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物理科学论文精选(九篇)

物理科学论文

第1篇:物理科学论文范文

关键词:知能结构;知能结构图;物理教学

1知能结构概述

据美国教育家霍尔顿的理论,物理学的任一基本内容都可以分解为实验事实、物理思想、数学表述三个层面或三个坐标,即物理学的学科结构中包含实验基础、逻辑体系、数学表述、思想方法、应用价值五种基本成分。物理学课程不仅仅要担当传授知识的责任,更要为能力培养和非智力因素的发展提供可能。传统的理论知识结构图已难以满足教学和培养人才的需要,因此我们把物理学科结构中的五种基本成分投影到一个平面上(如图1所示),从而较全面的反映知识、方法、能力的相互关系,这种结构图可称做知识-方法-能力结构图,或简称知能结构图。居于结构图中心的核心理论在知识传授和能力培养上起着载体和媒介的作用,核心理论附近上、下、左、右四个邻区同时反映该学科知识所要求的能力结构,能力和方法的培养与知识传授紧密联系为一个有机整体,相辅相成、不可分割。

2物理知识结构

作为一个合理的、健全的物理知识结构体系,应该包括某一物理理论的过去、发展及前沿动态,故物理的合理知识结构应包含三个方面:物理学史知识、物理专业知识、动态前沿知识。在这三个方面应做到“又红又专”,在物理学史和动态前沿知识方面,应积极关注、不断扩展视野,做到广博;而在专业知识方面,应深入探求、孜孜不倦,做到精深。

2.1物理学史知识

物理学的发展史就是人类不断进步的历史,是人类文明的重要源泉。在学习物理的过程中,物理学史的意义在某些时候甚至于超过了物理知识本身。从无数科学家孜孜以求的探索过程中,不仅可以激发对物理的兴趣,更可以学习物理大师们极具灵气的思维方式、严谨求实的科学态度、为真理献身的精神和不畏艰险的工作作风。

2.2物理专业知识

物理专业知识包括物理概念、模型、定律、定理、理论及相互关系、逻辑推导等方面。“万丈高楼从地起”,没有夯实物理的基础理论,就谈不上应用它去解决实际问题、去培养和提高学生的方法和能力了。因此,它是教师教学和学生学习的重点,但目前的教学现状是“突出重点,不计其余”,这与时展对物理教学的要求不相符的。

2.3动态前沿知识

动态前沿知识即物理学科的新突破、新进展以及各种新理论、新思潮、新观点及其它“热点”问题。一方面它可以为专业知识提供新鲜养分,促进物理知识结构的新陈代谢;另一方面可以激发学习兴趣,甚至可以为学生今后的发展指明一条前进的方向。迈克尔逊否定“以太”、赫兹发现电磁波,就是非常典型的实例。

3物理能力结构

一个物理理论的发展和完善,通常包括以下五个阶段(见图2),因此物理理论的学习也需具备观察分析、建立模型、数学描述和应用实践等方面的能力。当然,这些能力是在系统的学习物理过程中逐步培养的,不同学科、不同专业的学生对各方面的要求也不一样。物理教学应该以物理理论为主线,深入挖掘主线背后蕴涵的在培养学生方法和能力方面所蕴涵的价值,突出物理理论对学生方法论的形成和能力的培养。

3.1观察分析、概括总结的能力

物理学理论来源于实践,来源于对大量实验现象的观察分析,因此实验事实对物理学理论有极为重要的意义。一个成功的物理理论,总是众多的科学家经过无数次的观察和分析之后,经过概括总结而上升为理论体系。因此在教学过程中,对经典物理实验的回顾和剖析;或者呈现一个或多个同类现象,然后让同学自己仔细观察、分析,从而得出正确结论,是培养学生能力的一条重要途径。3.2建立模型的能力

物理学研究现实世界的物质性质、运动规律及其相互作用,而现实和理论毕竟有差异。这就需要区分事物的主要矛盾和次要矛盾、矛盾的主要方面和次要方面,并建立起一个与实际最接近的理论模型,进行分析和逻辑推导,从而从纷繁复杂的客观世界中发现潜在的物理规律。

3.3数学表述及逻辑推理的能力

物理学科由定性的科学走向量化,成为一个严谨、完整、系统的科学,数学起到了极大的作用,同时它也推动了数学的发展。一个物理学理论,如果没有严格的数学描述或证明,则它是不完美的、或说是不成功的。学习物理的过程,很大一部分在学习它的数学规则和逻辑推导,从而提高自己的数学描述能力和逻辑推理能力。

3.4理论应用于实际的能力

发展理论的目的在于改造世界、指导实践。所以学习了物理理论,就需要用它解释一些物理现象,解决一些实际问题。理论应用于实际,仅仅有物理知识还远远不够,它还需要深刻的洞察力、分析判断的能力、实际动手的能力。

4知能结构的优化

掌握物理知识结构和能力结构的构成,将有助于我们在教学过程中有的放矢,使课堂教学不仅成为传授知识的殿堂,而且成为培养能力和思维方式的重要途径。为此在备课的环节和教学的环节,教师应该深刻分析每一章的知能结构图,将章节的知识结构和能力结构利用表格或者图表形象直观的表示出来,从而更好的为课堂教学和人才培养服务。

下面我们以工科物理教学中的力学部分为例,来阐述一下知能结构图在物理教学中的具体应用。

4.1知识结构要优化

物理学的研究对象非常广泛,研究的内容也非常复杂。这就要求在教学过程中要注意总结、对比,理顺各章节、各知识点间的关系。譬如力学中的平动、转动,电磁学中的电学、磁学,甚至宏观、微观,都可以进行对比。物理教学应该让学生建立系统的知识网络,而不是零碎的知识片断。

4.2能力结构要突出

(1)哲学思辩能力。

一部物理学史就是一部哲学史,在物理学中蕴涵了丰富的哲学思想:如从实验事实总结归纳出客观规律的归纳法、从一般到特殊的演绎法、理想模型建立中抓住主要因素的研究方法。这些方法论是培养学生素养与能力的好素材。在物理教学中,不能仅仅围绕着知识点转圈子、应在教学中深入挖掘物理知识的美学意义、绝妙的物理思想和方法,既能使学生加深对物理规律的理解和掌握.又有利于他们逐步树立辩证唯物主义的世界观,从而达到“授人以渔、教为不教”的目的。

在讲授力学中的参考系和坐标系时,我们着力挖掘了时间和空间的绝对性与相对性的问题;在分析相对运动时,突出了运动的绝对性和相对性。这对于学生唯物主义世界观的建立有重要的作用。

(2)数学运用能力。

物理学是一门定量的学科。物理学的魅力,在于用极其简洁的数学公式描述了纷繁复杂的物质世界。牛顿运动定律、麦克斯韦方程组,这样两组简练的方程,就概括了复杂的力学和电磁学规律,这是一种简洁美。而物理学又是一们非常严谨的科学、有着非常鲜明的逻辑性,这和复杂的客观世界相映成趣。

(3)观察分析和建模能力。

物理学是建立在实验基础上的学科,物理学理论的发展来自于实验的不断推动,同时物理理论的发展也为一些新实验的进行指明了方向和道路。

在力学的发展中,有一些非常有趣而且意义重大的实验,诸如比萨斜塔的实验、马德堡半球实验、伽利略理想斜面的实验、牛顿的苹果落地实验、卡文迪许的扭称实验。严谨的力学理论体系就是建筑在这样一个个实验的基础上的,对这些经典实验的回顾与反思,促使了学生对物理理论的掌握,也培养了学生学习的兴趣、开阔了视野。(4)应用与延伸。

理论来自于实践,而最终用于指导实践。物理学的理论——归根结底,是用来指导我们改造物质世界,改善我们的生产和生活。在物理理论教学中,一定要突出理论在实际生产和生活中的应用,培养学生理论应用于实践的能力。

力学是古老的学科,与实际生活联系非常紧密。工程技术中的机械设计制造、建筑工程设计等,都用到了大量的力学原理,如滑轮、杠杆的大量使用。而引力理论、动量和能量守恒定律,对于太阳系中行星的发现、航空航天技术的发展的指导,都堪称物理学应用的典范。

5知能结构要完善

社会的发展,时代的进步,对现代的人才知能结构提出了越来越高的要求。而物理学也从昔日一马当先的领头学科,转向到逐步与其他学科交叉融合。为了适应时代的发展,与时俱进,昔日的物理教学也必然要做出更深层次的改革。一方面,可以通过更新教学内容、采用先进的教学方式;而更重要的,物理教学应该担负起在培养学生素质和能力方面的更多责任。在帮助学生树立正确的自然观、科学观和世界观、掌握有效的思维方法和研究方法,改善和优化知识结构,培养创造性等方面物理学都应该发挥起重要作用。

物理学科知能结构的提出,也是为了适应新时代对人才的要求和物理教学本身的需要。通过知能结构图,使得教师在备课和教学时不再以理论知识为中心,而更注重挖掘理论背后的深层内涵,注重对学生科学知识、科学方法和科学能力的培养。

参考文献

[1]吴翔.文明之源-物理学[M].上海:上海科学技术出版社,2001.

