前言：中文期刊网精心挑选了自然中的科学现象范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
自然中的科学现象范文1
关键词：HPS教学模式；高中生物；课堂实践
HPS教学模式是一种新兴的教育理念，将HPS教学模式应用到高中生物教学中，与课程改革提出的培养学生科学素养的要求是契合的，可以帮助学生从多维度理解生物知识，并促使学生对生物学科本质产生认识和了解。基于此，在今后的高中生物教学中，教师不断地强化对HPS教育模式的研究运用十分必要。
一、历史探究—哲学模式
在高中生物教学中，“历史探究—哲学”PHS教学模式的应用，不仅可以帮助学生了解基础概念，还可以发展学生的生物科学思维，促使学生的科学态度和科学素养得到有效的培养。下面笔者将对此种PHS教学模式的应用做出详细介绍。第一，演示现象并提出问题。在应用“历史探究—哲学”HPS教学模式时，教师应在课堂开始之初，结合课程教学内容，为学生演示某一自然现象或讲述与该课题有关的科学故事，这些演示现象都是科学家已经做过的研究，以此作为课堂导入，并借此提出探究问题。这样可以在课程开始之初，就吸引学生的注意力，促使学生更加积极主动地投入到课程探究当中。以《植物生长素的发现》这节课程为例，植物的向光性是本节课程的重要知识内容，而在“历史探究—哲学”的教学模式中，教师可以在课程开始之初，向学生展示一张向阳生长的植物的图片，并向学生提问：“该植物的生长方向有哪些特点？为什么会呈现这样的特点？”“人类与动物都需要摄取营养物质维持生命，那绿色植物又是通过摄取什么物质来维持生命的？”在演示现象、提出问题的过程中，吸引学生的注意力，激发学生学习课程的好奇心，为接下来的课程学习奠定了良好的基础。第二，引出观念。在应用“历史探究—哲学”PHS教学模式中，教学的第二个环节就是引出观念。所引出的观念几乎都是科学家过往提出的观点，但有些观点会随着社会的前进发展而发生改变，在PHS教学模式中教师应引导学生辩证地看待这些观念。如教师可以通过思维导图、问题提问等方式，为学生创造自由表达的环境，鼓励学生畅所欲言，提出自身不同的观点，从而在教师与学生相互讨论的过程当中引出科学观念。这可以更好地帮助学生了解生物科学知识的发展规律，并且可以在相互讨论的过程中培养学生辨别判断的能力，可促使学生的创造性思维得到有效的培养。第三，总结与评价。这是“历史探究—哲学”PHS教学模式中的最后一个环节。教师要立足于本节课程知识，帮助学生总结课程中所学习到的科学家的研究过程与方法，同时将理论知识与科学故事相结合，让学生自主经历体验整个探究过程，帮助学生在理解课程知识的同时，体会生物科学家的经验与智慧，使学生能够将这些科学观点在生活当中创新运用。
二、自然观察—哲学模式
传统的HPS教学理念认为，无论是科学史、科学哲学还是科学社会学，其共同研究的对象都是科学，而不是自然。这一观念遭受到了学术界的质疑。2006年剑桥大学的哈索克·张教授就拓宽了对HPS的研究，将HPS的研究对象从科学转向自然，而这就衍生出了“自然观察—哲学模式”，并成为对传统HPS教学模式的一种补充。在“自然观察—哲学模式”中，教学主要是由五个环节组成，即问题重现→产生疑问→还原现象→得出结论→总结评价，具体如图2所示：第一，问题重现。在应用“自然观察—哲学模式”的HPS教学模式中，教师可以在课程开始之初，借助多媒体或者通过角色表演的方式，向学生展现真实的科学故事或自然现象，以此激发学生的学习兴趣，促使学生的生物科学素养得到培养。如在教学《光合作用》这节课程时，教师就可以组织学生表演一颗种子破土而生，长成参天大树的过程，以此引起学生对这一自然现象的探究兴趣。第二，产生疑问。在生物学史的发展过程中，很多知识与规律都经过科学家无数次的思考和实验，并排除多种设想可能，建立出科学模型，最终得到大众的普遍认可。在整个生物科学发展史中，这些不断的徘徊、探索与疑惑，就是科学研究的主题，并且是科学真理产生的关键。在阅读科学记录内容时，学生总是会产生一些疑惑，如“为什么科学家会定义这个概念”“他是如何进行研究的”。在传统教育模式中，教师总是会将教科书中的科学生物知识原理作为铁律，让学生无条件地接受。而HPS教学模式则鼓励学生将自身的疑问大胆地提出，以此让学生的批判思维与科学家的思维进行碰撞，这样可以更好地激发学生对科学真理的探索，并且可以让学生在探索过程中，检验科学真理，增强生物知识学习的信心。第三，还原现象。在“自然观察—哲学模式”的HPS教学模式中，所有的科学问题都可以还原为最初的自然现象，要从最初的自然现象产生疑问，并思考问题的本质。如在《光合作用》这节课程中，学生从自然现象出发，就会自然地产生“植物生长需要的能量和物质来自什么地方”这样的思考，教师就可以借助学生对自然现象的思考，锻炼学生的自然观察能力和抽象判断能力。第四，得出结论。结论是在教学内容归纳概况基础上的提高与深化，在“自然观察—哲学模式”的HPS教学模式中，教师可以让学生以小组为单位，共同对研究问题进行推论分析，并从不同的角度表达自身的观点，以此让学生体验生物知识的科学价值，形成知识点。第五，总结与评价。在“自然观察—哲学模式”的HPS教学模式中，最后一个环节就是总结与评价。教师要立足于课程教学知识，带领学生从科学故事和自然现象当中去对知识进行总结，帮助学生从宏观的层面去审视现有的思维过程和操作步骤，通过评价科学家的科研精神和协作精神，更好地帮助学生加深对生物科学研究的认识，并在总结经验教训的过程中，促使学生对生物知识形成更加深刻的认识。
三、结语
生物是学生在高中阶段的一门重要学科，HPS教学模式在高中生物教学中的应用，为非人文化的生物理性学科提供了人文因素，可以更好地拓宽学生的知识视野，培养学生的科学方法和科学思维方式，让学生接受科学精神教育，实现人文与理性的共同发展。本文介绍了两种常见的HPS教学模式，希望能够启迪教师对于该模式的应用和认识。
参考文献
［1］何城蝶.HPS教学模式在高中生物学教学中培养学生科学思维的实践研究［D］.广西：广西师范大学，2019.
