不可喻之天則,天以之化”,依此概括二者的關系為:道是器存在的依據;道通過器而表現自己,一切顯性的運動變化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度講,是“理不先而氣不后”,二者既不存在先后、本末之別,也就從根本上排除了天理、神創的觀念。
張教授立足于人文(兼及自然)闡述問題,認為“王船山道器、氣關系,充分體現和貫徹了《周易》和合人文的精神”,本文專門討論自然而不涉及人文。依據形上學本體哲學,自然界的物理客體應該分兩類,即“形之已成乎物”和“未形”,二者的本質區別在于形下之“顯”和形上之“隱”。
小結:易學自然觀是兩系統結構論。從靜態角度講,“萬物(包括宇宙自身)負陰而抱陽,沖氣以為和”;從動態角度講,“陰變陽,陽變陰,其變無窮”。所謂的易,就是講陰陽變化之理的學問,即“易以道陰陽”。
二、兩種物理學理論
物理學作為一門學術的名稱,是從亞里士多德的希臘文著作延續下來的,這個希臘詞的意思是探討自然的秩序和原理的“自然學”,亞氏又稱其為自然哲學。大約到18世紀中葉,由于學科內容的分化,自然史和化學從物理學中獨立出來,18世紀后半葉法國討論過留下的物理學意味著什么,結果是把物理學分為一般物理學和特殊物理學。前者指牛頓力學或由《自然哲學的數學原理》導出的以數學描述質點運動的傳統,后者包括聲、光、電、磁等廣泛領域。通常都把這種劃分說成是數學科學傳統和實驗物理學的分離。
1829年,泊松把當時法國物理學的思想傾向歸為兩類:物理力學和解析力學。他把前者的特征描述為“它的唯一的原理是把一切還原為分子運動,而這些分子是把力的效果從一點傳到另一點并保持這些力之平衡作用的核心”,即期望用天體運動的牛頓平方反比定律數學格式,精密地描述宇宙一切現象,稱牛頓范式;而后者則強調現象的解析格式,輕視對物理原因進行討論,稱非牛頓范式。1840年以后,牛頓范式的地位被非牛頓范式所取代;與之同時,拉格朗日原理被泊松和哈密頓予以發展,使力學成為完全分析的形式,并且以能量取代力的概念體系。本應該由之意識到“根本不存在純粹的力學現象,實際上運動總是結合著熱和電磁的變化,它們也規定運動”〔2-9〕,從而結束牛頓的“力學神話”,可惜的是西方哲學沒有能夠為物理學提供合適的自然觀,以后的物理學就在迷茫中走了許多彎路。對兩種范式的本質差異,一般都視為用幾何法還是用解析法的數學問題。
19世紀30年代之后,隨著實驗物理學的成熟,出現了實驗物理學和理論物理學之區分;物理學的理論又分原理理論和構造理論兩類。前者是先使用分析法在經驗中發現自然過程的普遍特征(即原理),然后給出各種過程必須滿足的數學形式的判據,比如牛頓力學;后者又叫“假說—演繹”法,即先確立“想象的原理”(即“假說”),然后采用反證法通過由原理導出的結論對原理進行證明,給出的內容與經驗所顯示的現象吻合得愈多愈一致,特別是能夠從假說來預言現象并得到證實,這種構造理論就愈成功。依據這種分類方法,一般都承認17世紀牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》就分別代表了原理理論和構造理論。對這兩種理論劃分的依據主要在于思維方式,即前者采用分析法而后者采用綜合法。
三、兩類物理客體
牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》,從近代物理學奠基開始,兩種截然不同的理論分別傳承為兩種體系,即牛頓范式——原理理論,惠更斯范式——構造理論,其本質差異不在思維方式和數學形式之不同,也不在是采用數學方法還是實驗方法之別,而在于研究的客體分屬于根本不同的兩類。
以質量對物體進行計量,并假定質量都集中在一個質點,以相互傳遞力的作用描述運動,是牛頓范式的核心觀念;非牛頓范式研究的光、熱、電、磁等現象,都不能以質量進行計量,最終認識到了這種現象都與“能量”直接相關,并且以能量取代了力學概念體系。
而今首當其沖應該明確的是物理學根本就不直覺研究“物質”,正象無法品嘗水果一樣,因為二者都是抽象的類概念。物理學只研究質量、能量、電量、時間和空間之間的關系,兩種理論的適用范圍不同,前者是關于質量系統的理論,后者則適用于能量系統。以往不適當地把能量說成是物質運動的形式(如“能即運動”)〔3-526〕,是產生混亂的肇端。現代物理學已經確認物理客體分兩類:宇觀上有分立的天球和連續輻射,微觀上分粒子和場,粒子物理學分費米子和玻色子,理論物理學稱其為物質粒子和相互作用;物理學理論也分用質量計量和時空描述、用能量計量和位形描述兩個系統?!拔覀兪紫劝延钪娴奈镔|內容分成兩個部分:“物質”即諸如夸克、電子和繆介子等粒子,以及“相互作用”諸如引力和電磁力等等”〔4-38〕。當代著名物理學家霍金居然會說出如此不合邏輯的荒唐話,不難看出“物質”這個誤用概念帶來的混亂是何等嚴重。
物理客體不能用“物質”這個概念進行抽象和概括,而應該分為質量和能量兩個系統,二者的本質差異有3:1、分立和連續;2、有無靜質量;3、量傳遞時物理客體僅只振動而不發生運動方向的位移。確認能量系統存在的依據有5:1、德西特從廣義相對論場方程得出沒有物質的宇宙時空解;2、無限的(負能電子)海的發現;3、愛因斯坦說:“依據廣義相對論沒有以太的空間是不可思議的”;4、3K微波背景輻射證明“空間”不空;5、粒子物理學的實驗發現,絕大多數粒子為瞬息億變的動態網絡。
“全〖ZZ(〗空間〖ZZ)〗充滿著相互作用著的各種不同的場”〔2-387〕,這種分布著某種物理量的空間,不同于經典物理學中作為參量的空間?!皥鰪臄祵W上表述了能量局域性概念”,“是一個具有無窮多自由度的動力系統”〔2-353〕。即此可知,一切自然現象雖表現為質量系統單元個體的運動和變化,動變之因卻源于能量系統的作用;而能量系統本身不通過作用于質量系統的效應也根本就無法觀測。物理學早已將物理客體分為彌散態粒子和凝聚態物體,3K微波輻射發現之后,就應該從分類學的角度再增添一種連續態網絡;進而將彌散態粒子分為質量子和能量子,如此一來,物理世界圖象就會變得非常清晰。
物理客體分物體、粒子、網絡三類,分別用質量、電量(或荷質比)、能量計量;人類生活的現實世界屬于質量系統(從天球到原子乃至質子、電子),能量系統則是一切運動變化的動力之源;所有的共振態、復合態粒子均屬于能量系統的動態網絡,只有那些穩定的能量子才有現實意義;不同能量子的有序組合構成信息(從質量系統講,傳遞信息必須有載體,而對能量系統,信息和載體則合而為一,于此無暇展開討論),可以用于操作質量系統的變化和存儲一切自然現象。
小結:物理客體分兩個系統三種態。質量系統和能量系統確實屬于“負陰而抱陽,沖氣以為和”的狀態;作為兩系統“中介”的彌散態,是演繹世間萬象的“大舞臺”;何以產生質量和電量,是現實世界存在的最根本機制。
四、時間和空間
無論哲學還是物理學,時間和空間都是一對非常重要的范疇,同時又是亙古至今爭論最多直到今天還沒有取得共識的兩個概念。16世紀之前,基本上沒有留下多少值得關注的重要論點;牛頓為了創立完整的力學體系,不得不提出人類歷史上第一個時空構架。他認為物質是在絕對空間中運動,時間不跟任何物質對象相關、自身等速地在那里流;時間和空間各自獨立互不相關。亦即是說時間和空間僅只是描述運動的參量。
現代物理學的發現則是:“廣義相對論用空時結構的幾何性質來表示引力場”〔2-328〕,場不但“是某種物理量的空間分布”,還是“一個具有無窮多自由度的動力系統”〔2-353〕。很顯然,時空結構應該被理解為改變物體或帶電粒子運動狀態的作用量。
依據質能兩系統結構論看待,即使在牛頓力學體系中,時空結構也是作用量而不是描述運動的參量。比如牛頓力學的第一號自然力——重力G=mg,如果沒有g作用于m,物體就不會自由下落,很顯然g是使m自由下落的作用量。如果用電磁作用相類比,g可以被稱為引力場強,其作用效應跟電場作用于電量沒什么兩樣。自從發現了動量和能量守恒之后,牛頓力學方程基本上已經不再使用,足以說明牛頓力學非常片面,能夠溝通三個領域最基本的物理量只有動量和動能,根本就不需要力這個概念。
