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自然现象形成的原因范文1
【关键词】物理教学 表象
学生在学习物理知识之前，大脑中已经有了许多与物质和物质运动相关的表象。这样的表象起源于学生长期、大量的对日常生活的观察与感知。
表象是认知的组成部分，也是思维活动的基础。思维的过程就是对已有的表象进行加工的过程，在思维过程中会对已有的表象进行大量的操作，会出现新的表象。从某个意义上讲，表象是思维的起点，也是思维的终点。
学生在学习某个物理知识之前，已经有了与某些科学知识不尽一致的表象，这个表象可能是对客观现实一种正确的反映，也可能是一种错误的反映，如：学生在学习"浮力"前会想象物体在液体中受到向上的力的景象，这是正确的反映。而在学习"牛顿第一定律"前学生根据"如果没有力物体一定不动，必须有力，物体才能运动"，这是错误的反映。但无论如何，这些都能对学生思维能力的发展和学习兴趣起到积极作用。
1.学生已有表象的特点
学生在初二学习物理之前已有了十多年的生活经验，接触了许多形形的物理现象，在他们头脑中形成的这种可能是正确的，也有可能是错误的表象所涉及的范围相当广。其中，对直观的，看得见摸得着的有较多的表象，而对那些抽象的则很少有表象。如对力学、热学、几何光学等方面有较多的表象，对电学、电磁学表象较少。
由于学生已有的表象是在大脑中长期形成的，且在长期的生活经验中得到强化，因此这些表象极其稳定。一些研究表明，一旦学生对某些物理现象形成了这些表象，要加以转变是相当困难的。例如有一位教师在讲清惯性概念之后，让学生回答并解释了这样一个问题：一个人站在作匀速直线运动的火车里，如果竖直跳起，是落回原处还是落到原处后面？全班绝大多数学生的回答是落到原处后面这一错误结论，原因在于学生的生活经验中已有了"力是维持物体运动的原因"这一表象。
学生头脑中的表象还具有隐蔽性。由于学生但中的表象是潜移默化形成的，因此它以潜在形式存在，平时并不表现出来，然而在物理教学中讲授科学的物理概念时，学生马上就会联想到他们头脑中已有的表象。当让学生用物理概念去解释问题时，这些已有的表象就会马上表现出来。
2.表象对物理教学的影响
符合现实的科学的表象和不符合科学的表象同是来源于人的实践活动，都是客观现实的主观反映。根据其是否易于转换成科学的物理概念，可分成两类：一类是表象虽然与科学的物理概念不一致，但在提供给学生一定的预备知识之后，再辅之以有关的实验引导，便不难使学生形成正确的物理概念，例如：从不同物质轻重的概念转换成密度的表象。从认知结构的角度来看，这类表象在学生头脑中的改变并不涉及改变其他表象，是属于认知同化过程。另一类是，表象在学生的头脑中已有了相当长的发展时间，已成了系统的却并不科学的概念。比如：学生在日常生活中经常看到铁块沉于水中的现象，于是就在头脑中形成铁块可以沉没于任何液体中的表象。当讲授"阿基米德原理"后，演示铁块漂浮于水银面，学生感到不可思议。这就是表象对物理概念教学的影响，这时，教师就要给学生建立新的认知结构和合符实际的表象体系。
3.物理教学中的表象活动
学生带着先入为主的表象进入课堂，这是很正常的。我们关键是要了解学生大脑中存在哪些表象，并把这些转换成科学的概念。为此，教师在教有关物理内容之前，应通过一定的方式，如提问、问卷调查、试题测试等，去深入了解学生学前概念的情况。
首先，要有针对性地选择事例或现象，让学生利用原有的表象去解释，当无法解释或原有的表象与当前的现实产生矛盾时，就感觉到有改变原有表象的需要，接着通过实验事例形成正确的表象，进而形成科学的物理概念。当已有的表象能够解释当前的现象时，教师要系统地加以总结，形成更科学合理的概念。
自然现象形成的原因范文2
《光的折射》采用“开放式”开发方案，每一模块都形成相对独立的文件，运用时可以像“搭积木”一样，对各部件进行选择、组合。课件菜单采用XML文件结构，只需利用课件提供的编辑器进行简单编辑，即可实现课件结构的增删、顺序调整等再制作。课件为学生提供了一个研究性的学习平台，能够按照“双主”教学思想开展研究性学习活动。课件还提供了思维导图工具，运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，充分运用左右脑的机能，利用记忆、阅读、思维的规律，协助学生在逻辑与想象之间平衡发展，从而开启大脑的无限潜能。
制作背景
本课件选自初中物理第一册第二章《光现象》第四节，光的折射是重要的光学现象，是理解透镜成像的基础，又是解释日常生活中许多光现象的基础。光的折射现象学生比较熟悉，也比较感兴趣，本课件拟通过对这些现象的分析，培养学生密切联系实际，运用科学知识解释自然现象的习惯和能力，更重要的是激发学生的学习兴趣，提高科学素质，让学生从小崇尚科学，立志献身科学。本节主要的目的是让学生认识光的折射现象和初步规律，为以后几节课的学习活动做铺垫。
设计思路及内容结构
为充分体现“自主学习 、主动学习”的学习理念，突出学生的主体地位，鼓励学生自己动手、亲身体验，充分发挥主观能动性，课件提供了“自学入口”和“课堂入口”两个不同的入口，选用不同的学习材料以及学习方式。
1.自学入口
（1）确立概念
首先，我通过实验观察中的“筷子弯了”、“硬币移动”（如图1）和“光线折了”三段视频让学习者对“光的折射”这一物理现象有一个初步的认识。然后，我通过亲自动手实验确立“光从一种介质斜射入另一种介质会发生偏折”概念（图2）。
（2）实验探究
