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自然科学的探索范文1
[关键词];思想政治教育;自然辩证法;案例教学;案例分析
[中图分类号]G643[文献标识码]A[文章编号]2095-3712(2014)07-PPPP-CC[基金项目]本文系电子科技大学2012年非全日制专业学位硕士研究生教研教改基金资助项目“结合非全日制专业学位硕士研究生特点探索‘自然辩证法概论’案例教学法”。
[作者简介]吴晓云(1974―),女,江西鄱阳人,博士,电子科技大学副教授,研究方向:现当代西方哲学,西方理论。
“自然辩证法”课程是工程硕士需要学习的一门政治公共基础课,主要讲授自然界及科技、工程的一般规律和一般方法。自然辩证法是理论的重要组成部分。随着对科学技术学、科学知识社会学等新兴学科的不断借鉴和吸收,自然辩证法在研究领域和研究方法上有了巨大突破,日渐发展为一门“以协调人与自然的关系,促进科学技术(工程)和社会可持续发展为主要目的的具有交叉、综合性质的学科”[1]。与其他政治公共课相比,“自然辩证法”课程不仅承担着培养工程硕士研究生理论修养的基本任务,而且承担着培养他们哲学素质和科学思维,切实提高他们分析问题和解决问题的实际运用能力等重要职责。为了更好地实现“自然辩证法”课程的教学目标,广大一线教师积极地探索以分析和解决现实问题为导向的案例教学法。
一、案例教学的必要性
案例教学是一种开放式、互动式的新型教学方式。“自然辩证法”课程案例教学通常由教师事先选择一些科学、技术、工程发展史中具有典型性案例,让学生自行组织研讨,使他们通过主动查阅教材和教参,拓宽理论视野,实现对新知识、新理论的学习和掌握,并应用所学的新内容有针对性地分析和解答案例问题。
案例教学方法的运用符合素质教育的根本目的。传统教学以单向信息传递为主。虽然在教学过程中,为了证明某个自然辩证法基本原理的正确性,教师也会采取列举事例的方式来加深学生对该原理的理解;但是这种举例子的方式仍旧是以教师为主的观点论证,学生只是被动地接受教材的知识和教师的讲授,缺乏独立思考过程和综合判断能力的运用。案例教学则不同,它是利用案例作为教学媒介,让学生自主分析、论证和表达,以达到高层次认知学习目标的一种新型教学方法。它的最大优点在于以学生为中心,以教师为辅助,由学生自主学习和掌握所学课程的核心内容,并运用所学知识处理实际问题,从而实现学以致用、素质培养的教学目的。
案例教学方法的运用符合自然辩证法学科的本质要求。采用案例教学方法,通过介绍科学技术工程发展过程中的一些具有代表性的人物、事件阐明自然辩证法基本原理,有利于研究生们理论联系实际,在具体的案例分析中活学活用基本立场、观点和辩证法。
案例教学方法的运用符合工程硕士研究生的实际情况。工程硕士研究生大多是工矿企业、工程建设部门的工程技术和工程管理人员,与一般的全日制硕士研究生相比,他们不仅具备一定的专业技术特长,而且拥有丰富的生活阅历和实践工作经验。如果针对工程硕士生的“自然辩证法”教学,仍然沿用传统的教学方法,很难调动他们学习政治理论的积极性和主动性。教室在教学中应该有意识地结合工程硕士生的专业特点,多讨论科学技术工程的具体案例,使他们在实际案例中自觉授受辩证唯物主义自然观、科技观、工程观和方法论。这既符合国家对于硕士生政治理论教育方面的一般要求,又与工程硕士生成长和发展的实际需要相一致。
二、案例教学的实施
案例教学是教师和学生共同参与的,教学过程中既发挥了教师的理论指导作用,又充分调动了学生主动学习的积极性;同时,学生积极思考的成果进一步引发了教师新的理论思考,从而实现了教与学的双向交流。实施案例教学应该通过以下三个步骤:
(一)教师精选案例
这是有效实现案例教学活动的首要前提。对于教学案例的选择,教师首先要在熟悉课程内容、明确教学目的的基础上,尽量选择在科技工程发展史上具有重大意义的人物或事件作为案例。其次是充分考虑工程硕士研究生的知识结构和工作背景,“在讨论一般科学技术问题基础上,突出关于工程问题的讨论”[2]。最后,选择的案例专业性不能太强,应该注重科学技术的普及性和自然辩证法基本原理的普及性。譬如,针对“辩证的自然观”这一教学主题,可以选择三峡工程作为案例,讨论人对自然的超越性和依赖性,同时讨论选择可持续发展道路的重要性。