時間和空間究竟指什么?答曰:二者分別是對能量系統單元個體持續性和廣延性的計量,恰如用質量計量物體、用電量計量帶電粒子那樣。
“空間一時間未必是一種可以認為離開物理實在的實際客體而獨立存在的東西。物理客體不是在空間之中,而是這些客體有著空間的廣延性”〔5-112〕。愛因斯坦如果對中國古典哲學稍有理解,就會再說一句:這些客體還有著時間的持續性。這種“物理實在的實際客體”即指能量系統而言。
能量系統雖是連續態,探究其具體作用時卻需要量子化。假定其最小單元為h,由ε=hν=h/T可知,只要測出周期T,即可以知道具體的能量值,同理測出波長即可知動量。故而可以說時間和空間是對能量系統兩種屬性的計量。
董光璧教授猜想對于不同的相互作用,應該“各有其時空結構”,是有道理的。用于電動力學的時空結構已經非常成功,“對于電磁相互作用,相對論提供的時空結構和量子論提供的能量結構,既在邏輯上自洽又與經驗相符”〔2-429〕;而對于質量,發揮作用的時空結構有ι2t-2和ιt-1兩種,對行星的運行則有R3/T2=K。
小結:時空不是獨立的存在,而是用于計量能量系統屬性的概念構架。對于物體或帶電粒子,不同的時空結構作用于質量和電量可得能量和動量;對于能量系統,只需要用T和λ對基本單元個體計量,即是能量和動量。
五、兩種運動
討論過物理學不應該使用“物質”這個哲學范疇,明確了物理客體分質量、能量兩個系統,確立了質量、電量、能量和時空是基本的物理量,并且弄清了時(T)空(λ)可以直接作為計量能量和動量的基本量,不同時空結構又分別是驅動質量或電量的基本作用量之后,還應該討論一下運動形式問題。
亞里士多德很早就提出自然運動和強迫運動區分之必要,物理學界至今都沒有認真對待。所謂自然運動,應該是不受人的干預,不準附加任何人為條件的運動,比如自由落體、自組織系統的變化和行星運轉等(下文稱絕對運動);所謂的強迫運動當指人為增添了特設條件的運動,比如將物體抬高、擺鐘和日常生活中經常發生的許多運動。
牛頓力學除自由落體之外,幾乎都有附加條件,將運動定義為一個物體對另一個物體的位移,運動的基點建立在物體對物體的作用(即力)之上,并將物體看作一個質點等,基本上都屬于質量系統的相對運動?,F代物理學發現的因果關系被破壞,基本上都產生于對絕對運動和相對運動的作用機制之混淆。
“一個鐘所處的引力勢越低(深),它走得越慢,而那里發出的光在引力勢較高處去接收就會發生紅移”〔5-92〕,亦即是說原子鐘在那里發出的光頻率較小,周期變大。如果是擺鐘,依據T=2πL/g,由于g變大,周期就必然變小。兩種鐘的結果居然完全相反,基于什么原因呢?這就恰好能夠說明相對運動和絕對運動的作用機制不同,顯示的結果就必然會適得其反。由于原子鐘的頻率直接決定于能量子的頻率,屬于絕對運動;而擺鐘的周期則由作用量g與彈性勢的平衡決定,屬于相對運動,g變大時相對而言等于固定不變的彈性勢變小,故而鐘的周期亦隨之變小。“量子理論和每一種合理的真實世界觀念都沖突”〔6-127〕;“量子力學改變了古典物理學的因果觀和實在論”〔2-328〕。這些觀念產生于發現了絕對運動和相對運動效果迥異,感到困惑的原因是沒有樹立起時間和空間“不再是事件在其中發生的被動的背景”,“相反的,它們現在成為動力學的量”〔4-53〕,根源在于沒有突破“物質”一元論的樊籬。
問起廣義相對論場方程的意義,通常的回答是:“物質和能量要使時空向其自身彎曲”〔4-60〕,反過來彎曲時空的曲率又決定著物體運動的路徑。這種表述本來存在一個因果互易的邏輯循環,只需要將誤用概念“物質”去掉,就變成了非常明晰的單因(能量)決定單果(質量運動路徑)的關系。再如“勢函數V表示質量系統對空間任意點的引力作用”〔2-361〕,實質上則是勢函數表示任意時空點對質量的趨動作用。作用和被作用的因果關系弄顛倒的原因,許多都出在用相對運動的觀念去解釋絕對運動;產生這種觀念的根源又非常久遠和牢固,先是哲學上把物質說成第一性,繼而近代科學一開始就決定只研究屬于第一性的質量和重量,外加擔心宗教神學找麻煩,所有物理學理論就都必須把物質或質量說成是運動變化的起因。依據兩系統結構論,動因僅來源于能量系統。
宇觀上的星體都是絕對運動,很早很早之前就受到許多哲人的關注,他們的不少觀點由于跟相對運動的理論不合,都受到了冷遇。歐拉認為“一切物理過程都是以太與物質相互作用的結果”〔2-180〕,歐多克斯認為“日、月和行星分別固定在想象的勻速轉動的天球上,星體本身不動,它們隨著天球運動”〔2-51〕,笛卡爾的觀點更明確:“宇宙空間充滿媒質的旋渦運動,天體被媒質的旋渦推動”〔2-145〕;最直觀形象的描述莫過于那個陰陽互動的太極圖,那是華夏先民無數代人仰觀俯察智慧的結晶。天空中所有星系或星系團無不都是一個渦旋,其中不少渦旋的中心根本就找不到質量(被稱為質量丟失的暗物質)。很顯然這些渦旋都是能量積累形成的畸變時空,那些特定的R3/2=K的不同旋線上,都可能會有星體在做自然運動,根本就不需要什么引力作為向心力,自然也就沒有必要去找切線力的源。
易學中雖說沒有“自組織”這個詞,王船山卻早就講清了自組織的作用機制?!瓣栕冴幒?,乘機而為動靜”,“二氣之動,交感而生,凝滯而成物我之萬象”,如果將質量子和能量子類比為陰陽,這種說法還滿有道理的。
小結:運動有相對和絕對之別。因果關系被破壞的原因大都生之于用相對運動的理論去解釋絕對運動,根源在于物質一元論不能作為物理學的哲學基礎。
六、唯物宇宙觀
科學思想作為文化的一部分,在相當長的時間內世界各地都是沿著自己的傳統在發展;從16世紀開始,隨著西方殖民主義的掠奪,希臘傳統的科學逐漸傳播到世界各地。如今所說的近代科學,主要指希臘科學傳統的擴展,其間也不乏阿拉伯、中國和印度等地科學成果的積累。物理學思想的發展在很大程度上跟古希臘哲學有著非常密切的關系,古希臘哲學的自然觀主張人與自然分離。
在古希臘文化傳統中,從公元1世紀基督教創立開始,就出現了理性和信仰、哲學和神學的紛爭,科學思想的發展亦被打上深深的烙印?;浇坛蔀閲讨?,“知識服從信仰”成為教會的基本準則之一,于是就有人提出“學問來源于經驗”與之抗衡。
基督教創立不太久,某些護教派發現那些愚昧貧乏的教義抵抗不住古希臘、羅馬文化,特別是哲學,就開始從古希臘、羅馬哲學中尋找為教義辯護的依據,從而發展出貌似科學的神學,進而宣布真正的哲學和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原則。中世紀的歐洲幾乎一切學術都在宗教神學的桎梏之下,自然科學也不例外,布魯諾被活活燒死,伽利略遭受終生監禁,都因為他們的理論對神學不利。
唯物主義宇宙觀針對信仰先于理性提出物質第一性、意識第二性,自然科學總算找到了哲學基礎。由于近代科學確定只研究屬于第一性的質量和重量,而不研究與感覺有關的第二性,即把意識范疇留給宗教,總算爭得了一席之地。當我們立足于現代科學的成果和困惑,去反思物理學發展的歷史時發現,把物質和意識的關系視為全部、特別是近代哲學重大基本問題的唯物主義哲學,根本就不能作為物理學的理論基礎。為了從神學桎梏下掙脫出來,選擇第一性、第二性之分的哲學雖說必要,終歸總逃不掉為臨時應付而“舉債”付出更高的代價。
物質和意識對立,對立的雙方是自然和人,這是古希臘自然與人分離自然觀的延續。這種哲學適用的范圍應該是人天系統,即探討的中心課題是人與自然的關系;而物理學則屬于純客觀地探討自然界的秩序和原理的學問,亦即是說它只研究物質和物質之間的聯系、相互作用和運動變化規律等問題,絲毫不涉及物質與意識關系的內容。故而我們認為,唯物主義宇宙觀雖說使物理學擺脫了宗教神學的束縛,而成為一門獨立的學科,卻不能做為物理學的哲學基礎。
自然界是一個有機整體,要探討其運動變化的規律,就不應該將所有的物理客體用“物質”一個概念概括。因為變化只能發生在至少兩種客體之間,如MN和NM;而MM則是永遠無法觀測的。
“科學史界越來越多的學者認識到,站在現代科學的立場尋找歷史來龍去脈的做法有誤入歧途的危險,轉而采取從原來的境況中重新闡釋科學思想”〔7-2〕,不少人發現了《周易》中保留著自然學的原初形式,可以為科學發展提供有益的哲學啟迪。本人沿著這條進路摸索多年,學習探尋的心得是,物理學只有依據兩系統結構論的自然觀,才可以討論變與不變。