用“提出问题、做出假设、设计实验、实验探究、得出结论”的研究性学习方式，让学生进行探究、实验、交流，该工具一改“演示”模式为“体验”模式，只有在充分实验的基础上才能够看到动画的模拟，充分体现了“多媒体学习工具”这一大赛主题。在自主活动中，学生能初步探究物理规律、应用物理规律解释物理现象、敢于质疑、善于合作、乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。图3为拖动滑块观察入射角、折射角变化的探究实验。
图3
（3）现象解释
首先通过动画模拟“筷子弯了”（如图4）、“硬币动了”（如图5）、“海市蜃楼”（如图6）、“水变浅了”等折射现象形成的过程，并分析其原理。然后再由视频揭开光的折射秘密，引导学生对照实验数据感知物理现象，并试着解释这几种现象形成的原因。既增强了实验的权威性、真实性、可信性，又使现象的解释变得生动、形象、有趣并且一目了然。
（4）趣味实验
通过“池中叉鱼”（如图7）实验进一步验证折射现象的存在，理解明明我们“亲眼所见”的鱼就在眼前却叉不到的“怪”现象。再由“人造海市”（如图8）实验，体验海市蜃楼的神奇。最后再实验验证并模拟“当入射角大于一定角度时折射光线却不见了”的异常（如图9），为高中物理的定量研究埋下伏笔。让学生在实践中体会到物理学习的实验特色，经历基本的科学探究过程，从而形成尊重事实、探索真理的科学态度，发展初步的科学探究能力。
（5）拓展延伸
在“分解七色光”、“透镜原理”（如图10）、“折射率”（如图11）三个实验中加深折射现象的理解，体现折射现象就在我们身边，无时不在、无处不在，树立“生活走向物理，物理走向社会”的学习观，并为下一章乃至高中物理的定量研究做好铺垫。
（6）乐中有学
“光学达人”（如图12）、“神奇之光”（如图13）采用小游戏的方式检验学习效果，首先选择回答几个问题，看看你是否进化为“光学达人”了，再通过透镜的拖拖拽拽，应用反射、折射、色彩叠加原理、点亮“神奇之光”，使学习变得轻松愉快而又富有挑战性。
（7）自悟自得
归纳、梳理知识结构，用课件提供的思维导图工具，将所学知识结构绘出思维导图（如图14）、知识树（如图15），还可以保存为XMⅡ文件和位图，运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接了起来，充分运用左右脑的机能。
2.课堂入口
根据教学策略不同对材料进行了必要的取舍，取消了拓展实验、小游戏等环节，而增加了“复习导入”、“重新修订”环节。充分体现出“学习工具+教学工具”的设计理念。
课件采用“开放式”设计，课件内容结构采用XML文件调用方式组织，使用者只需要通过简单的编辑，即可实现课件内容的取舍、增删、调整，使课件更加灵活，能够适应不同的学习策略和教学策略，减少了重复开发的负担。
艺术布局
整个课件以蓝色为主色调，凸显科技主题（如图16）。画面导航区、显示区、装饰区分割合理、层次分明。导航中的一级菜单位于右侧，二级菜单采用下拉式设计，用三角形位置指示当前选择，简单明了（如图17）。
在不影响精美的前提下，采用异色、异质、异形扩大需要强调部分的反差，并且将重要内容放置在显示区的明显位置，让主体引人注目。整个课件虽内容繁杂，但各节次风格、界面布局协调一致而又富于变化，在“大同”中求“小异”，遵循“单一时找变化，变化时求统一”的艺术规则。
关键技术处理
本学习工具的技术难点在于思维导图功能的实现：即实现每个节点图的创建、绘制与保存，知识树的绘制等。该工具是使用Flash CS5开发的，脚本语言采用AS3.0。AS3.0对XML提供了全方位的支持，它功能强大而灵活，符合E4X标准，便于与其他程序进行数据交流。使用XML节点思想非常容易实现思维导图中的知识点，部分代码如下。
1.节点结构
首先定义了如下的节点结构，记住自身以及父节点相关信息。
/* 节点编号
0 /* 父节点编号
定义 /* 节点名称
光的折射 /* 父节点名称
314 /* 父节点x坐标
230 /* 父节点y坐标
301 /* 自身x坐标
293 /* 自身y坐标
0 /* 自身移动后x坐标
0 /* 自身移动后y坐标
2.节点的产生
单击“子主题”按钮时产生一个新的节点，并随机产生其x、y坐标位置：
var xx：XML =
{fatherid}
{mtitle}
{mmaintitle}
{fatherx}
{fathery}
{selfx}
{selfy}
{selfx1}
{selfy1}
；
jiedian.appendChild（xx）；
3.节点的绘制
复制椭圆影片剪辑并使用graphics.lineStyle（1，0x000000，1）、graphics.moveTo（fatherx，fathery）、hb.graphics.lineTo（msub.x，msub.y）三个语句从父节点到自身节点坐标处画线即可完成节点绘制。
4.节点的重绘
随机产生的节点位置可能不符合要求，我们只要拖拽节点，用白色画笔重绘原来线段造成擦出原线段的错觉，然后用绘图语句重新绘制父节点到新位置的线段即可。
5.思维导图的位图以及XML结构的保存实现
savet.addEventListener（Mouse
Event.CLICK，savejpg）；
function savejpg（evt：Mouse
Event = null）：void
{
var bmd：BitmapData = new BitmapData（629，447）；
bmd.draw（hb）；
var file：FileReference = new FileReference（）；
var jpg：JPGEncoder = new JPGEncoder（100）；
var ba：ByteArray = jpg.encode（bmd）；
file.save（ba， "myImage.jpg"）；
}
