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自然科學的探索范文1
[關鍵詞];思想政治教育;自然辯證法;案例教學;案例分析
[中圖分類號]G643[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3712(2014)07-PPPP-CC[基金項目]本文系電子科技大學2012年非全日制專業學位碩士研究生教研教改基金資助項目“結合非全日制專業學位碩士研究生特點探索‘自然辯證法概論’案例教學法”。
[作者簡介]吳曉云(1974―),女,江西鄱陽人,博士,電子科技大學副教授,研究方向:現當代西方哲學,西方理論。
“自然辯證法”課程是工程碩士需要學習的一門政治公共基礎課,主要講授自然界及科技、工程的一般規律和一般方法。自然辯證法是理論的重要組成部分。隨著對科學技術學、科學知識社會學等新興學科的不斷借鑒和吸收,自然辯證法在研究領域和研究方法上有了巨大突破,日漸發展為一門“以協調人與自然的關系,促進科學技術(工程)和社會可持續發展為主要目的的具有交叉、綜合性質的學科”[1]。與其他政治公共課相比,“自然辯證法”課程不僅承擔著培養工程碩士研究生理論修養的基本任務,而且承擔著培養他們哲學素質和科學思維,切實提高他們分析問題和解決問題的實際運用能力等重要職責。為了更好地實現“自然辯證法”課程的教學目標,廣大一線教師積極地探索以分析和解決現實問題為導向的案例教學法。
一、案例教學的必要性
案例教學是一種開放式、互動式的新型教學方式?!白匀晦q證法”課程案例教學通常由教師事先選擇一些科學、技術、工程發展史中具有典型性案例,讓學生自行組織研討,使他們通過主動查閱教材和教參,拓寬理論視野,實現對新知識、新理論的學習和掌握,并應用所學的新內容有針對性地分析和解答案例問題。
案例教學方法的運用符合素質教育的根本目的。傳統教學以單向信息傳遞為主。雖然在教學過程中,為了證明某個自然辯證法基本原理的正確性,教師也會采取列舉事例的方式來加深學生對該原理的理解;但是這種舉例子的方式仍舊是以教師為主的觀點論證,學生只是被動地接受教材的知識和教師的講授,缺乏獨立思考過程和綜合判斷能力的運用。案例教學則不同,它是利用案例作為教學媒介,讓學生自主分析、論證和表達,以達到高層次認知學習目標的一種新型教學方法。它的最大優點在于以學生為中心,以教師為輔助,由學生自主學習和掌握所學課程的核心內容,并運用所學知識處理實際問題,從而實現學以致用、素質培養的教學目的。
案例教學方法的運用符合自然辯證法學科的本質要求。采用案例教學方法,通過介紹科學技術工程發展過程中的一些具有代表性的人物、事件闡明自然辯證法基本原理,有利于研究生們理論聯系實際,在具體的案例分析中活學活用基本立場、觀點和辯證法。
案例教學方法的運用符合工程碩士研究生的實際情況。工程碩士研究生大多是工礦企業、工程建設部門的工程技術和工程管理人員,與一般的全日制碩士研究生相比,他們不僅具備一定的專業技術特長,而且擁有豐富的生活閱歷和實踐工作經驗。如果針對工程碩士生的“自然辯證法”教學,仍然沿用傳統的教學方法,很難調動他們學習政治理論的積極性和主動性。教室在教學中應該有意識地結合工程碩士生的專業特點,多討論科學技術工程的具體案例,使他們在實際案例中自覺授受辯證唯物主義自然觀、科技觀、工程觀和方法論。這既符合國家對于碩士生政治理論教育方面的一般要求,又與工程碩士生成長和發展的實際需要相一致。
二、案例教學的實施
