水力学论文3000字

水力学论文3000字

黄河治理方略

摘要：治黄方略为我国历代安民的决策课题。本文针对“水少沙多”这两点黄河难治的症结，指出减少入黄沙量的治本之策为采用现代工程措施,将黄土高原水土严重流失区整治成错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。同时提出了与外流域调水结合的综合治理方略，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，增加黄河过洪能力，小浪底水库也可乘机排沙入海。

关键词：黄河 治理方略 泥沙

1 引言
黄河对于中华民族的意义是包括长江在内的其它河流无法比拟的，她流经中国腹地，诞生了中华民族，炎黄子孙既得益于黄河与黄土的哺育而生息繁荣，又受害于黄河与黄土相伴造成的黄河下游河道“善淤、善决、善徙”而治水不止。在中华民族生存发展史中，有很大的篇幅都与黄河治理有关。在历朝历代，治黄方略如何制订均是我国安民的决策课题。倍受后人推崇的最早的治黄成功事例是传说中的大禹治水。他改进了共工和鲧“ 围堵障水”的作法，采用“疏川导滞”之策，平息了水患。这一传说，实际上是对先民治河的总结[1]。从周以后的文献记载中，可证实防御洪水的黄河大堤的雏形远在春秋战国时期以前即已存在。以后诸侯国家兴起，可以组织更多的人力、物力，从一时一地出发，在大河两侧出现各自为政、甚至以邻为壑的堤防。规模比较大的和比较长的就成为我国早期的长城了。文字记载十分确切的是在西汉汉哀帝即位之初贾让提出的治河三策，是继鲧、禹之后较早提出创见并且见于正史记载的重要治黄方略。贾让当时面对的黄河下游河道“河高出民屋”，已是“地上悬河”，堤防宽窄很不一致，布局更是混乱，所以他最不主张的下策是筑堤治河。三策中的上策主张放弃旧有河道，人工改道北流。他认为“此功一立，河定民安，千载无患，故谓之一策。”中策主张开渠引水，分洪入漳。“此诚富国安民，兴利除害，支数百岁，故谓之中策。”限于当时的社会经济条件，贾让三策均没能认真实现。东汉王景的宽河行洪之策得到了大规模实施。他选定行河路线较优的线路，自荥阳东至千乘海口千余里，修渠筑堤，并利用沿河大泽进行放淤，取得了无重大改道变迁的成就，一直倍受后人赞赏。但是这种安澜毕竟是相对的，大量的泥沙淤积，至少隋唐五代出现了泛滥决口，更不可能有“千年无恙”的史实。值得借鉴的是明朝潘季驯“束水攻沙”的治河理论与实践。他主张南北两岸“坚筑堤防”，努力完善堤防系统，如用缕堤束水攻沙，用遥堤约束洪水泛滥，用格堤阻止滩区行洪并促进滩地落淤；为防御大洪水，又修建滚水坝分泄水。并且在当时黄河南流的条件下，充分利用淮河之水，借助洪泽湖的调节能力“蓄清刷黄”。潘季驯治河实现了由分流到合流，由治水到治沙两个转折，抓住黄河泥沙淤积这个根本问题，显然这一点是很高明的。因此，在他之后的明、清治河举措，多遵循他的治河原则。他的治河思想和方法甚至影响至今。但黄河河床仍继续淤高，泥沙灾害日益积累，以致于1855年发生了铜瓦厢决口改道的剧变。
黄河治理开发真正取得巨大进展是最近50年的事，黄河已开始变成为人们兴利造福的河流。总结治黄成败经验和科学研究成果，认为采用“拦、排、放、调、挖，综合治理”等措施，标本兼治，近远结合，可以妥善解决泥沙问题；采取“上拦下排，两岸分滞”的方针，可以有效地控制洪水。将两者有机地结合起来，即形成一个防洪减淤的工程体系。显而易见，如此治黄已将黄河作为一个整体来考虑治理对策，人们对黄河的研究与治理实践进入了一个崭新的阶段。昔日千疮百孔的黄河大堤，而今变成了宏伟的“水上长城”，成为海河与淮河的分水岭，在人们的努力下，取得了连续52年伏秋大汛不决口的奇迹和综合治理开发的丰硕成果，治黄成就举世公认。然而黄河毕竟是世界上最难治理的河流，4000多年前的大禹治水以来，历经多少前辈的治河实践，一直未能改变黄河这条泥龙恣意游荡的脾气。史书上清晰出现着2600多年里黄河泛滥1500次、改道26次的记载。下游决口泛滥范围，北抵津沽，南达江淮，纵横25万km2。频繁的决口改道，给两岸群众带来了深重的灾害。而今，随着黄河流域人口急剧增长，经济建设迅速发展和人类活动强度大大增加，母亲河的忧患仍在。由于冲沙入海的水量大大削减，下游河床不断淤积抬高，行洪能力大大减弱，高滩滩面漫水机遇已与1855年铜瓦厢决口前的情况接近，河道已趋于预警高度，悬河形势极为严峻；严重威胁着下游两岸人民生命财产的安全。另一方面，却又生发出季节性断流的灾患，自1972年以来的27年中就有21年断流，尤其90年代，年年出现断流。影响到依靠黄河供水的城乡生活和工农业生产用水，不仅直接造成重大经济损失，还带来了诸多的生态环境问题[2，3]，如加重了河口地区土地盐碱化，河口湿地生态系统退化，生物多样性减少，使黄河三角洲日渐贫瘠。黄河断流、洪涝灾害的环境恶化相互交

