科学家的理论实验研究论文

中国科学家与诺贝尔科学奖中国人所曾有的一切—对自然界的兴趣、受控实验、对经验的归纳、日月食预测及历法推算，都不是充足的。显然，只有商业文化才能做到农耕官僚文明做不到的事—使数学和自然知识这些以前分开的学科达到融合的程度。 ——李约瑟《李约瑟文集》诺贝尔科学奖是诺贝尔物理学奖、化学奖和生理或医学奖的总称。和平年代，人类在体力与智力两个方面进行的大角逐中，最引人关注的莫过于奥运会金牌的争夺战和诺贝尔科学奖的颁发。1984年，当奥运会进行到第79个年头，也就是新中国成立后的第35年，中国在洛杉矶奥运会上实现了金牌零的突破。现在，诺贝尔奖已经走过了100年历程，新中国科学界已奋斗了50年，可是中国仍与诺贝尔科学奖无缘。没有人认为，唯有获得诺贝尔奖才是科学家追求的最终目标和从事科学研究目的，才是国家科学追求的最高目标。但获得诺贝尔奖是一种标志，是一个国家鼓励原始创新、在科学发现中处于领先地位的标志。因为诺贝尔奖所奖励的原始性创新科技，对人类整个文明、社会进步都起了重大作用。例如，这些得奖科学家在信息技术、量子力学、半导体等方面的原始性创新发现，把我们的社会带入了信息社会。按公布的国籍统计，诺贝尔奖获得者已分布到近50个国家。一个拥有12亿人口的大国却不能占有一席之地，我们该作何感想。表1～3列出了获得诺贝尔前10名的国家[1 class=f9pt>。获奖前10名的国家或者是科技、经济发达的国家如美国、英国和德国，或者是具有创新文化传统的国家如丹麦。表1、1901～2000年获得诺贝尔物理学奖人数前10位的国家排序位次 1 2 3 4 5 7 9 国家（人数）美国（72）德国（21）英国（19）法国（10）原苏联（8）、荷兰（8）瑞典（4）、瑞士（4）丹麦（3）、日本（3）、奥地利（3）表2、1901～2000年获得诺贝尔化学学奖人数前10位的国家排序位次 1 2 3 4 5 6 7 9 国家（人数）美国（46）德国（26）英国（24）法国（7）瑞士（5）瑞典（4）荷兰（3）、加拿大（3）日本（2）、意大利（2）表3、1901～2000年获得诺贝尔生理医学奖人数前10位的国家排序位次 1 2 3 4 6 8 国家（人数）美国（82）英国（22）德国（17）法国（7）、瑞典（7）瑞士（6）、丹麦（6）荷兰（3）、澳大利亚（3）、比利时（3）、奥地利（3） 1、华人科学家六次折桂中国未能获奖，但海外华人科学家却梅开六度获此殊荣。杨振宁，1949年与费米教授一起提出基本粒子的结构模型即费米—杨模型，1954年与李政道合作提出了宇称不守恒定律，1957年与李政道同获诺贝尔物理学奖。李政道，1956年与杨振宁合作提出了宇称不守恒定律。1957年与杨振宁携手走上诺贝尔奖台，当时年仅31岁，成为诺贝尔奖历史上次年轻的4位得主之一。丁肇中，1974年8月发现一个新粒子即“J粒子”。1976年与斯坦福大学的里克特（）教授分享诺贝尔物理学奖。李远哲，1986年因在化学动态学的交叉分子束法研究的成就与哈佛大学赫希巴奇（）、加拿大多伦多大学波利亚尼()教授同获诺贝尔化学奖。朱棣文，1997年与美国标准与技术研究所的菲利普斯()和法国学者科昂·塔努吉()共同获得诺贝尔物理学奖，他们因开发了超低温冷冻气体方法而获奖。 1998年，崔琦因发现分数量子霍尔现象荣获诺贝尔物理学奖。2、美籍华人科学家几度被遗漏尽管诺贝尔科学奖被认为是最公正和公平的，但仍不时传出争议。诺贝尔科学奖的争议热点多在一些已获奖成果的被遗漏者上，因为本世纪伟大的科学家基本上都榜上有名。在华人角逐诺贝尔奖的比赛中，除上面6位华人获奖者外，还有3位美籍华人被公认是遗憾的“被疏漏者”。美籍华裔科学家李政道、杨振宁首先对物理学的经典理论——宇称守衡定律提出了质疑，并从理论上推导出了推翻这一定律的相反定律——宇称不守衡，认为至少在基本粒子弱相互作用的领域内是不守衡的。但理论总是灰色的，至多不过是一种假说，还得由事实来说话。用实验来证明这一理论的是旅美华人女物理学家吴健雄，这一成果轰动了全球。但是在1957年的诺贝尔获奖者中却只有李政道、杨振宁，没有吴健雄。 1987年，物理学奖授予“在发现陶瓷材料的超导性方面的重大突破”的两位合作者——德国的乔治·贝诺兹和瑞士的亚历山大·缪勒，而美籍华人朱经武却被评奖机构因科学以外的原因忽视了。贝诺兹和缪勒是超导现象的最初突破者，于1986年初发现了绝对温度30K的超导陶瓷材料，使传统的超导理论受到严重冲击；1986年底朱经武领导的研究小组却合成了绝对温度90K以上的超导陶瓷材料，则给了传统理论致命一击。许多人都认为朱经武至少应成为第三得主，但公布名单时朱经武却名落孙山。可能的原因是，在朱经武发表消息的前后，另有一中国小组和一日本小组公布了类似的结果，评奖机构为避免国家荣誉纠纷，只好忍痛割爱，朱经武遂成为不幸的被遗漏者。 1993年10月，美英两生物化学家罗伯兹()和夏普()由于发现分离基因的卓越贡献获诺贝尔医学奖。10月底，美籍生物化学家周芷夫妇致信瑞典皇家科学院，说明分离基因是自己首先发现的，引发一场“分离基因发现权”的争议。因为当年在纽约冷泉港实验室，周芷夫妇主持电子显微镜分析小组，罗伯兹主持核糖酸的剪接实验。罗伯兹的获奖论文刊登在《细胞》杂志上，论文作者中周芷的工作无人能取代，但结果却未能改变，周芷被诺贝尔评奖机构挡在了领奖台之外。3、中国科学家痛失的几次获奖机会中国科学家具有诺贝尔奖水平的研究甚至可追溯到建国前。 1923年美国科学家康普顿提出X射线量子散射理论，1924年与中国科学家吴有训合写论文。1926年吴有训发表《在康普效应中变线与不变线的强度比率》等论文，进一步证明了康普顿效应。康普顿因此获取1927年诺贝尔物理学奖，而物理学史上的“康－吴效应”的吴有训却与诺贝尔奖无缘。 1930年，美国科学家狄拉克根据量子力学的研究结果预言了反物质的存在。同年，赵忠尧(后为新中国高能物理所奠基人之一)发表《硬γ射线在物质中的吸收系数》和《硬γ射线的散射》等论文，发现了γ射线通过量子物质时的“反常吸收”，即正负电子对湮灭现象。