自然科学导论论文3000字

大家都见过含羞草吧！用手触动一下含羞草小叶，其叶受外界刺激后即会迅速合拢，好似低头“害羞”的样子，好像一位害羞的少女，可是你们知道含羞草为什么会“害羞”呢？原来含羞草的叶柄下有一个鼓囊囊的包，叫“叶枕”，里面含有充足的水份，它有敏锐的感觉。当你用手触摸它的叶子时，叶枕中的水马上流向两边，叶枕瘪了，叶子就垂了下来。 叶枕内生有许多薄壁细胞，这种细胞对外界刺激很敏感。一旦叶子被触动，刺激就立即传到叶枕，这时薄壁细胞内的细胞液开始向细胞间隙流动而减少了细胞的膨胀能力，叶枕下部细胞间的压力降低，从而出现叶片闭合、叶柄下垂的现象。经过1-2分钟细胞液又逐渐流回叶枕，于是叶片又恢复了原来的样子。含羞草不只是被手摸时才垂下叶子的，遇到雨天与强风时，它的叶子也会垂下；而当风雨过后，水份慢慢恢复时，叶子也就恢复原形了。其实含羞草并不是真的会“害羞”，它只是一种善于自我保护的现象。含羞草的这种特殊的本领，是有它的一定历史根源的。它的老家在热带南美洲的巴西，那里常有大风大雨。每当第一滴雨打着叶子时，它立即叶片闭合，叶柄下垂，以躲避狂风暴雨对它的伤害。这是它适应外界环境条件变化的一种适应。另外，含羞草的运动也可以看作是一种自卫方式，动物稍一碰它，它就合拢叶子，动物也就不敢再吃它了。含羞草的叶子之所以会“害羞”，是一种生理现象，也是含羞草在系统发育过程中对外界环境长期适应的结果。从前有一个很英俊的小伙子，经常外出钓鱼。一天，他看见一位老汉坐在河边，嘴里自言自语：”钓!钓!钓!小鱼莫来大鱼到。”说着大鱼真向老汉游来。小伙子对老汉说：“我向你学习钓鱼，好吗?”老汉说：“钓鱼没有什么好学的，看你似很诚实，我告诉你一个秘密，你只要一直沿着这条河岸向前走，会遇到好事的。”老汉说完，人不见了。小伙子很高兴，心想，我一定是遇到仙人了，就沿岸一直走去。天黑了，仍然往前走，前面出现一片长满荷花的大湾。水边一户人家门开着，点着灯，一位少女坐着织绸。小伙子走前问道：“请问这是什么地方，我走迷了路。”织绸女说：“这是荷花庄，我是荷花女，你走累了，可进来坐下歇歇。”小伙子坐了一会儿，要走了，荷花女没有留他，送他出了门口。 小伙子回到家，心想痴了，认为这荷花女，定是仙女。钓鱼老汉说，向前走会遇到好事，可能是这仙女要下凡，找要和她结婚。 第二天大早，小伙子又沿河岸走，天黑到了荷花庄，荷花女仍在，态度比昨天亲呢多了。她叫小伙子脱下破小褂，给他缝补。 小伙子说：“我是孤身一人呀！”荷花女像未听见。将衣补好，送小伙子出门。小伙子回到家已是半夜，坐不住，立不稳，返身又向河边跑，再到荷花湾，见湾中一朵大荷花，便呼唤荷花女，果然荷花女踏波而来。她说：“我父不许我和凡人往来，从今以后，我们便不得见面了。”小伙子哭了，哭得很伤心。荷花女安慰说：“只要你真心实意，我就和你一块逃走。”小伙子对天发誓，永不变心。荷花女带小伙子驾云来到天边深林里，一座小桥直通小屋门口前，他俩过桥进屋，屋内一切陈设齐备，还放着一架织布机。 他们在那里成了亲。小伙子天天外出打猎，不用费多少力，就可猎到一些山兔、山鸡，空闲时间，就游山逛水。荷花女却很辛苦，每天除织绸，还到各山头栽桑。一年又一年过去了，荷花女的头发，不那么光亮了，红润的脸也不那么可人了，小伙子对他说：“你太劳累了，人变老了，你歇歇吧！”荷花女摇摇头说：“你看，如果那许多荒山都成了桑林，该多美呀！”荷花女从头上拔下一根针交给小伙子说：“这针是宝贝，可制伏猛兽，你要用这宝针，把这一带被害兽占领的无人山区，变成百姓的乐园。注意，这宝针千千万万不能落到别人手里。” 一天，小伙子到远处的野山打猎，发现一个黑漆漆的洞口，觉得很奇怪，进洞一看，一只老虎扑来，他用荷花女给他的宝针一指，老虎逃跑了。前面是一座大门，推门一看，明灯高照，一位妙龄少女坐在炕上，她比荷花女漂亮多了，少女迎他同坐炕上，伴同吃菜喝酒，两人便成了亲。3天后，少女说找要出去走亲戚，但怕虎狼伤害。小伙子说：“我有宝针。可战胜一切猛兽。”说着便把宝针交给少女。谁知少女一走出洞，洞口便紧紧闭上，小伙子被禁在洞内，他这才想起荷花女说的话，懊悔已迟了。 荷花女见小伙子不回来，掐指一算，心中明白，原来小伙子已成负心人，不禁眼泪直流。又一想，还是去救他一命吧！她另外还有一件宝物，是开山钥匙。荷花女到了洞门口，把开山钥匙一指，洞门大开，把小伙子带出洞，小伙子感到羞愧不安。荷花女含泪说：“做梦也想不到你是这样的负心人！”二人正在返回途中，那少女从后面追来，大喊：“小伙子，回来呵！”荷花女对小伙子说：“你千万不能回头看她，只要一回头，你就没命了。”少女还在后面喊：“小伙子，你好好想想，你到哪里再去找到像我这样可爱的美人儿？”小伙子一动心，回头望了一眼。少女趁他思想动摇的一刹那，把手帕一摆动，便把小伙子化成生长在地上的柔弱小草。荷花女凝视着这小草，小草叶片双双相合，像是合掌忏悔，旋即含羞地垂下叶柄，表示认错。荷花女说：“小伙子，你还能知耻，还能认错。”后来大家叫它“含羞草”，并成为人们喜爱的小草。

