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牛顿第二定律教案,牛顿第二定律
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牛顿第二定律教案篇1
关键词:牛顿三大运动定律;内容;特点;排序理由
从事中学物理教学多年,每当讲授牛顿三大定律时笔者总是在思索一个问题:牛顿当年为何按现有的这一顺序去排序这三大定律呢?为何没将第二定律或第三定律排在第一呢?仔细剖析牛顿三大定律的内容及创作特点,谈谈笔者的看法。
牛顿1666年初创立了三大运动定律,他自己谦虚地说是站在巨人的肩膀上成功的,但牛顿喜欢思考问题,他会长时间地专注地想问题,直到得到他需要的答案,所以他所做的工作不仅是总结,更是赋予了明确的内涵。是什么力量导致了运动的改变呢?伽利略的斜面实验已研究这个问题,但牛顿又经过艰辛的思考和在大量实验的基础上将它进一步完善,得出了“一切物体在没有受到任何外力作用时,总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止”。它定性地揭示了运动和力的关系,阐述力是改变物体运动状态的原因,同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系,进一步可理解为力是产生加速度的原因。这条定律同时又确立了惯性的概念以及惯性与质量有关,所以牛顿第一定律是物理学中一条基本规律,也是牛顿物理学的基石。但它仅仅是定性地给出了力与物体运动及其变化之间的直接因果关系,在此基础上,顺理成章的问题是:力与运动的定量关系是什么呢?
牛顿第一定律告诉我们:物体的运动状态及其改变是由它所受的力决定的,而不是因为其他的因素;而运动状态改变的难易程度又与其自身的质量有关。于是,探究加速度与力、质量的定量关系就是自然而又十分必要的。牛顿第二定律则定量地确立力和运动之间的直接关系,即因果关系,指出了物体加速度a与物体所受合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,即F合=ma,很显然,它准确地指出了F,m,a三者之间的定量关系,这是在牛顿第一定律的基础上创立的,故理应排序第二。
牛顿第一、第二定律中的“力”,是一个很重要的物理量,它是使物体改变运动状态的关键,那么它又因何而来?有什么特点呢?很显然牛顿第三定律解决了这个问题。牛顿第三定律:物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。它准确地描述了什么是力、力的产生原因及特点,即力是物体与物体的相互作用,物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在一条直线上。进一步明确了要改变物体的运动状态必须有其它物体与它相互作用,物体之间的相互作用是通过“力”来体现。可见,第三定律是在第一、第二定律的基础上创立的,它解决了第一、第二定律中“力”的概念及特点,更加明晰了作用力和反作用力间的关系,使之成为牛顿运动定律整体的一个基本组成部分,故应排序第三。
牛顿第二定律教案篇2
在教学中要重过程,就要将备课重点由原来的讲练,变为根据知识的形成过程有效地启发学生思考、探索研究的设计,获取知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法,学习“假设实验理论”的物理学研究问题的基本方法。
在教学中,教师要遵循着物理方法的脉络,有意识地引导学生将物理教学的着眼点转移到培养学生正确的科学方法上。先提出命题,一般从新的观测事实或实验现象提炼出来,如观察现实生活中物体受力与运动状态的关系。再推测答案,答案可以有不同的层次,可建立物理模型,用已知原理和推测对现象作定性的解释,根据现有的理论知识进行逻辑推理和教学演算,以便对现实作出定量的解释。如在牛顿第二定律的教学中,可以先让学生由实例推测出加速度a与M、F的关系,再进行实验检验。物理研究的基础是实验,所以,做好牛顿第二定律的演示实验非常重要。课本上的实验简单,效果明显,具有直测性、准确性、科学性。在实验中,要让学生了解在客观世界的研究中,物理运动规律受很多变量因素的影响,必须要用简化情景的方法创造一个环境,尽量减少非必要因素的干扰。如怎样减少摩擦,实验中砝码的质量应远远小于小车的质量,小车所受的拉力近似等于砝码的重力等。同时,控制变量,控制物质变化的过程,以更有利于发现其中固有的自然规律。如在实验中保持小车的质量不变,研究加速度a与外力F之间的关系;保持F不变,研究a与m的关系。数据处理上采用表格和图像两种方法进行定量研究,将实验与数学结合起来,演绎出规律的数学表达式。物理实验的可重复性保证了所得结论的科学性,结论一旦再用数学公式表达,就可保证它能够随时随地应用于实际。这样,学生通过自己的观察和实验积累经验,之后在经验事实的基础上再建立起物理模型,用建立的物理模型解决实际生活和学习上的问题,体现知识和方法是始终紧密结合的,既使学生自己能完成学习上的任务,又掌握了获取知识的方法。
在教学过程中,教师要注意培养学生描绘物理图像,建立空间想象力,建立理想化物理模型的能力。如在牛顿第一定律的学习过程中,学生直接观察到,在演示实验中,小车从斜面滑下,在水平面上运动一段后停止,接触面越粗糙,小车越快停下来,此实验反映了阻力的大小对物体的运动有直接的影响。但定律的叙述是“不受外力作用”时物体的状态,而不受力的物体客观上是不存在的。要想消除学生对这一问题的思维障碍,就先要引导学生描述理想的物理图景,让学生根据观察到的现象,平面越是光滑(摩擦力就越小),小车从斜面上滑下以后,在水平面上运动的距离就越远。引导学生想象“如果物体不受外力作用或受外力作用之和为零”,即“物体在一个光滑无限长的水平轨道上运行”的情景,学生就自然而然地得出了“物体总保持静止状态或匀速直线运动”的结论。这样,学生会知道,现在所得到的实验结论,是牛顿、伽利略等几代物理学家通过大量的实验,想象、推理、归纳、总结出的重要的方法,既可培养学生要细心、耐心的科学实验精神,积极地思维、大胆地猜想,又可培养学生科学学习和科学实验的素质。
在物理教学中穿插一些物理学史的学习,它能为物理的教育教学提供丰富的、生动的、活生生的素材。如在牛顿第二定律的教学中穿牛顿对自然科学的发展作出的贡献、牛顿的科学研究方法等……学习物理学史能使学生较全面而系统地体会科学方法,了解跟它有关的物理事实,物理学家用什么方法,经过怎样的思考来探索这些知识,有利于学生建立科学的思维方式。