第2篇:物理科学论文范文

生活中处处都有物理现象的存在,物理对于我们每个人来说都不陌生,从我们的宇宙到我们生活环境中,无时无刻都发着各种各样的物理现象。例如:1、冬天时为什么我们身穿化纤面料容易起静电,为什么再抓铁质物品时会被“电”到。这是由于摩擦起、气候干燥常常导致身体积累静电。2、朝霞和晚霞五彩缤纷十分美丽,它们是这样形成的呢?那都是由于空气对光线的散射作用。3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。4、保温瓶为什么可以保温,怎样才能让它为物体保持温度久一些。不灌满保温瓶应该保持温度时间最久,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。等等这一系列生活常识。这些简单的生活物理知识文科学生未必知道它的原理和理论知识,通过物理实验的学习帮助学生了解日常生活中的自然现象,不仅开动学生思考的马达,也让学生更好地把物理知识运用到了实际现象的分析中去,使学生不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重,也有了对大自然探究的好奇心,很多实验现象会让学生们惊叹,同时也让他们疑惑:它是怎样发生的?它的原理是什么?这正给了学生进一步探索自然奥秘和科学知识的动力,并能运用所学习到的物理知识,积极发现并处理生活中出现的问题,更加深刻的认识到物理世界的奇妙,并且明白致用才是学习物理的目的。许多文科生认为自然科学与人文科学、社会科学貌似都是截然不同的研究领域,认真了解物理之后,就会发现两者之间有着许多可以借鉴之处。例如;熵在经济中的应用一样,例如经济专业课《资源环境经济学》上,提到“能量流动和物质利用的不可逆性。熵值越高,系统的稳定性越差,系统消亡也就越快。因此,从维系整个系统长期平衡和可持续利用角度来考虑,也有必要减少自然资源开采,节约利用自然资源”,实际上熵的概念来源于物理学中的热学第二定律,通过实验更能加深对这个定律的理解,有了这个基础,这句话的理解便迎刃而解了。通过学习物理实验加深了文科学生对专业知识的理解与记忆。完善学生思维方式。在这一点上,物理学的研究思维比社会科学的研究思维显得更加严谨、细密。这种思维的训练无论是对学生今后的学习还是工作都具有很大的借鉴意义。21世纪,科学技术推动我们社会的发展与进步,是科技技术让我们过上了崭新而又美好的生活。生物技术、数字技术、网络技术、为先导的新技术来势迅猛,科技成果应用无所不在,人类社会进入到了科技就是生产力的时代,人们享受着科技的成果同时也该受到科技产品带来的巨大的经济效益,造就了我们今天的品质生活,但是有些人一面享受着现代科技的产品,一面贬低科学成果。迷信、伪科学、反科学还是非常的盛行,从思想上侵蚀和危及我们的正确的世界观,削弱我们的道德思想,败坏社会风气。我们只有了解科学,提高个人的科学素养,才不会被他们欺骗,摆脱愚昧的束缚。近年来,许多等邪恶势力勾结在一起,沆瀣一气,造成严重的社会危害。目前,校园迷信也不可小视,近年来,不少数大学生热衷于星座算命,星座决定命运的说法。用星座来分析自己本月的运势,是否适合出行,是否适合出什么颜色的衣服,用星座分析同学老师的性格这样有助于更好地了解他人是否合适交朋友,甚至用星座“预测自己的是否能找到理想的工作,等等。通过物理实验的亲自动手,可以让学生看到很多在实际生活中被使用的原理性试验,并且发现事物的规律,进一步了解人类通过知识不断的积累,认识水平不断的提高,在一场场的科技和社会变革中逐渐走向文明,薪尽火传,从原始的茹毛饮血一步步走到现在的信息化时代,学生会意识到个人在这历史长河中真像沧海一粟一般,应该更加的关注自身的因素,崇尚科学树立正确的人生观、价值观,正确对待前进道路上的困难和挫折,努力提高自身的精神境界和思想境界。

二、文科生大学物理实验教学的目标设定

文科学生的大学物理实验与理科生的大学物理实验有很大区别,大学物理实验是理工科学生的必修课,是对理工科学生进行实践性、科学性、应用性科学实验工作的一个基础课程,为理工科学生专业发展打下坚实的基础,同时也是在学校内提高理工科学生实践能力、创新能力的较好途径。而文科物理实验教学是提高文科大学生的科学素质,通过实验教学,训练学生逐步培养独立思考、尊重客观事实、勇与批判的科学精神。要合理设定文科物理实验的教学目标,文科生的物理实验课程应该有别于理科生的课程教学目标。在培养目标上在教学内容处理上,理工科物理实验教学要求学生物理学相关基础要扎实,课程的逻辑性强、数据采集和处理精度高,技能性要求高,但对文科学生来说,物理实验教学只是为了让学生了解物理的基本知识,通过实验获得最基本的实验知识,了解实验的步骤和具体要求,掌握一定的实验技能,并且从实验中得到推理和分析实验的技能,文科大学物理实验教学内容上,应该选择一些生动、形象和具有一定的实用性的实验内容。打破原来实验教学依附于理论教科书的教学模式,按照文科学生的专业特色和学生的需要,根据文科学生的思维特点,由浅入深的安排实验课程,通过实验主要培养学生实验仪器准确的操作,了解当下科技的最新成果,物理实验课是对文科专业大学生进行科学素质教育较好的课程。通过对物理实验的操作,可使文科专业的大学生提高观察事物、分析事物的能力,并且认识到尊重客观事实、理论联系实际的重要性,在文科专业的同学当中普遍对物理实验没有兴趣,积极性不高。造成这种现象的原因是我们的实验教学内容太深奥,缺乏生活性,对学生的生活没有任何帮助,我们应该结合文科学生的思维,实验教学的内容要侧重于物理实验的趣味性的,与生活紧密的联系的,能够解决学生在生活中有疑问的物理现象有帮助的实验;另一方面,在教学当中多增加一些演示实验,多媒体等辅助教学,积极引导学生注意观察物理现象,吸引学生注意力,调动其积极性。同时我们也要加强同学们学习物理在我们生活科技、军事科技中的作用,让大家认识到物理课的重要作用。

三、文科大学物理实验教学的方法和手段

演示实验与实践操作相结合,物理演示实验具有较强的趣味性和知识性,有利于增强文科学生对物理现象的感性认识,帮助他们直观、形象地理解物理现象和规律,启发学生思维,激发他们学习科学的兴趣和求知欲望。在课堂教学中,注意充分利用演示实验来展开教学。除部分携带方便的实验由教师随堂演示外,还可安排专门学时让学生走进演示实验室,观看较为大型的实验演示。鼓励学生参与动手实践、探求科学奥秘,在教师指导下亲自动手做一些实验。教师精心地为每个实验设计探究性思考题,努力改变学生的学习方式和思维习惯,引导学生从理论性探究、实验性探究、改进性探究、拓展性探究、应用性探究等方面展开实验的科学探究,让他们经历科学探究过程,学习科学探究方法,培养科学探究精神,从中树立创新意识,促进学生知识和能力的协调发展。教学手段上,生活案例教学与多媒体教学相结合将物理科学的案例教学方法,通过大量生动的生活案例来展现物理科学,引导学生主动参与案例分析与讨论,从中学到物理知识,使物理课程变得亲切、有趣,富有吸引力和说服力。将生活案例教学与多媒体教学相结合,充分发挥多媒体教学的优势,将抽象的物理概念、常见的物理现象、生动的物理案例,通过图片、动画、视频录像、科教片插播等方式,形象直观地展现出来,增强课程的表现力和感染力,帮助学生更好地理解物理知识,激发学生学习科学的兴趣。