易以道陰陽;萬物負陰而抱陽,沖氣以為和;陰變陽,陽變陰,其變無窮;陽變陰合,乘機而為動靜;二氣之動,交感而生,凝滯而成物我之萬象——僅依據上述五句富涵哲理的格言,對物質、時間、空間、運動和因果關系等重要概念做一些簡要的剖析,就可以理出一條新的思路。如果依據兩系統結構論,對物理學的概念和理論進行一次新的整合與梳理,極有可能會將物理學帶出當前的困境。不當之處,敬請各位師長、同仁指正。
參考書目:
1、朱伯昆主編《國際易學研究》第三輯,華夏出版社1997年版
2、董光璧等著《世界物理學史》吉林教育出版社1994年版
3、《馬克思恩格斯選集》第三卷人民出版社1972年版
4、(英)霍金著《霍金講演錄》湖南科技出版社1995年版
5、倪光炯等著《近代物理》上??萍汲霭嫔?979年版
篇4
關鍵詞:物理學習興趣培養
正文:
興趣指人經常趨向于某種事物,力求認識參與某種活動,并且有積極情緒色彩的心理傾向。而學習興趣是學生對學習活動或學習對象的一種力求認識的傾向。有興趣的學習不僅能讓學生在學習中全神貫注,積極思考,甚至達到廢寢忘食的地步。沒有興趣的學習無異于一種苦役,忙于脫身??鬃釉啤爸卟蝗绾弥撸缓弥卟蝗鐦分??!睂W習興趣是“最好的老師”,把直接興趣與間接興趣有機結合,是提高物理學習效果的重要條件。那么如何提高學生學習物理的興趣,特別是整體基礎較差的農村中學生對學習物理的興趣?根據我多年的教學經驗,認為以下幾點方法對提高學生的物理學習興趣能起到事半功倍的效果。
一,“開場白”
小學升初中是一個角色的轉變,初一進入初二是知識又上了一個新臺階,他們將接觸一門新的學科——物理。如何吸引學生,培養其學習物理的興趣?某些老師認為樹立威信最重要,因此在第一節師生見面的開場白上,多數老師都宣布了“鐵”的課堂紀律,課堂上的要求,以及學習物理的重要性,和對將來中考的影響,也許這種方法保證了以后的課堂紀律,但這樣必然對學生心理產生負面影響,也不利于學生發展,學生處處小心,擔心自己出錯或學不好物理影響將來中考,不利于發揮學生學習的積極性和主動性。更不能提高學生的學習興趣。因此,第一堂課的第一印象非常重要,老師應該是和藹可親的,而不是又兇又惡的“老虎”。師生之間應建立“平等對話,共同發展”的關系,這樣才能激發起學生學習物理的興趣。在第一堂師生見面課的時候應從以下幾個方面講起。如作一些簡要的自我介紹;簡要的紀律說明,強調作業要求等;特別是介紹有關物理的一些趣事,例如筷子放入裝有水的碗中看起來是彎折的,這是光的折射;“天狗吃月”是光在同一種均勻介質中沿直線傳播;我國的萬里長城以及埃及的金字塔的修建是用什么工具來運輸此龐大的石頭;死海不死的原因;第一次世界大戰期間,一名法國飛行員在2000m高空飛行的時候,發現臉旁有一個小東西,以為是一只小昆蟲,敏捷地把它抓了過來,令他吃驚的是抓到竟是一顆德國的子彈。為什么飛行員能抓住一顆子彈呢,你學了運動的相對性后,你也能像飛行員一樣抓住一顆子彈的。軍事上上使用的核潛艇,宇宙飛船,過山車等與物理有關的知識。上知天文,下曉地理。可以講到下課鈴響,讓學生感到一游未盡。一節課下來,會讓學生認識到老師知識淵博,同時對老師產生敬佩心理。自然會對物理學習產生興趣,覺得物理非常有趣,一心的想要學物理?!叭f事開頭難”,好的開頭已成功了一半。
二,上課之門
在教學過程中不僅要教書,還要注意育人。而有些教師只注重了知識的傳受,忽約了對學生的思想教育。利用物理課本上編寫的一些科學家好學的精神對學生進行教育,既可以激發學生的學習興趣,又達到教育學生的目的。如法國科學家安培好學的故事:有一次,他在路上邊走邊思考問題,猛一抬頭,發現前面有一塊黑板,不由喜上心頭,馬上掏出一支隨身攜帶的粉筆,把腦袋中的問題計算起來,這塊黑板向前移動了,安培一邊跟著前移,一邊計算著。漸漸的黑板移動更快了,這位專心的計算者也跟著跑起來。當他實在跑不動而停下來時,發現這并不是什么黑板,而是馬車的后背。他望著車背上的公式漸漸遠去,懊喪地嘆了一口氣“唉!可惜還沒有算完?!碑斎徽n堂教學是完成教學內容的重要手段,教學“六認真”是必不可少的。除做好常規的教學外,針對整體基礎水平差的學生,還應注意以下方面:
第一方面,上課前盡量了解學生情況,針對性備課,立足于課本,講解盡量淺顯易懂。課堂氣氛要活躍,語言要風趣,幽默,提倡輕松愉快教學法。如以故事導學:用“猴子撈月”的故事引入平面鏡成像;用“阿基米德鑒定黃冠”的故事引入密度的測量實驗。課堂偶發事件的處理還要講究藝術,注意隨機應變,臨變不慌,因勢利導。有的老師遇類似情況就過于緊張,方寸大亂,不知如何是好,往往含糊其辭,敷衍搪塞,要么置之不理,消極回避:要么大動肝火,怒斥學生。轉嫁危機,這些非但無助于問題的解決,反倒使問題復雜化,并影響老師在學生心目中的威信。如一位老師在連電路時,連好后燈泡不亮,下面的同學都在嘀咕,而這為老師沒有慌,而是說前面我們已經學過電壓表檢驗電路的故障,下面我們就用學過的知識來檢查是那里出了問題。結果這位老師熟練的找出了毛病,同學們也佩服的笑了。由于老師的冷靜而生智及時調整了教學過程,不僅沒有影響教學進度,反而在學生頭腦中鞏固了用電壓表檢查電路故障這一技能。
第二方面,做好書上的演示實驗,提高學生的興趣。如人們拿著雞蛋的時候都小心謹慎的,但如果將雞蛋握在手中即使用較大的勁也壓不壞。在演示的時,可以叫一位力氣較大的同學來完成,讓學生覺得實驗的真實性。再解釋其中的道理是因為在壓力一定時,受力面積越大,壓強越小的原因。再比如說,講蒸發吸熱時,讓學生自己在手臂上涂上酒精親身體驗蒸發吸熱的感覺,讓他們身臨其境。再發兩支溫度計給學生,將其中的一支涂上酒精,待一會后,對比兩支溫度計的示數,讓學生自己得出結論,驗證蒸發是一個吸熱的過程。
第三方面,對于學生實驗更應該認真對待,讓學生親自參與,親自動手,培養學生的動手能力。如在上串并聯電路時學生就很感興趣。老師在演示的時候,就伸長脖子在觀察,如果讓他們自己去連接電路,則一定會有很高的興趣,因此,我們在講解后應該放手讓學生自己去完成實驗。如在研究凸透鏡成像的特點時,一些老師是先總結了透鏡成像的特點,再讓學生去做實驗,這樣學生帶著結論去完成實驗不利于發揮學生的探究能力。在上這一內容時可以調整一下,先讓學生去完成實驗,再和老師一起總結。這樣更利于發揮學生的探究能力,也充分調動了學生的興趣。我們還可以利用生活中常見的物品來做一些有趣的小實驗,激發學生的興趣。如用廢牙膏皮來完成“核潛艇”浮沉實驗。用氣球來演示力的作用效果實驗等。
第四方面,還要注意曉之以理,動之以情。莎士比亞說過“贊美是照在人心靈的陽光,沒有陽光,我們就不能生產”。廉姆杰爾說過“人性最深切的需求就是渴望別人的欣賞”所以對于差生,我們應該善于發現他們的閃光點并及時加以表揚鼓勵,增強他們的自信心。如我校某班有一位成績差的學生,但對體育特別愛好,在一次運動會上為班上奪得了多項第一,老師發現后給與他肯定并說如果他把這種勇于拼搏,不怕吃苦的精神放到學習上,那你的成績一定會提高,一定會迎得老師和同學的贊揚。結果這位同學受到老師的贊揚和鼓勵后,刻苦學習,成績一直上升,后來考入了某重點體院。教師一句贊揚的語言,一個鼓勵的眼神,一次頷首的微笑,一個肯定的動作,一次低難度的考試,都可以使差生體會到鼓勵,信賴,滿意的情感,從而樹立起學好物理的自信心,促使他們逐步轉化。
三:課后作業處理
在新課程標準背景下,布置作業不能僅限于書本知識或理論知識,必須加強課程內容與學生生活以及現代社會發展的聯系。減少死記硬背,機械訓練。我在我校06級二班試著這樣實驗了一個月,同時進行了一次檢測,從分析看,根據我校情況,不能完全丟掉死記硬背機械訓練,因為有一部分學生的基礎太差,還不能完全丟掉課本,相反的在這方面還應加強。因此在布置作業時應從以下方面著手。為了避免出現優生“吃不飽”,學困生“吃不了”,采取分層次布置作業,向不同層次的學生推薦作業范圍,讓學生在不同范圍內自由選擇,只限最少題量,而不作同一要求,分選做題和必做題。讓有精力的學生做更富有個性的作業。要求基礎差的同學記住書上的公式,定義等知識點。