案例教學是教師和學生共同參與的,教學過程中既發揮了教師的理論指導作用,又充分調動了學生主動學習的積極性;同時,學生積極思考的成果進一步引發了教師新的理論思考,從而實現了教與學的雙向交流。實施案例教學應該通過以下三個步驟:
(一)教師精選案例
這是有效實現案例教學活動的首要前提。對于教學案例的選擇,教師首先要在熟悉課程內容、明確教學目的的基礎上,盡量選擇在科技工程發展史上具有重大意義的人物或事件作為案例。其次是充分考慮工程碩士研究生的知識結構和工作背景,“在討論一般科學技術問題基礎上,突出關于工程問題的討論”[2]。最后,選擇的案例專業性不能太強,應該注重科學技術的普及性和自然辯證法基本原理的普及性。譬如,針對“辯證的自然觀”這一教學主題,可以選擇三峽工程作為案例,討論人對自然的超越性和依賴性,同時討論選擇可持續發展道路的重要性。
(二)學生自主討論
學生自主討論是成功實施案例教學的關鍵所在。為了提高案例教學的質量,教師應當引導同學們結合自身的專業背景和工作經驗,通過自己動手查閱教材、教參及其他相關資料,找出自然辯證法的基本原理來分析案例、得出結論。譬如,可以在課堂教學中專門安排時間,讓學生就某一主題案例分組討論。在組內討論充分、基本形成共識的基礎上,由各組成員自行推選代表發言闡述本組討論的結果,并積極應答其他各組同學的提問和不同意見,最后由教師作總結點評。教師還可以提供建設性思路鼓勵學生課后繼續討論。
(三)學生撰寫分析報告
撰寫報告對案例教學成果的鞏固和提升。案例分析報告是學生案例分析過程的書面呈現,它以文字的形式說明和再現了學生理論聯系實際的能力和論文寫作的基本哲學素質。因此,教師必須十分重視對案例分析報告寫作的指導,鼓勵學生采用規范的格式、創新的思維完整地書寫案例分析的目的、相關知識點、案例簡介、分析論證各大要點及最后的結論。為了有效提高學生案例分析報告撰寫的質量,教師還應當依據學生撰文水平的不同分等級打分,分數以一定比例計入學生的課程總成績。
三、案例教學面臨的困難
近年來,案例教學已經在“自然辯證法”課堂教學中得到較多的應用,并取得良好的教學效果。但是目前這一教學方法仍存在一些問題:
首先,校方對案例教學方法的探索缺乏重視。盡管案例教學已經被論證是實現素質教育的有效途徑之一,但是在學實踐中還沒有得到普遍應用,部分原因在于學校對這一教學方法的認識不足、支持不夠。一些學校認為,在案例教學的課堂設置上,以學生討論為主、教師指導為輔的模式不符合常規的教學秩序,有違一般的教學考核制度。因此,他們并不十分支持這一教學方法的探索,這在一定程度上限制了自然辯證法教師對案例教學方法的推廣和應用。
其次,任課教師對案例教學的不適應。第一,案例教學的課堂要求教師的角色變主講為聽者,這極大地挑戰了教師的傳統教學權威,尤其是對于那些資深的老教師來說,課堂主講角色的讓渡是難以接受的。第二,案例教學在案例的選擇上,要求教師有較高的理論素質和較強的實際問題的敏感性,這一點也讓部分教師難以適從。第三,案例教學要求教師課前精選案例、課中組織和管理學生討論、課后批改案例分析報告,這無形中增加了教師的工作量和工作強度,也讓他們很難適應。
最后,教學條件對案例教學的客觀限制。我國高校在“自然辯證法”課程的教學課堂上,“師生比例懸殊,教師少、學生多,合班上課居多”[3]。一般一個教學班有120人左右,這給案例討論帶來很大困難。許多學生在課堂上不能充分地表達自己對案例的見解,而課下與教師交流學習體會的渠道又十分有限。因此使用案例教學方法可能導致有些學生所學習到的知識面和所掌握的理論深度還不如傳統的教學方法,因此,一些學生對案例教學法的探索不太配合,這極大地影響了案例教學的效果。
