一、增加物理選修系列2的依據
（一）體現物理學與技術的關系
物理學是自然科學的基礎學科之一，它在自然科學中占有重要的地位，數次工業(yè)革命都與物理學的進展緊密地物理學聯系著，物理學同時也在不斷地推動著技術的進步。
一般來說，一種技術的形成和完善，通常總是要以某種科學理論為基礎，形成這種技術的技術原理，選擇某種技術方案，并確定具體的實施方案。因此，我們可以把技術原理和技術方案稱之為技術形成過程的結構要素，物理學對技術發(fā)展的作用滲透在技術形成的全過程中，我們可以用下面的示意圖表示。
1.物理學為技術原理的形成提供了依據
所有在生產中發(fā)展起來的技術都是依據一定的理論的，其中許多技術都是以物理學的理論為基礎的，如火箭技術是以力學原理（牛頓運動定律、動量守恒定律等）為基礎，無線電通訊技術是以電磁學理論（麥克斯韋方程、歐姆定律等）為基礎，激光技術以原子物理學和光學（受激輻射原理、光的干涉原理等）為基礎，熱工技術以熱力學原理（熱力學第一定律、熱力學第二定律等）為基礎，1785年建立庫侖定律，中間經過伏打、奧斯特、安培等人的努力，直到1831年法拉第發(fā)明電磁感應定律，導致此后半個多世紀，各種交、直流發(fā)電機、電動機和電報機的研究應運而生，從上個世紀之交放射性的發(fā)現，經過近半個世紀原子物理、核物理的研究，40年代物理學使人類掌握了核能的奧秘，把人類社會帶進了“原子時代”。今天核技術的應用遠不止于為社會提供長久可靠的能源，放射性與核磁共振在醫(yī)學上的診斷與治療作用，已為人所共知。這個成果是和盧瑟福、玻爾、愛因斯坦、居里夫人和她的女婿和女兒約里奧-居里夫婦、海森伯、費米、哈恩等一大串光輝的名字分不開的。20世紀科學技術給人類社會帶來的最大的沖擊，莫過于以現代計算機為基礎發(fā)展起來的信息技術。號稱“信息時代”的到來被譽為“第二次產業(yè)革命”。的確，計算機給人類社會帶來如此廣泛而深刻的變化，是二三十年前任何有遠見的科學家都不可能預見到的�，F代計算機的硬件核心是半導體集成電路，PN結是基礎。半個多世紀前，巴丁、肖克萊、布賴頓等三位物理學家發(fā)明了晶體管，標志著信息時代的誕生。從我們物理學家的眼光看來，這個嬰兒在娘胎里至少孕育了20年。這就是說，20年代建立量子力學之后，物理學家發(fā)展了費米-狄拉克統(tǒng)計、能帶論，從此有了電子和空穴的概念。爾后用摻雜的辦法產生了N型和P型的半導體，這才為晶體管的發(fā)明打下基礎。以上成果又是和一連串物理學家光輝的名字??薛定諤、海森伯、狄拉克、泡利、布洛赫、索末菲等聯系在一起的。自從40年代末晶體管問世以來，60年代制成了集成電路，從70年代后期起，發(fā)展成為大規(guī)模集成電路，而后是超大規(guī)模集成電路，集成度以每10年1000倍的速度增長著。今天我國發(fā)展高技術的關鍵在于新材料、新工藝。殊不知，微電子加工和分析手段本身，如離子注入、激光退火、盧瑟福背景散射譜、俄歇電子譜、X射線發(fā)光光譜、二次發(fā)射離子質譜，以及高分辨的電子刻蝕、同步輻射光刻，哪一樣不是從物理學各分支的實驗室里移植到工業(yè)上去的！20世紀高科技發(fā)展的事實證明，重大的創(chuàng)造來源于新的物理思想。
總之，從物理學和技術的發(fā)展史來看，每個新的物理效應的發(fā)現，每個新的物理規(guī)律的得出，都會形成新的技術原理。物理學的基本原理對技術的發(fā)展提供了堅實的基礎，為技術原理的形成提供了依據，物理學的原理潛在的社會效益對文明的貢獻大部分是通過技術在實際中的應用來實現的，使物理與生活緊密聯系了起來。
2.物理學為技術方案的選擇提供了基礎
物理學不僅為技術原理的形成提供了依據，還直接影響了技術方案的選擇和技術實現的方向。如電磁感應定律的發(fā)現為研制發(fā)電機提供了技術原理，但應用這一原理去制造出滿足實際需要的發(fā)電機卻存在著多種方案，發(fā)電機的磁場可以用永磁體、永磁體組合、它激式電磁鐵、自激式電磁鐵；而發(fā)電機的電樞的形狀可以用圓筒形、雙T形、齒形、環(huán)形、鼓形等等。經過了近50年的探索，最后終于采取了鼓形電樞的自激式電磁鐵，在這一技術方案的選擇過程中，電流的磁效應、電磁感應、磁滯和剩磁理論等電磁學的理論起到了指導的作用。