針對整體基礎差的學生,從以上方面進行加強,多花精力,曉之以理,動之以情,激之以行,一定能啟發學生強烈的求知欲望,提高學生對物理的學習興趣,從而提高他們的學習成績,全面完成義務教育的教學任務。
參考文獻:
1《心理學》石油工業出版社魏龍渝第九章154頁
2《論語》
篇5
1國內外城市化進程發展狀況
當前,城市的快速發展已成為全球的共同趨勢。聯合國的統計資料[1]表明,人口城市化的趨勢在不斷地加速發展。圖1表示了這種發展趨勢。從圖1可以看出,1950年的世界人口約為25億,其中僅有30%的人口生活在城市。到20世紀末,城市人口大幅度增加,已經達到世界人口的50%。根據圖1所示數據,預計到2025年,城市人口將占據世界人口的60%。城市數量和城市人口的迅速增長對人居環境提出了嚴峻的挑戰。表1給出了世界上人口在100萬以上的城市數量的增長[1]。從1950-1995年期間,全世界擁有百萬人口以上的城市數目由83個增加到325個,說明95年城市數量是50年的3.9倍,這種趨勢在第三世界國家尤為明顯,同一時期城市的數目增加了6.3倍。
表11950-1995年間人口在百萬以上的城市數目
Table1Citynumbersofpopulationbeyondonemillionbetween1950to1995
年代195019951995:1950
第三世界城市數342136.3
發達國家城市數491122.3
全世界城市數833253.9
我國的城市化進程與世界同步,近年來呈現出高速發展的趨勢。圖2給出了我國城市數量增加的數據[2]。
2城市化促進自然科學新領域的產生與發展
我們首先以傳統的地理學為例。近幾十年來,尤其是第二次世界大戰以后城市地理研究發展迅速,內容和影響都超過了傳統地理學,成為人文地理學的一門重要分支學科。對城市進行地理學研究始于19世紀。第二次世界大戰以后,許多國家的城市需要重建,世界范圍內的城市化進程加速,這些都要求對城市進行全面的研究和規劃,促使大批地理學家投入城市研究或城市規劃工作。新興的城市地理學的核心問題是研究區域的空間組織與城市內部的空間組織兩種地域系統的關系。圍繞這兩種地域系統,具體的研究內容有:城市化研究、城市分類研究、城市體系研究、城市群和大城市集群區研究、城市綜合地理研究等。城市地理學在城市化進程中逐漸形成了獨特的研究方法:早期數量方法、系統分析方法、城市信息系統方法、空間抽樣調查方法等。此外,地圖是地理研究的傳統工具。航空像片和衛星像片在城市地理研究中表現出重要作用,是研究城市時空變化關系的基礎數據。
附圖
圖1全世界城市化城市人口百分比[1]
Fig.1Percentageofurbanpopulationamongthetotalpopulationinworldcities
附圖
圖2中國城市數目隨時間的變化[2]
Fig.2NumberofcitiesinChina
以典型的工程科學——建筑學為例,隨著城市化現象的迅速推進,建筑學向廣度和深度發展。孤立地、狹隘地研究建筑現象已經說明不了問題,滿足不了需要??陀^實際已經按照系統工程的規律伸展了它固有的領域。城市及其區域已經逐步形成了一個開放的復雜的巨系統。城市化對建筑科學的影響,使得系統的思想進入到傳統的建筑科學,進一步突出了新的建筑科學的關系——人與環境的關系[3]。錢學森考慮到中國傳統的文化藝術和自然特色等種種因素,形象地提出了山水城市的理念,這一思想對建筑科學的發展,具有深遠的意義。
以地球物理學為例,城市化問題使得傳統地球物理學的研究方法、研究對象和研究內容面臨新的機遇和挑戰。20世紀初,地震波證實了地球鐵核的存在,證明了2900km深度存在地核與地幔的邊界。30年代,地球物理方法發現了地球內核的存在,在此基礎上,科學家提出了地球內部分層模型。20世紀中期,各種地球物理勘探方法初步形成。40~50年代,地球物理學的主要研究對象是勘探固體礦產資源,60~70年代在此基礎上增加了石油和天然氣,80~90年代又增加了水資源。隨著工業化進程的加快,環境問題也日益成為地球物理學的研究對象。總而言之,20世紀地球物理學的研究對象是以自然資源為主。20世紀末的全球性城市化發展趨勢,使21世紀的地球物理學不可避免地要面對諸多的城市問題。80年代以來,由于地球科學各分支學科的日益成熟和全球環境問題的日益突出,人們認識到地球各圈層相互作用以及人類活動的重要性,地球科學的發展開始進入地球系統科學的新時代。城市地球物理學的發展在這樣的時代背景下產生。城市地球物理學是一個全新的概念,是地球科學國際研究前沿的新興學科。傳統地球物理學的主要研究對象是自然現象,而城市地球物理學則主要研究自然現象與人類活動的相互作用。因此,在城市地球物理學研究中,除了自然科學問題之外,還應強調科學與社會的結合、各相關學科的綜合及與各社會部門的協調。圖3表示了城市地球物理學與環境科學和地理學之間的關系,這三者既有各自獨特的研究領域,又有密切相關的交叉研究內容。
附圖
圖3城市地球物理學、環境科學、地理學之間的關系
Fig.3Relationshipamongurbangeophysics,environmentalsciencesandgeography
3城市地球物理研究的社會需求
(1)城市建設??茖W家們預計21世紀的城市在向高空發展的同時,也將向地下索取空間,建設深層地下都市已經在科學家構想之中。20世紀平面式的城市功能在21世紀將從地下、地上兩個方面重新進行立體配置。在一系列城市建設活動中,迫切需求地學界利用地球物理的觀測和預測方法對城市地下空間的結構給出定量的描述,為城市規劃積累基礎數據。
(2)城市災害。人類大規模的經濟—工程活動對環境的影響,已經達到了與自然地質作用相提并論的程度,而且發展速度快、影響范圍大。各種災害無情地破壞著人類的居住空間,給人類的生存造成威脅。這些災害發生在地學研究的領域,迫切需求地學界利用地球物理的觀測和預測方法對各種起因的城市地質災害和對環境的破壞進行詳細的調查。
(3)城市地下污染。原生環境的缺陷以及由人為因素造成的地下環境污染,在地下水的作用下,對生態與工業構成極大的危害,迫切需求地學界利用地球物理的觀測和預測方法調查地下水的分布,為制定防治規劃提供基礎數據。
4城市地球物理研究的主要科學問題及其研究方法
城市地球物理學作為一門新興學科,其主要特點是學科的交叉性及其社會服務性,城市地球物理不僅與地學界的其他學科有廣泛的交叉性,而且與地學界以外的諸如人文類、社科類學科也有不可缺少的交叉內容。城市地球物理研究的最終任務是服務于社會,科學研究的核心問題是人與自然的關系問題。具體解釋為:
(1)城市近地表結構與地質災害的相互作用關系。天然與人為的地質災害對城市構成極大的危害。這些災害改變和破壞近地表地質結構,近地表地質結構從客觀上阻止或促成地質災害的發生。二者之間的相互作用關系是科學研究的問題之一。
(2)城市近地表結構與地下基礎設施和地下建筑的相互作用關系。地下基礎設施是城市的命脈,地下基礎設施的科學規劃以及地下建筑計劃需要對近地表結構的觀測與評價,大型地下建筑有可能改變城市地下應力場的平衡,二者之間的相互作用關系在未來城市發展中為地學研究提供了一個新的研究空間。
(3)城市近地表結構與地下環境污染的相互作用關系。地下環境污染破壞生態環境、危害人類健康,地下環境污染直接受控于地下水的分布,同時受控于近地表地質結構。對地下水的分布及其浸染走向的研究是防止和治理地下環境污染的重要依據。
城市地球物理學研究方法主要依靠觀測技術、數據處理技術以及綜合評價系統。觀測是地球物理學研究得天獨厚的手段,數字地震臺陣、地球信息系統、INSAR計劃、淺層地球物理觀測在地學研究領域發揮了重要的作用。地球物理觀測數據起到了透視地下的作用,是實現地下結構定量化與可視化研究的基本條件。針對城市問題的地球物理觀測,需要在提高儀器動態范圍的基礎上獲得高分辨率的數據,需要研究城市特定環境下的觀測方式。認識淺層介質的復雜性以及地球物理數據的特殊性是研究城市各類問題數據處理方法的出發點。數據處理方法研究應該從基礎研究出發,研究地震波場、電磁場、重力場分布規律以獲得清晰的三維地下圖像。保證足夠的信息量是對城市問題做出準確評價與預測的基礎,綜合性研究在評價和預測中至關重要。地球物理學中各類方法的優化與組合以及與地學研究領域中其他學科的交叉,包括與非地學研究領域相關學科的交叉是開展城市地球物理評價與預測研究的主要方向。
