浅议自然辩证法及因果关系在中职物理教学中作用
临泉高级职业中学 韦立
摘要:物理学是科学知识与科学方法相结合的自然科学。物理学的发展历史也就是科学的研究方法与科学知识的获得相互融合、促进的过程。因此,在物理学的教与学的过
关键词:哲学 自然辩证法 因果律
爱因斯坦说:“哲学是一切学科之母”。
研究发现,许多诺贝尔奖获得者的科学鉴赏力和高超能力,最主要得益于“从名师那里学到的一种发现科学真理的思想方法和工作方法”,而不是“从名师那里学到多少实际知识”。可见“方法的掌握比知识的获得”更重要。
物理学是科学知识与科学方法相结合的自然科学。物理学的发展历史也就是科学的研究方法与科学知识的获得相互融合、促进的过程。因此,在物理学的教与学的过
一、物理学与自然辩证法:
自然辩证法是由恩格斯创立的自然哲学,它是研究自然科学的论。物理学中蕴藏着大量的语言辩证唯物主义和自然辩证法的思想观点,在中职物理教学中培养学生用辩证法的观点和方法学习物理知识,了解认识这个世界,对他今后一生中的工作和学习都有重要的意义。
许多物理学规律的发现,即真理的获得,都有一个艰辛而漫长的反复探索过程。其中蕴含着许多科学的研究方法和巧妙的实验设计思想。这里既有“真理获得的曲折性”,又有“理论和实践的辩证关系”——即“理论来源于实践,而科学理论对实践具有指导作用”。如“光的折射定律”的发现,人类从积累入射角与折射角的数据到发现两者之间的定量关系,经历了一千多年的时间,直到1621年,荷兰科学家斯涅尔才终于从大量的实验记录观测是通过计算找到了入射角与折射角之间的规律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。他所采用的方法就是“实践(小角度测量)→假设(角度成正比)→再实践(大角度反复测量)→修正假设(正弦值成正比)”这样一个科学的研究方法。即从实践到理论,然后理论回到实践中接受检验,最后变为真理的过程。
“一个科学的理论,不仅要能够说明已知的事实,而且要能预言当时还不知道的事实”。(见中职高一物理课本116页旁注)海王星的发现就是利用:“万有引力定律”这这一“科学理论对实践的指导作用”而取得辉煌成就的典型例子。而力学中一个重要的概念“质点”这个物理模型的建立,则是处理“主要矛盾和次要矛盾关系”的应用。为了研究物理问题的方便,采取抓主要,忽略次要,经过高度科学抽象概括而构建了“质点”——代表特例的有质量的点这一重要的模型。
原子物理中,利用核裂变反应——链式反应时释放大量核能可制造原子弹。这一原理则应对了辩证法的“量变质变规律“。铀燃料要发生大规模的链式反应,存在着一个阈值问题——“临界体积”问题。当铀的积累达不到一定程度即小于“临界体积”时大规模的核反应便不能发生,超过“临界体积”时即量的积累达到一定程度,才能发生剧烈的反应而发生了质变。
总之,物理学里蕴涵着大量的辩证法的思想。在中职物理教学中多向学生灌输唯物辩证法的思想,在学习物理的过程中,把物理学中科学的研究方法和丰富的物理思想通过辩证的方法加以辨析去掌握,更能很好的理解、领会物理思想的精髓。其中物理中应用最多的当数“因果关系”。
二、因果律在物理学习中的重要性:
1、因果律,哲学上的一个重要规律:
自然辩证法认为:世界上一切事物都是普遍联系的、变化发展的,而发展、变化都是有条件的。一切都以时间、条件、地点为转移。一定的条件下,会产生一定的对应结果,这就是因果律。即因果关系问题。什么原因,产生什么结果。是“因生果,而不是果生因”。“种瓜得瓜,种豆得豆”就是这个道理。颠倒了这个关系,就会模糊人们的视线,发现不了事物的本质东西,以至于走弯路,甚至于产生错误的结果。若正确地掌握了这个关系,研究问题,处理事情,就会接近真相,抓住本质。工作、学习起来,就会事半功倍。因此,在物理学的教与学中,一定要正确掌握、运用因果关系。