他当时的研究居于国际领先地位。由于种种原因，赵忠尧在这一领域的研究中断了，而继续研究的日本学者后来获得了诺贝尔奖。 1946至1947年，钱三强与何泽慧夫妇合作发现铀核裂变的三分裂现象。在约里奥.居里夫妇的指导下，钱三强写出长篇论文，在实验和理论两个方面，有理有据地对原子核三分裂现象作了全面详细的介绍。但他的发现直到60年代才被大量重复实验进一步证实。 1941年王淦昌设想出用观察原子K俘获过程中的核反冲方法来验证中微子存在的实验方案并写成论文，投寄到美国的《物理学评论》杂志，于1942年1月发表。同年美国科学家艾伦根据王淦昌的设想，在实验室里证实了中微子的存在。后来美国科学家莱因斯()在王淦昌设想的启发下，用核反应堆做实验比较精确地测定出中微子物质的存在，并因此与别人分享了1995年的诺贝尔物理奖，而实验的最初设计者王淦昌却被遗忘。1960年王淦昌在前苏联杜布拉国家原子能研究所工作的时候，发现了一个新的带负电超子 “反西格马负超子”。当时这是世界上第一个在实验室发现的带负电的超子，这一发现至今仍被列为杜布拉国家原子能研究所建所以来最重要的发现之一。可惜随着中苏两国关系的恶化，王淦昌再次失去了一次冲击诺贝尔奖的机会。新中国至少有一次能获诺贝尔医学奖，也是中国科学家最有希望的一次，那是因为1965年中国在世界上首次人工合成牛胰岛素。 1965年9月17日，经过7年的刻苦拼搏和协作攻关，完成了结晶牛胰岛素的人工合成。其结构、生物活力、理化性质、结晶形状等都和天然的牛胰岛素完全一样，成为世界上第一个人工合成的蛋白质。首次人工合成有生命活力的结晶蛋白质，使人类在认识生命的奥秘的道路上又迈进了一步。自然，世界不会忽略中国科学家的贡献，70年代起开始有人提名为牛胰岛素研制者得诺贝尔医学奖。因为胰岛素的合成涉及的单位和人较多，国内为上报名单争论得相当厉害。最后，达成了一个令人啼笑皆非的一致意见：“要上一块上，要不都别上”。结果报给诺贝尔主次机构的名单达14人之多(转载者注：这种说法有异议，据亲历此事的人士撰文说明：我国最终申报拟请奖人仅为钮经义研究员一人，但很可惜未能获奖)。诺贝尔的评奖原则是只奖给作出主要贡献的两三个人，最多不超过3人。可是当时中国讲集体主义，不能突出个人，诺贝尔评奖机构又无法确定谁是真正的主持研制人，虽到80年代初还有人为中国提名，因为中国的科研制度问题，也因为诺贝尔奖评选规则，但我们最终痛失了机会。机会失去了，就没有再来。4、可惜不能给针灸发奖中国人在美国能获奖在大陆本土的科学家却与诺贝尔奖无缘，颇有点“橘生淮南则为枳”的感觉，值得我们深思。一些中国人有酸葡萄心理：开始认为诺贝尔奖是资产阶级的东西，我们不稀罕；后来想得却又得不到，便抱怨人家有偏见。无可否认的是，任何一个奖项的评选都会有瑕疵，如在长长的获奖者名单中，没有化学元素周期律的发现者门捷列夫、化学热力学创立者之一的吉布斯、开尔文温标创立者威廉汤姆生、口服避孕药发明者杰拉西等伟大的科学家。所以，这并表明诺贝尔评奖机构对中国有偏见，因为诺贝尔奖只对个人，不对国家和民族，否则就无法解释一直受欧洲人排斥的犹太人会有那么多获奖者，也不能解释为什么巴基斯坦、委内瑞拉等国也有人获奖。中国在现代科学技术方面未获奖，便有中国人写信给医学奖的评奖机构卡罗林斯卡医学院，提议给中国的针灸术发奖。诚然，针灸术逐渐被全世界广泛接受，对世界的贡献丝毫也不亚于那些现代医学新发现，可惜的是，诺贝尔奖只奖给那些近几年的新成果新发现，这是诺贝尔奖不可动摇的评奖规则。倘若真有一天，中国科学家们弄清楚了针灸的原理并能用科学术语完美地表达，相信诺贝尔评奖者一定会慧眼识珠的。固然有不尽人意之处，但其权威性无可质疑，这就是诺贝尔科学奖。在它的面前，没有大国小国之分，没有肤色人种之分，只能用成就说话。5、不能获奖的原因关于中国科学家为什么不能获奖，根本一点是科学水平没有达到应有的高度。因此，分析为什么没能获奖，实质上是分析为什么我国的基础研究水平比较低。赵红州[2 class=f9pt>、胡乐真[3 class=f9pt>等人最先做过分析。赵红州认为出我国与诺贝尔科学奖无缘的4点原因：其一、科学知识积累不够；其二、科学研究时间不足；其三、缺乏科学家群落；其四、缺乏科学人才识别和遴选机制。在科学知识积累上，我国近代科学技术，由于历史的原因，远远落后于西方。解放40余年来，我国在大科学事业上有了长足的进步。但是，我国基础科学仍然与世界先进水平相距甚远，尤其是基础科学知识积累不够。对美国（1901～19722年间）诺贝尔科学奖获得者的调查表明，科学的接代连续性乃是诺贝尔人才成功的重要因素，这就是说，知识的积累不仅与前人的劳动有关，而且还与两代人之间的智力接力有密切的关系。孕育一个诺贝尔科学奖获得者，至少要有三代人的知识积累方能见效。这其中包括教育、科研环境，尤其是家庭教育的奠基作用。“知识遗传”因素的影响，更主要地体现在他们对前辈的治学态度、研究方法以及思维习惯的潜移默化的继承上。而我国在这方面明显不足。对中、老年两代中科院院士的抽样估测结果显示，他们出身于专业世家的平均不足39％，而其下一代继续从事高层次科学研究的则不足10％。在科研时间上，美国科学家人数虽然不足100万，但却是全时科学家人数。而前苏联的科学家人数号称100多万人，但时间没全用在科研上，折合成全时科学家也只有几十万人。据调查，我国六七十年代科学家每周工作时间为16小时，如果按全时科学家标准折算，科学家人数要减半。那种一会儿开会、一会儿学习、一会儿其他活动的非全时的科学劳动，对科研的损害显而易见。关于缺乏科学家群落和科学人才识别和遴选机制问题，我国科学界上不具备诺贝尔人才的温床及其相应的科学家群落；中国也没有相应的遴选、培育和推荐诺贝尔人才的机制。胡乐真认为我国科学家不能获奖，也有体制方面的原因。①我国的科学研究在相当长的一段时间里处于封闭与半封闭的状态，缺乏国际间的交流与合作。即使在国内，各部门各地区之间，也依然处于条块分割各自为战的封闭状态。