第3篇:物理科学论文范文

论文关键词:初中物理

 

科学方法是连接知识和能力的纽带。“掌握一种科学方法胜过解答十个问题。”对研究方法的学习和考查体现着一种新的教学理念,同学们只有真正掌握了研究方法,才能有效解决实际问题,真正提高自己的创新意识和能力。

《新课程标准》要求,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导,使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,逐渐拓宽视野,初步领悟到科学研究方法的真谛。因此初中物理论文初中物理论文,考查研究物理问题的方法,成为当前和今后中考的热点。

初中物理常用的研究方法有:控制变量法、等效替代法、转换法、推理法、模型法、类比法等。

一、控制变量法

所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所研究的问题。控制变量法是中学物理中最常用的方法,也是中考出题最多的方法。

在初中物理课本中,应用这种方法的实验有:

理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、蒸发的快慢与哪些因素有关、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素、比热容概念的引入等

二、等效替代法

在物理实验中有许多物理特征、过程和物理量要想直接观察和测量很困难,这时往往把所需观测的变量换成其它间接的可观察和测量的变量进行研究,这种研究方法就是等效法。

等效替代法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代,而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题,提出一个简单的方案或设想,而使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,求得解决。

初中物理课本中应用这种方法的有:

1、探究平面镜成像特点时用另一支蜡烛在玻璃板后面去等效像2、等效电路 3、串并联总电阻 4、多个分力与合力等效 5、物体的重心等论文参考文献格式。

三、转换法

对于不易研究或不好直接研究的物理问题,而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接研究问题的方法叫转换法。

初中物理中应用了这种方法的有:

1.研究物体内能与温度的关系(我们无法直接感知内能的变化,只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化);

2.在研究电热与电流、电阻的关系时,将电热的多少转换成温度计液柱上升的高度;

3.我们在研究电功与什么因素有关的时候,将电功转换成砝码上升的高度;

4.在我们回答动能与什么因素有关时,我们将动能转化为小木块在平面上被推动的距离,距离越远则动能越大。

5.证明声音是由振动产生的,敲击音叉后放入水中,水花四溅。

注意:等效法与转换法很相似,它们的区别是“等效替代法” 中相互替代的两个量种类相同,大小相等 ,而“转换法”中的两个物理量有因果关系,并且性质往往发生了改变如

转换法: 电流大小用灯泡亮度体现; 磁场的强弱用小磁针偏转的幅度体现

等效替代法: 分力相叠加是合力 ;小石块体积用排开水的体积代替

四、理想模型法

实际现象和过程一般都十分复杂,涉及到众多因素,采用模型方法可起到简化和纯化的作用.忽略次要因素,从复杂事物中抽象出理想模型,合理近似的反应所研究事物的本质特征,这种研究问题的方法叫理想模型法.

在初中物理课本中,应用这种方法的有

1.光线(光线是看不见的,我们使用一条看得见的实线来表示,就将问题简化利用了理想化模型)

2.磁感线

3.电路图是实物电路的模型

4.力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型。

5.实验室常用手摇交流发电机及挂图来研究交流发电机的原理和工作过程

6.研究连通器原理时用到液片模型。

7.研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模型。

五、科学推理法

推理法是根据已知物理现象和规律,通过想象和推理对未知的现象做出科学的推理和预见.推理法是在观察实验的基础上,忽略次要因素初中物理论文初中物理论文,进行合理的推理,得出结论,达到认识事物本质的目的。理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法,它以大量的可靠的事实为基础,以真实的实验为原形,通过合理的推理得出物理规律.

在初中物理课本中,应用这种方法的有

1、声音不能在真空中传播用推理法得出

2、研究物体运动状态与力的关系时,推理得出惯性定律。

六.类比法

类比法是指将两个相似的事物做对比,从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应性质的方法.类比法在物理中有广泛的应用。所谓类比,实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理。它是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在物理教学中,类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。

在初中物理课本中,应用这种方法的有

1、用水流类比电流 2、用水压类比电压 3、用水波类比声波 4、用太阳系的结构类比原子的结构。

总之,大家要养成良好思维习惯,在解决问题时要尝试运用各种物理研究方法,不断提高科学素质,这既是中考热点也是以实现课程改革的目标。

第4篇:物理科学论文范文

李岚清同志指出:“发展素质教育是根本任务。”物理科教学如何落实素质教育呢?笔者在实际的教学探索中,摸索出了一套行之有效方法。故现将一些粗浅的尝试,述之笔端,供同行们批评指正。

一、科学探究的前提是情感教育

在教学活动中,要想培养学生的能力,发展学生的智力,必须由“情”出发,以“情”牵引。在这里,情感指的是兴趣,也只有有了深厚的学习兴趣,学生在学习中,才能获取更多的知识,形成熟练的技能、培养出较强的能力。那么,“情”缘于何处呢?首先,师生关系要融洽。这就要求教师必须以平等的心态去对待每一位学生,以求知者的身份去感召和激励学生,而非训斥与嘲弄、苛刻与敌视,只有有了和谐亲近的师生关系,才能促使学生因“倾其师”,从而“信其道”也!其次,教师必须有对物理这门学科发自肺腑的热爱。教师若能痴爱学科,有惊诧于其魅力的感叹与着迷。有愿为物理献身的精神,这样也会自觉不自觉的感染学生。激起他们对物理的热爱。再次,要使学生以“参与者”、而非“旁观者”的身份出现在教学活动中。只有学生真正地参与了教学过程,掌握了学习的主动权,才能激发他们求知的愿望和学习的热情。过去的教学,之所以不适应时代的潮流,恰恰是因为忽略了学生的主动性这一点,导致了“尽管教师反复讲,学生依旧反复错”这一恶劣后果。在教学中,一定不能将学生看作是学习的机器,而是有理想、有思维、能把知识加工和创新的活生生的求知者。只要让学生发挥出其应有的主体作用,学习中的呆板与僵滞就迎刃而解了。最后,要培养学生对物理的情感,还要求教师应有较高的修养,如学高为师、身正为范等等。

二、科学探究在课堂中的实施

课堂是学科进行素质教育的主要阵地,而教学内容是培养学生学习能力的载体。教师只有充分地挖掘和利用课堂内容这一载体,使学生积极主动地参与到教学过程中去,才有可能提高学生的基本素质。

(一)、由问题设置情景,培养学生的自学能力

旧的教学模式中,大部分教师擅长于“大江大河向东流,滔滔不绝无尽头”的气势,一泻千里。其结果,必然是教师讲得津津有味,神采飞扬,而学生早已昏昏欲睡,魂飞千里了。所以,要发展素质教育,就必须打破旧的课堂教学模式,就必须不能忽视学生在教学过程中的主体作用。

科学探究在学生接受新知识时,应给学生设置问题情景,使学生自动地获取新知识,这样可以培养学生的自学能力,爱因斯坦说过:“提出一个问题比解决一个问题还重要!”可见,学生自主提出问题的重要性。我国清代学者陈说“学贵置疑,小疑则小进,大疑则大进,疑者,觉悟之机也。”由此,设置的问题定要有其必要性、合理性、梯度性以及新旧知识的关联性,还要求设置的问题应具备使学生:“跳一跳,摘桃子”的特点。以激发学生求知欲望和探索的激情。如在学习《声音的产生与传播》这部分知识时,可先通过多媒体展示美丽的景象以及美妙的声音,然后由学生提出问题,这样很自然地将学生带到了声音的世界,从而使学生对新知识也会产生亲切感,感觉新知识不再是陌生的,而是生活中似曾相识的。然后自己动手探索,知识解决、理解起来也就易如反掌了。又如:在学习《天平的使用》这部分知识时,可先提出如下问题:

(1)使用前,调节天平平衡,应调节天平的什么地方?

(2)天平的指针指在什么位置算天平平衡?

(3)天平平衡后,测量质量时,物体和砝码应分别放入天平的哪个盘中?

(4)天平若不平衡,加、减砝码后,应调节天平的什么地方?

(5)天平平衡后,读数时应以游码哪边所对的示数为准?

(6)被测物体的质量应是哪两者之和?

