物理讀后感讀書筆記
物理讀書筆記
研究物理學(xué)史的意義
馬克思說：“任何事物都是歷史與邏輯的統(tǒng)一。”因此，我們學(xué)習任何一門學(xué)科，可以從三個大的方面入手：實踐的積累；歷史的透視；邏輯的分析。物理學(xué)史是人類對自然界中各種物理現(xiàn)象的認識史，它研究的是物理學(xué)發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，說明了物理學(xué)中的基本概念、定律和理論體系的醞釀、產(chǎn)生和發(fā)展的辯證過程。它是一座知識財富的寶庫，不僅展示了物理學(xué)理論形成的前因后果、來龍去脈，而且深刻的揭示了物理學(xué)的研究方法；它也是一塊精神財富的寶地，物理學(xué)的發(fā)展極大地改變著人們的自然觀、世界觀，升華了人們對人與自然，人與社會的認識。與此同時，物理學(xué)家在探求真理的過程中展現(xiàn)出的人格魅力，不畏艱險獻身科學(xué)的高尚品格，也給后人增添了無窮的榜樣力量。物理學(xué)不僅以其知識、方法和思想極大的促進了自身的發(fā)展，而且在更廣闊的領(lǐng)域深刻的影響著人類文明的進程，成為人類文化的一部分。在物理教學(xué)中適當引入物理學(xué)史教育，讓學(xué)生更多的了解科學(xué)發(fā)展的歷程，并從前人的經(jīng)驗中受到啟發(fā)、教益，從而感悟科學(xué)方法,提升人文素養(yǎng),培養(yǎng)創(chuàng)新意識，是素質(zhì)教育全面發(fā)展觀的基本要求，也是落實新課標“三維目標”的必然選擇。物理學(xué)史的學(xué)習和研究，有著廣泛的重要意義。
1、引物理學(xué)史，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣。
物理學(xué)史記載了人類揭開世界奧秘和令人興奮的探索歷程。老師能抓住學(xué)生的心理，穿插一些物理學(xué)史的材料，就會收到好的效果。比如講“庫侖定律”時，讓學(xué)生了解在電學(xué)發(fā)展史中不只庫侖，還有卡文迪什、富蘭克林及普里斯特利等科學(xué)家都為此項工作進行過不懈的努力，最終由法國物理學(xué)家?guī)靵隼脦靵雠こ訉嶒炛苯舆M行了證明，后人為了紀念他，把電量單位規(guī)定為“庫侖”，這樣的史實不僅能使學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容印象深刻，同時還會引發(fā)學(xué)習物理知識的興趣。
2、了解物理學(xué)史，培養(yǎng)觀察和分析問題能力
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，觀察和實驗既是研究物理學(xué)的基本方法，也是學(xué)習物理學(xué)的基本方法，物理學(xué)史描述了許多科學(xué)家善于從不被人注意的一些平常現(xiàn)象中細心地觀察與思考的事例。比如倫琴一生在物理學(xué)領(lǐng)域中進行過大量實驗研究工作，一次實驗中，他偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光，但他從沒放過這一個細小的現(xiàn)象。正是他這種觀察能力、分析能力使他發(fā)現(xiàn)X射線從而獲得諾貝爾獎，其實在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前，1800年哥爾茨坦曾發(fā)現(xiàn)過這種現(xiàn)象；1887年克魯克斯曾發(fā)現(xiàn)過未知射線使他的底片變黑，他卻以為是底片質(zhì)量問題??。學(xué)生在了解物理學(xué)史知識的過程中便可以認識到注意觀察和認真進行實驗是學(xué)好物理學(xué)的關(guān)鍵。因此在今后的學(xué)習中就要有目的地觀察，親自動手實驗，逐步培養(yǎng)勤觀察、勤思考的習慣，這種能力的培養(yǎng)在今后的工作中將受益無窮。