5城市地球物理現階段主要研究內容
(1)城市條件下地球物理觀測方法研究。城市條件下的地球物理觀測比常規野外條件下的觀測表現出更多的復雜性。需要在已知的典型地下結構的條件下進行足夠多的觀測方法實驗,針對“源”的問題,研究電磁波與彈性波的聚束發射,研究綜合方法的同時觀測技術以及時移觀測技術,并根據已知條件進行數值模擬計算,對比觀測數據與理論數據的差別,分別城市條件下觀測噪聲與干擾的特殊性,發現規律性,為實際的工業性調查提供指導性方案。
(2)城市介質地球物理正演算法研究。城市地下介質除受到地質構造運動外,更多地受到人為因素的改造,演變成為難以保存其原生地質痕跡的、極其復雜的地下介質。其地球物理響應與以往的地球物理觀測必將表現出極大的差異。因此,必須以城市地下條件的特殊性為介質模型,研究地球物理正演計算方法,認識城市介質條件下觀測數據的基本性質和形成規律。
(3)城市地球物理數據處理方法研究。城市地球物理需要采用非常規觀測方式,其觀測數據包含了大量意想不到的噪聲。認識噪聲的特征和有效地消除噪聲,保護觀測數據的分辨率是數據處理的關鍵問題。針對時移觀測數據研究四維數據處理方法。在信號分析與數字處理方法研究中,需要充分吸收現代數字信號技術,開展適用于城市特定問題的處理方法研究,為綜合評價提供準確數據。
(4)城市介質三維可視化研究。城市地下介質覆蓋在水泥路面、綠地和建筑物之下。傳統的鉆井或探槽式觀察方法在現代化城市中即落后又不適用。這項研究通過對觀測數據的有效反演對城市地下介質實現三維空間可視化描述,提供三維精細成像結果。對典型問題開展有針對性的反演算法研究,為三維精細成像和可視化描述以及綜合評價提供有效資料。
6城市地球物理研究需要社會關注
城市地球物理研究如何落實與如何發展是一個非常重要的問題。大專院校和研究機構應該進行必要的學科調整,實現資源共享和優勢互補,應該積極參與城市地球物理研究相關工程項目,在學科之間進行經常流。工業、商業與企業部門應該面向用戶,以市場為導向,為城市地球物理技術的研究提供場所和經濟支撐,同時有必要參與各種研究活動,各學術團體應該相互配合,設立城市地球物理專業委員會,在學術刊物上開辟專欄廣泛宣傳城市地球物理研究的科研成果,各專業學會之間也應進行廣泛交流。政府部門應該做出具體計劃,以便各職能管理部門統籌安排,實現資源的合理分配與協調,要選擇典型城市和典型項目作為依托,開展研究工作,在基礎研究方面需要得到自然科學基金和國家相關部門的支持。
應該充分估計到地球物理各種方法在目前技術條件下的難點,要通過研究地球物理新方法、新技術提出新的認識、加強科技創新尤其是原始性創新。要集中精力利用地球物理數據編制城市地下三維結構的圖像,當前城市地球物理研究的主題是“城市三維地圖(3-DImagingofUrbanUnderground)”(注:國家自然科學基金委員會.中國內地—香港城市地球物理戰略研討會,香港大學.2001.)。
7城市地球物理研究的技術支撐條件
近20年來,地理信息系統技術的出現,乃至空間數據基礎的建設和“數字地球”戰略的提出,使得獲取地球信息的手段達到了前所未有的高度,不僅使全球的制圖和動態性制圖成為可能,而且在環境監測、災害預警預報、區域與城市規劃等方面也發揮著極為重要的作用。21世紀將廣泛采用高分辨率的觀測系統(地面、海洋和空間對地觀測)、高靈敏度和高準確度的分析測試系統(包括微粒、微量、納米級和超微量)、不同條件下的實驗模擬系統、建立在動力學及高性能計算基礎上的數值模似以及數字化的地球信息系統,此外,現代化的觀測技術與設施也將成為開展城市地球物理研究必要的支撐條件。
圈層相互作用研究是地球科學20世紀90年代以來的全新發展方向,方興未艾。這些研究將導致交叉學科、綜合學科的興起與發展,形成整體性的地球系統科學。地球及其各圈層是一個整體。一些地球科學問題固然有區域性的一面,但這種區域性是寓于全球性之中的。在一定意義上,只有更好地了解全球才能更好地了解區域。同時,區域也是全球的窗口,區域性是通向全球性的大門。地球科學方面的“全球變化及其區域響應”研究計劃,則為城市問題的研究提供了廣泛的科學基礎。
8結語
地球不僅在自然力作用下發生變化,而且人類活動作為地球上有關過程的一種作用力將進一步得到深入研究。21世紀將從人—地關系的角度審視環境的變化,為人類社會與自然環境的協調發展提供科學理論基礎,使人居環境得到最大限度地改善,同時又要保持地球的“健康”演化。在新千年和新世紀來臨之際,地學界應該重新考慮地學發展的方向和重點,使地學研究在人類社會發展中體現出自身的價值。在新世紀,地學在應用研究領域所面臨的主要任務是合理地利用地球資源,幫助工業界解決難題,改善地球的可居住性。為此,作為地學領域主要學科之一的地球物理學應該做出應有的貢獻。
收稿日期:2002-01-08;修回日期:2002-05-23.
【參考文獻】
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篇6
1.1奔跑中因慣性跌倒造成傷害
幼兒活潑多動,喜歡追逐奔跑,腳容易踢到小凳子等障礙物,這一方面可能因碰撞使腳部受傷;另一方面,下半身忽然停止運動,而上半身由于慣性要繼續保持原來較快的運動速度,導致身體向前傾倒;如果傾倒時腦袋、眼睛等部位不可控的再撞在某些堅硬甚至尖銳的物體上,則會導致更加嚴重的后果。除此之外,奔跑或行走中還可能不小心踩在香蕉皮等果皮上,腳下摩擦頓時減小迅速向前滑出,上半身失去支撐而仰面摔倒。幼兒老師一方面要強調兒童在課間休息時應遵守學校紀律,不要追、跑、打、鬧;另一方面要引導兒童養成愛護環境衛生的好習慣,不要隨手亂扔果皮,以避免跌倒、滑倒事故發生。當然,幼兒園的設施首先就要符合托兒所、幼兒園建筑設計規范第四十八條的要求,即:幼兒經常接觸的1.30m以下的室外墻面不應粗糙,室內墻面宜采用光滑易清潔的材料,墻角、窗臺、暖氣罩、窗口豎邊等棱角部位必須做成小圓角。
1.2游戲中因離心運動等造成傷害
1.2.1手拉手轉圈跑
幼兒園體育活動有一個項目就是手拉手轉圈,人數可以多也可以少,最少兩人。大班的孩子戶外活動增加,活動能力也相對增強,有時個別兒童自行進行這樣的兩人轉圈游戲,轉圈跑動的速度越來越快,以致失控脫手失去向心力作離心運動而摔倒。有的摔到地上摔掉門牙,有的摔出撞在旁邊墻上導致頭破血流。本人幼時就曾跟一小伙伴玩此游戲失控摔出,跌入旁邊的一個小水池里,幸好水較淺未產生嚴重后果。老師一方面要告誡兒童在做類似游戲時,要控制跑動的速度;另一方面要現場實時關注兒童的活動情況,對危險行為及時制止,以避免意外傷害事故的發生。
1.2.2“稱鹽巴”并轉圈
兒童模樣乖巧可愛,大人喜歡逗樂他們。兒童體重小,大人有時就用雙手捧住兒童腦袋的兩額把他(她)的整個身體“端”起來,俗稱“稱鹽巴”?!胺Q鹽巴”的時候,幼兒一般不能言語及動彈,但放到地上的時候往往面露喜悅之色,甚至嚷嚷還要再玩。據報道,某幼兒的表哥在做“稱鹽巴”游戲的時候,不僅把幼兒“端”起來,還“端”著幼兒凌空轉圈旋轉,正在嬉笑旋轉著,忽然幼兒臉色大變,原來較快的轉圈速度,使幼兒產生較大的離心力,導致頸椎關節脫落而嚴重損傷脊柱神經,最終該幼兒下半身癱瘓。幼兒園中,老師或外來人員亦有可能對幼兒“稱鹽巴”,一般而言,輕輕端起并緩慢放下并不會產生危險后果,但如果猛然端起或端起的同時還轉圈,對于前者,頸椎關節的連接結構不能承受幼兒身體的超重而使頸椎關節脫落;對于后者,頸椎關節的連接結構不能提供幼兒作圓周運動所需要的向心力,則會使頸椎關節脫落作離心運動而產生無比危險的后果!幼兒老師一方面要避免自己及外來人員對兒童“稱鹽巴”,更要絕對杜絕“稱鹽巴”時轉圈旋轉;另一方面,也要通過家長會等機會向兒童的監護人傳達這一重要警示,以防止災難性后果的降臨。