自然中的科学现象范文2
这三个问题中最根本的一个是“生态美学与生态哲学和生态科学的关系”。诚如评论所言，拙著从现象学视角出发，对以近代自然科学为基础的二元论思维始终保持警惕性，不愿意将生态科学理论直接套用在生态美学上面。评论则认为，胡塞尔提出现象学主要针对的是“以伽利略为代表的近代科学，这种科学思想将自然视为用数学语言写成的一本书;其后的思想家们不仅将数理模式运用于自然，甚至试图运用于正式社会领域。自然被理解为自然事情构成的总体即自然界，它可以、也必须采用实证科学所通常使用的实证方法来研究”。评论又认为，在胡塞尔那个时代，刚刚诞生不久的生态学并没有太大的影响力，所以胡塞尔在对以近代自然科学为基础的哲学进行批判的时候并没有将生态学考虑在内，而且生态学的系统观以及盖娅假说等理论与胡塞尔所批判的科学思想及其隐含的自然观有着根本差异，由此可以推断出，胡塞尔的现象学批判并不适用于生态科学。
1869年德国生物学家海克尔（E. Haeckel）首次提出生态学并将其界定为“研究有机体与其周围环境相互关系的一门学科”，之后涌现的关于生态学的各种定义均以此为基础而又各自有所申发。综合来看，生态学的定义大致有三类：“第一类是研究自然历史和适应性”，“第二类是动物的种群生态学和植物的群落生态学”，“第三类是生态系统生态学”①。其中，对人文研究领域影响较大的是第三类。美国生态学家奥德姆（Eugene Pleasants Odum）是生态系统生态学的代表人物，他明确提出：“生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。”奥德姆在《生态学基础》中考察了“生态学在科学体系中传统的学术位置”，最后得出的结论认为：“生态学是生物学的一个基本分支，故也是所有任何一个分类学分支的重要部分。”①生态学的研究方法主要有“野外的、实验的和理论的”②三种，或者通过在户外自然环境中的实地考察和资料收集研究动植物的种群数量变动，或者通过人为设计的实验方式作为野外研究的补充，“利用数学模型进行模拟研究则是理论研究最常用的方法”③。生态学研究对现代科学技术非常倚重，奥德姆认为，近几十年来出现的新科学技术比如“示踪研究法、质量化学（光谱测定法、比色法、色层分析法等）、遥感、自动检测、数学模型和计算机技术等”④都为生态学研究提供了工具。综上所述可以看出，生态学虽然是一门新兴学科，但是它依然与近代自然科学有直接的血缘关系，作为生物学的一个分支，它是实证性的，并且在理论研究方法上也主要依赖于数学方法和以数学为基础的各种现代技术手段。虽然生态科学的系统整体观和功能整合原则与孤立地理解自然生物的传统观念非常不同，但是这并不意味着生态科学是一种与近代自然科学的思维方式有着本质差异的全新学科。而生态科学所揭示的关于生态系统的基本原理（比如普遍联系、有机整体性、能量守恒、功能整合等）是基于上述研究方法的研究结论，并不构成研究方法本身。
生态科学之所以本质上依然是近代自然科学的延续与发展，是因为它的研究对象和研究方法都建立在近代自然科学奠定的心物二分、物质与精神二分的基础上。对此，怀特海描述道：“科学抽象之惊人的成功一方面产生‘材料（物质）’并其在时空中的简单定位，它方面产生‘心’，能知觉，能感受，能推理，却不能干预。这样的成功竟遂欺瞒哲学去从事承认二者（物与心）为最具体的事实表达。”⑤这就注定了生态科学只能在物质世界的层面上谈论人与自然事物的关系，而不可能将人的精神文化活动作为影响因素和函数变量纳入对生态系统的整体性研究中。但是，一个作为完整存在者的“人”怎么可能被区分成精神的和物质的部分呢？一切精神的运作不都展现为生命躯体的生存实践活动吗？一切生命躯体的活动不都是渗透着精神的要素吗？这正是拙著所说生态美学要与生态科学保持距离的原因，因为两者在最根基的地方存在分歧：一个在心物两分之后的纯粹物质层面上理解生态系统;一个则试图将人的精神文化要素作为一个函数变量纳入到对生态系统的整体性思考中。这并非否认生态科学，而是试图将一个生态科学以其现有的思维方式根本不可能触及的领域纳入到生态研究的视野之中。人除了作为一个生物机体与其他自然事物互相关联之外，在意识活动、身体知觉、审美感受、实践方式等存在层面上都包含着与自然事物的联系，这是现象学生态美学尝试探索的领域。从现象学角度分析这些问题也可以得出一种普遍联系和整体主义的观点，与生态科学的系统整体论不谋而合，但是，这与将生态科学的整体论观点直接搬过来用在对上述问题的研究中完全是两回事，因为两者研究的对象根本不是在同一个层面上，后者的做法就难免有观念先行之嫌。