總之,在“自然辯證法”課程教學中運用案例教學法,在教學理念、教學內容、教學方式上都實現了的突破和創新,但是這一方法的實施過程中也暴露了一些問題,有待于我們繼續深入研究,尋找對策來提高案例教學的效果。
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自然科學的探索范文2
“堅持社會科學和自然科學并重,充分發揮哲學社會科學在經濟和社會發展中的重要作用。”十六大報告的這一重要論斷,充分體現了黨和國家對哲學社會科學的高度重視。在全面建設小康社會、加快推進社會主義現代化的過程中,我們應從實現經濟、政治、文化協調發展的高度,充分認識哲學社會科學的重要作用,采取切實措施,努力促進哲學社會科學的發展和繁榮。
堅持社會科學和自然科學并重,對促進社會主義物質文明、政治文明和精神文明的協調發展具有重要意義。社會科學和自然科學同為人類科學知識體系中不可或缺的組成部分。自然科學以自然界為研究對象,認識和把握自然規律;社會科學則以人類社會為研究對象,認識和把握社會及人類自身的發展規律。進入20世紀以來,自然科學取得了長足進步。以相對論和量子力學的發現為開端,以信息科學、生物科學、材料科學為主導,科學技術在諸多領域大步向前推進,極大地推動了生產力的發展和人們生活的改變。但不應忽視的是,任何科學技術的發現、發明和運用、轉化,都是人和社會組織所主導、所參與的過程,都離不開哲學社會科學的支持與保障。無論是解放和發展社會生產力、創造物質財富,抑或是提高人們的思想道德素質和科學文化素養,實現人的全面發展,哲學社會科學都發揮著不可替代的作用。哲學社會科學同自然科學猶如車之兩輪、鳥之雙翼,不可偏廢。只有二者協調發展、共同作用,才能推動人類社會歷史不斷前進。十六大確立的全面建設小康社會的奮斗目標,是中國特色社會主義經濟、政治、文化全面發展的目標。實現這一目標,要求我們在實踐和理論上進行雙重探索,以進一步推進思想解放和觀念更新;了解并熟悉世界發展趨勢和國際交往規則;正確認識和處理社會發展中的各種新情況、新矛盾;提出解決面臨的各種問題的有效途徑與對策,推動黨和政府決策的科學化、民主化和制度化。在這一探索過程中,哲學社會科學的重要作用將會更加凸顯出來。
堅持社會科學和自然科學并重,并不意味著減輕自然科學的分量,而是要加重哲學社會科學的分量。如何加重分量?關鍵在于不斷推動哲學社會科學領域的理論創新。創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力,實踐基礎上的理論創新是社會發展和變革的先導。20多年前,關于實踐是檢驗真理的唯一標準的討論,為我國進入改革開放的新時期奠定了思想基礎,對我國社會主義的前途和命運產生了重大而深遠的影響。不斷推動哲學社會科學領域的理論創新,是廣大哲學社會科學工作者必須擔負的神圣職責;能否完成理論創新的艱巨任務,是整個哲學社會科學戰線能否發揮應有作用的決定性因素。這就要求廣大哲學社會科學工作者,必須瞄準學術理論發展前沿,更新研究方法和手段,創作學術精品,多出具有原創價值的研究成果;必須善于傾聽實踐的呼聲,努力回答干部群眾關心的深層次理論和實際問題,為開創中國特色社會主義事業新局面提供精神動力和理論支持。當前和今后一個時期,不僅要在基礎學科領域不斷構筑學術新平臺、攀登新高峰,為文化傳承和積累作出新貢獻,而且必須潛心研究在全面建設小康社會進而基本實現現代化的過程中具有全局性、戰略性和前瞻性的重大課題,推出更多的成果,為黨和政府的科學決策服務,為社會主義物質文明、政治文明和精神文明的協調發展服務。