加，黄河安澜中隐伏着危机，治黄事业无比艰巨又任重道远。特别是随着国民经济的发展和黄河的演变，对黄河治理和开发又提出了更高的要求，使治黄面临着许多问题。如何使治黄事业更为符合客观的自然规律和社会经济规律，亟待于我们继续探索和奋斗。本文在前人研究和实践基础上，就黄河的治理方略述一管见。

2 减少入黄沙量的治本之策

众所周知，黄河难治的症结在于沙多，而沙多的原因是黄土高原地区严重的水土流失。该地区西为祁连山余脉，西北为贺兰山，东至管涔山及太行山，北起阴山，南抵秦岭，共有64万km2，海拔1000～1500m，相对高差100～300m，这是世界上黄土覆盖最深厚、黄土地形最典型的地区。特殊的边界条件下，中游暴雨是黄土高原土壤强烈侵蚀以及水土严重流失的动力因素，“愈冲愈陡，愈陡愈冲”[4]，使黄土高原被切割得支离破碎，沟壑纵横，每年来自黄土丘陵沟壑区的泥沙达10亿吨左右，土壤侵蚀模数可达20000t/(a·5km2),大量泥沙入黄，致使一些水库湮废失效，下游河道不断淤高，防洪压力日趋加重。不少人认为，黄土高原历史上曾经是植被良好的繁荣富庶之地，希望通过植树种草，改变黄土高原的生态环境，从而达到根治黄河的目的。但是也应认识到，黄河塑造出的华北大平原是中华民族繁衍生息的中心地带，黄河早在远古时期就是一条多沙河流。《左传》引用周诗：“俟河之清，人寿几何!”表明更早的年代黄河已是相当浑浊，因为黄河沙多的自然现象应该比这句周诗要早得多。她所流经的中游地区，特别是现代界定的严重水土流失区中的大部分地区，自古即是自然条件极为严酷、水蚀风蚀最为严重的地区。这可以《诗经·小雅·十月之交》为证：“烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢萃崩。高岸为谷，深谷为陵”。该诗生动地描绘了2000多年前大暴雨后山洪暴发时黄土高原土壤强烈侵蚀的自然景观。再如《禹贡》中所称：“禹别九洲， 随山浚川”，表明当时黄土高原地区土壤侵蚀已十分严重，大量泥沙入黄，使黄河下游河道淤积日益严重，人们才会产生“随山浚川”(亦即随着山去导滞，疏浚上游的河道)的设想。原始的或常规的生产方式很难保证植物生长有良好的立地条件，“皮之不存，毛将焉附”，因此，也就难以达到具有一定覆盖度的植被状况[5]。无论如何，对古代黄河中游地区植被状况的估计一定要考虑自然气候的制约影响。《诗经·大雅·云汉》描述了周宣王时大旱多年的情景：“旱既大甚，涤涤山川，旱魃为虐，如�NFDA4�如焚”。也就是说大地旱得好象起火燃烧，山川干枯。显然如此干旱的气候之下，很难存在良好的植被。

