20世纪上半年,爱因斯坦用相对论描述了空间和时间的运作方式,玻尔则用量子理论描述了物质的量子特性。20世纪下半叶,物理学家沿着这两大理论指引的道路,展开了对宇宙构造与微观基本粒子的探索。本节就是描述物理学家们关于宇宙结构研究的成果。
对宇宙的认识,是自人类产生以来从未停止的思考。“天似苍穹,笼盖四野”,是国人的总结。直观来看,地在下,天在上,人在天地之间,是基本的人类理解图式。《道德经》讲:域中有四大,道大、天大、地大、人大。其中的道大,是老子对先天地生的神秘宇宙的理解。在实验、测量、计算和严格的推导之前,科学首先是一种视觉活动。科学思想得益于以新的方式“看”事物的能力。那么,对宇宙的看法,经历了一个怎样的过程?
最初的看法是,天与地被一分为二,这种看法在世界各地许多神话中出现。接下来的看法是,地球是宇宙的中心,因为我们感到太阳、月亮和星辰都围绕着我们转。地球是一块圆形的大石头。在毕达哥拉斯、亚里士多德眼中就是如此。
再接下来的看法是,地球不是宇宙的中心,中心是太阳。哥白尼是这一看法的先驱。
人类的看法还在不断的进步,很快,我们发现太阳也不是宇宙的中心,它只是太阳系中一颗普通的恒星,太阳系也不过是不计其数的星系中的一个,相对于更为广阔的银河系,太阳仅是沧海一粟。20世纪30年代,天文学家对星云进行精确测量后发现,银河系本身也只是众多星系中的一颗尘埃。
从太空轨道上哈勃望远镜传送回来的照片上,我们看到了一张布满黑点的照片,那每一个黑点都是一个星系,每一个星系都存在有无数个像太阳一样的恒星,每个恒星周围都有行星围绕。
这片无边无际的宇宙空间,并非一马平川,而是弯曲的,就像波浪起伏的海绵一样。望着这片无边无际的大海,我们目前所知道的的是,这个布满星系、充满弹性的浩瀚宇宙是大约150亿年前,由一个极热极密的小星云演化而来的。它诞生时,就像一个乒乓球,大爆炸后一直膨胀,并且到今天还处在不断膨胀之中,未来是什么样子,现在还不得而知。
佛经讲:一花一世界,一叶一菩提。此言是说,宇宙的奥妙,都藏在一朵寻常的花中。以此观点,一个原子就是一个宇宙,一个星体也是一个宇宙。从上文所描述的我们对宇宙结构的看法的演变过程中可以知道,由原子构成分子,由分子构成物质,由物质构成星体,由星体构成星系,由星系构成星团,由星团构成宏观宇宙。宇宙结构的这种层次性,使我们从地球中心的狭隘认知中走出来,开始真正体会“一花一世界”所深藏的妙义。
从地球向外空扩展,宇宙的天体系统分别是地月系、太阳系、银河系、河外星系以及由星系构成的星团。恒星和星云是最基本的天体。太阳系中共有8大行星(原来构成9大行星的冥王星已经降为矮行星),除水星和金星外,其他行星都有卫星绕转。地球有一个卫星:月球;土星卫星最多,已经确认的有17颗。行星、小行星、彗星、流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。整个太阳系的直径约为120亿千米。
太阳系外,大约有2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成银河系,银行系的直径约为10万光年,位于银河系的太阳距离银河系的中心约3万光年。银河系之外,还有更广阔的天际,现已观测到类似于银河系的天体约10亿个。
而由这些巨大星系构成的星团,现已发现有上万个。每一个星团约有万余个星系,直径达上千万光年。由若干星团构成的天体叫超星系团,其直径可达数亿光年。
目前,人类天文观测范围已经拓展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。时间尺度不断扩展,是我们对所观察到的宇宙结构的总印象,宇宙到底有多大?我们现在还不清楚。科学家们认为,宇宙还处在不断的膨胀之中,形象的说,宇宙正处在少年时期……由此看来,我们人类在宇宙之中,只能算是微尘当中的微尘,渺小到可以忽略不计。那么,我们还有什么理由不珍惜自己那眨眼即逝的生命呢?
“今天,我来给大家变个‘魔术’,可要仔细看哟!”只见科学课王老师冲着我们神秘地笑了笑,同学们真摸不清楚王老师的葫芦里卖的是什么药。
只见王老师打开了他带来的塑料袋,小心翼翼拿出一张手掌大的正方形纸片和一个常见的玻璃杯。王老师叫一个同学去给杯子盛满水,还特意强调了“要盛满水”。这真让我们丈二和尚——摸不着头脑。
同学们不约而同地讨论起来:“王老师要干什么呀?”“你知道做什么用得着这些玩意儿吗?”
