科学学科论文博客
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小学科学课程作为培养个人科学素养的基础性课程,它的地位显然已经越发重要了。小学科学作为现代的一门新兴的综合学科,它与其他分科学科相比有着自身显著的特点。下文是我为大家搜集整理的关于小学科学论文1000字的内容,欢迎大家阅读参考!
小学科学论文1000字篇1
浅谈小学科学课堂有效性
【摘 要】科学课程是一门全新的课程,跟老教材的风格完全不同,给人以全新的体验。以往的自然科学教学只注重科学知识的传授、技能的训练,今天的小学科学课堂,应注重科学知识与生活的联系。我们的做法是:让学生走近生活激发兴趣、贴近生活理解材料和结合生活实践操作,并在回归生活的基础上拓展延伸小学科学知识。
【关键词】小学 科学课堂 回归生活
作为小学以往这门课的教学,是在教自然科学课本,很少站在学生生活的高度来审视教学活动,致使科学知识的学习成为了学生生活的一种负担。新的科学课程加入了许多学生感兴趣的内容,更多的让学生回归生活,亲近自然,在实际生活情境中了解更多的科学知识和内容,在实际生活体验中感知知识的乐趣和无穷的奥妙。因此,科学课堂应该着力体现“小课堂,大生活”的理念,科学教师要结合学生的生活 经验 和他们已有的知识,通过设计富有情趣和意义的生活情境,在科学教学中渗透学生的生活,走科学教学生活化的道路,让科学教学回归生活。我们在这里对这个问题结合我们的教学实践也作了些思考。
一、走近生活,激发学生学习科学的兴趣
前苏联 教育 家马卡连柯曾经说过:“有了良好的开端,就等于成功了一半。”好的、贴近学生日常生活情境的新课引入能使学生头脑清醒,兴趣盎然。而浓厚的兴趣是学生学习活动中重要的心理因素,学生的学习欲望往往从兴趣中产生,它可以使学生对科学知识有顽强的追求和积极的探索。培养学生学习兴趣,要求科学教师在平时的教学过程中结合生活实际,讲述应用性科学,使学生在轻松愉快的气氛中学习知识。如,在教学《热传导》一课中,有老师提出:“有一个婴儿肚子饿了,哇、哇地哭着,老奶奶想冲一杯牛奶来喂小宝宝,但牛奶太热不能马上喂;你们能不能帮老奶奶想一个好办法,让小宝宝快一点喝到这杯牛奶啊?”生活中学生也有泡过牛奶、咖啡的经历,情境的感染下同学们都能结合自己的生活经验,纷纷前来献谋献策:“用筷子不停地搅拌能够使牛奶快一点溶解,快一点冷却。” “倒放在大不锈钢盘子中,吹风扇。” “用两个杯子把牛奶倒来倒去……”从生活情景引入到课堂的教学中, 学生有了生活化情境的引导,学生就会感到科学不是那么深不可测,而是和他们非常接近,对实验设计也就会感兴趣了。
二、贴近生活,让学生充分理解学习材料
《科学课程标准》指出:“科学学习要以探究为核心。”探究是一种实践的过程,一种体验的过程,也是发现和创造的过程。要提高科学探究效率,有效选用探究材料是基础和关键。“材料引起学习,材料引起活动”。学习材料是学生解决科学问题,获得科学知识、提高探究能力的基本载体,是学生感受科学与生活的联系,体验科学价值的重要资源。小学科学课的探究材料包括可供观察、探究的所有信息材料和实物材料。如课本、图册、课外读物、媒体信息、 儿童 生活中的所见所闻和熟悉的物品、周围的环境、实验仪器、电教媒体材料等等。提供学生科学的实验仪器有的时候也是非常有必要的,但是试验室的仪器却不利于学生课后继续进行科学研究。所以在教学中,教师可以尽量采用贴近学生生活的实验材料,如牛奶盒、可乐瓶、生日 蛋糕 的泡沫盒等等都是学生进行科学探究的好材料。教学“声音的产生”的时候,除了使用专门的实验器材——音叉以外,更多的是提供给学生一些生活中的材料,例如塑料直尺、橡皮筋、纸张等,要求学生想各种办法使它们发出声音来。并请学生课后继续研究身边常见的物体是怎样发出声音的。
三、结合生活,让学生实践操作
小学科学《课程标准》指出“科学课程最基本的特点是从儿童身边的自然事物开始学习活动,以形成对自然进行探究的态度、技能和获取关于自然的知识。”如教学长方形周长的计算这一节内容的教学中,老师课前让学生准备4根木棍(两根a长、两根b长)。课堂上把学生分成小组活动,在活动前,首先让学生明确,长方形周长就是长方形四条边长度的和。然后让学生活动,学生们个个动脑动手,拼拼摆摆,结果推出三种计算长方形周长的 方法 。第一种,形象直观,即长+宽+长+宽;第二种概括直观,即长×2+宽×2;第三种变感性为理性(长+宽)×2。学生兴趣浓厚,在自己动手摆弄的过程中,加深了对长方形周长的理解,同时也训练学生思维的灵活性,在自主的活动空间中品尝了成功的喜悦。通过课堂教学中具体的操作活动之后,学生对类似几何图形的特征、计算的理解更加透彻,在科学知识的实际应用时,也显得有条有理,灵活多变。
四、回归生活,让科学知识拓展延伸
