物理理论论文范文

时间:2023-03-14 21:28:48

导语:如何才能写好一篇物理理论论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

物理理论论文

篇1

本文提出的针对于理论物理教学与实践的探究方案,是遵循微观到宏观,理论研究到具体实践,单体到多体的顺序展开的,一共包括三个知识单元,它们是统计物理,量子力学和固体物理。为了使得学生充分掌握理论物理知识,我们需要结合教材中原有的三个单元的知识体系,改善原有体系中知识的逻辑性,合理安排各个知识的所占比例,以协助学生循序渐进的掌握知识点。热力学和统计物理学主要是研究宏观物体。宏观物体主要是由微观粒子组成,因此,在这个知识单元里面,我们依照宏观到微观的顺序展开讲解,并遵循统计学和宏观物体的联系。以普通物理学为背景,循序渐进,引入量子统计理论,慢慢激发学生对量子力学的学习兴趣。由此引出第二个知识单元。量子力学知识单元。在第二个知识单元里面,我们首先讲解单原子分子量子理论,慢慢引入到多原子分子量子理论,最后引出第三个知识单元——固体物理。在第三个知识单元里面,先讲解理论,在注重实践应用,引导学生实现创新。这样,三个知识单元互相联系,前后衔接,最后贯穿成为一个整体,给予学生整体上对于理论物理学的知识。

二、理论教学与实践教学相结合

物理理论较为抽象,即便是来源于具体的事例,学生学习起来也具有一定的困难。因此,在理论物理的教学中,需要引导学生从感性上认识物理现象和物理过程。培养学生的感性认识,一方面可以从学生的日常生活中着手,另一方面可以引导学生从物理试验中不断培养。本质与非本质的认识影响着学生对物理概念的认识,因此学生认识物理规律会有一定的困难。物理实验能够提供给学生最具体、最直观的感性认识,因为这些精选出来的物理实验,是最通俗易通,简明扼要表达物理理念的感性材料。与生活中的现实例子有所不同,物理实验也有自己的特点,例如:物理实验比较典型,可以代表一定的物理现象;物理实验需要有动手操作,有一定的趣味性;物理实验定性定量的表明了全面性。学生通过物理实验,可以积累创造意识,同时可以协助学生科学的研究理论物理。学生动手操作物理实验,可以从中掌握到相应的物理知识,更加深刻的理解其中的物理含义,还可以发现试验中存在的问题,从而主动解决问题。因此,老师应当多给学生提供物理实验的机会,引导学生分析总结。一方面,可以督促学生掌握相应的理论物理知识,以及提升自身的动手能力;另一方面,可以引导学生养成严谨的治学态度,培养学生的兴趣。

三、探寻学生在学习物理理论知识过程中的认知模式

学生在物理学习过程中进行的认知活动包含了所有与物理理论知识学习相关的心理活动,具体来说有学生已有知识基础框架、面对新知识的认识、接受和使用、包含已有知识和新知识的知识体系的更新等等。物理认知体系是学生在学习的过程中,通过思考形成的每个人各不相同的知识框架体系,是学生对不断接受到的知识进行理解和组织之后建立的。从认知模式的发展方向中可以容易的发现,学生在认识接触到的物理概念、理论等时经历了一个非常复杂的过程,当物理环境作为刺激源后被学生感受到之后,学生对这些知识的接受程度不仅仅与这些知识有关,还与学生的心理状态、兴趣状态等主观因素有关。当接受到知识后,学生会通过思考在已有知识框架的基础上,对这些知识进行再加工。因此,为了保证学生接受新知识的能力,应该着力引导学生夯实基础,梳理清楚已经学习的知识,形成清晰的体系,实现事倍功半的效果。从认知模式可以发现,学生在认识和掌握物理现象的本质的过程中,首先要利用自己的感官去感知物理现象。对于为何有些同学在学习物理知识的过程中找到了很大的乐趣,而另一些同学却感觉到这些知识枯燥、难以理解。这个问题首先就是因为学习的动机问题。另外一个原因就是没有真正认识什么事理论物理以及它的应用,很多同学在内心当中认为这些基础的物理知识都只是纸上谈兵,对于实际的生产、工作和自己的发展并没有什么作用,在这种思维下,必然很难形成有效的学习动力。其实,在物理学科发展至今的数百年中,已经积累了无数的先进理论,产生了很多影响人类生活的发明和发现,衍生出很多高新科技学科,例如常见的核能、半导体、计算机、通信、太空活动、量子试验等,无不与物理息息相关。在学习过程中,要充分认识到物理学科的理论知识对于人类生活各个方面的巨大作用,培养求知的动力,形成为学科发展、改善人类生活而奋斗的良好志向。最后,应该尽可能的把理论基础物理与更加专业的物理应用领域,例如光信息学科、半导体学科等高新科学专业有机的联系在一起。当今,光学学科的研究热点目前主要集中在光子操控、光材料研发、量子通信等方面,这些热点问题虽然已经取得了很多成绩和成果,但还有很多问题需要进一步的研究。同样的,其他高新学科同样也存在很多有待研究的地方,需要更多的物理人才投入到学科研究当中。如何将基础物理的知识规划与未来高新学科的需求联系起来,为以后学生的进一步发展打下良好基础,也就成为了学科内容规划需要考虑的重要因素。学习理论物理,需要扎实的数学基础,因为理论物理的理论性较强,学习起来十分抽象。因此,物理理论的学习,是感性认知的行为。学生在学习过程中,认知物理理论,认知物理世界,将自身与物理的环境相互作用。通过积累理论物理知识,加上自己的思考,给自己形成立体的物理思维模式。除此之外,老师也要发挥良师益友的功能,首先,协助学生掌握尽可能多的基础理论知识,并且能够将新知识和老知识相互结合。其次,老师也要引导学生构建认知体系,搭建自己的知识框架。兴趣是最好的老师,因此,应当尽力协助学生培养对理论物理的兴趣。理论物理本身是十分有趣的,有多种方式可以感知,包括观摩,听讲等。这个过程中,大部分同学都会产生对物理学习的浓厚兴趣,但是也有一部分同学,由于思路跟不上,落下的知识越来越多,慢慢产生了厌恶抵触的心理。理论物理公式繁多,推导过程繁杂,理解起来也晦涩,甚至感觉实际生活中没有用途,因此,部分同学失去了学习的动力,究其原因,还是由于缺乏认知的缘故。

四、创新教学模式

篇2

关键词:物权行为、物权行为理论、绝对物权行为理论

自萨维尼提出物权行为理论以来,争论百年而终无定论,时至今日对物权行为理论持肯定说与否定说的观点仍相持不下,但双方的争论仍然未能跳出“留学德国的学者多持赞同说,留学英美和日本的学者多持否定说”这一基本定式。目前,坚持肯定说的学者无法利用现有的理论体系清晰地回答否定说的合理质疑,反对者也无法将物权行为理论彻底击溃,这已经成为民法学界一个难以解开的谜题。本文认为,法律是世俗的行为规范,而决不是魔术,更不是不食人间烟火的精灵,思维方式固然会有所差异,但似乎也不会对一项制度设计达到无法彼此理解的尴尬境地。在物权行为理论的发源地德国,根本不存在关于思维方式的差异问题,但关于物权行为理论的争论同样十分激烈,这就表明争论的来源仍来自于物权行为理论自身。在肯定说和否定说僵持不下的胶合状态之际,明智之举似乎是选择支持其中的一方,因为无论如何,都会拥有一批同盟军,决不至于陷入孤立无援而“两头都不讨好”的危险境地。然而,既然我不能被目前的物权行为理论彻底说服,又无法将物权行为理论中的科学性彻底抛弃,最终我还是决定走第三条道路,大胆地对物权行为理论进行检讨和重构,试图破解物权行为理论的谜题。

萨维尼强调物权行为独立于债权行为而具有无因性,实际上只有在“债权行为无效而物权行为有效”场合才真正具有价值。然而,根据萨维尼的物权行为理论,当债权行为无效而物权行为有效时,虽然物权行为已经发生变动,但并不意味着物权的取得人可以高枕无忧,其最终的结果却是:虽然买受人根据物权行为取得了所有权,但鉴于债权行为的无效,其必须按照不当得利将其取得的物权予以返还。从实际效果来看,物权行为理论所强调的无因性,似乎只是虚晃一枪,最终却使无因性理论的结果被迂回曲折地否定掉。既然物权行为具有独立性,且物权行为的效力不应受债权行为的影响,那么债权行为无效,为何要把基于有效物权行为而产生的利益予以返还?如果债权行为无效,物权行为有效,而最终却因为债权行为无效而将物权行为所产生的法律结果认定为不当得利,这究竟采取的是有因性还是无因性?物权与债权在主体、效力上的本质差别已是不争的事实,但根据萨维尼的物权行为理论,为什么物权行为中的意思表示主体却可以和债权行为中的意思表示主体完全重合?笔者认为,绝对权与相对权之间的区分不无道理,但物权行为理论本身仍有不少令人费解之处,其理论仍有待完善。

由于“物权行为”概念的诞生是整个物权行为理论的逻辑起点,也是构建整个物权行为理论的基石,因此,本文就把对物权行为概念的研究作为对整个物权行为理论进行分析检讨的第一步。

在当前的法律行为理论中,以意思表示的主体为标准进行划分,法学界几乎一致将法律行为划分为单方法律行为、双方法律行为和多方法律行为。目前的立法、司法和法学论著中既没有绝对法律行为和相对法律行为的概念,也没有认可特定人与不特定人之间存在绝对法律行为的观点。我姑且将这种引起特定权利人和不特定义务人之间绝对权变动的法律行为称为绝对法律行为。

如果一项绝对法律关系的变动是基于法律行为而引起的,那么基于私权自治原则,法律关系的主体就应当是法律行为中作出意思表示的民事主体,自然而然的逻辑结果就是:在引起绝对权变动的这种法律行为中,作出意思表示的民事主体理所当然就是特定的权利人和不特定的义务人。简言之,如果绝对权和相对权是存在的,绝对法律关系和相对法律关系是存在的,那么绝对法律行为和相对法律行为同样也是存在的!

法学界普遍承认绝对权的存在,也都承认绝对法律关系存在的客观性,但无人认可绝对法律行为,这恰恰是我们法学研究中的理论盲点!如果不承认绝对法律行为的存在,就无法解释绝对权变动的原因,也无法解释引起绝对权变动的法律行为的性质。正是因为没有绝对法律行为的概念,所以德国物权行为理论才会争论百年而相持不下。物权行为理论的创始人萨维尼在《当代罗马法体系》一文中写道:“交付是一个真正的契约,因为它具备契约概念的全部特征:它包括双方当事人对占有物和所有权转移的意思表示”。根据萨维尼的论述,物权行为中的意思表示是由债权行为中双方当事人作出的。至此,一个理论上的矛盾开始凸显:物权与债权在主体、效力上的本质差别已是不争的事实,但在引起物权变动时,物权行为中的意思表示主体却和债权行为中的意思表示主体完全重合!显然,萨维尼认识了相对权与绝对权之间的本质差异并把它作为研究物权变动的出发点,也认为应当将区分原则贯彻到法律行为领域,所以他认为引起绝对权变动的法律行为和引起相对权变动的法律行为应该是不同的,这是他对物权行为和债权行为进行区分的理由,这是物权行为理论的闪光点,但是萨维尼所提出的“物权行为”这一概念则是逻辑错误的产物,他只是简单地将债权行为中的物权变动意思直接剥离出来,然后生硬地贴上物权行为的标签。萨维尼不仅没有将区分原则真正地贯彻到法律行为领域,而且他所提出的“物权行为”中的意思表示其实也只是债权行为中关于物权变动的意思表示,并非独立的法律行为。事实上,如果切实在法律行为领域贯彻区分原则,就应当将法律行为区分为绝对法律行为和相对法律行为,其中绝对法律行为是引起绝对权变动的原因。简言之,物权行为理论清晰地认识了相对权与绝对权、绝对法律关系和相对法律关系之间的本质差异,但它没有能够把这种区分贯彻到法律行为领域,由此导致了物权行为理论的倾斜,萨维尼物权行为理论的症结恰恰就在这里。

绝对法律行为是破解物权行为理论这一谜题的金钥匙!笔者认为,引起物权变动的不是萨维尼所说的物权行为,而应该是绝对物权行为。所谓绝对物权行为,就是特定权利人和全体不特定义务人之间关于引起物权变动的绝对法律行为。绝对物权行为是绝对法律行为制度在物权领域的运用。笔者认为绝对物权行为才是引起物权变动的真正原因。“绝对物权行为”与“物权行为”的重大区别就在于是否考虑不特定人的意思表示。根据绝对物权行为理论,完整的不动产物权变动过程是由债权行为、绝对物权行为和国家确认行为三个阶段共同完成的。事实表明,绝对物权行为在逻辑上具有合理性,在制度设计上具有可操作性,它不仅对绝对权变动中的利害关系人而言至关重要,而且对法律行为理论、物权制度设计和法学思考方法均有重大影响。物权法中存在着不少重大争议,例如:在我国物权立法中是否要采用物权行为理论、如何确定我国的物权变动模式、不动产登记的性质、无权处分中买卖合同的效力、抛弃是否是法律行为、权利瑕疵担保义务如何履行、登记机关如何进行实质审查等,这些重大争议根据绝对物权行为理论都可以迎刃而解。

篇3

当人们用望远镜观测银河系以外的星系时,可以发现绝大多数星系光谱都存在红移或蓝移现象,并且越远的星系其光谱红移值越大。根据多普勒效应:星系光谱存在红移说明星系正离我们远去,星系光谱存在蓝移说明星系正向着我们运动。需要指出的是越远的星系红移值也越大,看起来所有的星系都好象以银河系为中心向外爆炸形成的一样,越远的星系离开我们的速度也越大。鉴于此有人提出宇宙大爆炸假说:认为宇宙是由150亿年前发生的一次大爆炸形成的,人类居住的银河系则是宇宙的中心。可是人们在观测银河系和河外星系时,却并没有发现银河系有什么特别之处。有人据此怀疑宇宙大爆炸假说;也有人从星系的演化推算出宇宙的年龄大于150亿年;还有人认为若宇宙大爆炸假说是正确的,那么宇宙辐射在各个方向上就会表现出各向异性;更有人担心宇宙的膨胀没有尽头,遂认为宇宙的膨胀和收缩是交替进行的……。但不管怎样,大部分人还是相信“眼见为实”,由星系光谱的红移现象承认了宇宙大爆炸假说。更有人把红移现象与宇宙背景辐射和宇宙元素丰度并作宇宙大爆炸假说的三大支柱。那么宇宙是否发生过爆炸并仍在向外扩张,年龄是否只有150亿年呢?非也!

1.星系光谱红移原因

20世纪初,当人们用望远镜观测银河系以外的星系时,发现绝大多数星系光谱都有红移现象,并且越远的星系其光谱红移值越大。有人认为星系光谱红移是因为星系正在离我们远去,从而得出这样的结论:所有的星系都是以我们银河系为中心向外爆炸后形成的,越远的星系离开我们的速度也越大;宇宙中所有的星系都在彼此分离,并且越远的星系相互分离的速度越大。值得一提的是,我们银河系正处在爆炸中心,足以值得我们自豪的是:银河系是宇宙中独一无二的星系—因为它是宇宙的中心。更让我们惊奇的是,银河系自身也在不断运动着,然而无论它运动到哪里,它始终是银河系的中心。我们解释不了银河系为什么是宇宙的中心,因为银河系也和其它星系一样,并沒有什么特别之处。有人以为,银河系处于宇宙的中心是一个巧合,虽然银河系从上个世纪至今一直在不断运动,但它走过的距离和整个宇宙空间的尺寸比起来是微不足道的,所以银河系目前仍然处在宇宙的中心,这种看法未免有些牵强。因为人们在观测近处的星系时,发现近处的星系并没有相互分离的趋势,并且也没有证据表明近处的星系正在以某一个中心为起点向外膨胀。因此“银河中心说”颇值得怀疑。还有的人虽然承认宇宙大爆炸假说,但不承认“银河中心说”,他们不认为银河系是宇宙的中心。这种观点同样也是站不住脚的。我们可以这样分析:如果宇宙大爆炸假说是正确的,那么宇宙中所有的星系必定在以某一个中心为起点向外膨胀,星系之间彼此互相分离。目前我们观测到近处的星系并没有相互分离的趋势,并且也没有证据表明近处的星系在以某一个中心为起点向外膨胀。倘若我们不是在宇宙的中心而是处于偏离宇宙中心的任一点处,因为在我们周围的星系都没有相互分离的趋势,也没有以某一个中心为起点向外膨胀,这样一来,倘若宇宙中任一点处的星系都没有相互分离的趋势,那么整个宇宙也不可能在膨胀,即宇宙大爆炸假说是错误的。

前事不忘,后事之师。人类文明发展到今天,“地心说”和“日心说”都被证明是为科学,难道我们还要重蹈覆辙提出“银河中心说”吗?愚以为,我们应当承认这样一个假设,那就是:银河系按目前的速度运动下去,100万年,100亿年以后,我们仍然会发现自己处在宇宙的“中心”,无论我们处在宇宙的任何地方,中心也好,边缘也好,我们都会发现宇宙中越远的星系光谱红移值也越大,就好象我们处在宇宙的“中心”一样。事实上,这个“中心”是光子在宇宙空间中的传播特性引起我们视觉上的错误,“眼见”未必“为实”,我们不能过分相信“眼见”的东西。

红移现象是否由观测者自身的运动引起的呢?不是的!如果红移现象是由观测者自身的运动引起的,那么我们将观测到与我们相向运动的星系光谱将发生蓝移而与我们相背运动的星系光谱将发生红移,然而事实并非如此。再者,虽然我们“坐地日行八万里”,但这个速度和光速比起来实在算不了什么,不至于影响观测结果。换句话说,我们在观测星系红移值时,观测者自身运动速度的影响可以忽略不计。红移现象说明光子与观察者之间的相对速度变小了。产生这种情况有两种可能:第一是星系正离我们远去,第二是光子在穿越宇宙空间时速度变小了。这两种情况都可能导致星系光谱红移。我们认为导致星系光谱红移的原因是后者。光子在穿越宇宙空间时会与各种粒子(比如引力子)相互作用从而使其速度逐渐减小。当然单个粒子与光子作用时间极短,引起光子速度的改变量也是极其微小的,以致于我们观测不到。随着光子穿越宇宙空间距离的增大,与光子作用的粒子数目也逐渐增多,光子速度的减小量也越明显。可以推测:光子在穿越一定的宇宙空间距离后速度将减小到零。由于光子速度为零故相对我们的能量也为零,这样的光子当然不会被我们观测到。可见用光学法观测宇宙空间尺度时有一个极限:150亿光年(也有人认为是200亿光年)。在这个尺度以外的星系发出的光子由于在没有到达地球时速度已经降低到零,所以这样的星系不可能被我们观测到,至少目前还没有办法观测到。也有人认为,红移现象是由光子频率减小引起的,即认同第一种可能:认为星系正离我们远去。这种观点听起来很有道理,却经不起分析。我们知道,星系离我们远去时会引起光子频率减小,但各种不同频率光子的频率减小量应该相同,反应在星系光谱上,各种不同频率光子的红移量应该相同。因此,不论星系离我们多远,星系光谱虽然发生红移但不应该变宽,但事实上远处星系光谱却被拉宽了(星系光谱不会变宽是指星系光谱中任意两条谱线的距离恒定,虽然它们都发生了红移,但它们移动的距离相等,因此各谱线之间的距离不变)。而且能量越小的光子红移值越大,能量越大的光子红移值越小。不同频率光子的频率减小量不同,说明红移现象不是由光子频率减小引起的。即第一种可能站不住脚。假设宇宙中所有的星系都是静止的,宇宙空间中的物质是均匀分布的,那么光子穿越宇宙空间时的速度衰减量仅与其通过的空间距离有关。光子穿越的宇宙空间越长,其速度衰减量也越大。这样星系光谱的红移值仅与其离我们的距离有关,离我们越远的星系红移值也越大,就好象越远的星系正在以越快的速度离开我们一样。这也正是哈勃定律所揭示的:星系远离银河系的速度ν与距离成正比,ν=H*D,其中H为哈勃常数。实际上宇宙中各星系都在不断运动着,宇宙空间中的物质也并非均匀分布的,造成星系光谱红移的原因也很多,所以光谱的实际红移值要考虑许多情况。