这些问题的设置,迫使学生以一种深层次的眼光去审查和钻研课文,启动大脑去思维,去归纳,从而自觉地去获取新知识。

另外,物理是一门以实验为基础的学科,实验在教学中起着举足轻重的作用。但是,在物理实验时,大部分学生是抱着“看热闹”,而非“看门道”的心态去玩实验的,这样,实验的效果会大打折扣,如何更好地发挥物理实验的作用,以启动学生的思维来实现对理论知识的落实呢?笔者认为,亦应由“疑”牵引,由“疑”升华。

(二)、实验探究,通过问题的解决,发散学生思维,培养学生能力。

为学生创设了问题情景之后,教师不妨给学生留出充足的思考时间,然后,可让学生各抒己见、百家争鸣。虽然,班级大讨论可能会使课堂秩序变得似乎很乱,但教师只要心中有数,有一定的适度运筹帷幄的能力,一定会使课堂乱中有序的,同志就说过,“圣人都喜欢辩论,何况咱们后生小子乎?”

在这里,科学探究还常采用“学生动手实验,学生走上讲台”的教学手段,让学生们大胆地实验、大胆地阐述自己的观点,这种形式一方面促进了学生的学习积极性,激发了他们的学习兴趣;另一方面,又给他们带来了紧迫感。于是只有认真再认真地实验、思索来加强记忆了。看到自己的同学当上了“小教师”,学生既感新奇,又感不应示弱,非要把他讲得不周全的地方大白于天下,由此,学生们自会特别地聚精会神,捕捉每一个字,每一个词,每一句话,每一个知识点。当学生讲授完之后,教师可鼓励其他学生踊跃发言,来阐述自己的观点,这样经过相互挑剔,相互筛选,相互补充,知识便会清无误地印在学生的脑海之中了。

课文中的演示实验,很不利于学生特别是后排的学生的观察能力及实验能力的培养。而科学探究中注重学生各项能力的培养,注重培养学生的参与。在实验中,常让学生对于要研究的问题,先做出种种猜想,把各种可能的情况都想出来,然后根据自己的猜想,设计自己的实验方案,自己动手完成实验。设计方案时,可采取如下几种方法。一种是简单且容易成功的实验,由自己独立设计并完成实验,也可让学生独自去演示实验。

另一种是较复杂的实验,可以大家讨论设计,制定不同的方案,然后找出切实可行的方案,几个同学合作实验。制定的方案要包括实验的目的、实验步骤、实验记录等详细内容。在学生设计的方案中,教师不要加以干预,要让学生自己通过讨论,动手实验去探索。例如,如何正确测量500ml水的实验,有的同学认为应先用量筒测出500ml水的体积,然后把500ml水的质量用天平测出。在操作的过程中,同学就会发现量筒过高,容易摔倒,通过讨论,就会对实验进行改进,借用相对稳定的烧杯测水的质量。而有的同学的方案则是先用天平测出烧杯内一定质量的水,然后把水倒入量筒量出500ml水,最后测出剩余水的质量。两种方法都是可行的,教师可起个辅助作用,帮助学生注意两种方法测出的水质量为什么不同,但不加以否定其中任何一种,学生操作这个实验后,自己选出较好方案会更好。不使方案不好的同学扫兴,又使学生掌握了好的方法,激励他们进行了深层次的探索与思考。

第三种是有较高难度或有危险的实验,就没有必要让学生去动手。如托里拆利实验,电流做功多少实验,这些可以教师独自去演示,但是应适时适度地对学生进行点拨和引导,借以培养学生的实验能力。

不过,上面这些教学举措,对活泼外向的学生比较适用,而对于一些腼腆内向的学生,教师就应该非常注意引导参与。否则,就可能会使一部分学生成为课堂上的看客,更加内向、自卑、封闭自我,这些不健康的心态的形成,就与发展素质教育背道而驰了。

(三)、师为导、生归纳、组织出完整的知识框架

在经过实验探究讨论之后,学生们常常提出一些新的想法,教师可能当场难以答复,也可能不明其理,此时,教师一定不要为维护自我的虚伪而将其扼杀,或“想当然”地胡编乱造,而应该对这些新奇的想法给以鼓励,借以激发学生的创造意识,对一些错误的知识,教师必须准确而清晰地予以指明,以免将学生误导。基础知识在学生的脑海中深深地根植后,,教师应不失时机地指导、点拨、鼓励学生们自己进行归纳总结,将知识网络化,并且纳入原有的知识体系之中,从而确保知识的关联性和完整性,同时也有利于知识的掌握和运用。

(四)、强化记忆,灵活运用

依据心理学家艾宾斯的遗忘曲线规律来推测,头几天内新知识的遗忘率是高的,所以,在新知识被充分理解之后,学习后面知识时要不断联系旧知识,由学生通过大脑储存的信息再现出来,从而将知识记牢记准。

学生记住基础知识并非教学目的,目的是学生能将知识进行灵活地运用,这就要求学生在应用知识时,应找准解题之“线”,解题之“眼”,即必须寻求打开知识之门的“金钥匙”,也就是解题的方法和技巧,做到以理服人。为了实现这一教学目标,每堂课之后可以给学生留下几道课后思考题,鼓励他们通过多种渠道去解决问题。这样可以拓宽学生的视野,接触多彩多姿的新观点、新事物,从而增强学生分析问题,解决问题的能力。

三、组织课外活动兴趣小组,培养学生的实践能力。

一些学有余力,且有创新意识的学生,他们常常不能满足于课堂所接受,因此常常会处于一种“知识饥渴”状态。鉴于该种原因,教师可号召学生自觉地组织和参加物理课外活动兴趣小组,进行一些理论联系实践的探索。小组活动的内容可以是小制作,小实验,小发明等等。形式可以多种多样,因人而异,但前提必须是保证了学生对课堂知识的牢固以及学生的人身安全。

上面几点粗浅的尝试,仅仅侧重于新授课教学的课堂模式,对于复习课、实验课,形式亦可以是多种多样的,不再一一阐述。

总之,“学海无涯”,“教海”亦“无涯”。为了充分地培养学生的能力,开发学生的智力,提高学生的基本素质,教育工作者们的任务还是非常地艰巨,在以后的教学实践中,还需要持之以恒地摸索、探讨和创新,以求真正地做到交给学生一把打开知识殿堂的“金钥匙”。

参考文献:

1、《探究教学论》

2、沂蒙教育2003、5

第5篇:物理科学论文范文

所谓科学素养,就是在了解基本科学知识的前提下,还要了解科学研究的整个过程,并且知道这项科学技术对人们所产生的影响.科学素养是后天学习的一种科学知识,是在日常生活中需要科学理念和科学方法所帮助消化理解,在此基础上形成的一种心理素质.具有科学素养的人,会对社会产生探索研究的欲望,并且会用科学行动去实现自己的好奇心.运用自己所掌握的方法去发现问题、分析问题、解决问题,最后自然而然地培养自己良好的科学素养.知识在科学素养中有着凝聚的力量,也是培养科学素养的基本条件.只有拥有了一定的科学知识,才能在日常生活中运用这些知识,才能参与有关话题的讨论.科学素养也是一种精神,这种精神主要包括个人的兴趣爱好、信仰、情感等.首先,“兴趣是最好的老师”,每个人对自己感兴趣的事物都有一种独特的认识.其次,信仰是可以在科学探索过程中战胜一切困难的法宝,可以给予人勇往直前的精神力量.最后,情感是人们对事物的直接反映,一个人内心什么样,在想什么,通过情感的流露可以全部体现出来.

二、在物理学科中培养科学素养的意义

1.可以提高自身的素质如今人们的生活在物质方面大多数人已经得到了满足,进入小康社会,人们关注的是如何生活更好,也就是所谓的养生.为什么当今社会的受骗率那么高,而且很多都是知识分子.此种现象说明,科学素养对抗封建迷信固然有用,但是作用效力是有限的,这就需要一种精神可以贯穿于整个科学活动中,并且让人们的精神得到寄托,这种精神就是科学精神.科学精神带给人们的力量是伟大的.

