渗透科学思想科学方法教育的实践与探讨

 在初中《物理教学大纲》中,对学生进行科学态度,科学精神教育有一段总体要求说明(见大纲三:(六)、(七),而对科学思想、科学方法教育却没有明确提出,即使在各章节具体“教学要求”中也只字未提。众所周知,科学思想、科学方法是人类认识自然、社会、自我的惟一正确思想方法,它与科学精神,科学态度同样重要。依据教学内容和教学进度,在初中物理教学整个过程中,反复渗透科学思想、科学方法教育(以下简称“渗透教育”),潜移默化教化感化学生,对他们形成正确的科学人生观、世界观、方法论起到启蒙引导塑造作用,这在其他学科教学中是不可替代的。     

物理学所蕴涵的人文基因

 科学“求真”,人文“求善”,两者交融则“生绿”,即“求美”。现代高等教育应是科学教育与人文教育融为一炉的“绿色教育”。因为只有这种真、善、美有机统一的教育理念与模式,才是今天素质教育对人的培养所追求的最高目标。一则它可以使受教育者自觉地陶冶与纯洁思想感情、升华精神境界、树立对国家、对民族的高度责任感和使命感,即培养学生“钟情于爱国”的大德;二则它能活跃与完善青年人的思维能力、优化思维过程、开启作为万物之灵的人的固有灵性、发挥人类进化500万年来所形成的巨大潜能,极有利于学生“不断创新”。     

谈谈气体称量定律及其表达式

 从以往的经验或知识中得出来的科学命题,能否进一步被人们认同为科学定律,这决定于对这个命题的证明(常常是数学证明)是否“真”,而在几种证明“同真”时,则又决定于是否存在“美”。“我选择美”是科学家普遍的心理写照,只有既“真”且“美”的证明,才能使科学命题在人们心目中顺理成章、水到渠成地升华为科学定律。由于在物理实验中充了气的黄铜球比真空时的黄铜球重,所以人们不难从力平衡知识中直觉得到这样一个科学命题,即“气体重量等于下方气压减上方气压”,对于这个可以直觉出来的命题,有关教科书是用微分来证明的。     

马儿怎样跑——艺术怎样科学

 一去年是马年。奔马的绘画与雕塑,见得格外多。于是,我就特别关心“马儿怎样跑”这个问题。“马儿怎样跑”,不仅关乎马(自然),而且关乎人(其实人也是自然的一部分),关乎人的文化活动(艺术、科学等)。二谁没见过马?谁没见过月亮?这是两样再普通不过的东西,大家都不觉新奇。马儿怎样跑?月儿怎样弯?这又是两个再平易不过的问题,大家却答不上来。我们熟视无睹,我们缺少观察。为什么会视而不见,听而不闻,食而无味?因为心不在焉。心理学叫“缺少注意”。观察,包括科学观察,也以注意为前提。我们不能拿这两个问题,去考普通公众,因为每一个人“注意”的领域不一样。     

警惕伪科学

 1992年10月16日,在北京的民族文化宫举行了一个“科学发现低温新能源新闻发布会议”,邀请各方面人士及记者参加。会上,“中国低温新能源开发研究制造中心（筹）”的主任向全世界公布了一个“喜讯”:“中国人科学发现以低温深冷冷量为能源,人类可以拥有任有（原文如此）尽有、廉价无害的能源。中国人完成了大规模、高效率、廉价开发低温差热能与自然常温热能作功发电的产业发明。”他指出:“历史将永远记住今天这个不寻常的日子,历史将记住今天在座的每位先生、女士的名字,你们是历史的见证者,你们今天的新闻稿将是人类文明进化史上的重要文献。”     

《自然》披露ISI统计数据错误

 据《科学时报》报道英国《自然》杂志在社论中披露了提供论文引用统计数据的机构---位于美国费城的科学信息研究所(ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,简称ＩＳＩ)在数据统计中出现错误的事实。社论说:“对于那些主要依靠这些统计数据来对科学表现进行评价的机构和人来说,这种情形令人担扰。”在ＩＳＩ公布的引用率最高的热门论文排行榜上,去年由国际人类基因组测序组发表的人类基因组序列测序结果的论文却榜上无名。这一奇怪的现象促使《自然》杂志社对ＩＳＩ的引用数据的统计数据进行了调查。调查发现,该机构的相关统计数据还有多处不准确的地方。     