在教学中,教师要使学生清楚地了解某一概念是从哪些物理现象中抽象概括出来的,是怎样的思维过程和方法,引导学生从本质上认识物理规律,避免机械记忆,在不断发现问题和解决问题的过程中,理解和掌握物理规律和含义。同时,教师适当通过练习检验学生对规律的理解程度,纠正错误的认识,提高学生的理解能力、分析和解决问题的能力。
牛顿第二定律教案篇3
关键词:误差分析 质量 加速度 力 改进
一、实验的误差来源
1.牛顿第二定律实验的系统误差分析
(1)理论分析
在图1由M、m构成的系统中,在平衡掉摩擦力后,有:
mg=(M+m)a ①
F=ma ②
由①、②可得,绳中拉力F= mg
通过上式可以知道,如果对m来说M非常大,m就可以忽略不计,不过这种情况下a也会变得很小而难以进行数据分析。
(2)图像分析
当m较小时,图像2、3前半部分近乎直线,随着m增大。 减小,图像后半部分弯曲。
2.系统中的摩擦力引起的误差
小车拖着纸带运动受到的摩擦力实际有两部分:(1)木板对小车的摩擦;(2)限位孔对小车的摩擦。
当摩擦力平衡时有Mgsinθ=μMgcosθ+F(F指限位孔对小车的摩擦),当研究加速度与力的关系时,物块的质量不变,Mgsinθ=μMgcosθ+F关系式始终成立,当研究加速度与质量的关系时,M发生变化,F保持不变,Mgsinθ=μMgcosθ+F不再成立。
二、实验改进
1.改进方案一
(1)在传统的试验中,木板对滑块有摩擦力,在平衡摩擦力时,由于物体是否做匀速直线运动不易判断,误差较大。可换用气垫导轨,从小孔出来的气体比较均匀,滑块受力均衡,在调平衡时只要滑块在导轨上的任意位置处于静止状态即可,避免了传统实验平衡摩擦力带来的误差。
(2)由前面我们知道,传统实验处理时是把绳子拉力约等于悬挂物的重力来处理,而实际上绳子的拉力要小于悬挂物的重力,我们前面已经证明过。这是引起实验误差的一个重要原因,特别是当小车的质量不是远大于悬挂物的质量时,误差更加明显;而且,对学生以后的连接体问题的学习会造成很大影响,因为学生从这个实验中看到,用悬挂物的重力代替绳子拉力,以后他们碰到这样的连接体问题时,总会认为绳子的拉力就等于所挂物的重力。因此,要克服以上缺点,最好是直接把绳子对小车的拉力测出来。
要测力,可以把力传感器和滑块相连,这样传感器的读数就等于小车受到的拉力,如图4,即F=Ma。
2.改进方案二
我们可采用气垫导轨的倾斜下滑法来验证牛顿第二定律。如图5所示,将调平后的导轨一端底脚螺丝下垫上一块厚度为h的垫块,此时导轨与水平地面的夹角为θ,滑块在倾斜的导轨上受到一个外力F=Mgsinθ。由几何关系sinθ= ,L为导轨两端底脚螺丝的距离。在这个外力的作用下,滑块将获得一个沿斜面向下的加速度a。根据牛顿第二定律,其动力学方程为mg =ma。光电门安装在导轨的一侧,和电脑计数计时仪相连。电脑计数计时仪可以测出滑块上宽为d的挡光片通过光电门所需的时间,其中的计算电路可计算出滑块通过光电门时的速度和滑块在导轨上运动的加速度,时间、速度、加速度都可由显示屏读出。
总之,本改进实验解决了学生的困扰,认识到了传统实验的弊端,在他们学习连接体问题时有很大帮助。虽然该改进实验还是存在很大误差,但总体来说还是有它积极的意义。
参考文献
[1]束炳如 何润伟 普通高中课程标准实验教科书物理(必修1)。上海科技教育出版社,2007年3月,第二版。
牛顿第二定律教案篇4
【关键词】创新教育;教育模式
1. 教学设计说明 创新教育是把创造学、教育学、心理学等有关学科的理论有机地结合起来,通过学校课堂教学和课外活动的途径,帮助学生树立创新精神和创新能力的教育。创新教育的任务,就是使学生在系统地掌握学科知识的同时发展其创新能力,在德智体美全面发展的基础上,启发学生创新性地学知识,创造性地用知识,充分展示每一位学生的聪明才智,从而培养一批富有创造性和开拓性的创新型人才。物理课堂教学改革的突破口就是培养学生的创新精神和创造能力。
牛顿第二定律是动力学的核心规律,是高中物理的重点和中心内容。在教学环节中的形成知识、巩固知识和应用知识的三个环节中,应以形成知识为重。然而,在目前中学的物理教学中,往往在不同程度上偏重知识的应用――重在解题,而忽视了形成知识的过程。这种倾向将直接影响了学生知识结构的完整性和系统性。在传统教育模式下,本课一般采用定性实验――概括规律――规律应用,最后再用学生实验一验证。而我们在设计此课时,将定性实验改为定量的演示实验,让学生和老师一起探索实验中的规律 ,重视了形成知识的过程。
素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。在设计课时,充分注意了学生科学素质的培养,及创新精神和实践能力的体现。对于中学生来说,他的一切积极的思维,都往往来源于他对事物的疑问和惊讶开始,只有有了疑问,他才会进一步去思考和探索,才会有所发现、有所创新。本课在教学中重视教学和引导学生求异质疑相结合,注重为学生提供发现问题和应用知识的机会,并创造解决问题的条件,使学生积极参与教学活动。使他们的创造性思维可以得到培养和发展,使学生能在研究过程中亲身体验到驾驭知识、改造现实的自豪感,并从中能获得成功的喜悦;同时,也转变了“老师讲,学生听”的传统教育模式,使我们老师从“知识的传播者”转变为“知识探索的导航者”。因此,本节课设计时采用了“引探式”教学,创设了师生互动、合作学习、交互式教学的情境,引导学生发现问题,提出问题,大胆猜想,积极思考,勇于设计实验方案,解决问题,有效地促进了学生参与教学活动、主动学习,有效地培养了学生的创新认识,尽可能地增加了学生探索知识的活动。本课教学设计的主线如图1所示:
图1
本课在教学中采用了实验探索法和多媒体电教手段,并运用了控制变量法的研究方法,从实验入手,进行科学地猜想,通过计算机分析处理实验数据,探求物理规律,得出科学结论。通过探索分析过程,让学生亲身经历实验过程中对未知规律的探索,激发他们的思维状态,不仅培养了学生的实验能力、探索精神,初步形成科学态度、训练科学方法,而且还提高了学生的分析能力,解决实际问题的能力,使学生的创新精神在探索过程中得到培养。
2. 教 案
2.1 指导思想:通过实验探索教学法和多媒体电教手段的运用,优化课堂教学,发展学生创造能力,提高教学效率和教学质量。
2.2 教学目的:
(1) 通过实验研究,探索物体产生的加速度a和所受外力F、物体质量m三者之间存在的关系;
(2) 掌握牛顿第二定律的内容及其表达式;
(3) 知道力的单位“牛顿”是怎样定义的;
(4) 了解以实验为基础,经测量、归纳综合、推理得出结论并用公式表达物理规律的研究方法。
2.3 教学重点:牛顿第二定律的内容及表达式。
2.4 教学难点:用实验研究的方法,探索a、F、m三个物理量间的关系。
2.5 教学器材:
(1) 电教器材:多媒体电脑、数据/视频投影仪等;
(2) 实验器材:气源、气垫导轨、两个光电门、数字计时器、滑块、带细丝的小桶、质量为5g、10g等砝码5个,大、小不一的铁块、托盘天平等。