2.是科学发展的基本要求所有的科学发展过程都不是一帆风顺的.在物理教学中培养学生的科学素养的意义在于可以更好地理解科学的本质,维护物理教学的教学目标,从而把握科学发展的方向.只有具有较高科学素养的高中生,才是未来产生科学家的潜力股,我国科学事业的有效发展才能得到保证.三、在高中物理教学中培养学生的科学素养1.利用适当的教学方法培养学生科学的思维方式传统的教学模式是教师在讲台上教课,学生在下面记笔记,教师是课堂的主体,而学生只是被动地接受.教师讲课占据了大部分课堂时间,学生在课堂中只有听或者写的机会,学生的自主学习能力根本没有表现出来,这种课堂模式不利于学生的学习以及成长,更不利于培养学生的科学素养以及探索精神.新的教学理念指出,学生在教师的带领下,制定学习目标,完成教学任务,获取知识的同时也培养了自身的科学素养.在整个教学活动中,学生是活动的主体,让学生充分发挥学习的自,这样既学到了物理知识,又培养了科学素养.2.利用物理实验教学培养学生的科学素养实践是检验真理的唯一标准.通过实验教学,可以加强学生的动手实践能力,有利于培养学生的科学精神.在实验过程中,为达到统一目的,可以采取多种形式的教学方法,既能体现个人能力,又能体现小组合作能力.在物理课堂中,教师所讲的内容并不是知识的全部,可以通过实验让学生学习更多的物理知识.在实验过程中,如果学生遇到一些问题,尽量让学生运用自己所学知识去解决,使学生养成善于思考的好习惯,有助于学生科学素养的提高.

3.结合实际案例,培养学生的科学素养对于物理定义的理解,如果只是简单地用物理语言来解释会显得苍白无力,也无疑提不起学生学习物理的兴趣,增加学生的理解难度,降低学生的学习效率.在这时如果教师结合实际案例,合理地运用生活中的实际问题与物理定义相结合,那么学生就会踊跃思考,积极发表自己的意见,用感兴趣的事提高自己的学习兴趣,在实际情境中准确地理解物理内涵,并且合理有效地使用.在这个过程中,学生既加深了对物理知识的认识,培养了学习兴趣,还提高了自身的科学素养.在设计教学环节时,教师需要根据学生的自身特点,从细节入手,联系实际案例创建教学模式,以培养学生的科学素养作为教学目标.学生的生活与物理知识是息息相关的,教师只有积极地引导学生观察生活、体验生活,学生在自主学习物理的过程中才能找到规律,从而实现培养科学素养这个伟大目标.

第6篇:物理科学论文范文

课堂不再是老师一个人的舞台。教学中,教师应充分发挥学生在学习中的主体地位,教师只是引导学生进行学习,对于具体问题应当引导学生进行分析思考,答案由学生给出。应当充分肯定学生的想法,对于正确合理的部分给予赞赏和鼓励,同时也需指出不合理的或需要改进的地方。通过启发式教学使得学生在学习上由被动变主动,学生的思维能力得以训练、培养和提高。学生学会如何进行自主学习,培养了学生继续学习和终身学习的态度、习惯与技能。这种素质是现代社会对学习者的要求,这种素质将使学习者终身受益。

二、教学应理论与实践结合

物理所涉及的知识源于实践,它重视对于实践的指导,根据这一特色,在教学过程中,应努力结合物理的基本原理,向科学技术应用延拓,努力培养学生的科学意识。例如,讲磁介质分类时,可以提及具有完全抗磁体性的超导体,介绍超导体特殊性质,特别是超导体无损耗对于现代工业的意义,同时超导要求的低温条件又制约了超导的应用,如何提高超导温度,实现室温下超导是科学家目前遇到的难题,需要进一步去探索研究。在讲授气体分子动理论时,可介绍地球温室效应的形成及危害,从而努力发挥现代科学的潜力,走一条绿色环保的高技术发展道路。

讲波动光学时介绍一些三维影像知识,以及全息照相基本原理,可以凸显物理的实用性,物理的学习不仅可以认识世界,也可以改造世界。实践证明,这些做法使学生认识到物理课程的重要性,懂得如何使用物理知识解决具体问题,激发了学生学习的动机,从而提高学生学习物理的兴趣。

三、教学应培养学生创造性思维

教学过程中应当鼓励学生的怀疑和批判精神,鼓励学生提出标新立异的想法。缺少质疑,人们的认识与思维就报难向前深入发展[3]。从物理发展的历史来看,无不以怀疑和批判为先导。我们知道:如果没有怀疑和批判就不会诞生近代物理的两大基本理论:相对论和量子力学。科学的进步需要不断超越已有的理论,没有怀疑和批判,也就失去了创新的生命力。在教学中,也要注重培养学生想象力,让学生大胆假设,如有一天超光速能够实现了;我们生活在没有摩擦的世界;我们生活的地球失去磁场……会出现一些什么样的情景?这些问题没有标准答案,存在多种可能性,能够培养学生发散思维,学生可以展开想象的翅膀,用一些已有的知识,分析、归纳、总结得到自己的结论,这种思维方式将使学习者终身受益。

四、教学应课内与课外结合

教师应多创设学生间交流机会。经常组织学生参加物理课外活动和竞赛将非常有助于学生发现问题,用集体的智慧创造性地解决问题。学期开始可以让学生自由结合,分组开展各种活动,每周一个主题,可以是对于生活中物理现象的讨论分析,也可以是参观科技馆等。每周每组就活动情况书写书面报告,教师进行指导和评价,鼓励学生用发现的眼光观察世界,用科学的方法认识世界。

五、结语

第7篇:物理科学论文范文

(一)要选择恰当的探究内容

在物理教学中,并不是所有的内容都适合使用探究式教学。要正确的使用探究式教学,已达到提升学生独立自主性学习以及创新能力的发展,就学要在实施探究式教学之前对于要探究的内容进行合理的选择与筛选。

首先,物理学中一些现象与内容是抽象性、概括化的,很难通过一些简单的探究活动实现概括化;还有一些内容,由于设备以及学生已有知识经验的限制,根本就难以进行探究。因此,应根据教学内容的实际情况,选取有价值的知识进行有效的探究。

其次,在选取探究的内容时,还应结合学生已有的逻辑发展能力以及学科知识体系的要求,以及适度性原则、趣味新原则以及可操作性原则选取探究的内容。其一适度性原则:主要是指探究的内容在难度以及深度、研究的时间长短上要适合学生的发展实际,内容不能过于简单也不可过于复杂,应在学生原有的知识、经验基础上,通过学生已有的知识、能力的提取和综合,通过努力可以进行探究并得到结果的,能够达成原定实现的目标的内容才是优秀的探究性内容;其二趣味性原则:探究性学习最关键的就是调动学生的探究兴趣,使其真正的投入到实际的课堂研究活动中来,因此,要探究的内容必须能够激发学生的内在学习动机以及参与探究的愿望。经过调查发现,对于一些来源于学生生活,但是又具有一定难度与挑战度的内容,对于学生探究兴趣的激发具有十分关键的意义;其三是可操作性原则:课堂的探究最主要的目的还是能够实现学生发展知识以及获取知识的目的,因此对于探究的内容应选择通过有步骤的探究活动能够得到答案的内容,也即知识之间具有因果联系,具有可操作性的知识,是通过学生的演绎推理能够成立的内容。

(二)要创设清晰的物理情景

根据建构主义理论,影响学生学习的最重要的因素是学生头脑里已有的东西。学生的大脑并不是一张白纸,在日常的生活中,学生已经对于物理具有了一些经验的积累,因此,对于教师而言,在进行新课创设情境的导入时,就应积极的剖析学生原有知识的结构,从而发现探究知识与直接经验之间存在的切入点,并将其进行有效的合理利用。

(三)在探究教学中作有效的引导

不要一遇到问题就叫学生分组讨论,在这里教师的引导就非常重要了。虽然学生主体性地位的实现十分重要,但是学生主体性地位的实现并不等于学生一定能够开展探究性学习。

因此,在这一过程中,教师对于学生探究过程的指导依旧十分重要。在教师的指导下,学生从原本被动的模仿向主动的探究转变。对于教师而言,这一引导的过程中一定要依据适时、必要、谨慎、有效,使学生真正从探究中有所收获,从而实现学生增进对自然规律的认识和科学素养的提升。

二、结合牛顿第二定律的教学案例分析

新课改从科学探究目标确定探究内容选择、教师有效指导对学生的评价等等方面探讨如何解决探究教学中出现的问题,我们知道“物理课程标准”在三维目标的“过程与方法”维度目标中强调,需要经历科学探究的过程,动手实践学习科学方法,体会科学思想,形成自主学习的能力。强调要在探究过程中贯彻对学生科学思想和科学方法的教育。我们一起来探讨这样一个问题,如何在探究教学中渗透对学生科学思想和科学方法的教育,下面我们利用牛顿第二定律这节课的教学案例进行研究。