堅持社會科學和自然科學并重,應切實做到“五個必須、五個一樣”。首先,必須在全社會形成哲學社會科學與自然科學同樣重要的共識,像重視自然科學一樣重視哲學社會科學,著力糾正現實中存在的對哲學社會科學的偏見,摒棄那種認為哲學社會科學不是科學的錯誤觀念。第二,必須充分發揮哲學社會科學界的作用,像重視對自然科學的組織領導一樣,切實加強對哲學社會科學的組織領導,加強對哲學社會科學發展的規劃,為廣大哲學社會科學工作者在經濟社會發展中發揮聰明才智提供廣闊的空間。第三,必須加大對哲學社會科學事業的投入力度,像重視對自然科學投入一樣,給予各類哲學社會科學工作部門以必要的經費資助和其他支持,努力改善其科研條件。第四,必須重視發揮哲學社會科學研究成果的作用,像重視自然科學成果的推介和轉化一樣,建立和完善哲學社會科學的評價機制和激勵機制,形成公正、合理的政策導向,為哲學社會科學提供更多、更有效的成果轉化渠道。第五,必須珍視哲學社會科學界的人力資源,像重視培養自然科學人才一樣,加強對哲學社會科學人才的培養,建立起優秀哲學社會科學人才健康成長、脫穎而出的良好環境。
堅持社會科學和自然科學并重,必須以科學態度和科學精神對待哲學社會科學。在新的歷史條件下繁榮和發展哲學社會科學,必須認真總結并汲取歷史經驗,把握哲學社會科學的特點和規律,為發揮哲學社會科學的作用營造民主、和諧、求實的環境。要在堅持四項基本原則的前提下,積極支持和鼓勵理論研究中的大膽探索,允許和提倡不同學術觀點、不同學術流派之間的互相交流、切磋與爭鳴。廣大哲學社會科學工作者要以科學態度和科學精神對待自己所從事的事業,堅持嚴謹求實的治學態度,反對脫離實際的閉門造車,摒棄浮躁淺薄、嘩眾取寵、做泡沫學問等不良學風,樹立良好形象,保證哲學社會科學沿著正確方向發展。
自然科學的探索范文3
教學目標:能夠根據已有的知識和經驗對聲音產生的原因作出假設:能夠想辦法驗證假設。
知識與技能:知道聲音是由物體振動產生的。
情感、態度與價值觀:體會到科學研究中要尊重事實。
教學重難點:知道聲音是由物體振動產生的:能夠根據已有的知識和經驗對聲音產生的原因作出假設。能夠想辦法驗證假設。
實施前的設想:在教學本課時通過“小精靈”形象的跳動使學生領會到較抽象的振動,同時很自然地將學生的好奇、興趣引導到發現問題、探索奧秘上來,激起學生學習的興趣和探索的欲望。再引導學生會自己獲取知識,使學生懂得凡事要通過自己的實驗去發現其中的奧秘,養成對待問題、對待新鮮事物都要通過發現、研究而得到驗證的良好習慣。通過觀察、實驗,學生已獲得了較多的信息和事實。教師就要引導學生把探究活動中獲得的感性認識,用自己的語言表達出來,互相交流,互相啟發,把感性認識上升到理性認識,從而得到科學結論。
一是創設情境,激發興趣
師:請同學們閉上眼睛,聽一段優美的音樂,猜這段優美的音樂是怎樣發出來的呢?
生1:鋼琴發出來的。
生2:我還聽到小鳥和水發出的聲音。
師:同學們聽得真仔細!
師:為了更清楚地看到喇叭是怎樣發出聲音的,老師今天特意請來一位“小精靈”(用乒乓球做的小人頭),讓同我們一起欣賞這優美的音樂。
生:好。(這時同學們的注意力集中起來)
(教師把“小精靈”放置在喇叭的紙盆上,音樂響起后,“小精靈”因紙盆的振動而快樂的跳起了舞。)
師:大家知道“小精靈”今天為什么這么高興跳起來嗎?
二是發現問題,引導探究
生:聲音可能是由物體的振動產生的。
師:日常生活中,你可以舉一些有物體振動而產生聲音的例子嗎?
