物理學(xué)蘊(yùn)含學(xué)科思想論文

時(shí)間:2022-07-24 03:17:00

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物理學(xué)蘊(yùn)含學(xué)科思想論文

“每一個(gè)時(shí)代的理論思維,都是一種歷史產(chǎn)物,在不同的時(shí)代具有非常不同的形式,并因而具有不同的內(nèi)容”。隨著新課程改革的推廣,培養(yǎng)學(xué)生的能力,特別是學(xué)生的創(chuàng)新能力,越來越引起教育工作者的高度重視。教學(xué)過程由原來的教師教什么,學(xué)生學(xué)什么,逐漸向自主、合作、探究的學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)變,也就是說教學(xué)過程應(yīng)該而且必須成為在教師的組織引導(dǎo)下,學(xué)生通過自主、合作、探究知識(shí),發(fā)展?jié)撃?,形成科學(xué)的世界觀、人生觀和價(jià)值觀的過程。因此各門學(xué)科應(yīng)該重視學(xué)科思想和方法的滲透,如果一個(gè)人具備了相應(yīng)的學(xué)科思想,獲得了學(xué)科研究的方法,就會(huì)具備創(chuàng)新的能力和終身學(xué)習(xí)的動(dòng)力。物理學(xué)究其發(fā)展而言,與數(shù)學(xué)、哲學(xué)、化學(xué)、藝術(shù)等有著密切的聯(lián)系,因而蘊(yùn)含著豐富的學(xué)科思想和方法。

1、物理學(xué)中蘊(yùn)含的哲學(xué)思想

物理學(xué)和哲學(xué)相互促進(jìn)相互發(fā)展,物理學(xué)為哲學(xué)思想的建立提供了事實(shí)依據(jù),哲學(xué)對(duì)物理學(xué)的發(fā)展具有指導(dǎo)作用。物理學(xué)的教學(xué)過程就是以觀察和試驗(yàn)為基礎(chǔ),進(jìn)行科學(xué)的分析和抽象,歸納得到規(guī)律性的認(rèn)識(shí),然后再把規(guī)律運(yùn)用到實(shí)踐中去,正是實(shí)踐——理論——再實(shí)踐的辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論。

1.1、物理教學(xué)要使學(xué)生樹立辯證的思想,學(xué)會(huì)“一分為二”的看問題。但是物理學(xué)畢竟與哲學(xué)不同,教學(xué)中不能刻意去追求,應(yīng)該蘊(yùn)辯證法于教學(xué)過程中。如在教學(xué)《導(dǎo)體和絕緣體》一節(jié)時(shí),教師一開始可以創(chuàng)設(shè)情景設(shè)置如下疑問:能否用塑料做導(dǎo)線的芯?然后指導(dǎo)學(xué)生圍繞這一問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究那些物體容易導(dǎo)電,那些物體不容易導(dǎo)電。從而學(xué)生把物體分成兩類:導(dǎo)體和絕緣體。此時(shí)要提示學(xué)生課堂一開始提出的疑問,學(xué)生自然會(huì)明白塑料是絕緣體,不能做導(dǎo)線的芯。然后教師演示玻璃達(dá)到紅熾狀態(tài)導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn),得出絕緣體和導(dǎo)體沒有絕對(duì)界限,條件改變了絕緣體就可以導(dǎo)電了,再問塑料能否做導(dǎo)線的芯?學(xué)生自然有了更深的認(rèn)識(shí)。再介紹壓電陶瓷、導(dǎo)電塑料等新型的導(dǎo)電材料。這樣在潛移默化中滲透了辯證的思想,而且還能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈熱求知欲,有助于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

1.2、“對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律”是宇宙中的根本規(guī)律,也必然存在于許多物理過程中,因此在中學(xué)物理教學(xué)過程中要注重滲透這一觀點(diǎn)。例如關(guān)于水的蒸發(fā),其實(shí)質(zhì)是水的液氣兩態(tài)的轉(zhuǎn)變過程,既存在著水轉(zhuǎn)變成水蒸氣的過程,又同時(shí)存在著水蒸氣轉(zhuǎn)變成水的過程,如果前者占優(yōu)勢(shì),則水轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?,如果后者占?yōu)勢(shì),則水蒸氣轉(zhuǎn)變成為水。如果兩種過程呈均衡之勢(shì),則系統(tǒng)中水和水蒸氣共存,并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。在再如作用力和反作用力,也體現(xiàn)著“對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律”。如果學(xué)生具備了這一思想,就會(huì)正確認(rèn)識(shí)力的作用是相互的。教學(xué)過程中如果只簡(jiǎn)單的講授知識(shí),而不去挖掘其蘊(yùn)含的“對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律”,就無法使學(xué)生領(lǐng)會(huì)到物理現(xiàn)象發(fā)展和變化的過程。忽略了過程只看結(jié)果,就違背了物理學(xué)的認(rèn)知規(guī)律。

1.3、事物是普遍聯(lián)系的這一哲學(xué)思想,推動(dòng)了物理學(xué)的研究與發(fā)展,哲學(xué)的思想對(duì)物理學(xué)的研究起著指導(dǎo)作用。例如:冥王星的發(fā)現(xiàn)就是基于萬有引力定律,定律認(rèn)為力的作用是相互的,事物之間是普遍聯(lián)系的,當(dāng)科學(xué)家們觀測(cè)到海王星的實(shí)際運(yùn)行軌道與用萬有引力定律計(jì)算出的軌道不符時(shí),大膽推測(cè)了太陽(yáng)系還存在著第九顆星星。再如:能量守恒定律的學(xué)習(xí),空中勻速下降的降落傘,豎直下落的乒乓球,最后都靜止在地面上,他們的機(jī)械能都消失了嗎?基于事物是普遍聯(lián)系的認(rèn)識(shí),才能知道能量可以相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