“好,安静,让你们见证一下奇迹吧!”王老师推了推眼镜,学着刘谦的腔调说道,又学着刘谦撸起了袖子,想证明一下袖子里没有什么道具或是小机关。
大家个个不敢眨眼,生怕眨眼的一瞬间,王老师会做一些细小的手脚。只见王老师先用拇指和食指捏起纸片,做了个“OK”的姿势,随后又将纸片轻轻地放在盛满水的杯子口上,又将在杯口上的'纸沿着杯口的圆形轮廓按了按,接着用手小心谨慎地在纸面上轻轻抹平,几秒钟后,王老师才慢慢地端起杯子。我瞪大双眼观看着,不想漏掉见证奇迹的每分每秒。突然,王老师猛地将杯子翻了过来,班上一片惊叫声——那杯子里的水竟然一点儿也没有洒出或是渗出。我的心提到了嗓子眼,情不自禁地鼓起掌来,王老师也向我们鞠了躬,道了谢。
“这到底是为什么呢?”每个同学的心中都产生这样一个问题,而王老师却让我们自己去琢磨,发现其中的奥秘。
“难道王老师有特异功能?”“不,不,这怎么可能呢!”“杯口粘了胶水?”“不,不,不,如有胶水,盛水的同学应该会发现呀……”我百思不得其解,最后多亏了“网络”的帮忙,使我明白了其中的奥秘:原来,一张纸是顶不住一杯水的力量的,而真正起到神奇力量的是大气压,当水杯灌满水盖上纸后,杯中的大气压就低于杯外的气压,杯外的大气压压住了纸,水就流不出来了。
原来,大自然的“魔力”有许多呢!
物理学科是一门综合程度极高得自然学科,它要求物理教师具有丰富得物理知识和相关学科得知识,在专业素养方面成为“一专多能”得复合型人才。新课程对物理教师得知识结构和能力都提出了新得要求,教师要通过不断学习,充实完善自己。随着科技得发展,物理研究得最新成果不断涌现,并不断融入到新教材中。所以,教师要学习这些新知识,完善自己得知识结构;新课程注重物理得教育功能,主张通过物理教育对学生进行素质得培养。但由于长期受应试教育得影响,多数物理教师在人文素养方面普遍缺失,因此,教师要学习人类社会丰富得科学知识,不断提高自己得人文素养;新课程对物理教师还提出了新得能力要求,如要具有与人交往合作得能力、教学研究能力、信息技术与教材得整合能力、课程设计与开发等能力。
在新课程内容框架下,绝大多数教师由于知识得综合性与前瞻性不足,难以独自很好地完成对学生课题得所有指导工作,要求教师之间必须建立起协作得工作思想。从仅仅关注本学科走向关注其他相关学科,从习惯于孤芳自赏到学会欣赏其他教师得工作和能力,从独立完成教学任务到和其他教师一起取长补短。
在新形势下,教师第一次处于被学生选择得地位,必须重新审视自己得知识结构,将终身学习内化为自学行为,时刻保持学习、研究、反思、发现、探究、创新及总结得态度,力求成为一个学识渊博、具有扎实得基础知识和现代化信息素质得教育工作者
我一直认为,物理和艺术是没有交集的,它们的相碰不过是机缘巧合罢了。而我却没想到,这本书带我走进了一个别样的物理世界和艺术殿堂。
作者施大宁以一种抽象的意识,将每一章的内容用极其生动简略的语言进行概括,例如“硬币的两面”、“持久的革命”等等。作者以艺术的表现形式解释复杂的物理原理,用直观的图片来进一步阐释抽象的道理。
美术画作中有远近事物的区分,因此艺术家对画布上物体的大小就要好好斟酌。在解释这个原理时,书中以著名画家拉斐尔的作品《雅典学院》为例,首先对画中众多人员站位做简单的介绍,然后深入的比较远近人物在位置摆放上的差别。简练的语言,绝妙的图释,让我这个文科生很快理解这种抽象的物理原理。同时也让我明白,一幅看似简单的画里原来深藏玄机,那些生活中我们看似简单的事情,往往蕴含着深刻的科学道理。
施大宁兼以物理学家和艺术家的视角,相互平行的阐述了人类图像建立的发展历程,以及对物质运动的基本形式(时间、空间和光)的认识,让普通人也能体会到物理的艺术之美。
这本书使我看到物理与艺术相得益彰的和谐之美。
物理课程教育的核心是要学生获取物理知识和实际能力,达到相应的国家对公民素质的基本要求。学习是学生自己获取知识应用知识解决问题的学习活动。物理科学的学习就是这样一个能动的学习过程,在这一过程中,学生描述事物、提出问题、阐明解释,验证这些解释并与其他同学交流这些观点,由此学生们构建起过硬的科学知识体系,用知识解决新的问题,学习怎样清晰的交流并建立起批判的、逻辑的思维技能。