師:到底我們的猜測是否正確,請大家動手做一做,用事實來說明,剛才發言的幾位同學也請你想辦法證明自己的觀點。做試驗時有兩種途徑供選擇:(1)做完必做的試驗后,可根據試驗單選擇做實驗,選取其中一個或兩個,有能力的小組也可以選取;(2)做完必做實驗后,自己設計其他的試驗,老師下面有很多器材,你也可以來選。
三是匯報交流,驗證結論:四是對比試驗,感知聲音:五是自主反思,鞏固新知
教學反思:課堂是老師的生命力所在地,是學生智慧的發源地。為了讓學生動起來,讓課堂活起來,讓愛充滿整個課堂,讓學生在樸素的課堂生活中去品味自然科學,我們要用師生之間的愛喚起孩子們的求知欲,用技巧引導學生全面和諧的發展,給學生創造一個民主和諧的發展空間。
一、創設情境,激發學生興趣
創設的情境必須具有吸引學生的注意力,提高學生的學習興趣的功能,更重要的是情境中要充滿有意義的、富有挑戰性的自然科學問題。情境的創設以講故事,做游戲,直觀演示,對話表演,操作實驗,多媒體投影等形式出現,然后讓學生觀察,操作,猜測,交流,質疑,發現和提出自然科學問題。
二、開發資源,引導學生體驗
讓生活課堂化,讓課堂生活化,引導學生把自然科學知識運用到學生的生活實際中去體驗感受,使學生充分認識到自然科學來源于生活又是解決生活問題的基本工具,達到自然科學課堂教學生活化的目的。我們的自然科學。就是要讓學生感受到自然科學其實是源于生活且無處不在的。自然科學的學習就是建立在日常的生活中,學習了自然科學是為了更好地解決生活中存在的問題,更好地體驗生活。
三、發揮主動性,鼓勵自主、合作學習
以自主、探索合作的學習方式,最大限度地提高了學生主動參與學習的程度。學生不是一張白紙,即使是一年級的學生也有一定的自然科學活動經驗和知識的積累。因此,在教學中,不是讓學生被動的吸取、模仿、記憶和反復練習,而是創設了動手實踐、自主探索與合作交流的學習情境。
四、獨立探究,解決問題
自然科學的探索范文4
根據普通高校對新生科學文化素質的要求,參照教育部頒布的《全日制中學教學大綱》,并考慮中學教學實際,可制定以下四項目標。
1.對自然科學基礎知識的理解能力。重視能力和素質的考查是新一輪高考改革的一個特點,雖然在高考中強調了對能力的考查,但自然科學的基本知識仍然是基礎??寄芰﹄x不開知識的載體作用,離開了知識的積累,能力就無法形成。強調對自然科學基本知識的考查,并不是要求學生死記硬背自然科學的某些專業名詞、術語,而是要求學生能夠解釋和說明所學自然科學基本知識的含義,并能用適當的形式(如文字、圖或表)進行表達。
2.設計和完成實驗的能力。自然科學是實驗性科學,科學概念、原理和規律都是由實驗推導和論證的。教學過程中的實驗有助于加深學生對自然科學概念、原理和規律的理解,實驗能力也是學生將來從事工作研究的基礎。自然科學的重要知識常伴有實驗是現行高中教材的一個重要特點。
3.能讀懂自然科學方面的資料。人們對自然界的各種現象和規律通常是用文字和圖表來描述的。與文字相比,圖表描述自然科學的研究成果更具有直觀形象的特點,因此常被各類科研文章采用,要讀懂自然科學方面的資料,能看懂圖表所包含的信息,并能從中找出規律是非常重要的。
4.對自然科學基本知識的應用能力。學習自然科學的基本知識僅僅停留在理解上是不夠的,還要能在理解的基礎上,應用這些知識去指導自然科學的研究社會的生產和人類的生活,必須懂得自然科學知識的實用性和社會價值。
現實中人與自然、社會發生的聯系,實際上都是綜合性問題,所以整體或綜合的思路非常重要。以筆者理解,“X”卷包含的知識點難度并不會比以往的要求更高,但要求全面地考查學生的閱讀理解、綜合思維、信息處理及表達能力。由此,中學學科教育也不妨受此啟發,換換思路,重視知識的梳理和融合,鼓勵課堂討論增加實踐機會。