3、學(xué)物理學(xué)史，培養(yǎng)質(zhì)疑精神和提出科學(xué)問題的能力
愛因斯坦在《論教育》中說：“發(fā)展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應(yīng)當始終放在首位，而不應(yīng)當把獲得專業(yè)知識放在首位。”
獨立思考和獨立判斷的一般能力，首先表現(xiàn)在懷疑和批判的精神。科學(xué)史上大量事例表明，不囿于傳統(tǒng)理論和觀念，不迷信權(quán)威和書本，是科學(xué)創(chuàng)造的思想前提。眾所周知，在愛因斯坦之前，洛侖茲和彭加勒已經(jīng)走到相對論的大門口，只是由于未能擺脫絕對時空觀的束縛，才沒有最終邁入相對論的門坎。正是由于愛因斯坦拋開了“絕對運動”和“靜止以太”的觀念，并深刻地審察了“同時性”概念的物理學(xué)根據(jù)，才創(chuàng)建了狹義相對論，引起了人類時空觀的巨大變革。同樣，1956年，當精確的實驗結(jié)果把“ τ-θ疑難”尖銳地擺到物理學(xué)家們面前時，正是楊振寧和李政道敏銳地審察了從未被人懷疑的宇稱守恒定律的適用范圍，大膽提出了弱相互作用中宇稱不守恒的假說，從而導(dǎo)致了物理學(xué)理論的一個突破性進展。物理學(xué)中幾乎每一個重大發(fā)現(xiàn)都表明，創(chuàng)造性思維活動起始于對困難或問題的認識，是圍繞著解決問題展開的；批判的頭腦，質(zhì)疑的精神，是打開未知科學(xué)大門的鑰匙。
在物理教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生提出科學(xué)問題的能力，僅僅像通常所做的那樣從內(nèi)容的銜接上提出問題是遠遠不夠的，必須從真實的物理學(xué)認識發(fā)展的歷史進程中，展示物理學(xué)探索過程中問題背景的演化，闡明重大物理學(xué)問題產(chǎn)生的歷史條件及其所導(dǎo)致的深遠后果。因此，在物理教學(xué)中，完全必要用物理學(xué)史上的精彩事例，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，提高善于提出科學(xué)問題的靈性和聰慧，使他們的思想沉浸在好奇之中，永遠不閉塞懷疑的目光。
4、引物理學(xué)史，學(xué)習物理大師的科學(xué)方法和進行科學(xué)思維的訓(xùn)練
物理學(xué)研究中建立了許多理想模型、理想過程、理想實驗，運用了觀察和實驗、類比和聯(lián)想、猜測和試探、分析和綜合、佯謬和反證方法、科學(xué)假設(shè)方法等等。物理學(xué)史中有大量生動事例說明科學(xué)大師們熟練而巧妙地運用這些方法取得重要成果的過程。利用這些事例，可以對學(xué)生進行具體的科學(xué)方法的教育。比如講“自由落體運動”時，介紹伽利略用歸謬法駁斥亞里士多德“重的物體比輕的物體落得快”。在講授“牛頓第一定律”時，介紹伽利略想象的一個理想實驗。學(xué)習物理學(xué)史，正是一種思維的訓(xùn)練，通過人類揭開自然界之謎和艱難的探索歷程，可以使學(xué)生受到物理大師們用有效的方法一步一步地掀開遮蔽真理的帷幕的那種科學(xué)創(chuàng)造的震撼與激動，從身臨其境的參與感中，獲得科學(xué)方法論思想的某種升華。
科學(xué)方法是解決科學(xué)問題的手段，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)方法比單純學(xué)到科學(xué)知識收效更大、時效更長。為什么有些學(xué)生往往“一聽就懂，一做就錯”呢，這足以說明他們沒有掌握解決實際問題的科學(xué)方法。掌握科學(xué)方法，能直接促進學(xué)生的能力發(fā)展，促進學(xué)生形成自主學(xué)習、獨立探索新知識的能力。從這個意義上說，方法比知識更重要。