(二)学生自主讨论
学生自主讨论是成功实施案例教学的关键所在。为了提高案例教学的质量,教师应当引导同学们结合自身的专业背景和工作经验,通过自己动手查阅教材、教参及其他相关资料,找出自然辩证法的基本原理来分析案例、得出结论。譬如,可以在课堂教学中专门安排时间,让学生就某一主题案例分组讨论。在组内讨论充分、基本形成共识的基础上,由各组成员自行推选代表发言阐述本组讨论的结果,并积极应答其他各组同学的提问和不同意见,最后由教师作总结点评。教师还可以提供建设性思路鼓励学生课后继续讨论。
(三)学生撰写分析报告
撰写报告对案例教学成果的巩固和提升。案例分析报告是学生案例分析过程的书面呈现,它以文字的形式说明和再现了学生理论联系实际的能力和论文写作的基本哲学素质。因此,教师必须十分重视对案例分析报告写作的指导,鼓励学生采用规范的格式、创新的思维完整地书写案例分析的目的、相关知识点、案例简介、分析论证各大要点及最后的结论。为了有效提高学生案例分析报告撰写的质量,教师还应当依据学生撰文水平的不同分等级打分,分数以一定比例计入学生的课程总成绩。
三、案例教学面临的困难
近年来,案例教学已经在“自然辩证法”课堂教学中得到较多的应用,并取得良好的教学效果。但是目前这一教学方法仍存在一些问题:
首先,校方对案例教学方法的探索缺乏重视。尽管案例教学已经被论证是实现素质教育的有效途径之一,但是在学实践中还没有得到普遍应用,部分原因在于学校对这一教学方法的认识不足、支持不够。一些学校认为,在案例教学的课堂设置上,以学生讨论为主、教师指导为辅的模式不符合常规的教学秩序,有违一般的教学考核制度。因此,他们并不十分支持这一教学方法的探索,这在一定程度上限制了自然辩证法教师对案例教学方法的推广和应用。
其次,任课教师对案例教学的不适应。第一,案例教学的课堂要求教师的角色变主讲为听者,这极大地挑战了教师的传统教学权威,尤其是对于那些资深的老教师来说,课堂主讲角色的让渡是难以接受的。第二,案例教学在案例的选择上,要求教师有较高的理论素质和较强的实际问题的敏感性,这一点也让部分教师难以适从。第三,案例教学要求教师课前精选案例、课中组织和管理学生讨论、课后批改案例分析报告,这无形中增加了教师的工作量和工作强度,也让他们很难适应。
最后,教学条件对案例教学的客观限制。我国高校在“自然辩证法”课程的教学课堂上,“师生比例悬殊,教师少、学生多,合班上课居多”[3]。一般一个教学班有120人左右,这给案例讨论带来很大困难。许多学生在课堂上不能充分地表达自己对案例的见解,而课下与教师交流学习体会的渠道又十分有限。因此使用案例教学方法可能导致有些学生所学习到的知识面和所掌握的理论深度还不如传统的教学方法,因此,一些学生对案例教学法的探索不太配合,这极大地影响了案例教学的效果。
总之,在“自然辩证法”课程教学中运用案例教学法,在教学理念、教学内容、教学方式上都实现了的突破和创新,但是这一方法的实施过程中也暴露了一些问题,有待于我们继续深入研究,寻找对策来提高案例教学的效果。
参考文献:
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自然科学的探索范文2
“坚持社会科学和自然科学并重,充分发挥哲学社会科学在经济和社会发展中的重要作用。”十六大报告的这一重要论断,充分体现了党和国家对哲学社会科学的高度重视。在全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的过程中,我们应从实现经济、政治、文化协调发展的高度,充分认识哲学社会科学的重要作用,采取切实措施,努力促进哲学社会科学的发展和繁荣。
