發(fā)布時(shí)間：2015-04-21所屬分類(lèi)：教育職稱(chēng)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：在十七世紀(jì)末期，由于人們樂(lè)意對(duì)原先持有的真理提出疑問(wèn)并尋求新的答案，最后導(dǎo)致了重大的科學(xué)進(jìn)展，被稱(chēng)為科學(xué)革命。科學(xué)革命的前兆回溯到在印度及波斯所做出的重要發(fā)展，包括：印度數(shù)學(xué)暨天文學(xué)家Aryabhata以日心的太陽(yáng)系引力為基礎(chǔ)所發(fā)展而成的行星
摘要：在十七世紀(jì)末期，由于人們樂(lè)意對(duì)原先持有的真理提出疑問(wèn)并尋求新的答案，最后導(dǎo)致了重大的科學(xué)進(jìn)展，被稱(chēng)為科學(xué)革命。科學(xué)革命的前兆回溯到在印度及波斯所做出的重要發(fā)展，包括：印度數(shù)學(xué)暨天文學(xué)家Aryabhata以日心的太陽(yáng)系引力為基礎(chǔ)所發(fā)展而成的行星軌道之橢圓的模型、哲學(xué)家Hindu及Jaina發(fā)展的原子理論基本概念、由印度佛教學(xué)者Dignāga及Dharmakirti所發(fā)展之光即為能量粒子之理論，電磁學(xué)方面，發(fā)現(xiàn)了摩擦起電，由穆斯林科學(xué)家Ibn al-Haitham(Alhazen)所發(fā)展的光學(xué)理論、由波斯的天文學(xué)家Muhammad al-Fazari所發(fā)明的星象盤(pán)，以及波斯科學(xué)家Nasir al-Din Tusi所指出托勒密體系之重大缺陷。
關(guān)鍵詞：物理教學(xué),教學(xué)技術(shù),物理教師職稱(chēng)論文
越來(lái)越多的事實(shí)表明，物理學(xué)在揭開(kāi)微觀和宏觀深處的奧秘方面，正醞釀著新的重大突破。現(xiàn)代物理學(xué)的理論成果應(yīng)用于實(shí)踐，出現(xiàn)了象原子能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、激光、宇航等許多新技術(shù)科學(xué)。這些新興技術(shù)正有力地推動(dòng)著新的科學(xué)技術(shù)革命，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。而隨著生產(chǎn)和新技術(shù)的發(fā)展，又反過(guò)來(lái)有力地促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。這就是物理學(xué)的發(fā)展與生產(chǎn)發(fā)展的辯證關(guān)系。
長(zhǎng)期以來(lái),物理學(xué)就是一門(mén)教師難教、許多難學(xué)的課程。但物理學(xué)的規(guī)律常通過(guò)教學(xué)的推理、演繹,以精確的形式表達(dá);物理的發(fā)展與哲學(xué)思潮息息相關(guān)。它反映的思維方式非常豐富。這使課在“拓寬視野、改善思維、提高的素質(zhì)上”有著重要的作用。為發(fā)揮這一作用,筆者嘗試著變“傳授式”的教學(xué)模式為“誘導(dǎo)閱讀式”,用辯證唯物的認(rèn)識(shí)論、方法論指導(dǎo)教學(xué)。下面是筆者的點(diǎn)滴體會(huì)。
是研究現(xiàn)實(shí)世界空間形式和數(shù)量關(guān)系的抽象。從數(shù)學(xué)的抽象到物理的具體,這是認(rèn)識(shí)上的又一次飛躍。物理的一個(gè)任務(wù)就是要幫助他們完成認(rèn)識(shí)上的這一次飛躍。例如討論氣體體積膨脹做功時(shí)要用到定積分概念,經(jīng)過(guò)分析已得到體積膨脹dV所做的元功為PdV,學(xué)生也容易理解所有元功之和即為總功。但物理與數(shù)學(xué)脫節(jié),沒(méi)有意識(shí)到這就是定積分。這時(shí),筆者通過(guò)圖形幫助學(xué)生回憶起定積分的幾何意義,使學(xué)生很快領(lǐng)悟到有限過(guò)程的功由對(duì)PdV積分得到,P(V)曲線下的面積即為過(guò)程的功。通過(guò)課后對(duì)定積分進(jìn)一步復(fù)習(xí),并具體計(jì)算等壓、等溫等過(guò)程的功,感到幫助他們解決了物理問(wèn)題,在中的應(yīng)用又加深了對(duì)微積分概念的理解。二者相輔相成,相得益彰。