2、物理學(xué)中的等效思想

等效即效果相等,它是理解物理概念和規(guī)律,解決物理問題的重要方法。

2.1、運(yùn)用等效法可以加強(qiáng)對(duì)物理概念和規(guī)律的理解。合力的概念是一個(gè)力的作用效果與幾個(gè)力的作用效果相等,那么這個(gè)力就是這幾個(gè)力的合力。這是最具代表性的等效,因此在教學(xué)時(shí)只要引導(dǎo)學(xué)生用等效的思想去理解合力及力的合成,就會(huì)收到意想不到的效果。從而對(duì)后面學(xué)習(xí)的浮力——等效于壓力差,也就會(huì)迎刃而解了。另外,質(zhì)點(diǎn)和剛體也是等效思想在物理學(xué)中的具體體現(xiàn)。可見等效在物理學(xué)中是非常重要的一種思想和方法。

2.2、等效的方法可以將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。在電學(xué)中就可以用等效電阻將復(fù)雜的混聯(lián)電路簡(jiǎn)化。例如下圖:已知R1=8ΩR2=2ΩR3=2ΩR4=4Ω;求總電阻。

我們就可以用等效的想法求出最后R=4Ω。

再如,下面這道物理競(jìng)賽試題:在一個(gè)半徑為R,密度為ρ的均勻的薄鐵片上,挖去一個(gè)半徑為r的圓,并且小圓與大圓相內(nèi)切,請(qǐng)找出剩余部分的中心的位置。此題看上去無從著手,但是用等效的方法,就可以做到化繁為簡(jiǎn)。

我們可以連接兩個(gè)圓的連心線,一定經(jīng)過公切點(diǎn)A,并交大圓于P。

那么如果以大圓的圓心O2作為支點(diǎn),就可以把此題等效為

杠桿的平衡問題。如果設(shè)剩余部分的質(zhì)量為M,重心在C處。

小圓部分質(zhì)量為M1,重心必然在圓心O1處。則有

M1gO1O2=MgO2C

問題迎刃而解。

3、觀察和實(shí)驗(yàn)是研究物理學(xué)的基本方法

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。觀察和實(shí)驗(yàn)是獲得

感性材料,探索物理規(guī)律,認(rèn)識(shí)物理世界的基本手段,也是檢驗(yàn)物理理論真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

3.1、觀察,主要是指人們對(duì)于物理現(xiàn)象在自然發(fā)生的條件下或者有目的的實(shí)驗(yàn)下,進(jìn)行考察分析的一種方法。伽利略在觀察教堂里的掛燈,隨風(fēng)擺動(dòng)的等時(shí)性而發(fā)明了鐘擺;牛頓因?yàn)橛^察自由落體,而發(fā)現(xiàn)了萬有引力;居里夫人鍥而不舍的觀察實(shí)驗(yàn),而發(fā)現(xiàn)了鐳的放射性。觀察不應(yīng)該是無目的的,而應(yīng)該是有意識(shí)的、長(zhǎng)久的、借助儀器和工具進(jìn)行的。觀察中還應(yīng)該排除干擾,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象后面的本質(zhì)的規(guī)律。

3.2、觀察有了收獲就應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)就是借助科學(xué)儀器和設(shè)備,甚至自己制造儀器,設(shè)法控制或者模擬物理現(xiàn)象或者過程,在有利的條件下研究物理規(guī)律的方法。而物理實(shí)驗(yàn)中最常用的思維和研究方法就是控制變量法。所謂控制變量法就是在研究一個(gè)因素與多個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí),有意控制其中一些變量固定不變,研究其中一個(gè)變量與因素的關(guān)系,例如在研究影響電阻大小的因素時(shí),電阻與導(dǎo)體的材料、粗細(xì)、和長(zhǎng)度有關(guān),如果我們研究電阻與材料的關(guān)系,就可以有意識(shí)的控制導(dǎo)線的粗細(xì)和長(zhǎng)度。即可以取相同粗細(xì)、同樣長(zhǎng)度的銅線和鎳鉻合金線來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生掌握了這種基本的方法,對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)操作能力,有很大的幫助和促進(jìn)作用。

另外,觀察和實(shí)驗(yàn)還應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,使之實(shí)事求是。因此實(shí)驗(yàn)是應(yīng)該讓學(xué)生養(yǎng)成尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)、尊重科學(xué)的習(xí)慣。教師要告訴學(xué)生每一個(gè)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都不是一帆風(fēng)順的,科學(xué)家們不知道做了多少次實(shí)驗(yàn),品嘗過多少次失敗。失敗乃成功之母。學(xué)生養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和一絲不茍的工作作風(fēng),也許會(huì)在將來的某一次實(shí)驗(yàn)中因?yàn)椴环胚^一個(gè)不同的數(shù)據(jù)而有重大的發(fā)現(xiàn)吶!

誠(chéng)然,物理學(xué)中還蘊(yùn)涵著很多學(xué)科思想。每一種學(xué)科思想都對(duì)應(yīng)著一種方法,只有在教與學(xué)的過程中滲透這些思想和方法,對(duì)學(xué)生進(jìn)行潛移默化的教育作用,就能收到意想不到的效果。學(xué)生具備了這些思想和方法,才真正學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。他們會(huì)用這些方法指導(dǎo)自己的學(xué)習(xí),進(jìn)行科學(xué)研究。

同志說過:“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”,滲透學(xué)科思想和方法是當(dāng)今素質(zhì)教育的要求,是教育理念的轉(zhuǎn)變,是時(shí)代的呼喚!