自然科学被公认为 经验 科学，是创新和完善马克思主义哲学意识论的重要基础和必要条件。下面是我为大家精心推荐的自然科学3000字论文，希望能够对您有所帮助。

摘要：本文以现代物理学的建立与发展过程为出发点，分析了现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用，并论述了自然观对科学研究的影响，作者认为，自然观影响了科研工作者对世界的认识、研究者对自身的认识与科学态度的形成，同时自然观促进了科学研究的 方法 和手段的发展。

关键词：现代物理学 自然观 科学研究

1 概述

自然观是人们对自然界总的看法和观点。任何时代的自然观都是在一定的历史 文化 背景下形成的，尤其与当时的自然科学发展水平密切相关。同时，它又对自然科学有着这样或那样的影响。

在历史上，最先出现的是神话形态的自然观;进入阶级社会以来，唯物主义自然观与唯心主义自然观的对垒日趋明显，在古代，人们基本上把自然界看作是一个普遍联系、不断运动的整体，由此形成朴素的自然观，近代科学深入自然界的各个细节进行孤立静止的考察，由此产生形而上学自然观，现代科学则日益广泛地揭示了自然界的各种联系，从各个不同的角度发展着辩证唯物主义自然观，这一科学的自然观对整个自然科学和哲学日益发挥着积极的作用。

物理学是集思想、方法、实验于一体的先导学科，在人类正确的自然观、世界观、方法论的形成和发展中，起着 其它 学科无法替代的作用，物理学研究所形成的物质观、自然观、时空观、宇宙观对科学技术的进步、生产力的发展乃至整个人类文化都产生极其深刻的影响，而现代物理学的建立和发展，则彻底改变了20世纪整个科学的面貌，也由此开始了自然科学发展的新纪元。