2.谱线红移与光子速度衰减

光子与宇宙空间中的粒子是如何作用的呢?可以设想,宇宙空间中存在许多比光子质量小得多的粒子(比如引力子)。由于光子在与粒子作用后仍然是光子,可以认为光子仅与粒子发生了弹性碰撞。既然是弹性碰撞,我们知道,二者质量越接近光子损失的能量越大。由于光子的质量远远大于引力子的质量,所以在不同频率(质量)的光子中,频率(质量)较小的光子损失的能量较大。于是经过同一段宇宙空间以后,在不同频率(质量)的光子中,频率(质量)较大的光子损失的能量较少,频率(质量)较小的光子损失的能量较大,例如红光损失的能量比紫光损失的能量多。由于不同频率(质量)的光子在宇宙空间运动时都损失了能量,这样整个星系的光谱将向红端移动,但由于红光损失的能量多向红端移动的距离大,而紫光损失的能量少向红端移动的距离小,于是整个光谱被“拉宽”了。如果不同频率(质量)光子的能量损失率相同,虽然它们都产生红移,但是它们红移的距离相等,这样星系光谱虽存在红移但不会被“拉宽”,星系光谱存在红移而且被“拉宽”说明两点:第一光子在穿越宇宙空间时速度会衰减,第二不同频率(质量)的光子速度衰减率不同。显然,由于不同频率(质量)光子的能量损失率不同,各种光子的速度衰减量差异将随着空间距离的增加而增大,这样星系光谱被“拉宽”的程度与其离我们的距离有关,离我们越远的星系其光谱被拉宽的程度也越大。另外,星系光谱被拉宽时还有一个特点,那就是能量大的光子被拉宽的程度小,能量小的光子被拉宽的程度大。也就是说,越靠近红端光谱被拉宽的程度越大,越靠近紫端光谱被拉宽的程度越小。考虑到星系引力场的影响,实际情况还要复杂一些。

上面我们谈到光子在宇宙空间运动时速度会逐渐减小,这和人们熟悉的“真空中光速不变”的看法相矛盾。实际上宇宙空间并非真空,即使宇宙空间是绝对真空它还存在引力场。换句话说,光子在真空中速度变不变的问题,实际上是光子受不受引力作用的问题。如果光子不受引力作用,那么真空中光速不变,但这样一来不论星体的引力再强,对光子都没有影响,从而宇宙中也不可能产生“黑洞”了,而现在的黑洞理论基础将不复存在;假如光子受引力作用,则就不应该有“真空中光速不变”的结论。有人对此这样解释:宇宙空间中各星体的引力分布在不同的方向上,它们的作用力相互抵消,因此光子在宇宙空间中的速度不变。这种解释也是站不住脚的。我们知道在太阳系内,引力的方向是指向太阳的;在银河系里引力的方向是指向银河系中心的,所以局部的宇宙空间引力总是有一定的方向的。我们认为光子作为一种物质实体,它的速度并非一成不变的。无论在真空中还是在介质中,它的运动速度都会越来越小。所以,光速不变只是一个神话,光年也不能作为距离单位,因为光子在前一年中走过的路程总比后一年中走过的路程长。

3.光子在引力场中的运动

星光在通过太阳附近时会受到太阳引力的作用而发生弯曲,说明光子也会受到引力的作用。其实光子也有质量,当然会受到引力作用了。通常我们认为:引力场中物质的加速度仅与引力场的强弱有关,而与物质的质量无关。如在地球表面不管是1吨的物体还是1千克的物体,其每秒获得的速度增量都是9.8米/秒。但引力场中光子的加速度与其质量有关:质量越小的光子加速度越大,质量越大的光子加速度越小。既然光子也受引力作用,那么很自然,光子在离开引力场时必然会被减速,在进入引力场时必然会被加速,在垂直于引力方向(或其它方向)运动时受引力影响其运动轨迹也会发生变化。既然光子在离开引力场时会被减速,而且质量越小的光子速度衰减量也越大,那么星体发出的不同频率的光子就有不同的速度。一般而言,星体引力越强,其发出的光速度也越小;当星体引力足够强时甚至可能使一部分光子摆脱不了星体引力的束缚,产生黑洞现象。对同一星体而言,在它发出的光中,质量大的光子速度大,到达地球的时间也越早;质量小的光子速度小,到达地球的时间也越晚。我们通常认为不同频率的光同时到达地球,这其实是错误的。关于这一点我们可以用实验来证实。当星体发生爆发或其它异常时,总是能量较大的X射线或γ射线先被我们观测到,其次才是可见光,然后才是红外线。虽然理论上如此,但在实际观测中总有这样或那样的因素及别的解释使大部分人不相信这一点。如果条件允许的话,我们可以用一个实验来证实我们的观点。在离我们很远的宇宙飞船上以两种不同能量的光子同时发出一种信号,这两种光子的能量差异越大它们到达地球的时间差异也越大。实际上考虑到不同能量的光子在同一介质中的传播速度不同,我们应该想到不同频率的光子在真空中的传播速度也不相同。由于光子在穿越宇宙空间时速度逐渐减小,并且质量小的光子速度衰减得快,可以想象,在经过一段相当长的距离以后,质量小的光子速度已经衰减到零而质量大的光子速度不为零,这样我们就只能观测到质量大的光子。若星体离我们更远一些,则我们只能观测到质量更大的光子……,随着空间距离的增大,最终我们将看不到远处星体发出的光,这个距离就是我们现在认为的宇宙极限--150亿光年。人们在观测宇宙时总有一个错误想法:由于真空中光速不变,所以不管离我们多远的星系,只要足够亮就可以被我们发现。事实上宇宙空间并非真空,光子在其中穿行时速度会逐渐减小,所以任何星系发出的光只能传播一定的距离,也正因为如此,不管我们在宇宙中任何地方,始终只能看到有限的宇宙空间。换句话说,目前我们能够观测到的宇宙空间的尺度实际上是光子在宇宙空间中传播的最远距离。

4.光子在宇宙空间中的运动

实际上光子在宇宙空间运动时并不总是做减速运动。在光子离开星体时它要挣脱引力的束缚而作减速运动,当它脱离星体的引力场在空间自由运动时,也作减速运动;如果它进入另一个星体的引力场向着该星体运动时,就会在该星体的引力作用下作加速运动。光子就这样减速--加速--减速--加速……不停地穿越宇宙空间,直到其速度为零。倘若星体离我们很近而引力又很小,从该星体发出的光速度衰减量不大,但进入银河系时光子的速度增加量有可能很大,当光子的速度增加量大于其速度衰减量,或者说大于刚离开星体表面时的速度,在我们看来该星体光谱就发生了蓝移。忽略距离因素,由于星体自身在不断运动,这样它相对银河系引力场的强弱也可能发生变化,所以其光谱也可能有规律的发生红移或蓝移。通常情况下,宇宙空间对光子的减速作用总大于加速作用,所以星系的光谱以红移的居多。

光子在引力场中速度变化的问题许多人恐怕不相信也不能理解。一些人认为光子没有静质量,况且光子是一种波,在引力场中的运动规律和宏观物质不同。其实持这种观点的人把光子神话了,弄的不可捉摸了。现在大多数人都接受了“黑洞”的概念,认为当一个星体的引力足够强时甚至连光子也逃脱不了,因而是漆黑的一团。这里实际上指出了光子也会受到引力作用。既然光子也受引力作用,那么它在引力场中的加速与减速自然就可以理解了。稍后我们将看到,引力作用是造成衍射现象的重要因素之一。

5.类星体

一个很明显的事实是:宇宙中离我们越远的星体能量越大,通常类星体离我们的距离都在10亿光年以上,并且远处星体发出的光中能量较大的光子占有很大的成分。有人把这作为支持宇宙大爆炸的依据,认为:若宇宙中物质是均匀分布的话,则在我们银河系或其周围就应该有象类星体这样的高能星体存在。为什么我们在近处发现不了类星体呢?一些人看见远处的星体发出的光中含有大量的X射线或γ射线成分,就推测此类星体存在着目前尚不为我们知道的能量源。这种观点未免有些片面。实际上宇宙中大部分恒星的能量都差不多,能量特别大的和能量特别小的只是极少数,恒星的能量呈中间多、两头少的分布态势。从远处的恒星发出的光,在经过漫长的宇宙空间以后,能量小的光子由于速度衰减率大而停了下来,不被我们观测到;只有X射线和γ射线才能到达地球。所以我们观测到该星体的光子中,X射线和γ射线占有很大的成分,以致于我们误认为这类星体只向外发出X射线和γ射线。实际上这类星体也向外发射可见光和红外线,但是可见光和红外线由于速度衰减到零故我们观测不到。这就导致我们观测到极远处的星体,其颜色通常是蓝色或紫色,事实上可能和该星体的真实颜色相差极大。这说明我们看到的星体的颜色未必就是星体的真实颜色,星体的颜色是由其自身能量状况和离我们的距离决定的,星体离我们的距离越大往往使其颜色中的蓝色和紫色成分增加。另外,我们认为类星体离我们非常远,是因为类星体的红移值很大。也就是说我们没有直接证据表明类星体真的离我们很远。考虑到光子在引力场中的运动,我们知道:当星体的引力足够大时,其发出的光子速度衰减量也较大,因而该星体的光谱也将发生较大的红移。这就是说,引力因素也可以使星系光谱产生红移。倘若星体引力足够大又离我们很近,由于星体红移值较大,往往导致我们认为该星体离我们很远。举例来说,假设有一个引力较大的星体处于银河系的中心,由于该星体引力很强,导致它发出的光子速度衰减量极大,我们在观测其光谱时就会观测到很大的红移值,根据该星体很大的红移值我们就会认为它离我们非常遥远,绝不会想到它就在银河系中心。

如何解释类星体离我们那么远而其发射的X射线和γ射线又是如此强烈呢?只有两种可能。第一,类星体的能量非常大,向外发出的X射线和γ射线非常强;第二,类星体离我们并没有原先认为的那么远,类星体光谱的红移是由类星体的引力造成而并非由距离因素造成的。我们认为两种因素都有。因为如果类星体离我们非常远,那么我们观测到其向外发出的X射线或γ射线就不可能很强;倘若类星体的能量不是很大,它的引力场也不可能很强,不足以使其光谱产生较大的红移。这说明:星系光谱发生红移可能是距离因素造成的,也可能是引力因素造成的,红移值大的星体未必就离我们远。那么,如何区别星体的引力红移和距离红移呢?对观测者而言,由距离因素造成红移的星体发出的光不可能很强,而由引力因素造成红移的星体发出的光往往很强,特别是X射线或γ射线的成分多。类星体的发射光谱和吸收光谱的宽度不同,通常吸收光谱的宽度比发射光谱窄,为什么呢?我们知道,吸收光谱是由于光子经过大气后产生的,这说明类星体周围也存在气体。光子从高温星体内部发出以后,总会有一部分光子没有被气体吸收而直接射向宇宙空间,这些光子形成发射光谱;还有一部分光子在与气体作用后,频率(质量)大的光子损失的能量大,频率(质量)小的光子损失的能量小;光子离开类星体在宇宙空间中运动时,则是频率(质量)大的光子损失的能量小而频率(质量)小的光子损失的能量大,总的看来各种不同频率的光子速度差异减小,所以其光谱红移值也较发射光谱小。实际上类星体的吸收光谱还可能有几种不同的宽度。

6.黑洞与星体引力

最初在人们考虑黑洞时,认为它的引力强到连光子也逃脱不了,因而是漆黑的一团,黑洞是宇宙中物质的坟墓。后来人们认为黑洞可以向外发出X射线和γ射线。同样是光子,能量大的可以逃脱,能量小的逃脱不了,说明(黑洞的)引力对光子的作用是不一样的。事实上我们知道当星体的引力逐渐增强时,总是质量较小的光子逃脱不了,质量较大的光子则可以摆脱星体的引力,并不是所有的光子全部被吸入星体中。所以从这个意义上来说,狭义上的黑洞仅指引力强到可见光不能脱离的星体,即在可见光波段观测不到的星体;广义上的黑洞指引力强到使一部分光子不能脱离的星体,即在某一能量较小的波段观测不到的星体,这里广义上的黑洞甚至可能非常亮,可以被我们肉眼看到,但在红外线波段或能量更小的波段却观测不到。从理论上讲,“黑洞”并不黑,至少它可以向外发射X射线和γ射线或能量更高的光子,完全不向外抛射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在吗?当然存在了。当星体离我们足够远,以致于该星体发出的红外线速度衰减为零而不被我们观测到时,它就像一个“黑洞”;若星体离我们再远一些,可见光不再为我们观测到,只能观测到X射线和γ射线,这时它就是漆黑的一团,成为名副其实的黑洞;而宇宙中150亿光年以外的星体对我们来说是完全彻底的黑洞,因为我们完全观测不到它们。除了因空间距离造成“黑洞”现象以外,星体的引力也可以造成黑洞现象。黑洞现象并不是我们原先想象的那样:“当星体的引力足够大时,所有的光子都被吸入星体中,整个星体变成黑暗的一团”。当星体的引力逐渐增大时,它对光子的束缚作用也逐渐增强。星体的引力足够大时,红外线光子将摆脱不了星体引力的束缚,而可见光、紫外线则可以摆脱星体引力的束缚;星体的引力再增大时,可见光将摆脱不了星体引力的束缚,而紫外线则可以摆脱星体引力的束缚;若星体的引力再增大,可能只有γ射线放出。应该明确指出:黑洞现象是与星系光谱的红移紧密相连的。若某一星体的光谱不存在红移现象,则它一定不是黑洞;若某一星体的光谱存在红移现象,则它可能是黑洞也可能是距离因素造成的。

总的来说,我们对黑洞的认识经历了三个阶段:第一阶段认为黑洞的引力足够强,所有的光子都不能摆脱黑洞的引力,因而整个星体是黑暗的一团;第二阶段认为黑洞可以向外发出强烈的X射线或γ射线,人们认识到黑洞的引力对不同能量光子的作用不同;第三阶段也就是现在正在探索的阶段。应该明确指出:与黑洞现象紧密联系的因素有两个,引力因素和距离因素。以往我们在考虑黑洞现象时往往只考虑引力因素而忽略了距离因素,这就导致我们认为整个宇宙空间仅有150亿光年,对150亿光年以外的宇宙空间,认为看不见的就是不存在的。

7.恒态宇宙

也许有人会问,既然光子的速度能够降低到零,那么宇宙中会不会堆积越来越多的光子呢?不会的!光子作为物质的一种存在方式,它不是永恒的,在一定条件下光子可以转化为别的物质,也就是说光子是有一定寿命的。任何一个光子不可能永远存在下去,它必将转化为别的物质形式。宇宙中的物质无时无刻不在运动,所以宇宙中不会堆积越来越多的光子。虽然我们目前并不知道光子是如何转化为别的物质的,但我们依然相信整个宇宙是稳定的、恒态的,而局部宇宙则可能是不稳定的,处于演化过程中的。同样的道理,整个宇宙也不会被光子均匀照亮。由于光子在宇宙空间中运动时速度逐渐减小,所以任何星体发出的光只能传播到有限远处。也正因为如此,我们所观测到的宇宙始终是有限的。如果想观测更远的宇宙空间,一个方法是派出宇宙飞船,另一个办法是在宇宙空间中建立许多中转站,在光信号速度未衰减到零以前接受、放大、转播它。理论上讲,只要中转站的数量足够多,我们就可以看见任意远处的宇宙空间。

8.浩瀚宇宙

假设我们能够乘座一艘高速飞行的宇宙飞船遨游太空,在刚离开地球时,我们可以观测到150亿光年的宇宙,离我们越远的星体其红移值也越大,远处的星体放出强烈的X射线或γ射线。随着我们飞行距离的增大,我们会发现银河系的红移值越来越大,并且其颜色逐渐偏蓝,而原先我们观测到呈蓝色或紫色的星体颜色逐渐偏红,最终银河系将消失在我们的视野之外。当我们飞到离银河系150亿光年的地方,我们发现展现在我们面前的宇宙范围仍然有150亿光年;而原先我们认为正在以很大速度分离的星体或膨胀的宇宙空间并没有膨胀。无论我们飞到哪里,始终只能看见150亿光年的宇宙空间,也始终能够看见150亿光年的宇宙空间,宇宙是无限的;并且我们始终是宇宙的“中心”,因为所有的星体看起来所有的星体都好象以我们为中心向外爆炸形成的一样,越远的星系(红移值越大)离开我们的速度也越大。我们认为,宇宙是无始无终的,物质的存在是永恒的,对某一特定的物质形态有其产生和消亡的过程,但整个宇宙不存在产生和消亡的过程,它是自始至终存在并且不会消亡的。同时也应该看到,宇宙是无限的,不会仅仅只有150亿光年的空间。

从上个世纪以来,人们已经探索到了上百亿光年的宇宙空间,然而这只不过是苍海一粟。也许还要几十年甚至上百年人类才能认识到宇宙的无限性,但只要天下有志之士携手合作,这一天定会早日到来。

二、浅谈光的衍射

通常情况下光总是直线传播。但当光线经过足够窄的窄缝时将形成明暗相间的衍射条纹。由于光子不带电,在电磁场中不偏转,所以光子的衍射不是电磁力作用的结果,而是引力子与光子作用产生的。光子与引力子作用不是一个简单的碰撞过程,而是一个极为复杂的过程。在光子与引力子相遇的一瞬间它们形成一个混合体,这就打破了结合前光子内部各部分的平衡,混合体内部存在着排斥力和凝聚力两种作用。若排斥力占主导作用,则混合体将在极短的时间内“裂变”放出引力子;若凝聚力占主导作用,则混合体将形成一个新的光子。那么满足什么条件的混合体(光子)才是稳定的呢?经典电磁理论指出:所有光子的能量均为某个最小能量的整数倍。也即所有光子的质量均为某个最小质量的正整数倍,只有这样的光子才能稳定存在。当然这并不表明能量为某个最小能量的非整数倍的光子就不存在,只不过由于它们极不稳定,在形成后瞬间就“裂变”生成能够稳定存在的光子,目前我们还没有观测到或注意到这类光子罢了。从这里我们可以看出,与原子核一样,所有光子的质量均为某个最小质量的正整数倍,说明光子也有一定的内部结构,某些质量的光子由于极不稳定,在其形成后瞬间就“裂变”生成能够稳定存在的光子,这就造成稳定存在的光子质量的不连续。言归正传,由于引力子质量远远小于光子的质量,所以光子不可能吸收一个引力子形成新的光子(因为这样的光子是不稳定的)。但是若在同一时刻,光子与许多引力子相互作用,而这些引力子质量之和又大于最小光子的质量,光子就有可能吸收质量和等于最小光子质量的引力子数目而形成新的光子。举例来说,若最小光子的质量是引力子质量的10万倍,那么当同一瞬间有15万个引力子作用于光子时,光子只可能吸收10万个引力子,另外5万个引力子不被光子吸收,仅对光子产生微小的冲量。倘若在同一瞬间有9万个引力子作用于光子,那么这9万个引力子都不会被光子吸收,它们仅对光子产生微小的冲量。光子可能吸收的引力子数目只可能是10万的正整数倍。只有光子吸收引力子形成新的光子才能全部吸收引力子的冲量,否则的话,光子仅受到极小的冲量。