第二个问题是关于拙著中所提到的“主体性立场”的问题。拙著中写道：“现象学不承认‘客观世界’，只研究事物在先在的‘主体性存在’框架中的显现。”评论则提出：“一个生态美学必须首先面对的问题：是否客观地存在一个由生态学所描绘的客观世界？在回答了这个问题之后，我们才能进一步追问第二个问题：这个世界是如何向人显现其自身的？”否认客观世界的存在无疑在绝大多数人看来不可思议。然而，现象学不承认“客观世界”，并不意味着否认自然事物的物质性和实存性，或者认为实体性的自然事物仅仅是人的主观幻想和观念性建构。在现象学看来，科学所谓的“客观世界”也是一个在与人的“意向性联系”中显现的世界。“意向性”作为意识活动的本质结构，指意识活动中总是包含着意识主体与意识对象的联系，主体总是在意识中朝向某物的主体，事物总是被意识之物，想象、虚构、回忆、理性认知等都是意向性活动的不同方式。也许有人会这样反驳：亿万年前人类尚未出现的时候地球就已经存在，这难道不足以证明地球是一个与人的意识活动无关的客观存在物吗？看似如此，但是亿万年前的地球存在难道不正是我们基于自然史知识作出的判断吗？倘若没有自然史知识的视野，就根本不会有“亿万年前的地球如何”这个问题出现，或者说人们对“亿万年前的地球”这个指称根本就无所意识。基于自然史知识进行判断就是一种意向性活动，“亿万年前地球依旧存在”则是这个判断的结果。
但是，在日常生活中，人们往往持有不加反省的自然素朴的观点，“在这种自然观点中，世界对我们来说是自明存在的实体的总和，它始终被认为是一种无疑的现存”，人们把某种意向性活动的结果当成唯一和绝对的真理，而与此结果相伴的意向性活动过程却被遮蔽着。胡塞尔提出现象学反对的正是这种在“整个日常生活和实证科学”中都普遍存在的自然观点，使人们意识到世界对我们所具有的意义，“是在我们自己的感知的、表象的、思维的、评价的生活的内在之中被意识到的意义，是在我们主观的发生中形成的意义”①。此处所说的“主观发生”是就主体意识活动的结构和运作方式而言，不是单指看法、观念等意识活动运作所产生的具体内容，而人们通常在使用“主观性”这个词时则是从意识活动运作产生的具体意识内容的层面上来说的。拙著并不否认生态科学所展示的那个世界的存在，但是也不承认这就是存在世界的唯一面目和绝对真理，因为倘若如此，美学和哲学等人文学科就只能无条件地认同科学并以其宣传者的附庸身份而存在，不再承担推进思维方式彻底变革的使命。
诚然，胡塞尔仅仅从意识活动的角度来解释人与世界之间的意向性联系还不够充分并且受到很多批判，海德格尔就是在与胡塞尔逐渐分道扬镳的过程中建立自己的存在主义现象学理论的。但是这并不等于宣布现象学本身的无效，而是现象学自身的不断发展和自我完善的过程。在各位持不同见解的理论家那里，现象学体现出一种共同的理论趣味，即将人的主体性存在视为理解世界的先在框架，致力于揭示主体的意识活动、身体经验、生存实践中普遍存在的意向性关系。现象学将意向性关系看成是使主体和事物得以如此存在的先验前提;常识性看法则无视存在中先验性的意向性关联而将事物和主体均视为无所依赖的独立存在物。生态科学作为一个特殊种类意向性活动的产物在一定层面上当然是揭示出了真理而且是有效的，但是生态美学还试图敞开存在世界更加丰富多元的维度，从而展示人与自然事物更加深邃内在的关联。
第三个问题是自然美学和生态美学的关系。评论认为，在拙著中生态美学可以被理解为现象学的自然美学，这是从审美对象角度对生态美学的界定，更恰当的做法应当是从审美方式的角度上对其进行界定，所以评论认为：“生态美学的研究对象是‘生态审美’，也就是借助生态知识、立足生态伦理意识的审美活动。‘生态审美’的对象既可以是自然，也可以是包括生态文学在内的文艺作品、审美文化产品等。”如拙著所论，生态美学是要“通过研究现实或者文学所展现的、日常生活世界中人与自然的交往方式阐释自然超越物质存在的丰富内涵”①。所以现象学生态美学不只是将自然作为研究对象，更关注人与自然的交往方式，包括生态文学在内的文艺作品、审美文化产品等当然也在现象学生态美学的研究之列，这一点与评论的观点应当是一致的，并且在拙著中也有所体现。虽然拙著专门讨论了自然美以及自然美与生态伦理的关系，但是依然认为自然美学与生态美学不能等同，现象学的生态美学并非现象学的自然美学。因为，自然美学专以“自然美”为研究对象，生态美学则要研究自然事物与人在身体感知、生存实践、审美经验等多种存在活动中的关联;自然美学专注于人对自然的审美欣赏活动，生态美学则把人与自然事物交往的多种方式比如居住活动、生产实践活动（农耕、狩猎等）、以自然为背景的日常生活场景（参见拙著第四章第三节“在大自然中读好书”）等等都纳入研究对象的领域，这已经远远超过了欣赏自然美的范围;此外，在西方的自然美学中，自然是一个外在于人的现成对象，而在生态美学中，自然事物则是生存世界的参与建构者，生态美学试图证明自然与人在存在论层面上彼此交融，在自然成为人的实践对象、审美欣赏对象和自然资源之前，就已经深深地锲刻在人类的生命中了。