牛顿第二定律的教学目标案例(新课):

(一)知识与技能维度以实验为基础

通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力,认识到实验在物理中的地位和作用。

(二)过程与方法

维度根据所学知识及日常经验初步分析加速度、力、质量三个物理量间的关系,采用控制变量的方法通过实验对加速度、力、质量三个物理量间的数量关系,进行定量研究;运用列表法处理数据根据实验数据归纳推理实验结论;经历科学探究过程,认识科学探究的意义,培养学生科学探究的意识和方法。

第8篇:物理科学论文范文

1.1检查观测

水工建筑物在运行过程中,其状态和工作情况随时都在变化,有的是正常变化,不影响建筑物的安全;但是,如属异常变化,就可能引起失事。管理人员应对工程进行经常的、系统的、全面的检查观测工作,随时掌握建筑物的状况,及时发现问题并采取措施,改善工程运行状况,保证工程安全。

1.2养护维修。

1.2.1根据检查观测的情况,及时消除建筑物的隐患,进行加固处理,以保持建筑物处于良好的工作状态。除此之外,还要对建筑物经常地、定期地进行维护,延长工程寿命,使建筑物保持完整和正常运行。

1.2.2养护维修工作一般可分为经常性的养护修理、岁修、大修和抢修4种。

(1)经常性的养护修理:根据检查观测发现的问题而进行的日常保养维护和局部修理,以保持工程完整。

(2)岁修:在每年汛后检查发现工程问题后编制岁修计划,报批后进行的修理。

(3)大修:工程发生较大损坏,修复工作量大,技术较复杂,管理单位报请上级主管部门批准,邀请设计、施工单位共同研究制订修复计划,报批后进行的修理。

(4)抢修:工程发生事故危及工程安全时,管理单位组织力量进行的抢险。应同时上报主管部门,采取进一步的处理措施。

1.3防汛抢险

建立防汛机构,组织防汛队伍,准备物资器材,立足于防大汛抢大险,确保工程安全。不断总结抢险的经验教训,及时发现险情,准确判断险情的类型和程度,采取正确措施处理险情,迅速有力地把险情消灭在萌芽状态,是取得防汛抢险胜利的关键。

2.强化管理,向科学管理要质量

2.1质量是工程建设永恒的主题

把讲质量、抓质量贯穿于建设的全过程,加强科学管理,提高管理工作中的科技含量,是工程安全和耐久性达到较高的水平的关键。近年来,质量宣传教育和政策出台的质量管理法规极大提高了全民的质量意识。在工程建设实践中,要实事求是地论证立项,精心组织规划设计,前期工作的设计是工程建设的“龙头”和“灵魂”,“先天不足”的设计将增加施工风险,埋下安全隐患。

2.2招标中要坚持“三个合理”合理规划标段,合理标价中标,合理工期

要做到安全与质量、安全与速度、安全与效益的协调发展,要作业标准化,要经常组织现场安全自检,消除安全隐患,要保证有合理的建设周期,要速度更要质量。速度效益是暂时的,质量效益是永恒的,进度与质量发生矛盾时,必须服从质量,不以牺牲质量为代价盲目追求进度。

2.3认真落实工程质量终身负责制

把工程质量责任分层分解,落实到人,变事后检查为事前指导,加强施工质量监测,对重点工序和部位,严格监控施工质量,对不合格的工段,坚决返工,直到达标为止。

2.4大力提高工程管理水平

提高从业人员业务素质,积极加强对从业人员的职业道德建设和素质再教育。防止在权力和利益之间进行交易,损害工程建设,从业人员不但要有精湛的专业技术,还要能正确行使权力,保证工程建设项目的正常运行。加强现场监管,收集施工作业资料,做好施工记录:施工方法、施工工序,现场作业基本情况,施工中发生的各种问题的处理情况,严把工程质量关,坚决杜绝假冒伪劣材料进入工程,避免埋下工程隐患。

2.5建设是发展、养护和管理也是发展

第9篇:物理科学论文范文

自从达尔文的伟大著作《物种起源》发表以来,对达尔文主义的批评和指责一直没有停止过。然而,达尔文的进化思想实际上已经为世界上大多数人所接受,而且达尔文主义的影响远不止于生物学界。由达尔文和华莱士(alfred russel wallace)开创的达尔文主义给整个人类社会和全世界的学术界带来了巨大的冲击。它挑战了宗教领域和科学领域的传统观念,其影响至今仍然余波未息。虽然《物种起源》的出版早在科学哲学昌盛之前,但由于当代科学哲学家们始终以物理学为科学的典范,其讨论中有意无意地以物理理论代表科学理论,导致实际上达尔文主义?①在许多方面对当代科学哲学也形成了挑战。本文试图深入讨论这些挑战,以期引发思考。?

一?

在讨论之前先对要讨论的达尔文主义做一个界定。本文所讨论的达尔文主义指的是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化理论,即通常所指的达尔文进化论。本文着重讨论达尔文主义对当代科学哲学的挑战,而不讨论达尔文主义自身自《物种起源》发表之后的各种发展(如基因进化论和综合进化论)。因为笔者认为尽管有后来的发展,但是达尔文主义的理论核心:生存竞争、自然选择、适者生存没有改变,否则就不是达尔文主义的学说。?

科学哲学是对科学的哲学思考。对于科学哲学来说,什么是科学的问题即科学的划界问题,是科学哲学的首要问题。要讨论科学就必须把科学和其他不是科学的知识区分开来。因此科学哲学的基础是建立在科学知识和其他知本文由论文联盟收集整理识的区分之上的。科学哲学以科学知识而不是一般知识为自己的研究对象,因为许多科学哲学家认为科学知识不同于一般知识。以一般知识及认识方法为研究对象的哲学就是认识论,而以科学知识为研究对象的哲学则是科学哲学。认识论古已有之,最早见于古希腊时期。而科学哲学则是现代的事,是自科学从自然哲学中分离出来,获得自己独立地位时开始的。江天骥认为,先有独立的科学,然后才有作为独立学科的科学哲学[1](p90)?②。

当代科学哲学家非常重视科学划界问题。逻辑经验主义拒斥形而上学,努力把科学和形而上学、非科学区分开来。但由于划界的困难,他们提出的科学划界标准经历了一个由强到弱的变化。首先石里克提出了可证实性原则(principle of verifiability)。在他看来,科学和形而上学、非科学的区别,在于科学知识的“可证实性”。他说:“自然科学的全部任务只是持续不断地不屈不挠地检验其命题的正确性,这些检验后的命题发展成越来越确定的假说。这样,假说建立于其上的假设同时也在自然科学领域本身得到证实。”[2](p451)鉴于实验证实在操作上有时受到历史条件的限制,石里克在此说的是逻辑的可证实性。即科学理论之所以为科学,在于逻辑上存在某种方法可以证实它。所以石里克认为“陈述一个句子的意义,就等于陈述使用这个句子的规则,这也就是陈述证实(或否证)这个句子的方式。一个命题的意义就是证实它的方法”[3](p39)。当然对于达尔文主义理论,人们无法找到某种方法来证实自然选择如何使生物定向发展,从而产生新的物种。因此,以石里克的标准,显然达尔文主义不能算科学。?

卡尔纳普早期赞同石里克的可证实性原则。在他看来,科学理论是概念和陈述的逻辑的结合。科学理论必须具有严密的逻辑结构,并建立在可以经验证实的观察陈述的基础上。达不到这种标准的就是非科学,就是应该拒斥的形而上学。按照这种观点,达尔文主义的进化论也算不上科学,因为它不是严格的逻辑体系,也不是建立在可证实的观察陈述之上的。它不是严格意义上的经验主义的。它不是像传统观念中的科学那样,先有许多经验观察事实,然后在归纳基础上得出结论。它的自然选择[4](p95)达尔文把有利的个体差异和变异的保存及有害变异的毁灭称为“自然选择”或“最适者生存”。)没有严格意义的观察事实为基础,达尔文能够作为佐证的只是家养生物的变异。他根据家养生物变异的人工选择和自然界的生存斗争,用类比的方式猜测出自然选择。他这样写道,“人类把个体差异按照任何既定的方向积累起来,就能使家养的动物和植物产生巨大的结果,同样地,自然选择也能够这样做,而且容易得多,因为它有不可比拟的长久期间去发生作用。”[4](p97)后来,卡尔纳普把证实问题改为确证问题,把“可证实原则”弱化为“可确证原则”(principle of confirmability)[3](p69-70),因为他发现“可证实原则”过分简单化,导致科学语言受到限制,这样不仅排除了形而上学语句,甚至把某些有事实意义的科学语句也排除在外。之后他又把此标准进一步弱化为“可检验原则”(principle of testability)。他提出,只要观察陈述能对某一科学语句的检验方向做出肯定或否定的回答,就可认为该语句是可检验的。那么按照逻辑规则建立在该语句上的理论就是科学的。然而达尔文主义的进化论既不能推演出可供检验的观察陈述,也不能推出检验自然选择的方向。因此按照卡尔纳普的“可确证原则”或“可检验原则”,以自然选择为中心的达尔文主义仍然不是科学。?