②在相对长的一段时间里，科技人员的社会地位地下，收入微薄，处境艰难。本来为提高科技人员待遇的职称评定，也往往被各级官员捷足先登，结果不仅使在职的科研人员感到寒心，也造成大量科技精英外流。③中国存在比较严重的“论资排辈”倾向，青年科学家难于脱颖而出。例如，重大项目一般都由资深甚至年迈的科学家主持，在职务评定、工资级别上，即使是有才干的青年科技人员也必须耐心等待，结果是在极富创造力的最佳年龄阶段得不到施展才华的机会。④在机构建制上，基本上是官办科研机构一统天下。按其所从事的RD活动的层次，不论基础研究、应用研究和技术开发，按其所从事活动的领域，不论公共领域或者市场领域，都由政府兴办或政府出资支持。⑤在科技发展战略上，在过去相当长的一段时间里，脱离我国国情片面只求全面发展，其结果是面面俱到，平分兵力，重点不突出，有限的人才、资源得不到合理使用。6、美国为什么垄断了诺贝尔奖自1985年到2000年，15年里共有33名科学家获诺贝尔化学奖，其中20人是美国人或其主要科研工作是在美国做的；获得诺贝尔生理学或医学奖的34人中有23名美国人；37名诺贝尔物理奖得主中有23人是美国公民或在美国居住；24名获得诺贝尔经济学奖的学者中有17名是美国人，美国人似乎垄断了诺贝尔奖。美国人为什么会成为诺贝尔奖的得奖大户？一些美国科学家认为，是美国“万能的金钱”和“鼓励创造性和具有挑战性的构想”造就了这一现象。美国政府署全力支持并向各科研单位投入巨资用于基础科学的研究工作。在2001年度财政预算草案中，联邦研究和开发经费高达853亿美元，其中约50%用于基础科研；企业也高度重视科学研究，在资金方面对科研项目给予了大力资助。美国自然科学基金会资助了许多最杰出、最有成就的科研单位或科学家，充足的资金成了这些科学家成功的强大动力。据统计，由于美国国家科学基金会的大力资助，有78名科学家荣获了诺贝尔奖，2000年获诺贝尔奖的8名美国人中就有4人获得过这个基金会的直接资助。此外，由于美国经济发达，科研条件优越，竞争环境好，吸引了世界各国的精英，来自各国的移民学生提高了美国大学的水平。这些外国精英在垄断诺贝尔奖中成了一股举足轻重的力量。虽然美国的小学和中学水平在世界上排名落后于斯堪的纳维亚国家以及瑞士、法国和德国，但美国的大学教育更多地提倡独立思考和主动精神。因为科学研究不是局限于旧的模式或传统，而总是处于前沿，所以鼓励创造性和具有挑战性的构想也是美国科学家屡屡获得诺贝尔奖的一个重要原因。7、怎样才能获得诺贝尔奖：10大标准条件中国科学院院长、中国科学院院士路甬祥分析了百年来诺贝尔获奖情况后，提出了10个讨论的问题，可以算作是对诺贝尔获奖者的一个评价[4 class=f9pt>，可以称为中国科学家要获得诺贝尔奖的“10达标准条件”。 ①自然科学的重大理论突破，需要善于发现已有理论与实际的矛盾，需要勇于挑战传统理论的自信与勇气；重大理论的创建和形成，往往经历长时间的争论以至非难，在得到反复验证后才被承认。 ②原始性重大发现多源于对实验事实敏锐的观察和独具创意的实验。 ③新的科学仪器和装置的发明，往往打开一扇新的科学之门。 ④重大科学发现和技术与方法的发明，往往对人类健康、社会与经济的进步产生巨大的推动作用和深远的影响。 ⑤良好的科学基础和前沿性、交叉性的研究也可能偶发重大的科学发现，偶然中寓必然。 ⑥数学与计算机工具创造性的应用，也可能带来自然科学、工程技术、经济与管理科学方法与理论的突破。 ⑦对已有知识的科学整理与发掘，也可能有新的重大发现与理论创新。 ⑧良好的创新氛围和高水平的创新基地是产生高水平的创新成果的温床。 ⑨创新意识、原始性创新思想与创新战略比经费与设备更具有决定意义。 ⑩科技创新突破及其推广应用，需要相应的创新体制和科学管理机制作为保证。8、还要等待多少年我国重大科技创新产生的外部条件正在逐步形成：①国家加强了科研经费的投入；②对科技已产生重大的社会需求；③正在大力进行优秀人才的培养、选拔、吸引和集聚；④实行开放政策，保持了稳定的政治局面；⑤开始形成尊重知识和尊重科学的社会环境；⑥提倡创新，开始建立全国科技创新体系。最关键的是，中国的年轻科学家的成长环境正在得到改善。中科院的“百人计划”旨在培养跨世纪学术带头人；人事部组织的“百千万人才工程”推动着年轻科学家的成长；国家攀登计划、国家自然科学基金的实施使中国基础科学的研究得到保障，“863计划”的开展则力图使我国在高科技领域有一席之地；大量出国留学人员的回归和日益增加的国际科技交流将使中国科学家在某些前沿科研领域与国外科学家处于同一起跑线上；“科教兴国”战略的展开正在为我国的科学腾飞建立良好的社会氛围。关于中国何时能够获奖的问题，杨振宁先生做过估计。他说：“我觉得20年之内，一定会有中国本土出来的诺贝尔奖级的工作。假如经济增长快，还不止一个，而是好些个。因为中国的经济增长很快，而且中国领导人对科技发展的速度有很殷切的要求，对研究工作的投资也有大幅度的增长。”[5 class=f9pt> 一个科学波动周期大约为35年，任何一个科研体制不存在严重缺陷的国家，很可能在此段时间内获得科学技术研究的重大突破。按此推断假如从1978年“科学的春天”算起，到2012年便是35年。那么，我们最多再等15年。中国大陆不乏科学精英，诺贝尔奖零的突破理应能够实现。这不是一个大胆和乐观的预测，我们期盼着中国获诺贝尔科学奖的那一年提前到来。9、中国需要该做些什么：10大行动纲领原中国科学院院长、我国著名的科学家周光召在一篇文章里比较详细地介绍我国产生重大的科学发现的条件和对策[6 class=f9pt>，可以称为我国要获得诺贝尔奖的“10大行动纲领”。 ①正视产生重大科学发现的困难。重大科学发现一般是在学科交叉的生长点上出现，而不是按照常规计划，在可预见结果的情况下进行实验和逻辑推理就能得到的。因为计划只能在原有的科学原理框架内制订，科学家个人又受到知识面狭窄和学科传统观念的限制，多数人很难有观念上的突破。这种局限和困难必须努力克服。 ②充分认识科学发现的偶然性和必然性。