现有一个宽度为α的窄缝,绝大多数光子经过窄缝时虽然与许多引力子作用,但大多不会形成新的光子,这样大部分光子仅以极其微小的发散角投射到屏幕上,形成宽度略大于α的中央亮纹。由于衍射条纹是对称分布的,所以我们只讨论一半。拿中央亮纹以上的条纹来说,这些条纹是由缝中心到缝顶部经过的光子偏转形成的。从缝中心到缝顶部经过的光子,若吸收10万个引力子则形成稳定的新光子,而新光子由于全部吸收了引力子的冲量因而向上发生较大的偏移,从而在屏幕上形成宽度为0.5α的第一条亮纹。从缝中心到缝顶部经过的光子,若吸收20万个引力子则它向上的偏移量是第一条亮纹偏移量的两倍,形成第二条亮纹。同样形成第3条、第4条、第5条……第n条亮纹。中央亮纹以下的亮纹也是这样形成的,并且中央亮纹的宽度约为其它亮纹宽度的两倍。由于从缝中心到缝顶部引力逐渐增大,所以与光子作用的引力子数目也可能逐渐增多。假设在离开缝中心向上的极小位移处,在该处最多只可能有10万个引力子与光子发生作用,那么经过该处的光子最多只可能偏移到第一条亮纹处。换句话说它最多只可能对第一条亮纹的形成做贡献,对第2条、第3条、第4条……第n条亮纹都没有贡献。由此在向上某处经过的光子最多只可能吸收20万个引力子,但也可能吸收10万个引力子,故经过该处的光子对第1条、第2条亮纹的形成做出贡献而对第3条至第n条亮纹都没有贡献……;从缝顶部经过的光子可能吸收10万*1、10万*2、10万*3……10万*n个引力子,所以从该处经过的光子对第1条、第2条、第3条至第n条亮纹的形成都有贡献。这样形成的亮纹亮度依次为第一条>第二条>第三条>……>第n条。若缝变窄,则在离开缝中心向上的极小位移处,光子最多可能有20万个引力子,经过该处的光子对第1条、第2条亮纹的形成都有贡献,这样就减小了第1条、第2条亮纹亮度的差异。也就是说,缝越窄条纹亮度越向两边分散,缝越宽条纹亮度越向中央集中。当缝很宽时,条纹亮度几乎全部集中在中央区域,两边的光子数几乎为零。这就是我们看到的光的直线传播现象。由于光子并不是一种波,其偏离直线传播(衍射)现象是由引力子引起的,所以光的衍射现象与缝的宽度无关。物体在阳光下的阴影边缘常常较模糊,这说明光子在经过物体表面时受到引力作用而偏离了直线传播。理论上来说只要光子的运动方向和引力方向不在一条直线上,光子就会偏离原来的运动轨迹,并且引力场越强光子弯曲的程度也越大。星光在经过恒星以后通常会发生弯曲,有时我们甚至能够看到星体后面的其它星体发出的光。

三、论电子结构与原子光谱现象

1.电子发光

原子是如何发光的?要弄清这个问题首先必须明白光子是由原子的哪一部分发出的。我们知道,原子是由原子核和核外的电子组成的,原子核的结合能很大,不可能发出光子,所以光子只可能是电子发出的。在化学反应中伴随着电子的得失,常常有能量(光子)放出,光电效应、激光现象及其它一些实验也证明了光子是由电子发出的,所以可以肯定原子发光其实是电子发出光子。既然电子可以放出光子,那么光子必然是电子的组成部分,或者说电子有一定的内部结构,光子是其组成部分之一;由于光子不带电,说明电子内部电荷的分布是不均匀的,因为如果电子内部电荷是均匀分布的,则光子就应该带电。原子中原子核和电子之间的距离很小,它们之间的静电力很强,因为电子内部电荷分布不均匀,所以在原子核强大的静电力作用下电子内部电荷将重新分布,甚至可能发生裂变,这就为电子放出光子创造了条件。当电子裂变放出光子后,它的各个组成部分结合的更加紧密,在适当的时候可能吸收一个光子,这就为电子吸收光子储存能量创造了条件。而电子正是通过不停地吸收、放出光子来和外界交换能量的。稍后我们将看到,原子正是通过电子不断吸收、放出光子来和外界完成能量交换的。一般来说,电子质量越大其内部各部分结合的越松散,在静电力作用下越容易发生裂变;电子质量越小其内部各部分结合的越紧密,在静电力作用下越不容易发生裂变。与原子核“幻数”相似,总有特定质量的电子的结合力相当大,比其它质量电子的结合力大许多,这些特定质量的电子往往对应于某些稳定的轨道。

有人认为物质发光是由于物质中的原子或分子受到扰动的结果,认为光子是由原子或分子发出的。其实这是一种错误的看法。我们知道,原子是由原子核和核外电子组成的,光子是一种物质实体,或者是由原子核发出的,或者是由电子发出的,除此以外再没有别的选择。说光子是由原子发出的,这是一种不确切的说法。

2.原子核和电子之间的磁力作用

两个相距一定距离的异种点电荷在静电力作用下必然会吸引在一起,因为静电力作用在两点电荷连线上。而原子核和电子不会吸引在一起。这就启示我们在原子核和电子中必然存在一种其它作用力。这个力就是原子核和电子之间的磁力。我们知道,在通以相同方向电流的两条平行导线间会产生磁力作用,在磁力作用下它们将彼此吸引,原子核和电子的相向运动正相当于通以相同方向电流的两条平行导线,在它们之间也将产生磁力作用。静电力的作用总是使电子获得指向原子核的向心速度,而原子核和电子之间的磁力则使电子获得切向速度,并且原子核和电子之间的相对速度越大,它们之间的磁力也越大。当原子核和电子之间彼此相对静止在一定远处时,在静电力和磁力的共同作用下,它们并不会吸引在一起。因为静电力使电子获得向心速度,磁力使电子获得切向速度,电子并不是沿着直线靠近原子核,而是沿着螺旋线靠近原子核。开始时螺旋线的半径为无穷大,电子作直线运动;一旦电子相对原子核的速度不为零,磁力开始起作用,电子的运动轨迹开始发生弯曲;当电子与原子核靠近到一定的距离时,电子和原子核之间的静电力恰好等于电子作圆周运动所需的向心力,此时电子处于平衡状态,螺旋线变成了圆。同样在电子离开原子核时也是沿着螺旋线运动的。在静电力作用下,电子总要尽量靠近原子核,在磁力作用下,电子有远离原子核的离心趋势,正是在这两种力作用下,电子处于稳定的平衡状态中。电子在原子核中处于稳定状态时,它的轨迹是圆。因为当电子的轨迹不是圆时,它总要受到磁力的作用,这个力使电子的切向速度增加、运动轨迹向圆靠近。而电子受磁力作用时它的运动轨迹就要发生变化,就不是稳定的,只有当电子的轨迹是圆时才不受磁力的作用,所以说电子在原子核中的稳定轨迹是圆。太阳系中的行星在太阳引力作用下,其运动轨迹可以是圆或椭圆,但在原子系统中,电子在原子核静电力作用下,其稳定轨迹只可能是圆而不可能是椭圆。

3.基态电子的稳定性

处于基态的电子为什么是稳定的?为什么不会被原子核吸收?人们通常认为:做加速运动的电荷会向外辐射能量.如果电子在原子核中做圆周运动,则它就有加速度,必然会不断地向外辐射电磁波,随着电子能量的减小它将沿着螺旋线落入原子核中,这样整个原子就是不稳定的,然而事实并非如此。于是人们推测电子在原子核中不可能做圆周运动。我们认为以上推断是错误的,电子的确在原子核中做圆周运动,其理由如下:第一,电子辐射电磁波并不是一个只出不进的过程。电子时刻不停地向外辐射能量,也在时刻不停地吸收光子,这是一个动态平衡过程。如果电子吸收的能量大于其辐射的能量则原子的温度升高,如果电子吸收的能量小于其辐射的能量则原子的温度降低,倘若没有外界能量输入,原子总会由于向外辐射能量而降低温度,只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射电磁波。第二,电子在原子中的质量并非一成不变的。一般而言,电子离核越近质量越小,离核越远质量越大(这一点我们稍后证明)。第三,电子和原子核之间并非只有静电力作用,还存在磁力作用。正因为磁力作用的存在使电子在靠近原子核时切线速度不断增大,从而使其离心力逐渐增大,以致于可以与静电力抗衡维持电子在原子核中的稳定。

这里需要我们证明随着电子离核距离的减小,离心力的增加速度大于静电力的增加速度。设电子稳定时质量为M,速度为V,与原子核相距R,原子核电量为Q,此时静电力F正好等于电子作圆周运动的向心力,

离心力大于静电力,所以此时电子作离心运动,将回到距核R的轨道上。同样当电子受到远离原子核的扰动后,静电力F大于电子作圆周运动的向心力,电子将向原子核运动,最终要回到距核R的轨道上,这里不再证明。

另外我们认为,做加速运动的电荷会向外辐射电磁波这个提法不够确切,应该说做加速运动的自由电荷会向外辐射电磁波,而电子在原子核中做圆周运动时不会向外辐射电磁波。两者有什么区别呢?我们知道,在原子核和电子结合成原子的过程中要向外放出能量,即自由电子要在原子核静电力作用下裂变放出光子才能够成为原子中的电子,原子中的电子和自由电子是有区别的。自由电子的质量大于原子中的电子的质量,自由电子各部分结合得较为松散,受到外界扰动(有加速度)时会向外辐射电磁波;而原子中的电子质量小,各部分结合得较为紧密,受到外界扰动(有加速度)时未必会向外辐射电磁波,只有当外界扰动(加速度)足够大时才会裂变辐射电磁波,所以电子可以在原子中做圆周运动而并不向外辐射电磁波。

4.稳定轨道的形成

对于处于基态的电子来说,每秒会有许多光子与其作用。这些作用有指向原子核的,也有指向核外的。电子在吸收一个或几个光子以后质量增加,形成新的电子。我们先考虑指向核外的扰动。设电子在吸收一个或几个光子以后质量增加为M+Δm,与原子核相距R+Δr,我们知道,一定质量的电子总有与一条特定轨道与之对应,比如电子的质量为M时其轨道半径为R,那么当电子质量为M+Δm时就可能停留在半径为R+Δr的轨道。但这里我们少考虑了一个条件,那就是质量为M+Δm的电子的结合能。我们知道电子在每秒内会受到许多光子的扰动,假设质量为M+Δm的电子运行在半径为R+Δr的轨道上,若它受到一个指向原子核的扰动,离核距离变为R+Δr-r,此时原子核静电力对它的作用增强,若它的结合能小的话则电子立即裂变放出光子重新回到其原来的轨道R上;如果质量为M+Δm的电子内部的结合能非常小,以至于受到微小的扰动时立即裂变放出光子,那么它在半径为R+Δr的轨道上停留的时间也趋近于零,换句话说半径为R+Δr的轨道根本不存在;如果质量为M+Δm的电子内部的结合能非常大,以致于受到很大的扰动时它才裂变放出光子,那么电子就能够在半径为R+Δr的轨道上停留一段时间,这段时间就是原子的平均寿命。假设有一群电子处于同一激发态,由于每个电子受到的扰动情况不一样,有的电子受到的扰动大有的电子受到的扰动小,而只有电子受到足够大的扰动并运动到离核足够近的地方才会裂变放出光子,所以电子裂变回到基态的时间也不一样。处于同一激发态的原子的平均寿命和两个因素有关:一是电子的结合能,二是电子受到的扰动。电子内部的结合能与原子核“幻数”相似,只有特定质量的电子的结合能才是很大的,所以电子的轨道也是特定的、不连续的,其它质量的电子由于结合能很小,裂变时间极短,所以它们不可能稳定停留在原子中,也形成不了稳定轨道甚至根本就没有轨道。我们再来考虑指向原子核的扰动。设电子在吸收一个或几个光子以后质量增加为M+Δm,与原子核相距R-Δr,此时原子核对电子的静电力增强,电子立即裂变放出质量为Δm的光子,由前面的证明我们知道,此时电子的速度增大,离心力大于静电力,电子最终将停留在半径为R的稳定轨道上。也许有人会怀疑,这样看来电子可能存在的稳定轨道岂不是唯一的了?实际上由于电子在原子核外有几个不同的稳定质量,所以它也有几条稳定轨道,一定的质量总是与某一条特定轨道相对应。从这里我们可以看出,电子在原子核中的稳定轨道往往对应于电子结合能极大的质量,结合能小的质量由于在原子中不稳定因而不会形成稳定轨道。

5.电子结构与不同跃迁轨道

对于处于同一激发态的一群电子而言,设电子的质量为M+Δm,它们可能会有不同的跃迁轨道,放出的光子的能量(质量)也不同,但总是跃迁到离核近的电子放出的光子的能量(质量)大。电子从激发态回到基态的过程并不是先放出光子再回到基态,而是先回到比基态更近的地方放出光子然后才回到基态。当电子回到离核R-Δr处时,在静电力作用下电子裂变放出质量为Δm的光子,此时离心力大于静电力,电子将回到半径为R的稳定轨道上。那么电子为什么会有多条跃迁轨道呢?这说明处于同一激发态的电子内部结构(结合力)不同,有的结合力大,有的结合力小,结合力小的光子在离核较远的地方裂变,放出的光子能量也较小;结合力大的光子在离核较近的地方裂变,放出的光子能量也较大,电子的跃迁方式是由其内部结构决定的。同一质量的电子可能有多种裂变方式,再次向我们说明电子具有内部结构,在考虑原子光谱时一定要考虑电子的内部结构。处于激发态的电子在向基态跃迁时会发出光子;把原子的内层电子打掉以后外层电子会放出光子并向离核更近的轨道跃迁。这些现象启示我们:电子离核越近质量越小,电子离核越远质量越大。从这里也可以看出,电子质量越小其内部结合力越大。因为离核越近电子受到的静电力越大,而电子能够稳定存在说明其内部结合力越大。在同一个原子中,内层电子的质量小于外层电子的质量;同一个电子离核越近质量越小。

人们发射的人造卫星可以设定轨道,其轨道变化可以是连续的,但对原子核中的电子来说,其轨道变化则是不连续的。怎样理解这一点呢?让我们做一个假想实验。把两个带异种电荷的点电荷放置在一定远处,并且假定它们之间除了静电力以外不在受到其它力的作用,则最终它们将互相吸引在一起。无论怎样改变这两个电荷的质量、电量,结果都是相同的。这说明:用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。说到这里,好事者马上就会解释,因为宏观电荷物质波的波长极短而电子物质波的波长较大,所以用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。换一个角度来说,宏观物质和微观物质是有区别的,用宏观物质不能模拟微观物质。但区别究竟在哪里?一个是宏观物质而另一个是微观物质,这个解释近乎无聊了。还是让我们来仔细分析为什么用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。我们知道,在静电力作用下,电子和原子核开始时相向运动,而后在磁力作用下沿着螺旋线相互靠近,正是由于原子核和电子之间的磁力使电子获得了绕原子核运动的切向加速度,并使整个原子处于稳定状态。那么,两个宏观点电荷之间的运动轨迹为什么是一条直线呢?这是因为宏观电荷的荷质比远远小于原子核和电子的荷质比,在静电力作用下宏观点电荷获得的最终速度也小得可怜,因此宏观点电荷之间因相对运动而产生的磁力也微乎其微,近似于零。所以宏观点电荷在静电力作用下表现为相向运动,其运动轨迹接近直线。从这里我们可以得出这样一个结论:虽然静电力作用在两个电荷的连心线上,但是仅在静电力作用下,电荷的运动轨迹不一定就是直线,两个电荷的荷质比越小,其运动轨迹越接近直线,反之则越接近曲线。那么,如果宏观点电荷的荷质比足够大甚至可以与原子核或电子相比时,是否可以用宏观点电荷模拟原子核和电子相之间的作用呢?也不能!如果宏观点电荷的荷质比足够大,甚至可以与原子核或电子相比,那么这样的两个异种电荷在静电力作用下会沿着螺旋线相互接近,最终会处于稳定状态,但由于宏观点电荷的质量不会发生变化,因此最多只能形成一条稳定轨道,而不可能象电子那样在原子核中有多条稳定轨道。

在多电子原子中,各电子间有什么主要区别呢?有人认为离核越近的电子能量越低,越不容易失去;离核越远电子能量越高越容易失去,但这还不是最主要的区别。多电子原子中各电子间最主要的区别在于它们的质量不同。离核越近的电子质量越小,离核越远的电子质量越大,同一个原子中没有两个质量相同的电子存在。在氢原子中也是电子离核越近质量越小,离核越远质量越大。

6.原子的吸收光谱和明线光谱

在原子的吸收光谱中,只有特定能量的光子才被电子吸收;在原子的明线光谱中,同样也只能发出特定能量的光子。于是人们认为电子只能吸收或发出特定能量的光子。我们知道,只要物体的温度在绝对零度以上,就会向外发射电磁波,物质的发射光谱是连续光谱。那么其它能量的光子是由哪一部分发出又是如何发出的呢?显然还是由电子发出的,因为原子核不可能发出光子。当我们用电子束轰击汞原子蒸汽时,可以发现当电子的能量为某些特定值时,汞原子强烈地吸收其能量;对于其它能量的电子汞原子只吸收其一部分能量。汞原子只吸收电子束的能量实际是汞原子中的电子吸收电子束的能量。可见,原子中的电子可以吸收各种能量(质量),但对特定的能量(质量)吸收能力十分强。在原子的吸收光谱中,电子可以吸收各种能量的光子,只不过大部分光子被电子吸收后与电子的结合能并不大,受到微小的扰动后立即放出光子,由于该过程极短,所以当连续光通过原子蒸汽时,大部分光子被吸收后又很快放出,看起来似乎没有与原子作用,只有极少数具有特定能量的光子与电子的结合力极大,这类光子被吸收后要保持一段时间才可能放出,故吸收光谱会出现几条暗线。至于原子的明线光谱,与其说是明线光谱还不如说原子的发射光谱中有几条线特别亮。这是因为处于激发态的电子比别的能量状态的电子稳定,停留的时间较长,所以在一群原子中处于激发态的电子数目总比别的状态的电子数目多,因而它们发出的光也更亮一些。事实上原子的发射光谱不仅仅是明线光谱,明线光谱只是原子发射光谱中极个别的具有代表性的光子,原子几乎可以发出小于一定能量的任何光子。电子在原子中时刻不停地吸收各种能量的光子,由于电子与绝大部分光子的结合力都不大,所以电子也在时刻不停地放出各种能量的光子,因此物质的发射光谱往往是连续光谱。