2.6 教学方法:实验探索、启发式教学法。
牛顿第二定律教案篇5
牛顿第二定律的内容是物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与作用力方向相同,写成表达式为F=ma。通常情况下只针对一个物体或两个相对静止的物体整体应用牛顿第二定律,而在解决两个具有相对运动的物体系统受力问题时,由于缺乏一定的理论支撑,
常采用隔离法分别应用牛顿第二定律,在具体解题过程中显得比较麻烦,而且容易出错。
二、牛顿第二定律内容的拓展
通过教学过程中不断摸索、分析,总结。结合牛顿第二定律和整体法,我对牛顿第二定律有了新的认识:在解决具有相对运动的物体系统时,也可以整体用牛顿第二定律,并且应用起来比用隔离法更简单实用,不容易出错,也好理解。我将牛顿第二定律内容拓展:
对一个系统来说,系统所受的合外力等于系统内各物体的质量与其加速度的乘积之和。
表达式为F合=m1a1+m2a2+m3a3+……
(或者为:F合x=m1a1x+m2a2x+m3a3x+…
F合y=m1a1y+m2a2y+m3a3y+…)
三、实例验证
例1如图1所示,斜面体B放在粗糙水平地面上,倾角为θ,小物块A放在斜面体B上,已知A、B的质量分别为m和M。当A以加速度a加速下滑时,B始终静止不动,求此过程中地面对斜面体的支持力N和摩擦力Ff。
法一用隔离法分别对A和B受力分析,再用牛顿第二定律列式求解,解析过程如下。
A受重力GA,B对A的支持力NA,B对A的摩擦力fA ,受力图如图2所示。将重力分解为沿斜面向下的下滑力G1=mg sinθ和使物块压紧斜面的力G2=mgcosθ,则有
mgsinθ-fA=ma①;
NA=mgcosθ②;再对B受力分析如图3所示,B受重力GB,地面对B的支持力N和静摩擦力Ff,还有A对B的压力FN和摩擦力fB 。沿水平方向和竖直方向分别建立X、Y坐标轴,将FN和fB均分解到两个坐标轴上,得到
FNX=FNsinθ ③,FNY=FNcosθ④;
fBX=fBcosθ⑤,
fBY=fBsinθ⑥;由牛顿第三定律知FN=NA⑦;fB=fA ⑧;
在X轴上有Ff+fBX=FNX ⑨;
在Y轴上有N=GB+FNY+fBY ⑩由上述10个等式联立化简求解得Ff=macosθ; N=Mg+mg-masinθ,所以最后答案为地面对B的静摩擦力Ff=macosθ;地面对B的支持力N=Mg+mg-masinθ。
由上可见,用隔离法分别对A和B受力分析求解过程相当复杂,将花不少时间和精力,也容易出现受力分析失误或计算错误,得不偿失。
下面对系统应用牛顿第二定律,求解过程如下。
法二将A、B看成一个系统,对这个系统进行受力分析如图4所示,系统受重力G=Mg+mg,地面对系统的支持力N和摩擦力Ff,再将小物块的加速度分解如图5,则ax=acosθ,ay=asinθ;斜面体B静止,加速度为0,则由F合x=m1a1x+m2a2x+m3a3x+……得到Ff=max=macosθ,
由F合y=m1a1y+m2a2y+m3a3y+……得到Mg+mg-N=may即N= Mg+mg-masinθ。
通过两种方法的对比,明显地看出对系统应用牛顿第二定律比用隔离法分别分析简单快捷得多。
上例中是两个物体组成的系统,且斜面体B始终静止,即加速度为零,系统所受到的合外力相当于只用来使A产生加速度;下面看一个由三个物体构成的系统。
例2图6为马戏团里猴子爬杆的装置,现有质量分别为m1和m2的甲、乙两只猴子在沿杆匀变速向上爬,底座始终不动。已知底座连同直杆总质量为M,甲以加速度a1向上加速,乙以a2向上减速。设猴子与杆之间的作用力均为恒力,则底座对水平面的压力为多大?
法一隔离法。先分别对甲、乙两只猴子受力分析,受力图如图7中甲、乙所示,两只猴子均受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,甲的加速度向上,乙的加速度向下,由牛顿第二定律得:
f1-m1g=m1a1①m2g-f2=m2a2②
对底座连同直杆受力分析如图8所示, 底座连同直杆受重力Mg,地面对它的支持力N,两只猴子对它的摩擦力f1'和f2',由牛顿第三定律知: f1'=f1③ f2'=f2 ④。
底座连同直杆处于静止状态,所以受力平衡,得N=Mg+f1'+f2' ⑤。
由①②③④⑤解得N=(M+m1+m2)g+m1a1-m2a2
法二系统法:将底座连同直杆和两只猴子作为一个系统,这个系统受重力G=(M+m1+m2)g,地面对系统的支持力N,受力图如图9所示,
将牛顿第二定律应用于这个系统中则为F合=m1a1+m2a2+m3a3,由于底座连同直杆处于静止状态,加速度为0;a1向上,a2向下,以向上为正方向,上式变为:
N-(M+m1+m2)g=m1a1+(-m2a2)
牛顿第二定律教案篇6
作为一名物理教师,我认为应加强以下六点意识的修养。
一、科学规范意识
物理学是一门严谨的科学,它要求物理教师用语必须是准确的和科学规范的。
1 严格按教材“咬文嚼字”来阐述物理定义、定理、定律和定则。这是因为它们的内容表达都已十分精确,往往是多―个字不行,少―个字不妥,前后颠倒也不行。例如:光的反射定律中“反射角等于入射角”,就不能说成“入射角等于反射角”;牛顿第二定律中“物体的加速度与合外力成正比”,也不能说成“合外力与加速度成正比”。
2 要特别注意一些似是而非的词语的讲解,对“和与或”、“强弱与大小”、“大小与快慢”、“一切与一般”、“相等与就是”、“增加了与增加到”等词语的讲解必须抠字眼,不能含糊其辞。
二、精炼简明意识
学生是学习的主体。教师是学习的主导,因此教师要有惜话如金,少说为佳的意识,多给学生时间和空间,做到语言精炼简明,言简意赅,句句实用。
1 能用一句话讲清的就不说两句,可说可不说的要尽量不说,力求一语破的,一语激情,适当的重复是必要的。但一句话反复唠叨、嗦不完,学生是无法接受的,“言不在多,达意则灵”,即是此理。
2 物理概念的简称要科学。如:力的单位为“牛顿”,简称“牛”听起来流畅明快,悦耳动听,但“牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律”不可简称“牛一律、牛二律、牛三律”。
三、生动形象意识
物理学是以实验为基础的科学,对一个中学生来说,他们对很多抽象的物理模型、概念、规律的认识只限于表面的似是而非的理解,因此,物理教学用语在科学规范的同时还应追求形象直观、通俗易懂、深入浅出。
例如:学生初学加速度概念时,总认为:“加速度减小时,速度也减小”。为此可举同学长身体的例子来类比。例如某同学初一长高了5厘米,初二长高了4厘米,初三长高了3厘米,请问该同学初中阶段身体的涨幅是增加还是减少?身高是增加还是减少?
