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物理学史论文发表

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物理学史发表论文

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物理学史作为阐述物理学发展历程的学科,蕴涵着丰富的素质教育资源。正如我国著名物理学家钱三强曾经说过的:“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地值得我们去开垦,这些精神财富值得我们去发掘。如果我们都能重视这块宝地,把宝贵的精神财富发掘出来,从中吸取营养,获得效益,我相信对我国的教育事业和人才培养都会大有益处的。”如今,随着物理学史知识和教学普及工作的深入发展,物理学史的教育功能已越来越受到国内外教育工作者的关注,将物理学史引入物理教学中也成为物理教育改革的重要举措之一。但与此同时,物理学史教学也存在不少的困难和问题,在实践层面上探索物理学史融入物理教学的行之有效的途径仍是一个亟待解决的问题。一、物理学史和物理教育融合的客观依据(一)传统课程的弊端现代认知理论认为,知识是价值负载的(value-laden)。施瓦布(J.J.Schwab)曾写道:“任何给定时期的科学知识都并非建立在一切事实的基础之上,而是建立在经过选择的事实的基础之上——而这种选择是建立在探究的概念原则的基础之上的。”因此,“科学知识的教学要跟产生该知识的研究过程联系起来。”传统的物理教学往往过于强调学科体系,过于专注于专业知识的系统传授,不注重知识由此获得的探究过程。这种课程严重阻碍了学生对学科实质结构的理解,更背离了科学教育面向真实科学的初衷。物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识或理论体系都是在众多研究成果的基础上建立起来的,常常需要科学研究者们几十年甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步。因此,物理学的发展史包含着丰富的认识论和方法论因素,以及物理思想和物理观念深刻的变革。同时,物理学的发展过程还包含着丰富的情感体验,体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一,具有丰富的“教书育人”的教育因素。通过物理学史教学,让学生不仅可以学到具体的科学知识,而且可以学到“科学的方法”,开拓学生的视野,使学生能更准确地理解科学概念,更好地理解科学的发展,更全面地认识到科学的整体性。从这个角度上看,物理学史应成为物理教学中不可缺少的组成部分。(二)物理学史融入物理教学符合学生的认知规律建构主义认为,学习是主体对知识主动建构的过程,学生是认知信息的加工者、认知结构的建构者,而不是外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象。教育重演论(Recapitulation theory of education)中也指出:“现代学生的学习过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演,即现代人的认知发展是对其祖先认知水平长期演化过程的浓缩。”教师是学生自主建构的帮助者、促进者和引导者,教师的主要作用是为学生的探索提供桥梁和阶梯,诱导学生自己去分析问题、探究问题并获取知识。物理教师安排教学活动要从学生已有的认知结构出发,教学过程要力图适应这一要求。物理学的发展规律与人的认知规律具有一致性,因而物理学史可以为教师把握好学生的认知规律提供很好的借鉴作用。“教学中的难点常常是科学发展史上难以攻克的科学难题;教学中的重点,也正是科学发展史上关键性的突破和物理学大师们伟大贡献的精华之点。”物理教学从物理学史的角度入手,可以把文化的传授和学习转化成历史上文化创造者与今天文化学习者之间的对话,让学生在相应的文化背景中“身临其境”,从而构建合理的知识体系,主动学习和建构知识。二、促进物理学史和物理教学融合的教学原则(一)适度的原则物理教学的主要任务是使学生系统地掌握物理学知识,发展智力,培养能力,提高品德修养。物理学史引入教学是由于物理学史具有丰富的教育功能,引入时必须围绕物理教学任务展开。目前的物理教材大多是按照逻辑体系编排的,侧重于物理理论的知识结构;物理学史则主要是按照历史发展的顺序编排的,二者有一定区别。我们要把历史的发展过程融入教学中,但不能用对物理学史的学习来代替对物理学本身理论的学习,不能在物理课堂上夸夸其谈,舍本求末,走入本末倒置的歧途。物理学史引入教学一定要坚持适度的原则,这样才能有效地发挥它的教育功能。(二)贴近的原则引入史料是为了更好地使学生理解物理知识,教学中要从学生的学习基础出发,引入的史料必须深入浅出,尽量不含学生尚未掌握的概念和原理。将一些物理学史中学生无法理解的、深奥的推理过程灌输给学生。这不仅起不到好的效果,反而会加重学生的学习负担,无法真正发挥物理学史的教育功能。(三)充分的原则引入史料时不应只是仅仅把它作为活跃课堂气氛的“糖衣”,将知识简单地“故事化”“庸俗化”处理,这是对物理学史不负责任、没有意义地滥用。一定要清楚引入的目标,有针对性地展开阐述,充分利用好引入的知识。(四)灵活的原则将物理学史引入教学中形式要灵活。灵活不仅包括引入的内容,也包括引入的时机和方式等。既可系统引入,也可分散引入;既可以在课堂上引入,也可以让学生在课外查找资料;既可以围绕知识点进行演绎,也可以针对知识面进行总结。总之,只有在有限的时间内做到重点突出、点面结合、详略得当,才能达到最佳的效果。(五)延伸的原则在教学中引入史料时不应单纯追求服务于课堂教学的某一知识点或面,而要将课堂上引入的史料作为一个切入点,营造一种“意味无穷”的教学心理境界,使学生带着更多、更新的内容兴趣盎然地进入新一轮的探索,把问题带到课外,有利于学生养成“终身学习”的好习惯。三、物理学史融入物理教学的具体方法(一)利用物理学史引入新课,激发学生兴趣“兴趣是最好的老师”,引入物理学史可以增强学生的学习兴趣。上新课之前,可根据教学内容搜集有关史料作为预习材料,以图文并茂、形象生动的表现手法展示给学生。在课堂上应尽快地把学生学习的积极性调动起来,吸引学生的注意力,形成探究的愿望,潜移默化地使其学习动力得到加强。(二)初学阶段教学中穿插史料,帮助学生理解物理知识学生学习新知识时引入的重点应放在帮助学生理解规律、降低学习难度上。可采取“演绎—对比”的方式将物理学史内容引入到理论的讲解中来,即适时地从概念、规律中引出假说,然后演绎其发展体系,将历史融汇到概念、思想或理论的提出和发展中,通过对各种假说异同的分析和比较,帮助学生理解规律。例如,在学习牛顿运动定律时,学生虽然在中学里学过也用过,但由于他们在中学里要应付考试,学习的重点一般都在做习题上,教学中一定要将学生的注意力吸引到理论本身上来。例如,可从惯性定律出发,引出其建立的曲折过程。从亚里士多德的“推动论”到中世纪时布里丹、阿尔伯特、奥里斯姆等人的“冲力理论”,到伽利略类似惯性原理的说法,到笛卡尔的惯性定律,再到牛顿将惯性定律以第一原理的形式正式确立下来。并在其间穿插介绍各种假说提出的历史背景、存在的困难、新旧理论之间的矛盾等,通过比较它们之间的异同,可以帮助学生理解三大定律的内涵以及其作为力学体系基础的重要作用,这样客观上可以起到帮助学生理解物理规律、减轻学习难度的作用。(三)理解加深阶段深化史料,抓住关键环节重点剖析此时学生头脑中对内容已有一定认识和理解,因此,重点可放在加强科学思维、方法教育方面。即对隐含在物理知识中的科学方法进行点拨、渗透,充分发挥物理学研究过程动态知识体系的价值。以毕奥—萨伐尔定律为例。18世纪牛顿力学的知识基础使得人们开始猜测电力和磁力是否也像万有引力一样遵守平方反比定律。在磁力研究方面,英国科学家米切尔明确提出了“磁力按磁极距离的平方的增加而减少”的观点。之后,毕奥和萨伐尔通过长直电流对磁极作用的实验,得出电流对磁极的作用力与磁极到长直电流导线的垂直距离成反比的结果,后在法国数学家拉普拉斯的帮助下,通过数学运算,分析得出了电流元激发磁场的准确公式,即毕奥—萨伐尔定律。以上研究过程中恰当的类比、巧妙设计的实验、适时引入的数学工具对规律的建立无不起着至关重要的作用。(四)知识升华阶段补充材料,启发学生此时重点应放在物理原理、思想和其在知识、哲学、世界观等方面的应用上。一段知识的学习结束后,可以以历史为线索,将内容梳理一遍,让学生对知识体系及其发展史有个整体的认识,带领学生从经典物理学的概念、思想方法、观念等逐步过渡到现代物理学,这样客观上可以起到促进教学内容现代化的作用。让学生充分了解到物理学作为自然科学基础的意义所在,增强学习的兴趣和信心;另外,将物理学大师们在探索世界奥秘道路上表现出的怀疑、求实、进取、创新、严谨、思辨、自强、爱国等优秀品质和科学素养对学生进行有效的强化和渗透,使学生从中受到熏陶和领悟,引导学生用物理学思想去指导学习、工作和以后的人生,培养创造性人才,这些从某种意义上讲比学生学到知识本身更加重要。比如电磁部分知识讲完后,可以以电磁学的发展史为线索将内容概括总结一下。从公元前基本电、磁现象的发现,到1600年吉尔伯特将它们转变为科学,到1750年米切尔、1785年库仑分别提出电力、磁力服从平方反比定律将电、磁学带入定量研究阶段,到1800年伏打发明电堆使电学由静电走向动电,再到1820年奥斯特发现电流的磁效应,打破了电、磁之间的界限。电磁相似性的发现带动了19世纪二三十年代电磁学突飞猛进的发展。后来,安培对电磁作用力的研究、1831年法拉第发现电磁感应现象进一步证实了电磁现象的统一。到最后1865年麦克斯韦将法拉第的电磁近距作用和安培的电动力学规律结合在一起,概括出描述电磁规律的方程组,建立了电磁场理论,并预测了光的电磁性质,实现了物理学史上第二次大综合。电磁理论为相对论的建立奠定了坚实的基础。它为光速不变性提供了理论依据,爱因斯坦也正是在研究麦克斯韦电动力学的不对称性时发现问题,进而建立狭义相对论的。相对论是现代物理学的基石,对物理学、天文学、哲学等的发展都起到了不可估量的作用。这样带领学生回顾之后,整个电磁学内容在学生头脑中会成为一个脉络清晰的整体,其间从经典知识到现代物理的过渡在历史的引导下也显得非常自然。科学家们工作的价值值得后人景仰,同时,科学家追求真理时表现出的坚忍不拔的意志、百折不回的决心、吃苦耐劳的品格和无所畏惧的献身精神等也让人为之赞叹。这些会潜移默化地影响到他们科学的世界观和人生观的建立,使他们终生受益。(五)充分发挥学生的积极能动作用,鼓励学生自觉投身物理学史学习,丰富精神生活物理课堂时间是有限的,教学内容也有一定的局限性。我们可以利用课外时间采取多种形式加强对学生的引导,激发他们的学习热情。传统教学中近现代物理知识涉及不多,但其中的革命性成果,如相对论打破了经典力学的时空观,量子力学打破了可控测量过程的梦想等对于开阔学生思维是极其有益的,可以开设专题讲座的形式介绍给学生。另外,开展专题讨论活动,如我们在学校2006级计算机系班级中开展了“引入物理学史加强大学生科学素质培养教育”的活动。由教师为学生提供研究题目、参考内容和指导,要求学生撰写相关的小论文。这样既培养了学生搜集和整理资料的能力,也在一定程度上提高了他们研究问题的能力。四、物理学史融入物理教学应特别关注的问题(一)物理教师应把物理学史素养提高到基本素养高度上来物理学史中整合了物理学科的知识体系,为教学提供了宏观、中观、微观的背景。通过对物理学史的学习,可以帮助教师发现物理学发生、发展和演化的规律,揭示相应认识论、方法论的变革,并对物理学发展的基本趋势产生一定的预测。教师只有对物理学有了整体的把握并用历史的眼光去看待、组织教学内容,才能避免教学中知识的“片段化”。“学史可以明智”,对学生如此,对教师亦是如此。(二)进一步探索适合二者结合的教学模式我们现在采取的教学模式相对比较传统,影响了物理学史教育功能发挥的效率。近年来,西方一些科学教育专家以建构主义为指导思想,倡导将科学史、科学哲学和科学社会学引入科学教育,形成所谓的HPS教育模式,将学生的观念与科学史中科学家的观念相互交融,建构科学观念。为此,必须重构知识体系,将科学史、科学社会等知识引入课堂,从而实事求是地反映人们对自然科学活动和自然科学知识性质的新认识,呈现自然科学知识发展中的矛盾、竞争和斗争,使学生对自然科学知识与社会的关系能有全面而深刻的认识。我们要借鉴国外这些先进的教育理念,进一步探索适合我国学生具体情况的教学模式。物理学史应该成为物理教学不可分割的一部分,它可以极为有效地激发学生的学习兴趣,使学生更好地掌握知识、发展能力和养成德行。