要使学生的物理课程学习达到这一目标即实现课程教学的价值,物理课程评价的过程就显得极为重要。
物理课程评价的目的与功能
㈠目的:让学生成为一个主动的'探索者和学习者,一个训练有素的思考者。
㈡功能:
⒈诊断性功能
物理课程评价的诊断性功能对教师的教学、学生的学习具有强烈的指导性作用。
⒉调节性功能
在教学过程中进行物理课程评价,其反馈信息不断的对施教者起到一个参考系的作用。通过在教学过程中不断进行物理课程评价,施教者可以在物理课程中对已有的教学方案设计和实施过程不断作出调整,使自己的教学活动更接近学生的实际情况。同时评价的反馈信息对于学生充分利用课程学习以获取知识和能力具有独特的指导作用。
⒊激励和反思功能
⒋鉴定和选拔功能
选拔不同特长的学生按照适合自己的方向发展,正体现了教育的平等。社会发展需要多规格、多层次的人才,公平合理的选拔的选拔人才是社会进步的标志。
课程改革要求我们面对每一个学生,使每一个学生在原有的基础上都得到发展。但这并不意味着我们要否定学生间客观存在的差异,不同的学习基础、不同的学习能力,不同的学习成效是客观存在的。既然学生的学习存在如此多的差异,那么对每个学生的物理学习给予公正的、实事求是的评判是完全必要的,这将帮助学生总结学习活动的成绩,找到差距,为继续发展确定努力的方向。
因此,现代物理课程评价目标就是要突破重接受轻发展、重积累轻创造的评价倾向,使物理教学和学习按照课程改革的要求健康发展。
“哇!真神奇啊!”一声声惊讶声从我们班传出。此刻我们班正在上物理课呢!
今天早上,我早早就起床了,因为今天可是开学的第一天。这个学期我上八年级了,在八年级要学一门新科目——物理学。我在网上看了,物理学是一门经常做实验的科目,所以我十分期盼第一堂物理课。来到学校我看了看课程表,没想到第一节课竟然就是物理课。
一会儿,上课的铃声“叮铃铃”地响了起来。这时一位女老师抱着一个箱子和走了进来……终于开始上课了。这位老师先做了一个自我介绍。她说:她就是我们的物理老师,她姓陈。自我介绍完,她又告诉我们:物理是一门十分有趣的学科,它研究了声、光、热、力、电等等物理现象。这时她说道:“好!现在让我们来观察两个有趣的小实验,感受一下物理的奥妙。”陈老师从箱子里拿出了一盏酒精灯、一个可以用木塞堵住的烧瓶。陈老师先将烧瓶里灌入一半的水,用酒精灯煮沸腾。随后陈老师先将酒精灯熄灭,并用木塞堵住。问我们如果往烧瓶底部撒上冷水会出现什么情况?我们大家异口同声的说道:“烧瓶会炸裂。”老师没有说什么接着做实验。她往烧瓶底部撒上凉水。奇迹发生了,烧瓶不仅没炸裂,烧瓶里的水没有加热但却沸腾起来了。我们大家看了后各个目瞪口呆,百思不得其解,问老师这是怎么回事?老师告诉我们:水的沸点本来为一百摄氏度,而烧瓶中的水也为一百摄氏度左右。我迅速把烧瓶浇上冷水后,瓶底变冷,烧瓶内气体也变冷,所以气体收缩。烧瓶内气压下降,所以烧瓶内的水沸点降低了,而这时烧瓶里的水还是差不多有一百摄氏度,所以会继续沸腾。至于烧瓶不会炸裂,是因为烧瓶是由特殊的材料制作,所以才不会炸裂。
后面陈老师又从纸箱里拿出了一个透明的漏斗,和一个乒乓球。又在我们班找了一位肺活量较大的同学。陈老师叫那位同学:先把乒乓球放在漏斗里,然后用手指托着乒乓球,再把漏斗倒过来。从漏斗口向下用力吹,并迅速将手指移开。我心想:乒乓球本来就会往下掉,再一吹肯定会加速往下掉。这时那位同学按着老师说的去做了。乒乓球竟然在漏斗上停了一会,才往下掉。这又让我们感到不可思议。老师解释道:这是因为当气流从漏斗中冲出来时,又冲击乒乓球的表面,气流绕着乒乓球往上冲,让乒乓球停留住了。我们听了后点了点头原来是这么一回事。哇!没想到物理竟然有这么大的奥秘!这时老师告诉我们:其实物理十分简单,只要我们善于做实验、善于观察、善于动脑、善于总结,物理就能学好。这时铃声又“叮铃铃”的响了起来,这节物理课就这样结束了。
在这节物理课上,我不仅增长了见识,还学会了如何学习物理。真期待下一节物理课啊!