savexml.addEventListener（Mouse
Event.CLICK，savexmlwj）；
function savexmlwj（evt：Mouse
Event）：void
{
var filexml：FileReference = new FileReference（）；
filexml.save（jiedian.toXMLString（）， "swdt.xml"）；
}
6.知识树的绘制
拥有了上述XML节点结构后，首先绘制父节点，然后根据兄弟数量加（减）30点计算出x坐标位置，父节点y坐标加上50得出自身y坐标，再由父节点x、y向自身x、y画线完成知识树的绘制。
评价与反思
本课件搭建了一个基于信息技术的研究性学习平台，学生能在其上进行探究、实验、交流，从而在自主地参与这些活动中，潜移默化地学习知识、培养能力或扩大眼界。特别是“思维导图”的引入，从关注学生的学入手，强化“学生为本、学习工具”的制作理念，课件的开放式设计也是有益的尝试。但课件制作还不够精美，某些元件立体感不强，仿真度也不高，艺术效果还不尽人意；课件结构编辑模块智能度还不够高，操作也略显笨拙。
幕前幕后
似火的骄阳抑制不住我们激动的心情，第十届NOC活动决赛如期举行，我们挥洒着辛酸的汗水，带着磨炼的辛苦，享受着成功的喜悦，相约神圣的北京。
更加宏大的规模，更加严密的组织，更加生机勃勃、催人奋进的景象，使我这个NOC的老兵感到荣幸。还是那么包容和豁达，还是那么紧张、“残酷”，还是那么有条不紊而又富有新意……我为选手们的摩拳擦掌、精湛技艺而赞叹，为评委的精彩点评而喝彩，为赛后交流的开放、高层次而陶醉。这里蕴藏着一种精神，那就是拼搏、创新精神。我在思想碰撞、感悟中反思自己的得与失，智慧的火花不断产生，新的灵感不断出现，我规划着明年作品的定位、选题与创意，我暗自下定决心，明年我还会来的。
我喜欢这块创新、超越、激人奋进的热土！
评委印象
当我看到梅传俊老师的课件《光的折射》时，心中涌现出一种迫切想欣赏完的心情。这是因为：其一我过去曾看到过不少梅老师的获奖作品，件件可以说是精品课件；其二《光的折射》这个课题的课件可以说我见过许多设计版本，不乏有精品的课件。但梅老师依然选择这个课题来设计制作课件，必然有他的亮点与创新之处，通过认真的研读，给予我的深刻印象主要有以下五点。
印象一：整个课件色调清晰明快，以蓝色渐变色设计凸显科技主题，也符合大众视觉审美情趣。框架结构，菜单导航区、显示区、装饰区分割合理、层次分明。与过去许多课件不同的布局是，梅老师将一级菜单设计于右侧，二级菜单仍采用下拉式设计，并用三角形位置指示当前选择，交互性强。课件结构简明，界面友好，可操作性强。另外，画面艺术设计上，针对课题中要突现的重要知识点内容，采用异色、异质、异形扩大其反差，并置于显示区的明显位置，使整个课件界面布局协调一致而又富有变化，在“大同”中求“小异”，符合“单一时找变化，变化时求统一”的艺术原则。
印象二：整个课件采用“开放式”设计方案，采取基于积件的设计策略，使整个课件既具有自身的完整性和相对固定性，内容却又相对开放，运用时可以像“搭积木”一样，对各部件进行选择、组合。修改时只需利用课件提供的编辑器进行简单编辑，即可实现课件结构的增删、顺序调整等再制作，使整个课件具有一定的通用性和可移植性。另外，课件中集成的媒体多样，选材设置恰当，整体的标准也相对统一。
印象三：课件采用“自学入口”和“课堂入口”两种学习方式，为学生提供了一个自主探究性学习的平台，也可以按照“双主体”教学思想开展研究性学习活动。
印象四：该课件提供的思维导图工具也是一大亮点，是在过去众多课件中所见不多的设计。思维导图功能的实现是本课件的主要技术难点，作者充分运用了Flash CS5软件进行编程设计较好地实现了这一功能。
自然现象形成的原因范文3
关键词: 问题情境 合作交流 探究方法 创造性思维培养 教学手段
为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。笔者结合自己的教学实践,谈谈初中物理探究教学的体会。
一、注重设置问题情境
教学过程中教师要引导学生在情境中获取信息,以供思维加工。同时,教师要适时调控学生思维,从而激活学生的思考空间。具体做法可以“暗示”学生:我是否看清了物理情境?我获得了哪些物理信息?还有哪些未知问题我希望进一步解决?我是否能建立起一幅关于情境中的物理图景?等等。从而激发学生主动探究未知世界,获取新知识的求知欲。例如,在学习“物态变化”时,教师可以用多媒体向学生展示大夏天早晨原野里的大雾,深秋房屋上的白霜,的雪山,树枝上的冰凌,火炉烧水时水壶上冒出的“白气”等现象。创设出“雾、霜、雪、冰各是什么状态的?它们是由哪种状态变化而来的?它们各自形成的条件是什么?它们有哪些共同特征?”“水蒸汽与白气是不是相同?水蒸汽为何会变成白气?水壶上冒出白气的现象与哪种自然现象形成过程基本一致?”等一系列发生在现实生活中的物理问题情境,让学生在问题情境中产生疑问,发现问题,解决问题。
二、注重合作交流