通常在科研探索过程中要出现多次的失败，但在失败中可能发生偶然出现的现象，其中包含启发新思想的萌芽。只有不怕失败，观察敏锐的人才能在单调重复的试探中注意到新的现象或思想的萌芽，并将其发展下去。而科学发现的时机一旦成熟，发现就成为必然；至于由哪一位科学家发现则是偶然的。历史已经证明，只有那些及时抓住机遇的科学家才能成为最初的发现人。 ③有创新力的科学家必备的素质。例如，包袱少，失败后不怕人笑话，对新事物非常敏感，有强烈的好奇心，不受原有思维方式和原有理论的束缚，敢想敢干；身体相对健康，精力充沛，工作非常努力；受各种社会和家庭事务的干扰，脑子高度集中，日夜处于创新的临界状态，从而容易作出重要的成果。 ④自信、善于学习和做好战略选择是有所发现的基本条件。要有严格的科学态度，掌握先进的科学方法，在此基础上建立起充分的自信。自信不足，不敢碰难问题，仅仅满足于跟踪模仿，是巨大的思想障碍。要善于学习，既能站在巨人的肩膀上前进，又不盲从权威人士的意见。要从自身的实际条件出发，做好课题方向的战略性选择。要扬长避短，着力发现学科的新生长点和突破点，集中力量，坚持不懈，才有收获。在这方面，有经验的学科带头人会起到重要的作用。 ⑤要形成创新的学术集体和良好的科学生态环境。要在开放流动的环境下建立能不断创新的学术集体；要有追求真理、实事求是、崇尚科研道德的精神。科研人员来往要频繁，学术争论气氛要热烈。通过各种学术观点的激烈交锋、单个学科的深入开拓、不同学科的交叉融合，才能形成良好的科学生态环境，实现科学系统的协同进化，科学家个人也才能在这个环境中激发出创造力和新思维。 ⑥充分发挥哲学和科学方法论的作用。当前，科学前沿研究的对象多是复杂的系统，很多对象具有无穷多自由度，过去常用的科学方法和思维方式很可能不够需要，必须进一步发展才能处理复杂系统。因此，要加强对哲学的研讨，加强科学方法论、数学及计算方法的研究。另外，观测仪器是发现新现象的先导，要重视新仪器的研制和实验手段的开发。 ⑦攀登顶峰永不停歇，处于逆境更应奋进。许多人在还没有建树时，渴望得到社会的承认、得到社会稳定的职业和社会地位，有一股拼劲；但一旦拿到永久职位和职称，就不再努力，缺少内在的动力去攀登科学的顶峰。显然，条件过于优越，可能使人懈怠，而逆境却常能促使人奋发图强。现在还没有得到社会承认、没有列入重点支持的科技工作者不要灰心，很可能将来出现重大创新的部分科学家是那些身在内地、没有得到国家重大资助的科学家。 ⑧青年要成为科研的主力军。青年最有条件具备上面所说的素质和条件，因而可能最有创新的活力。青年要想有所发现，就必须刻苦学习和锻炼。科学研究没有捷径可走，尝试、失败；再尝试、再失败，只有经过千锤百炼，直到最后才可能取得成功。只有从心理、身体、知识和能力诸方面做好准备的青年，才能抓住难得的机遇，实现理想，作出重大的科学发现。 ⑨搞好老中青三结合，发挥中年科技工作者的骨干作用。一个好的科研集体中，老、中、青科学家各有各的作用，他们互相支持、共同协作，才能形成思想活跃、干劲十足、经验得到继承、技术不断发展、科研方向始终处于前沿的集体。当前，在着力培养和选拔年轻科技人员的同时，要充分发挥中年科技工作者的骨干作用和老年科技工作者的指导作用。有造诣的中年科学家已经得到社会的承认，承担了许多重要科研项目的领导任务，是多数科研课题的负责人。在没有经过识别，也没有更好识别机制的情况下，社会应当也只能将这些职责主要交给中年的一代，而不会交给品质和能力尚未充分显现的青年。 ⑩尊重和发挥老师的作用。很多时候年青人作出的工作还不完善，需要有经验的科学家给以指导和加工。如量子力学的完整理论是在海森堡的老师玻恩带领下完成的。年青人的才华常常要由有经验的科学家来识别，给以培养和鼓励，才能得到发挥的机会。一个成功的年青科学家身后必定都有一些值得称道的老师。很多科学大师，如玻尔、波恩、布拉格、费米等在他们生命的后期都带出了一大批杰出的青年科学家。注： 1、表中统计数据引自睢平“关于基础科学与基础科学人才培养的思考”，中国科技论坛，2001（3）。 2、赵红州，中国且莫忘了诺贝尔奖，中国科技论坛，1995（4），p45～48 3、胡乐真，中国科技论坛，也谈中国何以与诺贝尔奖无缘，1995（6），p28～29 4、路甬祥，从诺贝尔自然科学奖于20世纪重大科学成就看科技原始创新的规律，2001科学发展报告，中国科学院，科学出版社，2001。 5、薛冬、刘振坤，中国李诺贝尔奖仅一步之遥，光明日报（2000年8月7日） 6、周光召，历史的启迪和重大科学发现产生的条件，科研管理，2000(01)

一百年以前，爱因斯坦写下了五篇科学史上著名的论文，他们是关于光的产生和转化的一个启发性观点。这篇论文讨论了光量子及光电效应。第二篇是分子大小的新测定，推导出分子计算速度的计算公式。第三篇是热的分子运动论，所要求静止一体中圆副小分子的运动，提出了原子确实存在的证明。第四篇是论动体的变动力学，提出了时空关系的新理论，正是因为这篇论文，拉开了近代物理学的序幕。第五篇是物体的惯性是否决定其内能，根据狭义相对论提出了质量与能量可互换的思想，这应该是原子能释放的理论基础。以量子论和相对论为基础的近代物理学革命，将科学引入到了一个新的时代，人类认知的初期伸向了广袤的宇宙，伸向了遥远的宇宙起源之初，伸向人类未曾了解过的微观物质层面，伸向了生命领域跟神经、脑等认知器官的领域。近代物理学革命，在以后的岁月里，还引发了生命科学的革命，这一切都改变了人类的物质观、时空观、生命观和宇宙观。近代物理学革命，它催生出了核能、半导体、激光、新材料和超导技术等，促进了一批新技术的飞速发展，并且籍此而改变了人类现代的生产与生活方式，将人类推进到了一个知识经济的新时代。现在来看看他们的成就究竟给我们带来一些什么启示呢？第一、是实验和理论之间的矛盾，催生了新的科学概念。当时一些物理现象的发现，新物理现象的发现，以及预示了经典物理学解释的局限性。比如热辐射现象的新的实验观测对当时的经典物理学理论提出了置疑，麦克斯伟电磁场理论虽然能够比较好的解释电磁波以及光的传播，但是对于热辐射它的辐射跟吸收无能为力。