许多人都认为原子只能吸收特定能量的光子,原子也只能放出几种特定能量的光子,因为他们看到原子的吸收光谱中仅有几条特定频率的暗线,而子的发射光谱也仅仅是几条特定频率的明线而已。其实这种看法是错误的。我们不妨这样分析,若原子只能吸收特定能量的光子,则只有特定能量的几种光子对物体具有明显的热效应,并且每种物质的敏感光子不同。实际上并非如此。我们知道,红外线具有显著的热效应,对任何物质都是如此。此外,物质的发射光谱是连续光谱,这也说明原子或分子的吸收(或发射)出的光子是广谱性的。为了充分理解这个问题,需要作进一步的说明。现代物理学指出:氢原子吸收的光子能量只能是13.6/n*n电子伏(这里n取自然数),也就是13.6、3.4、1.5……电子伏,并且认为对于10电子伏、3电子伏这样的其它能量的光子不会被电子吸收。我们认为:电子吸收的光子能量是连续的,对于10电子伏、3电子伏这样的其它能量的光子同样会被电子吸收,只不过电子吸收这些光子后,电子和光子的结合能不够大形不成稳定的轨道,所以电子又很快放出该光子,由于作用时间极短,以致于我们误认为电子没有吸收光子。换一个角度来考虑,当大量的原子吸收了能量连续的光子时,由于大部分电子与光子的结合力都不大,所以这些电子在极短的时间内(设为t)就会裂变放出光子,而能量为13.6、3.4、1.5……电子伏的光子与电子的结合力很大,所以电子裂变放出光子的时间也很长,如果这个时间是100t,则电子放出相应的光子也比其它光子亮100倍;如果这个时间是1000t,则电子放出相应的光子也比其它光子亮1000倍……,这样,在原子的明线光谱中自然就形成几条特殊的亮线了。由此我们得出一个结论:在原子的发射光谱中,任意一条谱线的亮度与处于相应激发态的原子的平均寿命成正比,原子的平均寿命越长,谱线的亮度越大;原子的平均寿命越短,线的亮度越小。当然这有个前提,那就是被原子吸收的连续光谱中各种能量的光子是平均分布的。

7.热现象的本质

由于电子时刻不停地受到光子的扰动,不断地吸收各种能量的光子,也不停地放出各种能量的光子,所以电子在原子核中并不是处于稳定状态,它的运动轨迹也不是正圆。一般来说,温度越高,电子受到的扰动越大,其运动轨迹偏离圆形的趋势越明显;温度越低,电子受到的扰动越小,电子的运动轨迹越接近圆(只有在绝对零度时,电子的运动轨迹才可能是正圆)。从这个意义上来说,原子模型可以看作是卢瑟福的行星模型和电子云模型的结合:温度越高,原子模型越接近行星模型;温度越低,原子模型越接近电子云模型(但在某一瞬间,电子在原子核中有确切的位置)。温度的高低反映了电子偏离稳定轨道程度的大小,单个原子(分子)也有温度。电子偏离圆形轨道的程度越大,表明该原子的温度越高,电子裂变后放出的能量也越大。所以温度升高时物体发出的电磁辐射向短波方向移动。对于温度一定的物体来说,它内部包含了大量的原子,这些原子中的电子由于受到的扰动大小不同,它们裂变放出光子的质量也不同,但大致满足正态分布,即发出的光子中能量特别大的和能量特别小的都是极少数。由前面的论述我们知道,电子在原子核中的能量大小并非定值:电子离核越远电势能越大,离核越近电势能越小。与宏观电荷一样,电子的电势能是其与原子核距离的函数,电子和原子核间的作用力服从库仑定律。温度越高,电子离核越远,电势能也越大,因而也越容易失去;温度越低,电子离核越近,电势能也越小,也越不容易失去。

什么是热现象呢?这似乎是不是问题的问题。人们通常认为:热现象是大量分子无规则运动的反映,温度越高分子的平均速率越大,温度越低分子的平均速率越小。果真如此吗?我们知道,太阳时刻不停地向外抛射高能粒子,这些粒子的速度接近光速,宇宙中其它恒星也在不停地向外抛射高能粒子,所以在宇宙空间任何地方,都有许多高能粒子正在做杂乱无章的运动,这些粒子的速度通常都接近光速或亚光速。这样看来宇宙空间的温度应该很高(至少比恒星内部高),宇宙空间应该是很明亮的。但事实上,宇宙空间是漆黑的一团,温度只超过绝对零度一点。这说明粒子运动速度大未必温度就很高,物体的温度不是由组成它的原子(分子)的平均运动速度决定的。温度升高,原子(分子)的平均速度增大。但反过来,原子(分子)的平均速度增大并不意味着温度升高。我们知道,只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射电磁波,而物质向外辐射电磁波的原因是电子受到扰动后在静电力作用下放出光子,并且光子受到的扰动越大放出的光子能量也越大,相应的物体的温度也越高。从这个意义上来说,原子是储存热量的最小单位,单个原子也有温度,因为它可以储存热能。但单个的带电粒子如质子、电子在不受外界任何扰动时,即便速度再大也不会向外界释放能量,因此它们都不能储存热能,因而也没有温度。应该看到,原子(分子)的高速运动所具有的能量仅仅是动能而不是热能,和宏观物体一样,速度大未必温度高。宏观物体的速度与其温度无关,原子(分子)也是如此。一个原子(分子)的速度比其它原子(分子)的速度大,只能说明它的动能大,储存的热能未必就多。热能仅储存于原子核和电子形成的原子体系中,两者中缺少任何一个都不能储存热能。在日常生活中我们用红外线(微波)加热而不用紫外线,紫外线的热效应远远小于红外线(微波)。这是因为红外线(微波)光子的质量小,和原子中电子的结合力大(包括内层电子),而紫外线和原子中电子的结合力小(它几乎不与内层电子作用),所以红外线往往容易被物体吸收,其热效应当然比紫外线强。

再进一步考虑,什么是热现象呢?热现象和温度之间有什么关系呢?我们认为:对一个物体而言,倘若它储存了热能它就有温度,并且它储存的热能越多它的温度就越高,反之则温度越低;倘若物体没有储存热能则它就没有温度或者说它的温度是绝对零度;倘若物体不能储存热能,则用温度来衡量该物体是没有意义的。我们知道,原子是储存热能的最基本单位,原子的热能实际上是储存在电子中的。单独的原子核、单独的电子都不能储存热能,所以单独的原子核、单独的电子都没有温度。同样的道理,光子也不能储存热能,它仅仅是热能的载体,因为单独的原子可以储存热能,所以单独的原子有温度,但由于单独的光子不能储存热能,所以单独的光子没有温度,不同能量的光子之间只有能量的差异而没有温度的差异,用温度来衡量光子是毫无意义的。倘若光子也有温度,则在太阳系中离太阳越近的空间温度就应该越高,离太阳越远的空间温度就应该越低,事实上完全不是这么回事。

篇4

[关键词]体育教学技术教学理论教学

传统的体育课堂教学过分强调封闭,从而使课堂教学变得机械化和程式化,缺乏生气和乐趣,传统的体育课已不再受到学生的欢迎。2001年新的体育教学大纲的实施颁布,为我们高中体育教学指明了方向。根据新的体育教学大纲树立健康第一的指导思想和统一性和选择性相结合的原则,我校根据我校的实际情况,选择了室外体育课采取“半开放式”的形式;室内体育课使用电教多媒体手段进行体育理论课的教学。

一、新课标对体育教学的影响

随着新《课程标准》的实施,体育教学中很多旧观念制约着当前学校体育的发展,与新《大纲》不相适应。要想使学校体育向纵深发展,符合新《大纲》的要求,就必须转变旧思想和旧观念。

1.体育教学内容的转变

随着体育教育的发展,单纯的竞技教学和身体素质内容,已不适应现代体育教育发展的需要。面向二十一世纪,体育教学的内容覆盖着体质、生理、心理、道德、人口、经济、哲学、美学、健康等学科。(1)技术技能教学内容传统体育教学中技术、技能的内容以田径、体操和三大球为主,学习时不分性别、年龄、体质状况、技术基础全班统一,忽视了学生个人的特点,兴趣和各方面的差异,不利于学习。在现代体育教学中应根据学生的性别、年龄、兴趣、体质等进行教学,有利于学生技术、技能的学习和掌握,能调动学生学习的积极性、主动性,同时解决了教学中学生“吃不饱”和“吃不了”的难题。(2)理论教学内容。现代体育教学中要重视理论课的教学,增加理论课在教学中的比重。学生通过对营养与健康、养生与保健的学习,增强学生自觉参加体育活动的意识,养成良好的、健康的生活习惯,树立正确的体育价值观;通过对我国传统项目史、奥运渊源等体育史的学习,激发他们的爱国激情,使他们热爱祖国,热爱和平的美好愿望更强烈;通过动作技术原理、项目规则的学习,促进体育实践教学的效果。

2.体育教学组织的转变

传统体育教学忽视教学的效果,重视教学的过程,“准备部分”、“基本部分”、“结束部分”三步曲是多年的教学组织模式。“铁”的纪律,整齐的队形是课堂组织好的典范,学生在这种“死”教学环境条件下心理处于压抑状态,他们只能机械地从事与自己毫无兴趣的活动,学生的个性被抹杀。教学组织形式单一、呆板是学生爱体育却害怕上体育课的主要原因。体育课成了学生的一种沉重负担,严重影响了体育教学的效果。现代体育教学的组织必须营造一种生动、活泼、快乐的教学氛围。从知、情、意、行入手,重过程的参与、重个性的解放,重师生关系的和谐、重成功的体验,最大限度地激发学生学习的兴趣,调动学生的积极性、创造性,使课堂教学做到严而不死、活而不乱。

3.体育教学方法的转变

在传统教学中,教师采用封闭式、灌输式的教学方法,很难调动学生学习的积极性。教师对学生要求严格,他们认为“严师出高徒”,对课堂上学生的一些“出轨”行为严厉批评,甚至体罚,这样加深了学生的消极情绪,挫伤了他们的自尊心和自信心。随着新《课程标准》的实施,教师的教学方法也要随之改进提高。针对学生的个体差异采用不同的教学方法,善于发现学生的闪光点,多表扬、多肯定、多鼓励,增强他们的自信心,使每个学生学有所长、学有所成。同时合理利用多媒体等现代化教学设施,改进教法,提高教学效果。

4.教师角色理念的转变

体育教师传统上是体育教学中的领导者,往往处于至高无上的地位。在现代体育教学过程中,教师应从“独奏者”的角色转变到“伴奏者”的角色,不再是领导者,而是引导者,帮助和引导学生去发现、组织和管理知识;要由“学适应教”转变到“教适应学”;要把主动性还给学生,把体育课当成是给学生提供充分锻炼、发展自我的机会,让学生真正成课堂的主人。教师通过引导学生内在的体育需求创设一系列和谐、民主、宽松的体育学习环境,有目的、有计划地开展丰富多彩的课堂体育活动。发挥他们的主动性、积极性、创造性,使他们主动参与到课堂教学活动中来,使学生会学、乐学、善学,从而保证学生达到发挥和发展的最佳效果。

二、正确处理好体育教学中技术教学和理论教学的关系

1.通过体育理论知识传授,教会学生对体育知识的学习

体育教材是学生进行体育知识学习的主要教学资料体育教师正确引导学生对体育教材的学习是学生学习体育的基础。重点应指导学生了解体育教材的知识结构,让他们知道教材的重点和难点。指导他们边阅读、边思考、边比划、边练习。使学生对体育实践内容有一个粗略的印象,体育教科书中的插图和图示有完整动作图、分解动作图、辅助练习图、练习方法图、游戏方法图、战术配合图及卫生保健知识图等,它们是学生进行体育学习的有效资料,教师应指导学生看懂体育教学资料中的插图和与图示的内容动作顺序、动作路线及技术要求等,培养学生的识图能力和自学能力,以利于他们更好地掌握体育的基础知识与运动技能。学生体育知识的“学”习能力的培养是体育教学的一个重要方面,教师应帮助学生进行体育基础知识的学习,教会一些简单的学习方法。

2.针对体育课的不同类型进行相应的学法指导

体育课通常分为实践课和理论课,而从体育课的特点和课时分布来看,大部分为实践课。从教学内容来分可分为:新授课和复习综合课。总之根据不同的分类方法有不同类型的课型,而不同类型的课的教学目标是不一样的,因此在对学生进行学法指导时必须以课的类型为依据,才能做到有效指导。在新授课中教师的“教”的比重稍大于学生的“学”,在综合复习课时则要更注重学生的“学”,此时学生的“学”法将形成学生的体育学习习惯和能力。教学实践证明,学生在新授课学习时,在泛化和分化阶段,教师利用一定条件,对某些错误动作加以限制是行之有效的方法。因此在动作学习的泛化和分化阶段,教师自身要加强正确方法的学习,为学生建立正确的动作概念和动作示范,并利用一定量的辅助手段进行学法指导,促使学生正确学会动作。在复习综合课教学过程中体育教师要不失时机地运用示范和点拨法,引导学生“学”法的迁移和运用,促使学生会“学”。文化形成的一个标志是文化共同体的确认,也就是该文化的稳定的创造群体的形成。作为物理文化的创造群体——物理科学共同体,它的形成是在近代科学革命之后,以牛顿的《自然哲学之数学原理》的产生为标志。众所周知,物理学是研究物质、物质结构及物质运动一般规律的科学。它的起源,内源于人类对自然界的好奇与探索,外源于人类生存和生产力的发展。从古希腊先哲对物质本原的探索到亚力士多德对力与运动关系的思考,从中国古代的五行说到墨家对力与运动的本质的认识等等,都是古代物理学的成就。其特点是:研究者大多属于哲学家和神学家、研究方法基本上属于猜测和思辨的阶段并具有神秘主义色彩,其结论缺乏广泛的认知群体。随着文艺复兴运动和资本主义的产生和发展,自哥白尼的《天体运行论》拉开了近代科学革命的序幕,人们逐渐开始摆脱神学和经院哲学的束缚,研究方法也发生了质的变化。随着牛顿经典力学体系的建立和得到公认,在科学发展历程中逐渐形成了一个相对稳定的研究群体——物理科学共同体。此后,随着物理学理论和物质性成果的发展、扩展和其辐射作用,使得不但物理科学共同体的独立性逐渐增强,而且具有了更广泛的社会认知群体的基础,从而进一步有力地推动了物理文化的发展。

考虑到物理文化的整个形成过程,我们借用“群体”以及“意义网络”两个基本概念,将物理文化界定为:物理文化是由物理科学家群体在认识物理世界和相互交往中自觉形成的一种相对独立、相对稳定的社会意义网络。处在这个意义网络中的有物理科学研究者、物理科学语言符号、物理学的科学方法、研究成果、精神与价值观念及其共享群体。这里,物理科学共同体是由物理科学研究者组成的特殊社会群体,是物理文化的创造主体;物理科学语言符号是用于物理科学共同体内部相互间的交往以及成果的表达工具;物理科学方法是物理科学工作者在研究过程中所借助的并导致了成果的思想方法和研究方法;研究成果是物理学的理论、实验和实践性产品;共享群体是物理文化所辐射的广泛人类群体也是物理文化的受用主体。

三、物理文化精神

篇5

[要害词]他物权,公示方法,登记要件主义,登记对抗主义

物权的设定是交易的基础,物权的变动则是交易的表现形态,两者都是交易不可或缺的环节,因而正确选择物权变动模式直接关系到交易秩序的建构以及交易安全的保护问题。然而长期以来,我国物权法理论主要是以所有权为中心而展开对物权变动的讨论,而忽视了他物权设定的非凡性。在我国物权立法中,明确他物权设定的原则对于确定他物权设定的规则与效力都是非常有意义的。

一、他物权设定模式的非凡性

传统物权变动理论都是以所有权变动作为研究的重心,没有充分考虑到他物权设定中的一些非凡性。从比较法上看,基于法律行为的物权变动立法模式主要有三种,即意思主义、形式主义和折中主义。一般认为,这三种模式性质上属于物权变动模式。由于他物权的设定也属于物权变动的一种类型,所以它既适用于所有权变动,也适用于他物权的变动。1以所有权为中心构建物权变动模式,其原因在于一方面所有权是所有物权变动的基础与核心,一切交易都是以所有权的界定为前提,交易的最终实现可能导致所有权的变动或者权能分离,所以所有权的变动基本概括了物权变动的目的。另一方面他物权变动有可能会导致所有权内容与效力的变动,他物权的设定是在所有权之上设定了负担,并使所有权的权能发生分离。

他物权的设定是指基于法律行为而在他人之物上设定限制物权。其特点在于:首先,他物权的设定原则上以他人之物为客体。由于所有权是所有人一般地、全面地支配其客体的物权,而他物权是所有权权能与所有权相分离的产物,因此他物权的客体是他人之物。2原则上,所有人无需在自己的物上为自己设定他物权,除非发生了他物权与所有权的混同而消灭他物权将不利于所有人,此时所有人才对自己的物享有他物权。3当然,有些国家(如德国)物权法,答应所有人在自己的物上设定抵押权即所有人抵押制度,但这终究是一种例外情形。4其次,他物权的设定必须原则上要有设定行为,并且需要完成一定的公示程序。在绝大多数情况下,他物权的设定必须基于当事人的合意即双方法律行为,例如抵押合同、质押合同、国有土地使用权出让合同等。只是在极少数情况下,存在通过单方法律行为设定他物权的情形,如以遗嘱设立居住权。另外,在实施一定的法律行为之后必须完成一定的公示方法才能最终完成物权的设定。上述他物权设定制度的非凡性,与所有权变动制度之间存在较大的差别。而这些差异使得他物权的设定在立法模式上与所有权变动有所不同:

1关于是否存在设定的问题。他物权的设定是他物权产生过程中的一个独有概念。在物权法中,只有他物权才存在设定问题。因为他物权的产生是一个权利从无到有的过程。虽然他物权的设定基于双方当事人的合意而在他人所有权的基础上产生,但是他物权不是一种继受取得,而是原始取得。而所有权的取得并不是一种设定行为,通常都是通过转让、继续等方式继受取得,或者通过生产、添附等方式原始取得。一般来说,所有权并不必然依靠于他人的物权而产生,换句话说,并不是在他人所有权基础上再另外设定一个所有权,因为根据所有权绝对的排他性原则,不可能在同一个物上出现两个所有权,所以也就不存在所有权设定问题。而他物权恰恰是建立在他人所有权之上的,必然存在设定问题。

2关于所有人意志的体现。他物权的设定是所有权权能分离的结果,所有权的存在是他物权设定的前提,这就决定了他物权在设定过程中应当最大限度地尊重所有权人的意志和利益,不经过所有人同意而直接依法产生他物权是极为例外的情形,必须有足够充分的理由。易言之,在物权法定原则的范围内,所有权人的意志对设定他物权的类型和内容具有至关重要的作用。明确这一点对于理解我国许多他物权具有重要意义,例如土地使用权内容包含了国家禁止土地闲置以及在闲置情况下非法改变土地用途,不少人认为这种改变属于国家行政权的行使,实际上这些条款表明的是国家作为所有人设定他物权时要体现其意志。而所有权的类型和内容都是相对单一固定的,因此所有人的意志在所有权的内容和类型中并无决定作用,而直接受制于法律规定。这种法律规定在各国的立法中也并无太大差异。

3关于依法律行为而产生物权的问题。他物权设定是产生他物权的重要方法,他物权的产生既可以基于法律行为也可以基于法律的直接规定,如法定抵押权、留置权等他物权均基于法律的规定直接产生,无需当事人的意思表示或合意。但总的来说,基于法律行为而设定他物权是他物权产生的常态,而依法律规定产生他物权则属于例外情形。就前者而言,因为他物权是在所有权的基础上产生的,没有所有人的意思表示原则上就不能产生他物权,所以他物权的设定应当采取“合意(或意思表示)加公示”的方式完成。假如他物权的设定完全依法律规定,不仅漠视所有人的意志,而且会损害所有人的利益,导致财产秩序的混乱,也不能发挥物尽其用的效果。正是因为此种原因,所以法律行为在他物权设定中具有极为广泛的适用范围。

