单位文秘网 2021-09-02 09:04:13 点击: 次
农业文明至煤炭蒸汽机的工业文明到石油内燃机的现代文明.纵观人类索取能源的历程,为促进人类的可持续发展,人类必须进行一场绿色能源革命——开发和利用新能源,真正实现未来的可持续文明.
曲折前进的哲学观点感受热学发展史.热现象是大量分子运动的表象,人们如何对热现象进行科学量度,历史上产生了两种关于热本质的说法,即热质说和热动说.热质说认为,热是一种特殊的物质,其数量是守恒的;热动说认为,热是组成物质的微观粒子运动的表现.两种学说的争执从十八世纪开始一直不休,直到戴维的实验表明热质其实并不存在,热只是一种表现.加之,热功当量的确定,让人们对于热本质的认识更进了一步.对于热运动规律,在经典力学的影响下,许多人曾尝试用微粒的动力学分析来解释,都均告失败.克劳休斯、麦克斯韦、波尔兹曼等物理学家,用宏观统计的方法入手对热现象进行分析,认为热现象是大量分子运动的宏观统计结果,与单个分子的运动情况无关,麦氏分布和玻尔兹曼分布,将粒子运动解释为概率密度事件.在热力学的不断完善过程中,又产生了一门新的物理学分支,即统计物理学.
2物理极具人文性,培植学生的人文素养
人文素养包括人文知识和人文精神,人文精神构建于人文知识之上,也包容于科学知识和科学精神的实践活动中.教学中,教师适当地运用比喻,适时地引入诗词和成语,达到教与学突破学科本位,寓抽象的物理知识于形象的文学内容之中的目的,真正实现物理教学能启迪学生智慧、丰富学生情感的作用.
寓抽象概念于通俗、形象的生动比喻中.特级教师周久璘在讲物质三态下分子的形态时,做了这样的比喻:固态时,分子就像城市中的居民那样,有固定的住所;液态时,分子就像草原上的牧民那样,住所随季节而迁移;气态时,分子就像金庸武侠小说中的侠客,云游于五湖四海.这种贴近学生内心世界的形象而不牵强的比喻对学生理解物质三态下的分子形态有着很大的帮助.
引入诗词增强学生学习物理的情趣.热学教学中带领学生对有关热现象的诗词进行赏析,让学生感受从自然、生活到物理的认识过程,领略自然现象中的美妙与和谐,激发学生的求知欲,提高学生的人文素养,有助于学生形成完美人格.
花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴【南宋·陆游·村居书喜】.自古至今花被许多文人墨客所颂咏,此处诗人把花带给人的喜悦表现得传神而淋漓尽致,“花气袭人知骤暖”,从物理学令人赞赏的是,有部分学生对用组装的电表进行测量的结果还进行了分析,这又涉及高中物理电学中电流表外接与内接的误差问题.教师在对少数学生的奇思妙想进行大加赞赏的同时也必将渗透着积极的心理健康教育.
考查与考试是对学生学习的阶段性评价,学习成绩的好坏直接影响着学生的学习情绪.成绩比较理想的学生会体验到成功感,将学习的需求进行内化;成绩不理想的学生却会产生失落与无助感,此时如果教师关注不够、处理不当,将会使学生产生消极的心理情绪.笔者认为,一方面需利用考查与考试评价对学生的心理进行抚慰,关注他们、引导他们;另一方面可以采取一些积极的措施来帮助成绩不理想的学生,如在班级开展二次考查或考试的申请,可以将第二次的成绩作为学生的学习评价依据,从而给成绩不理想的学生有弥补心理缺憾的机会,同时也激励学生在备考阶段的学习热情.考查与考试评价中蕴含的心理健康教育更容易被学生接纳与内化.
在初中物理教学中,教师要能有意识地挖掘物理这门学科中的心理因素,对学生进行心理健康教育,不仅能使学生更好掌握物理这门科学,还能让初中学生快乐学习、健康成长.角度可理解为:花朵分泌的芳香油分子,在当时周边的气温突然升高时,无规则运动加剧,花气显得尤其浓郁.作者正是因花气袭人作出气温骤暖的科学判断.
城市尚余三伏热,秋光先到野人家【南宋·陆游·秋怀】.此诗句从一个侧面说明在陆游那个年代,人们就觉察到城市暖于郊区,也即现代环境问题中较为关注的“热岛效应”.我们在诵读诗人极富哲理的诗句时,一定会惊异于诗人对生活如此细心的观察,更为诗人具有的科学学识素养所折服,激发学生去主动剖析“热岛效应”形成的原因.
成语因形式简洁、意思精辟而被人们喜闻乐见.热学中有许多知识可用成语概括,教学中适时引入,既可克服学科本位、注重学科渗透,也可让学生的直觉思维和抽象思维相融合,增强学生学习物理兴趣,提升学生的人文素养
如汤沃雪,开水浇在雪上时,雪吸热而融化.形容办事见效快.
炙手可热,热传递过程使手的内能增加,温度升高.比喻权势大,气焰盛.
水乳交融,液体之间发生的扩散现象.比喻感情很融洽.
芳香四溢,分子不停地做无规则运动而出现的现象.形容花朵之类的香味.
