物理學(xué)中的方法論和辯證法對(duì)學(xué)生的啟示

1、物理學(xué)中的方法論和辯證法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的啟示摘要：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理課的現(xiàn)狀，從物理學(xué)史的角度深入探討了物理學(xué)方法論和物理學(xué)中的辮證唯物主義觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)的方法論在教學(xué)中的作用，通過(guò)大量物理學(xué)方法論的事實(shí)闡明了物理學(xué)的辯證唯物主義觀點(diǎn)，從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理的學(xué)習(xí)不僅是學(xué)習(xí)物理本身的內(nèi)容，它還是一種科學(xué)的方法論的學(xué)習(xí)，也是辮證唯物主義觀點(diǎn)在自然科學(xué)中的具體體現(xiàn)，因此學(xué)生學(xué)習(xí)正確的方法論也是理論學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。關(guān)鍵詞：物理學(xué); 方法論; 辯證法正文1.大學(xué)物理學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀由于現(xiàn)在大學(xué)生思維活躍，信息接收量大、對(duì)未來(lái)更是憧憬無(wú)限，因此對(duì)物理學(xué)課理解也是“百花齊放”。同時(shí)物理課在農(nóng)業(yè)院校的基礎(chǔ)課中也有其自有

2、的特點(diǎn)。本科生畢業(yè)后的考研科目中有數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、政治等，體育在學(xué)校要達(dá)標(biāo)，農(nóng)科專(zhuān)業(yè)的研究生要考化學(xué)、生物等科目，只有物理從考試科目的“重要性”來(lái)看就另當(dāng)別論了。學(xué)生在對(duì)待物理學(xué)課程的自覺(jué)性上與其它課程相比是具有一定差異的，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)我們有什么意義？對(duì)一些工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生一到實(shí)驗(yàn)室就說(shuō)想學(xué)技術(shù)，做物理實(shí)驗(yàn)沒(méi)多大作用等等。這些觀點(diǎn)雖然不是所有學(xué)生都有，但說(shuō)明同學(xué)們對(duì)物理課程的學(xué)習(xí)在思想上是有被動(dòng)傾向的。同學(xué)們通常把與自己專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程視為“重要”課程，而與自己專(zhuān)業(yè)跨度較大的基礎(chǔ)課程就不夠重視，這種“單向思維方式”不僅是對(duì)物理學(xué)這門(mén)課程的態(tài)度，而且是對(duì)物理學(xué)方法論認(rèn)識(shí)的一種偏頗，為此我們?cè)诮虒W(xué)中做了一些

3、嘗試，它對(duì)學(xué)生怎樣理解物理學(xué)的本質(zhì)有一定的啟迪作用。2.物理學(xué)史伽里略逝世三百多年，但他的代表性實(shí)驗(yàn)“自由落體實(shí)驗(yàn)”所開(kāi)創(chuàng)的研究問(wèn)題的一整套科學(xué)方法都不斷為后人所繼承、發(fā)揚(yáng);牛頓以空間、時(shí)間、力為基礎(chǔ)，三大定理為核心，用數(shù)學(xué)描述的普遍力學(xué)規(guī)律構(gòu)成了完整的經(jīng)典力學(xué)體系;1923年德布羅意有關(guān)物質(zhì)波的理論經(jīng)過(guò)數(shù)年的蒙難終于得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，使量子力學(xué)體系的建立看到了曙光;愛(ài)因斯坦的相對(duì)論出世時(shí)雖不為大多數(shù)人所理解，但它確在人們對(duì)時(shí)空觀的認(rèn)識(shí)上引發(fā)了一場(chǎng)新的革命，而最終也被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。其次，物理學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有很深的關(guān)系，物理結(jié)論和規(guī)律為新技術(shù)的開(kāi)發(fā)指明了方向。如:激光器的制造、衛(wèi)星上天、計(jì)