再如,什么是理想化方法?初学者对此不太理解,用如下比喻效果非常好。理想化方法就好像用渔网捕鱼一样,必须漏掉水、杂物及小鱼,捕到我们需要的大鱼。假如使用的是滴水不漏的容器来捕鱼,由于鱼、水、杂物很重,那是提不起的容器,也是得不到大鱼的。
四、风趣幽默意识
风趣、幽默是语言的调料,它既能引人发笑,增添教学活力,又能激发学生的学习兴趣,使学生在愉快、欢乐的氛围中主动获取知识、催化感情。
例如:讲光的反射时,不能说“入射角等于反射角”就好像不能说“父亲长得跟儿子一样”,讲“雷雨天,为什么总是先看到闪电而后听到雷声”时,幽他一默“是因为眼睛长在耳朵前边”。
当然,风趣幽默不能哗众取宠,流于庸俗。如讲“同种电荷相排斥,异种电荷相吸引”时不宜说“男男相斥,男女相吸”。
五、赞美表扬意识
心理学家告诉我们:罗森塔尔效应(又称皮格马利翁效应)对学生是普遍适用的。新一轮的课程改革,更是把培养学生的创新精神、探究能力放在了重中之重的地位。物理教师必须充分发掘学生的长处与闪光点子以赞扬和鼓励。如“你的方法很好”、“你的方案很独特”、“你的思路很清晰”。
六、节奏情感意识
唱歌为什么好听呢?是因为歌声有节奏、有起伏。讲课不可能像唱歌那样,但也不能平铺直叙,否则学生会昏昏欲睡,物理教师应控制教学用语的声调和节奏,努力做到教学用语强弱适宜,快慢适中。抑扬顿挫,富有节奏感,给学生良好的视觉效果。促使学生进入学习佳境。
牛顿第二定律教案篇7
不仅如此,牛顿文化活动的两种结果——科学学说与宗教学说,其后世的文化地位是非常不同的。牛顿在人类文化发展史上以近代力学的集大成者名垂于世,科学使他获得了崇高地位。他的宗教学说则无此殊荣,远不及科学学说那么幸运。至少到目前为止,关于牛顿的宗教学说仍然众口不一,微词不绝于耳。纯粹的科学论者视牛顿的宗教思想为累赘、束缚,甚至看作神经不正常的产物;正统的神学家则认为牛顿的宗教思想是一种伤害宗教利益,反对上帝的异端。牛顿宗教思想的文化意义问题并没有真正得到解决。
因此,牛顿学说作为一种文化现象具有特殊的意义。本文把牛顿学说中科学与宗教以一种特殊方式结合起来,而两者的文化结局极为悬殊,所获得的评价极为不同的现象称为牛顿文化现象。本文即是从文化价值论和整体论角度对牛顿文化现象进行的初步探讨。它试图以牛顿的双重文化价值观对牛顿文化现象作出新的解释。同时,作为这一解释的逻辑结果,文章也顺带说明牛顿的双重文化价值观是科学主义的价值论前提。
1
为了比较的方便,我们通过牛顿对科学价值问题的回答来探究牛顿的文化价值观。牛顿对“科学的价值是什么”的问题给出了两种回答。首先是科学性的回答。牛顿说:“自然哲学的目的在于发现自然界的结构和作用,并且尽可能把它们归纳为一些普遍的法则和一般的定律。”〔2 〕牛顿在另外的场合从比较微观的意义上也讲了类似的意思:“从现象引出两三条一般的运动原理以及随后表明怎样从这些明了的原理得出一切有形体的事物的性质和作用,将是哲学〔即科学〕上的一个十分重大的步骤,尽管这些原理的原因尚未发现”〔3〕。不过, 科学的目标又不限于具体的事物。牛顿在《自然哲学的数学原理》的序言中这样宣称:“从运动现象去研究自然界的力,再从这些力去验证其它现象;书中第一、第二卷的一般命题就致力于这个目标。在第三卷中我们阐明了世界体系,作为这方面的一个例子。……我希望我们可以用同样的推理,从机械的原理推演出其余一切自然现象。”〔4〕所以, 按照牛顿的理解,科学的价值是认识整个自然。罗素在回顾近代科学发展时重复了牛顿的这一看法,他说:“理论科学是企图了解世界的科学”。 〔5〕牛顿对科学价值的回答是近代的标准式回答,这一回答的内容和表述形式都使人感到并不遥远。
但是,牛顿的第二种回答令人听起来就有几分陌生。他在1693年曾直言不讳地说:“写作《原理》的目的,是向思索着的人们灌输上帝存在的信仰。”〔6 〕牛顿在《光学》一书中指出:“自然哲学的主要任务,是从现象出发,而不臆造假说,从结果推到原因,一直推出最初的第一因,这第一因肯定不是机械的。……从现象中不是可以看出有一位神吗?他无实体,却生活着,有智慧而无所不在。〔7〕这里, 牛顿明白无误地肯定,科学具有认识第一因,坚定上帝信仰的价值。
按照牛顿的观点,科学的价值一则是认识自然,掌握自然规律;一则是推出上帝的存在,维护对上帝的信仰。这两者从近现代的科学观看是那么的水火不相容,而在牛顿这里好象是并存不悖。
牛顿不仅以明确的语言陈述了双重文化价值观,而且以自己的文化活动体现了这一价值观。已有的统计资料可以说明,从17世纪60年代到18世纪前十年,牛顿在每个时代的研究写作活动不仅有科学方面的,而且有宗教方面的。也就是说牛顿对科学问题和宗教问题的文化兴趣基本上贯彻一生,并无明显的断裂特征。在每一个时间段里,牛顿的文化活动总是既有科学性,也有宗教性。虽然两者相互渗透的痕迹存在,但总的看,牛顿文化活动的指向不是一个,而是两个。这是他的双重文化价值观的一种表现。
牛顿的双重文化价值观还突出地表现在文化价值活动的结果方面。他对整个世界的文化解释是双重的,既有科学性的解释,也有宗教性的解释,二者构成对世界的完整说明。
从微观世界看,上帝对物质质点的创造与质点运动的规律是互补的。牛顿说:“上帝在开头把物质造成固实、有质、坚硬、不可贯穿、而可活动的质点,它们的大小、形状以及其它性质与其对空间的比例,都最适合于上帝创造它们时所要达到的目的。……这些质点不但有一种惯性以及由此自然产生出来的被动的运动定律,它们并且为一些主动的原理所推动,”这些原理“是自然界里决定物体形式的普遍定律。”〔8〕
从宏观世界看,行星与太阳的相对位置和相对运动也由上帝的第一推动和引力规律的结合予以解释。牛顿在《自然哲学的数学原理》第一版中说:“上帝将各行星安置在离太阳的不同距离上。”〔9 〕至于它们的动因,牛顿解释说:“如果把地球(不连月球)放在不论何处,只要其中心处于轨道上,并且先让它停留在那里不受任何重力或推力的作用,然后立即施一个指向太阳的重力,和一个大小适当并使之沿轨道切线方向运动的横向推动;那么,按我的见解,这个引力和推动的组合将使地球围绕太阳作圆周运动。”但是,“没有神力之助,我不知道自然界中还有什么力量竟能促成这种横向运动。”〔10〕