生活化的科学教育应立足生活,以生活为背景,让学生在生活中不断拓展经验,发展积极的情感,学习必要的技能。生活需要通过行动去感知和探究,没有多感官的参与,没有学生深入的探究,就无法真正感受生活。如在超市购物一例,就要明白:如何购物,熟悉购物的流程,超市环境的创设给人审美的愉悦,商品的分类摆放,到处出现的文字和数字给人以强烈的视觉刺激;如何合理选购自己需要的商品,不盲目消费;体验超市给人们生活带来的便利等等。我们可以给幼儿学生提出任务,在超市中购物,通过实践活动,引导学生解决生活中的实际问题。
总之,让生活中的真实情境成为教学设计的有用资源。小学科学教学内容有着丰富、生动的现实生活背景,我们可以建立起“生活科学”的理念,以课程标准为指导,以教材为框架,大胆应用生活中的素材创设学习情境进行教学。建构主义学习理论认为:学习是学生主动的建构活动,学习应与一定的情境相联系。创设教学情境,可以引导学生感受科学在生活中的重要性,使之产生“情境效应”,它能有效地激励起学生内在的学习动机,促使学生从被动学进入主动学状态,从而提高小学科学课堂教学的有效性。
【参考文献】
[1]科学课程标准(3~6年级)(实验稿). 北京师范大学出版社,2007.
[2]张宏云. 浅谈小学科学课外科技创新活动实践的研究.
[3]汪虹. 在小学科学教学中实施创新教育的点滴体会.
小学科学论文1000字篇2
浅谈小学科学学习材料的有效制作
摘要:材料运用是小学科学课堂教学的重要载体,是提高教学课堂有效性的重要方法和手段。特别是自制学具,不仅保证了科学探究的物质基础,而且升华了科学探究的理论素养。充分利用身边资源,根据材料的适用性、直观性、廉价性、简易性等特点,自制科学学具,优化资源配置,能够丰富科学课程资源,增强学生科学素养,还将课堂还原本色,彰显生本理念,凸显生命课堂。
关键词:小学科学;生活材料;有效制作
《科学课程标准》指出:科学课程应向学生提供充分的科学探究机会,让他们像科学家那样探究……:“哦!原来是这样 !”“为什么不是那样的?”而巧妇难为无米之炊,没有材料的构架,难以完成科学课的教学任务,而且小学科学又多以实验为主,因此材料被认为是小学课堂不可或缺的重要组成部分之关键。
一、巧用生活材料、有效自制学具的策略
1.以适用性为特性自制学具
自制学具首先要适用,具有明确的学习目的,同时要从科学课程和学习需要的实际出发。在三上《磁铁的两极》研究中,需要有一个支架放磁铁,如果用手拿不稳,学生自控力也不好;如果绑凳子上没有那么多木凳,吊在铁架台上会产生一定的影响。鉴于以上考虑,利用一次性杯子,在中间挖个洞,可以在中间、两边同时挂,为了避免两极的磁力较大产生回形针滑动的现象,在磁铁四分之一和四分之三处各绑一根橡皮筋,取材方便,廉价,且学具可重复使用。于学生,操作方便,结果喜人,没有因为是学具问题,使得实验数据有误差或是错误,且数据都较为理想。
2.以直观性为特性自制学具
使用学具是教学的辅助,要以直观性为特性,便于学生观察、理解和记忆,它给学生以感性的、形象而具体的知识,有助于提高学生学习的有效性。所以自制学具要遵循直观性特性,要简单明了,便于操作。如做拱桥时,利用西瓜皮搭建,效果明显,从生活材料中的一般现象,延伸到拱形的概念,这种直观性的教学方式,符合小学生的年龄特征。
3.以廉价性为特性自制学具
自制学具的目的是为了通过有效的材料,辅助学生科学的学习,从而提高课堂教学质量,使“教”与“学”双边活动能顺利进行,所以必须考虑经济性,且很多时候,自制学具是没有可靠的资金来源,所需的经费也没有列入学校的专项资金中,购买材料时只能是制作者自掏腰包。这就要求我们平时要眼勤、手勤,时刻留意在生活和工作中身边那些自制学具所需的废旧材料,如矿泉水瓶、可乐瓶、酸奶盒、废报纸等及时收集整理。在制作学具时,可以不买的材料尽量不买,从经济的角度出发,尽可能少花钱、多办事。这样既能调动学生关注身边废旧物品的积极性,培养学生艰苦奋斗精神,又能 变废为宝 ,可谓一举多得。如雪碧瓶可以用来做水火箭,大小不一的塑料水瓶可以用来建高塔等等。
4.以简易且具创造性为特性自制学具
学具要不断要有创意,可以说它是自制学具的灵魂,且考虑到小学阶段这个局限性,应以简易的学具为主,最好学生也可以动手操作,有助于学生的课外拓展。三下《4.4磁极的相互作用》一课中,用悬挂法来认识磁铁的指向性。对于三年级学生,用这样的细线绑、打结、挂,还要求平衡,有相当的难度。如何可以简易操作,实验效果又好,为此,制作了磁铁指向性研究悬挂器。改进后的学具使用大大降低了操作难度,达到了让学生能简易操作,节省了时间,磁铁静止了,学生们统观了全班各组的实验结果,整齐划一,一端指南,一端指北,直观地发现磁铁的南北指向性,此情此景给人留下了深刻印象。学具制作所用材料易得,制作简单,结构简单,外形美观,易于操作,实验效果好,并可反复使用。
二、巧用生活材料,自制学具的思考