面对卡尔纳普的标准遇到的种种困难,亨普尔把对单个陈述的检验扩展为对整个理论的检验。而且他把卡尔纳普的单一的检验标准加以发展,提出了多元的检验理论标准:(1)理论表述的清晰性和精确性;(2)说明和预言经验现象的能力;(3)形式上的简单性;(4)理论被经验验证的程度[5](p19)。那么,在许多生物学家和科学哲学家眼里,达尔文主义的自然选择没有精确的机制说明自然如何在变异中进行选择,也无法通过自然选择预言某个物种进化的方向,而且也无法被经验验证。即使它能说是有一定的简单性,但不能满足亨普尔标准的(1)(2)和(4)的要求,也难以被视为科学。?

波普尔不赞同逻辑经验主义的科学的静态模式。他认为科学的发展是动态的。而且他认为逻辑经验主义用证实原则来区分科学与非科学是不可靠的,因为完全归纳是达不到的,从而证实是不可能的。但是他认为证伪是可能的,从而提出区分科学与非科学的界限是看一理论能不能被证伪。理论上能被证伪的就是科学,否则就是非科学和形而上学。然而达尔文主义的理论,既不能如上所说地推导出可供检验证实的生物进化预言,也不能推导出可供检验证伪的进化陈述。在波普尔看来,达尔文主义既不可能被经验证实,也不可能被经验证伪。所以他认为达尔文主义不是科学,而是形而上学的研究纲领。它属于思辨的形而上学领域,但是它是有意义的,它可以指导人们进行生物学研究。而且人们在此研究纲领的指引下,在生物学研究中取得了许多重要成果,但是达尔文主义本身不是科学[6](p302-303)。

库恩既不同意逻辑经验主义关于科学的界定,也不同意波普尔对科学的看法。他认为科学史所提供的事实完全不同于前面两种观点描述的科学。科学是动态发展的,但既不是通过知识不断积累而进步,也不是通过理论不断证实或证伪而进步。他根据科学史,把科学分成前科学、常规科学和科学革命阶段。在前科学阶段,许多范式或研究传统进行竞争,互不相让。经过竞争,某个范式占了上风,成为主流的为大家所接受的范式,这时科学就进入常规科学阶段。实际上在库恩那里,所谓的科学就是常规科学[7](p270)。在常规科学阶段,人们不再置疑所信奉的范式,而是根据范式去扩大范式所能解释说明的范围,即库恩所说的“解难题”,去把危及人们对范式信任的“反常”纳入范式能解释的范围,即消除反常。然后随着不能消除的反常越来越多,科学就进入了危机阶段。这时就又会出现许多竞争的范式,最后某个范式对以前常规科学中的范式取而代之,这就是科学革命。然后人们又在新的范式下开始了新的“解难题”。在库恩看来,范式的更替不是由于后一范式比前一范式更好更合理,而是因为拥护后一范式的人逐渐增多,赞成前一范式的人逐渐减少,因为库恩认为范式是不可通约的。库恩没有提出什么科学划界标准。他的理论的相对主义倾向,本身就淡化了科学划界问题。因此按照库恩的观点来看,似乎达尔文主义能够算科学。但是细想一下,达尔文主义从它诞生那天起,就遇到了无法克服的困难——即库恩所说的反常。这就是达尔文在他的《物种起源》中所说的理论的难点——过渡变种的不存在。无论在考古发现的地质纪录中,还是在活生生的自然界里,人们看到的都是泾渭分明的物种,而没有看到亲缘密切的过渡类型。达尔文在该书中诚实地写道:“有些难点是这样的严重,以致今日我回想到它们时还不免有些踌躇。”[4](p184)所以,虽然达尔文的进化论已为学界广泛接受,但是它无法纳入库恩的常规科学范畴。如果我们把自然选择理论看成库恩所说的范式,已为大多数人相信,但是无法用它来克服反常——解生物进化上的难题。所以按照库恩的标准,达尔文主义也不是科学。?

费耶阿本德取消了科学与非科学的区别。他认为科学和非科学、科学和宗教、科学和神话之间并没有绝对普遍的界限。科学只是人类的许多思想形态之一,并非天生就是优越的。正如国家要和教会分离,国家也应该和科学分离。科学就是宗教机构,而且是最新、最富有侵略性、最教条的。在他看来,科学并不比其他思想形态更好。科学只所以拥有现在的优越地位,是由于近代它战胜了其他对手。他认为科学与非科学的分离是人为的,不利于知识的进步[8](p271-286)。因此费耶阿本德消解了达尔文主义是不是科学这个问题。有趣的是,他也消解了科学哲学——当然也包括他自己的理论。他说:“像科学哲学这样的假冒学科从科学的兴旺获得好处,却没有作出一项发现。”[8](p278)?

在费耶阿本德之后,劳丹、法因和罗蒂以及后来的科学知识社会学的社会建构论者都坚持消解科学与非科学的划界问题,都不涉及达尔文主义是否科学的问题,在此不再赘述。此后有萨伽德(p.thagard)、邦格(m.bunge)、伽德纳(m.gardner)、d.拉德纳(d.radner)和m.拉德纳(m.radner)等重新探讨划界问题,但都没有解决上面讨论的问题[8](p155-169)。?

尽管达尔文的进化论自它诞生之日起就一直有人反对,但现在已经广泛为科学家和普通大众所接受。如果说达尔文主义学说不是科学,或者说和一般常识没有区别,恐怕难以令人信服。科学哲学中的众多科学划界讨论都没能给予达尔文主义以科学的地位,这只能说明科学哲学中关于科学与非科学、科学和形而上学的划界存在问题。虽然后来有科学哲学家对划界问题的消解。然而,消解并没有真正解决问题。在现实生活中,科学的的确确和非科学特别是伪科学有着天壤之别。而且,以科学为自己研究对象的科学哲学,连科学是什么都说不清楚,势必影响科学哲学自身的尊严和发展。?

二?

逻辑经验主义者认为,科学哲学的任务就是要解决科学的认识论问题,说明科学理论和观察事实的关系、逻辑和经验的关系。他们认为认识论也就是方法论。他们要给科学方法以彻底经验的说明[9](p23-24)。逻辑经验主义者认为科学知识来源于经验,获取科学知识的方法主要是归纳法。根据逻辑经验主义,科学理论应该是一个严密的逻辑系统。科学理论中的语句可以分为观察语言和理论语言。理论语言不能带来新的知识。知识来自经验的观察陈述。科学家根据大量的观察经验通过逻辑归纳出理论,根据逻辑从理论中推演出可供检验的观察陈述——预测。如果检验证实了预测,则理论也被证明为正确的。如果检验否定了预测,则理论就是错误的,被科学家淘汰。科学家可以在原来的观察经验上重新构建理论进行检验。虽然达尔文在他的《物种起源》中记录了许多家养状况下和自然状况下的变异事实,但是达尔文的自然选择理论不是从大量经验事实中归纳总结出来的,而是通过家养动物在人工选择下发生变异的类比提出的。实际上人工选择和自然选择有很大的差别。人工选择是选择者有意识的活动,而自然选择是无意识无目的的。而且人工选择只能根据选择者意愿改进物种,但不能产生新的物种。达尔文主义理论没有自然选择如何发生的观察记录。而且从他的那些记录中也归纳不出自然选择理论。达尔文把马尔萨斯(malthus)的理论推广到整个动物界和植物界,提出生物界普遍存在“生存斗争”,在生存斗争中那些发生了有利变异的生物幸存了下来,而没有发生变异或者发生不利变异者就被淘汰了,这就是自然选择。他把自然选择中适者生存来替代人工选择有益于人类的性状的主观意向。因此不少人包括波普尔认为自然选择和适者生存是同义反复[6](p302)。在此,达尔文主义实际上是对当代科学哲学中认为知识来源于经验的归纳方法提出了挑战。?