自然中的科学现象范文3
关键词：混沌；微小影响因素；数学模型；线性；非线性
中图分类号：B08 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2012）23-0036-02
一、混沌理论原理
在古中国、古希腊和一些其他的古民族，都有许多哲学家认为：在宇宙形成之前是一种混乱的状态。“混沌”一词的本意是指宇宙形成之前的这一混乱状态。结束混乱的过程是宇宙由无序向有序演进的过程。经过哲学家和科学家几千年的不断探索，人们已经在与世界的交往中积累并构建起一套科学体系。尤其在最近的几十年以来，在人类研究的几乎各门科学领域中，这套科学体系的最前沿产生了一些我们难以理解的现象：很多自然现象转化为纯粹数学模型之后，按照一定的数学规则不断对自然现象的数学模型进行重复时，却使得这种现象的模型对现象变得难以预测。当重复到一定数量之后，在这一数学模型中得到的结果几乎是完全随机事件，几乎完全“不可预测”。科学家们把一个确定的动态系统，在其动态演变过程中表现出的不确定、不可重复、不可预测的现象统称为混沌现象。
大量的研究表明，宇宙朝着有序的方向发展，混沌却是由有序向无序发展；在一个确定的系统中似乎是随着系统演进速率的快慢和系统自身的性质共同决定事物从有序到混沌的时间长短；相同性质的系统，演进速率越快有序持续的时间也就越短。混沌理论和混沌现象的研究最先产生于数学和物理领域；后来在大量的应用学科中广泛研究诸如：天气预测、投资风险等等。通过对混沌的不断深入研究有利于人类理清自然的已知与未知，可知与不可知思想的升华，同时也决定了科学未来发展的方向。
二、混沌理论认识论
我们引以为傲的科技文明所构建的这套科学体系是人类长期与自然交往实践中“积累和构建”的。这是一个严格的认识论问题：即我们现有的科学体系是否是自然之物而被人类认识的？
导致科学家们普遍作出混沌现象代表世界是非决定的，不可预测的。世界的可预测性，是因为我们坚信世界的普遍因果性，即是一件事情或者一个事物的发生、发展，一定存在使他发生、发展的原因，这个原因又发展为结果，结果成为下一阶段或者另一事物发生的原因。因果性是我们对世界建立的普遍联系性，我们不断地认识世界，通过事物的因果性，认识世界的发展变化，并对发展变化的趋势，做结果预测。我们对于这一方法的坚持的信念，就是可知论。我们现在所享有的全部科技文明认为并且在实践中不断证明，世界是可知的。正是因为我们认为世界是可知的，我们不断地探索、研究、前进。但是因为目前混沌现象所表现出的不确定、不可重复、不可预测性使一些科学家认为世界不可预测，世界没有因果，甚至是世界不可知的尴尬论断。这样的观点明显是不正确的，人类一切过去的科学成果都在说明，在人类不断地对自然探索、研究，对自然取得了持续的和长足的认识，这不就是自然界可知的充分表现吗？
混沌理论中有一个广为人知的概念叫做“蝴蝶效应”。它是指如果有一只蝴蝶在亚马逊热带丛林中扇动翅膀，就有可能几周后在美国引起一场台风。常识告诉我们，蝴蝶扇动翅膀只是使它的周围空气流动发生微小的变化，但是混沌理论则告诉我们，这一小小的变量却在我们这个以大气为范围的系统中演变为一场台风。可见时空的连续性在整个大气系统中，因微小变量而产生的巨大影响。时空中的自然是瞬息万变的，促成我们已经成为历史的演进轨迹正是由无数微小的作用因素组成的，我们所擅长的线性的模拟世界的方式只是一种粗浅的开始。我们承认因果关系，便是承认在无数我们来不及统计和觉察的微小作用因素决定的必然过程。然而蝴蝶效应的结果在科学家那里说成是不可预测的结果。所谓的不可预测，并非不可预测，只是尚不能预测而已。
三、关于混沌问题产生的感想
混沌现象的普遍性广泛存在于天文学、量子力学、热力学、化学、概率数学等等几乎涉及人类研究的所有科学前沿之中。引起我们的反思，是什么产生了混沌？