物理教学中直觉思维的培养

 一、直觉思维的含义爱因斯坦曾说过“真正可贵的是直觉”,“我信任直觉”,“我相信直觉和灵感”。什么是直觉思维,美国现代心理学家布鲁纳在其名著《教育过程》中曾说:“直觉思维与逻辑思维迥然不同,它不是以仔细的,按规定好的步骤前进为其特征的……直觉思维总是以熟悉的有关的知识领域及其结构为根据,使思维者可能进行跃进、越级和采取快捷方式,并需要以后用比较分析的方法重新检验所作的结论。”所以,直觉思维并不是什么神秘莫测的东西,它不过是一种未经有意识的逻辑思维而直接获得某种知识的能力,或者说是一种通过某种下意识(或潜意识)直接把握对象的思维活动,也可以说,直觉思维是人们在认识过程中,在分析问题和解决问题时,头     

物理课在素质教育中的作用

 一、物理学与素质教育当今素质教育是人们谈论的热门话题,而素质有多种成分,其中最主要的成分之一是科学素质,它与其他素质相互作用、相互影响。科学素质的内涵和外延非常深刻而广泛,单就科学本身而论,科学素质应当包括科学知识、科学思想、科学精神、科学态度和科学方法等。科学素质的培养和提高不是通过开设“素质课程”或者某种单一的教育途径能达到的。     

核磁共振脑成像技术

 人类对自己大脑的认识相对其他器官来说非常少,一个重要的原因是大脑功能的复杂性;另一个重要的原因是大脑隐藏在封闭的头颅里,我们很难直接观察到它。但是近几年新发展起来的功能性核磁共振脑成像技术在无创伤的情况下,不仅能对大脑成像,还能辨别大脑进行思维时激活的区域,该技术被称为“人类思维的阅读器”,有人把它形象地描述为对人脑活动“拍电影”。核磁共振脑成像技术为人脑功能研究打开了一扇大门。下面介绍这种技术的理论基础及生理学基础。     

为什么与为什么的为什么……

 江向东先生送我这本《迷人的科学风采──费思曼传》的时候,面容透着诚恳与兴奋,只说了一句话：“交稿后５个月就拿到了书．”朋友又有新译问世,我自然很高兴,当晚我们一起忙着开会,无暇顾及会议以外的“风采”,那本可爱的新书在我办公桌上寂寞了一宿．次日晨捧起它,顿觉相读恨晚．读书引发的共鸣,让人激动,这心情,源自那位受人爱戴的物理学家理查德·费恩曼的散文诗：“我想知道这是为什么．我想知道这是为什么．我想知道为什么我想知道这是为什么．我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么！”读到这里,我几乎喊出来：洋洋３０万言的“风采”,尽可用这几行文字来概括了！     

走向统一的自然力——电力与磁力的统一(I)

 电闪雷鸣,是人类早在远古时期就注意到的自然现象,因此,电磁相互作用,可以说是人类最先接触到的自然力.开始人们对电和磁是分开认识的,后来经过奥斯特发现“电动生磁”和法拉第发现“电磁感应”, 人们才将“电”和“磁”联系起来,最终导致麦克斯韦提出电磁理论,统一了“电力”和“磁力”.本讲座,将详细介绍“电力”和“磁力”走向统一的研究历程.     

时空理论的演化历程

 关于空间与时间的理论,从古至今有许多的哲学家和自然科学家为其倾注许多的心智和汗水。大体上可分为三个时期。第一个时期可称为古代的探索时期中国古代的庄子就对宇宙有一个自己的看法:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本剽者,宙也。”“有实”是指有形体的物质实在,而每一物质实在都有一定的体积、一定的外形,占有一定的空间;“无乎处”,即没有穷处,没有界限。因此,庄子所谓“宇”是指广阔无边的空间实在。“有长”是指时间而言,时间只讲长度,即古今前后,它没有上下左右;“无本剽者”,即无始又无终。因此,庄子之谓“宙”是指无始无终的古往今来。     

谈谈观察方式

 观察就是人们有目的、有计划地通过自己的感官去反映自然界各种事物现象的活动。观察是一种感性认识活动,离开观察,人们就无法感知五光十色的自然界和丰富多彩的社会生活,也无法从事各种社会实践活动;观察是思维的前提,没有观察,人们就不能进行思维、情感和意志等活动;一切科学实验及科学规律的新发现,都是建立在周密的、精确系统的观察基础之上的。巴甫洛夫一直把“观察、观察、再现察”作为座右铭,并告诫学生:“不学会观察,你就永远当不了科学家”。所谓观察方式,就是为获取观察对象的信息而采取的不同观察途径、手段和形式。随着社会的发展和观察实践的深入,人类开展观察的方式日趋丰富。     