二、打開圖書館、閱覽室的“門”,打開學校的“門”
物理教學必須聯系實際,在抓基本知識點教學的同時,有意識地聯系生活、生產和科研實際,充分利用圖書館、閱覽室的資料,組織學生課外閱讀,拓寬知識面。開設講座,講物理史故事,講現代科技新成就,如激光的廣泛運用,全息照相的妙用,光纖在現代通信中的作用等,既激發學習興趣,又增強現代意識,提高學生素質。
三、具體做法
第一,整體規劃教學,打高考總體仗。對理科總復習,大體上分為三大階段:(1)用80%左右的時間復習好本學科的知識。物理學科要根據學科的特點進行復習,抓好“必修課”和“選修課”。(2)用20%的時間,理化生三科教師坐在一起探討,哪些可以作為切入點,分工合作,編寫一些有一定綜合性(2科、3科)的練習卷。(3)考前留有一定時間對學生進行考試心理訓練教給他們一些應試技巧。
第二,講練并重,精講精練。要堅持講解與練習有機結合的原則,既不能“以講代練”,也不能“以練代講”“精講精練”,使學生能觸類旁通、舉一反三。
講:針對性要強,除重點、關鍵外,側重講單元練習方法和應注意的問題。注意知識的綜合交叉,突出能力的培養,培育應變能力。
練:以定時作業為主要形式,讓學生在解題的能力、速度等方面適應高考的要求。
自然科學的探索范文5
>> “國家自然科學一等獎”背后的啟示 摘取空缺兩年國家自然科學獎一等獎的閔乃本 國家自然科學一等獎不再空缺 摘取國家自然科學獎的桂冠 另類等 另類老板的另類追求 另類寵物的另類商機 “另類”人的另類應對 葉玉如獲“2011年度國家自然科學獎”二等獎 身體穿洞,另類中的另類 另類的聲音,另類的路 另類 的倫敦,另類的奧運宣傳 英雄的“另類”和“另類”的英雄 央視另類名嘴的另類愛情 “另類”張歆藝的“另類”愛情 另類建筑背后的另類隱語 “另類課程”真的另類嗎 另類主板的等 另類招妻 等 另類標語摘錄 等 常見問題解答 當前所在位置:l,2013-05-15.
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自然科學的探索范文6
[關鍵詞] 物理化學 唯物辯證法 辯證唯物的認識論
認真研究和把握自然科學課程中的哲學思想,是高等院校自然科學專業授課教師從事教學的必然要求。這一方面是因為哲學是從包括自然科學在內的各類科學中抽象和概括出來的關于客觀世界普遍規律的學問,自然科學各專業課不僅包含著極其豐富的哲學思想,而且是相關哲學思想在專業學科的具體外化;另一方面是因為,自然科學所內涵的哲學思想為其各學科的發展、從而也為各門專業課的研究和教學,提供著正確的世界觀和方法論指導。不言而喻,各門自然科學專業課都是寓含世界觀和方法論的載體,哲學則是引領各門自然科學專業課教學的思想旗幟。各門專業課的成功教學,無一不是辯證唯物主義哲學與自然科學的完美結合。誰準確地把握了自然科學課程中的哲學思想,誰就獲得了從事相關教學的正確世界觀和方法論,從而也就掌握了教授學生領會和運用該課程科學原理、科學思想、科學品質、科學精神、科學方法的鑰匙。
本文立足于近年來的教學實踐,就高校物理化學課程內涵的哲學思想,談談自己的兩點體會。
物理化學蘊涵和體現著以普遍聯系和永恒發展
為總特征的唯物辯證法
物理學和化學本來是自然科學領域本質各異、區別明顯的兩大分支學科。但是,隨著人類實踐的進步和這兩大分支學科的深入發展,物理化學這門全新面貌的學科竟然脫穎而出。這種現象是怎樣產生的?