在牛顿的时代,牛顿文化现象不是一种孤立的现象。“十七世纪中叶所有合格的科学家与差不多所有的哲学家,都从基督教的观点去观察世界。宗教与科学互相敌对的观念是后来才有的”。〔11〕亚•沃尔夫也从世俗态度与宗教态度统一的角度描述了这一现象,他说:“对自然现象抱世俗态度并不一定排斥对世界抱宗教态度。……近代科学的先驱者们实际上都笃信宗教,事实上都是基督教的忠实儿子”。〔12〕
2
一个科学家的群体,为什么对科学问题既抱着世俗态度又持有宗教态度?一个杰出的科学家,为什么对宇宙问题给出了科学和宗教的双重解释?这种文化现象对于在科学占主导地位甚至可以说在科学一元文化空间中生活的人是难以理解的。然而,这对于生活在二元或多元文化空间中的人来说,却是一种正常的文化现象。他们尽管可能在某些时候、在某些问题上感到困惑,出现一些矛盾, 但总的来说却赋予这种双重文化现象以某种统一性。牛顿就是这方面的典型。
牛顿的双重文化价值观在认识论方面是统一的。 这种统一性集中表现在:科学发现的自然规律就是上帝赋予自然的秩序,认识了自然规律就是认识了这一秩序本身,从而也就在某种程度上认识了上帝。牛顿曾直截了当地宣称:“要在宇宙的物理秩序及道德定律中寻找神的自然真理”〔13〕“根据生生息息的诸种现象来考察上帝,不言而喻,是自然哲学的对象”。〔14〕在牛顿这里,自然规律就是上帝真善美的具体体现。
在牛顿的学说中,牛顿还进一步试图给双重文化价值观以本体论的基础。牛顿说:“一个永恒的、无限的、全智的和最完美的却无支配权的神,不是上帝,而是自然……上帝的神性最好不由抽象的概念,而由现象,由它们的最终原因来证明”。〔15〕这里,自然与上帝的多数特征是统一的,相差的是支配权;而这支配权是由最终原因来说明的。对于自然与上帝在第一因上的区别,牛顿——按照后人的解释——是通过自然神论予以协调统一的。如贝尔纳所说:牛顿给了世界一种机制,“这一机制是按简单自然定律来操作,不需要继续加力,而只要神灵插手创造它,并使它起动”。〔16〕这样,宗教的价值由上帝作为其价值源泉,科学的价值由自然作为其价值源泉,二者在其源头是上帝与自然的某种统一。
与双重文化价值观在认识论和本体论方面的统一相契合,宗教文化与科学文化在其外部关系上也是对接的。按牛顿的理解:宗教文化是“从人类知识的顶点才能看到的境界,而不是人类知识的基础;它们是科学的终点,而不是科学的开始”。〔17〕
所以,上帝与自然的某种统一,上帝秩序与自然规律的某种统一,宗教价值与科学价值的某种统一,乃至宗教文化与科学文化的某种统一,在牛顿这里是集于一身的。牛顿是上帝和自然之间的中介。上帝因为牛顿找到了自己在自然界的表达;自然界因为牛顿找到了走向上帝的通道。
牛顿的双重文化价值观不是偶然的文化现象。它是一种文化传统的产物,有其文化史方面的渊源。历史上以明确的方式在比较抽象的层面上首先协调宗教和理性关系的,是生于西班牙的回教哲学家阿威罗伊。他提出“双重真理说”企图解决这一问题。在阿威罗伊之后有迈蒙尼德斯,他试图调和亚里士多德哲学和犹太神学。到阿奎那时实际上表达了某种双重文化价值观。知识来源在他那里有两个:一是宗教启示,二是人类理性,两者形成了统一的结果。他的《神学大全》就是囊括宗教教义与理性知识于一体的神学体系。
双重文化价值观到了近代对牛顿产生了直接的影响。近代人们做了许多努力试图把科学与基督教教义调和起来。牛顿“在这些问题上的观点在很大程度上是受亨利•莫尔、罗伯特•玻义耳和伊萨克•巴罗等人的影响。”〔18〕
牛顿的双重文化价值观还有其历史的基础。牛顿双重文化价值观就其现实基础而言,建立在新教与近代科学的某种统一性之上。美国社会科学家默顿曾这样判断:“新教伦理学和资本主义精神一样能推动科学的发展,在17世纪英国特定的环境下不能认为科学和宗教之间仍然处于敌对的关系”。〔19〕
新教与近代科学在以下方面是一致的:第一,两者都诉诸于个人理性。路德提出“因信称义”说,认为信徒个人可以象教皇一样解释圣经,从而使个人理性成为决断自己信仰的权威。“同样,早期的近代科学家也不理会古代哲学家和中世纪经院哲学学者的体系,而从自己的经验中寻求科学真理,按自己的理解解释世界。”〔20〕如托马斯•斯普拉特所说:“一个把改革放在宗教里,另一个通过哲学达到改革的目的。……一个求教于圣经,另一个求教于自然界这本巨著。”〔21〕第二,新教与科学以目的与手段相结合的方式统一起来。例如,“为了宗教的目的而动用科学被17世纪加尔文教派看成是一件重要事情,尤其是英国的清教徒总强调宗教的职责是做‘有益的事情’,并把科学活动看作是一种对人类有益的工作。”第三,新教与近代科学有相通之处。近代科学认为自然有其自身的规律,科学就是发现这些规律。加尔文教派则要求人们生活井然有序,合乎规律。清教徒约翰•普雷斯顿径直宣布:“上帝不改变自然规律”。
牛顿正是在上述新教与近代科学相统一的文化背景下成长起来的。许多研究者对牛顿的新教特点作了多方面的刻画。可以断定,牛顿的双重文化价值观打上了深深的时代烙印。
3
虽然牛顿的双重文化价值观体现了某种统一性,虽然文化传统和时代条件为这种统一提供了可能,乃至形成了后人所说的“牛顿物理学——神学体系”,〔22〕但这不等于说,在牛顿这里科学文化与宗教文化没有什么区别。如果是这样,近代自然科学与宗教文化逐渐分离的事实和趋势,以及牛顿作为近代自然科学集大成者的地位都无法得到解释。事实上,牛顿是努力在科学文化与宗教文化之间的某个区段上为两者划一条界限的,只不过这个界限并不一般地划在科学理性与之间,而是主要划在科学与神学之间,或更准确地说,划在科学与经院哲学的论证之间。
一般而言,神学论证主要由方法和解释所构成。按照牛顿的观点,信仰与科学是可以相容的,但是科学与神学的方法和解释却是对立的;对上帝的信仰必须坚定不移,但是在自然的范围内,接近和信仰上帝的方法以及由此获得的解释都应该是科学的,而不应当是神学的。正是基于这种立场和工作,自然科学的独立地位才有可能真正确立。
牛顿认为:自然科学发现规律的方法是“用观察和实验来建立这些规则,从而推导出事物的原因和结果。”〔23〕牛顿说:“在实验哲学上,我们把用一般的归纳法从现象推导的命题,看作准确的或很接近于真实的。”〔24〕“由做实验、观察和用归纳法从其中得出普遍的规律”〔25〕的方法是分析法。以这种经过实验验证的普遍规律为基础“推证其它的结构”的方法是综合法。〔26〕牛顿的方法是分析与综合的统一,而它的基本特色无疑是分析法。这正是牛顿方法与经院哲学方法相区别的地方。