坚持社会科学和自然科学并重,对促进社会主义物质文明、政治文明和精神文明的协调发展具有重要意义。社会科学和自然科学同为人类科学知识体系中不可或缺的组成部分。自然科学以自然界为研究对象,认识和把握自然规律;社会科学则以人类社会为研究对象,认识和把握社会及人类自身的发展规律。进入20世纪以来,自然科学取得了长足进步。以相对论和量子力学的发现为开端,以信息科学、生物科学、材料科学为主导,科学技术在诸多领域大步向前推进,极大地推动了生产力的发展和人们生活的改变。但不应忽视的是,任何科学技术的发现、发明和运用、转化,都是人和社会组织所主导、所参与的过程,都离不开哲学社会科学的支持与保障。无论是解放和发展社会生产力、创造物质财富,抑或是提高人们的思想道德素质和科学文化素养,实现人的全面发展,哲学社会科学都发挥着不可替代的作用。哲学社会科学同自然科学犹如车之两轮、鸟之双翼,不可偏废。只有二者协调发展、共同作用,才能推动人类社会历史不断前进。十六大确立的全面建设小康社会的奋斗目标,是中国特色社会主义经济、政治、文化全面发展的目标。实现这一目标,要求我们在实践和理论上进行双重探索,以进一步推进思想解放和观念更新;了解并熟悉世界发展趋势和国际交往规则;正确认识和处理社会发展中的各种新情况、新矛盾;提出解决面临的各种问题的有效途径与对策,推动党和政府决策的科学化、民主化和制度化。在这一探索过程中,哲学社会科学的重要作用将会更加凸显出来。
坚持社会科学和自然科学并重,并不意味着减轻自然科学的分量,而是要加重哲学社会科学的分量。如何加重分量?关键在于不断推动哲学社会科学领域的理论创新。创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,实践基础上的理论创新是社会发展和变革的先导。20多年前,关于实践是检验真理的唯一标准的讨论,为我国进入改革开放的新时期奠定了思想基础,对我国社会主义的前途和命运产生了重大而深远的影响。不断推动哲学社会科学领域的理论创新,是广大哲学社会科学工作者必须担负的神圣职责;能否完成理论创新的艰巨任务,是整个哲学社会科学战线能否发挥应有作用的决定性因素。这就要求广大哲学社会科学工作者,必须瞄准学术理论发展前沿,更新研究方法和手段,创作学术精品,多出具有原创价值的研究成果;必须善于倾听实践的呼声,努力回答干部群众关心的深层次理论和实际问题,为开创中国特色社会主义事业新局面提供精神动力和理论支持。当前和今后一个时期,不仅要在基础学科领域不断构筑学术新平台、攀登新高峰,为文化传承和积累作出新贡献,而且必须潜心研究在全面建设小康社会进而基本实现现代化的过程中具有全局性、战略性和前瞻性的重大课题,推出更多的成果,为党和政府的科学决策服务,为社会主义物质文明、政治文明和精神文明的协调发展服务。
坚持社会科学和自然科学并重,应切实做到“五个必须、五个一样”。首先,必须在全社会形成哲学社会科学与自然科学同样重要的共识,像重视自然科学一样重视哲学社会科学,着力纠正现实中存在的对哲学社会科学的偏见,摒弃那种认为哲学社会科学不是科学的错误观念。第二,必须充分发挥哲学社会科学界的作用,像重视对自然科学的组织领导一样,切实加强对哲学社会科学的组织领导,加强对哲学社会科学发展的规划,为广大哲学社会科学工作者在经济社会发展中发挥聪明才智提供广阔的空间。第三,必须加大对哲学社会科学事业的投入力度,像重视对自然科学投入一样,给予各类哲学社会科学工作部门以必要的经费资助和其他支持,努力改善其科研条件。第四,必须重视发挥哲学社会科学研究成果的作用,像重视自然科学成果的推介和转化一样,建立和完善哲学社会科学的评价机制和激励机制,形成公正、合理的政策导向,为哲学社会科学提供更多、更有效的成果转化渠道。第五,必须珍视哲学社会科学界的人力资源,像重视培养自然科学人才一样,加强对哲学社会科学人才的培养,建立起优秀哲学社会科学人才健康成长、脱颖而出的良好环境。
坚持社会科学和自然科学并重,必须以科学态度和科学精神对待哲学社会科学。在新的历史条件下繁荣和发展哲学社会科学,必须认真总结并汲取历史经验,把握哲学社会科学的特点和规律,为发挥哲学社会科学的作用营造民主、和谐、求实的环境。要在坚持四项基本原则的前提下,积极支持和鼓励理论研究中的大胆探索,允许和提倡不同学术观点、不同学术流派之间的互相交流、切磋与争鸣。广大哲学社会科学工作者要以科学态度和科学精神对待自己所从事的事业,坚持严谨求实的治学态度,反对脱离实际的闭门造车,摒弃浮躁浅薄、哗众取宠、做泡沫学问等不良学风,树立良好形象,保证哲学社会科学沿着正确方向发展。