而热辐射研究又引发了一系列物理学新的发现,成为了量子论诞生的逻辑起点，作为能量的量子概念诞生它是在1900年，普郎克最早提出的，他的推广导致描述微观粒子运动的量子力学在1920年以后逐步完善，大概25、26年左右，并且进而与狭义相对论结合，发展出描述微观粒子产生跟奥秘的量子场论。量子场论的发展，也经历了经典量子场论，规范量子场论，分别是对称的跟不对称的，和超对称量子场论这三个发展阶段，量子场论不仅揭开了人们肉眼看不见的微观物质世界的规律，也加深了人类对宇宙演化的理解，更新了人们认识客观世界的方式，并且也带来了一系列重大的技术方面的突破。所以从这点可以看到，科学归根到底是证实知识体系，一旦理论与严密的实验结果出现了不一致，无论这种理论权威性如何，无论这种理论曾经得到多少人，多少年的信奉，作为一名科学家，都有理由去质疑这个理论本身，并且努力去完善它，或者创造新的理论去替代它。科学探索的最终结果是对发现的自然现象做出精确的理论解释，而做出理论解释，不仅需要有严谨的科学态度，理性的质疑精神，更需要深邃的思考能力和缜密的分析能力，以及理论思维的能力。我们前面看到的这些科学家，他们不光注重实验，而且注重理性的思维，而且注重运用数学的工具来进行科学的概括。这是第一点。第二、重大的科学突破往往始于凝练出重要的科学问题。提出问题，可能比解决问题来的更重要。问题提出了，即便你提出问题的人在有生之年没有能解决，其他的科学家或者我们的子孙后代，总有一天会解决这个问题。所以凝练科学目标，凝练科学问题，在当代现代更加的重要。如果你提不出科学问题，你就没有明确的工作目标。爱因斯坦提出的相对论，就是一种崭新的时空观。相对论的关键科学问题，是在于同时的相对性。相对论合理地解释了时空相互之间的联系，时空空间与物质分布相联系，物质和能量相联系，根本改造了牛顿以来经典的物理学知识体系，不仅与量子力学一起构成了20世纪物理学发展的基础，而且把人类对于自然的认识提升到了一个全新的水平，深刻的影响了人们以后的思维方式以及世界观。第三、给我们的启示，我认为是科学的想象力需要严谨的实验证据支持。前面讲到了提出科学问题很重要，要勇于挑战已有的科学理论，勇敢的提出质疑，但是这种质疑绝不是胡思乱想，绝不是毫无根据的，狂妄的去挑战已有的真理，而是需要严谨的实验作为依据。1917年荷兰著名的天文学家德西特，1922年俄国数学家副里德曼以及1927年比利时的物理学家勒每特先后提出了膨胀宇宙论，美国的天文学家哈玻，所观测到的红移定律等，红移现象等有力地支持了宇宙膨胀理论。俄国出身的美国物理学家加莫夫 1946年基于膨胀理论的基础上，根据引入合物理的知识，提出了宇宙大爆炸理论，认为宇宙的起源是温度和密度接近无穷大的原始火球爆炸而产生的。1964年，美国两位电讯工程师彭齐亚跟威尔逊在研究卫星的电波通信的时候，他们制作了一个非常灵敏的接收机，接收到了来自宇宙各方向强度都不变的背景微波辐射，这种微波辐射恰好相当于左右的遥远宇宙的黑体辐射，跟前面的预言是非常之接近的。这一表现被认为是证实了宇宙大爆炸学说的背景辐射的预言，随后大爆炸学说被广泛的接受，并且发展成为当代宇宙学的一个标准模型。第四、从物理学启示当中，一条重要的启示是物理学包括其他的自然科学，都需要数学语言。因为数学是对数与形的简捷的概括和优美的表达方式，所以物理的规律，往往用数学语言来表达。近代物理学的书写语言几乎都是数学，革命导师马克思曾经认为，只有当一门科学成功地运用数学才可以认为是成熟了的学科。但是现在马克思的这一结论，还需要在生命科学领域里边得到证实，因为生命科学尤其到了分子生物学这个阶段，目前还没有一个统一的、成熟的数学方程可以概括它的规律，也许人们还没有走到这一步。在20世纪，物理学与数学的紧密关系，远非其前三个世纪所能比，并且越来越显示出数学与物理的内在的一致性。可以认为，物理学不仅是数学家面临大量新的数学问题，而且某种意义上也能够引领着数学家朝着起先还梦想不到的地方前进。第五、新仪器的发明为当代科学打开了新的途径跟窗口在科学已经越来越依赖于研究手段的今天，实验手段的进步不仅可以有助于理论突破，甚至可以打开新的窗口，改变科学家的思路，开辟新的研究领域，任何轻视实验手段和方法的思想，都可能使科学处于停滞和陷于困境。这也是为什么在理论物理取得巨大成就的今天，人们还要耗费须资，去制造对撞机，去制造天文望远镜，去制造聚变实验装置，去制造一个又一个有巨大分辨率的电子计算机，核磁共振设备等等。第六个启示是物理学与生命科学之间相互作用。生命是物质的，所以物理学的发展也必定要涉及涵盖生命物质的规律的研究。物理学与其他自然科学交叉与相互作用，曾经产生并形成了科学物理学，生物物理学和心理物理学，天体物理学、地球物理学，大气物理学海洋物理学和空间物理学等诸多的交叉学科，这种交叉和相互作用最突出的表现还在于，20世纪的生命科学在物理学的基础上发生了革命性的变化，也就是DNA双螺旋结构的发现以及分子生物学的信息。 1970年基因重组开辟了基因技术工程应用的可能性，从而使人类看到了运用生物技术造福人类的广阔的前景。生命科学的这种革命性的变革正是物理学、化学和生物学等相互交叉的结果，在这个过程当中，物理学的概念与方法以及物理学家深入到生命科学领域进行探索，为此做出了重要的贡献。所以现在看来，学生命科学跟学物理之间，包括跟数学之间，没有不可跨越的鸿沟，许多有成就的生命科学家，有些就是来自于物理学、化学等其他领域。有许多原本学物理的科学家，他成名以后，兴趣转移到去参与生命科学的研究，量子力学的创立者薛定蛾，1944年写过《生命是什么》，这一书曾深刻影响了一批物理学家和生物学家的思想，促成了分子生物学诞生出了三个基本的学派，这就是比德尔代表的化学学派，德尔布吕克代表的信息学派，以及肯德鲁代表的结构学派。第七、社会需求的拉动以及科学与技术之间的相互作用是推动物理学近百年进步的根本原因。