物理学家与音乐艺术

 科学史上的名人传记表明,许多物理学家,尤其是诺贝尔奖金荣赝者,他们的科学创造活动都与音乐艺术发生着千丝万缕的联系,或者说他们都非常酷爱音乐这种高雅的艺术。这样的史例是不胜枚举的。被后世尊为伟大的天空立法者、德国物理学家开普勒,是一位非常自觉的毕达哥拉斯主义者,他的著名的“行星协奏曲”,就是从一首古老的名为“和谐的序曲”的“音乐形象”中受到启发,发挥了类比联想而写成的。     

梅贻琦先生与通才教育

 现代社会是由具有独立人格和自由精神的人组成的,而造就这样的人需要通才教育。通才教育也称普通教育。“普”即普遍,乃就“面”而言;“通”即通达,盖以“质”而论。它主张我们的基础教育应培养通才,而非“专业人才”。简言之就是应培养和谐的“人”,而不是仅仅有用的“机器”。最早主张通才教育的是孔子。《论语·公冶长篇》里有一段孔子与弟子子贡(端木赐)的精彩对话,“子贡问曰:‘赐也何如?’子曰:‘女,器也。’曰:‘何器也?’曰:‘瑚琏也。’     

“哲人石丛书”简介

 哲人石,又称点金石,昔为金丹术士孜孜以求的仙石,现代创造心理学以其譬喻永不枯竭的科学创造之源。“哲人石丛书”是上海科技教育出版社在充分调研国内外科技教育出版状况的基础上,针对广大读者对时代感强、感染力深的科教精品的渴求,精心策划引进的大型科普套书。“哲人石丛书”,立足当代科学前沿,彰显当代科技名家,绍介当代科学思潮,激扬科技创新精神,现已出版１０本：《迷人的科学风采》（格里宾著／江向东译）描绘诺贝尔奖得主、物理学“奇才”费恩曼传奇式科学生涯;《推销银河系的人》（利维著／何妙福译）介绍美国科普活动家博克献身科学、妙趣横生的一生.     

物理学与诗词赋

 众所周知,物理学是自然科学的重要领域,是定量地研究自然规律的实验科学。从宇观、宏观到微观,从低速到高速领域(接近光速c),无不是物理学家的研究对象。因此,“求真”是物理学家的第一思维目标。而将“求美”视作自己灵魂的诗、词、赋,则分别对应于文学艺术作品“体裁的一种,一种韵文形式和我国古代的一种文体”(《现代汉语词典》,1983年版)。     

少女与老妪

 在1994年中国科协普及部主办的“世界自然科学探索博览会”上,有一幅“少女与老妪”的黑白画像。你从画中会看到一个秀发飘逸、面容亮丽的少女。奇妙的是,你同样会看到一个下巴干瘪、苍老阴郁的老妪。同一幅画,从不同角度看,竟能看到两种完全不同的形象。这件展品的寓意在于:在科学问题上不能仅凭眼睛看到的现象(往往是事物的表象)就信以为真而匆忙下结论。这种观察事物的方法,不论是对科学问题还是对社会问题,都是行之有效的。     

谁能聆听“上帝”的声音?——反谈科学发现的逻辑

 在人类探索自然奥秘的历程中,有过无数传奇般的故事。类似“苹果落地”之类的传说,虽然家喻户晓,未必引人深思,连日来翻检史籍,发现这样两件科学史案例,在常人看来,这两件科学事件相去多年,似乎无甚关联,可是,认真追寻下去,我仿佛隐隐约约看到了“上帝”的影子;它促使我们不断在想:人类究竟能在何种程度上认识神奇的大自然?如果真的存在一个上帝的话,那么究竟是谁能聆听上帝的声音? 这两件科学事件其实都很著名,一是勒维烈通过数学计算,预见到海王星的存在;另一件则是科学巨匠爱因斯坦创立广义相对论。     

1777年11月：利希滕贝格图形的发现

 被闪电击中的人在他们的皮肤上经常会产生红色、分枝状的图案,并常会持续好几天,这很可能是皮肤下易脆的微血管因电流冲击而破裂所致,是不规则分形的自然例子;俗语称之为“闪电花”,也被叫作“利希滕贝格图形”,以纪念18 世纪的物理学家利希滕贝格（Georg Christoph Lichtenberg）。