物理學中的方法論和辯證法對學生的啟示

1、物理學中的方法論和辯證法對學生學習的啟示摘要：根據(jù)學生學習物理課的現(xiàn)狀，從物理學史的角度深入探討了物理學方法論和物理學中的辮證唯物主義觀點，強調了科學的方法論在教學中的作用，通過大量物理學方法論的事實闡明了物理學的辯證唯物主義觀點，從而使學生認識到物理的學習不僅是學習物理本身的內容，它還是一種科學的方法論的學習，也是辮證唯物主義觀點在自然科學中的具體體現(xiàn)，因此學生學習正確的方法論也是理論學習的重要內容。關鍵詞：物理學; 方法論; 辯證法正文1.大學物理學習的現(xiàn)狀由于現(xiàn)在大學生思維活躍，信息接收量大、對未來更是憧憬無限，因此對物理學課理解也是“百花齊放”。同時物理課在農業(yè)院校的基礎課中也有其自有

2、的特點。本科生畢業(yè)后的考研科目中有數(shù)學、英語、政治等，體育在學校要達標，農科專業(yè)的研究生要考化學、生物等科目，只有物理從考試科目的“重要性”來看就另當別論了。學生在對待物理學課程的自覺性上與其它課程相比是具有一定差異的，物理實驗對我們有什么意義？對一些工科類專業(yè)的學生一到實驗室就說想學技術，做物理實驗沒多大作用等等。這些觀點雖然不是所有學生都有，但說明同學們對物理課程的學習在思想上是有被動傾向的。同學們通常把與自己專業(yè)相關課程視為“重要”課程，而與自己專業(yè)跨度較大的基礎課程就不夠重視，這種“單向思維方式”不僅是對物理學這門課程的態(tài)度，而且是對物理學方法論認識的一種偏頗，為此我們在教學中做了一些

3、嘗試，它對學生怎樣理解物理學的本質有一定的啟迪作用。2.物理學史伽里略逝世三百多年，但他的代表性實驗“自由落體實驗”所開創(chuàng)的研究問題的一整套科學方法都不斷為后人所繼承、發(fā)揚;牛頓以空間、時間、力為基礎，三大定理為核心，用數(shù)學描述的普遍力學規(guī)律構成了完整的經(jīng)典力學體系;1923年德布羅意有關物質波的理論經(jīng)過數(shù)年的蒙難終于得到實驗的證實，使量子力學體系的建立看到了曙光;愛因斯坦的相對論出世時雖不為大多數(shù)人所理解，但它確在人們對時空觀的認識上引發(fā)了一場新的革命，而最終也被實驗所證實。其次，物理學與現(xiàn)代科學技術的發(fā)展也有很深的關系，物理結論和規(guī)律為新技術的開發(fā)指明了方向。如:激光器的制造、衛(wèi)星上天、計

4、算機發(fā)明及生物工程的興起等都與物理學有千絲萬縷的密切聯(lián)系。3.辯證思維的基本規(guī)律在大學物理教學中的表現(xiàn)辯證思維的基本規(guī)律有對立統(tǒng)一思維律、質量互變思維律、否定之否定思維律和辯證的充足理由律。3.1 對立統(tǒng)一思維律對立統(tǒng)一思維律的基本內容在于指出思想從抽象上升具體的過程，是依據(jù)被反映事物的辯證法，揭示同一思想的內在差異，把握不同思想的相互聯(lián)系，認識對立思想在一定條件下相互轉化，使對立思想在一定條件下相互結合為整體的過程。 對立統(tǒng)一思維律的基本內容指出了抽象思想上升為具體思想所采取的四種基本形式：3.1.1 揭示同一思想的內在差異亦即揭示抽象思想的內在矛盾，或內在的對立的規(guī)定性。 這就是說只有把同

5、一思想的內在矛盾揭示出來，才能使抽象思想具體化。 比如對于“速度”這一概念，我們抽取“物體作機械運動有快慢之分”這一同一性得到了“表示物體運動快慢”的“速度”概念，這一概念是一抽象概念，我們必須進一步揭示在不同運動情況下“速度”的差異性，才能使速度概念具體化。 在不同的運動情況下，“速度”有變與不變之分；在不同的目的要求下，可以有使用“平均速度”或“瞬時速度”的區(qū)別；在曲線運動中，又有“線速度”和“角速度”的不同；通過這些內在差異的揭示，使“速度”這一抽象概念具體化。3.1.2 把握不同思想的相互聯(lián)系這里所說的不同思想，是指反映事物整體不同規(guī)定性的思想，即反映事物整體不同方面、不同層次、不同發(fā)

6、展階段等的抽象思想. 本來事物不同規(guī)定性之間都有其固有的聯(lián)系，但人們在認識事物的抽象思維階段，卻人為地把事物的不同規(guī)定性的固有聯(lián)系割斷了，從而形成的思想是只反映不同規(guī)定性相互差異的抽象思想. 要使這樣一些抽象思想上升為具體思想，就必須進而把握這些不同思想所固有的相互聯(lián)系。例如，動量與動能是描述物體運動的兩個不同的抽象概念，它們分別代表不同情況下機械運動的量度。 如果已經(jīng)存在著的機械運動保持機械運動的形態(tài)而進行傳遞，那未它是依照質量和速度的乘積（即動量）這一公式而進行傳遞的，這時運動用動量來量度；如果機械運動是這樣地傳遞，即它作為機械運動而消失，并以位能、熱、電等形態(tài)重新出現(xiàn)，即如果它轉變?yōu)榱硪?/p>