3.物理學為技術方案的實施提供了條件
一種技術的方案確定后，下一個問題就是如何實施了，顯然，在實施過程中還會遇到大量的問題，如在設計原子反應堆的技術方案確定后，在建造和運轉原子反應堆的具體過程中，還要考慮核原料的提純、臨界體積的確定、減速劑的選用、鈾钚轉化循環(huán)的實現、冷卻和熱交換器的設計、放射性的防護和監(jiān)測、核廢料的處理等問題，在解決所有這些問題的過程中，物理學同樣起著不可缺少的作用，這些問題的解決也都需要借助于物理學的理論和方法（當然，也會用到其他的科學知識）。
4、技術應用不斷為物理學提出新的問題，促進物理學的發(fā)展
17世紀末葉發(fā)明了巴本鍋和蒸氣泵，18世紀末技術工人瓦特給蒸汽機增添了冷凝器、發(fā)明了活塞閥、飛輪、離心節(jié)速器等.完善了蒸汽機使之真正成為動力其后，蒸汽機被應用于紡織、輪船、火車，那時的熱機效率只有5%--8%.1824年工程師卡諾提出他的著名定理，為提高熱機效率提供了理論依據.到20世紀蒸汽機效率達到15%，內燃機達到40%，燃氣渦輪機達到50%.19世紀中葉科學家邁耶、亥姆霍茲、焦耳確立了能量守恒定律，物理學家開爾文、克勞修斯建立了熱力學第一、二定律.這里的模式是技術向物理提出了問題，促使物理發(fā)展了理論，反過來提高了技術，也稱技術、物理、技為術的模式。
�。ǘ┪锢斫逃c科學、技術、社會（STS）的融合
科學、技術、社會與物理教育的融合是物理教育的理念之一。在國外，學者們對STS有廣義與狹義兩種理解。在廣義的理解中，STS體現為一個學科群，是科學史、科學哲學等等（還包括技術史、技術哲學、科學社會學、技術社會學、科技政策研究等）學科對科學、技術與社會的相互關系的研究的總稱。在狹義的理解中，STS則是以傳統(tǒng)的科學史、科學哲學、技術哲學等學科為基礎，在更高的水平上進行理論綜合，而形成的融合了上述傳統(tǒng)學科之基本內容的一門新興的交叉學科，它追求對科學、技術與社會之相互關系的新理解�？茖W、技術與社會”（STS）的思想與基礎科學教育的融合，是從系統(tǒng)論的角度看待科學、技術與社會之間相互關系的一種理論和行為指導思想，并將這一理論和行為的指導思想運用到物理教育實踐當中，包括將物理、技術社會作為一門課程，作為一種教學思想方法，作為一種教學活動，在物理、技術和人文之間架起一座溝通的橋梁。
如前所述，物理與技術相互促進，技術推動社會生產力的發(fā)展與人們生活水平的提高�？萍及l(fā)展引起了許多新的問題，如是否應該發(fā)展核能，是否應該謹慎地加以限制基因工程的研究，應怎樣控制世界人口，怎樣控制非再生能源的消耗，怎樣避免戰(zhàn)爭、環(huán)境污染，又怎樣防止或消除等等。倘若國家中社會和科學技術明顯分離，自然科學和人文科學相互脫節(jié)，而自然科學又占統(tǒng)治地位，技術的非理性將給社會帶來嚴重后果。
因此當代科學技術的發(fā)展對教育的內容、方法、觀念及人才的培養(yǎng)都提出了新的要求，實際上，現代的社會需要更多的是有現代觀念、有一定專長、也了解其他領域知識的通才�？茖W技術越專業(yè)化，越可能使得人們沉迷于技術的發(fā)展中，而只看到很窄的方面，甚至忽視了科技發(fā)展可能帶來的負面影響。STS教育正是在出現了以上問題的情況下才逐漸形成的，它可以從根本上改變傳統(tǒng)教育的不足。使學生在更寬的視野中（比如歷史的、哲學的、社會的、倫理的，等等）理解科學的本質、科學技術發(fā)展的規(guī)律、科學的方法、科學的思想、科學技術和社會之間怎樣相互影響、相互促進等等。
在課程改革以前，我國的物理課程在知識系統(tǒng)上，深度上不亞于世界上任何其他國家。但單從一個維度上設計課程是不可取的，從知識建構的社會性來看，不利于學生全面理解物理概念原理和科學的性質，不利于培養(yǎng)社會廣泛需要的具有較高科技素質的，具有正確的科學價值觀的勞動大軍，事實說明我們培養(yǎng)的學生的科技素養(yǎng)并不是世界一流的。
首頁上一頁12下一頁末頁共2頁
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/538450.html
相關閱讀：人體帶靜電現象的實驗