2 现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用

20世纪以来，以相对论与量子力学的创立为标志的现代物理学研究工作，从理论和实践两个方面，对人类认识和社会发展起到了难以估量的作用[1]。物理学理论的发展，把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。

相对论的诞生对绝对时空观的改变 相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论，是现代物理学和科学技术的重要理论基础之一。1905年6月，爱因斯坦以“运动物体的电动力学”为题发表了关于狭义相对论的第一篇杰出论文，提出了狭义相对论的两条原理――相对性原理和光速不变原理。根据这两条原理，可以推出许多重要结论。例如，关于时空坐标相互联系的洛伦兹变换，从而改变了自牛顿以来统治物理学两百多年的绝对时空观[2]。

相对论的诞生，不仅大大推动了自然科学和技术的发展，而且在哲学世界观方面具有非常重大的意义，为辩证唯物主义的时空观提供了坚实的科学依据，广义相对论的建立，则为人类探索宇宙奥秘提供了有力的理论工具。

量子力学的建立对确定性世界的改变 量子力学的建立是二十世纪初物理学取得的最伟大成就之一。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律，使人们认识到波粒二象性是微观世界最基本的特征，量子力学的创立，推动了原子物理学的发展，同时对物质结构理论以及化学、生物学的发展也产生了深刻的影响。

二十世纪二十年代末开始，爱因斯坦和玻尔之间展开了一场激烈争论，争论的焦点是就是量子学的哲学解释，因为爱因斯坦认为这种解释明显陷入唯心主义，而他坚信的是[3]：“有一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然科学的基础。”

然而从1972年到1982年十年的实验结果，却都显示了一个惊人的也是出乎唯物主义哲学家意料之外的结果。“贝尔不等式”这把双刃剑的确威力强大，但它斩断的却不是量子论的光辉，而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想[4]。世界是由独立于人的意识之外而存在的客体构成的这种学说，却原来和量子力学相矛盾，也和为实验所确立的事实相矛盾[5]。

欧洲核子研究中心(CERN)在2011年9月24日公布的一份研究结果显示，科研人员在让中微子进行近光速运动时，其到达时间比预计的早了60纳秒[6]，如果这个研究被验证，人类的物理观将再次被改变，甚至人类存在的模式都将被改变。

3 自然观对科学研究的影响

哲学和自然科学发展的历史表明：哲学每前进一步。都依赖于和伴随着自然科学的巨大进步;同样，自然科学的每一步发展，也都凝聚着和渗透着哲学的指导，现代物理学的建立和发展，影响了新自然观的建立与形成，新的自然观又作用于科学研究，为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导，推动科学技术的进步。

自然观影响了科学家对世界的认识 当今科学所研究的对象，更多的是微观或者是宇观的客体，这些客体的性质与规律，已经超越了人类的感官能直接感知的范畴。如果说量子力学主要关注最微小的“基本粒子”，那么爱因斯坦的广义相对论则关注最大尺度的“宇宙”，一个研究最小，一个研究最大，由于难以获得显而易见的证明，所以在这两个领域的认识论便受研究者的自然观左右。

量子物理的理论具有高度的辩证性质，“非此即彼”的形式 逻辑思维 已不足以解释量子物理实验中众多的“亦此亦彼”的现象，而一种新的逻辑 思维方式 可能是现代物理学取得进一步突破的关键。量子力学的情况，如果从我们通常的观念看来，是充满着矛盾和难以克服的困难，但量子力学却是以独特的数学结构卓越而合理地把握了它，要理解这种逻辑结构，唯有依靠辩证逻辑[7]。为了消除用经典语言描述微观客体行为时与量子力学结论相悖的因果异常，赖辛巴哈试图建立一种消除形式逻辑排中律的三值逻辑，这种新的逻辑形式揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难[8]，沿着赖辛巴哈的思路，有人进一步发展出应用抽象代数学中“格演算”工具，用基本联词“遇”与“接”来取代“与”和“或”，用以更好地描述量子领域中的“亦此亦彼”现象，并使这种量子逻辑可以用一种广义的命题演算工具表述[9]，这新的逻辑思维方式，便是受自然观影响下科研工作者对世界的认识，它成为现代物理学取得进一步突破的关键。