4、算機(jī)發(fā)明及生物工程的興起等都與物理學(xué)有千絲萬(wàn)縷的密切聯(lián)系。3.辯證思維的基本規(guī)律在大學(xué)物理教學(xué)中的表現(xiàn)辯證思維的基本規(guī)律有對(duì)立統(tǒng)一思維律、質(zhì)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(duì)立統(tǒng)一思維律對(duì)立統(tǒng)一思維律的基本內(nèi)容在于指出思想從抽象上升具體的過(guò)程，是依據(jù)被反映事物的辯證法，揭示同一思想的內(nèi)在差異，把握不同思想的相互聯(lián)系，認(rèn)識(shí)對(duì)立思想在一定條件下相互轉(zhuǎn)化，使對(duì)立思想在一定條件下相互結(jié)合為整體的過(guò)程。 對(duì)立統(tǒng)一思維律的基本內(nèi)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(nèi)在差異亦即揭示抽象思想的內(nèi)在矛盾，或內(nèi)在的對(duì)立的規(guī)定性。 這就是說(shuō)只有把同

5、一思想的內(nèi)在矛盾揭示出來(lái)，才能使抽象思想具體化。 比如對(duì)于“速度”這一概念，我們抽取“物體作機(jī)械運(yùn)動(dòng)有快慢之分”這一同一性得到了“表示物體運(yùn)動(dòng)快慢”的“速度”概念，這一概念是一抽象概念，我們必須進(jìn)一步揭示在不同運(yùn)動(dòng)情況下“速度”的差異性，才能使速度概念具體化。 在不同的運(yùn)動(dòng)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(shí)速度”的區(qū)別；在曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，又有“線(xiàn)速度”和“角速度”的不同；通過(guò)這些內(nèi)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(shuō)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(lái)事物不同規(guī)定性之間都有其固有的聯(lián)系，但人們?cè)谡J(rèn)識(shí)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(jìn)而把握這些不同思想所固有的相互聯(lián)系。例如，動(dòng)量與動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)不同的抽象概念，它們分別代表不同情況下機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度。 如果已經(jīng)存在著的機(jī)械運(yùn)動(dòng)保持機(jī)械運(yùn)動(dòng)的形態(tài)而進(jìn)行傳遞，那未它是依照質(zhì)量和速度的乘積（即動(dòng)量）這一公式而進(jìn)行傳遞的，這時(shí)運(yùn)動(dòng)用動(dòng)量來(lái)量度；如果機(jī)械運(yùn)動(dòng)是這樣地傳遞，即它作為機(jī)械運(yùn)動(dòng)而消失，并以位能、熱、電等形態(tài)重新出現(xiàn)，即如果它轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪?/p>

7、種形態(tài)的運(yùn)動(dòng)，則這一新形態(tài)的運(yùn)動(dòng)的量就同原來(lái)運(yùn)動(dòng)著的物體質(zhì)量和速度平方的積成正比，亦即這時(shí)運(yùn)動(dòng)用動(dòng)能來(lái)量度。但動(dòng)量和動(dòng)能是有聯(lián)系的，它們都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(shí)空累積效應(yīng)有關(guān)。 只有建立起動(dòng)量與動(dòng)能的相互聯(lián)系，我們才能對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)有個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)，才能使關(guān)于運(yùn)動(dòng)的抽象概念上升為具體概念。3.1.3 認(rèn)識(shí)對(duì)立思想的相互轉(zhuǎn)化這里所說(shuō)的對(duì)立思想，是指反映事物整體或系統(tǒng)的對(duì)立方面、對(duì)立層次，對(duì)立階段等抽象思想。例如靜止和運(yùn)動(dòng)是關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的兩個(gè)對(duì)立的概念，但是靜止或運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于特定的參照系而言的。隨著參照系選擇不同，靜止和運(yùn)動(dòng)可以互相轉(zhuǎn)化。3.