经院哲学方法的要害是把未经现象证明的东西作为原理,把实验无法验证的东西作为一般出发点去说明自然现象。例如,经院哲学以亚里士多德的质料因、目的因去说明自然现象,笛卡尔以以太旋涡去说明自然现象,都属于这种情形。牛顿称这种方法是“编造假设”。他宣称:“我避免假设,不论是力学的还是神秘的质,它们是有害的,并且不会产生科学。”〔27〕牛顿评价说:这种方法“告诉我们任何事物都具有一种神秘的特殊性,而事物就是靠这种特殊性起作用,并产生明显效果,这样说等于白说。”〔28〕
基于两种方法的差别,牛顿在对自然作出解释时基本恪守自己的方法。以重力研究为例,牛顿说:“迄今为止,我们已经用重力说明了天空和海洋,但是我们尚未确定这种力的原因,……对我们而言,重力实际上存在,并按我们已经阐述的定律作用,而且对于我们说明天体和海洋极为有用,就足够了。”〔29〕到了1717年,牛顿仍然声明:“我未把重力看作物体的一种本质属性。我已经增加了一个与原因有关的问题,以一个问题的方式把它提出来,因为我对它尚不满意,还需要实验”。〔30〕
与此相对照,神学家本特利的解释是:“万有引力是肯定存在于自然界的;它超出一切机械论物质原因之上,而且是从一个更高的原因或神圣的能力与影响中产生出来的”。〔31〕这一解释按牛顿的观点即属于在实验哲学中无地位的假设,是一种靠不住的前提。
以实证分析的方法为基础,牛顿也不同意对具体的自然现象作唯灵论和目的论的具体解释。克拉克在解释引力时说:“我们必须假定有一种非物质的灵魂,按一定的规则支配物质。这种非物质的力在物体内是普遍存在的,它无所不在,无时不在”。〔32〕按照牛顿的观点,这就是一种无法通过实验验证的唯灵论观点。牛顿一方面竭力使自己的科学方法和解释与经院哲学区别开来,认为后者对于科学是无用的,甚至是有害的。另一方面,牛顿又将自己的实证科学与统一起来。这种统一不是通过神学提供的启示方法和目的论、唯灵论等解释,而是通过实证分析和数学力学的解释达到的。认识、接近和信仰上帝,在自然现象的范围内,必须通过实证科学,这是牛顿的结论。正是在这一点上,牛顿使自己的学说与传统神学挥手告别,从而奠定了自己在近代文化中的特殊地位。
4
在基本厘清牛顿双重文化价值观的内涵及其内部关系后,我们进而转向这种价值观的文化作用与功能。
牛顿双重文化价值观对宗教文化的影响既是限制性的,又是维护性的。其限制性表现在:上帝的文化幅射面和幅射方式改变了。上帝虽然在社会生活的领域依然故我,但在自然现象的范围里却大踏步地后撤。如果说它仍然存在着,也主要以第一创造或第一推动者的身份而存在着;如果继续颂扬它无所不在的话,那么它的这种存在也主要体现为数学或力学的规律,后者实际上已是一种科学文化的形态。不过,牛顿同时也是的忠诚维护者。“牛顿是一个正统的基督教徒,相信有一个第一原因。……对于牛顿来说,承认上帝在宇宙中的存在和影响,不止是对大众信仰的忍让。它是他的思想的攸关重要的部分,深深地影响了他的观点。”〔33〕
牛顿双重文化价值观对于宗教文化的内在作用既是解构性的,也是建构性的。牛顿在文化整体上割裂了上帝与自然的直接联系,创造了相对独立的科学文化,原有的神学论证与上帝信仰的联姻关系被破坏了。宗教文化的原有体系解构了。但同时牛顿又以一种新的方式把上帝与自然、上帝的秩序与自然规律协调起来,建构了一种新的宗教一科学型文化。
牛顿双重文化价值观的双重作用同样也体现于对科学文化的影响之中。这是它的影响更为重要的方面。
首先,双重文化价值观赋予自然科学以某种神圣性。近代科学文化的崛起,不仅取决于这种知识的逻辑性、实证性和实效性,而且也取决于这种知识文化的某种神圣性。从历史背景看,在一个宗教文化的大背影下,科学文化如果没有一点神圣性,充其量只不过是某种器用性的附属物,不可能迅速成长起来,获得主体性的地位。从文化价值论来看,一个文化价值体系的生成,不但要有价值的论证和价值推广,而且首先要有价值的选择和推崇,这三方面的要素缺一不可。牛顿的科学文化开始就有某种价值的神圣性,这种神圣性建立在科学与宗教的特殊关联上。在牛顿这里,科学是认识、接近上帝的一种途径,是与上帝直接相关的神圣事业。上帝是神圣的,体现上帝存在的力学规律也是神圣的。牛顿所营造的文化氛围,不仅是实证的,也是神圣的。
牛顿双重文化价值观对科学文化的影响也表现为为科学发展提供巨大的精神动力和热情。荻原明男曾指出:牛顿的“杰出的‘数学’综合能力和丰富的‘实证’精神,是他对宇宙秩序深深依赖的两个媒介。在某种意义上可以说,这是一种‘宗教’感情。这正是17世纪产生近代世界图景的根源性的原动力。”〔34〕牛顿所以具有坚韧不拔的研究精神,是因为“信仰”的支撑。荻原明男认为,象牛顿一样,这种“信仰”也鼓舞着开普勒、伽里略、笛卡尔、惠更斯等近代科学家,这是他们“唯一的、共同的、强有力的推动力”。〔35〕
关于宗教性的感情和态度对科学的影响,爱因斯坦也给予了充分的肯定:“宇宙的宗教的经验,来自于科学的天空之背后,是最强有力、最崇高的经验。没有艰巨的努力和献身精神,科学思考开拓者的创造是不可能产生的。……对于宇宙的无限合理性无限依赖,而且,对宇宙中出现的无论多么微小的理性闪光也渴望理解,这些,开普勒和牛顿是一定具备的。”〔36〕
牛顿双重文化价值观对科学文化的影响还表现在对自然的解释及其研究方法上。
如上所述,牛顿对自然现象有两种解释:一种是科学的,另一种是宗教的。到牛顿这里,自然解释虽然已经以力学体系的形式出现,但这一解释又是不自足的,需要宗教性的解释予以补充。对科学方法的影响也是如此。一方面它强烈地支持实证方法的出现;依据这种方法,科学的划界以实验观察的验证为基础。另一方面,它又助长牛顿在构筑科学体系时寻求绝对的立足点,上帝的绝对性以逻辑的某种形式出现。如牛顿所说:上帝“由于始终存在和无所不在,因此他构成持续和空间”〔37〕“可以毫不夸张地说,牛顿的绝对运动、空间和时间等概念在很大程度上是他受莫尔和巴罗影响的神学观点的结果。”〔38〕双重文化价值观对科学范畴和方法的渗透影响已见一斑。
在进行了上述分析后,我们可以厘清牛顿双重文化价值观对科学文化的最重要的一种影响:牛顿双重文化价值观是科学主义的价值论前提。科学主义作为对科学的一种崇拜,从价值论的角度说,它的形成既要有世俗的价值基础,也要有天国的价值依据。牛顿力学是自然科学的近代综合,它不仅形成了完备的体系,而且它的文化解释力与社会应用的效果都是令人叹服的。这种史无前例的、真正奇迹般的成功有可能造成一种“宗教性的气氛。”〔39〕牛顿的文化价值观中无疑包含着导致这种结果的内在因素。