在整个探究过程中,教师在引导学生独立探究的基础上,必须重视引导学生开展讨论和交流活动。由于经验背景的差异,探究者对问题的理解常常各异,探究者共同研讨、交流,彼此表达与相互倾听,具有一系列价值:探究者通过“相互交流”,会明白对同一问题的不同解释,有利于摆脱自我中心的思维倾向;在合作、相互表达与倾听中,探究者的想法、思路会明晰化、外显化,探究者可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控;在讨论中,探究者之间相互质疑,其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾,可以更好地引发探究者的认知冲突和自我反思,深化各自的认识;探究者之间交流、争议、意见综合等有助于激起彼此的灵感,促进彼此建构新的假设和更深层的理解;探究中的合作、分享与交流,可以使不同探究者贡献各自的经验和发挥各自的优势,从而使探究者完成独立难以完成的复杂任务。因此,教师要创造良好的“合作交流”氛围,引导学生开展讨论和交流活动,使学生发表自己的探究成果和方法,倾听他人的探究经验,并进行客观的比较和鉴别,从不同的角度改进自己的学习经验,提高认识,克服独立探究中的片面性和局限性,正确理解所获得的知识。
三、重视引导探究方法
科学探究包括“提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,合作与交流”七个要素。探究的教与学是通过内容的操作来体现的,探究活动的组织形式是根据内容来确定的,根据不同的内容,采用不同的探究方式,探究过程可包含几个或全部要素。例如:陈述性知识或操作技能的学习,可采用教师提供有关知识和背景材料或指导阅读课文―操作或讨论―得出结论―应用反思的探究方式。如学会使用天平这一节,指导学生看书、天平挂图与天平实物,让学生分组讨论顺序和天平使用的注意事项,得出使用方法与注意事项,最后进行作业。
四、教师要注重学生创造性思维的培养
实施初中物理探究式教学,对于培养学生的创造性思维有着十分重要的作用。教师必须做到善于引导,所有问题的提出都应考虑到能否启迪学生充分思考、给予学生广阔的思维空间。例如,在进行“牛顿第一定律”的教学时,教师可以通过展开讨论、“放手”让学生自主思考的方式,培养学生的创造性思维。首先,教师通过多媒体片段展示:人用力推小车,小车就运动;人停止用力后,小车运动一段距离,自然停了下来。提出“力与运动之间存在某种关系”,要求学生根据自己的日常生活经验,分析讨论得出力与运动到底是什么关系?并结合实验或实例来说明自己的观点。学生在分析过程中会有多种多样的答案。有和学生认为“力是物体产生运动的原因”,例证是:原本静止不动的小车,经人用力一推就动了,所以说力产生运动。此时,教师不要加以否定,而应对他有自己的创造性思考成果予以表扬。还有学生认为“力是维持物体运动的原因”,例证是:还是刚才人推动的小车,当人不再用力推它时,没有了力的“维持”,小车就要停止。当然也会有同学认为“力在改变物体的运动状态”,例证是:用力可以使静止的物体运动,就像静止的小车一推就动了;
五、充分利用 现代化教学手段
在探究式教学的引导过程中,教师可以运用多媒体教学手段,让学生更加清楚地观察实验现象,增强学生的感性认识,有助于帮助学生进行理性思考,从而通过现象归纳出本质和 规律。在指导学生开展探究活动中,重视与信息技术(互联网)相结合。可以从三个方面运用互联网等现代技术:一方面,学生可以考虑从互联网上寻找信息和资料为自己手头的探究服务。另一方面,学生可以运用某些 计算机软件对数据进行处理。第三,现在,我国的许多网站中出现了“基于互联网的探究性学习”,学生可以在互联网上注册,选择探究课题。
六、注重生活实际,培养探究能力
物理知识与生活实际联系相当密切,在物理教学中,我们要学会将学生的探究视点从课堂引导到社会,开展广泛的社会调查及其他学习活动,切实解决生活中遇到的问题。例如:“生活中的声音”、“比较材料的保温性能”、“生活中的测量”、“电冰箱中的物态变化”、“生活中的光现象”、“自制指南针”等,都离我们的日常生活相当近。教学之余,我们可按照新课程标准要求,布置学生利用生活经历来探究新知识、实践新知识。又例如:在讲到“声现象”时,笔者要求学生调查家乡的噪声现状,鼓励学生调查了解当地噪声严重的企业,根据各种噪声研究减弱和防治方法,给这些噪声严重的单位提出整改建议;在学习了“光现象”后,笔者让学生到校外广泛了解光污染及光污染的治理,如:给学生提出探究式问题:“光污染引起的 交通问题”,让学生进行探究。
综上所述,探究式教学就是要让学生亲身经历基本的科学探究过程,学习科学的探究方法,亲身体验物理,在体验中感受物理,从而培养学生发现问题、解决问题的能力,使学生获得终身学习物理的兴趣,养成良好的学习习惯,培养一定的学习能力。
参考文献:
[1]麻晓春.《中国教育报》.2003年5月20日第3版
自然现象形成的原因范文4
[关键词]游艺；《天经或问》；气象；影响
游艺是我国明末清初目前，学界对游艺的研究主要是他的著作《天经或问》。游艺的《天经或问》是近代第一本天文学科普读物，但其中也涉及到诸多气象学知识，因此该书也被誉为“中国近代气象学启蒙之作”。该书受当时传教士传入的西方气象学的影响，并结合中国传统的气象学，对一些常见气象现象、大气光象、天气预报等进行了科学的解释，通俗易懂。乾隆年间，该书前集被收入《四库全书》子部天文算法类。
目前，专门针对“游艺”与《天经或问》的研究还较少。石云里《中国古代天文学在日本的流传和影响》一文中谈及了《天经或问》中的天文学知识以及其在日本产生的广泛影响。王国强在《西学汉籍东传日本述略》中提及了明末清初输入日本的西学汉籍，就包含了《天经或问》。此外，在冯《熊明遇内容解析》中提到《天经或问》中摘录了大量《格致草》的内容，也有一些学者对《天经或问》中的天文学知识进行过研究，但对于其中的气象科学知识涉猎较少。本文旨在对书中气象科技知识进行探讨，以加深学界对《天经或问》的认识。
一、明清气象科技发展概况
至明朝末期，中国古代气象事业已初具规模。我国古代关于天气现象形成的理论较多，但都受到“阴阳学说”的深刻影响。如西汉董仲舒在《雨雹对》中这样写道：“攒聚相合，其体稍重，故雨乘虚而坠”，他认为雨滴是因小云滴受风影响，合并变重下降形成的。明代王逵等也持相似观点，诚如他所言：“故云密则雨降，阳施而阴不能化，则有云则无雨。”