以纳米技术为基础新的工具将导致小于100纳米超微分子器件的诞生，这些分子器件可能具有更为主动和复杂的性能，能够帮助人类完成更为复杂的操作，或者精确的操作，基于分子装配的纳米技术，将能够对物质结构进行完全的事先的设计跟控制，使人类能够按照自然规律制备出超微的智能器件，半导体集成电路和纳米科技的发展表明，导致科技进步的动力不仅来源于科学家工程师的创造欲，而且来源于社会需求的拉动。物理学在为我们解释周边物质世界的同时，也为我们营造出了内容丰富、思维缜密，不断创新，妙趣无穷的理论方法和实验体系。20世纪的近代物理学革命与19到20世纪之交的物理学形势相关，那时物理学上空有两朵所谓乌云，竟使得一些物理学家惊呼出现了物理学危机。近代物理学革命不仅解决了两朵乌云导致的这场危机，而且把整个物理学自然科学都置于以量子论和相对论两大理论为支柱的现代物理学的基础之上。19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家曾经欢聚一堂，会上，有一位英国著名的物理学家汤姆生，回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩的只是一些修饰工作，同时他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思的讲，动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，第一朵乌云出现在光的波动理论上，第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦波兹曼理论上。这两朵乌云，现在被量子论跟相对论所驱散，虽然目前今天的物理学，诚然面临着一些重要的理论与实验问题亟待解决，比如类星体的能源问题，暗物质，暗能量和反物质的问题，爱因斯坦场方城的宇宙项问题等，中微子振荡问题，质子衰变问题等，但是到现在为止，物理学家还没有人像19世纪20世纪惊呼物理学的危机。相对论和量子论在科学各个领域的扩展与应用，虽然已经取得了很大成功，但科学永无止境，没有到非常完善的成动，看来一直作为精密科学典范的物理学还是魅力未减，作为其他经验科学基础的地位短时期还不会改变。现在我们的科学技术发展的重心开始向生命科学，向信息科学等倾斜，但是物理学依然是基础，数学依然是基础，是重要的工具，这一点并没有改变。物理学的巨大魅力还在于他从理论认识中，延伸出众多的技术原理，20世纪物理学为我们这个社会提供了四个主要的新技术的原理，这就是核能技术，半导体技术，包括大规模集成电路的技术，激光技术和超导技术。半导体技术，激光技术还衍生出网络技术，虽然在20世纪近代物理学革命以后，在约为3/4世纪的时间内，物理学并没有发生新的基础性的革命性的重大变革，物理学的进展主要还表现为对于相对论量子论的完善及推广应用上，但这并不意味着物理学的发展已经走到了尽头。当代科学发展的态势和社会对科学的迫切需要，将在很大程度上影响科学未来发展的方向及特征。一些传统科学将继续保持相当的独特性，物理科学作为整个自然科学发展的基础地位一时还不会动摇，但是科学的学科结构重心无疑将转移到生命领域。数学科学作为数与形的科学，其简洁精确优美的表述方式继续在子自然科学，应用技术与社会人文科学中得到更为广泛的利用。信息技术作为研究与知识信息交流，传播的技术手段，会随着自身发展及其与其他领域的结合不断进步，并通过广泛渗透促进社会各个领域的发展。各自然系统的研究以及自然科学人文社会科学之间的结合将成为跨学科研究的新的生长点，他们的发展和广泛运用，都将有力地推动学科间整合和交叉学科的诞生与繁荣。

在孟德尔之前，已先后有科尔罗伊德(J．G．Koelreuter，1733—1806)、奈特(T．A．Knight，1759-1838)、萨格莱特(A．Sageret，1763-1851)、盖特纳(C．F．V．Gartnor，1722-1850)和诺丁(C．Naudin，1815-1899)等科学家，至少持续了100年的植物杂交工作，但是都没有取得大的进展。 1856年，为了探究控制杂种形成和发育的规律，孟德尔在奥地利布隆(Brunn)(现属捷克)的奥古斯丁(Augustin)修道院中，进行了长达8年的豌豆杂交实验。他在实验中对于要解决什么问题、选择什么实验材料、怎样分析实验结果等，都有一个十分清楚的构想。他创造了一整套全新的遗传学研究方法，这主要包括：单因子分析法、数学统计法和测交实验法等。严谨正确的科学方法，使孟德尔的实验结果真实地反映出了生物遗传的实质。 1865年，在奥地利布隆自然科学协会每月例会上，孟德尔分两次(2月8日和3月8日)报告和解释了他的豌豆杂交实验目的、方法和过程。在这个报告中，孟德尔着重根据经统计到的实验数据进行了深入的理论论证；详细地陈述了他独特的遗传学分析方法；提出了关于遗传因子分离和组合的新观念。 1866年，孟德尔对他的豌豆杂交实验结果，经过再次核查各年的实验记录而未发现有什么错误后，以题为“植物杂交试验”之论文，发表在布隆自然科学协会会刊第4卷上。在这篇约3万字的论文中，孟德尔如实地记述了他的重大发现；总结出了被后人称为“分离律”和“自由组合律”的遗传定律。孟德尔的论文，当时曾分送至德国植物学会、英国皇家学会、法国科学院、奥地利维也纳大学和美国哥伦比亚大学等国内外130多个科研机构和大学的图书馆。但是各方面都没有作出任何的反应，整个科学界对此保持沉默，谁也没有认识到，在孟德尔的论文中，蕴藏着一个划时代的发现。这样，被后人视为是科学实验和资料丰富透彻的重要典范的孟德尔论文，由于“时机不成熟”，超越了当时的认识水平，便在布满灰尘的各国图书馆的书架上，默默无闻地沉睡了30多年。 3 种质学说的提出及其影响就在孟德尔定律被埋没之时，细胞学的研究由于显微制片技术的改进而有了重大发展。细胞学家和胚胎学家关于“细胞分裂”、“染色体行为”和“受精过程”等方面的研究，正从另一角度探讨着生物遗传的原理。