自然科学的探索范文3
教学目标:能够根据已有的知识和经验对声音产生的原因作出假设:能够想办法验证假设。
知识与技能:知道声音是由物体振动产生的。
情感、态度与价值观:体会到科学研究中要尊重事实。
教学重难点:知道声音是由物体振动产生的:能够根据已有的知识和经验对声音产生的原因作出假设。能够想办法验证假设。
实施前的设想:在教学本课时通过“小精灵”形象的跳动使学生领会到较抽象的振动,同时很自然地将学生的好奇、兴趣引导到发现问题、探索奥秘上来,激起学生学习的兴趣和探索的欲望。再引导学生会自己获取知识,使学生懂得凡事要通过自己的实验去发现其中的奥秘,养成对待问题、对待新鲜事物都要通过发现、研究而得到验证的良好习惯。通过观察、实验,学生已获得了较多的信息和事实。教师就要引导学生把探究活动中获得的感性认识,用自己的语言表达出来,互相交流,互相启发,把感性认识上升到理性认识,从而得到科学结论。
一是创设情境,激发兴趣
师:请同学们闭上眼睛,听一段优美的音乐,猜这段优美的音乐是怎样发出来的呢?
生1:钢琴发出来的。
生2:我还听到小鸟和水发出的声音。
师:同学们听得真仔细!
师:为了更清楚地看到喇叭是怎样发出声音的,老师今天特意请来一位“小精灵”(用乒乓球做的小人头),让同我们一起欣赏这优美的音乐。
生:好。(这时同学们的注意力集中起来)
(教师把“小精灵”放置在喇叭的纸盆上,音乐响起后,“小精灵”因纸盆的振动而快乐的跳起了舞。)
师:大家知道“小精灵”今天为什么这么高兴跳起来吗?
二是发现问题,引导探究
生:声音可能是由物体的振动产生的。
师:日常生活中,你可以举一些有物体振动而产生声音的例子吗?
师:到底我们的猜测是否正确,请大家动手做一做,用事实来说明,刚才发言的几位同学也请你想办法证明自己的观点。做试验时有两种途径供选择:(1)做完必做的试验后,可根据试验单选择做实验,选取其中一个或两个,有能力的小组也可以选取;(2)做完必做实验后,自己设计其他的试验,老师下面有很多器材,你也可以来选。
三是汇报交流,验证结论:四是对比试验,感知声音:五是自主反思,巩固新知
教学反思:课堂是老师的生命力所在地,是学生智慧的发源地。为了让学生动起来,让课堂活起来,让爱充满整个课堂,让学生在朴素的课堂生活中去品味自然科学,我们要用师生之间的爱唤起孩子们的求知欲,用技巧引导学生全面和谐的发展,给学生创造一个民主和谐的发展空间。
一、创设情境,激发学生兴趣
创设的情境必须具有吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣的功能,更重要的是情境中要充满有意义的、富有挑战性的自然科学问题。情境的创设以讲故事,做游戏,直观演示,对话表演,操作实验,多媒体投影等形式出现,然后让学生观察,操作,猜测,交流,质疑,发现和提出自然科学问题。
二、开发资源,引导学生体验
让生活课堂化,让课堂生活化,引导学生把自然科学知识运用到学生的生活实际中去体验感受,使学生充分认识到自然科学来源于生活又是解决生活问题的基本工具,达到自然科学课堂教学生活化的目的。我们的自然科学。就是要让学生感受到自然科学其实是源于生活且无处不在的。自然科学的学习就是建立在日常的生活中,学习了自然科学是为了更好地解决生活中存在的问题,更好地体验生活。
三、发挥主动性,鼓励自主、合作学习
以自主、探索合作的学习方式,最大限度地提高了学生主动参与学习的程度。学生不是一张白纸,即使是一年级的学生也有一定的自然科学活动经验和知识的积累。因此,在教学中,不是让学生被动的吸取、模仿、记忆和反复练习,而是创设了动手实践、自主探索与合作交流的学习情境。
四、独立探究,解决问题
自然科学的探索范文4
根据普通高校对新生科学文化素质的要求,参照教育部颁布的《全日制中学教学大纲》,并考虑中学教学实际,可制定以下四项目标。
1.对自然科学基础知识的理解能力。重视能力和素质的考查是新一轮高考改革的一个特点,虽然在高考中强调了对能力的考查,但自然科学的基本知识仍然是基础。考能力离不开知识的载体作用,离开了知识的积累,能力就无法形成。强调对自然科学基本知识的考查,并不是要求学生死记硬背自然科学的某些专业名词、术语,而是要求学生能够解释和说明所学自然科学基本知识的含义,并能用适当的形式(如文字、图或表)进行表达。