在所有权的取得中,不存在依法律行为设定所有权的情况。依据法律行为发生所有权变动,实际上只是所有权的移转问题,此乃所有权继受取得的一般原因。所有权移转的法律行为与设定他物权的法律行为在性质上是有区别的。一般而言,所有权移转的法律行为大多是买卖等典型的交易行为,主要受合同法调整;而设定他物权的法律行为,尽管也要适用合同法的一般原则,但设定行为是与物权的产生直接联系起来的,所以它不仅是一个单纯的合同问题,还应该受到物权法的规范。例如,就抵押合同而言,它既是设立抵押权的前提条件,抵押合同又经常确定了抵押权的内容,这就不是一个单纯的合同,所以在担保法中也规定了抵押合同,即归属于物权法内容。虽然我国物权立法和实务尚不承认物权行为理论,但设定他物权的合同具有导致他物权产生的直接法律后果,与一般的债权合同应该是有所区别的。因此物权法应当就农村承包经营合同、地役权的设定合同、抵押合同、质押合同等作出非凡规定。

4.关于意思自治原则的适用。虽然我国实行物权法定原则,对于他物权的类型和内容予以固定,但是当事人就他物权的具体内容仍然享有很大的协商空间。只要他物权的设定主要涉及当事人双方的私人利益,而不过多地关涉国家利益和公共利益,法律没有必要对当事人的决策作出过多的干预。这是因为,一方面,他物权的变动原则上是意思自治的产物,只要不损害第三人利益与社会公共利益,当事人完全可以凭借自己的意思于法律规定的范围内决定是否设定某种他物权。另一方面,只有通过所有权人和他物权人的具体约定,才能明确他物权的具体内容。他物权是在所有权基础之上产生的,它既是所有权权能分离的结果,也是对所有权的限制,因此在法律没有非凡规定时,只有当他物权人与所有权人达成合意时才能导致所有权的权能与原所有权人发生分离,也才能形成对所有权的限制。所有权人基于自己的意愿而对所有权作出限制,他物权的设定符合其意思,因此要求他物权设定存在合意能够最大限度地保护所有权人的利益。此外,尊重当事人的意思自治,也可以使他物权人借助于物权设定合同有效地制约所有权人,如通过约定他物权的期限可以防止所有权人提前撤销他物权。所以,存在他物权设定的合意,能够既尊重所有人的利益,又维护他物权人的利益,并最为充分地提高对物的利用效率、物尽其用,实现当事人利益的最大化。

5.关于对公示方法的要求。所有权的取得包括原始取得和传来取得。原始取得通常是指不以他人既存的权利为依据而取得物权,例如物还没被任何人取得,而直接由所有人基于生产等方式而取得。5这就决定了所有权的取得并不要求采取某种公示方法。而他物权的设定除了法律有非凡规定之外,6通常要求应当完成特定的公示方法。就动产物权的变动而言,动产所有权的移转和动产他物权的设立都要采取交付的方式,但对于交付的内容要求并不完全一样。动产所有权的移转可以采取现实交付、简易交付、占有改定和指示交付等观念交付方式。而动产他物权的设定原则上只能采取现实交付方式,即只有在完成了占有移转之后才能设定动产他物权。

熟悉他物权设定的非凡性,无论对于完善我国物权变动的立法模式,还是对促进物权理论的发展都不无意义。一方面,目前学界对于物权变动的讨论大都以所有权为中心而展开,集中于以所有权的变动为原型进行讨论,从而忽视了他物权设定的非凡性,这就导致理论上过度强调物权法定原则,忽略了在他物权设定中意思自治的作用,尤其是没有充分地强调所有权人的意志在他物权设定过程中如何得到具体体现,不利于充分保障所有人的意志和利益。另一方面,在物权变动的模式选择上,我们只是考虑到了物权变动的一般模式,而这种模式主要是以所有权为参照系设定的,这就难以顾及他物权的非凡性。例如,物权的变动模式应当法定化,从所有权的取得方式应当法定化来说这一点毫无疑问是正确的,但是在他物权的设定当中,因为通常要通过法律行为来实现,要注重他物权设定合同对物权法定的补充,假如一概强调物权变动的法定化,非凡是内容的法定,就有可能在他物权的制度设计方面不能充分考虑到他物权设定合同中所应当具有的意思自治空间,将物权的变动完全变成了法律干预的领域,极大地损害财富的创造功能。第三,他物权设定合同与所有权移转合同具有较大的区别,二者作为物权变动构成要件的重要性是不同的,且要分别适用不同的法律规则,明确这一点对于完善物权立法不无意义。例如,我国物权法草案中规定动产所有权的转让和动产质权的设立都要采取交付的方式,交付可以采取现实交付和简易交付、占有改定和指示交付方式。7此种规定有欠妥当,因为观念交付的方式可以适用于动产所有权的转让,但不应当适用于动产质权的设立。因而对动产所有权的取得和动产他物权的设定不作区分,不利于我国物权立法的完善。

二、他物权设定要件之一:合意

他物权设定原则上要有设定他物权的合意。8所谓合意是指当事人就是否设定他物权以及他物权的内容等方面达成一致的意思表示。法律在他物权的设定方面给予了当事人较为广泛的意思自治和行为自由,主要表现在如下方面:第一,对于是否设定他物权和设定何种他物权,当事人具有广泛的选择余地。各国物权法上都承认了相当数量的他物权,答应当事人自由选择加以设立。他物权的类型越多,当事人发挥特定物的使用价值和交换价值的方式也就越多。第二,他物权的内容在一定程度上也应由当事人决定。在现代物权法中出现了物权法定的缓和趋势,主要体现在法律答应当事人通过其合意确定物权的具体内容,例如我国担保法就答应当事人就抵押物的名称、数量、质量、抵押担保的范围等内容进行约定。9尽管物权立法中有关某些物权内容的规定绝大多数是强制性的,不答应当事人通过协议加以改变,但是物权法定并不绝对排除当事人的约定,相反,当事人对于物权内容的约定,可以弥补法律规定的不足。第三,就公示方法的选择,原则上当事人设定他物权时不得选择公示方法,例如设定抵押必须采取登记的方式,质押必须采取交付和移转占有的方式,然而由于动产担保的发展,当事人在动产担保的公示方法上已经享有广泛的选择自由。第四,在他物权的实现方式上当事人也享有越来越多的自由。例如,抵押权的实现是否可以直接通过执行程序拍卖变卖,而不通过复杂的审理程序,应当答应当事人通过合同约定。再如关于抵押权的实现是采取变卖还是拍卖的方式也可以由当事人在抵押合同中约定。当然,强调他物权设定的合意并非要否定物权法定原则,也不是说他物权完全应由当事人意思自治决定,而只是意味着当事人有权在物权法定原则的框架内实现意思自治。物权法定主义本身并不排斥当事人在物权设定和变动方面的意思自治,此种意思自治的存在也不构成对交易安全的妨害。因为,当事人的约定不能排除法律关于物权的种类以及基本内容确定方面的强行性规则,当事人也不能自由地创设与物权法规定的不同基本类型,且物权法定主义中还包含了对公示要件的要求,通过与公示要件的结合,他物权设定的合意并不会损害交易秩序的安全。

承认他物权设定的合意并不是说此种合意就是物权行为或者物权行为的组成部分。设定他物权的合意与物权行为的不同之处表现在:设定他物权的合同属于债权合同的一种具体类型,它仍然包含在债权合同之中,应当适用合同法的一般规则。就这一点来看,它与物权行为是不同的。所谓独立于设定他物权合同的物权行为,其实不过是设定他物权合同的履行行为而已。我国物权立法从未承认在债权合同之外存在着所谓物权合同,无论是物权行为和债权行为还是负担行为和处分行为,它们都集中在一个合同当中,物权变动只是债权合意得到实现的结果而已。在债权合同订立的同时并不单独存在一个所谓的物权合意,更不发生物权行为的无因性问题。不过,强调设定他物权合同与物权行为的区别,并不意味着否认二者法律效果之间的区别。如前所述,设定他物权合同应当适用合同法的一般规则,但是否发生他物权设定的物权变动效果,则需要根据物权法的规则做出判定。还需强调,由于设立他物权的合同具体体现为一方处分财产、另一方享受利益的法律效果,它将导致所有权的某些权能的让渡,因此设定他物权的合同也不同于普通的债权合同。

从现实意义上来说,强调他物权设定需要当事人的合意,意味着他物权的设立不应采取由行政机关单方审批的形式来完成,即仅通过审批是不能设立他物权的,这对于完善他物权设定的立法具有重要意义。长期以来,存在着一种流行的观点,认为他物权的设定不一定要强调设定他物权的合意,只要完成了一定的公示方法仍然可以产生他物权。这种观点对我国物权立法产生了影响。以海域使用权的设定为例,海域使用治理法第19条规定:“海域使用申请经依法批准后,国务院批准用海的,由国务院海洋行政主管部门登记造册,向海域使用申请人颁发海域使用权证书;地方人民政府批准用海的,由地方人民政府登记造册,向海域使用申请人颁发海域使用权证书。海域使用申请人自领取海域使用权证书之日起,取得海域使用权。”由此导致了实践中海域使用权的设定大都采取审批加登记的方式,只要申请人向有关部门提交申请书,获得批准并办理了登记手续,就可以获得准物权。实际上,假如承认海域使用权是一种类似于土地使用权的他物权,那么仅仅有政府审批而没有合同是不能导致他物权的设定的。虽然自然资源的使用应当受到政府的监管与控制,这一点与普通的他物权确有不同,但是,以审批取代他物权设定的合意并不是科学合理的,在审批之外还应当要求政府作为民事主体,与海域使用权申请人订立海域使用合同,其主要理由在于:

1审批代替合意将使得由此设立的权利不再是民事权利,而转为行政权利性质。审批本身不能形成合同,其本质上是一种行政行为。审批机关的批准不是完全建立在与他人协商的基础之上的。假如以审批代替合同,那么由此设立的权利内容将完全由行政机关决定,行政机关可以随意撤销权利或变更权利人,此种权利会变得很不稳定。而且由于登记机关与审批机关经常是同一的,当事人与批准机关之间没有合意,权利人就根本没有办法控制登记的变更,更无从保护自己的他物权。

2有了设立物权的合意可以为当事人的意思自治留下空间。这样,一方面可以强化当事人之间的平等协商地位,反映他物权设定的民事性质,即使是政府作为设定人一方,也应该与另外一方处于平等的法律地位,不能够凌驾于另外一方之上。要严格区分政府对他物权行使的监督职能和在他物权设定中的合同当事人地位。另一方面,要求设定他物权必须具有双方当事人的合意,有利于政府最大限度地通过合同实现其监管职能,充分发挥国有资产的效用。反之,假如完全以审批取代合意,单凭政府部门一方的批准行为即可设立他物权,将无法最大限度发挥他物权的效用。

3欠缺他物权设定的合意既无法确定他物权使用的方式、范围,也无法对权利进行界定。作为一种物权类型,他物权的内容及其期限等必须有所明确,假如没有合同具体明确双方的权利义务关系,极轻易发生各种不必要的纠纷。例如就海域使用权而言,其用途各不相同,方式也不尽一致,这些用途、方式又很难在证书上有所体现,因此必须通过合同来具体界定。还有一些权利按其性质对转让的条件有所限制,而没有合同就无法严格限制这些转让条件。

4没有合同就无法确定违约责任。审批机关取消或更改权利人的他物权之后,他物权人无法追究该机关的违约责任;反之,一旦权利人不使用或者不合理地使用自然资源,则审批机关也只能采取行政处罚,而不能追究其违约责任,由此将在物权法体系中混淆违约责任与行政处罚的关系,对第三人的利益造成不测损害。例如,依据我国现行法,假如土地使用权人不按照出让合同的约定对土地进行开发利用,有关主管机关可以收回该土地使用权。当土地使用权人已经将土地使用权抵押给第三人时,假如将该收回行为的性质认定为违约责任,那么第三人的抵押权不受影响;反之,假如将其理解为行政处罚,则第三人的抵押权也将一并归于消灭,这显然不利于维护第三人的合法权益。

5没有当事人的物权合意而经行政机关的审批行为直接发生物权变动的方式将不可避免地损害权利人的利益,可能会导致公权力任意侵害私权的现象。例如,根据我国渔业法,渔业权的设定与转让不需要当事人的合意而只能通过行政机构的审批,渔业权人与渔业治理部门发生纠纷时只能通过行政诉讼的途径才能得到救济。10当行政人员造成渔业权人损害时,受害人就很难通过民事诉讼得到救济。

6以审批代替物权的合意既不利于他物权有效进入市场,发挥物的最大效用,也轻易产生各种腐败行为。他物权本质上是一种财产权,只有在交易中才能实现其价值的最大增值。他物权设定的合意可以最好地体现他物权的市场价格,形成资源的最优化配置。而采取审批的方式,完全由行政机关自行决定何人取得他物权,既无法使这些他物权的价值得到充分体现,导致国有资产实质上的流失,也会引发各种腐败现象。

三、他物权设定要件之二:公示

“在物权法中,物权变动效力之产生具有双重构成要件:一个法律行为之要素与一个事实的且能为外部所熟悉的程序。”11所以强调他物权设定的非凡性,除了需要明确合意的重要性外,还要看到公示在设定他物权中的重要地位。与所有权的变动相比较,他物权的设立过程更注重公示要件,理由在于:一方面,他物权是在他人之物上设定的权利,不像所有权一样属于一种完全的物权,他物权设定本身便构成了对所有权的限制,此种限制的范围和内容都应当公示,以便使第三人知悉,否则将危害交易安全。例如抵押权的产生将导致抵押物所有权之上形成一种负担,任何人购买此财产时,就必须了解其上之负担,否则很可能会遭受欺诈;另一方面,他物权类型众多,在决定其权利的内容上当事人的意思自治空间也较大,因此只有通过适当的公示方法才能让第三人知晓特定财产上存在的他物权类型以及该类型的他物权所对应的当事人利益关系,如此方能使他物权人享有对抗第三人的效力。还要看到,既然他物权是绝对权,权利人得向任意第三人主张权利,则该权利必须具有适当的信息提供机制,这就是公示制度。“物权的绝对性与物权之目的相适应,物权的权利状态及其变动,对任何人而言均应清楚可见。非常明显,债的关系仅涉及当事人双方,产生基于知情的请求权,因为它不对当事人发生效力,本质上也不涉及当事人利益,故而不需要对外表现。与此相反,物权应受任何人尊重,须能为第三人所知悉。故而,物权法中有公示原则或者得知悉原则。故此,动产的占有,土地及土地上权利的公开登记,即土地登记,使得物权轻易为人所知悉。”12

法律对物权变动的效果的产生,并不仅仅满足于当事人单纯的法律行为上的意思表示,而必须要满足一定的公示要件,假如比较他物权的设定与所有权的取得,可以看出他物权设定在公示方法上更为严格。尽管在法律上,所有权的取得方法原则上应当法定,任何所有权的取得必须要符合法律的方式,但这并不意味着任何所有权的取得都必须完成一定的公示方法。有人认为物权应当公示就意味着对于自己打造的家具、制造的陶器都必须公开让别人知道,这事实上是毫无必要的,因为所有权完全可以通过各种事实行为取得,而不需要公示。所谓物权应当公示,主要是指所有权的变动以及他物权的设定等事实应向社会公开,使第三人知道,而并不要求所有权的取得都要公示。即使就不动产所有权变动而言,由于目前我国仍强调对权利人的保护,因此在一些不动产所有权变动虽未登记的情况下,法律也给予受让人以保护。例如,在商品房买卖合同已经履行完毕且买受人实际占有了该商品房时,即便未及时办理所有权移转登记,买受人依然对该商品房享有具有物权效力的权利。13有些学者将此种权利称为事实物权。14

在采取公示要件主义的情况下,假如当事人之间仅就物权的变动达成合意,而没有完成公示要件,当事人之间在性质上仍然只是一种债的关系,并没有形成物权关系,不能产生物权变动的效果。

在他物权设定过程中,公示方法的选择取决于权利的客体,在他物权设定中应当针对不同的客体选择不同的公示方法。下面讨论三种不同的情况:

1动产他物权设定的公示方法

假如他物权的客体为动产,那么原则上应当采取交付的方式,但对于某些非凡的动产物权也可以采取登记的方式,如民用航空器抵押权、船舶抵押权等。15就动产的公示而言,之所以公示的方法原则上采用交付的方式,理由在于:在大工业生产的背景下,动产均为批量生产的产品,因而不具有典型的或者独一无二的特征,此动产与彼动产很难区分,在交易中也可以相互替代,这就决定了以登记作为动产物权的公示方法在实践中存在较大的困难。不过需要注重的是,随着间接占有等观念交付方式的出现,占有的公示作用也在一定程度上被降低,考虑到他物权设定对公示的强烈要求,因此以交付作为公示只能以实际占有的移转作为公示的要件,而不能将占有改定等非直接占有移转的交付方式运用于他物权的设定当中。例如,在动产质权的设定中不能采取占有改定的方式,因为此种方式一则导致质权人丧失了实际占有的权能,二则将对交易安全构成威胁。16所以最高人民法院的《担保法解释》第88条规定:“出质人以间接占有的财产出质的,质押合同自书面通知送达占有人时视为移交。占有人收到出质通知后,仍接受出质人的指示处分出质财产的,该行为无效。”再如,虽然理论上动产质权的设定也可以采取指示交付的方式,但由于这样可能会出现将来质权人无法请求返还该质物的情形,因此实践中以这种方式设定动产质权的情形极为少见。17这就是说,在他物权的设定中经常需要的是现实交付,因为只有在现实交付之后才能形成权利继受人的实际占有,并形成一种新的权利外观。18所以,假如没有实际占有,也就没有完成权利的全部公示。

2不动产他物权设定的公示方法

不动产物权变动的公示方法原则上采取登记方式。如前所述,就所有权的取得而言,未必都要采取登记的方式,而就不动产他物权设定而言,一般应当采用登记方式,例如土地使用权设定应当采取登记的方法。假如没有登记,当事人之间只能够产生债权的效力。

需要指出的是,在确定我国物权法上不动产他物权设立的公示方法时,应当考虑我国城乡二元结构的背景。由于中国农村仍然是一种社会学意义上的熟人社会,彼此对对方的不动产状况较为了解,采用登记作为公示方法的必要性相对较低,尤其是登记的成本过高,对于农民而言仍然是一种不小的负担,所以在相当长的时间内,对于农村土地以及土地之上的一些物权(如土地承包经营权、宅基地使用权)的设定和移转,不需强制性要求必须采用登记的方法。当然从长远来看,随着农村市场化程度的提高,承包经营权和宅基地使用权也会进入市场流通,此时物权将会发生变动,就有必要规定登记作为公示方法,以加强对交易安全的保护。这就形成一个两难的状况,一方面城乡二元结构的背景决定了我们难以对土地承包经营权等他物权的设定进行登记,另一方面又要答应和放松对这些权利进入市场的限制,如何协调这二者之间的关系,是我国物权立法必须要解决的一个难题。我认为,物权法可以不必强行要求当事人设定承包经营权等他物权必须采取登记的方式,但应当鼓励当事人在交易承包经营权时,自愿采取登记等公示方法,尤其是可以考虑登记对抗说,赋予受让人一种对抗转让人的物权,从而保持财产关系的稳定性。在今后条件成熟的情况下,可以逐步从登记对抗主义过渡到登记要件主义,使我国不动产物权变动模式在登记要件主义的原则下达成统一。19