8、1.4 使對(duì)立思想相互統(tǒng)一使對(duì)立思想在一定條件下相互統(tǒng)一，結(jié)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?yàn)檗q證思維的根本任務(wù)就在于將對(duì)立的抽象思想辯證地統(tǒng)一起來(lái)，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(dòng)性觀念統(tǒng)一起來(lái)，形成光的波粒二象性觀念，采用的就是使對(duì)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(duì)象領(lǐng)域里具體事物辯證矛盾的統(tǒng)一整體。3.2 質(zhì)量互變思維律質(zhì)量互變思維律的基本內(nèi)容是：思想從抽象上升到具體的過(guò)程，是依據(jù)被反映事物的辯證法或認(rèn)識(shí)的辯證法，從量變到質(zhì)變和從質(zhì)變到量變的過(guò)程。3.2.1 思想從量變到質(zhì)變抽象思想采取從量變到質(zhì)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(zhì)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(zhì)和量規(guī)定性。 例如，在研究光現(xiàn)象時(shí)，我們通過(guò)一些現(xiàn)象的同一性得出“光是一種波”的結(jié)論，這樣的思想認(rèn)識(shí)是抽象的. 其中“波”是質(zhì)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(zhì)變過(guò)程中的量變是指增加與抽象思想原有質(zhì)的規(guī)定性相對(duì)立的規(guī)定性的數(shù)量. 在研究光現(xiàn)象的過(guò)程中，不斷發(fā)現(xiàn)“光也有粒子性”的現(xiàn)象，這是量變的過(guò)程. 從量變到質(zhì)變是指已有的抽象思想通過(guò)增加對(duì)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(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，從而使有的抽象思想上升到具體思想。當(dāng)我們把“光的波動(dòng)性”和“光的粒子性”的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系建立在“光的波粒二象性”之中時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了質(zhì)變的過(guò)程。4.辯證法對(duì)物理學(xué)習(xí)的啟示為了讓學(xué)生用物理學(xué)的辯證思維方法去了解物質(zhì)的本質(zhì)，我們?cè)诮虒W(xué)中運(yùn)用了一些物理學(xué)的經(jīng)典結(jié)論及其推導(dǎo)過(guò)程，它們對(duì)數(shù)學(xué)的要求并不高，但結(jié)果卻與常規(guī)思維的結(jié)論大相徑庭。傳統(tǒng)的時(shí)空觀作出的伽利略坐標(biāo)變換式與按狹義相對(duì)論兩條基本原理推導(dǎo)出的洛侖茲坐標(biāo)變換式有很大的區(qū)別，這一變換的數(shù)學(xué)要求并不高，但由此而導(dǎo)出的同時(shí)性問(wèn)題、長(zhǎng)度縮短問(wèn)題、時(shí)間延長(zhǎng)問(wèn)題及速度變換問(wèn)題卻讓同學(xué)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(xué)生從物理學(xué)的角度認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)是時(shí)間和空間的本質(zhì)，也從具體的事件中體會(huì)到辯證唯物主義的時(shí)空觀。麥克斯韋對(duì)電磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)也是人們認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象本質(zhì)過(guò)程的有力說(shuō)明。如果沒(méi)有“位移電流”的引人、應(yīng)用安培環(huán)流定律對(duì)電路進(jìn)行分析將得到矛盾的結(jié)果，而且人們對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)也是相對(duì)獨(dú)立的，引人“位移電流”后首先_揭示了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的內(nèi)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(dá)形式，即麥克斯韋方程組。麥克斯韋方程組的推導(dǎo)雖然對(duì)數(shù)學(xué)要求高了一點(diǎn)，但它的結(jié)論是很明確的，它讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的存在是獨(dú)立于人們意識(shí)之外的客觀事實(shí)。還有德布羅意在波粒二象性的啟發(fā)下提出的實(shí)物粒子也具有波粒二象性的假設(shè)，由普朗克恒量將波動(dòng)性和粒子性?xún)蓚€(gè)互相矛盾的概念聯(lián)系起來(lái)，這種假設(shè)的演算不難、學(xué)生很容易接收，而且大量實(shí)驗(yàn)也證明了這種假設(shè)的正確性，這一物理現(xiàn)象也是辯證客觀地認(rèn)識(shí)事物的例子。5.參考文獻(xiàn)1張三慧.大學(xué)物理學(xué)【M】.北京:清