關于近代物理學史的論文(2)
關于近代物理學史的論文篇二
《如何發(fā)揮物理學史的人文教育功能》
摘 要：物理科學從產(chǎn)生到發(fā)展，一刻也沒脫離社會的影響，反過來，物理科學也一直對社會發(fā)生著作用。這就使物理學發(fā)展史不僅具有科學理論的育人功能，還具有更為深刻的人文理念教育功能。
關鍵詞：物理學史;人文教育
一、物理學史對學生辯證唯物主義世界觀的教育
標志著嚴格意義上的科學誕生的經(jīng)典物理，是在沖破了宗教神學的桎梏，并以西方文化的邏輯化傳統(tǒng)和實驗驗證思想取代了純粹的思辨之后才建立起來的。從此以后在物理科學的每一次重大發(fā)展，總是與人類的思想觀念相互作用、相互影響、緊密地聯(lián)系在一起。這就使物理科學理論不可避免的體現(xiàn)某種自然觀、社會觀、科學精神和人文精神。
案例：光的本質(zhì)
波粒二象性理論及其發(fā)展史就是培養(yǎng)學生辯證思想的極生動的素材。千百年來人類探索光的本性，到十七世紀形成了微粒說和波動說這兩種對立的學說。由于具有崇高威望的牛頓支持微粒說，加上波動說本身的不完善和找不到強有力的實驗依據(jù)，使以后的一百多年時間里一直由微粒說占據(jù)統(tǒng)治地位。直到楊氏雙縫干涉實驗的成功;惠更斯波動理論的建立，法拉第發(fā)現(xiàn)偏振光的振動而在磁場中發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)而揭示了光和電的內(nèi)在聯(lián)系;麥克斯韋建立電磁理論提出光的電磁說，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，把光的波動說發(fā)展到空前完善的地步，光的微粒說被逼進了死路。
恰恰是在把光的波動說推向頂峰的赫茲實驗中，意外地發(fā)現(xiàn)了光電效應現(xiàn)象。進一步研究發(fā)現(xiàn)，波動說在光電效應規(guī)律中遇到了無法逾越的障礙。微粒說又抬頭了，事物走向了反面。這時，愛因斯坦運用普朗克的原始的量子理論提出了光子說，解釋了光電效應規(guī)律，并進一步科學地把光的微粒說和波動說歸納總結(jié)為對立統(tǒng)一的波粒二象性。
波粒二象性理論的發(fā)展過程是一個辯證的否定過程。光的波粒二象性同時對微粒說和波動說作了辯證的否定。它肯定了光有波動性和粒子性，又否定了波動性和粒子性的根本對立，波粒二象性理論正是在辯證的否定中得到了發(fā)展，其中有量的積累，有質(zhì)的轉(zhuǎn)變，舊理論的危機又孕育著新理論的誕生，科學不斷發(fā)展到新的高度。
二、物理學史對學生科學精神的培養(yǎng)
在物理科學的發(fā)展過程中，科學內(nèi)部存在著自我發(fā)展的推動力，這種推動力正是人類在科學活動中所形成的科學精神、科學態(tài)度、科學道德和科學思想的集中表現(xiàn)。物理科學中包含著豐富的科學品質(zhì)培養(yǎng)因素，而且可以經(jīng)過物理課程內(nèi)化到受教育者身心之中。
案例：聽“對話”，理解伽利略的邏輯推理
伽利略在1632年發(fā)表的名著《關于力學及局部運動兩門新科學的交談及實驗驗證》，通常被稱為《兩種新科學的對話》。這本專著不僅宣告中世紀的力學理論，也宣告支持這種理論的整個亞里士多德的宇宙論體系開始瓦解。書中的辛普利邱代表亞里士多德的觀點，薩爾維阿蒂代表伽利略的觀點，沙格列陀是一個不懷成見，心胸開闊，熱衷于追求知識的人。首先請學生從亞里士多德的“重物先落地”的假設，用邏輯推理方法，試著得出否定的結(jié)論，然后利用多媒體，讓學生聽一聽這三個人的對話并著重討論下面幾段：
