浅析科学理性与人文精神在物理课堂教学中的结合

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-04-28 10:45:26

1、伽利略对自由落体运动的研究
  16世纪,意大利学者伽利略对亚里士多德的看法提出了质疑,并对自由落体运动进行了深入的研究。伽利略对自由落体运动的研究方法大体可归结为以下几点:
  1.1发现问题
  伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。伽利略认为,如果亚里士多德的观点是对的,即重物比轻物下落得快,那么把重物和轻物拴在一起下落,它们将是什么结果呢?照亚里士多德的说法,重物下落得快,轻物下落的得慢,由于两物拴在一起,“轻的”被“慢的”拉着,“慢的”被“快的”拖着,所以两物拴在一起的速度应是不快不慢。同样,照亚里士多德的说法,两物拴在一起,应该是更重了,那它们应该下落得更快。这两个结论都是由亚里士多德的论断推出来的,但得到的却是互相矛盾的结果。可见,亚里士多德的观点是错误的。
  1.2提出假设
  伽利略认为,重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动,物体的速度应该是均匀变化的。但是,速度的变化怎样才算是均匀的呢?他考虑了两种可能:一种是速度的变化对时间来说是均匀的,即v与t成正比;另一种是速度的变化对位移来说是均匀的,即v与x成正比。
  1.3数学推理
  伽利略通过数学运算得出:如果v与x成正比,将会得到荒谬的结论;如果v与t成正比,它通过的位移x就与t2成正比。
  1.4实验验证
   为了便于测量时间,伽利略设法用斜面做实验。他在木制斜槽上蒙上羊皮纸,让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下,通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究,发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比,小球的运动是匀变速直线运动,且倾角一定不同小球的加速度一定,倾角越大加速度越大。
  1.5合理外推
  伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推:设想斜面的倾角越接近900,小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动;当斜面的倾角达到900时,小球就做自由落体运动。从而,自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,且所有物体自由下落时的加速度都相同。
  2、对物理课程中科学人文教育的反思
  20世纪后期,科学与人文融合的课程观逐渐形成。这种课程观的出现,源于三方面的原因:当代科学技术发展显示高度社会化的特征;对科学本质的社会性认识的深化;以人为本的教育观的形成。上述三方面的变化促使人们对现实反思。一方面。人们开始对科学理性与人文精神的对立表现出深深的忧虑;另一方面,人们对现代科学教育严重脱离生活的现实反思。于是寻求科学理性与人文精神的融合进入了人们的野视。科学人文性课程,就是科学主义课程和人本主义课程整合建构的课程,它以科学为基础,以人自身的完善和解放为最高目的,强调人的科学素质与人文修养的辩证统一,致力于科学知识、科学精神和人文精神的沟通与融合。
  实际上,物理学的发展改变着人类对自然、宇宙的认识,也极大地丰富了人类文明的思想宝库。物理学家探究的理论成果本身,寥寥可数的定律和原理反映着自然界大干变化,是那么的简洁和精致,既富有理性又充满美感。此外,物理学家在探究过程中执着的追求,不畏艰难、酷爱思考、为人类奉献的优良品德也是物理课程实施教育不可多得的宝贵资源。但在传统物理课程中,只见作为科学结论的理论知识,而科学作为一种创造的探究过程,丰富的科学人文教育的资源被白白地浪费掉,物理课程的整体教育功能不能有效发挥。因此,我们应当从更高的层面上设计课程,让科学思想、科学理念、科学的美成为物理课程的重要目标和内容,发挥物理科学的人文教育功能。物理课程的人文教育功能不应是附带的功能。
  3、挖掘人文教育因素,关注科学思想与人文精神的熏陶
  物理学建立和发展过程中以及物理学本身就富含人文因素,人文因素为物理课程所固有,而不是强加于物理课程的,现在要解决的是如何去挖掘这些丰富的人文教育因素,使科学教育与人文教育有机地融合起来。下面提出几点建议:

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