2.设计和完成实验的能力。自然科学是实验性科学,科学概念、原理和规律都是由实验推导和论证的。教学过程中的实验有助于加深学生对自然科学概念、原理和规律的理解,实验能力也是学生将来从事工作研究的基础。自然科学的重要知识常伴有实验是现行高中教材的一个重要特点。
3.能读懂自然科学方面的资料。人们对自然界的各种现象和规律通常是用文字和图表来描述的。与文字相比,图表描述自然科学的研究成果更具有直观形象的特点,因此常被各类科研文章采用,要读懂自然科学方面的资料,能看懂图表所包含的信息,并能从中找出规律是非常重要的。
4.对自然科学基本知识的应用能力。学习自然科学的基本知识仅仅停留在理解上是不够的,还要能在理解的基础上,应用这些知识去指导自然科学的研究社会的生产和人类的生活,必须懂得自然科学知识的实用性和社会价值。
现实中人与自然、社会发生的联系,实际上都是综合性问题,所以整体或综合的思路非常重要。以笔者理解,“X”卷包含的知识点难度并不会比以往的要求更高,但要求全面地考查学生的阅读理解、综合思维、信息处理及表达能力。由此,中学学科教育也不妨受此启发,换换思路,重视知识的梳理和融合,鼓励课堂讨论增加实践机会。
二、打开图书馆、阅览室的“门”,打开学校的“门”
物理教学必须联系实际,在抓基本知识点教学的同时,有意识地联系生活、生产和科研实际,充分利用图书馆、阅览室的资料,组织学生课外阅读,拓宽知识面。开设讲座,讲物理史故事,讲现代科技新成就,如激光的广泛运用,全息照相的妙用,光纤在现代通信中的作用等,既激发学习兴趣,又增强现代意识,提高学生素质。
三、具体做法
第一,整体规划教学,打高考总体仗。对理科总复习,大体上分为三大阶段:(1)用80%左右的时间复习好本学科的知识。物理学科要根据学科的特点进行复习,抓好“必修课”和“选修课”。(2)用20%的时间,理化生三科教师坐在一起探讨,哪些可以作为切入点,分工合作,编写一些有一定综合性(2科、3科)的练习卷。(3)考前留有一定时间对学生进行考试心理训练教给他们一些应试技巧。
第二,讲练并重,精讲精练。要坚持讲解与练习有机结合的原则,既不能“以讲代练”,也不能“以练代讲”“精讲精练”,使学生能触类旁通、举一反三。
讲:针对性要强,除重点、关键外,侧重讲单元练习方法和应注意的问题。注意知识的综合交叉,突出能力的培养,培育应变能力。
练:以定时作业为主要形式,让学生在解题的能力、速度等方面适应高考的要求。
自然科学的探索范文5
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自然科学的探索范文6
[关键词] 物理化学 唯物辩证法 辩证唯物的认识论
认真研究和把握自然科学课程中的哲学思想,是高等院校自然科学专业授课教师从事教学的必然要求。这一方面是因为哲学是从包括自然科学在内的各类科学中抽象和概括出来的关于客观世界普遍规律的学问,自然科学各专业课不仅包含着极其丰富的哲学思想,而且是相关哲学思想在专业学科的具体外化;另一方面是因为,自然科学所内涵的哲学思想为其各学科的发展、从而也为各门专业课的研究和教学,提供着正确的世界观和方法论指导。不言而喻,各门自然科学专业课都是寓含世界观和方法论的载体,哲学则是引领各门自然科学专业课教学的思想旗帜。各门专业课的成功教学,无一不是辩证唯物主义哲学与自然科学的完美结合。谁准确地把握了自然科学课程中的哲学思想,谁就获得了从事相关教学的正确世界观和方法论,从而也就掌握了教授学生领会和运用该课程科学原理、科学思想、科学品质、科学精神、科学方法的钥匙。
本文立足于近年来的教学实践,就高校物理化学课程内涵的哲学思想,谈谈自己的两点体会。
物理化学蕴涵和体现着以普遍联系和永恒发展
为总特征的唯物辩证法
物理学和化学本来是自然科学领域本质各异、区别明显的两大分支学科。但是,随着人类实践的进步和这两大分支学科的深入发展,物理化学这门全新面貌的学科竟然脱颖而出。这种现象是怎样产生的?