1.巧妙解决材料与教学内容不匹配的问题
巧用生活材料,自制学具,解决了教学中很多材料不够,材料与教学内容不匹配的问题。教学材料有限,是制约小学科学课堂的因素之一,比较多的学校材料紧张,经常出现好几个人拼用一架学具,大大减少了学生的技能操练时间,学生的科学技能练习的密度不够。学生若能从生活材料中取材,就能顺利的解决此类或者部分器材短缺问题。一些教学公司提供的教具,价格昂贵,并且常常出现在展示某个现象或是技能练习时,不能完全准确的表达某个知识点的全部内涵,经过改制的或自制的教学器具,经过从头到尾的剖析原理,剖析过程,在运用时,在教学讲解,示范,练习时,能够简炼明了的凸显教学内容。
2.源于生活的学具培养了学生的利用能力
部分学具从生活中来,拓展学生的信息,资源收集,巧制能力,培养学生广泛的利用各种教室以外的资源。做中学,生活中学一直是教学的真谛,特别是对小学科学课堂。教室以后的世界才是真正孩子学习科学,利用科学的大舞台,大战场。利用生活材料,自制一些学具,才能更好的让孩子发现科学的奇妙,引导孩子去探索科学,走进科学。
3. 巧用生活材料自制学具,丰富了课程资源
巧用生活材料自制学具,丰富了课程资源,拓展了教学内容,优化了教学方式与手段。通过师生共同自制学具的过程,实质是学生以丰富多彩的实践活动参与到教学的整个过程。自制学具主要是学生对器材的原理、结构要有科学的认识,并通过自己的想象和实践来自制出比较实用的器材,同时在教师正确的、科学的指导方式下,通过平时对周围事物的观察和研究,发挥自己的 想象力 、创造力和动手能力,积极地进行器材的自制,这样学生的想象力、创造力和动手能力得到很大程度的提高。教师运用更简练的语言,更开放的姿态驾驭课堂,做到将更多的时间和空间还给学生。教学方式和手段与孩子的学习方式,已有的知识准备相匹配,与孩子一起自主,合作,探究的享受科学课堂的世界。
参考文献:
[1]徐红波.材料―小学科学课堂的支架[J].学园,2010,10(4)
[2]徐明荣.小学科学课材料管理的策略[J].实验教学与仪器,2010,2
小学科学论文1000字篇3
试谈实验课在小学科学教学中的必要性
一、实验课对小学科学的影响
提起中国教育,想到的就是“考试”,这是检测学生学习成果的常见方式,通过试题可以检验学生对知识的掌握程度,但并不能全面涵盖学习能力,这样的测试形式过于单一。科考制度深入人心,在很多家长和老师看来,拿到最高分孩子就是获得了成功,其实不然,在很多学科中分数只是数字而已。小学科学课程重点是对学科知识的理解力和学习知识的方式,所以考试并不是最适合的。转变教学的观念,将传统型的教学模式向探索性的教学模式上发展。在小学科学教学过程中加入实验课程,将“分数定天下”转变成以实践能力为标准的教学模式。实验课引进小学科学课程中有以下几个优点。(1)实验课增加课程的多样性,提高学生学习兴趣;(2)实验课注重过程,学生有较强的参与感,通过完成实验,可以培养学生的耐心和信心;(3)实验课检测知识掌握能力,同时可以看出学生的科学素养;(4)实验课多是以小组为单位进行讨论研究,可以培养学生合作探究的精神。
二、实验课在科学授课中遇到的问题及解决办法
实验课对于小学科学具有重要的意义,所以各个学校都进行实验课学习,但实际情况并不乐观,出现了很多的问题。
1.实验课学习的效率低下
小学科学引进实验课后,学生的多数注意力被各式的实验仪器所吸引,老师在讲实验步骤和注意事项根本不会,导致在实验过程中的小错误不断出现,不能掌握知识,学习效率较低。解决办法:老师先明确实验课在小学科学中的地位,由于小学生的自律性还有待加强,所以在考虑学生兴趣时,也需要对课程流程有良好把控,既不能完全将时间交给学生,还需要保证实验课的效果。在实验课程中,要抓住实验的每一个环节,将环节做细,让学生在环节中寻找学习的乐趣,同时提高实验课的学习效率。例如,在六年级上册的杠杆科学中,进行杠杆实验,老师首先明确支点、用力点以及阻力点之间的关系,介绍省力杠杆和费力杠杆,现场示范挂钩码的方式,学生凭借观察先以小组为单位自己挂,然后老师指出其中的不对之处,再对挂钩码的三种方式进行深化,让学生明白钩码和平衡之间的关系。
2.学生对实验课的创新能力差
在小学科学实验时,学生由于不了解实验课程,所以在上课时无法产生好奇心,在进行实验时也只是按部就班完成,无法启发创新意识。解决办法:兴趣是第一发展力,实验课也是为了培养学生兴趣,老师可以在课前对下一堂实验课的内容进行预热,或布置相关实验性家庭作业,让学生参与到实验过程中,对结果产生好奇心,在此基础上再进行创新诱导,帮助学生建立创新意识。在进行花、果实、种子的学习时,老师布置作业让学生找寻身边的花、果实、种子各一种,并带到实验课堂上。首先对每个人带来的试验品进行点评,明确花、果实和种子的概念,准备容易混淆的PPT进行课堂展示,深化三者概念,然后向学生抛出疑问“身边的种子和果实还有哪些?”最后再以小组为单位进行花结构的观察。