关于自然观影响了科学家对世界的认识这个问题，玻尔对此有过非常重要的认识，他说：“由作用量子的存在规定了的客体与测量仪器之间的有限相互作用，引起了最后放弃因果性这一经典概念并激烈地修正我们对于物理实在问题的态度”[10]。由此可见，自然观影响了科学家对世界的认识，更教会了他们辩证地认识世界。

自从辩证唯物主义自然观出现之后，人类第一次具有了客观而辩证的思维体系，可以从本质上把握到科学发展的方向与领域，再也不会像前人那样因为思维和领域的局限性，在科学研究中面对不解问题时就归咎于神学和宗教。

自然观影响了研究者对自身的认识 新的自然观从普遍联系出发，强调人和自然是相互联系的相互影响的，现代物理学的发展，完全证实了这一思想。相对论中的相对性原理表明，认识事物的运动与选择的参照系有关，即与人的主体有关，在量子力学中，海森堡的“测不准”原理也表明，在对微观世界的认识中，不能把人的因素独立在微观世界之外，对于量子论中的观测问题，尤金.维格纳认为：意识无疑在触动波函数中担当了一个重要的角色。于是当人们还在为薛定谔那只倒霉的猫而争论不休的时候，维格纳又出来捅了一个更大的马蜂窝，就是所谓的“维格纳的朋友”[4]。

所以说，自然观无时无刻不在影响着研究者对自身的认识，而这种认识，又影响着研究者对待科学研究的态度，放弃因果性，也就使得实验检验成为一句空谈，因为当科学实验与科学理论发生矛盾时，并不能证明科学理论是错的，因为二者可以不服从因果关系。

自然观促进了科学研究方法的发展 科学研究的结果跟研究者所采取的方法有很大的关系，科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连，相辅相成的。例如近代物理学的诞生，就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新，他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来，甚至还发明新的数学工具――微积分[11]。本世纪初，相对论与量子力学的思想一经形成，就可以在19世纪下半叶新兴的数学分支中找到相应的数学工具，如非欧几何学、张量分析、线性代数等等，这些方法上的成就不仅大大促进了现代物理学的进展，而且具有重大的方法论意义，为以后物理学的发展起了巨大的示范作用。

现代物理学的发展历程清楚地表明：物理学每前进一步，都伴随着方法上的重大革新和改进，自然观的改变，仿佛打开了一道方法学上的大门，在科学研究中，科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场，现代物理学的发展已更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的特征。

但随着现代物理学的进一步发展，数学手段已显得不够得力，例如：目前关于大统一理论的研究难以取得有效的突破，不管超弦还是M理论[4]，它们都刚刚起步，还有更长的路要走，究竟是相对论与量子力学两者自身难以统一，需要建立一种能取代二者的新理论，还是缺乏必要的数学处理方法及研究方法?这是科学家们目前亟需解决的问题。

值得注意的是，自弦论以来，人们开始注意到，似乎量子论的结构才是更为基本的，在弦论里，必须首先引进量子论，然后才导出大尺度上的时空结构。人们开始认识到，也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法[4]。如今大多数弦论家都认为，量子论在其中扮演了关键的角色，量子结构不用被改正，只有更进一步地依赖量子的力量，超弦才会有一个比较光明的未来。

自然观和科学研究的相互促进 人类从古代开始到现在，经历了原始神话、宗教“自然观”、古代朴素自然观、形而上学自然观，直到产生了辩证唯物主义自然观的现在，可以说，自然观和科学研究是一种相互促进、相互推动的关系。