与此同时，英国生物学家达尔文(C，Darwin，1809—1882)在他的进化论巨著《物种起源》一书中提出的“支配生物遗传的定律大部分还不明了”的问题，也促使人们把研究生物遗传的兴趣推向高峰。许多学者设想出各种理论，试图解释生物遗传和变异的现象。遗传理论的探讨，伴随着不成熟的思辩，极其缓慢地前进着。德国生物学家魏斯曼(A．Weismann，1834—1914)立足当时生物学的研究成果，主要根据比利时胚胎学家贝内登(E．von．Beneden，1846—1910)、德国实验胚胎学家鲍维里(T．Boveri，1862—1915)等人对马蛔虫的研究，从思辩推理出发，于1892年发表了代表作“种质：一种遗传理论”。在这个遗传理论中，魏斯曼把生物体明确分为体质和种质，认为“遗传是由具有一定化学性，首先是具有分子结构的物质在世代之间的传递来实现的，这种物质就是‘种质’。它具有稳定性和连续性。”魏斯曼还认为，“有性生殖能够增加遗传的变异性。”“遗传的变异是由种质的变异产生的，因而成为生物进化的原因。”“当环境的影响只改变了体质，而并没有引起种质发生相应的变异时，这种体质变异，即后天获得性状是不能遗传的。”它和达尔文提出的“暂定的泛生说”、荷兰植物学家德弗里斯(H．DeVries，1848—1935)提出的“细胞内的泛生论”等，成为众所周知的、被广泛讨论的遗传理论。激烈的论战，以及当时生产实践上急待解决的动植物育种中的遗传问题，促使以德弗里斯、德国植物学家科伦斯(C. Corrcns，1864—1933)、奥地利植物学家丘歇马克(E. von．S．Tschermak，1972—1962)等纷纷去进行孟德尔早在30多年以前就已做过的杂交实验，从而为1900年孟德尔定律的重新发现拉开了序幕。 3 孟德尔定律的重新发现 1899年7月11日—12日以“植物杂交工作国际会议”的名义，在英国伦敦召开的第1届国际遗传学大会上，英国遗传学家贝特森(W．Bateson，1861—1926)宣读了“作为科学研究方法的杂交和杂交育种”的论文中，提醒人们注重研究生物单个性状的遗传原理，指出：“如果要使实验结果具有科学价值，就一定要对杂交后产生的子代，从统计学上加以检验。”早在1897年，贝特森便就生物如何进化的问题，开始对家鸡的冠形和羽色等性状进行杂交实验。在实验中，他不仅发现了与孟德尔类似的分离比率，还了解了对杂种后代进行统计学分析的重要性。可见，不论是研究方法，还是实验结果，贝特森都很接近30多年前的孟德尔。这也说明了孟德尔遗传理论此时被学术界接受的时机已经成熟。在这次大会召开后的第二年，德弗里斯的“杂种的分离律”、科伦斯的“关于品种间杂种后代行为的孟德尔定律”以及丘歇马克的“豌豆的人工杂交”等三篇论文，相继在《柏林德国植物学会》杂志第18卷上发表(三篇论文收到的时间分别为1900年的3月14日、4月24日和6月2日)。这样，三位不同国度的科学家通过各自独立进行的植物杂交实验，并在研究论文发表的前夕查阅有关文献，而几乎同时重新发现了孟德尔早在1866年发表的论文——“植物杂交试验”。科学史上把这一重大事件称为孟德尔定律的重新发现。 4 遗传学的真正崛起在孟德尔定律被重新发现后的最初时间里，科学界并没有引起多大的震动。孟德尔论文受到科学界重视，遗传学的真正崛起，主要归功于贝特森的积极倡导和不懈努力。 1900年5月初，贝特森从德弗里斯寄给他的论文中了解到孟德尔的工作和发现。作为一个长期致力于生物进化、变异和遗传研究的科学家，贝特森比前三位再发现者，更加深刻地认识到孟德尔工作的重要意义。他立即修改了已拟定的讲演稿，在5月8日的英国皇家园艺学会大会开幕时，作了题为“作为园艺学研究课题中的遗传问题”的演讲，结合孟德尔论文，报告了证实孟德尔定律的有关实验，包括他自己的家鸡杂交实验结果。演讲中提到：“孟德尔对杂交实验结果的解释是精确而又完备的。他从实验中推导出来的定律，对于我们今后探讨生物进化问题，显然有着极其重要的意义。”由于贝特森的演讲，出席这次会议的学者们才第一次知道了孟德尔的豌豆杂文实验及其所揭示的遗传定律。 1901年，贝特森率先把孟德尔的论文“植物杂交实验”由德文译成英文，并加以评注发表在英国皇家园艺学会杂志。正是这篇译文，使孟德尔的重大发现首先引起了英语国家的注意，进而在世界各地产生了巨大的反响。在此同时，为了使人们易于理解和接受孟德尔的遗传理论，贝特森和他的学生庞尼特(R．C. Punnett)将孟德尔原始论文所使用的文字和数学公式加以图式化，并给予了固定符号，如杂种第一代用“”表示、杂种第二代用“”表示、将遗传图用简明的棋盘式图解(即人们后来称为的庞尼特方格)表示。 1906年7月30日～8月3日在英国伦敦召开的第3届国际遗传学大会，仍然以“杂交和植物育种”的名义。贝特森在大会宣读“遗传学研究进展”论文，第一次公开建议人们把研究遗传和变异的生理学统称为“Genetics”(遗传学)。他在论文中提到：“采用‘遗传学’这个词，能完全表述我们所从事阐明生物遗传和变异现象的工作，其中包括进化论者和分类学者的理论问题、应用于动植物育种学家的实际问题。贝特森的建议，被出席大会的学者们顺利接受。 5 染色体遗传理论的建立在20世纪最初几年间，当植物学家和杂文工作者以极大的兴趣通过大量的动植物的杂交实验，继续去证明孟德尔学说具有普遍意义的同时，一些具有深厚细胞学基础的学者已敏锐地觉察到，在显微镜下可看到的染色体与孟德尔的”遗传因子”之间有着某种必然的联系。 1902年，鲍维里在用胚胎学和细胞学的实验方法对马蛔虫和海胆的染色体进行研究后，得出了“染色体的行为与孟德尔遗传因子具有平行关系”的结论。1903年，美国遗传学家萨顿(W．S．Sutton，1877—1916)通过对笨蝗精子形成过程中染色体变化的研究，意识到孟德尔遗传因子的分离和重组，与染色体在减数分裂中的分离和重组是如影随形，完全一致的。由此，他得出了“同源染色体在减数分裂时，以配对形式联合，再彼此分离，将构成孟德尔定律的物质基础”的著名推论。萨顿-鲍维里提出的染色体遗传理论，为解释孟德尔定律寻找到细胞学的基础。 1902年，美国细胞学家威尔森(E．