除我国农村现实生活的非凡性以外,应当在不动产他物权设定中采取严格的登记方式。这就是说,不动产他物权的设定原则上都应当采取登记的公示方法,否则不能够取得物权的效力。例如,关于地役权是否需要登记以及登记的效力问题,学者之间存在不同的看法,物权法草案则规定采取登记对抗主义。20我认为,地役权的设定与农村不动产的市场化以及城乡差别等问题不存在本质的联系,且城市和农村都有设定地役权的需要,因此,不能简单地以在农村设定他物权具有非凡性而否定登记的必要性。地役权作为一种典型的他物权,只能在不动产上发生,假如不采取登记的方法,不能使第三人知悉土地上的负担,将导致交易秩序的混乱。虽然地役权大多在农村发生,且主要在供役地和需役地之间,许多情况下不涉及第三人,但是,考虑到在城市由于不动产利用效率的提高以及对不动产权利行使的限制,也有设定地役权的必要,尤其是城市中的地役权跨越地域广大,如铺设管线等,突破了不动产“相邻”的条件限制,假如采取登记对抗主义,当事人就不会积极办理登记,从而使得地役权的效力弱化。因此,地役权的设定采取登记要件主义,21有利于区分地役权和一般的债权并能够真正产生对抗第三人的效力。至于登记要件主义是否导致对权利人的保护不足,我认为,即使合同双方没有办理登记,也不妨害在当事人之间发生债权的效力,而依照登记对抗主义给予当事人一个不能对抗第三人的地役权是没有必要的。

3权利他物权设定的公示方法

以权利为客体而设定他物权,比较非凡。对于权利质权的设定,大多数国家均要求除了设定合意之外,还需履行对债务人的通知义务。德国法上是通过将权利设立合意和登记相结合的方法来设立,如在债权上设定权利质权,22从而一方面明确设定权利他物权的原因关系,另一方面保护交易安全。根据我国担保法的规定,权利物权的公示方法是多样的,有交付权利凭证、登记、背书等多种方式。我们认为,考虑到权利作为客体的非凡性,只有采取类型化的方法,根据不同权利的特点来确定公示的方法。

公示方法是他物权设定的要件之一。按照物权法定和物权公示原则,公示方法属于物权法的范畴,是否完成公示,原则上不应当影响到交易本身,而只是影响到物权的设立和移转。就大陆法系关于公示效力的规定而言,无论是采取意思主义还是形式主义,无论是采用登记要件说还是登记对抗说,都要求将公示本身与合同的效力区分开。易言之,无论是否办理登记,都不应当影响合同本身的效力,只不过影响到物权变动的效力而已。长期以来,我国立法和司法部门对物权变动产生了一种错误的观念与做法,即为了强调登记的效力,而将登记与设定和移转物权的合同本身的效力联系在一起,未经登记不仅导致物权不能发生变动,而且将导致合同本身不能生效。23例如,担保法第41条规定,当事人以本法第42条规定的财产抵押的,应当办理抵押物登记,抵押合同自登记之日起生效。据此,未办理登记手续将导致抵押合同无效。此种做法明显混淆了合同的效力与物权变动的效力。事实上,公示本身是以合意的有效存在为出发点的,其指向的目标是物权变动,但其本身不能决定合同的效力,在我国物权立法中应当严格区分公示的效力与合同的效力。二者的相互关系如下:首先,公示是以合意为前提的,合同规定了物权变动的意思,但这种意思必须通过公示的方法对外披露出来,才能最终完成物权变动的后果。而物权变动的公示又必须以合同所规定的物权变动的内容为依据。一方面,在基于法律行为发生的物权变动的公示中,没有合意的公示是不能发生物权移转的效果的。例如,当事人一方向另一方交付某种财产,假如双方之间并不存在着合同关系,债务本身并不存在,则此种交付不过是一种错误的交付,不能形成物权移转的效果。另一方面,从原则上说,当事人的合意也不能直接产生物权变动的后果,即使物权变动只是在当事人之间发生的,不涉及到第三人,不能认为单纯的当事人意思可以直接产生物权移转的效果。24其次,公示方法的采用也可以体现他物权设定合同的内容。例如,抵押登记的内容与抵押合同关于抵押期限、被担保的债权数额、抵押物的范围应当是大体一致的。因此公示的内容在大多数情况下是与合同对于物权内容、类型的约定相一致的,合同约定的内容乃是公示的基础。第三,合同的约定内容通过公示的形式获得了物权效力,从而

具有对抗不特定第三人的对世性。

当然,在实践中有可能出现合同约定和公示内容相背离的情况,例如,抵押登记的期限与抵押合同约定的期限不一致,或者登记的担保的债权范围与抵押合同约定的债权担保范围不一致,此时,公示的公信力就有可能发生作用。这就是说,假如公示的内容与合同的约定不一致,那么,第三人只能信赖公示的内容,而不能信赖合同的内容。因为只有公示的内容才是公开的信息,第三人可以查阅,而合同本身不具有公开性,第三人不可能知道合同的内容。因而,对于第三人对公示的信赖、基于因公示而产生的公信力应当予以保护。不过,在确认其公信力的前提下,假如不影响第三人的利益,也可以答应当事人基于合同的约定而要求重新办理变更登记。

四、设立他物权应采的模式:登记要件主义

关于物权变动模式,在大陆法系国家历来存在着意思主义和形式主义之分。意思主义的物权变动模式仅凭当事人的债权意思即可产生物权变动的法律后果,在此之外无需其他任何要件。25在意思主义物权变动模式的基础上,产生了登记对抗主义,认为物权变动仅以当事人的意思表示一致而发生,登记仅为对抗要件,换言之,假如不进行登记,已经变动的物权不具备完全的对世效力,只能够在当事人之间产生物权变动的后果,但无法对抗第三人。26形式主义的物权变动模式是指,物权变动除了当事人的意思表示之外,还需要一定的形式。也就是说,要发生物权变动,除了要求当事人之间应当具有债权合意之外,还需要履行登记或交付的法定形式。27就不动产物权变动来说,必须要采取登记作为物权变动的公示方法。假如未履行法定的物权变动要件,只能够在当事人之间产生债权效果,而无法产生物权变动效果。这两种模式可以说各有利弊。

我国立法和司法实践究竟采取了何种立法体例,对此学理不无争议。从现行立法来看,主要采取要件主义作为一般原则,例如土地治理法第12条规定,依法改变土地权属和用途的,应当办理土地变更登记手续。28在我国物权法制订过程中,对于物权法究竟应采纳何种物权变动模式,学者间发生了激烈的争论。有学者认为,我国实际采取了登记要件主义,即债权形式主义;29也有学者认为我国实际上采取的是登记对抗主义,即意思主义。30从物权法草案的规定来看,根据草案第9条的规定,在不动产物权的变动模式上原则上采取登记要件主义,但针对土地承包经营权、地役权等规定了登记对抗主义。这种模式是考虑到我国的城乡二元结构社会背景而做出的选择。然而,我认为,就不动产物权的变动模式而言,对于所有权的变动模式与他物权的设定模式不加区别,也并不完全妥当。这并不是说要就所有权的变动与他物权的设定设计两套完全不同的模式,但是一定要考虑到其间的不同之处,并根据其不同的特点选择科学的不动产物权变动模式。

就不动产所有权的变动而言,不必要采取完全的登记要件主义。考虑到实践中大量的房屋都没有办理房屋登记手续而办理了转让,假如固守登记要件主义,完全否认转让的效力,很可能出现在买受人受让房屋很长一段时间以后,出让人因房屋价格变动而恶意违约,要求收回房屋的情形,这就会使得长期形成的财产秩序受到冲击。所以,有必要在法律上对此种转让的效力也予以承认,即使没有办理登记,这种转让也应当认为是合法的。对于是否发生物权变动的问题,可以根据城乡的差异而分别考虑。一方面,对于城市的房屋而言,原则上未登记不发生物权变动的效果,但受让人因交付而取得的占有权仍然应当受到保护。此种占有权虽然不是物权,但仍然应当具有对抗转让人和第三人的效力。此种效力并非完全来源于债权,也来源于合法占有权。另一方面,农村房屋的转让则可以考虑适用登记对抗主义。只要在房屋买卖合同成立之后,出卖人向买受人交付了房屋,就应当答应买受人享有一种对抗第三人的权利。

就不动产他物权的设定而言,则应当原则上采取登记要件主义,只是在例外情况下采取登记对抗主义。法律为了强制当事人办理登记,将登记作为一种强行性的规范确立下来,假如当事人之间就他物权的设定只是达成了合意,而并没有完成一定的公示要件,当事人只是设定了债权,而并没有设定他物权,也就不能产生他物权设定的效力。所以,在我国当前的物权立法中,就他物权的设定原则上采取登记要件主义,但考虑农村的非凡情况,可以作出适当的例外规定。对不动产他物权的设定原则上采用登记要件主义,这主要是基于以下考虑:

1有助于维护交易安全和信用。“形式主义立法例,以登记交付为物权变动之生效要件,不仅有保障交易安全之优点,且使当事人间就物权关系之存在与否以及变动之时期明确化,此项当事人间之内部关系与对第三人之外部关系亦完全一致。”31就他物权的设定而言,因为他物权是在他人的物上设立的权利,而不是在自己的物上设定的权利,其设定直接关系到第三人的利益以及经济秩序,正是从这个意义上说,强化登记在他物权设立中的重要地位,显得尤其必要。假如没有登记,就很轻易产生占有人就是权利人的外观,无法向第三人展示权利上的负担以及权利的实际状况。只有通过登记才能知晓其享有何种权利,才能对交易安全进行周密的保护。而他物权的设定直接关系到第三人的利益以及经济秩序,正是从这个意义上说,强化登记在他物权设立中的重要地位,显得尤其必要。假如采取登记对抗说,登记成为一种任意性的规范,则当事人就有可能因为不愿意承担登记的成本而不办理登记,这就使得他物权的设定不能公开透明,物权的财产关系因而处于紊乱的状况。

2有利于明晰产权,提高对不动产的利用效率。登记要件主义最大的优点就在于使物权关系变得明晰、透明、公开,防止出现产权权属争议。而登记对抗主义正如有学者所指出的,一方面认可不通过公示方法的采用就可以发生法律变动的效果,另一方面,交易关系的第三人又可以在采用登记方法以后,以前手未经登记为由主张物权变动无效,就会导致产权关系不明确。32此外,由于我国物权法将规定一些新型的他物权,如地役权、居住权等,这些权利类型在现在的实践中还极少发生,随着物权法的颁布,它们将逐步增多,因此有必要在其涌现之前就明确此种权利的状态,以此保证他物权的设定和流转。所以,从制度设定一开始起,就应当规定登记要件主义与之配套,否则无助于产权的明晰和交易安全。还要看到,随着市场经济的发展,对不动产的利用效率提高,在同一不动产上设定的他物权出现多样化的趋势,例如一块土地,可以在其上设定地上权、地役权、空间利用权、矿藏资源开发权、地下空间使用权,并且土地使用权也可以按期限分割,分别设定十年和十年之后的土地使用权等。他物权形态复杂性是物权法发展的必然趋势,这同样对明晰产权提出了更高的要求,以减少因他物权复杂性和多样性所产生的纠纷。这些都要求采纳登记要件主义,向人们提供一种登记的激励机制。33

3有利于保护所有人的利益。强化登记在他物权设立中的地位,也是界分他物权和自物权的一种重要方式。只有通过对权利内容的登记,才可以使第三人知悉权利的实际内容是对他人之物享有的权利,还是对自己所有之物实际享有的权利。这样,不仅仅宣示出他物权人,同时也宣示出不动产所有人,从而防止他物权人恶意处分所有人的财产。目前,就我国实践而言,只对极少数不动产他物权,如有关土地使用权的设定采取了登记要件主义,而对于其他他物权的设定并没有严格地规定公示的方法,这与我国物权法不完善、登记制度不健全有很大的关系。在物权法确认了完整的他物权体系之后,应当相应地规定登记要件主义,要求他物权的设定必须采取登记方法。34当然,对他物权的设定采取登记要件主义只是一般原则,并不妨碍法律对现实中的一些非凡情况做出例外规定,例如根据现行的立法和实践做法,对于土地承包经营权和宅基地使用权并不严格要求办理登记,在此情况下也可以成立他物权。35我认为,这在很大程度上是农村不动产市场商品化程度较低、流转性不强造成的。随着市场经济的发展,法律会不断承认土地承包经营权和宅基地使用权的可流通性,以后在条件成熟时,不妨逐步推行登记要件主义。

注释:

[1]参见王轶:《物权变动论》,中国人民大学出版社2001年版,第2页;温世扬等:《物权法通论》,人民法院出版社2005年版,第95页。

[2]参见刘保玉:《物权体系论》,人民法院出版社2004年版,第82页。

[3]参见《最高人民法院关于适用〈中华人民共和国担保法〉若干问题的解释》第77条。我国物权法理论界认为,在所有权与其他物权混同而其他物权的存续与所有权人或第三人有法律上的利益时,其他物权可以例外地不因混同而消灭,从而发生所有权人在自己的物上享有他物权的情况。参见梁慧星、陈华彬:《物权法》,法律出版社1997年版,第99页。

[4]依德国民法之规定,所有人抵押权可区分为原始(原有)所有人抵押权与后发(后有)所有人抵押权。原始所有人抵押权是指抵押物的所有人为自己设定抵押权,或者为并不成立的债权设定抵押权。后发所有人抵押权是指抵押权有效成立之后,因抵押权与所有权发生混同或者因抵押权实现之外的事由使得抵押权担保的债权消灭后,抵押权并不消灭而归属于所有人的情形。参见前引2,刘保玉书,第82页。此外,德国法中也承认需役地与供役地同属于一人时,亦可设定地役权。参见[德]鲍尔·施蒂尔纳:《德国物权法》,张双根译,法律出版社2004年版,第723页。

[5]参见前引1,王轶书,第2页。

[6]例如,根据我国物权法草案,土地承包经营权和宅基地使用权并不要求必须采取登记的方式。

[7]参见物权法草案第27、29、30、31条。

[8]除非法律有非凡规定(如取得时效、善意取得、法定他物权等),否则他物权在设定和变动时都必须依靠于当事人的合意确定他物权的范围和内容,采取合意加登记的模式。

[9]参见担保法第39、46条。

[10]参见渔业法(2004年修订)第6、7、11、13、43条。

[11]前引4,鲍尔·施蒂尔纳书,第62页。

[12]SchwabPrutting,Sachenrecht,28.Aufl,Muenchen,1999,S.15—16.

[13]参见《最高人民法院关于建设工程价款优先受偿权问题的批复》(2002年6月11日由最高人民法院审判委员会第1225次会议通过:法释〔2002〕16号)。

[14]孙宪忠:《论物权法》,法律出版社2001年版,第57页以下。

[15]参见前引1,温世扬等书,第153页。

[16]参见郭明瑞:《担保法原理与实务》,中国方正出版社1995年版,第247页。

[17]姚瑞光:《民法物权论》,第284页。

[18]参见陈华彬:《物权法研究》,金桥文化出版(香港)有限公司2001年版,第86页。

[19]我国物权法草案第9条规定,不动产物权原则上采取登记要件主义,但同时规定了几种例外。

[20]参见物权法草案第168条。

[21]但在德国区分供役地和需役地的登记,对于需役地的登记要求并不严格,因为需役地使用人或者所有权人仅仅享有权利而无负担。参见前引4,鲍尔·施蒂尔纳书,第722页。

[22]参见德国民法典第1154条第3项,第873条。

[23]参见前引1,温世扬等书,第152页。

[24]例如,我国物权法草案规定动产抵押采取登记对抗主义,是否办理登记由当事人自由选择。

[25]参见前引1,王轶书,第18页。

[26]肖厚国:《物权变动研究》,中国社会科学院研究生院2000届博士论文,第125页。

[27]参见前引1,王轶书,第31页。

[28]司法实践的倾向是采取登记对抗主义,如《最高人民法院关于担保法的司法解释》第49、59条明确规定了登记对抗主义。

[29]参见前引1,王轶书,第18页。

[30]参见武钦殿:《论交付和登记在我国房屋所有权移转中的地位》,《法律适用》2004年第2期。

[31]谢在全:《民法物权论》上册,台湾三民书局2003年版,第94页。

[32]参见前引1,王轶书,第45页。

[33]参见前引26,肖厚国文,第9页。

篇6

一、关于物理学思想

何谓物理学思想,物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。这种思维活动是人的一种精神活动,是从社会实践中产生的。其内涵包括了物理科学本身的发展建立、物理学家的探索精神和研究方法以及我们学习物理的思想过程。狭义地说,就是学习物理过程而形成的符合物理体系、物理规律和物理逻辑、物理方法的结果。学会用物理思想去分析、解决物理问题。

我们认识物理学思想就是要知道它的发展史,要尊重客观事实,遵循自然规律。物理学是不同于其他学科的一门自然科学,就中学物理而言,它是以观察和实验为基础的学科。物理学有它自己的特点,通过了解物理学的发展历史不难知道,所派生出的物理学体系无不来源于自然,来于实践。它是自然界客观存在的东西,又与生产、生活息息相关,与社会发展密切联系。由此所起的作用是显而易见了。“物理”即事物的内在规律。它的运动形式、物质结构等物理变化、发展必定服从某种特定的规律。我们只有认识和掌握了物理规律,才能更好地认识自然,改造自然,创造美好社会为人类服务。

其次,认识物理学思想,是学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度;学习他们不怕失败敢于胜利的精神;学习他们不畏艰辛勇于拼搏的工作作风;学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想;学习他们对物理的认识有着独创见解、并能自成体系的勇气和胆略;学习他们研究物理在表象、概念的基础上能进行抽象、模拟、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。例如,牛顿运动三定律中的第一、二定律就是在伽利略的工作基础上由牛顿总结出来的。

认识物理学思想是学好物理的前提,因此,我们在学习物理过程中,始终要领会物理学思想,并能逐步转化为自己的思想。掌握科学方法,提高解决物理问题的能力是极其重要的。我们在了解物理学发展史的同时,不仅要学习物理学家的精神,而且要学习他们研究物理的方法。努力汲取物理学家的精华,推进物理教学的改革。“改”即修正错误,“革”即去除旧的东西,积极探索,勇于创新。掌握物理思想和研究方法,对学习好物理具有重大的意义。

高中物理教学中的物理思想主要有:

1.观察、实验探究思想

2.数据图象处理思想

3.概念规律形成思想

4.科学设想、建立物理模型思想

5.数理思想

6.科学思维、科学态度和科学方法思想

7.“时空”和“守恒”思想

8.变量控制思想

9.求微、求真思想

10.创新思想

但基本思想是怎样研究物理和怎样应用物理两条。

二、关于物理学方法

所谓物理学方法,简单的说就是研究或学习和应用物理的方法。方法是研究问题的一种门路和程序,是方式和办法的综合。首先,学好物理要识记、理解物理概念、规律及条件,要解决描述物理问题,就要会对物理问题进行唯象的研究,然后进一步研究它的原因、规律,再寻求解决的方法。在中学物理课中我们只要注意到参考系、速度、质量、力、动量、能量、功等概念和牛顿运动定律、万有引力定律、动量守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等规律,以及时空观、物理模型、数学工具(矢量、图象、变化率)等在热学、电学、光学、原子物理学中的应用和分析、解决的方法,就会对此有所体会。研究物理的规律,也要从历史上看,学会从描述物理过程开始,判断什么物理问题说明用什么物理概念、物理量去描述物体的状态,用什么方程可以描绘物体的运动状况,变化关系,从而可以解决控制物理的问题。如:质点的位置、速度、加速度及其时间是描述运动学的物理量,匀变速直线运动公式,抛体运动公式,匀速圆周运动公式等,都是我们在研究运动学动力学问题时常常要用到的。从动力学角度看运动学概念、规律能加深理解,能知道它的本质。如:加速度是力产生的,它建立了运动学和动力学的联系;抛体运动是质点在恒力作用下的加速度恒定的曲线运动;简谐运动是质点在线性回复力作用下的运动等.又如:从动力学角度能判定运动独立性原理不存在,分运动的独立性是有条件的。可见,明确题设的物理情境,理解物理过程是解决物理问题的关键。教学过程必须始终贯穿物理思想和物理方法,这是授之渔和受之渔的根本。