物理课程教育得核心是要学生获取物理知识和实际能力,达到相应得国家对公民素质得基本要求。学习是学生自己获取知识应用知识解决问题得学习活动。物理科学得学习就是这样一个能动得学习过程,在这一过程中,学生描述事物、提出问题、阐明解释,验证这些解释并与其他同学交流这些观点,由此学生们构建起过硬得科学知识体系,用知识解决新得问题,学习怎样清晰得交流并建立起批判得、逻辑得思维技能。
要使学生得物理课程学习达到这一目标即实现课程教学得价值,物理课程评价得过程就显得极为重要。
物理课程评价得目得与功能
㈠目得:让学生成为一个主动得探索者和学习者,一个训练有素得思考者。
㈡功能:
⒈诊断性功能
物理课程评价得诊断性功能对教师得教学、学生得学习具有强烈得指导性作用。
⒉调节性功能
在教学过程中进行物理课程评价,其反馈信息不断得对施教者起到一个参考系得作用。通过在教学过程中不断进行物理课程评价,施教者可以在物理课程中对已有得教学方案设计和实施过程不断作出调整,使自己得教学活动更接近学生得实际情况。同时评价得反馈信息对于学生充分利用课程学习以获取知识和能力具有独特得指导作用。
⒊激励和反思功能
⒋鉴定和选拔功能
选拔不同特长得学生按照适合自己得方向发展,正体现了教育得平等。社会发展需要多规格、多层次得人才,公平合理得选拔得选拔人才是社会进步得标志。
课程改革要求我们面对每一个学生,使每一个学生在原有得基础上都得到发展。但这并不意味着我们要否定学生间客观存在得差异,不同得学习基础、不同得学习能力,不同得学习成效是客观存在得。既然学生得学习存在如此多得差异,那么对每个学生得物理学习给予公正得、实事求是得评判是完全必要得,这将帮助学生总结学习活动得成绩,找到差距,为继续发展确定努力得方向。
因此,现代物理课程评价目标就是要突破重接受轻发展、重积累轻创造得评价倾向,使物理教学和学习按照课程改革得要求健康发展。
物理营虽然只有四天,但是却很吸引人。老师每天都教我们做不同的东西,样样都很奇特。这一天,老师拿着用冰糕棍做的模型进了教室,我想:这是什么东西?看起来很有意思。正想着,老师用英语说道:“今天我们要用冰糕棍、胶带和小纸杯来做投石机。投石机有两种,一种可以发射很高,一种可以发射很远,你们只需要制作其中的一种。”哇!我们今天竟然要制作投石机,真是太好了!我喜欢有挑战性的,所以决定做可以远程发射的那种。在制作的过程中,确实遇到了困难,最后在老师的帮助下我才完成。不过,我心里还是有成就感的。
激动人心的时刻到了!老师特意穿了个白色的衣服把我们带到了学校的.草坪上,老师说:“今天是我们的最后一次课,你们可以在这个投石机上放上水汽球来打我们!”同学们一听都兴高采烈,我更是兴奋不已。老师站在投石机的正前方,同学们排好队,轮流用投石机发射水汽球。老师为了不让同学打中,不停地前后挪动位置。不过,大部分同学打的太近了,水汽球没到老师的位置就落地了,个别同学打的太高了,直接将水汽球越过了老师,打在了后方,场面很热闹。轮到我的时候,我使劲将投石机的压杆往下压到最低处,然后猛一松手,只听“啪”的一声和“啊”的一声,随后我看到老师的头发湿漉漉的,脸上、身上都是水。我不会是打到老师的头了吧!我正不知如何是好,突然看到老师冲着我哈哈大笑,嘴里还说着“Sammy!Great!I love that shot!”我能看出老师是真的开心,她不停地夸我。我听了老师的话心里也乐了,同时也很感动。
投石机的“意外事件”让我印象特别深刻,老师的宽容与友善更使我难以忘怀。
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