物理學(xué)的發(fā)展史也是一部物理學(xué)方法論的發(fā)展史，物理學(xué)在發(fā)展過程中，不僅產(chǎn)生了寶貴的理論成果，更留給后人值得深思的物理學(xué)的研究方法。物理發(fā)展的歷史證明，每一次重大科學(xué)理論的突破，往往都伴隨著新的科學(xué)方法的誕生，而新的科學(xué)方法又反過來促進物理學(xué)的發(fā)展。
力學(xué)是物理學(xué)中發(fā)展最早的一個分支，機械運動是力學(xué)中最直觀、最簡單、也是最便于觀察因而也最早得到研究的一種運動形式。然而，和物理學(xué)的其他部門相比，力學(xué)的研究卻經(jīng)歷了更為漫長的過程。從古希臘時代算起，這個過程幾達二千年之久。只所以會如此漫長，一個很重要的原因就是人類缺乏經(jīng)驗，缺乏正確的科學(xué)研究方法，因而也就難以得出正確的科學(xué)結(jié)論。亞里士多德是古希臘時代人類歷史上少數(shù)百科全書式的大哲學(xué)家,而且是通過觀察自然,運用形而上學(xué)的哲學(xué)思想方法試圖解釋自然,奠定物理學(xué)思想萌芽的人。然而，由于歷史的局限，亞里士多德對自然的研究僅僅停留在“觀察”和“思辯”的層面上，致使像“力是維持物體物運動的原因，重的物體下落得快，輕的物體下落得慢”等錯誤長期統(tǒng)治著人們的思想。
但是,伽利略沒有僅僅停留在邏輯思辯上,而是繼續(xù)做了斜面實驗。他發(fā)現(xiàn),落體的速度越來越快,是一種勻加速運動,而且加速度與重量無關(guān)；他還發(fā)現(xiàn),斜面越陡,加速度越大,斜面越平,則加速度越小，在極限情況下,斜面垂直,相當于自由下落,不同物體的加速度是一樣的。當斜面完全水平時,加速度為零,這時,一個運動著的物體就應(yīng)該是沿直線永遠運動下去。斜面實驗表明,物體運動的保持并不需要外力,需要外力的是物體運動的改變。伽俐略最終用“理想實驗”由斜面的情形推到自由落體和水平運動的情形。
伽俐略邏輯推理與實驗驗證相結(jié)合的思維方式，為后人找到了研究物理的正確科學(xué)方法。從此，“一門博大精深的科學(xué)已經(jīng)出現(xiàn)”（伽俐略語），物理從此從哲學(xué)中分離出來并得以迅速發(fā)展。縱觀物理學(xué)三百余年的發(fā)展史，可以看出，實驗在檢驗已知理論，探索未知規(guī)律等方面起到了不可替代的作用。早在1687年，牛頓在其出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中就已經(jīng)正式提出了萬有引力定律，可直到一百多年后的1798年，英國科學(xué)家卡文笛許利用扭稱這一巧妙的實驗裝置測出引力常數(shù)后，萬有引力定律才得以全面的展示在世人面前；麥克斯
韋對電磁波理論進行了長達十年的研究，并以一組簡潔的數(shù)學(xué)方程把電磁波理論概括得十分優(yōu)美對稱，但當年卻難以令人信服，直到二十多年后他預(yù)言的電磁波被赫茲的實驗所證實，他的學(xué)說才成為舉世公認的電磁理論基礎(chǔ)；1905年，愛因斯坦用光電子假說總結(jié)了光的微粒說和波動說之間長期的爭論，能很好的解釋光電效應(yīng)的實驗結(jié)果，但是直到1916年，當密立根以其嚴密的實驗全面地證實了愛因斯坦的光電方程后，光的粒子性才被人們所接受??可以說：實驗，只有實驗，才是物理學(xué)的基礎(chǔ)。
將物理學(xué)史引入課堂，不僅能使學(xué)生有身臨其境之感，而且能領(lǐng)略前輩大師的研究方法，得其精髓，有所借鑒。
5、學(xué)習物理學(xué)史，能為更好地掌握物理知識內(nèi)容服務(wù)