我们认为，对于黄土高原地区的水土保持，必须跳出传统框框，采用现代工程措施，如修筑控制性拦沙工程、淤泥坝系及必要的挡土墙，变沟壑为平地；也包括人工定向爆破等措施，使一座座高耸的峁峁梁梁填充沟壑，变坡地为相对平原。同时，辅以必要的生物措施。这些措施把经多年治理如今仅占黄土高原地区总面积约20%、而入黄泥沙却占总入黄沙量80%左右的水土严重流失区，改造成一片片错落有致的相对平原[6]。在这种失去了侵蚀地理环境的“平原”之上，水土流失被遏制，该地貌类型区入黄泥沙可减少70～80%(实际上入黄泥沙不可能也不需要减少100%，否则将会使下游河道遭受较强的冲刷，特别是给河口三角洲地区带来很大麻烦)。

只有从最基本的流域单元入手，通过工程措施改变水土严重流失区的侵蚀地理环境，才是黄河治本之策，而且这决非很久之后才可能实现的事情，只要立即动手，分步实施，10多年足矣。在这些具备涵养水源条件的人造“黄土平原”上，再采取相应的生物措施，不远的将来就不难实现“再造山川秀美的西北地区”的宏伟目标。从现有的技术经济条件来说，这完全是可行的。面向21世纪我国经济发展向西部战略转移，从社会与生态环境协调的角度讲，这也是十分必要的。

3 与外流域调水结合的综合治理方略

相传我国上古之时，“汤汤洪水方割，荡荡怀山襄陵，浩浩滔天”。然而，历经沧桑，黄河近代水资源日趋贫乏，其水量仅占全国河川径流量的2%，大量资料表明，水少是黄河下游河床不断淤积升高的主要动力因素，也是黄河难治的另一症结。模型试验发现，洪水机遇减少是黄河下游近些年河床萎缩、过洪能力很低的主要原因[7]。从水资源角度讲，黄河是惟一流经干旱缺水的西北、华北地区的一条源远流长的大河，流域内地域广阔，环境多样，土地与矿藏丰富，因水资源贫乏而制约着发展，因此黄河治理不仅要考虑防洪，而且还要考虑水资源问题。花园口以上多年平均径流深77mm，相对于全国平均径流深276mm的28%，黄河下游地区水资源严重短缺属长期性、区域性、资源性缺水，因此，缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是开源，即从外流域调水济黄，增补黄河有效水资源量，这是适应发展的长期战略措施。为此可利用黄河以南所处的优越地理位置，

基本上沿南水北调中线方案线路，自汉江丹江口水库始，沿途把汉江、淮河上游可引之水经河南南阳、平顶山、许昌等地，在郑州以西桃花峪上游(如孤柏嘴附近)自流引入黄河，并利用东平湖和拟建的桃花峪水利工程加以调节。尔后，通过现有的下游引黄工程，包括引黄济津、引黄入冀(现有的共产主义引黄工程和位山引黄入冀工程供水能力已经很大)、引黄济青工程，向河南、山东、河北相关地区供水，兼顾南水北调中线、东线方案的调水作用。从而减轻黄河水供需压力，达到解决下游断流、保证输沙用水量、改善下游河道淤积状况之目的。如果调水规模有保证，不但能缓解河北有关地区用水紧张局面，还可再通过河北水系的局部调整接济京津，满足原中线南水北调方案对京津的供水要求。在此前提下，黄河流域来水可主要考虑本流域中上游用水，相应缓解了黄河中上游水资源短缺的不利局面。并且小浪底水库可按照“高水高用”的原则，相机调水北上。