破镜难圆,分子间的距离大于分子直径的十倍以上,分子间作用力就会消失.比喻人与人之间的关系破裂后很难重新恢复.
覆水难收,字面意思是泼出去的水无法收回,表示事已定局,不可挽回.盛在盆中的水,水分子分布情况受盆的容积、形状的限制,对应的微观态数目较少;而泼出去的水,水分子的分布受限制较少,对应的微观态数目较多.根据熵增加原理,自然过程进行的方向总是朝着熵增大,即无序性增大的方向进行,因此,泼出去的水(无序性大)不可能自发地回到盆中(无序性小).
3物理是美的,带领学生去追求美的元素
多样统一是物理学中表现出来的科学美的特征之一.大到天体、小到基本粒子,都能纳入物理理论的范畴,统一于物理运动规律之中.在热学中,至少有两个典型的物理学理论的大统一.
能量守恒定律是多样统一哲学观的重要体现.不同的系统中,能量的表现形式不同,能量守恒的表达形式也不尽相同.在只有重力和弹力做功的力学系统中,能量表现形式有动能和势能,系统能量守恒的表达形式为机械能守恒定律;在热力学系统中,能量形式有内能、热量和功,能量守恒的表达形式为热力学第一定律;在电磁学系统中,能量形式有电流做功和电热产生,能量守恒的表达形式为焦耳定律;在核物理系统中,质量与能量可以相互转变,质量的改变带来能量的变化,能量守恒表达为质能守恒定律.在化学反应中,一种能可以转化为另一种能,能量也是守恒的,它与化学反应中遵循的质量守恒又被统一于质能守恒定律.综上所述,能量守恒定律可表述为,孤立系统的总能量E保持不变.
多样统一在熵概念中的体现.在热学中,熵是系统无序度的量度,是不可逆过程的共同判据,也是系统状态的函数,即系统的一种状态对应于一个熵值.熵增加原理告诉我们,孤立系统的熵总是增加的,这也是热力学第二定律的微观解释.现在,熵的概念已经远远超出了其作为一种具体科学概念的范畴,也超出了从狭义理解作为系统演化的判据,而被赋予认识论和方法论方面的具有普遍性的意义.例如,经济学家认为,生产是进化,是以形成高熵“废物”为代价而生产出高度有序的低熵产品;消费意味着向无序发展,是熵增过程.环境保护组织则认为,角每当我们加快人或机械的能量消耗速度时,熵的减小或产品价值的提高便会在整个环境中的其它地方引起更严重的混乱,即引起熵的增大.简言之,经济活动是人类对生态循环的干预,它是靠吸收环境的低熵而排出高熵.
提炼知识内容,追求物理教学的简洁美.爱因斯坦深信物理理论的简洁之美,他曾写道,“理论物理学的目的,是要以数量上尽可能少的、逻辑上互不相关的假说为基础,来建立概念体系,如果有了这种概念体系,就有可能确立整个物理过程中的因果关系.”循着这一思路,笔者引领学生将热学所有需掌握的知识,概括为六个“一”,五个“两”,四个“三”,追寻热学知识表述形式的简洁之美.
六个“一”:一种理论的构建,分子动理论;一种运动的剖析,布朗运动;一座桥梁的架设,联系微观量和宏观量的桥梁——阿伏伽德罗常量;一种估算的方法,将分子视为球体或立方体模型,求分子的直径或气体分子的平均距离;一个实验的测量,油膜法估测分子直径;一种理想模型的建立,将严格遵守气体实验定律的气体视为理想气体.
五个“两”:F-r与Ep-r两个图像的应用.
两个定律:热力学第一定律和热力学第二定律.热力学第一定律是能量守恒的一个方面,使我们认识到“第一类永动机”不可能制成.热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性,它又使我们认识到“第二类永动机”是不可能制成的.
两类永动机:第一类永动机是指不提供能量,却能永远对外做功的机械.第二类永动机是指只从单一热源吸热全部用来对外做功的动力机械.
两种温标:热力学温标与摄氏温标,其关系可表示为T=t+273.15.
能源的两类:根据能否从自然界得到补充,将能源分成可再生能源和不可再生能源;根据利用能源的形态不同,将能源分成一次能源和二次能源;根据应用范围、技术成熟程度及经济与否,将能源分成常规能源和新能源两类.
四个“三”:物质存在三种状态,即固态、液态和气态.三态之间存在六种物态变化,即熔化、凝固、汽化、液化,升华和凝华.
固体材料按导电性能不同可分为导体、绝缘体和半导体.它们之间没有绝对的界限.
描述气体状态的三个参量有体积、温度、压强.
气体实验有三个重要的定律,即玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律(简称“玻查盖”,谐音“玻茶盖”).气体实验三定律可以看做理想气体状态方程的特例.
横看成林侧成峰,远近高低各不同;不识庐山真面目,只缘身在此山中.站在不同角度看风景是不一样的!引导学生从多维的视角去认识热学内容,所获得的收获也不尽相同.哲学的视角透视物理,可教人求真;人文的视角审视物理,可劝人向善;美学的视角重塑物理,可令人臻美.这是我的愿望,也是我的教学追求.太史公云:“高山仰止,景行行止,虽不能至,然心向往之.”我心亦然.
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