現(xiàn)行教科書中關(guān)于物理理論的嚴密的邏輯體系，很容易使學(xué)生對這些知識的來源和理論體系的形成感到深奧莫測，也很容易形成對這些知識的僵化的絕對化的理解。實際上科學(xué)不是靜止不動的，認識始終是一個生動的歷史過程。教師在講授“原子和原子結(jié)構(gòu)”一章中，可以介紹人們對原子結(jié)構(gòu)的認識，經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)電子—湯姆孫模型— α散射實驗—盧瑟福有核模型—原子光譜的實驗規(guī)律—玻爾量子化原子模型—索米菲橢圓軌道模型，直到量子力學(xué)建立，人們對原子結(jié)構(gòu)和原子內(nèi)電子的運動有了基本正確的了解，但至今還有很多不清楚的問題。在物理教學(xué)中有的老師認為講物理學(xué)史內(nèi)容，浪費上課時間。其實結(jié)合物理學(xué)史講清理論的由來和發(fā)展，講述它的成功，講它解決了哪些問題，當然也要講清它的缺陷和局限，使學(xué)生在很短的時間內(nèi)“親身經(jīng)歷”一下各部分物理知識的“系統(tǒng)發(fā)育過程”，不僅會消除對這些知識來源的神秘感，而且還會從知識的更替演變中認識它的條件性、局限性，認識科學(xué)理論的相對真理性，而只記住一些物理概念、數(shù)據(jù)、定律和公式，并不表示真正理解物理知識，對物理學(xué)知識的實質(zhì)的全面理解，有助于學(xué)生更好理解、掌握物理知識內(nèi)容，更好地應(yīng)用物理知識解決問題。
6、學(xué)物理學(xué)史，認識數(shù)學(xué)在物理中的地位
無論是從伽利略發(fā)現(xiàn)落體規(guī)律的全過程，還是牛頓萬有引力定律的得出，科學(xué)家們都離不開數(shù)學(xué)。愛因斯坦為了研究相對論，前后花了幾年的時間研究數(shù)學(xué)。牛頓為了建立力學(xué)理論，而遇到數(shù)學(xué)困難，他知難而進，提出“流數(shù)法”，建立了二項式定理，并和萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分，為數(shù)學(xué)的發(fā)展開辟了一個新紀元。因此，從物理學(xué)史的講解中，可以培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣，在今后的工作中將在這座基石上建起高樓大廈。此外，講授物理學(xué)史內(nèi)容，介紹科學(xué)家的生平和成就，還能培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義思想和情操，培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作、共同進取的集體精神、熱愛本職工作的敬業(yè)精神，樹立追求真理的科學(xué)理想及樹立辨證唯物主義的世界觀和正確的人生觀、價值觀。中學(xué)課本的物理內(nèi)容與物理學(xué)史的聯(lián)系相當密切，只要我們能積極地進行探索，充分運用物理學(xué)史知識，不僅可以使學(xué)生大開眼界，還可以使物理教學(xué)過程成為一個生動、活潑的過程，從而使學(xué)生在接受物理知識中，能由被動到主動，由消極到積極，起到事半功倍的作用，同時還能對學(xué)生進行德育滲透。
現(xiàn)有的物理知識，都是人類與物理世界的長期對話中，經(jīng)過無數(shù)的曲折與反復(fù)，進行抽象概括而獲得的。只有考察物理學(xué)的過去，才能理解它的現(xiàn)狀，把握它的未來，對物理學(xué)史相關(guān)知識的探究，必將潛移默化地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，對學(xué)生的全面發(fā)展起到積極的促進作用。物理學(xué)屬自然科學(xué)，“人性化”問題屬人文學(xué)科范疇，如何使“二者滲透”，如何以人為本，在傳授物理知識，講述物理規(guī)律，特別涉及到物理學(xué)的發(fā)展時，我們的教學(xué)要具有親和力，不僅見物，還要見人，使學(xué)生感到親切可信。如果我們的學(xué)生能微笑著，自信地學(xué)習物理學(xué)該有多好！
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