薩：……那么我們?nèi)∫粔K大石頭，例如它的速率是八和一塊小石頭，下落速率是四，將它們拴在一起，整個系統(tǒng)的下落速率應小于八。但是兩塊石頭拴在一起要比以前的那個速率為八的石頭大。因此，重物比輕物的運動速率要小一些，……。這樣，你就看到了從你的重物較輕物下落得快的假設，我是怎樣推出重物下落得更慢。
這里，薩爾維阿蒂證明了亞里士多德的落體理論自相矛盾。但是，辛普利邱卻認為他親眼看到的重物下落得比輕物快一些。
辛：你的議論的確信令人欽佩，但是我仍不能相信鳥槍子彈和大炮炮彈下落一樣快。
薩：亞里士多德說：“一個100磅的鐵球從100庫比特高度落到地面時，1磅的鐵球只落了1庫比特。”而我說它們是同時落地。你做實驗得出大球比小球落地時領先了兩指寬。你不應該借口這兩指寬的誤差而宣揚亞里士多德的99庫比特，也不應該只提我的這兩指寬的誤差，而對他那樣大的誤差緘默不言。
伽利略在這里很清楚地闡述了一個重要原理：即使是仔細地觀察通常發(fā)生的自然事件，觀察者也可能把注意力分散到一些實際是次要的現(xiàn)象上，從而讓十分重要的規(guī)律性的東西從眼前滑過去了。伽利略認為這些物體落到地面的時間稍有不同，是由于空氣阻力對大小不同，重量不同的物體的影響不同。懂得忽略什么和懂得考慮什么，在科學發(fā)展中幾乎是同等重要的。對落體運動，伽利略的解釋就是基于假定不存在空氣阻力。
三、物理學史對學生科學價值觀的教育
物理科學的形成和發(fā)展，蕩滌著腐朽的宗教神學和落后的封建迷信思想，特別是由它引起的一次次工業(yè)革命顯示著科學的巨大力量，使科學的觀念日益深入人心，使科學成為人類認識自然、社會和思維的武器，然而以物理科學為代表的自然科學的發(fā)展并不全都如此美好。當人們看到極端功利的使用科學技術(shù)給人類生存環(huán)境造成種種危害時，不得不重新審視對科學技術(shù)的價值的認識。在物理文化日益深入到社會生產(chǎn)和生活領域時，人們逐漸認識了物理科學發(fā)展的兩面性，并由此開始規(guī)范自己的物理科學活動和行為，樹立正確科學價值觀的同時也是學生形成人文關懷的過程。
許多科學家的一生致力于科研活動的同時，都表現(xiàn)出對人的價值和人的理想的極大重視，對人文精神的執(zhí)著追求。處處重視人的價值，孜孜不倦地追求社會的和諧發(fā)展，是科學精神和人文精神結(jié)合的楷模。愛因斯坦在第二次世界大戰(zhàn)期間，從人類的正義感出發(fā)，勸說美國總統(tǒng)羅斯福，搶在納粹德國前研制出原子彈;當研制成功以后，他又從人類的良知和社會責任感出發(fā)，和原子彈之父奧本海默一起，聯(lián)合反對使用原子彈，積極地從事阻止核戰(zhàn)爭的各項努力。事實上，愛因斯坦一生都在致力于和平事業(yè)。還有一些科學家苦苦尋求人生的理想，追求人生最高價值的實現(xiàn)，甚至不惜以犧牲自己的生命為代價。如布魯諾為了堅持“日心說”，在羅馬監(jiān)獄被關押八年，并被宗教裁判所判處了最嚴厲的處罰——火刑。在臨死前，只要親吻伸到他唇邊的十字架便可得救。但是他以他的生命捍衛(wèi)了科學的真理，同時也實現(xiàn)了人生的最高價值。
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