唯物辩证法告诉我们,普遍联系和永恒发展是客观世界存在的两个总的基本特征,从而也是唯物辩证法的总特征[1]。物理化学学科,作为一门从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探索化学变化基本规律的科学,不仅蕴涵着以普遍联系和永恒发展为总特征的唯物辩证法,而且它的形成和发展是唯物辩证法在自然科学领域的具体实践体现。
物理化学是普遍联系辩证思想的实践体现。自然科学史显示,物理学与化学虽曾有过约定俗成的明确分工,各司其职,但并非互不相干的孤立存在。相反,它们相辅相成,联系普遍而紧密。在客观世界,物质的任何一种化学反应总是伴随着物理变化,任何一种物理运动也都会引起相应化学元素的化合或分解。据此,“化学和物理合在一起,在自然科学中形成了一个轴心”。历史上化学家和物理学家的研究总是在相互合作、彼此促进中进行的。许多科学家的研究兼及物理学和化学。每当化学家们对取得的实验结果试图作出解释并提高为理论时,每当他们在研究中遇到难以逾越的障碍时,总是求助于当时的物理学成就,而且受益良多。自二十世纪以来,化学发展由于近代物理学的出现而如虎添翼,化学与物理学的交叉也越来越多。正是在这种情况下,经过科学家们对物理学与化学之间普遍联系的深入研究、把握和总结,使物理化学作为一门聚合物理学和化学特点的独立分支学科破土而出。显而易见,物理化学是物质的物理现象与化学现象相互制约和促进、从而也是物理学研究与化学研究彼此依赖和渗透的结晶。科学史还表明, 物理化学的形成与进步也得益于数学基本理论与技术的支持,得益于物理学、化学与数学的相互作用[2]。毫无疑义,物理化学课蕴涵和体现着物质世界普遍联系的哲学思想。
物理化学也是永恒发展辩证思想的实践体现。唯物辩证法所说的发展,不是指事物的循环往复、简单重演,而是量变引起质变,波浪式前进,螺旋式上升;不是单兵独进,而是在与其他事物的广泛联系中变化;不是时进时停,而是永无止境的持续物质运动。这种永恒发展,正是物理化学的存在形式。其突出表现:一是突破,主要指探索新的科学规律,实现物理化学内容的质的升级。比如,从经典的平衡态热力学发展到非平衡热力学,从宏观反应动力学发展到微观的分子反应动力学,从体相到表象,从静态到动态,从定性研究到定量研究,等等,这些都是探索物理化学规律成果的一个又一个飞跃,是物理化学内容的波浪式、螺旋式质变。二是融合,主要指各学科相互交叉,多学科共同研究,形成边缘学科。比如,在对生命现象的解释上,经典平衡热力学的结论与达尔文进化论是矛盾的,为了解决这一矛盾,现今的物理化学吸纳或借助其他多种学科的研究成果和方法,创立了“耗散结构”理论。[3] 这一理论将生命现象视为一种逆反熵增,指出在非平衡的开放条件下,通过体系内部耗散能量的不可逆过程而产生或维持时空有序结构,而生物结构就是这样一种有序结构——在空间性方面表现为方位排列的有序,时间性方面表现为周期变化的有序,二者体用一源,协同互补,不可分割。耗散结构学说是物理化学理论的一个重大发现,但它的意义同时也是哲学上的。它不仅蕴涵和体现着物理化学与生物学的融合,也蕴涵和体现着物理化学在与其他诸多学科的广泛联系和包容中持续发展的规律。从一定意义上说,物理化学的持续跨越进步,是蕴涵其内的唯物辩证法的永恒发展思想的具体外化。
物理化学蕴涵和体现着辩证唯物论的认识论