元末明初，娄元礼的《田家五行》记录了很多农业天气谚语。明代张燮《东西洋考》中的《占验》一节，记载了航海和渔业天气谚语，如“电光西南，明日炎炎，电光西北，雨下涟涟”等。明代茅元仪《武备志》中收录了《测天赋》、《玉帝亲机》二书，收集了许多有关天气的经验性认识，其中的天气谚语集中体现了古代劳动人民的智慧。这些谚语来自生活实践，因难免受封建迷信思想的影响，不少谚语有不科学之处。
到了明末，我国的气象事业有了一定的发展。但人们对于气象的认识较为分散，而且也局限于知识分子阶层，没有普及到群众中去。《天经或问》作为第一本天文科普读物，以一问一答的形式，像百性普及相关知识，其中也涉及到气象知识，通俗易懂，是中国气象学的启蒙之作。
二、《天经或问》中的气象学知识
《天经或问》共有四卷。卷一共有22图：昊天一气浑沦变化图，黄赤道南北极图，三轮六合八觚之图等；卷二有问答17条，各有标题：天体，地体，黄赤道，南北极，子午规，地平规，太阳，太阴，日食，交食，朔望弦晦等；卷三有问答25条，各有标题：岁差，经星名位，恒星多寡，大星位分，太阳出入赤道度分，经星东移，觜宿古今测异，七曜各丽天，恒星天等；卷四有问答27条，各有标题：分野，年月，历法，霄霞，风云雨露雾霜，雪霰，雹，雷电，霾，慧孛，虹，日月晕，日月重见，风雨徵等。
游艺结合中西科技成果，撰成通俗读物《天经或问》一书，很有独特见解，被收入《四库全书》，并流传日本，多次翻印发行。《四库全书》总纂纪昀评述这部书：凡天地气象、日月星辰之运行，月盈日蚀的道理，以及风云、雷电、雨露、霜雾、云霓的变化，都设有问答，明其所以然，条理清晰，通俗易懂；至于星占应验之术，则摒弃不谈。
（一）各类天气现象
“问：雹，冷物也，何以不降于寒而降于暑也？或谓蜥蜴所喷，或谓龙鳞所藏？是乎？否乎？
曰：气之三际：中为冷际，下为地温，上近火热，极冷之处乃在冷际之中。二时之雨，三冬之雪，盖至冷之初际，即已变化下零矣。冬月气升，其力甚缓，非大地同云不能扶势，故云足甚广；二时之云足亦阔，云生缓迟，即雨舒徐，皆变于冷之初际也。夏月郁积浓厚，决绝上腾，力专势迟，故云足促狭・・・沟浍旋盈，盖因其专锐，故能径至于冷之深际。气升愈厚，腾上愈速，人冷愈深，变合愈骤，结体愈大矣。升入极冷之际，骤凝为雹。雹体大小，又因入冷之深浅、云气之厚薄也。雹中沙土，更多于雪；雹体中虚，以其激结之骤，包气于中也。若夫蜥蜴龙鳞之说，则樵木市语也。”
在该书中，游艺在对雹进行解释时很明显的受到了西方“三际说”的影响。在明末清初之际，有一些西方传教士对“三际说”作了简要介绍，如利玛窦的《乾坤体仪》将大气分为“暖域、冷域、热域”，熊三拔的《泰西水法》将大气分为“温际、冷际、热际”等，但均未对“三际说”作更为深入的分析。作为最早将西方中世纪气象知识与理论介绍到中国的气象学专著，《空际格致》对大气分层学说进行了相对全面地阐述。依据《空际格致》，“气厚分有上中下三域：上域近火，近火常热；下域近水土，水土常为太阳所射，足以发暖，故气亦暖；中域上远于天，下远于地，则寒。”高一志将大气分为上域、中域和下域，三域的特点分别是热、寒、暖。此处所说的下域，和我们今天气象学里面的对流层极为相似。高一志还提到了下域“暖”形成的原因，“下域近水土，水土常为太阳所射，足以发暖”，太阳辐射中的一部分被地面所吸收，所以高一志认为被吸收的太阳辐射足以使下域“发暖”。“上域近火，近火常热”，高一志的“上域”和现在的“热层”相类似，由于太阳辐射中的强紫外辐射的光化学分解和电离反应，使得这一层的温度随高度的增加而迅速升高。“中域上远于天，下远于地，则寒”，“中域”相当于现在的“中间层”，中间层大气吸收的辐射能量很少，温度随高度而降低，它是地球大气中最冷的部分。
在“三际说”的基础上，对雹作出了进一步解释。冬天的时候，这些气体继续上升，但是十分缓慢，力量也比较薄弱，只能依靠大地上性质相同的云，此时的云范围较为广泛；夏天的时候，气体越积越浓厚，继续上升，力量较强，直达冷际深处。气体越往上升，越来越厚密，速度也越来越快，聚散变化也越来越突然频繁。当气体进入极冷之际时，会骤然凝结成雹。雹体积的大小，与进入冷际的深浅、云的厚薄程度息息相关。雹中所含的沙土也比雪多，而且雹的中心是虚的，这是由于它是骤然凝结而成当中包含了气体的缘故。至于说，是雹是蜥蜴所喷或是龙鳞所藏，都只是老百姓们的市井流言而已。
现代气象学上认为冰雹来自对流特别旺盛的对流云中。云中的上升气流要比一般雷雨云强，小冰雹是在对流云内由小雹体上下数次和极冷水滴碰撞而增长起来的，当云中的上升气流支托不住时就下降到地面。大冰雹是在具有一支很强的斜升气流、液态水的含量很充沛的雷暴云中产生的。
游艺用通俗易懂的语言解释了雹的来源，并且指出民间的流言都是不可信的，在一定程度上破除了封建迷信思想。
（二）大气光象
《天经或问》中还涉及到很多大气光象。如：
①霄霞
依据《天经或问》，如霄霞，“问：霄，未见天之何色而指也，霞则见天之五色而著也。虽日月星辰不如霞之彩，测步者独不关之者何也？
曰：霄者，天之无云气而青碧者也。天色在五行之外，青亦非其真体壮生。所谓天之苍苍其正色耶？其远而无所至极耶？其视下也，亦若是则已矣。霞者，云正受日光则透白，虚斜相交则起色，皆假日之光或成五彩也・・・”
游艺认为“霞”是由于云受太阳光照射虚实相交后而形成了五颜六色的光象，这与现代气象学对“霞”的解释极为相似，都认为“霞是由于大气对日光的散射作用而产生的一种自然现象。”当阳光透过厚厚的大气层时，被大量的大气分子散射。当空中的水汽、杂质等越多，其色彩越显著。
②日月晕