波普尔不满意逻辑经验主义的归纳法。他认为科学的方法应该是科学家面对各种问题提出各种假说或理论,然后通过观察和实验检验它们。但检验不是归纳证实,因为归纳法是不可靠的。他认为科学发展首先是面对许多问题提出各种猜想,然后对这些猜想进行反驳——证伪,通过证伪获得逼真度高的理论来接近真理。按照波普尔的说法,我们确实可以把达尔文主义看成为通过类比提出的一种假说,但是如上所说,从达尔文主义学说中无法推导出可供观察和实验检验的预测,因此达尔文主义是既不能证实也不能证伪的。波普尔认为不能证伪的理论不是科学。因此波普尔说它是形而上学研究纲领。从另一角度看,达尔文主义实际上也是对波普尔的“猜测-反驳”的科学发现的模式提出了自己的挑战。如果认为达尔文主义是一种猜想,那么它又是无法反驳的。如果我们承认达尔文主义是科学的话,那么波普尔的科学方法就是不合理的,至少是不充分的。当然波普尔的说法遭到了强烈的反对。后来波普尔对自己的态度进行了深刻的反省,他认为达尔文主义得到了孟德尔的遗传理论、突变理论和基因重组理论的支持,但他仍然认为达尔文主义是可以检验但很难检验的[10](p434-435)。“自然选择理论可以作这样的表述,它决非是同义反复的。在这种情况下,它非但是可以检验的,而且严格地说,它并不是普遍地真的。……并非所有的进化现象都只能用自然选择来解释。然而,在每一特定的场合,它是一个富有挑战性的研究纲领”[10](p438)。?

库恩指出,科学史上并没有像波普尔所说的科学通过不断旧理论而增长的发展模式,指出了“前科学-常规科学-科学革命……”的发展模式。他提出在常规科学时期,科学家根据范式来解难题。虽然常规科学不断受到检验,但受检验的只是个别科学家,而不是现行理论[7](p268)。因此在库恩看来,在常规科学时期,作为共同体赞同的范式是不受挑战和怀疑的。根据库恩的理论,似乎我们可以把达尔文主义看成某种生物学领域的范式,然而虽然达尔文主义在生物学研究中得到了许多发展,但是不少达尔文面对的理论困难——反常依然存在,对达尔文主义的反对也一直没有中断过。虽然自然选择理论为许多人接受,但始终没有达到库恩所说的不受挑战的一统地位。?

拉卡托斯批判并综合了波普尔和库恩的理论。拉卡托斯认为,波普尔忽视了常规科学阶段,把科学发展说成了“不断革命论”。波普尔的证伪标准忽视了科学理论的韧性。而库恩却过分强调了科学史的非理性因素,把科学发现说成心理学的东西,走向了相对主义。在此基础上他提出了科学研究纲领方法论。他认为,“主张典型的描述重大科学成就的单位不是孤立的假说,而是一个研究纲领。科学决不是试错法、一系列的猜测与反驳。”[11](p5)拉卡托斯的科学研究纲领由“硬核”、“保护带”和“启发法”组成。他举例说,力学三定律和万有引力定律构成了牛顿研究纲领的“硬核”,有一个巨大的辅助假说“保护带”顽强地保护这一硬核不遭受反驳,而作为“启发法”的是有力的解题手段,它借助数学消化反常,甚至把反常变成支持的证据。在他看来,“牛顿的万有引力理论、爱因斯坦的相对论、量子力学、马克思主义、弗洛伊德主义都是研究纲领,它们各有一个受到顽强保护的独特的硬核,各有自己较为灵活的保护带,并且各有自己精心考虑的解题手段。这些研究纲领在自己发展的任何阶段上,都有未解决的问题和未消化的反常。”[11](p6)拉卡托斯进一步把研究纲领区分为进步的和退化的。在进步的研究纲领中,理论会导致发现迄今不为人们所知的新颖事实。如牛顿纲领对哈雷彗星的预测、爱因斯坦纲领对光线在引力场的偏转的预言。而在退化的研究纲领中,理论只是为了适应已知事实构造出来的,研究纲领落后于事实[11](p6-8)。根据拉卡托斯的理论,我们如果把达尔文主义理论理解为研究纲领,把自然选择理论看成纲领的“硬核”,把“生存斗争”看成“保护带”,结果是“保护带”没有办法保护“硬核”,屡屡遭到攻击的是“硬核”——自本文由论文联盟收集整理然选择理论。此外,如果我们把达尔文主义看成进步的研究纲领,它又没有预测生物进化方面新颖的事实。如果把它看成退化的研究纲领,它也没有失败的预言,也没有出现反驳它的新的事实。因此拉卡托斯的理论也无法解释达尔文?主义。?

费耶阿本德反对理性地分析和重建科学史,认为科学是无政府主义的事业。他说:“科学定律曾被认为是牢不可破的。科学家发现事实和定律,不断地增加可靠而又确实无疑的知识数量。今天,主要由于穆勒、马赫、玻尔兹曼、杜恒(duhem)和其他人工作的结果,我们认识到,科学不可能提供任何这种保证。科学定律可以修改,往往证明不只局部地不正确,而是纯属虚妄,对根本不存在的实体说三道四。”[12](p391)费耶阿本德反对理性,而一切科学哲学都是对理性的思考,所以他说“科学哲学已经过时”。费耶阿本德否认存在唯一的规范的科学方法,指出以往科学哲学试图建立一套非历史的普遍的科学方法论是错误的。他提出科学家应该遵循自己的主观愿望,任何方法都行(anything goes),包括诉诸神话和成见的方法[13](p193-194)。当然,我们承认科学的任何领域中并不存在任何普遍的“放之四海而皆准的”不随历史而变化的普遍方法。但是我们不能否认科学的任何领域都是有自己独特方法的,科学家在科学研究中并非随心所欲。如物理学领域和化学领域就有自己各自不同的方法。正是那些不同的方法形成了科学的不同领域的特点。当然这些方法不是非历史的普遍的,而是随着历史和具体情况发生变化的。历史上的情况往往是科学方法的变化导致了科学中新的发现或者新的理论。显微镜和望远镜的发明,打破了肉眼观察的局限,给科学带来了新的发展,这就是最好的例证。同样,达尔文主义也是有一定的合理方法的。达尔文是通过观察和记录物种之内或者物种之间的相同的和不同的性状,考察生物的遗传和变异,用类比人工选择的方法,提出了他的核心理论——生存斗争和自然选择理论,其中的生存斗争是“马尔萨斯学说在整个动物界和植物界的应用”[4](p18),而非仅仅是对世界的描述。达尔文主义只是对新的物种产生机制的一种解释。虽然科学家无法用证实的方法来证明达尔文主义。但是它是有其合理方法的,而且其方法是相对稳定的。这也是达尔文主义为绝大多数人所接受的理由之一。达尔文主义理论决不是达尔文本人的随心所欲、信口开河,而是达尔文长期的科学考察、理性思考的结果,是有稳固的科学基础的。因此,费耶阿本德的反对方法或者多元主义方法论也无法完全解释达尔文?主义。?

三?

众所周知,自然科学分成许多不同的领域,如物理学、化学、生物学等。但是这些学科面对的是同一个自然界。所以逻辑经验主义者试图把这些不同的领域统一到一起形成统一科学。卡尔纳普说:“不能把对象分成各种不同的互不相关的领域,而是只有一个对象领域,因而也只有一种科学。”[14](p8)因此统一科学也是维也纳学派的主要目标之一。克拉夫特在《维也纳学派》中这样评论到:“建立知识的统一乃是哲学的一个历史性任务。维也纳学派也同样没有忽略这一任务。人们不能容忍物理学、生物学、心理学、社会学和历史科学互相并列的状态,似乎它们不可通约,各自说着一套独特的语言。如果各种具体科学的主题、方法和有效性标准都被看着迥然不同的,那么,它们相互之间,特别是自然科学和社会科学之间似乎就没有联系了,因而也就不知道一门科学的概念和规律是怎样与另一门科学的概念和规律相联系的。”[15](p141)那么如何达到科学的统一,逻辑实证主义提出了还原的方式。?