从丹江口水库调水入黄，沿途干渠应与淮河流域的河流和集水区域平交，与该流域的防洪体系相结合，形成“串联水库”，除发挥相应的供水作用外，特别是在淮河、汉江流域的暴雨期，还将产生其他巨大的社会经济效益。其一，通过优化调度，将淮河、汉江流域无法承受的洪量调入黄河，把黄河下游河道作为淮河上游各大支流的洪水入海通道，淮河、汉江的防洪压力遂大为减轻。其二，调洪水入黄，可冲刷黄河下游河道，扩大主槽断面面积，提高过洪能力，减少下游河道淤积。赵业安等专家的研究结果[8]及我们开展的模型试验资料[7]表明，黄河下游有“大水带大沙”及“大水出好河”的规律，水少沙多是黄河下游河道淤积的根本原因，且水沙搭配不相适应是造成黄河下游河道淤积抬高的又一主要原因。因此[9]，只有调洪水入黄，使流量与含沙量相适应，“大水带大沙”时，才能取得最好的输沙减淤效果。其三，小浪底水库的库容，是发挥综合利用效益的保证[10]，小浪底水库可借分洪调水之机集中排沙，利用大水排沙入海，相应增加了水库极为宝贵的库容。加大了水库调节能力，极大地提高水库的综合利用效益。

总之，如此调水对黄河防洪减淤乃至整个黄河治理都能产生巨大效益，同时对改善黄河下游特别是三角洲地区的生态环境具有重要意义。大量泥沙填海造陆，不断扩大河口三角洲国土面积，并有利于当地海上石油变为陆地开采，其意义甚为深远。

为弥补汉江下游枯水期用水，可修建引江济汉工程，即从荆江沙市附近自高而下向汉江下游开渠调水，为节省渠道长度，并便于调蓄，引江济汉工程可经过长湖。初步选在沙洋镇以下作为入汉江江口，入江口位于规划梯级之一的兴隆枢纽上游，以便于调节。荆江年均径流量大且较稳定，汛期长达半年之久，故引水补汉是有保证的，同时洪水期还可减轻荆江防洪压力。

4 结语

治理黄河方略必须针对“水少沙多”这一症结进行科学制订。为使黄土高原地区入黄沙量大大减少，应采用现代工程措施，将水土严重流失区整治成一片片错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。这一治本之策无疑是行之有效的。

为缓解黄河流域特别是下游地区水资源供需矛盾，应从汉江、淮河上游调水入黄，冲沙减淤，改善生态环境，兼顾南水北调中线、东线工程的供水作用，并通过黄河以南构成的“串联水库”的调度，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，扩大黄河下游河道过洪断面，同时将小浪底水库乘机所排泥沙输送入海，提高该水库的综合效益。

本文提出的治黄方略，不仅把黄河作为一个整体来研究治理对策，而且还把临近流域作为一个系统加以考虑，防洪与用水问题等统筹兼顾，最大限度实现黄淮海平原的水资源优化调配。

参考文献

[1]谢鉴衡，赵文林。黄河泥沙问题的历史和现状。黄河泥沙。赵文林主编。黄河水利出版社，1996.

[2]张俊华，张红武，陈书奎等。黄河下游断流影响、原因及对策。见:中国水利水电工程技术进展。邵维文主编。北京: 海洋出版社，1999.

[3]姚文艺，赵业安等。黄河下游河道断流初探。水科学进展，1999，(2).

[4]谢家泽。关于黄河下游治理问题。谢家泽文集。北京:中国科学技术出版社，1995.

[5]张红武。黄河问题的对策。科学时报，1999.3.24.

[6]张红武，张俊华，姚文艺。根治黄河不是梦幻。科技日报, 1997.

[7]张红武，江恩惠等。黄河高含沙洪水模型的相似律。郑州:河南科学技术出版社，1994.

[8]赵业安，潘贤娣等。黄河下游河道冲淤情况及基本规律。见:黄河水利研究所科学研究论文集。(第一集，泥沙·水土保持). 河南科学技术出版社，1989.

[9]赵业安，潘贤娣。泥沙研究在黄河治理开发中的战略地位。黄河泥沙。赵文林主编。 黄河水利出版社，1996.

[10]张俊华，张红武。小浪底库区泥沙淤积及下游减淤作用研究。见:中国水利水电工程技术进展。邵维文主编。北京: 海洋出版社，1999.

求一篇3000字水利水电工程导论的论文

其实你可以根据自己的专业去确定一个方向，然后再具体的去找下资料和范文，
先不着急去写，然后再定题目，最好要根据题目去找找资料和文献，
具体的看题目了，不同的题目有不同的要求的。

自然科学学术论文3000字范文

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。

2.1 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。

2.2 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。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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]m Theory and the Schism in Physics [M].Rowman and Littlefield Prb.1982.

[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。