“问：虹是薄雨为日光所映而成红绿也，然则日月四旁时有红白之气围抱成环，谓之日晕，此晕是何？曰：晕乃空中之气直逼日月之光围抱成环，其有缺者、有围者、抱者、背者、薄者、厚者，皆是气所注射，又有一等气在天上，外浅中深如井者，深是气厚处日光所照，一般浅系气薄日照之，故白色如井栏等。”
晕是由于日月光线透过卷层云时受折射作用而形成的。天空中有一层高云，阳光或月光透过云中的冰晶发生了折射或反射，便在太阳或者月亮周围产生彩色光环。大气的厚薄程度不同，日晕和月晕的形状也大小不一。
③日月重见
“问：日月晕，气是也。日为诸阳之尊，有重出为之抗者，此是何物也？
曰：日有重叠，见两三者，以云封日，一层云稍薄能透光，却被日光所射后，边却又有一层黑而厚者，挡住日光，反透薄云故成重日之象。”
这跟高一志《空际格致》中提到的“日有重叠”现象有相似之处。《空际格致》中提到“太阳行时，不拘南北，忽遇润云在旁，其云间日之面为薄，故深受日光及像，其背日之面为厚，故所受之光与像不能通透，乃退而不及人目，与成虹之云相似，致见日有二，其一系本轮，乃真者，一系旁云，乃伪者。正如对镜者必生像于镜内，凡在旁者见一真人与镜中所退宛有二像矣。”由于云层有厚有薄，日光透过薄的云层，遇到较厚的云层时则被挡住了，又反射至旁边较薄的云层形成了另一轮“太阳”。游艺的解释通俗简单，容易理解，即使是不了解气象学的人，读过之后也是一目了然，清楚明白。
（三）风雨预测
“问：日月晕与重出皆雨征也。然晕与重不常见而风雨则常有者，更有何征乎？
曰：气行空中为湿性所碍，不得上升，观之见其弯曲者，雨征也；晓间雾开而复拥者，雨征也；晨起气昏者，雨征也……日出时云多，破漏日光散射者，雨征也；日光暗淡而色苍白者，雨征也……”中国的气象谚语有很多，如元代娄元礼的《田家五行》中涉及到很多用自然现象来预测天气。游艺在《天经或问》中也对其中的一部分进行了总结，并做了简单扼要的解释，便于理解。
三、影响
《天经或问》融合了西方当时较为先进的天文学、气象学、地震学等知识与中国古代传统天文、气象及地震学，通俗易懂，流传广泛。它被誉为第一本天文气象科普读物，形式新颖，一问一答；卷一是各类图集，从卷二开始以一问一答的形式向人们普及天文气象学知识。同时还有学者称《天经或问》为中国气象学启蒙之作，简明地解释了各类气象要素、大气光象、风雨预测的知识。正如赵超在其论文《“片云头上黑，应是雨催诗”―论自然气象兴感与诗歌审美意境营造》中所言“风、雨、雷、电、云、雾、霜、雪等自然气象亘古长存，乃为天地之大美，但人类对其审美意蕴的发现却是比较晚期的事情。这种大美一旦为人类所感知，就会为文学创作提供无穷尽的题材。”（南京师大学报（社会科学版）.2001年1月第一期）（1）
《天经或问》还在日本引起了新一轮的研究热潮，成为当时向日本人传播西方天文学和气象学知识的最重要来源，推动了日本当时天文事业和气象事业的发展。
游艺对中国古代气象的发展作出了一定的贡献，但是目前学界对游艺的研究还较少，我们应予以游艺及《天经或问》应有的重视。
参考文献：
[1]冯锦荣.《明末熊明遇内容探析》.《自然科学史研究》第16卷第4期
[2]高一志.《空际格致》.明西洋.南京图书馆藏清抄本
[3]游艺.《天经或问》.日本早稻田大学馆藏
[4]何金海，郭品文，申双和，银燕.《大气科学概论》.南京信息工程大学
[5]刘昭民.《最早传入中国的西方气象学知识》.中国科技史料第14卷第2期
[6]段异兵.《清代的流星观念和观测》.自然辩证法通讯P39
自然现象形成的原因范文5
【关键词】科学教学；求异；创新
二十一世纪是创新的时代，科技发展突飞猛进，知识日新月异。各门功课都优秀的学生在进入社会后不一定能适应社会的变化，高分低能的人在工作中将处处被动。2009年，教育进展国际评估组织对全球21个国家进行的调查显示，中国学生的计算能力排名世界第一，想象力却排名倒数第一，创造力排名倒数第五。我们的中学生选手在国际数学、物理、化学等奥林匹克竞赛中屡屡披金摘银，但在最重要的创新评价指标─诺贝尔奖上却一无所获。造成这种状况的很大一部分原因与我们的教学评价方式有关系。目前的中小学考试评价体系过分注重标准答案，凡是脱离标准答案的一律不给分。长此以往，造成学生谨小慎微，思维固化，不敢越雷池一步，何谈创新和求异。目前，小学科学课程作为辅科，还未列入考试体系，这为培养学生的创新能力留下了一个难得的实验窗口。教师可以运用多种教学方式，引导和鼓励学生大胆创新求异，培养学生的创造精神和创新能力，使我们的学生真正能成为未来社会的主人和祖国的栋梁。
一、引入多媒体教学手段，促进学生创新思维
在小学科学教学中，适当地运用多媒体教学方法，可以使教学方式更加引人入胜，增强想象力感染力。多媒体教学能够综合利用文字、图片、动画和视频等资源进行教学，给学生耳目一新的感觉。运用多媒体教学，使学生易于接受知识，增强了学生的学习兴趣，教学直观性明显增强，教师的讲解变得通俗化形象化，有助于学生理解教学重点和难点。
例如，在讲解昼夜的形成、四季的变化、日食和月食的形成时，运用动画和视频方式，再加上教师的讲解，可以使学生直观形象地了解这些自然现象形成的原因。如果采用传统的教学，教师费了很大口舌，讲解半天也不一定使学生能真正理解。模仿是创造的第一步，而理解是模仿的基础，所以，运用多媒体教学手段有利于提高学生的学习效果，促进学生创新思维的发展。
二、善用启发讲解和设疑，引导学生创新思考
传统的课堂教学，采用满堂灌输的方式，教师不停地讲解，学生则死记硬背，这对于要求记忆性知识的科目来说可能有效，如语文、英语、历史、地理等。这种教学方式对于学生创新能力起到了极大的阻碍作用，科学的精神是创新质疑，小学科学教学不仅仅是传授给学生一般的课堂知识，更主要的是通过知识的讲解和传授学习的方法，增强学生创新意识和不断培养学生的创新能力。这就要求教师在授课时，注重启发式讲解和合理设疑，善于用“如果……”、“为什么……”等提问来引导学生进行思考。