科学精神起源于古希腊哲学，那个时候的哲学和科学还没有分开。亚里士多德说哲学来源于“惊异”[1]。“惊异”就是来自于对知识的渴望，对于未知的不断追求。最初的哲学也是最初的科学，建立哲学或者科学的目的也就是总结人类经验自然的知识体系和洞悉自然的研究方法，使人能直观或者思考世界的本质，从而理解、认识世界。主体与客体相互作用，认识物质的实践过程，即是哲学上的“认识论”。在哲学或者科学建立之时，所包含的先哲的思维前提，必然是认为，自然是可以按照一定的方法认识的，即自然可知。哲学或科学的追求必然是可预测的实证的具有确定性的知识。
当现代混沌理论遇到了“所谓的不确定性”时，盲目的对可知论进行否定。可知与不可知是一个哲学问题，是人类几千年来对于精神和世界的执着追求的统一性最高体现，是人类对自然知识渴望的终极理想，更是几千年来全部人类精神的极度纯粹。自然科学的建立目的便是对自然的不断探索，向人们展示一个确定的、明晰的自然世界。对自然可知论的否定是对科学存在初衷的否定，是与科学精神的背离。
混沌现象的普遍显现，是人类科学快速进步，高度发展的产物。预示人类科技发展的又一瓶颈的出现。这绝不是我们悲观的时刻，更不能草率的倒向“世界不确定性”的新不可知论。因为现有科学水平的限制导致的混沌现象，对于自然的可知与不可知形成一个认识论上的矛盾，矛盾是事物发展的动力。可知与不可知的矛盾促使我们进一步去探索混沌现象，也只有在进一步的探索中消除这一矛盾。
是什么产生了混沌？在整个哲学史中，物质与意识，存在与思维，主客二分。面对混沌现象产生的问题，我们沿袭前人的这一方式应该更容易理解。在诸如天文学、量子力学、热力学、化学、概率数学等等几乎涉及人类研究的所有科学前沿之中，数学模型是现代人类科学对世界认识的方法核心所在。在几乎所有这些学科中，我们通过数学建模来模拟真实世界的变化情况。而混沌现象，正是在各领域数学模型体现的。从我们的科学精神出发，坚持对世界可知的态度，那么这些不规则现象广泛出现，我们是不是可以认为是数学的不完备性体现呢？而不是理解为世界的不确定性？因此，我们是否该反思我们这一认识世界的方法呢？是不是这一认识世界的方法即将迎来巨大的变革？
在牛顿开创的经典物理学时代，科学家就已经开始使用数学模型来描述自然现象，用公式描述发生原理。他们所使用的往往都是线性的数学模型。在线性数学模型中有什么样的原因必然产生什么样的结果，整个系统中的一切都在一开始就决定了的，因此线性数学模型属于决定论范畴。但是，随着数学的发展和科学研究的深入，用非线性的数学模型描述复杂的动态的系统。却表现出巨大的不确定性。这好像是一个画家所画出的画和现实世界是有区别的一样，理论往往跟现实有很大差距，过去的理论都是线性的，可预测的，到了现实中往往出现一些不确定性。这是因为世界是复杂的非线性的，真实世界之中“事物普遍的联系性”，这种普遍必然存在许许多多非常微小的不易察觉的联系。犹如蝴蝶效应，我们很难发现，但它真实存在。这就导致我们建立模型的难以预测性。随着具体科学对自然世界研究不断深入，对各种细微联系和影响的深入了解，使现有科学模型对自然世界在宏观上模拟更加逼真的同时，在微观或者数学的反映上出现大量不确定性。大量不确定性的由来，应该是伴随科学模型深入大量微小物质联系层次之后，难以计数的微小物质联系是现有科学技术难以把握完全的，伴随而来的是难以预见的大量不确定因素，这些尚未预见的不确定因素是导致大量不确定性的根本原因。马克思认为事物的前进是一个曲折的盘旋的上升过程，只是在这一发展的过程中，总体趋势是前进的。混沌现象的出现就是事物前进过程中的曲折，而不是事物发展的终结。科学的发展要在曲折中前进就要深入研究，解决事物发展的困难。
考德威尔在对齐默尔曼的《科学、非科学和谬论》一书的评论中，将科学描述为“从可能的正确中分离出可论证的错误”过程。仅仅是谬误能被证明，真理是不能被证明的，这是科学的根本基础。真理仅仅是多次努力后未被切割掉的幸存者。事实上，科学成果的一部分是通过在反复重现理论概念的过程中，发现概念的薄弱或错误部位。对薄弱或错误部位的不断研究往往会发现理论的矛盾之处，这时再对理论修改或重置使得科学不断前进[2]。爱因斯坦也认为，我们只能不断接近真理，而不能得到真理。马克思的辩证认识论认为，“实践、认识、再实践、再认识……是人们认识具体事物的辩证运动过程，也是认识无限发展的辩证运动过程；它既不是封闭式的循环，而是永无止境的螺旋式的上升。”[3]