近代以来，随着实验科学的兴起和数学方法的应用，自然科学从自然哲学中独立出来，成为探索自然的排头兵，哲学的研究重心也从本体论转向认识论，但自然哲学仍然是哲学的一个研究领域。就自然观而言，由于中世纪宗教神学的熏陶，逐渐形成了有关自然界的有序、统一、服从简单性原理等观念，这种自然观深刻影响了近代自然科学的思维，尤其是当自然科学进入新的领域、遇到新的问题时，科学家都要从这些观念出发寻求解决的途径。

4 结束语

无论是何种自然观，都是先植根于当时的科学与自然认识的大环境，再从中吸取养分，经过深刻地思考与提炼进而产生的，从这一点说，任何一种自然观在其刚诞生之时，都是促进当时科学等方面学科的发展的，现代物理学的建立和发展，无疑对当前人类的自然观产生了深刻的影响，而新的自然观不仅影响了人类对自身的认识、对世界的认识，也改变了人类从事科学研究的手段和方法，由此开始了自然科学发展的新纪元，21世纪的曙光，交织着人类对未来的希望，已经投射出东方的地平线。

参考文献：

[1]魏凤文.当代物理学进展[M].江西 教育 出版社.1997.

[2]黄祖洽.现代物理学前沿选讲[M].科学出版社.2007.

[3]许良英，李宝恒等.爱因斯坦文集[M].商务印书馆.2009.

[4]曹天元.量子物理史话――上帝之骰子吗?[M].辽宁教育出版社.2011.

[5]何祚庥.唯物主义是否为现代科学实验所证伪[J].哲学研究.1992(8).

[6]刘霞.科技日报[N].2011.

[7] Theory and the Schism in Physics [M].Rowman and Littlefield .

[8]H.赖辛巴哈.量子力学的哲学基础[M].商务印书馆.1966.

[9]Scientific American[G].1982(2).

[10]玻尔.原子物理学和人类知识[M].商务印书馆.1964.

[11]万小龙，殷正坤.当代物理学哲学研究途径浅析[J].哲学研究.1996(12).

物理及自然科学教学的有效开展要求教师优化教学设计，使物理及自然科学的教学内容更加有趣和易于理解，从而激发学生的学习信心和兴趣，提高物理及自然科学教学的质量和效果。本文从三个方面阐述了在中等师范学校中开展中等师范有效物理及自然科学教学的方式。

一、风趣讲课，创设轻松的教学氛围

教师是物理及自然科学教学的主导者，教师的一言一语都会受到学生的关注。教师只有提高自身的语言运用能力，采取风趣的讲课方式，才能营造出良好的教学氛围，减少学生上课的紧张感，同时也可以提高教材讲解的效率。如在正式开始上课前，教师可以问学生：“同学们，从古至今有三个有名的苹果，你们知道是哪三个吗?”大多数学生都摇头，纷纷说不知道。教师趁机解释：“第一个苹果，被夏娃和亚当吃了;第二个苹果，砸在牛顿头上了;第三个苹果，就是苹果手机啊!我们现在没有苹果，但是可以看看牛顿被苹果砸了之后，为物理及自然科学做了什么贡献。”教师的讲话会让学生觉得很有趣，同时对物理及自然科学课堂也有了更多的期待。这时，教师就可以讲解教材内容了。教师风趣的讲课不仅可以创设轻松的教学氛围，而且可以增加学生对物理及自然科学的喜爱之情，这都有利于物理及自然科学教学的有效开展。

二、实验导入，激发学生的学习好奇心

好奇心能够驱使人们积极思考，通过努力获得答案，从而得到心理上的满足。因此，在中等师范物理及自然科学教学中，教师应把握学生的心理特点，通过实验导入激发学生的好奇心，引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生：“同学们，不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题，于是教师就可以做一个实验，选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下，然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时，学生一定很想弄清楚原因，这时教师就可以引入教材内容，解决学生的疑问，帮助学生学习和理解教材内容。