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事实--关于物理学史以及物理学家故事的读书报告汉斯·克里斯琴·冯·拜耳在《征服原子》一书中,这样写道:物理学家利奥·西拉德有一次对他的朋友汉斯·贝特说,他准备写日记:“我不打算发表。我只是想记下事实,供上帝参考。”“难道上帝不知道那些事实吗?”贝特问。“知道,”西拉德说,“他知道那些事实,可他不知道这样描述的事实。”事实是什么?上帝也许知道。不过,我们有自己的事实—人类的事实,便是科学。物理学是科学的重要组成,也是基础。在探寻物理学知识的道路上,无数先人付出了难以想象的辛劳。亚历山大·蒲珀这么说:大自然和大自然的法则藏匿于黑夜之中;上帝说,让牛顿出世吧!于是世界一片光明。1643年1月4日,牛顿出生于英格兰林肯郡,格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年,他进入英国剑桥大学的圣三一学院。而在1665年,他获得了文学士学位。但在随后的两年中,鼠疫的爆发使牛顿不得不回家乡躲避。不过,在此间,他制定了一生中大多数最最重要的科学创造的蓝图。1667年,牛顿回到剑桥大学后,当选为剑桥大学三一学院院委,次年,他就获得了硕士学位。1669年起,直到1701年,他担任了剑桥大学卢卡斯数学教授。1696年,他任皇家造币厂监督,并且移居伦敦。1703年,牛顿任英国皇家学会会长。1706年受英国女王安娜封爵。在晚年,牛顿潜心于自然哲学与神学。1727年3月31日,牛顿在伦敦病逝,享年84岁。牛顿是个怪人—他聪明过人,而又离群索居,沉闷无趣且敏感多疑,最奇怪的是,他的注意力很不集中,干得出非常有趣的怪事。据说,早晨他把脚伸出被窝后,有时突然之间思潮汹涌,能一动不动坐上几小时!想来,当一个人专注于科学事业的时候,或许正如那句话所述:天才与疯子仅仅一步之遥!牛顿曾经把一根大针眼缝针(一般用来缝皮革的,一种长针)插进眼窝,然后在“眼睛和尽可能接近眼睛后部的骨头之间”揉来揉去,目的只是为了看看会有什么事发生!--什么事也没有,至少没有产生持久的后果。另一次,他瞪大眼睛望着太阳,能望多久就望多久,以便发现对他的视力有什么影响……然后,又一次没有受到严重的伤害,虽然他不得不在暗室里呆了几天,等着眼睛慢慢恢复过来。与他的非凡天才相比,这些奇异的信念和古怪的特点算不了什么!不过,即使在以常规方法工作的时候,他也往往显得很特别。在学生时代,他觉得普通数学局限性很大,十分失望,便发明了一种崭新的形式--微积分,但有27年时间对谁也没有说起过这件事。科学所追求的是严谨、一丝不苟、全身心的付出、不求回报。虚假的、无用的、世俗的东西,是不可以拿来污染科学的。牛顿没有为了发明微积分的形式而“一蹦三尺高”,或是好像中了举的范进那样喜极而疯,他好像无所谓。--不是好像,是根本、压根儿无所谓。在他看来,一切发明、发现的成果,只是为了更高的了解宇宙。他也许不是想着“造福人类”,“把人类文明的进步推向更高层次”,但在他的道路上,在他研究的世界里,没有最深, 只有更深。他是孤独的,因为他不愿与别人分享—不是因为自私,更多是因为他不愿被打扰,不愿做无谓的、时间的浪费,或者说精力的消耗。他以同样的方式在光学领域工作,改变了我们对光的理解,为光谱学奠定了基础,但还是过了30年才把成果与别人分享。1666年,牛顿在家休假期间,得到了三棱镜,他用来进行了著名的色散试验。他发现,白光是由各种不同颜色的光组成的。这是第一大贡献。许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成,认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的,就设计和制造了反射望远镜。不过,后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象。这也说明,科学在不断进步。可是,尽管牛顿那么聪明,真正的科学只占他兴趣的一部分。那个年代,尽管有他这样的,“疯狂”的人们,在没日没夜的钻研,那些在常人眼里是无稽之谈的科学理论,但是,那个时代的愚昧和可笑依然无法被掩盖—牛顿至少有一半工作年龄花在炼金术和反复无常的宗教活动方面。这些活动不是涉猎,而是全身心地扑了进去。他偷偷信仰一种很危险的异教。该教的主要教义是认为根本没有三位一体—其实这颇具有讽刺意味,因为牛顿的工作单位,就是剑桥大学的三一学院!他花了无数时间,研究耶路撒冷不复存在的所罗门王神殿的平面图—并且,在此过程中,他还自学了希伯来语,以便阅读原文作品!他还认为自己掌握着数学方面的线索,知道基督第二次降临和世界末日的日期……他对炼金术同样无比热心。到了1936年,经济学家约翰·梅纳德在拍卖会上购得一箱子牛顿的文件,却无比吃惊地发现,那些材料绝大部分与光学或行星运动没有任何关系,而是些有关他潜心探索把低贱金属变成贵重金属的资料。20世纪70年代,人们通过分析牛顿的一绺头发发现,里面含有汞—而这种元素,除了炼金术士、制帽商和温度计制造商以外,别人几乎不会感兴趣。而且其浓度大约是常人的40倍。那么,他早晨有想不到起床的毛病,也许是不足为怪的。最伟大最卓越的科学家,都深陷在伪科学的泥潭里—是多么荒谬的事!试想今日,科技水平发达到这一步,若是再过四五百年,那个时代的人们(或者其他生物)回头看时,一定又会笑了。不是所有的一切都能用科学解释得来,但是我们可以尽可能多的用科学解释一切。1684年8月,一位叫埃蒙德·哈雷的英国天文学家不请自来,登门拜访牛顿。或许,他指望从牛顿那里得到什么帮助。牛顿的一位密友—亚伯拉罕·棣莫佛后来写了一篇叙述,这也许是一篇有关科学界一次最有历史意义的会见的记录:“ 1684年,哈雷博士来剑桥拜访。他们在一起待了一会儿以后,博士问他,要是太阳的引力与行星离太阳距离的平方成反比,他认为行星运行的曲线会是什么样的。“艾萨克·牛顿马上回答说,会是一个椭圆。博士又高兴又惊讶,问他是怎么知道的。‘哎呀,’他说,‘我已经计算过。’接着,哈雷博士马上要他的计算材料。艾萨克爵士在材料堆里翻了一会儿,但是找不着。”这是很令人吃惊的—就好比,有人说他已经找到了治愈癌症的方法,但又记不清处方放在哪里了!他们好像在梦游,游过了天堂却好像很平常。在哈雷的敦促之下,牛顿答应再算一遍,便拿出了一张纸。他按诺言做了,但做得要多得多。有两年时间,他闭门不出,精心思考,涂涂画画,最后拿出了他的杰作:《自然哲学的数学原理》,更经常被称之为《原理》。这本书顿时使牛顿闻名遐迩。在他的余生里,他生活在赞扬声和荣誉堆里,成了英国因科学成就而被封为爵士的第一人。连伟大的德国数学家戈特弗里德·莱布尼兹也认为,他对数学的贡献比得上在他之前的所有成就的总和。同僚的称赞,对于一个人的名声很重要――特别是一个高傲的同僚。“没有任何凡人比牛顿本人更接近神。”哈雷深有感触地写道。《原理》的核心是牛顿的三大运动定律:物体朝着推力的方向运动;它始终做直线运动,直到某种别的力起了作用,使它慢下来或改变它的方向;每个作用都有相等的反作用。当然还有他的万有引力定律。这说明,宇宙里的每个物体都吸引每个别的物体。牛顿认识到,任何两个物体的引力,与每个物体的质量成正比,以两者之间距离的平方反比来变化。可以用下面的公式来表示:F=G。这是人类提出的第一个真正有普遍意义的自然定律,也是牛顿到处深受人们尊敬的原因。其实,还有好多事实,等待我们去发现,去描述。事实就是:事实还有很多。咱高一四班不要全抄