唯物辯證法告訴我們,普遍聯系和永恒發展是客觀世界存在的兩個總的基本特征,從而也是唯物辯證法的總特征[1]。物理化學學科,作為一門從物質的物理現象和化學現象的聯系入手來探索化學變化基本規律的科學,不僅蘊涵著以普遍聯系和永恒發展為總特征的唯物辯證法,而且它的形成和發展是唯物辯證法在自然科學領域的具體實踐體現。
物理化學是普遍聯系辯證思想的實踐體現。自然科學史顯示,物理學與化學雖曾有過約定俗成的明確分工,各司其職,但并非互不相干的孤立存在。相反,它們相輔相成,聯系普遍而緊密。在客觀世界,物質的任何一種化學反應總是伴隨著物理變化,任何一種物理運動也都會引起相應化學元素的化合或分解。據此,“化學和物理合在一起,在自然科學中形成了一個軸心”。歷史上化學家和物理學家的研究總是在相互合作、彼此促進中進行的。許多科學家的研究兼及物理學和化學。每當化學家們對取得的實驗結果試圖作出解釋并提高為理論時,每當他們在研究中遇到難以逾越的障礙時,總是求助于當時的物理學成就,而且受益良多。自二十世紀以來,化學發展由于近代物理學的出現而如虎添翼,化學與物理學的交叉也越來越多。正是在這種情況下,經過科學家們對物理學與化學之間普遍聯系的深入研究、把握和總結,使物理化學作為一門聚合物理學和化學特點的獨立分支學科破土而出。顯而易見,物理化學是物質的物理現象與化學現象相互制約和促進、從而也是物理學研究與化學研究彼此依賴和滲透的結晶??茖W史還表明, 物理化學的形成與進步也得益于數學基本理論與技術的支持,得益于物理學、化學與數學的相互作用[2]。毫無疑義,物理化學課蘊涵和體現著物質世界普遍聯系的哲學思想。
物理化學也是永恒發展辯證思想的實踐體現。唯物辯證法所說的發展,不是指事物的循環往復、簡單重演,而是量變引起質變,波浪式前進,螺旋式上升;不是單兵獨進,而是在與其他事物的廣泛聯系中變化;不是時進時停,而是永無止境的持續物質運動。這種永恒發展,正是物理化學的存在形式。其突出表現:一是突破,主要指探索新的科學規律,實現物理化學內容的質的升級。比如,從經典的平衡態熱力學發展到非平衡熱力學,從宏觀反應動力學發展到微觀的分子反應動力學,從體相到表象,從靜態到動態,從定性研究到定量研究,等等,這些都是探索物理化學規律成果的一個又一個飛躍,是物理化學內容的波浪式、螺旋式質變。二是融合,主要指各學科相互交叉,多學科共同研究,形成邊緣學科。比如,在對生命現象的解釋上,經典平衡熱力學的結論與達爾文進化論是矛盾的,為了解決這一矛盾,現今的物理化學吸納或借助其他多種學科的研究成果和方法,創立了“耗散結構”理論。[3] 這一理論將生命現象視為一種逆反熵增,指出在非平衡的開放條件下,通過體系內部耗散能量的不可逆過程而產生或維持時空有序結構,而生物結構就是這樣一種有序結構——在空間性方面表現為方位排列的有序,時間性方面表現為周期變化的有序,二者體用一源,協同互補,不可分割。耗散結構學說是物理化學理論的一個重大發現,但它的意義同時也是哲學上的。它不僅蘊涵和體現著物理化學與生物學的融合,也蘊涵和體現著物理化學在與其他諸多學科的廣泛聯系和包容中持續發展的規律。從一定意義上說,物理化學的持續跨越進步,是蘊涵其內的唯物辯證法的永恒發展思想的具體外化。
物理化學蘊涵和體現著辯證唯物論的認識論