1.3滑梯
幼兒園滑梯是小朋友們最喜歡的體驗型大型戶外玩具了,在幼兒園只要一下課,小朋友們都爭先恐后的去玩滑梯。一方面,小朋友玩滑梯可以通過攀爬鍛煉體能、開發運動技巧、可以通過在斜面上保持相對穩定來訓練平衡和協調感。另一方面,玩滑梯需要一定的勇氣和信心,這可以培養小朋友的勇敢精神和自信心。然而,滑梯本身卻潛藏較大的危險。
案例1:老師戶外活動帶孩子滑滑梯時,一名孩子不小心從滑梯上摔下造成孩子顱骨骨折?;轂橐粌A斜比較光滑的斜面,有一定的高度落差,正確的使用方法是面朝外坐在滑梯頂端的平臺上,雙腳伸出,屁股和腿部蹦跶或者用手向后撐獲得向前的力,接著身體平穩向下滑出。但如果兒童在頂端平臺上發生爭搶或其他爭執而發生身體接觸,則可能導致危險的跌落事故,而一旦跌落,不管是正面還是仰面倒下,由于身體處于高處的勢能轉化為跌落后的動能,進而與滑槽發生碰撞或擠壓,很容易產生嚴重后果。
案例2:又一個在幼兒園玩滑梯慘死的孩子:2013年9月11日,河南太康縣一幼兒園,一名3歲男童滑滑梯時突然暈倒,送到醫院后搶救無效死亡。而元兇就是他身穿的一件帶后帽兜的秋衣。在向下滑滑梯時,衣服‘風帽’上的繩子扭結在一起勒住脖子,導致食管反流,食道內的東西反流到氣管里,造成孩子被嗆死了。據查,類似意外曾多次發生過:2007年1月,廣西某幼兒園4歲女孩在玩滑梯時,衣服帽子上的繩子紐扣被滑梯縫隙卡住,繩子掛住頸部,導致窒息死亡。2011年江西上饒一3歲男童,因一端帽繩卡在滑梯上,一端纏繞頸部,導致窒息死亡。2012年11月5日,東莞一幼童滑滑梯時被帽繩勒死。案例1中的滑梯是開放式滑梯,為了避免幼兒由于爭搶而造成跌落,有廠商設計了封閉式滑梯,但有的廠商在滑梯內部留下了連接部件間的縫隙或凸出的螺絲帽,當連帽衣的帽繩被縫隙或螺絲帽掛住,身體的重力在斜面上會分解出一個沿斜面向下的分力而把繩子越拉越緊,繩子套在脖子極易造成幼兒窒息的嚴重后果。幼兒老師要引導兒童養成愛秩序、互相謙讓的好品質;另一方面,老師一定要在滑梯旁邊用心監護;而且,還要要求兒童不要穿帶繩帽的衣服,也不要在脖子上佩帶鑰匙繩等各類繩套;另外還要對滑梯的安全性能定期作出檢查,以全方位預防相應危險事故的發生。
2熱學方面的危險因素
幼兒活潑多動,當他們不小心打翻開水杯,以及食用較燙稀飯或者喝湯時容器跌落,都有被燙傷的危險。物體溫度越高,分子的微觀熱運動速度就越快,分子動能就越大,巨大的分子動能的撞擊將殺死大量人體細胞而燙傷皮膚組織。為了避免燙傷事故產生,幼兒老師要注意不要將裝開水的杯子放在幼兒能接觸到的地方,也不要懷抱兒童飲用熱飲料;在教室等兒童活動的場所,不能放置熱水瓶、熱水壺;另外,在給兒童洗澡前,應牢記先放涼水、后放熱水;澡盆周圍也不要放置熱水瓶、熱水壺。一旦發生燙傷事故,要迅即幫助幼兒避開熱源;同時采取“冷散熱”的措施,在水龍頭下用冷水持續沖洗傷部,或將傷處置于盛冷水的容器中浸泡,持續30分鐘,以脫離冷源后疼痛以顯著減輕為準。這樣可以使傷處迅速、徹底地散熱,使皮膚血管收縮,減少滲出與水腫,緩解疼痛,減少水泡形成,防止創面形成疤痕。這是燒燙傷后的最佳也是最可行的治療方案;之后再視燙傷程度作進一步送醫處理。
3電學方面的危險因素
3.1觸電
觸電是由于人體直接接觸電源,受到一定量的電流通過人體致使組織損傷和功能障礙甚至死亡。觸電時間越長,人體所受的電損傷越嚴重。低電壓電流可使心跳停止,繼之呼吸停止。高壓電流由于對中樞神經系統強力刺激,先使呼吸停止,再隨之心跳停止。2012年4月16日上午,??谌T坡鎮紅明農場一幼兒園發生一起意外死亡事故:孩子們在幼兒園多功能廳等候體檢時,一名何姓6歲男孩突然倒地,全身發紫不省人事,經當地醫護人員搶救無效死亡。事發后,經警方調查確認,男童是在幼兒園內不小心觸碰到漏電的插座導致觸電身亡。
3.2火災
近些年來,幼兒園各種火災事故不時見諸報端。促使人們對幼兒園火災安全隱患絲毫不能掉以輕心。有的幼兒園的線路年久失修,可能會出現線路漏電及線路老化等情況,前者可能導致幼兒發生觸電事故,后者可能因線路短路瞬間產生巨大的熱量而導致火災,這些都是非常危險的后果,雖概率不大,但一旦發生,卻可能是致命的危害。那么,怎么來避免這類事故的產生呢?具體說來,電源插座、開關等的位置應在160cm以上,避免兒童接觸;電線不得暴露在外面;使用電風扇、電熱器等,應安裝防護罩;用電器使用后,應及時切斷電源;定期對線路進行檢查,必要時對線路進行整體更換。
4光學方面的危險因素
4.1激光手電
激光手電又名激光筆,正式名稱是“激光指示器”,是把可見激光設計成便攜、手易握、激光模組(二極管)加工成的筆型發射器。常見的激光指示器有紅光(650-660nm)、綠光(532nm)、藍光(445-450nm)和藍紫光(405nm)等。通常在會議、教學、導賞人員都會使用它來投映一個光點或一條光線指向物體。2014年央視“3•15”晚會專門消費預警,提醒廣大消費者,尤其是家長,激光筆不是玩具,千萬不能當做玩具買給孩子玩耍。有幼兒把家里的激光手電偷偷帶到幼兒園玩耍,這種激光手電由于具備較高的能量,發射的光波里含有相當的紅外線,紅外線的熱效應能輕松點著火柴、射破氣球,既有趣又彰顯霸氣,能引起幼兒的濃厚興趣。但激光對人眼有害,激光照射人眼將會造成視力的不可挽回的傷害,教師應做好防范,一方面告誡幼兒不要玩耍激光手電;另一方面一旦發現有幼兒玩耍激光手電,應及時予以果斷制止,以免意外傷害事故發生。
4.2其它強光源
另外,一切強光都很容易灼傷眼睛,幼兒老師應告誡兒童生活中要遠離強光,更不要近距離直視強光源,如電焊、浴霸、高亮度燈具等,以免對眼睛造成永久性傷害。
5聲學方面的危險因素
有的兒童喜歡在發生爭執時大聲尖叫,尖叫聲頻率高,響度大,會使附近人員的耳膜產生較大振幅的振動,嚴重時會震破耳膜。網絡就有“老婦坐飛機被男童尖叫震破耳膜”的報道。幼兒老師一方面應加強幼兒行為道德規范教育;另一方面在日常生活中如果發現有幼兒尖叫時,應及時予以制止。另外也要告誡幼兒要遠離高強度噪聲,以避免長時間的噪聲環境對聽覺造成永久性傷害。
6結語
篇7
關鍵詞:物理學;人文文化
物理學是一門最基本的自然學科,它是探討物質結構和物質基本運動規律的學科,所以人們往往認為物理學只是包含一些枯燥的理論公式,而忽視了物理學中包含的人文因素諸如人文哲學思想、美學、道德等方面。實際上,物理學在產生、形成、發展的過程中,人們不是為了物理學而研究物理學,而是為了有助于人類、社會以及個體人的發展而研究物理學,所有這些都涉及到了人與人的關系、人與自然的關系,這些關系中都蘊含著豐富的人文文化。
著名物理學家吳健雄曾指出:為了避免出現社會可持續發展中的危機,當前一個刻不容緩的問題是消除現代文化中兩種文化,即科學文化和人文文化之間的隔閡,而加強這兩方面的聯系。沒有比大學更加適合的場所了。只有當兩種文化的隔閡在大學園里加以彌合之后,我們才能對世界給出連貫而令人信服的描述。所以我們有必要去討論科學文化中的人文思想。
下面從文化角度去剖析物理學中的人文思想,主要有以下幾方面:
1物理學中的唯物辯證法思想
物理學在古代被稱為自然哲學,物理學作為一門精密的學科進行研究是從1687年牛頓發表的《自然哲學的數學原理》開始的。隨著學科的發展與不斷完善,物理學才從哲學中分化出來,形成獨立的學科,但物理文化中蘊含的哲學思想是不會被分離的。
1.1實踐是檢驗真理的唯一標準
物理學是實驗科學,物理實驗既是建立物理理論的基礎又是檢驗物理理論真理性的方法。楊振寧教授說“物理學是以實驗為本的學科”,物理學上很多理論都是通過實驗檢驗論證的結果,體現了唯物辯證法的認識論觀點——實踐是檢驗真理的唯一標準。
1.2物質是普遍聯系的
物理發展史上,很多地方體現了物質是普遍聯系的觀點。比如人們曾經把電和磁孤立起來,物理學家奧斯特接受自然力統一的哲學思想。堅信電和磁之間存在某種潛在聯系,經過多年研究,終于發現了電流的磁效應,并由此開創了電磁學的新紀元。把電和磁聯系了起來,這正體現了唯物辯證法的特征——物質是普遍聯系的。
1.3事物發展過程中的“否定之否定”規律