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高中物理教学中引入物理学史初探刘志男高中物理课程标准中明确提出,高中物理教学旨在进一步提高学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,使学生通过高中物理的学习逐步养成科学方法、科学态度、科学思维习惯、科学世界观,引导学生认识科学和技术的差别、科学技术对社会的影响、技术对环境的影响,强调认识和领悟科学的本质、科学与人文的关系,培养学生的社会责任感等。物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识和理论体系都是汇集许多人的研究成果而建立起来的,常常是几十年、甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步,它包含着认识论和方####的因素,包含着探索者的艰辛与悲欢,又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辨证统一,因而也包含着丰富的“教书育人”的教育因素,因此,在高中物理教学中引入物理学史教育具有非常重要的意义。一、有助于培养良好的物理学习品质英国哲学家培根在四百多年前提出了一句“知识就是力量”的名言,近代自然科学已经一步步向世人显示了这句名言的真理性。这位哲人还提出一句关于知识的名言:“读史使人明智。”只有当学生对学习的知识有了兴趣,才能表现出学习的自觉性、主动性,才能在学习中发扬开拓和探索精神,以顽强毅力去克服学习中遇到的困难。这就要求我们在教学中,不仅要把日常生活、生产劳动中发生的现象、问题与教材紧密联系起来,使学生认识到学习的现实意义。还须把历史引入教学中。把科学理论的建立,科学发现的过程,科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。并通过了解物理学家的生平、各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣,让学生从中学习到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法,不断提高自身科学素质、养成良好的学习习惯,变被动学习为主动获取知识。例如,牛顿是举世公认的伟大科学家,在高一一开始以专题讲座的形式,介绍牛顿的生平及其科学研究历程,从而消除了科学研究的神秘感,拉近了科学家与学生的距离,激励他们把对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力。因此,物理学史能告诉学生物理学思想的逻辑行程和历史行程,让学生理解物理学的本身。只有了解了物理学家探索物理世界所具有的科学思想、科学品质和科学精神,并像他们那样去对待自己的工作、生活、科研,形成科学的情感、态度和价值观,才算真正懂得了物理学知识。同时,通过对物理学史的回顾,使学生消除对已有物理知识来源的神秘感,了解科学技术发展的过程,懂得任何一个定律的发现和理论的建立既与社会生产力密切相关也受到物理学发展内在规律的制约,任何一部分物理知识的获得都离不开实验,可靠的、精确的、可重复的实验是物理学中决定一切的基础。因此,了解物理学史可提高人们进行科学创造的自信心和自觉性,这对于培养学生实事求是的科学态度和创造力有着十分重要的意义。同时,物理学史中有许多科学家为真理献身的动人事迹,如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁,利赫曼为引雷电而捐躯,居里夫人为研制放射性而作出了巨大的牺牲,法拉第舍弃荣华富贵,几次拒绝接受封爵而甘“平民法拉第”,亚里士多德富有批判和怀疑精神等。这些科学家不畏艰险,不惜生命,不慕利禄,不怕权威,追求真理的高尚品质,有利于培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神,为以后的学习和研究打下良好的基础。二、有助于对物理知识的理解和把握根据教材编排特点,分单元讲解、分析发展史不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运动过程,而且有助于学生按规有的形式和体系来理解和把握物理知识,从而逐步掌握正确的科学思维方法。例如关于惯性概念,调查发现有些学生虽然能将其定义倒背如流,但仍不能掌握它,用它来分析解释生活中有关惯性的现象和问题。倘若我们从这一概念产生的历史出发,从亚里士多德的“强迫运动定律”、到伽利略的“理想斜面实验”,再到笛卡儿的“惯性原理”、最后到牛顿的“第一运动定律”,在回顾惯性概念的形成过程中,使学生头脑中的观念不知不觉地发生改变,从而纠正原有思维中的错误。这比直接从现象和概念出发不但要生动得多,而且印象也深刻的多。三、有助于弥补传统物理教学的人文缺陷我国是世界四大文明古国之一,在物理学的理论和实践有着辉煌的成就。例如,在理论著作方面,《墨经》中对力学、光学的论述;《天工开物》中关于简单机械的记述;《梦溪笔谈》对磁角的论述,《论衡》中关于简单电现象的记述《考工记》中关于工程技术,声音传播的记载等在当时都是遥遥领先于世界各国,就是在今天仍有参考价值。在实用技术方法,更是举不胜举。指南针、地球仪、浑天仪、船闸、石拱桥、火箭等,都是我国最早发明的。教学中结合教材内容,介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献,可以使学生了解祖国古代灿烂文化,激发他们的民族自尊心和自豪感。物理学发展的历史表明:物理学的发展与人类哲学理论的发展有着极为特殊的密切关系,中学物理教学内容中,概念、定理、定律充满了辩证唯物主义内容。在教学中,有意识地用辩证唯物主义观点去分析物理学发展历史,阐明概念、规律。结合物理学特点,进行物质第一性、物质的运动性和对立统一、量变与质变、否定之否定规律的教育,可以使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。例如介绍爱因斯坦的相对论时,我们就可以把“新生事物不可战胜”这一哲学观点渗透进去,讲到万有引力定律时可将“物质是普遍联系的”这一哲学观点渗透进去。

建议你先搜索经典物理学家,最好选些个性点的,避开大家都会选择的那些名人,然后再搜索该人的一些事迹,成功人总是有一些让你触动的东西,然后先摆他的事迹,然后加上你的理解、感触

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物理学力学论文篇3 浅析物理力学的产生及其发展 摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。 关键词:物理力学;产生;发展 一、物理力学发展需要解决的问题分析 在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。 在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。 针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。 在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。 还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。 二、新技术不断推动物理力学的发展 物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。 人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。 本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。 参考文献: [1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02). [2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02). [3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。 [4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06). 物理学力学论文篇4 试谈物理力学的产生及其发展分析 摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。 关键词:物理力学;产生;发展 一、物理力学发展需要解决的问题分析 在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。 在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。 针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。 在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。 还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。 二、新技术不断推动物理力学的发展 物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。 人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。 本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。 参考文献: [1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02). [2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02). [3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。 [4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06). 猜你喜欢: 1. 物理学史论文3000字 2. 高中物理力学论文范文 3. 物理学生论文力学 4. 物理学术论文3000字

近代意义的物理学诞生于欧洲15—17世纪。人们一般将欧洲历史 作为物理学史的社会背景。从远古到公元5世纪属古代史时期;5—13世纪为中世纪时期;14—16世纪为文艺复兴运动时期;16—17世纪为科学革命时期,以N.哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学在此时期产生。

从此之后,科学随各个世纪的更替而发展。近半个世纪,人们按照物理学史特点,将其发展大致分期如下:从远古到中世纪属古代时期。从文艺复兴到19世纪,是经典物理学时期。牛顿力学在此时期发展到顶峰,其 时空观、物质观和因果关系影响了光、声、热、电磁的各学科。

甚而影响到物理学以外的自然科学和社会科学。随着20世纪的到来,量子论和相对论相继出现;新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代牛顿力学的相关概念,人们称此时期为近代物理学时期。

扩展资料:

伽利略·伽利雷(1564~1642年)人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础。1900~1926年 建立了量子力学。1926年 建立了费米狄拉克统计。1927年 建立了布洛赫波的理论。1928年 索末菲提出能带的猜想。1929年 派尔斯提出禁带、空穴的概念。

同年贝特提出了费米面的概念。1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始。1957年 皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。1958年杰克.基尔比发明了集成电路。20世纪70年代出现了大规模集成电路。

发展前景:

应用物理学专业的毕业生主要在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术开发和相关的管理工作。科研工作包括物理前沿问题的研究和应用,技术开 发工作包括新特性物理应用材料如半导体等,应用仪器的研制如医学仪器、生物仪器、科研仪器等。

应用物理专业的就业范围涵盖了整个物理和工程领域,融物理理 论和实践于一体,并与多门学科相互渗透。应用物理学专业的学生如具有扎实的物理理论的功底和应用方面的经验,能够在很多工程技术领域成为专家。我国每年培养本科应用物理专业人才约12000人。

和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。人才需求方面,我国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。

参考资料来源:百度百科-物理学史

ppt物理学史和实验模板

ppt物理模板篇一:物理学史ppt整理

高中物理学史

1. 英国科学家牛顿

1683年,提出了三条运动定律

1687年,发表万有引力定律

2. 1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量;

3. 17世纪,伽利略理想实验法指出:水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去; 1683年,论证重物体不会比轻物体下落得快。

伽利略认为“力是改变物体运动状态的原因”;亚里士多德认为“力是维持物体运动状

态的原因”;

另:伽利略首先发现单摆的等时性. 20世纪爱因斯坦提出的狭义相对论;经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体.

4. 17世纪德国天文学家开普勒;提出开普勒三定律

5.多普勒首先发现一—多普勒效应(由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者感到频率发生变化的现象)

6. 笛卡儿(法国)第一个提到“动量守恒定律”。

1821年制造出人类历史上第一台最原始的电动机。

1831年(1)发现了由磁场产生电流的条件和规律—一电磁感应现象;

(2)提出电荷周围有电场,并用简洁方法描述了电场一—电场线。

7. 1834年,楞次:确定感应电流方向的定律。

焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体对产生热效应的规律。

1832年,美国科学家亨利:发现自感现象。

8.1864年英国物理学家麦克斯韦

预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。

9.1887年德国物理学家赫兹:用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速。

10.安培提出分子电流假说;主要研究带电金属线的相互作用,并就此推导出一数学公式,他想出了描述电流的“右手定则”法。电流的单位一— 安培就是因他而命名。

11.美国科学家富兰克林,解释了摩擦起电的原因,并发明避雷针。

12.英国科学家狄拉克,根据电磁场的对称性,预言“磁单极子必定存在

1. 公元前468—前376,我国的墨翟

在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。

2. 1621年荷兰数学家斯涅耳:入射角与折射角之间的规律——折射定律.

3. 关于光的本质有两种学说:

一种是牛顿主张的微粒说:认为光是光源发出的一种物质微粒;

一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说:认为光是在空间传播的某种波。

4. 1801年,英国物理学家托马斯·杨:观察到了光的干涉现象(杨氏双缝干涉实验)

5. 1818年,菲涅耳提出解决衍射问题的数学方法,法国科学家泊松是光的波动说的反对者,他按此理论计算了光在圆盘后的影的问题,发现对于一定的波长,在适当的距离上,影的中心会出现一个亮斑。泊松本人否定这种结论,但菲涅耳在实验中观察到了这个亮斑,这样泊松的计算反而支持了光的波动说。为纪念这一事件,把这个亮斑称为泊松亮斑。

6. 1895年,德国物理学家伦琴:发现X射线(伦琴射线):用途——穿透力强可使照相底片感光,工业上用于金属探伤,医学上用于透视人体.