但是,仅仅这些条件还不足以解释为什么恰恰在牛顿之后,科学如此迅速地成为一种被崇拜物,甚至要被拥戴为一种牛顿教,从而开科学主义之先河。这里非常重要的一个因素是,在牛顿双重文化价值观之中就存在着天国价值的内在因素,存在着从对上帝的崇拜转向对科学崇拜的逻辑项链。这里,价值让渡的内在环节是:既然力学数学定律是上帝赋予的秩序的体现,那么对上帝的崇拜就可以转变为对这种规律的崇拜。这是牛顿文化价值观的特殊之处,是它所以能成为科学主义价值论前提的内在原因。换言之,牛顿的双重文化价值观与科学主义具有内在的文化逻辑关联。这是我们研究牛顿双重文化价值观的当代文化意义。不胜其烦的实证研究不仅要给牛顿文化现象一个新的解释,而且也是要给当代科学主义思潮一个新的文化诠释。
5
对牛顿双重文化价值观的研究,实际上是从文化价值论的特定视角,通过对牛顿文化现象的个案研究来重新探讨宗教文化与科学文化的关系,或者更一般地说,探讨不同文化形式之间的关系。这些关系具有很现实的文化实践意义,也具有一般文化学的意义,值得我们作进一步的文化反思。
宗教文化与科学文化在历史上无疑有着某种矛盾性的关系。这种矛盾曾经表现为宗教文化对科学文化的排斥、压制,甚至残酷的扼杀。布鲁诺1600年在罗马鲜花广场被火焚,伽里略1663年在罗马宗教法庭被宣判,都是典型的例证。到牛顿这里,他也承受着来自宗教方面的攻击和压力。贝克莱主教用上帝意志批驳牛顿的万有引力定律。莱布尼茨指控牛顿提出绝对时空是无视上帝。这种压力之大,以致牛顿到了风烛残年还要申辩:“本人对主的敬意有一种朴素的,将不会陷入莱布尼茨阴险设下的罗网。”〔40〕这些说明,一种新文化类型的出现,“需要为争取自己的生存权利而斗争。”〔41〕
但是,我们同时也看到,不论在科学史的研究中,还是在一般文化的研究中,仅仅以相互斗争为线索来论述科学与宗教的关系是不够的。两者还有相互统一的一面。这种统一性是复杂的,在不同的历史时期、不同的国家,对于不同的文化人物来说,其内容和形式是不同的,需要进行具体的研究。牛顿的情形表明:宗教文化的某些部分可能与科学文化处于尖锐的对立之中,但另外一些部分与科学文化却是可以相容的。在牛顿这里就存在着这种相容的具体形式。不仅如此,宗教文化的某些部分可能对科学文化的发展还起了刺激、启发、推动的作用。上帝是宇宙主宰的思想促使人们赞同这样的观念,即上帝井然有序地安排了一切事物,从而使人们想到自然规律的存在。上帝的无所不在,无时不在同样也刺激启发了绝对时间与空间的观念,成为牛顿建构自己力学的一个基础。这些都表明,宗教文化是近代科学发展的一个重要条件。如格•斯玛特所说,虽然我们不能说神学思想是正确的,但它“事实上可能是科学兴起的一种必要的因果条件。”〔42〕
宗教与科学文化的统一性还需要放在更大的文化幅面里去考虑。从文化学的角度看,文化整合是不同文化类型或成分形成统一体的重要形式。人类文化的每一次大综合,实际上都是文化整合。人们常说的牛顿完成了近代力学的大综合,实际是说他将力学整合为一个体系。这实际只是牛顿文化整合的一个方面。如本文所论述的,牛顿还有将科学与宗教相整合的一面。这是更大范围的文化整合。这一整合深刻地影响了康德,后者以哲学的形式继续了这一工作。但是,这种整合在近代的文化承,尽管一直很有影响,但它得到的批评似乎多于对它的肯定。近代 以来,人类文化场中的主要变化是科学文化的迅速崛起壮大。科学文化处在与原来主体文化——宗教文化逐步分离、对峙甚至企图取而代之的态势中。很自然,人们观察科学与宗教关系的参照系是科学场,而不是更大的文化场。按照辩证法的语言说,科学对宗教的关系仍然处于否定性的阶段,还不是否定之否定的阶段。康德的文化总结显得为时太早。在科学的凯旋声中,科学主义的声音越来越响,人们很难想到科学文化还需要与其它文化结盟。这些情形,是由文化发展的历史条件所决定的。人们只能基于他们当时所处的那种文化背景来考虑问题。
但是,随着现代文化综合趋势的明显出现,随着各种文化形式的文化域的相对确定和互补性的增强,原来的以近代科学为参照系的文化单向维度观察与分析就显得非常的不够。文化,愈来愈象一个家族,而不是一个单身汉。在这种情形下,牛顿与康德所作的文化整合——虽然他们整合本身的合理性需要分析和讨论——就有了新的特殊意义。这是一个时代性的论题,也是一个可能上升为人类一般文化学的论题。这里,人们有希望对人类的整体文化获得一种新观念,并由此建造一种新的更加有利于人类生存和发展的文化园林。
文化整合,重要的是文化价值体系的整合。本文对牛顿双重文化价值观的分析对此已经有所说明。没有价值性的整合,其它逻辑和功能性的整合就缺乏内在基础的统一性。因此,从文化价值论的角度去探讨文化整合,在文化学的范围内具有根本的意义。它既是我们研究精神文化整合的一般线索,也是精神文化与社会存在之间的中介环节。一般而言,解决此类文化整合问题,要在文化结构上解决以下三个层面的问题:不同文化形式之间的价值观整合;与价值观密切相关的文化解释之间的整合;文化解释应用空间的相互整合。不过,对这些问题的阐述已经远远超出了本文所允许的范围。本文只是想说,如果牛顿在自己的文化实践中已经进行了这方面的尝试,提出了这样一个重大的文化课题,那么,在一百多年后的今天,当人类文化走向21世纪的大综合时,我们有必要从文化理论上予以回答。 参考文献
〔1〕阎康年著:《牛顿的科学发现与科学思想》, 湖南教育出版社,1989年版,第561—562页。
〔2〕〔23〕h。s塞耶,《牛顿自然哲学著作选》,扉页,上海人民出版社,1974年版。
〔3〕opticks, 3rd ed, p。337, 转引于亚•沃尔夫《十六、 十七世纪科学、技术的哲学史》,商务印书馆1985年版,第755页。
〔4〕、〔7〕、〔8〕、〔11〕、〔13〕、〔17〕、〔26〕、〔31〕、〔32〕转引于丹皮尔《科学史》,商务印书馆,1975年版,第248 、252、246—247、219、254、251、245、253—254、253页。
〔5〕罗素《西方哲学史》下卷,商务印书馆,1983年版第4—5页。
〔6〕大沼正则,《科学的历史》,求实出版社,1983年版,第109页。
〔9〕、〔40〕f。e。manuel, the religion of isaac newton,oxford, (1974), p。31, 79.