三、鼓励学生自己动手，加强对课本知识的理解

物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难，主要原因是学生缺乏实践，难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识，也有助于学生在实践中发现问题、解决问题，从而加深他们对知识的理解。因此，在中等师范的物理及自然科学教学中，教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时，教师就可以鼓励学生动手，采用不同的物体做实验，通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关，然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中，不仅体现了学生的学习主体地位，而且发挥了学生的主观能动性。所以，在中等师范物理及自然科学的教学中，教师应多鼓励学生动手，从而提高学生学习的自信心，强化学生对教材内容的理解和掌握。

四、 总结

中等师范物理及自然科学教学的有效开展，对学生知识的增长和能力的提高都有重要意义。因此，在物理及自然科学教学中，教师应当运用风趣的语言授课，积极导入实验，鼓励学生多动手，从而降低教学难度，激发学生的学习主动性，促使教学的有效开展。

妈妈曾给我出过这样一个谜语：“南阳诸葛亮，稳坐中军帐。排下八卦阵，单捉飞来将。”这则迷语告诉我们：蜘蛛专吃活的东西，难道它不吃死的东西吗？这引起了我的兴趣，我做了实验。 我从墙角处捉来一只小蜘蛛，把它放进一个盒子里（四周扎有小洞，上面盖有玻璃，便于观察）。没等蜘蛛织网，我又捡来一只死的小虫、一只死苍蝇，放在蜘蛛的前面，蜘蛛置之不理，随即用手碰撞盒子，蜘蛛就向其他方向爬去了。 为了彻底弄懂蜘蛛吃不吃死苍蝇，第二天，我又来到盒子前观察，看到死昆虫、死苍蝇还在原来的地方，可盒子角处多了一个网，蜘蛛在网上安静地趴着。这时，我想：昨天死苍蝇、死昆虫没被吃掉是不是因为没有网呢？于是，我又将死苍蝇拿起来轻轻地放在网上，可蜘蛛还是一动不动，紧接着，我又用笔轻轻地触动了一下网的边缘，咦，蜘蛛好像有了反应，开始向颤动的方向爬去，我把笔收回，网停止了颤动，信号断了，它就停了下来，不一会儿，蜘蛛又向网中心爬去。我又用笔尖触动网上死苍蝇的身体，网开始颤动，蜘蛛就开始向这边爬来，我又把笔尖收回，蜘蛛就停了，像上次那样，过了一会儿，蜘蛛又向网中心爬去。噢！我终于明白了：原来蜘蛛是靠网的颤动来产生感觉的，靠织网而捕食的。于是，我把实验结果记录下来。 为了证实蜘蛛靠网的颤动产生感觉，我又做了实验。将笔尖放在网上死苍蝇的身上，长时间的颤动，网的震动越来越大，蜘蛛产生的感觉好像也越来越强烈，蜘蛛便匆匆地赶过来，等蜘蛛碰到苍蝇，我将笔尖收回，只见蜘蛛尾部很快喷出黏乎乎的丝将苍蝇捆住，接着又看着蜘蛛的背一动一动的，好像在吸食苍蝇，不一会儿，网上就剩下一个完整的空壳了。这个实验证明蜘蛛吃动的昆虫。 我们探密小组又到图书馆、书店查阅了大量有关蜘蛛的书籍。其中《普通动物学》一书中写道：蜘蛛为食肉性动物，其食物大多数为昆虫或其他节肢动物。但口无上颚，不直接吞食固体食物，而是慢慢地吸食。当昆虫等动物触网时，会用力在网上挣扎，使网丝颤动而使蜘蛛很快发觉，蜘蛛便顺着纵向丝向猎物爬去，用蛛丝包裹猎物，固定于网上，先用螯肢内的毒腺分泌毒液注入捕获猎物体内，将其杀死，再由中肠分泌的消化酶灌注在被螯肢撕碎的捕获物的组织中，很快将其分解为液汁，然后吸进消化道内，最后吃剩下的体壳，就被完整的弃留在蛛网上了。这些充分证明：飞来的昆虫使蜘蛛网颤动，网颤动会使产生感觉，蜘蛛产生感觉就会将猎物捕获，因此，证实了蜘蛛只吃活动物，而不吃死的昆虫。