7. 1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的。把物理学带进了量子世界。量子论的奠基人

1. 1897年,汤姆生:利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型.

2. 1909年—1911年,英国物理学家卢瑟福,进行了a粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 m。

3. 1896年,法国物理学家贝克勒尔:发现天然放射现象,说明原子核也有复杂的内部结构。

4. 1919年,卢瑟福:用a粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子.

5. 1932年查德威克:在a粒子轰击铍核时发现中子,由此人们认识到原子核的组成。

6. 密立格油滴实验测定电子的电量.

元电荷数值

7. 1913年,丹麦物理学家玻尔:提出了原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱。为量子力学的发展奠定了基础。(明确其局限性)量子力学的先驱.

8. 爱因斯坦的相对论指出,物体的能量和质量之间存在着密切的关系:这就是著名的爱因斯坦质能方程.

9. 法国科学家居里夫妇,发现了放射性更强的钋和镭.

1、在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度.瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展( B)

A.亚里士多德B.伽利略

C.牛顿D. 爱因斯坦

2、在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是( AC )

A.英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量G

B.牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

C.胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

D.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快

4.下列说法正确的是(D )

A.牛顿是发现了万有引力并由此求出地球质量的科学家

B.密立根通过油滴实验测量了电子所带的电荷量并发现了电子

C.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

D.伽利略不畏权威,通过“理想斜面实验”,科学地推理出“力不是维持运动的原因

5.在科学发展史上,不少物理学家作出了重大贡献.下列陈述中符合历史事实的是(D )

A.在研究电磁现象时,安培利用假设思想方法引入了“场”的概念

B.通过逻辑推理亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快

C. 牛顿发现了万有引力定律,并第一次在实验室里利用放大的思想方法测出了万有引力常量

D.伽利略通过理想斜面实验,说明物体的运动不需要力来维持

6. 以下涉及物理学史上的四个重大发现,其中说法正确的有( AC )

A.卡文迪许通过扭秤实验,测定出了万有引力恒量

B.安培通过实验研究,发现了电流周围存在磁场

C.法拉第通过实验研究,总结出法拉第电磁感应定律

D.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因

7.以下说法符合物理史实的是( B)

A.亚里士多德对运动和力的关系的历史进程只起到阻碍作用

B.开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础

C.法拉第发现了电流周围存在着磁场,为实现当今电气化奠定基础

D.“我之所以比别人看得远,是因为我站在了巨人的肩膀上”,牛顿所指的巨人是:爱因斯坦、伽利略、开普勒

8.物理学中研究问题有多种方法,有关研究问题的方法叙述错误的是(D)

A.在现实生活中不存在真正的质点,将实际的物体抽象为质点是物理学中一种重要的科学研究方法

B.探究加速度a与力F.质量m之间的关系时,保持m恒定的情况下,探究a与F的关系,采用的是控制变量法

C.电场强度的定义式,采用的是比值法

D.伽利略比萨斜塔上的落体实验,采用的是理想实验法

9.有一位同学为了测量篮球从教学楼顶自由落下时地面对篮球的最大弹力,利用了如下方法:把一张白纸平放到地面,然后把篮球的表面洒上水,让篮球击到白纸上,留下水印,然后把白纸放到体重计上,将球慢慢的向下压,当球和水印重合时,根据此时体重计读数可知最大弹力的大小,这种研究方法跟如下实验中哪种方法类似?(D )

A.研究加速度跟合力.质量的关系;

B.研究弹力大小跟弹簧的伸长量的关系;

C.验证力的平行四边形定则;

D.测定万有引力常量的扭秤实验。

10.下列对运动的认识不正确的是(A )

A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动

B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因

C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动

D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去

11.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列表述正确的是( ABD )

A.卡文迪许测出引力常数

B.法拉第发现电磁感应现象

C.安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式

D.库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律

12、伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有( B )

A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比

B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比

C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关

D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关

ppt物理模板篇二:实验报告PPT模板

1 2丽 水 学 院 计 算 机 实 验 报 告 附页:(共 页,第 页)

丽 水 学 院 计 算 机 实 验 报 告

一、实验目的和要求

1.通过本实验,达到对前面所学的课件素材处理技术的综合运用和巩固。

2. 掌握运用powerpoint课件制作软件设计和制作多媒体课件的方法。

3. 熟悉多媒体课件的开发流程,形成初步的多媒体课件的设计、开发能力。 多媒体课

件制作要求

1、结合本专业的学科特点,制作ppt2010(.pptm)课件。例如,物理的学生要选择物理

知识点为题材制作课件。

2、课件主题明确、内容结构清晰、版面布局合理、颜色搭配和谐。

3、灵活使用文字、图片、声音、动画、视频等多媒体表现形式展示教学内容,至少使用

三种以上的媒体表现形式。

4、设置幻灯片内各对象的动态显示效果及各幻灯片间切换效果。

5、设计选择题、填空题使用触发器交互或控件vba交互。

6、能按内容模块超链接选择,播放顺序符合逻辑。

7、课件封面上有课题、学院、班级、学号、姓名信息。

二、实验内容和原理

结合自己所学专业,综合运用所学的教学设计、课件设计制作理论与方法,设计与制作

一个教学内容完整的演示型教学课件。 原理:

1. 构思教学设计和课件设计制作方案。

2. 获取多媒体素材,按实验要求进行素材处理。

3. 用powerpoint按课件设计制作方案进行集成制作:建立结构、插入素材、美化界面、

设置动态效果和交互效果。

4. 调试运行直至课件运行效果满意。

5. 保存。

三、主要仪器设备

1.多媒体计算机和windows系统。

2.素材处理软件photoshop、goldwave或adobe_audition、会声会影或premiere

3.课件制作软件microsoft powerpoint 2010

四、设计制作思路

课件封面设计:标上本题课题《观潮》朗读课文设计:以课文原文纸张图片为幻灯片背景,插入课文朗读音频, 字词学习设计:

利用触发器。vba控件学习巩固新字词 课件分析设计:单独用一张幻灯片每段大意及显示中心思想。 思考练习设计:拓展练习,以选择题填空题格式考察祖国风景名胜。

五、操作方法与实验步骤

1.课件封面设计与制作

1) 启动powerpoint 2010,

2) 设置封面背景,插入钱塘江大潮的各式图片作为背景,写上课题名称、作者、教材版

本。

3) 在课文内容的幻灯片中插入普通话示范朗读音频。

2.菜单页的设计与制作

(1) 以触发器给字词练习增加效果,并添加动画效果与自定义路径。

(2) 以vba控件交互设计拓展练习题,增加对中国壮丽山水的'欣赏。

六、讨论、心得

本课件朗读动画可进一步改进,增加插入动画,动作路径可以设计得更加精细些。 通过本课件的设计与制作,本人初步掌握了设计触发器,vba控件交互,动画路径等技

能,以及用此设计课件的选择题,填空题,丰富多媒体课件。

丽 水 学 院 计 算 机 实 验 报 告

一、实验目的和要求

1.通过本实验,达到对前面所学的课件素材处理技术的综合运用和巩固。

2. 掌握运用powerpoint课件制作软件设计和制作多媒体课件的方法。

3. 熟悉多媒体课件的开发流程,形成初步的多媒体课件的设计、开发能力。 多媒体课

件制作要求

1、结合本专业的学科特点,制作ppt2010(.pptm)课件。例如,物理的学生要选择物理

知识点为题材制作课件。

2、课件主题明确、内容结构清晰、版面布局合理、颜色搭配和谐。

3、灵活使用文字、图片、声音、动画、视频等多媒体表现形式展示教学内容,至少使用

三种以上的媒体表现形式。

4、设置幻灯片内各对象的动态显示效果及各幻灯片间切换效果。

5、设计选择题、填空题使用触发器交互或控件vba交互。

6、能按内容模块超链接选择,播放顺序符合逻辑。

7、课件封面上有课题、学院、班级、学号、姓名信息。

二、实验内容和原理

结合自己所学专业,综合运用所学的教学设计、课件设计制作理论与方法,设计与制作

一个教学内容完整的演示型教学课件。 原理:

1. 构思教学设计和课件设计制作方案。

2. 获取多媒体素材,按实验要求进行素材处理。

3. 用powerpoint按课件设计制作方案进行集成制作:建立结构、插入素材、美化界面、

设置动态效果和交互效果。

4. 调试运行直至课件运行效果满意。

5. 保存。

三、主要仪器设备

1.多媒体计算机和windows系统。

2.素材处理软件photoshop、goldwave或adobe_audition、会声会影或premiere

3.课件制作软件microsoft powerpoint 2010

四、设计制作思路

课件封面设计:封面颜色与内容跟教学的内容相联系,有助于使学习者尽快融入课堂教

学和感受教学内容

菜单页设计:显示课题和各教学环节名称,用超链接实现选择和跳转 ,以及各个幻灯片

之间的切换 思考练习设计:单击逐步显示思考问题,单击显示练习答案。 每个教学环节用“继续”和“返回”到下一页和返回菜单页结束界面设计:以动画形式出现字样“谢谢”插入音频:自动播放音频,直到幻灯片结束

五、操作方法与实验步骤

1.课件封面设计与制作

(1)启动powerpoint 2010

(2)设置封面背景:插入艺术字地壳变动,并在适当位置插入自己的姓名和班级

(4)设置自定义动画。选中要设置成动画效果的文字和图片,点击动画选项栏里面的“添加动画”这一选项,对相应的文字和图片选择你想要的进入,退出及强调效果。选中相应的文字或图片点击动画窗格来设置动画出现的时间,延迟及重复等效果选项。

(5)选择题制作:在选择题幻灯片页面中输入选择题题目文字,选择ppt菜单栏中的开发工具选项,选择单选框,并在a,b,c,d在程序编码中输入编码:private sub optionbutton1_click() if optionbutton3.value = ture thenmsgbox 选择错误, 0,elsemsgbox 选择正确, 0, 提示end ifoptionbutton1.value = falseoptionbutton2.value=falseoptionbutton3.valuefalseoptionbutton4.value = falseend同样方法对b,c,d前的单选框输入相同的代码。随后制作帮助按钮,点击开发工具中的按钮选项栏,将名称改为帮助。双击帮助按钮,输入: msgbox 正确答案是c,加把油啊, 0, 帮助end sub