这是我们现有科学体系的危机与机遇，而不是世界的不可知论和不确定性。研究模型细致深入也是实证认识论从现行往更高层级跃迁的瓶颈，科学从最初的研究静态事物，到研究动态事物；从简单的线性数学模型到复杂的非线性模型；从空间的点、线、面，到时间之矢加入；从抓住事物主要矛盾，到抓住主、次矛盾并兼顾矛盾的主、次方面；这是对人类现有知识水平的考验，也是人类向着科学前进的巨大机遇。宇观+宏观+微观整个世界动态过程的模拟，这必然是一个艰难的复杂的伟大科学理论体系的变革，我们也必然要经过这一“迷茫期”。只是我们要尊重客观现象的同时，坚定我们的科学信念，明确人类认识事物的反复实践的观念，洞悉事物发展的辩证过程。
参考文献：
[1]吴国盛.科学的历程[M].北京：北京大学出版社，2002：59.
自然中的科学现象范文4
关键词:物理教学;实际生活;理念
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)07-0122-01
例如:“在家里的浴室中,为了防止地面沾水使人打滑跌倒,下列采取的措施错误的是哪一个?A 浴室地面应铺上有凹凸花纹的地砖;B 人沐浴时穿的拖鞋带有凹凸花纹;C 脚底下放一条毛巾;D 穿上平底的塑料拖鞋”。如此联系生活实际,将家庭中浴室防滑措施引入摩擦力的教学之中,使学生通过学习了解物理知识与日常生活的密切关系。又如,在“牛顿第一定律”的教学时,引用题目:“上高速公路要求驾车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,这主要是为了防止高速行驶的汽车在时,乘客由于而撞伤,使用安全带可以起到作用”,使学生了解如何利用惯性解释乘车系安全带的原因,从科学理论的角度说明高速公路上行驶车辆人员应值得注意的安全问题,用科学思想指导人们的行为规范。这都能增加学生的感性认识,加强与生活实际的联系,增强了学生关注物理学的技术应用,培养其社会参与意识和对社会负责任的态度。
再如“物态变化”内容教学过程中,教师引导学生设想自然景观,探究自然界中的霜、雪、雨、露等天气现象,了解物态变化与日常生活和自然现象密切相关,理解各种物态变化及特点,并进一步通过分析水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象,培养学生节约用水的意识。再让学生应用所学的物理知识解释身边的一些物理现象,如电冰箱中的物态变化,可在学生了解电冰箱内既有熔化和凝固,也有汽化和液化、升华和凝华的基础上,启发思维,使他们能够成功地解释“放进冰箱的新鲜蔬菜为什么要装入保鲜袋内?冰箱内壁的水珠到哪里去了?冰箱的侧体为什么有时会比较热?”等问题,这样使他们有一种亲切感,觉得学好物理对今后的生活、工作都大有裨益,自觉地联系实际学物理,从而自发地对身边的物理现象进行观察、思考和研究,养成观察现象、思考问题的良好习惯。
自然中的科学现象范文5
一、材料的加工程度——尽可能自然
幼儿科学教育的基本理念之一就是帮助幼儿认识到人与自然的和谐关系，科学教育本身的内容决定了在设置科学区角活动材料时，应让幼儿尽量在真实、自然的环境中探究。科学区角活动材料根据其加工程度可以分为以下几类：（1）成品材料。一些现成的玩具、教具等，如可拆卸的人体模型。（2）半成品材料。根据教育目标进行部分加工的材料，或现成的加工程度不高的材料。如将厚纸片剪成圆形，穿上几个小洞，以供幼儿用扭扭棒做成“毛毛虫”。（3）自然材料。如小动物、种子与果实、石块、碎布等。笔者认为，科学区角活动的材料，只要没有危险，应尽量选用实物而不是替代品。教师要引导幼儿并和幼儿一起随时收集身边易得、卫生、安全的可利用材料，供幼儿在科学区角活动时选用。
“尽可能自然”也符合经济、环保的理念。我们可以结合幼儿园自身的物质条件，因地制宜、综合地利用各种自然资源与材料。我们不能一边苦叹科学区角材料不足，一边却对丰富的自然资源与材料视而不见。我们也不提倡教师制作各种仿制品或一次性材料供幼儿开展所谓的科学学习。例如，一些幼儿园将各种塑料袋放在区角中，供幼儿制作所谓的“环保服装”，这其实是一种“伪环保”，因为真正的环保行为应是反复使用、甚至不使用塑料袋。
但是，材料“尽可能自然”并不代表不能使用一些成品或半成品材料。在科学区角活动中，有以下两个问题值得注意：（1）材料缺乏科学性，部分器材，特别是一些成品科学器材更注重色彩、形象、童趣，而忽略所要体现的科学内容以及精准的要求。例如天平“不平”、放大镜模糊等。（2）科学器材存在“小学化”倾向，不符合幼儿年龄特点，这可能是幼儿园科学材料相对匮乏以及对科学材料把握不准带来的结果。它们的操作难度往往高于幼儿的实际操作水平，所揭示的科学知识也往往高于幼儿的认知水平，有的已比较偏向于专门的实验，有的则远离幼儿生活。这些“小学化”倾向都需要加以纠正。