的框架往往揭示出問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。推導(dǎo)理想氣體絕熱過(guò)程的泊松方程就是一個(gè)很好的例證。筆者首先用等溫、等容等過(guò)程啟發(fā)、引導(dǎo)。對(duì)服從狀態(tài)方程PV=nRT的理想氣體,一般情況下有兩個(gè)獨(dú)立參量,增加一個(gè)條件(例如等溫),剩一個(gè),方程變成PV=c等形式。絕熱過(guò)程條件為dQ=0,也應(yīng)該只剩一個(gè)獨(dú)立參量。與等溫、等壓、等容過(guò)程的不同之處在于P、V、T三者中任何一個(gè)都可以作為獨(dú)立參量,方程也就可以寫(xiě)成f(P.V)=0等形式。如何由狀態(tài)方程和條件dQ=dE+PdV=0來(lái)推導(dǎo)呢?首先有dE=NCVdT,得到三個(gè)參量的方程組。
PV=nRT(1)
NCVdT+PdV=0
如何消去T,得到PV之間的關(guān)系?思維活躍的學(xué)生很快會(huì)提出先對(duì)式(1)微分,取得形式一致后消去T,再積分便是所求。稍差一點(diǎn)的學(xué)生一經(jīng)啟發(fā)也不難明白。此后,式(1)的微分,以及消元、積分均由在課堂上自己閱讀完成,筆者只需在最后時(shí)對(duì)積分常數(shù)略加說(shuō)明。由于抽象的框架使學(xué)生抓住了事情的實(shí)質(zhì),提高了他們看問(wèn)題的高度,因此教學(xué)過(guò)程不僅順利,而且學(xué)生能觸類(lèi)旁通,有的甚至感到了“輕松愉快”,是種享受。
理想化的方法是科學(xué)抽象的一種形式。理想氣體模型是普遍課中的典型實(shí)例。實(shí)際中的氣體,溫度較高、分子密度較小時(shí),與分子間的平均距離相比,分子的體積很小;與碰撞相比,分子間的相互作用很校于是家在思維中進(jìn)行極限轉(zhuǎn)化,將次要因素,即分子大小和相互作用完全忽略不計(jì),抽象出服從PV=nRT的理想氣體模型。思維中的極限轉(zhuǎn)化使次要因素由有到無(wú),事情發(fā)生質(zhì)的變化,這種簡(jiǎn)化問(wèn)題的理想模型和理想實(shí)驗(yàn)在學(xué)中彼彼皆是。通過(guò)理想氣體模型強(qiáng)調(diào)這一轉(zhuǎn)化,此后出現(xiàn)的其他模型(如準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程),都覺(jué)得易于理解。
用方法論能很好地引導(dǎo)學(xué)生從理想向?qū)嶋H過(guò)渡。例如,當(dāng)溫度降低或壓力增高時(shí),實(shí)際氣體并不能很好地遵守上述狀態(tài)方程,二氧化碳即為一例。究其原因?yàn)闂l件變化,次要因素的作用會(huì)上升。范德瓦耳斯認(rèn)為兩條假設(shè),即忽略了次要的因素,是引起偏差的主要原因。針對(duì)忽略分子大小,實(shí)際分子運(yùn)動(dòng)的有效空間有所減少,體積項(xiàng)要修正. 分子間的相互吸引相當(dāng)于補(bǔ)充了一點(diǎn)“內(nèi)壓力”,壓強(qiáng)項(xiàng)也有所改變。對(duì)模型的修正從忽略的次要因素入手使問(wèn)題得以解決。教師如此引導(dǎo),課后大都能夠順利地閱讀教材。后續(xù)課程中從理想氣體到真實(shí)氣體、理想溶液到真實(shí)溶液的勢(shì)的過(guò)渡,亦覺(jué)得自然。
遇到少數(shù)內(nèi)容深?yuàn)W的問(wèn)題時(shí),筆者教導(dǎo)學(xué)生“一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),往往要經(jīng)過(guò)由實(shí)踐到認(rèn)識(shí)、由認(rèn)識(shí)到實(shí)踐這樣多次的反復(fù)才能完成”的道理來(lái)教導(dǎo)學(xué)生,使他們知道,一下子不能透徹理解是正常的,當(dāng)學(xué)習(xí)的知識(shí)多了,認(rèn)識(shí)能力提高了,回過(guò)頭來(lái)再一看,發(fā)現(xiàn)它們并不那么深?yuàn)W。由于學(xué)生本身就有這種體會(huì),教師這樣的教誨使不少焦灼的心情一下子放松下來(lái)。他們冷靜地跟著教師分析問(wèn)題的癥結(jié),并通過(guò)反復(fù)演算習(xí)題加深理解。
總之,教學(xué)方法的變更提高了學(xué)習(xí)的興趣,方法論使師生在教學(xué)中嘗到甜頭。