(6)插入背景音乐。在插入选项中选择音频插入相应音乐,点击音频工具播放,勾选放映时隐藏,循环播放直到停止,选择跨幻灯片播放

2.菜单页的设计与制作

根据教学内容来进行内同概括:导入:哪些现象能证明地壳在运动 地壳运动的证据地壳变动后的地质构造

六、讨论、心得

本课件朗读动画可进一步改进,在封面可以添加一段视频,来显示地壳运动的剧烈程度通过本课件的设计与制作,本人初步掌握了ppt的制作方式,并学会了对ppt中的文字

和图片添加相应的动画,并学会了通过宏来对ppt的编程。篇四:ppt上机实验报告-校园题

材重庆交通大学 上机实验报告

成 绩:

专 业 班 级: 学 号: 姓 名: 实验项目名称: 制 作 演 示文 稿 实验项目性质: 设计性 实验所属课程:

大学计算机基础 实验室(中心): 计算机中心 指 导 教 师 : 贺清碧

实验完成时间: 2010 年 01 月 5日

一、实验名称:

制作演示文稿

二、实验目的

1.掌握演示文稿的创建、打开和保存。

2.掌握演示文稿视图的使用、幻灯片的制作、插入和删除方法。

3.掌握修改表格格式化的方法,文字编排、图片和图表插入及模板的选用。

4.掌握简单动画的设置。

5.掌握幻灯片的放映方式。

6.掌握建立超链接和动作按钮。

三、实验主要内容及主要步骤实验主要内容:

利用powerpoint设计制作个性化的演示文稿,主题为校园题材 。 实验主要步骤:

1、创建演示文稿并保存文件

2、演示文稿的格式化(设置图形项目符号应用“设计模板”,设置背景)

3、插入图片、图形操作

4、设置动画、切换效果,播放幻灯片

5、建立超链接与动作按钮

四、实验结果

见附件。

五、实验分析总结篇五:

实验报告模板《信息系统分析与设计》课程实验报告实验报告编写说明:

1. 实验名称和实验编号:填写以所用实验指导书内容为准;

2. 系院专业:填写学生所在的系院和专业中文名称,可以简述(如计算机科学与技术);

3. 班级:填写学生所在的班号;

4. 实验目的和要求、实验原理:填写以所用实验指导书内容为准;

5. 实验器材(实验所用软件功能):填写学生实验前对所用工具或软件功能的掌握内容

(包括资料查阅和上机预学);

6. 实验过程与结果:填写实验结果完成步骤和实验中所遇问题及解决方法(或体会),

以及最终的结果;

7. 成绩:由指导教师填写,采用中文五级制(优、良、中、及格、不及格)。 注:* 实验报告填写时,注意输入信息的字体格式(宋体、五号)。

物理学史论文发表期刊

。。。。牛顿算是经典力学的开创者吧,经典力学时从他的牛顿三大定律开始完善和被认可的。

给你推荐一本书,《物理学史》,作者: (美)弗・卡约里出版社:广西师范大学出版社 物理学史经典著作。应付高考简直就是小菜一碟,不信你可以下下来看看。爱问共享资料里面就有

牛根据前人研究总结出牛顿运动三定律(只有第三条是他自己的,前两条是伽利略的)万有引力定律(什么苹果掉下来之类的故事)微积分! 其实这个才是牛顿对经典力学的最大贡献。通过微积分牛顿一手从牛顿力学三定律出发构建了整个牛顿力学体系。也就建立了决定论/机械论的宇宙观。只要给定初态,以后宇宙的演化就是决定的。(牛顿本身的理论体系就是完整的,虽然后来拉格朗日和哈密顿各自提出了另一个等价体系,并且计算上更方便) 插曲(和莱布尼茨关于发明权的竞争)。天体力学 从理论上解释了开普勒三定律伽利略相对性原理(就是常用那个v'=v+v0) 绝对时间 绝对空间 上帝的第一推动力 弹力性质的研究 胡克定律(和胡克关于发明权的竞争,著名的站在巨人的肩膀上的真实版本,真相令人极为受打击)划时代的巨著 自然哲学之数学原理(哈雷的工作对于他的出版的推动)。牛顿和莱布尼茨以及胡克的两场著名的口水,个人认为他们的确都是独立同时得到自己的结果,但牛顿为了争发明权过于不择手段。穿插的几个小逸事其实算不上牛顿对经典力学的贡献。

物理学是人类对物质世界基本认识的结晶,是人类探究物质世界实践经验的概括和总结物理学的基本使命是认识物质世界,并以概念、规律、方法、理论等形态,客观反映物质世界,以正确地揭示物质世界现象和过程的本质。物理学作为一门探索物质结构和物质运动基本规律的科学,是公认具有基础性和应用性的重要学科。物理学作为一门成熟的科学有着巨大的物质价值,物理知识可以被转化为技术和产品,对人类的物质生活产生深刻的影响。众所周知,从17世纪至18世纪,牛顿力学和热力学对机械工业,尤其是热机的发展起了巨大的推动作用;19世纪,不断发展的经典电磁理论,促进了工业电气化和无线电通信的发展;20世纪上半叶,随着相对论和量子力学的创立,人类的认识深入到原子和原子核内部,人类开始进入了核能时代和信息时代。此外物理学还有着丰富的精神价值:物理学的发展深深地影响着人类的思维方式和认识方式;物理学和哲学有着密切的关系,辩证唯物主义的产生和发展,从物理学中汲取了许多“营养”;物理学与数学在形成和发展过程中共同建立起来的“实验方法”、“逻辑方法”和“概念方法,,在科学研究中得到普遍的应用,成为科学方法论的三大支柱。因此,物理学对人类文明进步做出了积极的贡献,成为当代人类文化的一个重要组成部分。