人們對物理現象及其本質的認識是不斷地發展和完善起來的,每一種理論的建立過程都體現了“實驗(事實)——理論假設——實驗(新的事實)——修正理論”,遵循著辯證唯物主義中的“否定之否定”規律。比如在整個光學的發展史中對光本質這個問題的認識,先是牛頓的微粒說;再是惠更斯的彈性波動說;接著麥克斯韋提出電磁波動說;到20世紀愛因斯坦提出光量子說。最終人們認識到光具有波粒二象性,人類對光本性的認識就正是遵循著“否定之否定”認識規律的反映。
1.4主要矛盾與次要矛盾的辯證關系
物理學中為了方便研究問題,經常抓住物體的主要特征,忽略物體的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“質點”這個理想模型保留了實際物體的質量和存在的位置,而忽略了物體本身的大小形狀,體現出辯證唯物主義中的“主要矛盾與次要矛盾之間的辯證關系”。
1.5運動的相對性和時空的相對性
近代物理學的一大理論—愛因斯坦的相對論中涉及的哲學問題很多。最突出的就是相對運動和相對的時空觀念。相對論指出:相對性原理的本質在于運動的相對性這一事實,而不存在絕對運動。相對論否定了絕對運動的存在,就否定了絕對時空的概念。它通過不變的光速把時間和空間聯合為一個整體,由洛倫茲變換建立起各個慣性系之間的時空關系。
可見,不論是物理文化知識本身,還是物理文化形成、發展的過程都蘊含著豐富的哲學思維方法,對人類的自然觀和哲學思想有重大的影響。2物理學中的美學文化
2.物理理論的美學特征
2.1簡單深刻美
在一個藝術家眼里簡單是一種美。自然現象錯綜復雜,物理學則力求用簡單的方程或定律去概括自然規律,但其反映的內在規律確是非常深刻的。如能量的轉化和守恒定律反映了各種不同形式的能量的轉化,牛頓的三大定律更是概括了宏觀低速條件下各種機械運動的規律,麥克斯韋電磁方程組將復雜的電磁現象統一其中,愛因斯坦相對論中的基本原理簡單凝練,但其中內涵確是豐富而深刻的。
2.1.2對稱守恒美
對稱是自然界中廣泛存在的也是人們很樂于接受的一種美學形式,物理學在對自然的表述中處處顯現出了這種對稱的美:引力和斥力,“電生磁”與“磁生電”,粒子與反粒子,物質與反物質、圓孔或單縫衍射圖樣的對稱、無限長直導線周圍磁場的軸對稱等等。物理定律對某種規范變換的不變性、守恒性更是貫穿于整個物理學的一種對稱形式,物理學中有許多守恒定律如:動量守恒、機械能守恒等等。實際上,對稱性已經成為當代物理學家研究物理理論的一種方法。
2.1.3統一和諧美
物理理論的和諧統一美實際上是自然界和諧統一美的理論形態。如麥克斯韋電磁場理論把電學、磁學、光學統一了起來,量子力學把波動性和粒子性統一了起來,愛因斯坦的相對論把時間、空間、物質和運動統一起來,把經典物理學都包容在他的理論框架之內,創造了程度更高范圍更大的和諧統一理論。
2.2物理學家與美學思想
世界著名物理學家狄拉克認為:讓一個方程具有美感要比符合實驗更為重要。法國科學家彭加勒曾說:“科學家研究自然,是因為他從中能得到樂趣,他之所以能得到樂趣,是因為她美”。著名物理學家楊振寧曾經說過:“物理學的原理有它的結構,這個結構有它的美跟妙的地方,而各個物理學工作者對于這個結構的不同的美跟妙的地方的感受,有不同的了解,因為大家有不同的感受,所以每一個工作者會發展他自己獨特的研究方向跟研究方法,形成他自己的風格?!?/p>
許多著名的物理學家都有感知美的奇異本領,美學思想在許多物理學家創立與評價物理學理論時起著重大的啟發與指導作用。追溯人類科學源頭,科學美始終被作為一種人文理想而追求,成為科學家們獻身科學、潛心研究的直接動力之一。
3物理學中的科學道德精神
3.1對未知的好奇與探索精神
好奇心是一種情感,是一種人文精神,也是最重要的科學精神??茖W進步的真正動力是許多物理學家對了解未知事物的欲望。牛頓看到蘋果落地,就去想蘋果為什么會從樹上掉下來,從而想到了萬有引力;阿基米德從浴桶洗澡中得到啟示,發現水面上升與他身體侵入部分體積之間的內在聯系,找到了鑒別金質王冠是否摻假的方法,產生阿基米德原理,發現浮力定律等。這種對未知的好奇與探索精神,對物理學的發展與人類的文明有很重要的作用。
3.2實事求是、勇于創新的科學精神
實事求是認知的基礎,而創新則是科學精神的核心。20世紀物理學的革命告訴我們:科學的發展道路上科學家要創立一種新理論的時候,都必須要有敢于向已有的舊理論、舊思想提出質疑的勇氣。例如:伽利略正是因為對亞里士多德“力是產生物體運動的原因”的懷疑,才建立了正確的力和運動的關系。以至于后來的牛頓運動定律的產生。著名物理學家楊振寧和李政道正是因為敏銳的覺察到了從未被人懷疑過的宇稱守恒定律的適用范圍,大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的論斷,才使物理學理論有了一個突破性的進展。
3.3合作與寬容精神
篇8
小學升初中是一個角色的轉變,初一進入初二是知識又上了一個新臺階,他們將接觸一門新的學科——物理。如何吸引學生,培養其學習物理的興趣?某些老師認為樹立威信最重要,因此在第一節師生見面的開場白上,多數老師都宣布了“鐵”的課堂紀律,課堂上的要求,以及學習物理的重要性,和對將來中考的影響,也許這種方法保證了以后的課堂紀律,但這樣必然對學生心理產生負面影響,也不利于學生發展,學生處處小心,擔心自己出錯或學不好物理影響將來中考,不利于發揮學生學習的積極性和主動性。更不能提高學生的學習興趣。因此,第一堂課的第一印象非常重要,老師應該是和藹可親的,而不是又兇又惡的“老虎”。師生之間應建立“平等對話,共同發展”的關系,這樣才能激發起學生學習物理的興趣。在第一堂師生見面課的時候應從以下幾個方面講起。如作一些簡要的自我介紹;簡要的紀律說明,強調作業要求等;特別是介紹有關物理的一些趣事,例如筷子放入裝有水的碗中看起來是彎折的,這是光的折射;“天狗吃月”是光在同一種均勻介質中沿直線傳播;我國的萬里長城以及埃及的金字塔的修建是用什么工具來運輸此龐大的石頭;死海不死的原因;第一次世界大戰期間,一名法國飛行員在2000m高空飛行的時候,發現臉旁有一個小東西,以為是一只小昆蟲,敏捷地把它抓了過來,令他吃驚的是抓到竟是一顆德國的子彈。為什么飛行員能抓住一顆子彈呢,你學了運動的相對性后,你也能像飛行員一樣抓住一顆子彈的。軍事上上使用的核潛艇,宇宙飛船,過山車等與物理有關的知識。上知天文,下曉地理。可以講到下課鈴響,讓學生感到一游未盡。一節課下來,會讓學生認識到老師知識淵博,同時對老師產生敬佩心理。自然會對物理學習產生興趣,覺得物理非常有趣,一心的想要學物理?!叭f事開頭難”,好的開頭已成功了一半。
二,上課之門
在教學過程中不僅要教書,還要注意育人。而有些教師只注重了知識的傳受,忽約了對學生的思想教育。利用物理課本上編寫的一些科學家好學的精神對學生進行教育,既可以激發學生的學習興趣,又達到教育學生的目的。如法國科學家安培好學的故事:有一次,他在路上邊走邊思考問題,猛一抬頭,發現前面有一塊黑板,不由喜上心頭,馬上掏出一支隨身攜帶的粉筆,把腦袋中的問題計算起來,這塊黑板向前移動了,安培一邊跟著前移,一邊計算著。漸漸的黑板移動更快了,這位專心的計算者也跟著跑起來。當他實在跑不動而停下來時,發現這并不是什么黑板,而是馬車的后背。他望著車背上的公式漸漸遠去,懊喪地嘆了一口氣“唉!可惜還沒有算完?!碑斎徽n堂教學是完成教學內容的重要手段,教學“六認真”是必不可少的。除做好常規的教學外,針對整體基礎水平差的學生,還應注意以下方面:
第一方面,上課前盡量了解學生情況,針對性備課,立足于課本,講解盡量淺顯易懂。課堂氣氛要活躍,語言要風趣,幽默,提倡輕松愉快教學法。如以故事導學:用“猴子撈月”的故事引入平面鏡成像;用“阿基米德鑒定黃冠”的故事引入密度的測量實驗。課堂偶發事件的處理還要講究藝術,注意隨機應變,臨變不慌,因勢利導。有的老師遇類似情況就過于緊張,方寸大亂,不知如何是好,往往含糊其辭,敷衍搪塞,要么置之不理,消極回避:要么大動肝火,怒斥學生。轉嫁危機,這些非但無助于問題的解決,反倒使問題復雜化,并影響老師在學生心目中的威信。如一位老師在連電路時,連好后燈泡不亮,下面的同學都在嘀咕,而這為老師沒有慌,而是說前面我們已經學過電壓表檢驗電路的故障,下面我們就用學過的知識來檢查是那里出了問題。結果這位老師熟練的找出了毛病,同學們也佩服的笑了。由于老師的冷靜而生智及時調整了教學過程,不僅沒有影響教學進度,反而在學生頭腦中鞏固了用電壓表檢查電路故障這一技能。