三、方法论剖析

方法是沟通思想、知识和能力的桥梁,物理方法是物理思想的具体表现。研究物理的方法很多,如有观察法、实验法、假设法、极限法、类比法、比较法、分析法、综合法、变量控制法、图表法、归纳法、总结法、发散思维法、抽象思维法、逆向思维法、模拟想象法、知识迁移法、数学演变法等。运用方法的过程也是思维的过程,思维主要包括抽象思维和形象思维。下面谈谈高中物理教学中常见的一些思维方法及其运用:

实验法:实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测,数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。它是研究、探讨、验证物理规律的根本方法,也是科学家研究物理的主要途径。正因如此,物理学是一门实验科学,也是区别于其它学科的特点所在。当然,其中也包括了观察法,观察实验应注意重复试验,去伪存真、去表抓本,去粗存精,数据观测正确,理论与实验的误差,理想与实际的差异,发现规律。

假设法:假设法是解决物理问题的一种重要方法。用假设法解题,一般是依题意从某一假设入手,然后运用物理规律得出结果,再进行适当讨论,从而找出正确答案。这种解题科学严谨、合乎逻辑,而且可拓宽思路。在判断一些似是而非的物理现象,一般常用假设法。科学家在研究物理问题时也常采用假设法。我们同学在解题时往往不敢大胆假设,不懂的怎样去创设物理图景和物理量,也就觉的无从下手了。还有一些题中的物理量较少,虽然结果只与其有关,但在分析物理过程中又需要一些新的物理量介入时,也要进行相关量的假设,最后可以再消去。

极限法:极限法是利用物理的某些临界条件来处理物理问题的一种方法,也叫临界(或边界)条件法。在一些物理的运动状态变化过程中,往往达到某个特定的状态(临界状态)时,有关的物理量将要发生突变,此状态叫临界状态,这时却有临界值。如果题目中出现如“最大、最小、至少、恰好、满足什么条件”等一类词语时,一般都有临界状态,可以利用临界条件值作为解题思路的起点,设法求出临界值,再作分析讨论得出结果。此方法是一种很有用的思考途径,关键在于抓住满足的临界条件,准确地分析物理过程。

综合法(也叫程序法):综合法就是通过题设条件,按顺序对已知条件的物理各过程和各因素联系起来进行综合分析推出未知的思维方法。即从已知到未知的思维方法,是从整体到局部的一种思维过程。此法要求从读题开始,注意题中能划分多少个不同的过程或不同状态,然后对各个过程、状态的已知量进行分析,追踪寻求与未知量的关系,从而求得未知量。一般适用于存在多个物理过程的问题。

分析法:分析法是综合法的逆过程,它是从求未知到已知的推理思维方法。是从局部到整体的一种思维过程。其优点在于把复杂的物理过程分解为简单的要素分别进行分析,便于从中找出最主要的、最本质的、起决定性的物理要素和规律。具体是从待求量的分析入手,从相关的物理概念或公式中去追求到已知量的一种方法。要求这个量,必须知道那些量,逐步寻求直至全部找出相联系的物理过程和已知的关系,而后再从已知量写到未知量。综合法和分析法是最常用的解题思维方法。分析和综合又是相互联系的,没有分析也就没有综合。综合是以分析为基础,分析又是以综合为指导。

模拟法:模拟法是将题设中文字描述的物理过程、状态通过实物模型或图示模型形象地描绘出来以帮助思维分析的一种方法。它能直观的反映出物理过程,也有助于理解、分析、记忆物理过程。是一种化复杂为简单、化模糊为清晰的有效方法。尤其对一些空间问题、抽象情景,如运动的追踪、电磁场等问题的分析就显而易见了。注意的是在设置模型时必须相对的准确、形象,以免造成误解。

类比法:类比法是指通过对内容相似、或形式相似、或方法相似的一类不同问题的比较来区别它们异同点的方法。这种方法往往用于帮助理解,记忆、区别物理概念、规律、公式很有好处。通常用于同类不同问题的比较。如:电场和磁场,电路的串联和并联,动能和动量,动能定理和动量定理,单位物理量的物理量的形式(如单位体积的质量、单位面积的压力)等的比较。而比较法可以是不同类的比较,更有广义性。比如数学中曲线的斜率在物理图象里表示的物理意义是不同的,应学会比较,有比较才能有区别。

控制变量法:其方法是指在多个物理量可能参与变化影响中时,为确定各个物理量之间的关系,以控制某些物理量使其固定不变来研究另外两个量变化规律的一种方法。它是研究物理的一种科学的重要方法。限于篇幅,以上方法略去举例说明。

在高中物理教学中,能量转化和守恒的观点是解决物理综合问题的重要方法之一。还有等量替换法、等效法等也常在高中物理中运用。

在教学中务必有意识地贯穿物理思想和物理方法,思想指导方法,方法体现思想。当然,随着科学的发展,物理学习的深入,新思想新方法会不断出现,只要我们不懈的努力,勇于探索,大胆创新,一定能为物理教学作出贡献。

主要参考资料:高中物理教材和大纲

物理教学法

篇7

下面就编者对新大纲的理解谈谈教材编写中的一些考虑和做法。

一、教材的弹性和因材施教

新大纲根据我国高中物理教学的实际情况,考虑到高中物理课程设置的经验教训,将高中物理分为两类课程,并提供了两类课程的教学内容和教学要求。为了便于实施,在高中一年级,两类物理课的内容和要求完全相同。学生进入高中二年级后,分别学习上述两类物理课。我国幅员广大,经济、文化、教育的发展很不平衡,即使一地之内,客观上也存在差异很大的几类学校。高中一年级两类物理课的内容和要求都一致,虽然便于实施,但仍不能完全适应不同类型的学校和不同程度的学生的需要。教材要面对差异很大的各类学校和不同程度的学生,必须具有弹性,以便于教学中因材施教。

按照新大纲的规定,我们在教材编写中将教学内容分为必学和选学两部分。必学内容是对全体学生的基本要求,也是全体学生经过努力可以达到的要求,应引导学生首先扎扎实实将它们学好。选学内容不作考查,由教师根据实际情况自行选择。为了保证选修内容的落实,按照新大纲的要求,必须选讲一定课时的选学内容。选修内容可以扩展知识面,补充知识面偏窄的不足,同时给程度较好的学生留有进一步钻研的余地,又不会给大多数学生增加负担,有利于因材施教。除了新大纲中规定的选学的知识点,教材中还补充了少量的选学内容。教材中的选学内容用*号标出。在课文、习题、学生实验中都编有选学内容。教材中设有“专题”,对某些问题作比较深入一些的探讨,留给程度较好的学生进一步钻研。“专题”全部都是选学。“阅读材料”多是扩展知识面的内容,也具有选学的性质。

新大纲对知识点划分为A、B两个层次。这是对全体学生的基本要求,而且是学习结束时应达到的要求。教学要求分层次,有利于教学,可以在一定程度上控制教学上的过高要求和学生学习的难度,减轻学生过重的学习负担。虽然教材是按照新大纲的层次要求编写的,但是对于程度较好的学生可以“上不封顶”,应该鼓励他们在力所能及的条件下课外自己钻研。对于程度较好的学生,同样要注意循序渐进。教学中“上不封顶”,主要应调动学生学习的积极性,鼓励学生课外主动地钻研,而不应一味地追求“讲深讲透”,任意提高程度。

与现行大纲相比,新大纲中“划线”较少,这是一个进步。所谓“划线”,是指对教学中一些问题的限制,如“不得如何”、“只能如何”等。现行大纲中作这些限制,有当时的背景,有些限制也是必要的。但是限制过多过细,会对教学产生许多不利的影响。新大纲减少了一些限制,有利于因材施教,有利于鼓励学生学习、探索的积极性。对学生学习的积极性,应该加以引导,而不要挫伤他们的积极性。按照新大纲的精神,教材编写中已充分注意到这一点。如现行大纲中关于图线的要求限制过死,新大纲不加限制。教材编写中适当地加强了图线,而又不作过高要求,以求学生能够逐步熟悉和运用图线。

总之,新教材力求掌握好教学要求和程度,增加弹性。建议在试教中能够因材施教,这是提高教学质量和教学效率的一个重要方面。

二、循序渐进

教学过程既是学生学习知识的过程,也是学生领会方法、提高能力的过程。无论是掌握知识,还是领会方法、提高能力,都不可能一蹴而就,都要有一个符合学生认识规律的逐步积累的过程。“拔苗助长”,不但长不起来,还容易挫伤学生的学习积极性,欲速则不达。新大纲明确指出:“应注意循序渐进,知识要逐步扩展和加深,能力要逐步提高。”因此,在教材的编写中,对教学内容的安排和讲述方式的选择,都充分注意贯彻循序渐进的原则。

力和对物体受力的分析,是高中物理教学中重要的、基本的内容,在教材的编排上,我们特别注意了循序渐进的原则。物体的受力分析没有单独列节,而是分步地提高要求。在第一、第三、第四章都有受力分析的内容。在第一章只分析简单的受力问题,主要结合力的性质来分析。第三章则结合物体的运动状态分析物体的受力问题。第四章教师指导学生自己总结物体的受力问题。

对弹力的分析,一般只限于绳的弹力和平面的支持力。对摩擦力特别是静摩擦力的分析,是教学的难点。讲述摩擦力时,对相对运动的方向或相对运动趋势的方向,一开始只限于物体相对于静止物体(相对地面)的情形,而对比较复杂的情况不作分析。至于摩擦力作为动力的问题,则准备放在高中三年级的专题中逐步解决。

力的合成和分解,不要求用公式计算合力的大小和方向,不要求用力的分解来解静力学的问题。静力学的问题放在第四章,用平衡条件解决。力的正交分解在第三章采取渗透的办法学习。大力和小力的问题需要深入理解,教材设有“大力和小力”专题,供程度较好的学生钻研。

瞬时速度和加速度的概念是学生不易理解的难点。课本在开始讲述瞬时速度时,只给出最浅显的说法,即瞬时速度是运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,继而以小字(选学)用极限的思想说明了怎样理解瞬时速度,供学习较好的学生课外钻研。对加速度概念,在第二章只要求学生理解匀变速直线运动的加速度。为了澄清概念,在节后用花边框的形式将加速度与速度加以对比,以求学生确切地理解加速度的概念。到第二册讲到曲线运动和向心加速度时,对加速度的认识还要加以扩展。

第三章讲牛顿运动定律,只限于它的简单的应用。例如,关于物体在斜面上的运动对全体学生来说不应作为重点,对程度好的学生可以多讲一些。有关连接体的问题,在高中一年级一般不涉及,待高中三年级在专题中讲述。对全体学生来说,应当强调在高中一年级要着重打好基础,而不应要求“一次到位”。“一次到位”实际上做不到,因为它违反了学生的认识规律。循序渐进地逐步加深,逐步提高,对程度较好或较差的学生都是必要的。

三、讲清思路,渗透方法

教材的叙述对于学生确切地、有效地理解和掌握知识有很大影响,不仅如此,它还会潜移默化地影响学生的思维方式。在物理教学中强调能力的培养,要求教材的叙述和对知识的讲法有利于学生掌握知识,有利于提高学生的思维能力。

教材的叙述注意讲清思路,力求简洁、顺畅。新大纲指出:“要通过概念的形成,规律的得出,模型的建立,知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析和综合、推理和判断等思维能力。”“教学中要重视概念和规律的建立过程,要重在理解。”切实提高理解能力是培养思维能力中基础的一环。教材的叙述,特别是在引入概念、得出规律、分析例题等方面,注意讲清思路,理清来龙去脉,力求思路简洁、顺畅,使学生知道为什么要引入一个新概念,怎样在分析事实的基础上进行抽象和概括;使学生知道为什么要建立某种物理模型;使学生知道解决物理问题,首先要弄清物理情景,学会对具体问题进行具体分析;使学生知道推理的过程;等等。培养思维能力,关键在于思路清晰,在这方面我们做了一些努力,希望教材的叙述能够对提高学生的思维能力有所帮助。

教材注意渗透分析问题的方法。物理学在长期的发展过程中形成的科学方法,不仅对物理学的研究,而且对整个自然科学甚至社会科学的研究都有较大影响。能力的高低,一定意义上表现为掌握方法的多少和运用方法的灵活、熟练程度。在高中物理教学中,要让学生初步领会和掌握一些科学方法。领会方法重在“潜移默化”和“渗透”,而不可把方法“当作知识向学生灌输”。在教材编写中,我们注意了逐步“渗透”方法。如理想化模型的方法、极限的思想、等效的方法、控制变量的方法等,都在书中适当位置如“正文叙述”、“旁批”、“思考与讨论”、“小结”等以不同形式加以渗透或指点,建议教学中对此给予注意。

四、鼓励独立思考

培养独立思考的能力和习惯,是全面提高学生素质的重要方面,从大处说,独立思考是有所发现、有所突破、有所创造的前提。没有独立思考,谈不到创造。就学习过程而言,只有独立思考才能真正做到对知识的理解,才能有效地提高思维能力。

培养独立思考的能力和习惯,在教材中应该有所体现,同时,要求教师转变教学思想和教学方法,对知识既要讲清,又不能什么都讲清,要给学生留有独立钻研、独立思考的余地。主干知识要讲好,派生性的知识不一定全由教师讲述。不分巨细,都“嚼碎”了“喂”给学生,这种传授知识的方法不利于学生独立思考。对学生提出的似乎“出圈”的,但有利于拓宽思路的问题,简单地以“不考”为由而不去涉及,容易挫伤学生独立思考和钻研的积极性,在教学中应该注意避免。这次新编教材,我们初步地探讨了这个问题,从以下几方面作了一些尝试。

课本中设有“思考与讨论”栏目,其中提出的问题多是基本的问题,供学生钻研或讨论。弄清这些基本问题,可以加深对知识的理解和掌握,明确知识之间的区别和联系。我们希望教师根据学生的实际,对他们提出恰当要求,鼓励学生自己独立钻研,并给以指导。也可以组织学生进行讨论,培养他们分析问题、讨论问题的能力。

能让学生自己概括、推理、证明的,应该尽量鼓励学生自己去做。如关于初速度为零的匀加速直线运动的公式,教材在正文中没有列出,要求学生自己推导。根据学生的实际情况,经常要求学生这样做,预料可以大大提高学生的思维能力。

有些非主干知识,可以放在习题中解决,这样,不面面俱到,可以减轻学生过重的负担,又有利于学生独立钻研。如新大纲中没有列入“竖直上抛运动”这一知识点。但这一知识可以作为匀变速直线运动规律的具体实例,让学生独立习得。课本在“直线运动”一章的B类习题中安排一个有关的习题,可以让有余力的学生独立解决。

适时总结,可以使学过的知识和方法系统化,而且总结本身也是一种方法的训练和能力的培养。教材中,在一些重要之处,如物体受力分析、动力学问题的解法、静力学问题的解法等,都要求适时地进行总结。课本中有提示,鼓励学生自己总结。章后设有“本章小结”,要求学生通过对比、归纳、总结,对学过的知识和方法加以条理化,以便深入、概括地理解。

五、灵活渗透,扩展知识面

著名物理学家杨振宁曾多次对中美学生的学习特点加以比较,指出中国学生按部就班地学习多,灵活渗透地学习少,应注意将二者很好地结合起来。在这次课本编写中,我们注意到这一点,试着采取灵活渗透的方式扩展知识面,引导学生逐步习惯于灵活渗透地学习。

有些内容适合用渗透的方式学习,一开始不一定要求学生有深入的理解,经过一段熟悉、积累之后,逐步有所体会,再加以总结提高。对知识要么不讲,要么就讲深讲透,这是不符合认识规律的。其实对问题的理解、认识和运用都需要有一个逐步深入的过程。本书对某些知识的讲法就采用了灵活渗透的讲法,对这些知识不专门设题,逐步渗透,逐步提高,逐步积累,适时总结,系统提高。如力的正交分解法,在解决力学问题时应用很广泛,用起来也很方便,但课本不单独设节讲述正交分解法,而在第三章应用牛顿运动定律解决问题时采取渗透的方法来学习,让学生在应用中逐步习得。又如熟悉“同一直线上的矢量运算”对处理矢量的运算很重要。本书也没有单独设节,而是在解决具体问题时,告诉学生需要先取一个正方向,以确定矢量的正负,然后进行运算。经过几次熟悉之后,在适当的时候,教师再加以提高。为此,书中设有一个专题,讲述“同一直线上的矢量运算”,教师可根据实际情况,在适当的时候给学生讲述,或者让程度较好的学生自己钻研。

对有些在高中阶段无法讲清或不能证明,但实际中又需要明确的问题,如动量定理、动能定理不但适用于恒力,而且适用于变力,以及机械能守恒定律的适用条件等,则直接告诉学生,并说明它可以证明,但在高中阶段无法证明。学生知道这一点和不知道这一点是不同的。知道这一点,一方面,学生运用这些规律时心中有数,另一方面,也给他们留下进一步钻研的念头。

采取灵活渗透的方式学习,可以有效地扩展学生的知识面。从一定意义上说,在基础知识的学习阶段,知识面越宽,越有利于学生触类旁通,相互借鉴地学习。与世界上主要发达国家的教学内容相比,我国高中物理教学内容的知识面是比较窄的。在不增加课时、不造成过重负担的前提下,应尽可能多地扩展学生的知识面,以弥补学生知识面过窄的不足。

课本中设有“阅读材料”,供学生课外阅读。阅读材料中,有很多属于扩展知识面的内容。灵活渗透的学习方式跟按部就班的学习方式有所不同,采取灵活渗透的方式学习,不必给出某些概念和术语的严格定义,让学生了解一个大意,知道有这么一回事,开扩了眼界,激发了兴趣,就达到了目的。教师应该指导学生学会灵活渗透地吸取知识,并且跟按部就班的学习方式结合起来。教学中,教师可根据学生实际指导学生进行阅读,适当给予补充和指点,有条件的,还可以结合课程内容指导学生阅读其它课外科普读物。

本书的绪言改变了过去用长篇文字叙述的写法,用八个彩页以插图的形式对物理学的概貌、物理学的重要性作了说明,以激起学生学习物理的志趣;同时,也采取灵活渗透的方式,使学生知道一些知识,开扩学生的眼界。绪言中涉及的知识面很广,不可能逐一向学生讲解,这是灵活渗透学习的一个实例。

六、加强实验

实验对学习物理以及培养学生能力的作用,是不言而喻的。课本在编写中从以下几方面注意加强实验。

为了加强演示实验,课本中编入的演示比新大纲中规定的有所增加,对演示实验的写法更加醒目,在课文中用【实验】标出,希望在教学中按照要求进行演示。为了鼓励学生多动手,尽可能增加学生动手机会,有的演示实验可以采取边讲边实验的做法,以利于学生更好地观察现象,提高实验能力,希望在教学中创造条件将有些演示实验变为学生的随堂实验。