物理学史论文发表笔记

物理学史作为阐述物理学发展历程的学科,蕴涵着丰富的素质教育资源。正如我国著名物理学家钱三强曾经说过的:“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地值得我们去开垦,这些精神财富值得我们去发掘。如果我们都能重视这块宝地,把宝贵的精神财富发掘出来,从中吸取营养,获得效益,我相信对我国的教育事业和人才培养都会大有益处的。”如今,随着物理学史知识和教学普及工作的深入发展,物理学史的教育功能已越来越受到国内外教育工作者的关注,将物理学史引入物理教学中也成为物理教育改革的重要举措之一。但与此同时,物理学史教学也存在不少的困难和问题,在实践层面上探索物理学史融入物理教学的行之有效的途径仍是一个亟待解决的问题。一、物理学史和物理教育融合的客观依据(一)传统课程的弊端现代认知理论认为,知识是价值负载的(value-laden)。施瓦布(J.J.Schwab)曾写道:“任何给定时期的科学知识都并非建立在一切事实的基础之上,而是建立在经过选择的事实的基础之上——而这种选择是建立在探究的概念原则的基础之上的。”因此,“科学知识的教学要跟产生该知识的研究过程联系起来。”传统的物理教学往往过于强调学科体系,过于专注于专业知识的系统传授,不注重知识由此获得的探究过程。这种课程严重阻碍了学生对学科实质结构的理解,更背离了科学教育面向真实科学的初衷。物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识或理论体系都是在众多研究成果的基础上建立起来的,常常需要科学研究者们几十年甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步。因此,物理学的发展史包含着丰富的认识论和方法论因素,以及物理思想和物理观念深刻的变革。同时,物理学的发展过程还包含着丰富的情感体验,体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一,具有丰富的“教书育人”的教育因素。通过物理学史教学,让学生不仅可以学到具体的科学知识,而且可以学到“科学的方法”,开拓学生的视野,使学生能更准确地理解科学概念,更好地理解科学的发展,更全面地认识到科学的整体性。从这个角度上看,物理学史应成为物理教学中不可缺少的组成部分。(二)物理学史融入物理教学符合学生的认知规律建构主义认为,学习是主体对知识主动建构的过程,学生是认知信息的加工者、认知结构的建构者,而不是外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象。教育重演论(Recapitulation theory of education)中也指出:“现代学生的学习过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演,即现代人的认知发展是对其祖先认知水平长期演化过程的浓缩。”教师是学生自主建构的帮助者、促进者和引导者,教师的主要作用是为学生的探索提供桥梁和阶梯,诱导学生自己去分析问题、探究问题并获取知识。物理教师安排教学活动要从学生已有的认知结构出发,教学过程要力图适应这一要求。物理学的发展规律与人的认知规律具有一致性,因而物理学史可以为教师把握好学生的认知规律提供很好的借鉴作用。“教学中的难点常常是科学发展史上难以攻克的科学难题;教学中的重点,也正是科学发展史上关键性的突破和物理学大师们伟大贡献的精华之点。”物理教学从物理学史的角度入手,可以把文化的传授和学习转化成历史上文化创造者与今天文化学习者之间的对话,让学生在相应的文化背景中“身临其境”,从而构建合理的知识体系,主动学习和建构知识。二、促进物理学史和物理教学融合的教学原则(一)适度的原则物理教学的主要任务是使学生系统地掌握物理学知识,发展智力,培养能力,提高品德修养。物理学史引入教学是由于物理学史具有丰富的教育功能,引入时必须围绕物理教学任务展开。目前的物理教材大多是按照逻辑体系编排的,侧重于物理理论的知识结构;物理学史则主要是按照历史发展的顺序编排的,二者有一定区别。我们要把历史的发展过程融入教学中,但不能用对物理学史的学习来代替对物理学本身理论的学习,不能在物理课堂上夸夸其谈,舍本求末,走入本末倒置的歧途。物理学史引入教学一定要坚持适度的原则,这样才能有效地发挥它的教育功能。(二)贴近的原则引入史料是为了更好地使学生理解物理知识,教学中要从学生的学习基础出发,引入的史料必须深入浅出,尽量不含学生尚未掌握的概念和原理。将一些物理学史中学生无法理解的、深奥的推理过程灌输给学生。这不仅起不到好的效果,反而会加重学生的学习负担,无法真正发挥物理学史的教育功能。(三)充分的原则引入史料时不应只是仅仅把它作为活跃课堂气氛的“糖衣”,将知识简单地“故事化”“庸俗化”处理,这是对物理学史不负责任、没有意义地滥用。一定要清楚引入的目标,有针对性地展开阐述,充分利用好引入的知识。(四)灵活的原则将物理学史引入教学中形式要灵活。灵活不仅包括引入的内容,也包括引入的时机和方式等。既可系统引入,也可分散引入;既可以在课堂上引入,也可以让学生在课外查找资料;既可以围绕知识点进行演绎,也可以针对知识面进行总结。总之,只有在有限的时间内做到重点突出、点面结合、详略得当,才能达到最佳的效果。(五)延伸的原则在教学中引入史料时不应单纯追求服务于课堂教学的某一知识点或面,而要将课堂上引入的史料作为一个切入点,营造一种“意味无穷”的教学心理境界,使学生带着更多、更新的内容兴趣盎然地进入新一轮的探索,把问题带到课外,有利于学生养成“终身学习”的好习惯。三、物理学史融入物理教学的具体方法(一)利用物理学史引入新课,激发学生兴趣“兴趣是最好的老师”,引入物理学史可以增强学生的学习兴趣。上新课之前,可根据教学内容搜集有关史料作为预习材料,以图文并茂、形象生动的表现手法展示给学生。在课堂上应尽快地把学生学习的积极性调动起来,吸引学生的注意力,形成探究的愿望,潜移默化地使其学习动力得到加强。(二)初学阶段教学中穿插史料,帮助学生理解物理知识学生学习新知识时引入的重点应放在帮助学生理解规律、降低学习难度上。可采取“演绎—对比”的方式将物理学史内容引入到理论的讲解中来,即适时地从概念、规律中引出假说,然后演绎其发展体系,将历史融汇到概念、思想或理论的提出和发展中,通过对各种假说异同的分析和比较,帮助学生理解规律。例如,在学习牛顿运动定律时,学生虽然在中学里学过也用过,但由于他们在中学里要应付考试,学习的重点一般都在做习题上,教学中一定要将学生的注意力吸引到理论本身上来。例如,可从惯性定律出发,引出其建立的曲折过程。从亚里士多德的“推动论”到中世纪时布里丹、阿尔伯特、奥里斯姆等人的“冲力理论”,到伽利略类似惯性原理的说法,到笛卡尔的惯性定律,再到牛顿将惯性定律以第一原理的形式正式确立下来。并在其间穿插介绍各种假说提出的历史背景、存在的困难、新旧理论之间的矛盾等,通过比较它们之间的异同,可以帮助学生理解三大定律的内涵以及其作为力学体系基础的重要作用,这样客观上可以起到帮助学生理解物理规律、减轻学习难度的作用。(三)理解加深阶段深化史料,抓住关键环节重点剖析此时学生头脑中对内容已有一定认识和理解,因此,重点可放在加强科学思维、方法教育方面。即对隐含在物理知识中的科学方法进行点拨、渗透,充分发挥物理学研究过程动态知识体系的价值。以毕奥—萨伐尔定律为例。18世纪牛顿力学的知识基础使得人们开始猜测电力和磁力是否也像万有引力一样遵守平方反比定律。在磁力研究方面,英国科学家米切尔明确提出了“磁力按磁极距离的平方的增加而减少”的观点。之后,毕奥和萨伐尔通过长直电流对磁极作用的实验,得出电流对磁极的作用力与磁极到长直电流导线的垂直距离成反比的结果,后在法国数学家拉普拉斯的帮助下,通过数学运算,分析得出了电流元激发磁场的准确公式,即毕奥—萨伐尔定律。以上研究过程中恰当的类比、巧妙设计的实验、适时引入的数学工具对规律的建立无不起着至关重要的作用。(四)知识升华阶段补充材料,启发学生此时重点应放在物理原理、思想和其在知识、哲学、世界观等方面的应用上。一段知识的学习结束后,可以以历史为线索,将内容梳理一遍,让学生对知识体系及其发展史有个整体的认识,带领学生从经典物理学的概念、思想方法、观念等逐步过渡到现代物理学,这样客观上可以起到促进教学内容现代化的作用。让学生充分了解到物理学作为自然科学基础的意义所在,增强学习的兴趣和信心;另外,将物理学大师们在探索世界奥秘道路上表现出的怀疑、求实、进取、创新、严谨、思辨、自强、爱国等优秀品质和科学素养对学生进行有效的强化和渗透,使学生从中受到熏陶和领悟,引导学生用物理学思想去指导学习、工作和以后的人生,培养创造性人才,这些从某种意义上讲比学生学到知识本身更加重要。比如电磁部分知识讲完后,可以以电磁学的发展史为线索将内容概括总结一下。从公元前基本电、磁现象的发现,到1600年吉尔伯特将它们转变为科学,到1750年米切尔、1785年库仑分别提出电力、磁力服从平方反比定律将电、磁学带入定量研究阶段,到1800年伏打发明电堆使电学由静电走向动电,再到1820年奥斯特发现电流的磁效应,打破了电、磁之间的界限。电磁相似性的发现带动了19世纪二三十年代电磁学突飞猛进的发展。后来,安培对电磁作用力的研究、1831年法拉第发现电磁感应现象进一步证实了电磁现象的统一。到最后1865年麦克斯韦将法拉第的电磁近距作用和安培的电动力学规律结合在一起,概括出描述电磁规律的方程组,建立了电磁场理论,并预测了光的电磁性质,实现了物理学史上第二次大综合。电磁理论为相对论的建立奠定了坚实的基础。它为光速不变性提供了理论依据,爱因斯坦也正是在研究麦克斯韦电动力学的不对称性时发现问题,进而建立狭义相对论的。相对论是现代物理学的基石,对物理学、天文学、哲学等的发展都起到了不可估量的作用。这样带领学生回顾之后,整个电磁学内容在学生头脑中会成为一个脉络清晰的整体,其间从经典知识到现代物理的过渡在历史的引导下也显得非常自然。科学家们工作的价值值得后人景仰,同时,科学家追求真理时表现出的坚忍不拔的意志、百折不回的决心、吃苦耐劳的品格和无所畏惧的献身精神等也让人为之赞叹。这些会潜移默化地影响到他们科学的世界观和人生观的建立,使他们终生受益。(五)充分发挥学生的积极能动作用,鼓励学生自觉投身物理学史学习,丰富精神生活物理课堂时间是有限的,教学内容也有一定的局限性。我们可以利用课外时间采取多种形式加强对学生的引导,激发他们的学习热情。传统教学中近现代物理知识涉及不多,但其中的革命性成果,如相对论打破了经典力学的时空观,量子力学打破了可控测量过程的梦想等对于开阔学生思维是极其有益的,可以开设专题讲座的形式介绍给学生。另外,开展专题讨论活动,如我们在学校2006级计算机系班级中开展了“引入物理学史加强大学生科学素质培养教育”的活动。由教师为学生提供研究题目、参考内容和指导,要求学生撰写相关的小论文。这样既培养了学生搜集和整理资料的能力,也在一定程度上提高了他们研究问题的能力。四、物理学史融入物理教学应特别关注的问题(一)物理教师应把物理学史素养提高到基本素养高度上来物理学史中整合了物理学科的知识体系,为教学提供了宏观、中观、微观的背景。通过对物理学史的学习,可以帮助教师发现物理学发生、发展和演化的规律,揭示相应认识论、方法论的变革,并对物理学发展的基本趋势产生一定的预测。教师只有对物理学有了整体的把握并用历史的眼光去看待、组织教学内容,才能避免教学中知识的“片段化”。“学史可以明智”,对学生如此,对教师亦是如此。(二)进一步探索适合二者结合的教学模式我们现在采取的教学模式相对比较传统,影响了物理学史教育功能发挥的效率。近年来,西方一些科学教育专家以建构主义为指导思想,倡导将科学史、科学哲学和科学社会学引入科学教育,形成所谓的HPS教育模式,将学生的观念与科学史中科学家的观念相互交融,建构科学观念。为此,必须重构知识体系,将科学史、科学社会等知识引入课堂,从而实事求是地反映人们对自然科学活动和自然科学知识性质的新认识,呈现自然科学知识发展中的矛盾、竞争和斗争,使学生对自然科学知识与社会的关系能有全面而深刻的认识。我们要借鉴国外这些先进的教育理念,进一步探索适合我国学生具体情况的教学模式。物理学史应该成为物理教学不可分割的一部分,它可以极为有效地激发学生的学习兴趣,使学生更好地掌握知识、发展能力和养成德行。

物理学家,是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。这是我为大家整理的关于物理学家学术论文,仅供参考!

对物理学家失误的解读

摘 要:通过在物理教学中客观介绍物理学家的失误,从而正确认识科学发展的曲折和科学家付出劳动的艰辛,并在实际探究的过程中体验物理学家研究问题的方法,发展科学探究所必需的创新思维,从而提高学生科学探究的能力。

关键词:失误;科学探究;创新思维

中图分类号:G420 文献标识码:A

文章编号:1992-7711(2012)10-081-1

在物理教学中,我们更多地介绍了物理学家成功的、正确的一面,而往往忽略了他们的失误。在物理教学中客观介绍物理学家的失误,通过对他们在特定历史条件下酿成失误原因的剖析,对中学物理教学具有积极的意义。

一、在物理教学中客观介绍物理学家的失误

事实上,物理大师也会走弯路,有失误。在物理学发展的过程中,这样的事例可以说是屡见不鲜的。发现放射性元素的贝克勒尔认为要找到比铀的放射性还要大得多的元素是不大可能的;牛顿推算光在介质中的速度比真空中大;电磁波的发现者赫兹由于实验的局限而错误地认为阴极射线不带电。

中子发现的历史更值得回顾。在查德威克发现中子前,在实验中已有迹象表明在核中可能存在一种中性子。例如,1930年德国物理学家玻特和他的学生利用α粒子轰击铍元素时,发现产生了一种穿透力极强的射线。后来居里夫人的女儿I?居里和她的丈夫约里奥对这种射线进行了研究。他们将这种射线射到石蜡上,测到了有反冲质子从石蜡放出,他们认为这反冲质子是由这种不带电的的射线所轰击出来的。但遗憾的是约里奥-居里夫妇和玻特等人都没能抛弃传统的旧观念,而断言为这种射线正是大家所知的Υ射线。太可惜了!尤其对约里奥-居里夫妇而言,只要根据打出质子的动能,仔细地推算一下,假如入射粒子是Υ光子的话,那么它的能量将达几十兆电子伏,要比实验测得的这种未知中性粒子的能量大得多,于是就会发现,这种未知中性粒子不可能是Υ射线。可惜旧的传统观念太深了,以致快到手的成果丢掉了。在正电子的发现过程中,同样的失误又一次发生在约里奥-居里夫妇身上,使他们成了正如恩格斯所描述的“当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理”的人。