第二方面,做好書上的演示實驗,提高學生的興趣。如人們拿著雞蛋的時候都小心謹慎的,但如果將雞蛋握在手中即使用較大的勁也壓不壞。在演示的時,可以叫一位力氣較大的同學來完成,讓學生覺得實驗的真實性。再解釋其中的道理是因為在壓力一定時,受力面積越大,壓強越小的原因。再比如說,講蒸發吸熱時,讓學生自己在手臂上涂上酒精親身體驗蒸發吸熱的感覺,讓他們身臨其境。再發兩支溫度計給學生,將其中的一支涂上酒精,待一會后,對比兩支溫度計的示數,讓學生自己得出結論,驗證蒸發是一個吸熱的過程。
第三方面,對于學生實驗更應該認真對待,讓學生親自參與,親自動手,培養學生的動手能力。如在上串并聯電路時學生就很感興趣。老師在演示的時候,就伸長脖子在觀察,如果讓他們自己去連接電路,則一定會有很高的興趣,因此,我們在講解后應該放手讓學生自己去完成實驗。如在研究凸透鏡成像的特點時,一些老師是先總結了透鏡成像的特點,再讓學生去做實驗,這樣學生帶著結論去完成實驗不利于發揮學生的探究能力。在上這一內容時可以調整一下,先讓學生去完成實驗,再和老師一起總結。這樣更利于發揮學生的探究能力,也充分調動了學生的興趣。我們還可以利用生活中常見的物品來做一些有趣的小實驗,激發學生的興趣。如用廢牙膏皮來完成“核潛艇”浮沉實驗。用氣球來演示力的作用效果實驗等。
第四方面,還要注意曉之以理,動之以情。莎士比亞說過“贊美是照在人心靈的陽光,沒有陽光,我們就不能生產”。廉姆杰爾說過“人性最深切的需求就是渴望別人的欣賞”所以對于差生,我們應該善于發現他們的閃光點并及時加以表揚鼓勵,增強他們的自信心。如我校某班有一位成績差的學生,但對體育特別愛好,在一次運動會上為班上奪得了多項第一,老師發現后給與他肯定并說如果他把這種勇于拼搏,不怕吃苦的精神放到學習上,那你的成績一定會提高,一定會迎得老師和同學的贊揚。結果這位同學受到老師的贊揚和鼓勵后,刻苦學習,成績一直上升,后來考入了某重點體院。教師一句贊揚的語言,一個鼓勵的眼神,一次頷首的微笑,一個肯定的動作,一次低難度的考試,都可以使差生體會到鼓勵,信賴,滿意的情感,從而樹立起學好物理的自信心,促使他們逐步轉化。
三:課后作業處理
在新課程標準背景下,布置作業不能僅限于書本知識或理論知識,必須加強課程內容與學生生活以及現代社會發展的聯系。減少死記硬背,機械訓練。我在我校06級二班試著這樣實驗了一個月,同時進行了一次檢測,從分析看,根據我校情況,不能完全丟掉死記硬背機械訓練,因為有一部分學生的基礎太差,還不能完全丟掉課本,相反的在這方面還應加強。因此在布置作業時應從以下方面著手。為了避免出現優生“吃不飽”,學困生“吃不了”,采取分層次布置作業,向不同層次的學生推薦作業范圍,讓學生在不同范圍內自由選擇,只限最少題量,而不作同一要求,分選做題和必做題。讓有精力的學生做更富有個性的作業。要求基礎差的同學記住書上的公式,定義等知識點。
針對整體基礎差的學生,從以上方面進行加強,多花精力,曉之以理,動之以情,激之以行,一定能啟發學生強烈的求知欲望,提高學生對物理的學習興趣,從而提高他們的學習成績,全面完成義務教育的教學任務。
參考文獻:
1《心理學》石油工業出版社魏龍渝第九章154頁
2《論語》
3《九年義務教育三年制初級中學教科書》物理.第一冊16頁
4《九年義務教育三年制初級中學教科書》物理.第二冊74-75頁
篇9
一是要精心“設疑”。教師要精心設計疑問,巧妙提問激勵誘導學生。在教學實踐中,能否成功運用“設疑法”進行教學,關鍵在于教師設疑的藝術,所設的問題要富有啟發性,符合學生實際,這正是激發學生積極主動思考、討論的基礎。例如,為什么人觸電會有生命危險,而鳥落在高壓線上卻安然無恙?為什么苗田灌水能防霜凍?類似這樣的問題一提出,就會深深吸引學生探索。但是,“設疑”一定要注意教學的目的性和學生的接受性、興趣,力求創設一種使學生產生疑問、渴望解答的情境,以保證學生獲得正確的科學知識。
二是“正反”對比。由于受種種思維障礙的影響,再加上沒有養成良好的解題習慣,盡管掌握了一定的物理知識,但學生在解題過程中常會出現錯誤。對于他們在知識上暴露出的缺陷,可讓學生發表自己的看法,然后分析其錯誤的原因,并做出正確的解答。這樣通過正反對比的思考和分析,對學生加深物理知識的理解有非常大的好處。
三是培養學生分析、解決問題的能力。在學生現有的知識范圍內,著意提出一些要求有創造性或獨特見解解答的問題,就好像摘桃子需要跳一跳才能摘到那樣。這跳一跳引起的思考和探究,可使學生的創新思維能力和分析解決問題的能力得到提高。
四是要鼓勵學生多提問題。讓學生向教師質疑,讓課堂充滿問題,倡導“沒有錯誤的問題,只有不完善的答案”,以此激發學生的批判性、發散性思維。要多主張教師不再是課堂教學的主宰,而是學生創新學習的設計師和引路人,學生疑難問題的解答人;教師也不再是課堂教學的唯一權威,而是課堂討論的平等參與者,啟發學生質疑問難的積極倡導者。
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一、形象思維中的形象淡漠
形象思維在初中學生的物理學習中起著極為重要的作用。如果學生對特定條件下的物理現象和過程,在頭腦中沒有建立起正確的物理形象,不會利用物理形象進行思維,就難以把文字敘述、數學表達式和現實過程聯系起來,也就難以正確地進行分析、推理、判斷等邏輯思維活動。例如:學生頭腦中因為沒有物質原子結構的初級模型的正確形象和電子運動的動態過程的正確圖景,則對于摩擦起電的理解、對于電的中和的理解、對于帶正電與帶負電的理解都產生了困難;又因為學生頭腦中沒有建立起光線的鮮明正確形象,沒有建立起光的直線傳播的物理圖景,就難以理解和分析影子形成、小孔成像等許多具體的物理問題。
二、因果思維條件的制約
事物的因果聯系總是受著條件制約的。對條件的認識是一種較復雜的思維過程,一些思維能力不強的學生難于進行這類思維;對教材不理解或理解不透的學生也無法對一些條件進行分析和選用,從而使得在有條件關系的習題面前一些學生顯得無能為力。如關于功的定義及計算方法,絕大多數學生都能流暢地表達出來,但解答具體問題時,很多學生又往往不自覺地把“在力的方向上”這一限制條件拋在腦后,從而出現錯誤。
三、逆向思維不知反其道而行之
逆向思維是從對立的角度去考慮問題。逆向思維解題的顯著特點就是以未知為起點,運用有關概念、定律、定理找出有關物理量方面的聯系,層層推理,確定解題路線的分析途徑。由于受平時大量的從已知到未知解題方法的思維定勢的影響,加之有的教師沒有注意進行逆向思維的訓練和能力的培養,很多學生不善于甚至不知道運用逆向推理、逆向論證、逆向分析。如一半以上的學生總認為拋出去的物體受到重力和拋力共兩個力的作用,其原因除受“拋”字的干擾外,更主要的是不善于進行逆向分析或逆向論證,假如拋力存在,這個拋力的施力物體是誰呢?反過來想一想問題就迎刃而解了。
四、比較思維中的操作不當
比較思維是初中物理學習中最常見的一種思維方式,按理說初中學生應能較好的掌握比較思維的方法進行比較推理、比較分析、比較論證。但實際情況并非如此,調查表明近一半的學生在比較思維中不善于通過比較來認識事物的本質,有的完全不理解兩種事物的可比性,有的不理解比較的一般作用在解題中的特殊作用,不善比較兩種事物的共性和個性,不善于舍同求異或舍異求同。如回答直流發電機與交流發電機在主要結構上有何不同時,很多學生先直接回答直流發電機的特點以后,再回答交流發電機的特點,而不去比較兩者在結構上的差異。同樣,有相當多的學生在實際應用中不能區分相鄰、相近的物理概念、物理量等。
如壓力和壓強,有用功、額外功和總功,功和功率,功率和機構效率,左手定則和右手定則等。
五、思維定勢導致思維嵌塞