二、材料的组合结构——关注核心经验
“结构”一词指的是相互关联的方式。科学区角活动中材料的结构是指材料在被使用时能揭示的现象间的某些关系。例如，磁铁、铁块、镍块和铜块集合到一起就有了一种结构，磁铁和铁、镍能发生相互作用，和铜却不能发生相互作用。人们在操作这些材料时发现的这一现象，就是磁铁的特性。科学区角活动中材料的结构特指内在的关系——一种和自然现象相关联的形式。需要说明的是，幼儿科学学习中的概念是“前概念”，是指简单水平层次上的抽象，我们也称之为经验。
根据这样的理论，我们在选择科学区角活动材料以期达到学习目标时，就需要考虑：这些材料是以什么样的方式组合在一起的？这些材料能揭示什么重要的科学概念？材料必须组成和概念有关的结构，且具有吸引力，才能让幼儿积极参与，与材料相互作用。教师在投放材料时，一定要从科学领域的核心经验出发，选择相应的主体材料和辅助材料，让幼儿自己选择特定范围内的材料来尝试解决问题，以达到形成这个科学经验的目的。科学领域的核心经验有很多，例如，“在探究中认识周围事物和现象”的核心经验中就包括了“事物与现象”“事物的变化”以及“事物之间的关系”等几个方面。例如，在以“植物”为主题的科学区角活动中涉及的科学经验就包括：植物有多种多样的外部特征（事物与现象）；植物需要阳光、空气和营养才能存活和生长（事物之间的关系）；植物的变化贯穿于整个生长周期，它们是不断生长和繁殖的（事物的变化）。根据这些经验，我们在区角中可以投放以下各类材料：不同种类的植物，其中至少有一种正在开花；泥土、肥料；种植的容器；人造植物（可以用来与真实的植物比较）；各种植物的种子；浇水用的容器或洒水壶；用来密封的塑料袋；其他辅助材料，如广口瓶、捆绑带等；记录用的各种材料。
三、材料的探究特征——让幼儿亲历科学发现的过程
曾经在某个幼儿园看到科学区角放置了三球仪，打听后得知，教师的意图是让幼儿借此了解太阳、地球和月亮之间的关系，教师将指导幼儿操作和观察。很明显，这虽是一个个别化、操作性的学习活动，但并不符合科学区角活动的特性。因为科学区角活动必须符合科学探究的一些特征：（1）幼儿依靠直接经验进行科学探究。幼儿要通过观察实物来发现问题，探索过程需依赖直接经验，看到事实的结果就是得出结论的时候。（2）幼儿的科学探究具有简约性、试误性。幼儿的探究大致会经历“发现问题—假设—探索—得出结论—表达与交流”这样一个不断循环的过程。当事物之间的关系或原因不明显或较复杂，幼儿不能得出结论时，教师可以将其中的某些关系直观化、明显化，但并不直接告诉幼儿结论。随着幼儿年龄的增长、方法的掌握、能力的提高，幼儿探究的试误性会降低，探究的目的性会增强。（3）幼儿运用多种表征方式进行科学探究。幼儿可运用的表征方式主要包括语言、身体动作、绘画、建构、泥工、剪贴、角色表演等。而幼儿运用各种方式表征时能够对具体的经验进行总结和复验，从而进一步丰富自己的经验。在持续运用不同表征方式的过程中，幼儿对同一事物的理解会更加全面、深刻。
很显然，幼儿操作三球仪时，只是在教师的直接指导下记住知识，并没有亲历科学发现的过程，更令人担忧的是，幼儿可能因活动枯燥而丧失对科学的热情。不同的材料能促使幼儿以不同的探究经历来获取相关的知识经验，激发好奇心、探究的积极性等，进而形成科学探究的精神。因此，科学区角活动材料在一定程度上决定了幼儿活动的方向和目标。幼儿不仅能够“在探究中认识周围事物和现象”，而且更重要的是能“亲近自然、喜欢探究”“具有初步的探究能力”。
与此同时，我们还要防止另一种情况的产生，那就是，教师仅从“高兴”“成功”两个维度去评价幼儿的科学区角活动。例如，教师常常使用这样的评价性语言：“你成功了吗？”“你成功了，祝贺你。”也许，这类教师潜意识中仍认为结果和兴趣最重要，科学区角活动只要幼儿高兴、完成操作即可。因此，为了让幼儿高兴，教师会不断变换材料，看到幼儿不玩了，就马上投放新的材料，很少思考材料本身的结构、层次方面的问题。而这恰恰是错误理解了兴趣在幼儿发展中的意义和作用，违背了科学探究的意义。
参考文献：
〔1〕兰本达，布莱克伍德，布兰德维恩.小学科学教育的“探究—研讨”教学法〔M〕.陈德璋，张泰金，译.北京：人民教育出版社，1983.