如在讲解大气压时，通过在一个反扣在水中的空瓶子中点燃蜡烛，瓶子中的水位上升了整个瓶子体积的约1/5。这样可使学生直观地了解瓶子中存在气体，蜡烛的燃烧消耗了瓶中的气体，瓶中气压降低导致外部气压大于瓶中气压，从而使水盆中的水被吸入瓶子。通过这样的讲解，学生已经基本明白了气体以气体压强的存在。但为了让学生进一步了解气体压强与什么因素有关，教师可以提出问题：“如果换一个直径大一点瓶子，水位是上升还是下降？”学生们议论纷纷，大部分认为会下降。然后教师换一个大口径的瓶子重做实验，学生们惊奇地发现水位保持不变。教师再问学生“为什么会这样”，引导学生们进一步思考，从而明白气压是大气的基本性质，与所在空间是否存在其它物体无关。
三、鼓励学生大胆质疑求异，点燃创新火花
小学生兴趣广泛，求知欲强，在学习和探索的过程中会产生各种疑问，这些疑问是学生积极探索的内部动力，是学生认识水平的体现。因此，当学生在好奇心的驱使下而提出各种古怪的问题，教师应该给予鼓励，并引导学生想法进行解决。如果学生提出了有新意的质疑，教师更应该充分肯定并大加鼓励。求异”与“求同”不一样，求异是围绕一个基本点去发散思维，寻求解决问题的不同途径。对敢于设想创新、标新立异的学生要给予鼓励和表扬，以促进学生创新发展。
如在讲热胀冷缩一节课时，教师在讲到热胀冷缩是物体的普遍性质时，有个学生说不定，他说水的性质正好是冷却时膨胀。老师问他是怎么知道的，他说冬天的水管如果结冰时就会把管子胀坏，说明水结冰体积时膨胀。老师对这个学生善于观察和用心思考的行为给予当堂表扬。再如制作指南针时，一般是把磁化后的钢针用细线悬挂起来，钢针则指向南北。有个同学则利用白纸把把钢针悬浮在水面上，同样能指方向，且解决了细线悬挂不易平衡的问题。老师对这个学生的创新行为当然大加赞赏并号召大家向这名同学学习。
四、指导学生开展探索性实验，培养创新能力
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。古人早就告诉我们动手实践的重要性。科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。在教学过程中，教师要根据小学生好动、喜动的特点，努力创造条件让学生动手实验，并让实验与思维联系起来，让实验成为培养学生创新意识的源泉，让创新意识在实验中萌发。传统的实验教学主要是验证性实验，实验的结果在未实验之前学生们都已知道。这类实验即使过程和结果很精彩，也很难激发学生的兴趣，学生的动手能力和思维方式并没有得到实质性的改善和提高。所以教师要指导学生开展探索性和设计性实验，开拓学生的创新意识和创新精神，培养学生独立地研究和解决问题的能力。在具体实施上，就是要在教材上现有实验的基础上，指导学生开展探索性实验，自己进行实验设计和动手操作，以验证想法是否正确。
自然现象形成的原因范文6
【关键词】书法批评 比拟 基本特征 价值 意义
古人造字的灵感来自于大自然的肇示,所谓“文者物象之本”。而书法是将文字“著于竹帛谓之书”,即书法是文字的书写艺术,所以许慎云:“书者如也。”这里的“如”同“依类象形”的文建立了一种不可分割的关系,即它们与自然的天然联系。既然书法的法则本于天地之道,那么,人们对于书法的批评必然要回到自然之秩序之中,因而,以自然万物精神来言说书法本质的“比拟”式批评也就因它而生了。
比拟式书法批评的特征
“比拟”是借他物而说此物,即“比方于物”,常以“若”、“如”、“喻”、“犹”来作为“比”词。譬如传蔡邕《笔论》云:“为书之体,须入其形,若坐若行,若飞若动,若往若来,若卧若起,若愁若喜,若虫食木叶,若利剑长戈,若强弓硬矢,若水火,若云雾,若日月,纵横有可象者,方得谓之书矣。”①这段文字用了一连串的“若”,令人眼花缭乱,不知所云,看上去与书法没有丝毫关系,但细究起来,它们之间都有着某种内在的联系。由此可归纳出“比拟式批评”的基本特征:
间接性。早期书法批评的语言系统缺失,主要原因有两点:一是人们对书法没有形成完整的认知模式,二是书法本质抽象性难以言说。因此,比拟式批评只好将书法同人们生活的自然世界和社会加以类比。上面所引蔡邕的大段文字,只有两个“书”字,其它全是与书法没有任何关联的自然物态。这种批评事先被认定它们之间存在一种同构关系,即书法作为一种力的式样同所比之物形成的力的式样产生共鸣与对应的关系,并能捕捉所比之物与书法最本质的联系。比拟式批评这种特性一方面给人以启示,另一方面对人们正确地理解设置了障碍。
模糊性。比拟式所作出的批评虽然也是针对书法,但不是就书法本身来言说,而是借彼说此,这样问题便显现出来了。如果所选之物意义是多重的,与所评之书在某种程度上吻合,那么自然会产生歧解以至于模糊、混乱,因此遮蔽了对所评之书的理解;另一方面,对于接受者来讲,接受者对作品的理解有两个途径:一种直接从作品中获得,这样极有可能借助他物某种暗示来实现这一目的,两者的意义是否同一,自然影响接受效果,一种是借助批评者的导入,如果批评者对批评所比之物是接受者所熟悉的事物,又与所评之书在意义上极为相符,这样的批评是有效的。反之,则是无效的。
想象性。比拟式批评为接受者留下了极大的想象空间。书法是由形质和神采两部分构成的,王僧虔云:“书之妙道,神彩为上,形质次之,兼之者方可绍于古人。”②清包世臣《艺舟双楫》云:“书道妙在性情,能在形质。然性情得于心而难名,形质当于目而有据,故拟与察皆形质中事也。”③形质是指书法形态与质感,是由点画的长短、高下、肥瘦、方圆、刚柔、多寡等所构成的字形,以及分行、布白的构成,形质美是书法外在美;相对的是情性,指人的感性心理世界,属审美主体范畴,既是审美、创作与欣赏的内在基础,又是美与作品的主要意蕴。