新大纲中规定的学生实验个数比现行大纲略有增多,在总课时减少的情况下,实验的比重已有所增加。课本中编入的学生实验比新大纲规定的又增加了“练习使用打点计时器”和“验证牛顿第二定律(选做)”两个。实验要求注意分出层次:前几个实验分条写明“实验目的”、“实验器材”、“实验步骤”等,有的还给出填写数据的表格;以后的实验不再这样分条写明。这样做的目的是逐步引导学生在理解实验课文的基础上,自己独立地列出实验步骤等,以利于培养学生的实验能力。

为了增加学生动手的机会,课本中设了“做一做”栏目,介绍简单易做的小实验。既可以鼓励学生多动手,又有利于学生更好地理解知识,希望帮助学生独立完成这些小实验。有条件的,在不过多增加负担的前提下,还可鼓励学生结合所学内容自己设计一些实验,这会大大提高学生的能力和学习积极性,加深对知识的理解,是一举多得的好事。

七、安排好练习和习题

安排好节后的练习和章后的习题,是编好教材的重要一环。这次教材在习题的编排上着重从以下几方面做了改进。

教材中的练习题更注意了题目的针对性。每设一题必须明确目的,或辨析概念、澄清认识,或巩固知识、加深理解,或训练方法、提高能力。基本题覆盖面大,突出重点,力求每道题都发挥它应有的作用。练习题的数量较现行教材略有增加,一般来说,节后的练习为3~6个,章后A类题为8~10个。

教材更加注意了练习题的编排层次,以利于循序渐进、因材施教、分类指导。节后的练习题多为理解和巩固知识、辨析概念而设,一般较简单,多为基本题,综合题少,目的是让学生扎扎实实把基本知识学好。

章后的习题分A、B两组,题目是对全章知识的深化和综合,还有与前面所学知识的综合。A组为必做题,是对全体学生的要求;B组为选做题,供学有余力的学生选做,希望教师根据实际情况加以掌握。

题目的内容更注意了联系实际,注意贴近学生生活、联系生产实际和现代科学技术,注意有现代气息。联系实际可以提高学生分析问题和解决问题的能力,可以培养学生将所学知识应用于实际的意识。联系实际是我国物理教学的一个好的传统,新编教材努力继承和发扬了这个传统。

八、注意形式活泼

一本好的教材,应做到从内容到形式都是完美的。本次课本编写中我们朝这方面做了努力,注意使形式新颖、活泼,有助于开阔学生的思维,加深对内容的理解。

在版式上,采用16开本,并在每页的一侧留出一列空间,放置插图、旁批或留给学生利用。在视觉上和心理上给出了较为宽阔的空间。

在栏目的设置上,以有利教学为原则。为了突出重点,用不同的字体区分不同的内容;在演示实验、重要的公式和定律下,铺设彩色衬底,力求形式活泼、醒目又不“喧宾夺主”。

篇8

关键词:物态变化、科学探究。

科学的核心是探究,教育的重要目标是促进学生的发展,科学课程应当体现这两者的结合,突出科学探究的学习方式。美国1996年初了第一个国家科学课程标准,其核心是科学探究。英国、日本、新西兰等国,科学探究也都成为科学课程的核心。我国教育部制定的《科学(7-9年级)课程标准》(实验稿)的“总目标”中,提出了“增进对科学探究的理解,初步养成科学探究的习惯,培养创新意识和实践能力”,“分目标”中更是将“科学探究”列在首位。科学探究作为一种让学生理解科学知识的重要学习方式越来越受到重视。

在初中如何开展探究式学习?我认为,初中阶段可以从学科内较为简单的探究式学习入门,以教师组织学生开展有知道的探究式学习为主,为后续学科或高中高层次的探究式学习做好准备和衔接。教师应筛选出那些适宜开展探究式学习的内容。

初中刚开始学习物理,学生的理解能力、分析、思维能力还较浅薄时就接触到“物态变化”这一章,他们概念多,过程复杂,特别是吸热、放热过程难以区分,用于解决生活实际时较困难。如果这一章学不好,也许学生就对物理失去兴趣和信心。因此教师不能只应用常规方式教学,这样学生多是课上明白,课下死记硬背,又回到“雾里”,不能达到从“雾里----悟理----物理”的学习真谛。因而我教学中,在常规教学方式的基础上又应用了探究式教学,下面是探究的过程:

一、准备工作:

教师教学知识上的准备:为了让学生在课堂上探究物态变化的吸热、放热过程,教师应把什么是物态、什么是物态变化、物体存在都有什么状态等基本概念介绍给学生。

知识准备:学生预习什么是溶解、凝固、汽化、液化、升华、凝华、六个基本概念。

实验仪器准备:每两个学生为一组自备材料和工具,准备演示其中的一种物态变化,必要时学生可向教师借实验室的工具和仪器装置。此项工作教师必须进行统筹规划,以免实验的内容雷同太多。为了激发学生兴趣,还可以在活动中设立“最新奇、最能说明道理、最佳协作奖”等奖项。因为此项工作关系到整个教学的效果,所以教师要做好到位的指导。如做好安全教育,做好协作教育等。教育学生“倘若你有一个苹果,我也有一个苹果,而我们彼此交换这些苹果,那么,你和我仍然是各有一个苹果,但是,倘若你有一种思想,我也有一种思想,而我们彼此交换这些思想,那幺我们每个人将各有两种思想”,大文豪肖伯纳的这些话道出了协作的真谛.不论是从理论还是实践上看,协作学习都优于个别学习。协作学习不仅有利于学生个体的思维能力、学习业绩等的提高,还有利于学生以乐观态度对待学习内容,在与他人交往中相互尊重。

二、课上探究:

每两组之间相互演示,并分析是什么物态变化过程及是吸热、放热。我深刻的体会到,充分发挥学生的动手、思考能力,可以最大限度的调动学生的学习积极性,使他们在学习过程中不感到疲倦、厌倦。正如牛顿善于继承前人的成果,这是和他的奋发好学、勤于思考分不开的。有人问牛顿是怎样发现万有引力定律的,他回答说:“靠不停的思考”(3)(Bythinkingonitcontinually)。问题的解决,特别是有创意的问题要“靠不停地思考”不是单单靠课堂上45分钟就能完成的,“素质教育”并不排除勤奋刻苦,刻苦学习也不等同于大量做题,关键是要乐于思考,肯钻研、有创新。最后,评出较好、并可重复做的一组,给全班演示并讲解。

从实践的角度看,协作学习不仅指不同学生研究问题,还包括不同科目之间的互相支持和启发,特别是“3+x”的高考模式对学生的综合能力提出了较高的要求,那么在教学中除了夯实本学科的基础,还要培养学生解决实际问题的各种能力。包括思考创新、动手操作、论述总结等。

三、评奖:

为了这一节课,有很多学生都动了脑筋。为了使学生的付出得以承认,老师的许诺得以实现,全班进行了严肃的评奖。

本次课上学生共准备了各种实验二十个,其中有3组是重复的,有8个是书上的事例,如冰融化为水的溶解过程、把水加热汽化为水蒸汽的过程、水蒸气遇到较凉的玻璃片液化为水的过程、把水涂在身上水汽化为气体的过程、灯泡内钨丝的升华和凝华过程等,在实验的基础上学生很容易分析出物态变化到底是吸热还是放热。

有个学生的实验很有创意。他要探究凝固过程是吸热还是放热。看到书上水凝固成冰的实验,他认为虽然把一杯水放到冰箱内就可以了,但在课堂上不好实施。于是他就点燃蜡烛,然后让蜡油滴到放在手上的薄纸上,由于手感觉到有些热,所以他得出结论:手吸热所以觉得热,即在此同时,油滴在放热。结论就是:液体凝固成固体,需要放出热量。

有个学生的设想非常的合理,推理非常正确。不但用实验讲解了液体汽化要吸热,还想说明为什么100℃的水蒸汽比100的水对人的伤害性更强。他在化学老师那里借来沸点很低只有20几℃的化学药品,用酒精灯对其加热,我们能观察出汽化需要吸热。然后他让同学去试是同温度的液体和气体那个对人的伤害更大。然后他还进行了推理,得出100℃的水蒸汽比100℃的水对人的伤害性更强。(当然,在每个学生实验之前,教师都要进行审查,以保证学生的安全。)

四、成果的展示:

在我的指导下,学生对自己的实验进行了小小的改进,进而参加了学校组织的“动手动脑”大赛,并获得了很好的成绩。虽然只是校级的比赛,但学生获了奖也非常高兴。更令人兴奋的是由于这次课的成功,很多学生从此喜欢上了物理,而且产生了浓厚的兴趣。

五、教学感想:

物理学习需要一个相对宽松的教学环境,学生要积极主动地参与进来,动手(实验)动脑(解决问题),探究式学习就是一种理想的教学方法。实践证明,在实施“探究式学习”时,必须把握好以下三个原则:

以学科知识为主导、逐步推进的原则。探究式学习分为课内和课外两个方面,“探究式学习”教改实践还刚刚开始,所以要先从学科内的课堂知识为突破口,逐步向课外知识延伸、拓宽。

以学生为主题、师生互动的原则。教师还缺乏“探究式学习”的案例积累,学生也缺乏“探究式学习”的经验,教师必须以积极的姿态介入,教师要善于创设问题情景,提供探究途径,引导学生思维,但不要代替学生的自主探究。

全面关注的原则。教师既要关心学生学会了哪些课本知识,也要关心学生在探究过程中得到哪些课外知识和收获,既注意学生智力因素的提高,也注意其意志品质、社会责任、合作精神等非智力因素的培养;既重视知识达成的显形成果,也重视科学态度、问题意识、探究能力等隐性成果。

感受与问题:在探究性学习的教学中,还有一些其它问题和观点现陈述如下:

探究性学习需要教师为学生营造一个宽松、民主、和谐的课堂学习环境,学生的想法即使与标准答案不一致也应得到理解和尊重。没有一个有利于教学创新的课堂教学评价环境,在那种刻板僵化、追求形式、面面俱到的课堂教学评价模式的压力下,很难想象一个教师在课堂上会真正聚焦于学生实际的学习生活、教室里师生互动和生生互动的质与量。

我们要提倡“失败是成功之母”的学术观念,让学生树立自信心,使学生产生内动力,推动学生进步,体验成功。所以,探索研究性学习的方法,就要随时把学生主动参与到课堂教学中作为构建创新教学模式来探索、研究,并不断改进,不断完善。并始终为不同能力层次的学生提供宽松的多元化的自主发展机会,在课堂上不能有“你的回答不对”、“你的答案是错误的”之的语言。取而代之的是“你能不能再补充一下”、“你能再换个角度分析一下?”等等。因为表扬是人的高级需要,学生需要表扬,要根据他的分析找出那些是正确的,先给予肯定,以鼓励他积极参与和敢于回答问题的精神,再请同学们帮助他补充和完善。这一点对于那些学习差的学生更为重要,使他们也能感受到“胜利的快乐”,从而树立起了自信心。给学生创造出一个人人都积极探索、主动参与、独立创新的优化环境。

参考文献:

1、陈建。科学史上的探究对科学教育的启示。《物理教师》2002年9月。

2、夏彤。在探索中学会学习。《物理教师》2002年11月。

篇9

91年秋,当高一物理书发下来后,对照大纲的要求发现重点难点基本上都放在以后高三选修本上了。为了分散难点,决定同时开设选修本中的一些内容。对象是对物理有兴趣的学有余力的同学,形式是讲座式,时间每周一课时;每次考试,对这部分内容不做必考要求,只在卷后设附加题,试卷讲评时,附加题也在讲评之列,并明确告诉学生这部分知识对将来报理工的同学应该掌握。效果是:高中前二年的时间基本上把选修本中每章的重点内容都涉及到了。同学们虽没有熟炼掌握,但基本上都了解了这些知识。到高三选修本发下来后,学习选修本的过程,实际上是个复习和加深的过程,所以没有时间紧,难度大的感觉,同学们学得也比较轻松。

由94年秋开始的第二个周期,由于种种原因放弃了选修内容的同时并行。面对高三分科的现实,学生中分流苗头日臻明显,理工科的学生想到时间已过2/3,而高中物理中的重点难点还没有涉及,要求早开选修的呼声一浪高过一浪,而文史科的学生又不愿浪费时间。教师想增加选修内容,又怕影响眼前的会考,不增加选修内容,又耽心高三时内容多,难度大,时间少,使师生都进入了一种两难选择的境地。

二、体会

一些学校过早地进行文理分科,致使一些高中毕业生实际上不具备高中应有的文化素质。针对这种情况国家教育行政部门决定实行“必修”“选修”制,并为此设制了毕业会考制度。旨在把高中教育从“应试教育”转变到“素质教育”上来。这对民族素质的提高无疑是必要的。

但是,对将来报考理工科的学生来说,必修课单行开设,就有其不利的一面,这是因为:必修课内容较浅,而选修课又是各章的重点难点,一则集中难点违反认识论的规律,再则势必前松后紧,使学生在面临高考前增加心理压力。

另外,对一些知识内容的编排也有些不当之处,如:必修本中讲动能而不讲动能定理,然后定性地给出了机械能守恒定律,到高三上选修本时再讲动能定理,再定量推导机械能守恒定律。这就造成了重复教学而事倍功半,如果把这部分内容全放到高一必修本中一次完成,学生们也是可以接受的,而且保证了知识系统的完整性。再如物体的受力分析是高中物理中一个关键性的知识,它贯穿高中物理的全过程,高一不讲,在以后的教学中就会感到时时掣肘,实际上,每个教师在高一都讲了物体受力分析这个知识点,只是学生必须借选修本才能阅读和加深理解,凭添一些麻烦而已。

三、建议

1.必修本开设的同时,有选择地并行开设一些选修课中的内容。

教育心理学告诉我们:“学生对人类已形成的概念的掌握,不是一下子就能完成的,而是随着他们知识经验的丰富,思维水平的提高而逐步臻于完善的。”这就是说掌握概念需要知识经验与时间。并行开设既分散了难点,又为学习选修本的重点难点准备了知识经验,同时还为他们按照自己的经验去理解和改造新知识留出了时间。

2.考核

高一高二期间,选修本的内容可以不列在必考范围之内,以附加题出现,使有能力的学生能一展才能,也使教师对这部分内容的掌握情况有所了解,同时也不对其他学生增加负担。

3.深度的掌握

必修选修并行,并不是把必修本上完的同时,把选修本上的内容也上完,这里有个深度的掌握问题。笔者认为,对制约整个学科进度与深度的知识,如物体的受力分析就要先讲;对那些与后面知识有关联的知识,也要本着循序渐进的原则渗透给学生。如高一时把竖直上抛,平抛介绍给学生,到高二时再把带电粒子在电场中的类平抛运动作为一类习题讲给学生,到高三时再细讲运动的合成与斜抛运动,这样就给了学生一个积累经验消化吸收的过程。

篇10

【关键词】物理文化 物理教学 物理思想

物理学是自然科学的基础,也是当代工程技术的理论支柱。它不仅满载着丰富的科学知识,而且还蕴藏着具有重大教育价值的研究方法和人文哲理,具备了丰富的科学教育与人文教育资源。物理教育本是一种广义的文化活动,一方面保证了物理文化在新一代学生身上的再生,同时也保证了物理文化的延续。另一方面也培养了适应社会需要的、掌握一定知识和技术、具有一定科学精神的高素质人才。因此,在物理教学中,不仅要让学生掌握物理知识,更重要的是,要让学生接受物理文化全方位的熏陶。

一 物理文化的教育功能

1.物理文化

物理文化是由物理学家群体在认识物理世界和相互作用中自觉形成的一种相对独立、稳定的,且能被广泛群体所共享的物质财富和精神财富的总和,包括物理学家在创造物理理论过程中,发现、创造和形成的物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理语言符号、价值标准、科学精神、物理仪器设备以及约定俗成的工作方法的总和。

2.物理文化的教育意义

物理学是一门以实验为基础的科学,又是一门崇尚理性、注重思维、极富想象力的科学,它是一种知识体系,是一种人为的研究活动,又是随着人类社会在认识自然与改造自然的过程中不断探索、不断创新、不断发展的一种体系。因此,物理本身具有文化的特征,物理文化的实质就是从文化的视角来理解物理。物理文化作为人类认识自然的伟大成果,集中体现了人类的创造智慧,唯有深入到物理学的文化层面,超越学科极限,充分体现和扩展具体知识中潜在的文化教育价值,对教学效果的持久和深入才具有现实意义。

物理知识侧重专业,物理文化侧重于强调物理学的历史性、整体性、思想性以及人文性,侧重于物理学家对真、善、美的追求,全面体现物理学的社会价值观。从这个意义上说,物理文化的教育价值更为内在、更为能动、更为持久。

物理文化教育有助于学生思维能力的发展,培养科学的探索精神,建立科学的价值观,以及形成健康、高尚的人格。

二 在物理教学中渗透物理文化的策略

1.树立物理学方法论的新物理观

物理学至关重要和最有意义的是代表着一种自然观和方法论,代表着一套获取知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法。物理教育的基本任务之一是传递物理文化,以保证物理文化的连续性。因此,物理教学的过程不只是一种简单的知识或事实的传授过程,而是一项复杂的文化交流活动,教师既是文化的传播者,同时又是文化的整理者和创造者。教学中不能满足于对物理概念和物理定律的理解以及对物理公式的记忆,更不能把立足点放在解几道习题上,而是要充分挖掘隐藏在物理知识背后的科学方法和思维方式,注重引导学生领悟物理思想和物理方法,并学会将这些思想和方法运用到实际问题中去,从而逐渐使物理文化所承载的文化精神根植于学习者的头脑中和社会整体文化中去。

在教学中渗透物理文化就是将大学物理当作一种文化来教,不割舍其整体性、历史生成习惯和连贯性,将物理知识产生的社会文化背景,其中蕴含的物理思想和物理方法展现给学生,减少复杂的微积分推导和计算,把物理知识和方法教学作为培养学生创造力的基础。

2.发挥物理学史的教育功能

物理学理论的发展,最本质的表现在物理学思想和相应的物理途径的演变上。物理学既是科学,又是高层次、高品位的文化。物理学的每一个科学理论的产生和定律的建立都饱含了科学大师的探索和创新,还包括对已有错误观念的批判。

物理学发展史中蕴藏着十分丰富的哲学思想和优秀品格,如彻底的唯物主义世界观、批判继承的态度、敢为人先大胆创新的勇气、坚忍不拔的意志、团结协作的精神等。在教学中,可结合教学内容恰当引入物理学史,通过物理学史展示人类解开物理世界奥秘的探索历程,了解科学大师是如何突破常规发现问题、提出问题、分析问题的,怎样对待矛盾,从矛盾对立中找到突破,进而发现新规律的,使学生从中获得启发、感悟和熏陶。

3.开展探究式教学

物理学作为人类认识自然的伟大成果,其内容、方法和结构都是人类创造智慧的集中体现。物理学上的重大发现往往是从方法论上打开缺口、突破局限、获得成功的。探究式教学的特点是以发展学生的创造性思维为目的,以物理学科的基本结构为内容,以再发现为学习方法,让学生通过探究和自己的实践活动,进行知识建构,掌握和应用基本的物理思想和方法。其模式是:创设问题情境,启发思考——提出问题,分析问题——找出解决问题的出发点——建立模型,设计实验——求解模型,归纳总结——迁移应用,设计创新。

物理教学过程不仅仅是获取知识和技能的过程,更重要的是能运用物理学科的科学语言、物理科学方法和科学态度,在物理文化的网络中自由交往,进而发展求知能力,形成智慧。物理文化的精神能在一个人一生的学习和工作中发挥长久的作用,在物理教学中渗透物理文化,对培养适应社会发展的创新人才具有长远的意义。

参考文献