〔2〕施燕.学前儿童科学教育〔M〕.上海：华东师范大学出版社，2006.
自然中的科学现象范文6
关键词：物理课程 人文精神 学科知识
无论是从社会的发展还是从学生的成长来看，学科知识教育与人文精神教育的交融与综合是可能的，也是必然的，它是素质教育的两个方面，无论是单一的学科知识教育还是单一的人文精神教育都是不全面的，只有把两者结合起来，优势互补，才能完成素质教育的历史使命。在物理教学中实施人文精神教育要要注意：
1、利用教学目标来定位人文精神教育
在物理教学过程中，有些教师过多地关注制定学生学习的知识目标和能力目标，而忽视了人文精神的目标，从而由于缺乏了人情味而影响教学的效果和质量。在课堂教学中不设立人文精神的培养目标，物理知识不会自然而然地培养出具有科学精神和人文素养相结合的学生。可以说，有什么样的定位目标，就会取得什么样的教学效果。重视掌握科学知识、科学方法和培养科学精神，而放弃人文精神的目标，其结果只能是教育培养出追求出成绩、出成果的狂人，而使周围乃至更大范围的人群不理解、不支持。确立起人文精神目标的真谛，在于使每一个学生在学习阶段就学会对物理知识采取正确的选择、舍取和运用，使其正确地对待科学精神。因为科学精神追求纯科学的客观性、严密性和精确性，既有求真、求实和求准的一面，又有排除一切人情世故的一面。物理教学目标既要引导学生追求科学精神，还要让人文精神渗透于科学精神之中，来坚定地捍卫人类的情感、欲望和生命的尊严，并向科学提起挑战，反对科学对人性的压抑。正确定位人文精神的教学目标，就是要求科学精神和人文精神互相依存。没有科学精神方面的目标，学生的物理学习将失去最基本的意义，因而人文精神也失去了存在和发展的基础；没有人文精神方面的目标，学生日益增长的精神需求得不到满足，也不能很好的把握科学精神，将来也不能很好地造福于人类。人文精神教学目标的正确定位，就是要求这两者之间互相渗透和互相促进。
2、利用教材中的插图来引入人文精神教育
现行人教版新教材的特点之一就是插图(包括彩图)比旧版教材增多了，物理这门学科从书本学习的角度看，若无插图配合而只是单纯地阅读教材显然是很枯燥无味的。新版教科书充分考虑到了这一特点，并从中学生的身心特点出发增加了插图的数量和质量，尤其是彩图的拍摄更是突出物理现象的特征。在新教材开头的彩版中，通过拍摄一些优美的图片来反映自然界中的各种物理现象，把日常生活中一些熟视无睹或不太思考的现象进行了归类、整理和比较，使学生们在欣赏、感慨大自然的美好时，能激发起学生的学习兴趣和探索热情，自然而然地会想到为什么能产生这样的物理现象，其原因是什么呢?引导同学们对日常生活的所见所闻进行思索，启发学生对生活中的各种现象都要问问为什么?教材中的插图还列举了我国古代一些学者的发明和创造。通过这些插图可以弘扬我国悠久的历史和古老的文化，增强学生的爱国热情，使学生产生学好物理知识的内驱动力。
3、利用物理学家的事迹来强化人文精神教育
新教材中介绍了一些伟大的物理学家的事迹这一内容，一个物理学家的事迹就是一个成功者的典型和榜样，也是人文精神教育的有力证据和有很强说服力的教材。例如，英国物理学家焦耳通过大量的实验，表明了热不是一种特殊的物质，而是一种运动的形式这一真理，同时也为能量守恒定律奠定了基础。法国科学家安培在电学方面的研究十分突出，他在科学研究上非常专心。有一次，他竟然把前进中的马车后背当作黑板也跟其跑着计算起来，只到实在跑不动了才停了下来。德国物理学家欧姆曾当过多年的中学物理教师，在教好学生之余，还努力从事科学研究。他为了研究电流跟电压、电阻的关系这个问题，花费了十年的心血，终于取得了成果。美国大发明家爱迪生只上过三个月的小学，全是靠自学成的才，他除了亲自动手实验外，还阅读科学书刊和学术论文，一身完成了无以计数的世界发明。实践了他所说的“天才，不过是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水”的真实写照。通过这些事迹的教学，可使学生能从多方面、多角度和全方位地做人和做事，对学生今后乃至一生的成长都有说不尽的益处。
4、挖掘教材的内涵进行人文精神教育