经验性。经验性是比拟式批评的重要特点。这里所讲的经验,是指审美经验,即保留在审美主体记忆中的,对审美对象以及与审美对象有关的外界事物的印象和感受的总和。审美经验是日常生活经验中最高级的一种。比拟式批评正是利用人们所共有的审美经验,才得以进行,否则便会失去其存在的基础。
松散性。比拟式批评对所评的书法与所比之物的关系并非固定在某一模式里,而是根据需要,批评者可以任意选取所比之物,只要与所比之书法存在着某种联系便可以,因而是松散的、自由的、不拘一格的。
意蕴性。意蕴性是比拟式批评最重要的特点。与抽象艺术那种纯粹无机特性相比较,书法更接近世俗人性,它是一种有个性、有风格的书写。书法风格来自于书写者对自然世界与生活世界的理解与把握,来自于对书法线条、结构与章法的理解与把握,这也就是书法的美学意蕴。这种意蕴深含在作品之中,批评者虽然强烈地感受到作品的意蕴,却无法直接告诉人们,他必须借用语言,将作品的意蕴转化成所比之物的意蕴,希望通过这种方式引导欣赏者更好地接受和理解作品内在意蕴。
比拟式批评在书写史上的价值与意义
比拟式批评作为古代书法批评最早最基本的模式,它的形成与《诗经》比兴传统、儒家的“比德”思想及天人合一观有着天然的联系。比拟式书法批评通过运用“喻体”来比喻书法;借用“喻体”的意义来表达对书法的评价。虽然看上去,喻指与喻体相距甚远,但在内在意义上却是相同或相似的。正因为如此,比拟式批评才得以发生并泛化。在书法发展进程中,比拟式批评有其独特的价值与意义,主要表现在如下几个方面:
首先,使书法与自然建立全面而具体的联系。从文字的产生到书法的生成,自然为其确立了基本法则。文字的产生是“仰则观象于天,俯则观法于地”的结果,“六书”理论也体现了这一主旨。书法的生成同样遵循自然法则。传蔡邕《九势》云:“夫书肇于自然,自然既立,阴阳生焉,阴阳既生,形势出焉。”尽管文字与书法皆本之自然,或者说文字与书法是自然精神的体现,但却是比较晦涩艰深,难以用直接准确的语辞评说。比拟式书法批评,将书法与自然物象加以联系,让书法与自然建立的互动关系中,批评者并非就字论字,而是借助人们熟知人事物理来喻比,曲折、间接地加以表达,启发人们凭借已有的经验通过生动具体的物象来意会书法自身的意义。这就是古代批评者为什么不厌其烦地去描述自然物象的生动、气势、力感、姿态、变化等等,因为这些品质都是书法所应有,否则就背离了书法的精神。
其次,为书法提供了最基本语辞评价体系。比拟式批评通过“喻体”所蕴含的意义来比喻书法之内涵与价值。这些“喻体”能够理解和体会书法,这便是具体生动的自然物象。这些自然物象有两个重要特征:一是为人们所熟知,二是内化在人们心里并成为经验。比拟式批评通过“仰观俯察”所获得物感的体验为书法的形式要素提供最基本的评价语辞。正是在这个意义上,古人将书法分为形质与神采。人们对“形质”的认识和把握能力,最初通过比拟式批评中“比物”获得。从“龙”、“虎”、“蛇”等喻比中,人们获得书法形质美最基本要素:力量、气势、变化、速度;而以“植物”为喻比则获得了对书法形质美新的认识,譬如生气、映衬、主次、疏密、枯荣、虚实等;在“比人”中,人们在“比物”所获得的基础上对书法有了更深入更具体的认识。
再次,为书法建构了生命的图式。比拟式批评基点建立在自然万物充满无限的生机、蕴含无穷的奥妙。在与“动物”类比中,古人找到其生命的本征:如力量、速度、气势、动态、节奏等;在与植物“类比”中,人们获得了生命中生气、生机、动静、节律、清浊、雅俗等。通过类比书法艺术在自然物象的生命图式中获得自身的生命图式,正因为如此,传蔡邕《九势》提出了“书肇于自然”这一重大理论命题,书法从自然中获得了发展的动力源泉,从而也获得了生命的意义。这在与人“类比”中,得到了更充分的体现,古人认识到书法不仅是人生命的体现与结晶,而且它本身的结构形式具有人的生命特征,书法亦如人,有肌肤、骨骼、筋络、血脉、皮肉、气息、精神,是个生机盎然、有血有肉的生命体,是一种生气贯注的形式,并且以自身的生命形式给人以无穷的美感。
最后,将书法纳入宇宙秩序之中。比拟式书法批评将书法的点画、结体、章法(形质层面)与精神、神韵(神采层面)与自然物象联系起来,它的对应物不是一物一象,而是整个“造化”。通过比拟式书法批评,可归纳出几个基本规律:一是统一。书法与宇宙一样,是一个统一的整体,是很多整体单位合成的,每一个单位又是一个统一的整体。书法的一点一画、一个字的结体,以及要成为一幅完整作品,必须使全篇血脉相通,混成一气。这是对书法整体统一性的比喻。二是变化。宇宙世界是一个充满神奇变化的系统。书法点划字形的变化,有的表现在显著之处,也有的只在微妙之间。笔画中的轻重、疾徐,结体中的疏密、大小,都是要在变化中求和谐,形成统一的整体。三是动势。自然界一切生命都体现出力的特征,而力的运动形式表现为动与静。动静结合,是中国古人从自然现象中提炼出来的适合人生的一种理想境界,当然也成为书法追求的审美境界。四是平衡。宇宙间一切事物的活动,都是在动荡中求平衡。书法中所谓的“小展大、大令小、肥令瘦、疏令密”,所谓的“势似斜而反正”等说法,其目的都是要求得平衡。五是韵律。韵律是动作在延续过程中由疏密、缓急、轻重、大小、粗细、深浅等组合成的节奏。在书法上,无论篆隶真草行,从笔画结字到章法都要有韵律的表现。
总而言之,比拟式书法批评将书法与自然万物联系起来,使书法进入到宇宙秩序之中,并与宇宙万物建立了同构关系,从而获得了永恒的生命价值与意义。自然世界为书法的创新发展提供活的源泉,这是书法历经数千年永不衰亡的根本原因之所在。(作者为黄冈师范学院美术学院副教授)