說:“實踐、認識、再實踐、再認識,這種形式,循環往復以至無窮,而實踐和認識之每一循環的內容,都比較地進到了高一級的程度。這就是辯證唯物論的全部認識論,這就是辯證唯物論的知行統一觀。”[4]仔細剖析物理化學的發展歷程就會發現,同其他學科一樣,它是實踐與理論的統一體,蘊涵著“實踐—理論—實踐”這一螺旋式循環上升的辯證認識過程,是辯證唯物論的認識論的實踐體現。
首先,物理化學蘊涵和體現從實踐到理論的基礎認識過程。在物理化學研究中,一般情況下,人們總是根據已知的原理或定律先進行演繹推斷,做出某種設計,然后再進行探索性的實驗和觀察。有人將這種從理論到實踐、從一般到個別的演繹認識看作是物理化學研究的全過程,這是片面甚至本末倒置的。因為,作為演繹推理依據和出發點的已知原理或定律,并不是從天上掉下來或科學家頭腦中所固有的,而是研究者從人類長期大量經驗事實和科學實驗中歸納推理得出來的。物理化學中的許多基礎性原理或定律,如物理化學中熱力學第一和第二定律,本身就是唯象理論,只能從人類長期大量經驗事實中歸納產生,而無法從已知的原理演繹導出。迄今為止,在宏觀世界還沒有發現與之相矛盾的事實出現,實踐驗證了它們的正確性。毋庸諱言,沒有大量經驗事實,沒有大量科學實驗,不可能產生物理化學理論。任何一般性的物理化學命題,無論怎樣抽象或表面遠離個別經驗事實,都無一列外地以實踐為源泉,以個別經驗為基礎。實踐的觀點,這一辯證唯物論認識論的基本觀點,也是從事物理化學教研之第一觀點。從實踐到理論、從個別到一般的基礎認識過程蘊涵和體現于物理化學的研究實踐。
其次,物理化學蘊含和體現從理論到實踐的檢驗真理過程。物理化學的發展歷程昭示人們,它的原理或定律之所以是真理,不但在于它來自于大量科學實踐,更在于它創立后再返回到實踐中去接受檢驗和證實,在于它在接受檢驗中被實踐不斷地修正和完善。這突出地表現在化學動力學的發展上。1918 年,物理化學家路易斯在科學實驗的基礎上,運用當時已建立起來的氣體分子運動論來分析化學反應的動力學過程,提出了碰撞理論,認為反應物的分子通過簡單的碰撞而完成化學反應,只要能量足夠、取向合適,就可以發生反應。但是,當碰撞理論返回并運用于實踐時,卻只能解釋實驗事實的一部分而不是全部,從而證明它的真理性是不完全的。為了克服這一理論的不足,20世紀30年代,物理化學家Eyring和Pelzer又經過大量科學實驗,在碰撞理論基礎上提出了化學反應的過渡態理論,認為反應物的分子并不是通過簡單的碰撞直接發生反應的,而是在分子相互接近的時候會首先形成舊化學鍵部分斷裂而新化學鍵部分生成、而且能量處于極大點的過渡狀態,它極不穩定,會馬上釋放能量并過渡到生成物,從而完成化學反應??茖W家們將這一理論投返于科學實踐接受檢驗,檢驗的結論是:過渡態理論是對碰撞理論的深化,它解釋了在碰撞理論中取向合適的碰撞為什么能量“足夠”就能夠發生反應,這個“足夠的能量”以活化能來定量衡量;但過渡態理論尚存在無法回答某些新問題的不足之處,還需要后人在實踐基礎上提出更新的理論去發展和完善??茖W的任務在于不斷地排除謬誤、獲得真理。而實踐是辨識謬誤、檢驗真理的唯一標準。物理化學發展的過程,就是在物理化學領域通過科學實踐不斷發現真理,又通過科學實踐不斷證實真理和發展真理的辯證過程。
參考文獻:
[1]王革,武育香,鄭慶林.哲學[M]北京:高等教育出版社,1990, 2.
[2]魏光,曾人杰,馬兆海,楊意泉,廖代偉.重新認識“物理化學”課程的戰略地位[J].高等理科教育, 2001,1: 21-24 .
[3]周秋蓉.對耗散結構理論的思考[J].重慶師范大學學報(自然科學版),1995,2:20-23.