说:“实践、认识、再实践、再认识,这种形式,循环往复以至无穷,而实践和认识之每一循环的内容,都比较地进到了高一级的程度。这就是辩证唯物论的全部认识论,这就是辩证唯物论的知行统一观。”[4]仔细剖析物理化学的发展历程就会发现,同其他学科一样,它是实践与理论的统一体,蕴涵着“实践—理论—实践”这一螺旋式循环上升的辩证认识过程,是辩证唯物论的认识论的实践体现。
首先,物理化学蕴涵和体现从实践到理论的基础认识过程。在物理化学研究中,一般情况下,人们总是根据已知的原理或定律先进行演绎推断,做出某种设计,然后再进行探索性的实验和观察。有人将这种从理论到实践、从一般到个别的演绎认识看作是物理化学研究的全过程,这是片面甚至本末倒置的。因为,作为演绎推理依据和出发点的已知原理或定律,并不是从天上掉下来或科学家头脑中所固有的,而是研究者从人类长期大量经验事实和科学实验中归纳推理得出来的。物理化学中的许多基础性原理或定律,如物理化学中热力学第一和第二定律,本身就是唯象理论,只能从人类长期大量经验事实中归纳产生,而无法从已知的原理演绎导出。迄今为止,在宏观世界还没有发现与之相矛盾的事实出现,实践验证了它们的正确性。毋庸讳言,没有大量经验事实,没有大量科学实验,不可能产生物理化学理论。任何一般性的物理化学命题,无论怎样抽象或表面远离个别经验事实,都无一列外地以实践为源泉,以个别经验为基础。实践的观点,这一辩证唯物论认识论的基本观点,也是从事物理化学教研之第一观点。从实践到理论、从个别到一般的基础认识过程蕴涵和体现于物理化学的研究实践。
其次,物理化学蕴含和体现从理论到实践的检验真理过程。物理化学的发展历程昭示人们,它的原理或定律之所以是真理,不但在于它来自于大量科学实践,更在于它创立后再返回到实践中去接受检验和证实,在于它在接受检验中被实践不断地修正和完善。这突出地表现在化学动力学的发展上。1918 年,物理化学家路易斯在科学实验的基础上,运用当时已建立起来的气体分子运动论来分析化学反应的动力学过程,提出了碰撞理论,认为反应物的分子通过简单的碰撞而完成化学反应,只要能量足够、取向合适,就可以发生反应。但是,当碰撞理论返回并运用于实践时,却只能解释实验事实的一部分而不是全部,从而证明它的真理性是不完全的。为了克服这一理论的不足,20世纪30年代,物理化学家Eyring和Pelzer又经过大量科学实验,在碰撞理论基础上提出了化学反应的过渡态理论,认为反应物的分子并不是通过简单的碰撞直接发生反应的,而是在分子相互接近的时候会首先形成旧化学键部分断裂而新化学键部分生成、而且能量处于极大点的过渡状态,它极不稳定,会马上释放能量并过渡到生成物,从而完成化学反应。科学家们将这一理论投返于科学实践接受检验,检验的结论是:过渡态理论是对碰撞理论的深化,它解释了在碰撞理论中取向合适的碰撞为什么能量“足够”就能够发生反应,这个“足够的能量”以活化能来定量衡量;但过渡态理论尚存在无法回答某些新问题的不足之处,还需要后人在实践基础上提出更新的理论去发展和完善。科学的任务在于不断地排除谬误、获得真理。而实践是辨识谬误、检验真理的唯一标准。物理化学发展的过程,就是在物理化学领域通过科学实践不断发现真理,又通过科学实践不断证实真理和发展真理的辩证过程。
参考文献:
[1]王革,武育香,郑庆林.哲学[M]北京:高等教育出版社,1990, 2.
[2]魏光,曾人杰,马兆海,杨意泉,廖代伟.重新认识“物理化学”课程的战略地位[J].高等理科教育, 2001,1: 21-24 .
[3]周秋蓉.对耗散结构理论的思考[J].重庆师范大学学报(自然科学版),1995,2:20-23.