7、種形態(tài)的運動，則這一新形態(tài)的運動的量就同原來運動著的物體質量和速度平方的積成正比，亦即這時運動用動能來量度。但動量和動能是有聯(lián)系的，它們都是機械運動的量度，都在一定的條件下是一種守恒量，它們的變化都與力作用于物體的時空累積效應有關。 只有建立起動量與動能的相互聯(lián)系，我們才能對機械運動有個較全面的認識，才能使關于運動的抽象概念上升為具體概念。3.1.3 認識對立思想的相互轉化這里所說的對立思想，是指反映事物整體或系統(tǒng)的對立方面、對立層次，對立階段等抽象思想。例如靜止和運動是關于物體運動狀態(tài)的兩個對立的概念，但是靜止或運動是相對于特定的參照系而言的。隨著參照系選擇不同，靜止和運動可以互相轉化。3.

8、1.4 使對立思想相互統(tǒng)一使對立思想在一定條件下相互統(tǒng)一，結合為整體，這不僅是抽象思想上升為具體思想的基本形式，而且是重要的形式。 因為辯證思維的根本任務就在于將對立的抽象思想辯證地統(tǒng)一起來，以把握具體事物辯證矛盾的整體。 例如，將光的粒子性觀念和波動性觀念統(tǒng)一起來，形成光的波粒二象性觀念，采用的就是使對立思想相互統(tǒng)一的形式，從而所形成的具體思想把握了對象領域里具體事物辯證矛盾的統(tǒng)一整體。3.2 質量互變思維律質量互變思維律的基本內容是：思想從抽象上升到具體的過程，是依據(jù)被反映事物的辯證法或認識的辯證法，從量變到質變和從質變到量變的過程。3.2.1 思想從量變到質變抽象思想采取從量變到質變的形

9、式上升到具體思想，有兩種表現(xiàn)形式：一種是從典型的抽象思想上升到具體思想，另一種是從已有的具體思想上升到新質的具體思想。典型的抽象思想是指只反映了事物同一的規(guī)定性，尚未反映事物辯證矛盾的思想. 典型的抽象思想有其原有的質和量規(guī)定性。 例如，在研究光現(xiàn)象時，我們通過一些現(xiàn)象的同一性得出“光是一種波”的結論，這樣的思想認識是抽象的. 其中“波”是質的規(guī)定性，而那些現(xiàn)象的數(shù)量，就是量的規(guī)定性. 從量變到質變過程中的量變是指增加與抽象思想原有質的規(guī)定性相對立的規(guī)定性的數(shù)量. 在研究光現(xiàn)象的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)“光也有粒子性”的現(xiàn)象，這是量變的過程. 從量變到質變是指已有的抽象思想通過增加對立的規(guī)定性，并且把

10、握了增加的規(guī)定性與原規(guī)定性的對立統(tǒng)一關系，從而使有的抽象思想上升到具體思想。當我們把“光的波動性”和“光的粒子性”的對立統(tǒng)一關系建立在“光的波粒二象性”之中時，就實現(xiàn)了質變的過程。4.辯證法對物理學習的啟示為了讓學生用物理學的辯證思維方法去了解物質的本質，我們在教學中運用了一些物理學的經(jīng)典結論及其推導過程，它們對數(shù)學的要求并不高，但結果卻與常規(guī)思維的結論大相徑庭。傳統(tǒng)的時空觀作出的伽利略坐標變換式與按狹義相對論兩條基本原理推導出的洛侖茲坐標變換式有很大的區(qū)別，這一變換的數(shù)學要求并不高，但由此而導出的同時性問題、長度縮短問題、時間延長問題及速度變換問題卻讓同學們感受到傳統(tǒng)思維模式在特定條件下所受

11、到的沖擊。學生從物理學的角度認識到運動是時間和空間的本質，也從具體的事件中體會到辯證唯物主義的時空觀。麥克斯韋對電磁場的認識也是人們認識自然現(xiàn)象本質過程的有力說明。如果沒有“位移電流”的引人、應用安培環(huán)流定律對電路進行分析將得到矛盾的結果，而且人們對電場、磁場的認識也是相對獨立的，引人“位移電流”后首先_揭示了電場和磁場的內在聯(lián)系，其次找到了它們之間相互聯(lián)系和具體函數(shù)表達形式，即麥克斯韋方程組。麥克斯韋方程組的推導雖然對數(shù)學要求高了一點，但它的結論是很明確的，它讓同學們認識到物質的存在是獨立于人們意識之外的客觀事實。還有德布羅意在波粒二象性的啟發(fā)下提出的實物粒子也具有波粒二象性的假設，由普朗克恒量將波動性和粒子性兩個互相矛盾的概念聯(lián)系起來，這種假設的演算不難、學生很容易接收，而且大量實驗也證明了這種假設的正確性，這一物理現(xiàn)象也是辯證客觀地認識事物的例子。5.參考文獻1張三慧.大學物理學【M】.北京:清