3.实验课中团队意识不强
小学生的分组实验,由于对实验形式的不了解,导致有些学生害怕、羞于实验。即便是进行了分组还是无法保证每个学生参与。解决办法:分组是实验的前提,为了避免学生不参与,可以组织团队讨论,并且每个组都需要针对实验阐述自己的想法。老师可以挑选学生进行陈述,锻炼平日不敢于发言的学生,让他们在团队的帮助下更加茁壮成长。对学生的讨论结果,老师应该是肯定和鼓励态度。像是种子萌芽实验中,如果有小组种子没有定期萌芽,那老师首先要肯定小组的能力以及他们的努力,并通过教案的方式,告诉他们哪些操作有缺陷,再鼓励他们重新进行种子萌芽实验,直到真正的种子萌芽。
三、 总结
实验课让小学科学课程更加多样化,注重操作能力,小学生的创新能力、观察能力、团队意识等都可以通过实验课程进行提高,这其中老师起到了至关重要的作用。老师可以通过注重课程细节、激发学生好奇心、肯定团队成果的方式,帮助学生获得实验成果,建立学习信心。实验课对小学科学来讲意义重大,老师应该严格按照教学目的进行,同时也需要根据学生情况进行特色创新,培养学生的科学素养。
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初中科学论文
科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:
1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜
利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。
2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜
它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩
汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。
4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔
茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。
5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的
当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
再如下面一个例子:
五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。
一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。
另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。
这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。
谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。
物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。
物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上1.5V的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“2.4V、0.5A”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上2.4V的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。
身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”
今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
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:
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[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。
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