纵观物理学家们的失误,造成他们作出错误分析或错失了重大科学发现的主要原因有两个:一是科学发现和创造是人类向未知领域不断探索的一个过程,而这个过程必然是复杂的、艰难曲折的,在这样的过程中出现一些失误是难免的;二是传统思想的束缚,科学发现和创造需要丰富的想象力,需要新思想、新观念,因循守旧、墨守成规就不可能作出科学发现,但突破传统观念总是非常不容易。

二、在物理教学中介绍物理学家失误的积极意义

在物理教学中,教师引导学生认识物理学家的失误,分析失误的原因,似乎会使学生产生对科学的怀疑,对科学家的不敬,在时代呼唤更多创新人才的今天,这并非不是一件好事,将有利于学生体会到人类认识自然,改造自然是个曲折艰苦的过程,是个反复修正、反复深化的过程;有利于确立不怕挫折的信念,增强学习中的毅力;有利于学生打破思维定势,活跃课堂气氛,培养创新思维能力;有利于树立学生挑战权威,服从真理的求知精神。

当然,仅仅介绍物理学家的失误,并不能达到上述目的,更要注意向学生讲述物理学家对待失误和挫折的科学态度和不屈的探索真理的精神。约里奥-居里夫妇不仅错失了发现中子的良机,后来又错失了发现正电子的机会。但他们从失败中吸取教训,始终以饱满的工作热情、坚忍不拔的意志投入研究工作,功夫不负有心人,他们终于在1934年获得了20世纪中最重要的发现之一——人工放射性,并荣获了诺贝尔物理学奖。中国科学家王淦昌教授因为自身或客观条件的限制在发现中子、验证中微子存在等物理研究方面几次和诺贝尔奖擦肩而过,但他并没有放弃对科学热诚的追求,而是进一步拓展研究领域,在众多领域里提出了自己独到的见解,直到年逾90,仍不时到研究室去,他提出的激光引发氘核出中子的想法,成为惯性约束核聚变的重要科研项目,一旦实现,这将使人类彻底解决能源问题。

在物理教学中引导学生辨别物理学家的失误和科学上的也是值得重视的一个方面,法国物理学的权威布朗洛发现N射线就是一场巨大的。对科学史上的揭示显然可以使学生正确理解物理学家的失误,而激发学生对科学家们由衷的敬佩。在实际的教学中我们似乎更应该让学生在进行相关科学探究的实践中重复物理学家的失误,比如在讲电磁感应相关内容时,笔者有意安排了这样的实验,将电流表的表面背对学生,在插入磁铁后,让学生跑到讲台后看指针的读数,学生看过常常露出不解的神情,“指针没动啊!”可磁铁确实在线圈中啊!如此,模仿了当年科拉顿所做实验的情景,并设置了相关的问题使学生明白科拉顿的失误和法拉第的成功在创新思想上的不同之处。

三、在物理教学中介绍物理学家失误的几点反思

1.介绍物理学家的失误,促进新的课程资源不断生成。

正视并合理开发日常教学中的错误资源可以丰富课程内容,激发学生的参与热情,促进新的课程资源不断生成,对师生创造性智慧的激发会起到十分重要的作用。为此,我们可以利用学生的错误激发认知冲突,促进学生思维碰撞;抓住学生因知识经验和思维方式不同而出现的错误的观点和想法,引导学生合作交流,促进生成;不轻易剥夺学生自主发现错误的机会,为教学的有效介入创造最佳时机。

2.介绍物理学家的失误,促进教师更好地锤炼教学艺术。

既然物理学家都可以有失误,对我们教师来说在教学中的失误也就没必要去遮遮掩掩。在教学中,教学双方也会因为各种情况而发生错误,错误可能来自学生,也可能来自教师。对于学生的错误,我们常常能从容应对,对于自己的失误,我们也不能回避,而是要认真反思,究其原因,寻其策略,从而提高教学设计能力和课堂教学水平。错误的价值有时并不在于错误本身,课堂教学中的错误,对学生来说是一次很好的锻炼机会,对老师来说也可以是一次机遇,在生成性的教学中教师正确处理失误是可以锤炼教学艺术,提高自身的专业水平的。

物理学家阿伯拉罕・派斯和他的物理学史著作解读与述评

摘 要:本文主要是对阿伯拉罕・派斯进行评述,探究其对于整个物理学做出的巨大贡献。与此同时,从其著作方面入手,加强关于著作方面的科学解读,希望能够充分继承这位伟大物理学家的精神,对其贡献进一步探究,从而推动整个物理学的不断发展。

关键词:阿拉伯罕・派斯 物理学史 著作 解读 评述

2000年,作为做出杰出贡献的一位伟大物理学家,同时又是一位科学史作家,阿伯拉罕・派斯不幸去世。派斯去世的原因,主要是心脏病发作,他最后的时光在哥本哈根度过,终年82岁。

派斯,1918年出生于荷兰,属于传统犹太人。派斯的中小学教育始于阿姆斯特丹。随后,凭借着自身优异的学习成绩,他非常顺利地进入大学继续学习和深造。1938年派斯顺利毕业,并获取了两个学位,一是物理学,二是数学。但派斯并没有满足于此,而是来到乌得勒支大学,进行个人学术的进一步深造,追随导师乌伦贝克。后来乌伦贝克定居美国,因此派斯的硕士毕业论文,由罗森菲尔德进行有效指导并完成。最终派斯在1940年硕士顺利毕业,取得了相应的硕士学位。然而在当时,德国已经发动世界大战,并逐渐占领荷兰。第二年,德国宣布,7月14日之后,整个荷兰的任何一所大学,严格禁止犹太人考取博士。这件事无疑影响了派斯,他努力赶写博士论文,限期真正到来之前,他最终顺利完成论文答辩。

纵观派斯的整个求学生涯,真是十分不易。然而,派斯随后将要面对的处境更加危险和艰难。当时,纳粹分子对犹太人进行压迫,这也使当地诸多物理学家,为免于遭受迫害而选择逃避,离开了培养自己的大陆。但是派斯不同,他没有离开故土荷兰。也正因为如此,战争爆发后,派斯提心吊胆,整天需要东躲西藏。访问他的当地物理学家也越来越少,除了克拉默斯,派斯较为重要的朋友。克拉默斯访问时,一般都带科学文献,两个人进行物理学知识的相关探讨。克拉默斯本来在莱顿大学承担教授职务,但后来,犹太人解雇现象较为严重,教授对德国人的残暴行为进行了抗议,德国占领大学之后,勒令当局关闭了学校。这对派斯的日常研究,即量子电动力学,造成了极大的不便。每当回首往事,派斯都感到非常不堪。荷兰当地犹太人,包括派斯的妹妹,普遍开始被抓,然后进入死亡集中营,遭到德国人残酷的杀害。而派斯自己,幸运的是能够免于这场灾难。灾难具体情况,详见其自传体著作《欧美记事》。

第二次世界大战结束之后,1946年,派斯到达哥本哈根。在那里,派斯会见了波尔,与其一家人相处融洽。与此同时,他与波尔展开了知识方面的沟通,彼此交流十分惬意。在波尔的大力推荐下,1946年秋,派斯前往美国进行访问和调查,访问的具体地点为普林斯顿,当地的一家高等研究所,但是在当时,这个研究所成立时间不长,物理学的相关研究并没有取得杰出成果。不过研究所的物理学家鉴于自身多年的经验,告诫派斯,研究过程中,如果一味闭门造车,是绝对行不通的,需要广泛涉猎。派斯听取了同行的建议,决定不再回欧洲,留下来潜心研究物理学。

派斯刚刚来到美国的时候,量子电动力学的研究取得了革命性的进展,理论物理学也得到了极大的发展。1947年,设尔特岛会议顺利召开,派斯有幸受邀参加。在这次会议上,施温格做出了科学量子力界的报告,报告非常详细。与此同时,“费曼图”这一理念得以提出。

派斯深深明白,量子电动力学领域,今后势必具有广阔的发展前景,但是这似乎已经和自己的关系不是那么密切了。尽管这方面的雄心有一定的挫败,但是派斯并没有被真正击败,而是转向宇宙线的相关领域。派斯变得更加努力,在加强探索的同时秉承更加积极的态度,针对现象进行科学合理的解释。基于此,派斯得以明确自身的方向,并着眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的贯彻落实。

派斯经过大量研究,逐渐提出了协同产生规律等方面的内容,这在日后得到了有效证明和确立。后来,新量子数即奇异数,诞生并发展,关于这方面,派斯曾经与盖尔曼展开过合作,但是实验研究最终失败。

派斯仍然不放弃进行研究,最终提出了K介子混合理念。基于物理学本质来说,量子力学得到了充分诠释,态叠加原理也得到了完善。但是很多物理学家不禁产生了疑问,粒子混合究竟能否符合实际?然而,我们如果站在量子力学角度进行分析,透过基本粒子的本质,会发现观察量具有自带属性的特点,本身存在相应特征和形态。在态叠加原理的应用过程中,守恒电子数一旦满足这一相同条件,粒子混合就能实现。经过派斯等人的共同努力,K介子系统问题得到了充分解决。在这之后,粒子混合不断涌现。不久,科学界又提出了量子排这一概念。通过量子排方面的科学研究,粒子物理学得到了更快的发展,最终在一定程度上推动了原子物理学的发展,并对其形成一定反哺。基于此,量子力学概念得到普及和推广。量子排现象之所以提出较晚,很大一部分原因是人们不敢对其进行大胆想象。

派斯在其他领域同样做出过一定贡献,比如G宇宙领域。然而,在70年代末,派斯逐渐转向物理学史,注重加强这方面的探索和研究,朝着作家的方向发展,并在这方面进展顺利,例如爱因斯坦传记得到了广泛好评,波尔传记也同样大获成功,中文出版量相当可观。还有关于基本粒子方面的科学史巨著《基本粒子的物理学史》的中译本也问世。派斯造诣十分高深,熟知理论物理,对物理学史的叙述表现出一种深刻的洞察。除此之外,派斯语言能力超强,除了母语荷兰语外,他还熟悉地掌握了英语、法语、德语、丹麦语,这为他的科学史研究提供了极大的便利。