2、在物理的学习中要克服因果关系不清而产生错误:
在长期的物理教学中,我发现同学们学习物理时,由于弄不清因果关系而产生错误。主要有以下两方面:
(1)、由于数学中的等量关系思维定势的负迁移影响而产生错误:
大家都知道,在数学中等式两边的代数式是等价的,可以互换。然而在物理学中并不总是如此。但由于同学们在数学学习中有了较强的思维定势,以至于在物理学中很容易犯逻辑关系错误——即颠倒了因果关系。例如:“光的反射定律”的两角关系是:反射角等于入射角。即a=β。有些学生不理解,为什么等号两边相等却不能反过来说呢?这一类等量关系因为有逻辑关系的制约,所以是不等价的,不可互换。因为它包含着因果关系,是因生果,而不是果生因。即入射角的变化引起反射角的变化,反射角跟着入射角变,所以只能说反射角等于入射角。学生往往受数学中等量关系的负迁移影响,加上弄不清因果关系,常常说错。
又如,在振动中,产生共振的条件是:驱动力的频率f驱等于物体的固有频率f固时,即f驱=f固,振幅最大。这是因为物体的固有频率是定值,由物体本身的特性决定。而外加驱动力的频率是可变的,当驱动力频率变到等于物体的固有频率时共振发生。不少学生常因弄不清其中的因果关系且受数学的影响而错误地写成f固=f驱犯了逻辑关系错误,且混淆了物理过程的因果关系。长此以往,将导致思维混乱,条理不清,抓不住本质,弄不懂问题,丧失学习物理的兴趣。
(2)、由于物理定律和公式中物理量之间的因果关系混淆产生错误:
不少学生感到职高物理难学,其中定律多,公式多,不容易理解和记忆。究其原因,主要还是弄不清规律和公式中各物理量的因果关系而造成理解障碍,出现错误。例如:欧姆定律告诉我们,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式为Ι=U/R,经过公式变形得:U=ΙR。由此,有些同学在答题时就常说成“电阻一定时,电压与电流成正比”的错话。原因还是没弄懂其中的因果关系:没理解“电压是形成电流的原因”。电压是因,电流是果,电压的变化引起电流的变化,而不是电流的变化引起电压的变化。
再如:一些同学常把“安培力”和“感应电动势”的计算公式F=BΙLsinθ和E=BLVsinθ记混,把它们方向的判断法则“左、右手定则”弄混。产生的原因是由于不理解公式中物理量之间的因果关系及公式所反映的物理现象的规律。没理解产生安培力的条件是:通电(电流Ι)导体(在磁场中的有效长度L)放在磁场中(磁感应强度为B),且B、Ι、L三者在方向上互相垂直时,所受的安培力才为F=BΙL。三者方向的关系可用“左手定则”判断。这里“磁场B”和“电流Ι”是“因”,产生的“安培力F”是“果”, θ是两个“因”之间的夹角,这是磁场对电流的作用规律。
对“感应电动势的公式E=BLVsinθ”,要弄清它是表达导体(有效切割长度L)在磁场中(磁感应强度为B)做垂直切割磁感线运动(速度为V)时所产生的电动势的大小。其中“磁场B”和“切割速度V”是“因”,产生的“感应电动势E”是“果”。 θ是B、V两个“因”之间的夹角,所产生的电动势的方向可用“右手定则”来判断。同学们若是掌握了个中的因果关系,也就不至于把B、L、V三个物理量搞错了,甚至和安培力计算公式中的量弄混。
综上所述可以看出:物理学这门自然科学,蕴含着极为丰富的自然辩证法的思想。把辩证法的思想观点运用到工作和学习中,使学生自觉地运用辩证法的方法论和认识论的观点,用科学的学习方法去理解、学习、掌握物理知识,弄清、弄懂其中的因果逻辑关系,这样才能收到事半功倍的效果。