〔10〕h。w。turnbull, the correspondence of isaac newton,vol。 ⅲ, (1961),p。240.
〔12〕、〔18〕、〔33〕、〔37〕、〔38〕亚•沃尔夫《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》,商务印书馆1985年版,第8、744、 756、758、756—757页。
〔14〕瓦尔特尔•霍利切尔《科学世界图景中的自然界》,上海人民出版社,1965年版,第65页。
〔15 〕、〔27〕a。 r。 hall and m。 b。 hall, unpunishedscientific papers of isaac newton, (1978), p363、360.
〔16〕j。d。贝尔纳《历史上的科学》,伍况甫译, 科学出版社, 1981年版,第278页。
〔19〕见萧kūn@①焘主编《科学认识史论》,江苏人民出版社,1995年版,第404页。
〔20〕、〔21〕、〔22〕、〔28〕斯蒂芬。f。梅森《自然科学史》,上海人民出版社,1977年版,第163、163、175、188页。
〔24〕i。newton, principles, (1947), p399—400. 转引出处同注⑴,第469页。
〔25〕i。newton, opticks, (1931), p404, 转引出处同注( 24),第473页。
〔29〕isaac newton, principles, 1974, p546—547.
〔30〕i。newton, opticks, 1931, pxxix。
〔34〕、〔35〕、〔36〕友松芳郎主编《综合科学史》,陈云奎译,求实出版社,1989年版,第88、89、90页。
〔39〕伊•拉卡托斯《科学研究纲领方法论》,上海译文出版社,1986年版,第298页。
牛顿第二定律教案篇8
关键词:自主学习能力;问题情境;合作学习小组
本文就从笔者自身教学实践经验出发,对如何培养学生自主学习能力这一问题提出几点见解和意见,望能给其他物理教育工作者一些帮助和启示。
一、加强对学生的预习指导,帮助学生奠定自主学习的基础
预习是学生听好课、提高学习效率的有效前提。学生通过预习,可以提前熟知即将学习的新知识,也能从中发现问题、知晓重点,从而在听课过程中依据自身状况有针对性地听,进而使学习效果事半功倍。而且高中学生与其他年级学生相比,已具有一定的独立思考能力和思维创新能力,通过预习,他们可以使自己遇到的基本问题得到解决,并促使本身的学习精神、学习热情、探究兴趣等得到培养和提升。所以,作为一名高中物理教师,我们应对预习环节给予高度重视,并依据具体教学内容和学生认知水平,对学生进行科学、合理的预习指导,从而帮助学生奠定自主学习的基础,提高学生的自主学习能力。
比如,在学习必修一第五章第二节《牛顿第二定律》时,我们就可为学生制定出以下导学提纲:(一)知识准备:1.探究加速度与力、质量的关系:(1)当保持物体质量不变时,_____,用数字式子表示就是:a F。(2)当保持物体受力不变时,_____,用数字式子表示就是:a 1/m。(二)教材助读:1.牛顿第二定律的内容是什么?牛顿第二定律的数学表达式是怎样的?式中各物理量的单位是什么?其中力的单位“牛顿”是怎样定义的?当物体受到几个力的作用时,表达式中的F指什么?(三)预习自测(即几道检验学生预习效果的题目)。这样,我通过为学生设计预习导学案,既使学生对即将学习的内容有了大致了解,也帮助学生奠定了自主学习的基础,有助于提高学生自主分析问题和解决问题的能力,可谓一举多得。
二、创设问题教学情境,使学生产生自主学习的动机
以往的高中物理课堂,过于平铺直叙、过于简单直接,一节课下来,课堂气氛显得沉闷压抑,学生也没有学习的兴趣和动机,物理教学效果自然也是处于不理想状态。因此,我们应改变这种平淡、无涟漪的课堂教学形式,创造一种生动、活跃的教学气氛,从而使学生产生想要学习的兴趣和动力。比如,我们可以在教授物理知识点之前,向学生提出一些具有启发性和趣味性的问题,从而促使学生产生自主学习的良好动机。
比如,在学习《牛顿第三定律》这部分知识时,我就对学生说:“同学们,按照牛顿第三定律,我们知道力的作用是相互的,那么,在拔河比赛中,双方的力也是相互的,而且大小相等,那为什么还会有胜出的一方,应该是不分胜负才对呀?这是不是违背了牛顿第三定律?还有,假如让我们班最强壮的一名男生穿着溜冰鞋与一名瘦弱的女同学进行拔河比赛,这位女同学会赢吗?”如此生动、有趣的问题,立即引起了学生的兴趣,他们也都积极主动地进入到对这些问题的探索中,有利于促进他们新知识的增长。这样,我通过为学生创设富有趣味性和启发性的问题情境,激发了学生的探究欲望,使学生产生了自主学习的动机。
三、建立合作学习小组,激发学生自主学习的热情
合作学习,即以群体为学习单位的一种课堂教学形式,它改变了以往以教师为中心的注入式教学模式,充分调动了学生学习主动性,是开拓学生自主性学习的有效教学模式之一。所以,在高中物理教学中,我们可将班里学生进行分组,给他们布置相关的合作学习思考内容,然后让他们通过自主研究、分析、探索,总结出物理学习理论。这样既能激发学生的自主学习热情,还能提高学生对学习材料的搜索、分析和归纳能力。
比如,在学习《超重与失重》这部分内容时,为了引出超重与失重的概念,并让学生有一个清晰、深入的理解,我们就可将班里学生三人分为一组,每一组发一个弹簧秤和钩码,要求学生将钩码挂在弹簧秤的下端,然后仔细观察以下状态下弹簧秤示数的变化:钩码静止时、缓缓上升时、缓缓下降时、突然上升时、突然下降时,并将结果填在一个表格内。当然,在进行这一实验探究时,组内成员要进行合理分工,如一人操作、一人观察、一人记录。这样,我通过建立合作学习小组,使学生对它们有了深入、清晰的理解。
以上即为我个人对在高中物理教学中培养学生自主学习能力的几点意见,在此作此阐述,权当抛砖引玉。
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