派斯的物理学著作,内容更加凸显真实性,如对科学界出现的错误等都进行了如实体现。特别是曾经承受的挫折、物理学走过的弯路,以及物理学家在长期探索过程中经历的迷惘、物理学家个人存在哪些不足等,他都较为直率地指出。

比方说,在爱因斯坦传中,派斯对爱因斯坦的不成熟之处以及其研究中走过的弯路、犯过的错误都进行了毫不客气的说明。再比如,书中指出,马赫原理虽然没有对物理学理论起过推动作用,但它仍然可能是未来的研究课题。

虽然派斯对波尔十分尊重和爱戴,但在波尔传记中对其并未有讳言。比方说,在量子力学领域波尔失误不少,尤其是波尔还曾否定已经被广泛认可的能量守恒定律,对此派斯在书中也如实进行了记录。除此之外,他还指出了哥本哈根阵营中泡利、狄克拉等人对波尔的不满之词。

由此可见,派斯在潜心著作的过程中,始终秉承公允的态度,并且敢于分析伟大物理学家的不足,敢于说出真话,态度十分端正,因而学术界对其十分认可和重视。派斯尤其重视书名,绞尽脑汁之后,才能拟定完成,而且一定要别出心裁。

1963年,派斯最终选择离开普林斯顿大学,来到了纽约,进入洛克菲勒大学工作,直到退休。1990年,派斯同他的第三任妻子――丹麦人类学家尼可莱森结婚,结婚之后,派斯每年往来穿梭于纽约和哥本哈根之间。2000年,派斯的《科学英才:20世纪物理学家群像》问世,这部著作是派斯从个人视角对自己所认识的物理学家进行的速写,是他的最后一部著作。

参考文献:

[1] 史明宇,陈绍军.“社会事实”与“自然物质”客观性存在的条件比较――社会学与量子力学的对话[J].理论月刊,2013(2).

[2] 刘昊淼.浅析量子力学无限方势阱――通过无限深势阱来理解量子力学非定域性[J].神州(上旬刊),2013(9).

[3] 胡化凯.20世纪50―70年代中国对哥本哈根学派量子力学诠释的批判[J].科学文化评论,2013,10(1).

[4] 张占新,莫文玲,王凤鸣等.通过计算氢原子的玻尔半径,加深对量子力学的理解[J].大学物理,2011(30).

[5] 朱安远,朱婧姝,郭华珍等.20世纪最伟大的科学巨匠――阿尔伯特・爱因斯坦(下)[J].中国市场,2013(46).

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事实--关于物理学史以及物理学家故事的读书报告汉斯·克里斯琴·冯·拜耳在《征服原子》一书中,这样写道:物理学家利奥·西拉德有一次对他的朋友汉斯·贝特说,他准备写日记:“我不打算发表。我只是想记下事实,供上帝参考。”“难道上帝不知道那些事实吗?”贝特问。“知道,”西拉德说,“他知道那些事实,可他不知道这样描述的事实。”事实是什么?上帝也许知道。不过,我们有自己的事实—人类的事实,便是科学。物理学是科学的重要组成,也是基础。在探寻物理学知识的道路上,无数先人付出了难以想象的辛劳。亚历山大·蒲珀这么说:大自然和大自然的法则藏匿于黑夜之中;上帝说,让牛顿出世吧!于是世界一片光明。1643年1月4日,牛顿出生于英格兰林肯郡,格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年,他进入英国剑桥大学的圣三一学院。而在1665年,他获得了文学士学位。但在随后的两年中,鼠疫的爆发使牛顿不得不回家乡躲避。不过,在此间,他制定了一生中大多数最最重要的科学创造的蓝图。1667年,牛顿回到剑桥大学后,当选为剑桥大学三一学院院委,次年,他就获得了硕士学位。1669年起,直到1701年,他担任了剑桥大学卢卡斯数学教授。1696年,他任皇家造币厂监督,并且移居伦敦。1703年,牛顿任英国皇家学会会长。1706年受英国女王安娜封爵。在晚年,牛顿潜心于自然哲学与神学。1727年3月31日,牛顿在伦敦病逝,享年84岁。牛顿是个怪人—他聪明过人,而又离群索居,沉闷无趣且敏感多疑,最奇怪的是,他的注意力很不集中,干得出非常有趣的怪事。据说,早晨他把脚伸出被窝后,有时突然之间思潮汹涌,能一动不动坐上几小时!想来,当一个人专注于科学事业的时候,或许正如那句话所述:天才与疯子仅仅一步之遥!牛顿曾经把一根大针眼缝针(一般用来缝皮革的,一种长针)插进眼窝,然后在“眼睛和尽可能接近眼睛后部的骨头之间”揉来揉去,目的只是为了看看会有什么事发生!--什么事也没有,至少没有产生持久的后果。另一次,他瞪大眼睛望着太阳,能望多久就望多久,以便发现对他的视力有什么影响……然后,又一次没有受到严重的伤害,虽然他不得不在暗室里呆了几天,等着眼睛慢慢恢复过来。与他的非凡天才相比,这些奇异的信念和古怪的特点算不了什么!不过,即使在以常规方法工作的时候,他也往往显得很特别。在学生时代,他觉得普通数学局限性很大,十分失望,便发明了一种崭新的形式--微积分,但有27年时间对谁也没有说起过这件事。科学所追求的是严谨、一丝不苟、全身心的付出、不求回报。虚假的、无用的、世俗的东西,是不可以拿来污染科学的。牛顿没有为了发明微积分的形式而“一蹦三尺高”,或是好像中了举的范进那样喜极而疯,他好像无所谓。--不是好像,是根本、压根儿无所谓。在他看来,一切发明、发现的成果,只是为了更高的了解宇宙。他也许不是想着“造福人类”,“把人类文明的进步推向更高层次”,但在他的道路上,在他研究的世界里,没有最深, 只有更深。他是孤独的,因为他不愿与别人分享—不是因为自私,更多是因为他不愿被打扰,不愿做无谓的、时间的浪费,或者说精力的消耗。他以同样的方式在光学领域工作,改变了我们对光的理解,为光谱学奠定了基础,但还是过了30年才把成果与别人分享。1666年,牛顿在家休假期间,得到了三棱镜,他用来进行了著名的色散试验。他发现,白光是由各种不同颜色的光组成的。这是第一大贡献。许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成,认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的,就设计和制造了反射望远镜。不过,后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象。这也说明,科学在不断进步。可是,尽管牛顿那么聪明,真正的科学只占他兴趣的一部分。那个年代,尽管有他这样的,“疯狂”的人们,在没日没夜的钻研,那些在常人眼里是无稽之谈的科学理论,但是,那个时代的愚昧和可笑依然无法被掩盖—牛顿至少有一半工作年龄花在炼金术和反复无常的宗教活动方面。这些活动不是涉猎,而是全身心地扑了进去。他偷偷信仰一种很危险的异教。该教的主要教义是认为根本没有三位一体—其实这颇具有讽刺意味,因为牛顿的工作单位,就是剑桥大学的三一学院!他花了无数时间,研究耶路撒冷不复存在的所罗门王神殿的平面图—并且,在此过程中,他还自学了希伯来语,以便阅读原文作品!他还认为自己掌握着数学方面的线索,知道基督第二次降临和世界末日的日期……他对炼金术同样无比热心。到了1936年,经济学家约翰·梅纳德在拍卖会上购得一箱子牛顿的文件,却无比吃惊地发现,那些材料绝大部分与光学或行星运动没有任何关系,而是些有关他潜心探索把低贱金属变成贵重金属的资料。20世纪70年代,人们通过分析牛顿的一绺头发发现,里面含有汞—而这种元素,除了炼金术士、制帽商和温度计制造商以外,别人几乎不会感兴趣。而且其浓度大约是常人的40倍。那么,他早晨有想不到起床的毛病,也许是不足为怪的。最伟大最卓越的科学家,都深陷在伪科学的泥潭里—是多么荒谬的事!试想今日,科技水平发达到这一步,若是再过四五百年,那个时代的人们(或者其他生物)回头看时,一定又会笑了。不是所有的一切都能用科学解释得来,但是我们可以尽可能多的用科学解释一切。1684年8月,一位叫埃蒙德·哈雷的英国天文学家不请自来,登门拜访牛顿。或许,他指望从牛顿那里得到什么帮助。牛顿的一位密友—亚伯拉罕·棣莫佛后来写了一篇叙述,这也许是一篇有关科学界一次最有历史意义的会见的记录:“ 1684年,哈雷博士来剑桥拜访。他们在一起待了一会儿以后,博士问他,要是太阳的引力与行星离太阳距离的平方成反比,他认为行星运行的曲线会是什么样的。“艾萨克·牛顿马上回答说,会是一个椭圆。博士又高兴又惊讶,问他是怎么知道的。‘哎呀,’他说,‘我已经计算过。’接着,哈雷博士马上要他的计算材料。艾萨克爵士在材料堆里翻了一会儿,但是找不着。”这是很令人吃惊的—就好比,有人说他已经找到了治愈癌症的方法,但又记不清处方放在哪里了!他们好像在梦游,游过了天堂却好像很平常。在哈雷的敦促之下,牛顿答应再算一遍,便拿出了一张纸。他按诺言做了,但做得要多得多。有两年时间,他闭门不出,精心思考,涂涂画画,最后拿出了他的杰作:《自然哲学的数学原理》,更经常被称之为《原理》。这本书顿时使牛顿闻名遐迩。在他的余生里,他生活在赞扬声和荣誉堆里,成了英国因科学成就而被封为爵士的第一人。连伟大的德国数学家戈特弗里德·莱布尼兹也认为,他对数学的贡献比得上在他之前的所有成就的总和。同僚的称赞,对于一个人的名声很重要――特别是一个高傲的同僚。“没有任何凡人比牛顿本人更接近神。”哈雷深有感触地写道。《原理》的核心是牛顿的三大运动定律:物体朝着推力的方向运动;它始终做直线运动,直到某种别的力起了作用,使它慢下来或改变它的方向;每个作用都有相等的反作用。当然还有他的万有引力定律。这说明,宇宙里的每个物体都吸引每个别的物体。牛顿认识到,任何两个物体的引力,与每个物体的质量成正比,以两者之间距离的平方反比来变化。可以用下面的公式来表示:F=G。这是人类提出的第一个真正有普遍意义的自然定律,也是牛顿到处深受人们尊敬的原因。其实,还有好多事实,等待我们去发现,去描述。事实就是:事实还有很多。咱高一四班不要全抄

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