B．Wilson，1856—1939)在他的经典著作《发生与遗传中的细胞》(第2版)中，也把细胞学家对染色体的认识与孟德尔定律进行了漂亮的综合，把生物的发生与遗传统一在细胞水平上，推进了人们对染色体和遗传之关系的认识。 1909年，美国遗传学家摩尔根(T．H．Morgan，1866-1945)从他自己培养的野生型红眼果蝇群体里，意外地发现了一只白眼雄果蝇。通过对果蝇眼色的遗传学分析，摩尔根第一次把一个具体的基因(白眼基因)定位于一个特定的染色体(X染色体)上，从而为遗传的染色体理论捉供了重要实验证据，开辟了一条遗传学和细胞学紧密结合的研究道路。这以后，摩尔根和他的学生继续以果蝇为研究材料，进行了一系列的确定基因与染色体关系的精彩实验，相继发现了基因的连锁和互换规律、性别决定和伴性遗传的机理，为遗传学的染色体理论的最终建立打下了牢固的基础。1926年，摩尔根出版了集染色体遗传学之大成的名著《基因论》(《The Theory of theGene》)，系统阐述了遗传学在细胞水平上的基因理论，丰富和发展了孟德尔遗传学说，使遗传学获得了前所未有的大发展孟德尔(1822-1884)与达尔文(1809-1882)都是十九世纪的科学巨人，这是常识。我们生活在「后－基因组时代」的人，甚至可能觉得孟德尔才是巨人中的巨人。例如起草高中生物学课程大纲的大学教授，就认为达尔文演化论是可有可无的题材，只适合让高三学生选修，意思就是网开一面，免修啦。有人敢主张遗传学也放在高三选修吗？不过，我们对孟德尔这个人知道得的确很少。要是拿他与达尔文比较，更能凸显这个事实。达尔文出身名门，连雪莱夫人的《科学怪人》(1818)都要抬出他祖父的名号，说服读者相信书中故事「不完全向壁虚构」。在母系方面，达尔文的母亲来自知名的威吉伍(Wedgwood)家。达尔文的外祖父为「威吉伍瓷器」奠定了基础，与达尔文的祖父是知识与事业上的朋友；他们一伙人在英国工业革命发轫之初（十八世纪末）的活动，仍是史家研究的焦点。就算达尔文没搞出什么伟大的名堂，他五年环球航行的游记，一路上收集的标本，加上他写的短篇论文与私人信件、札记，都能确保他在科学史上的地位，因为那些资料全都可以反映英国在十九世纪的典型科学活动。有时，平庸一些的科学家更能让我们一窥科学生涯的究竟。别的不说，做实验就是个沈闷的苦差事。百分之九十以上的实验都以失败告终。即使诺贝尔奖得主，也有许多人在本行之内，发表的错误意见比正确的还多。孟德尔实在太平庸了。他出生于农家，是长子，也是独子。他不想继承家业，家里又供不起他念书，这才进了修道院。孟德尔正式成为神职人员之后，连例行的职责都做不好，例如到医院照顾病人，因为他受不了医院内的景象。那时，贫穷的人才会上医院看病，医院资源不够，脏乱不堪，简直是病媒集散地。孟德尔身心受创，自己都病了。于是修道院长派他去教书。可是孟德尔到维也纳大学考中学教员资格考试，两次都失败了。修道院长送他到维也纳大学进修两年，好让他当个称职的中学老师。一八五三年七月，孟德尔返回修道院，第二年夏天就开始进行豌豆实验。一八六五年，他把实验结果整理出来，在当地的自然科学会分两次宣读，第二年正式发表，我们现在知道，其中包括了现在中学课本里的「孟德尔定律」：分离律与独立分配律。问题在于：孟德尔做豌豆实验的「本意」是什么？他想解决什么问题？他自认为得到了什么结论？他什么实验记录、笔记都没有留下，这几个问题的答案，后人只能从论文里自行解读。牛顿说他看得远，只因为他站在巨人的肩上；我们现在可以肯定发现行星三定律的克卜勒(Kepler, 1571-1630)是他的巨人之一。孟德尔呢？别说现在的我们搞不清楚孟德尔的企图，即使在当年，孟德尔也没什么知音，最冷酷的事实是：当时科学界对他的实验结果毫无反应。他订购了四十份论文抽印本，许多都寄给当时他心仪的学者，在达尔文的图书室里也找到过一份，居然还没有拆封！这件事让崇拜达尔文的人跌足叹息，因为达尔文自己发明的遗传学理论(1868)，当年是个笑话。孟德尔「暴得大名」，是他过世后十六年的事。公元一九○○年春，荷兰、德国、奥国有三位学者不约而同地「重新发现」孟德尔论文的价值。现在教科书将孟德尔冠上「遗传学之父」的头衔，就是根据他们的解释。有趣的是，科学界重新发现了孟德尔之后，一些自命为孟德尔信徒的学者反而是驳斥天择理论最力的人，使达尔文拒绝拆读孟德尔论文的往事似乎更显得合理。两位科学界的巨人，对彼此的成就既不讶异，又不欢喜，给了科学史家作文章的机会。为孟德尔作传的人就麻烦了，必须东拉西扯才能完成厚度足以与「遗传学之父」相称的传记。难的是，东拉西扯得有功力。中译出版的孟德尔传《花园中的僧侣》，英文原着(2000)没博得好评，就因为作者没扯出什么道理。例如一八六一年夏，孟德尔到伦敦参加世界博览会，作者想象两位大师万一见面的情景，根本没有抓住达尔文演化论的关键：人类数千年的育种经验，已足以撑起达尔文的论证；因此达尔文的遗传理论虽然是笑话，却无损他的学术地位。而作者无法清楚说明孟德尔豌豆实验的企图，使她的想象只能凑字数而已。生物遗传有两个面向，一是常，一是变。孟德尔遗传学定律可以说明「常」，却无法说明「变」。达尔文需要的遗传理论，必须能说明生物的「变」。因此，他们即使有机会切磋，大概也没有交集吧。至于孟德尔怎么看自己，仍是个谜。其实也不重要，科学史上是没有「个人」的。重要的是孟德尔定律，而不是孟德尔。......

有信心的话可以复读，也可以看下有没什么专科或大专之类的，学会一门技术以后找工作更实用。有些专业的专科比大学还吃香，比如医生、护士. 还有，“条条大路通罗马”，不一定非得考上某学校，你也可以先进入社会工作，以后有需要的话可以去学校再升造，现在很多学校都有继续教育学院.还有成人考试等等。。

物理科学实验研究论文

关于大学物理实验教学实践与思考摘要：实验在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验提高学习物理的兴趣，培养实践能力、分析能力，形成严谨的、实事求是的世界观，同时还培养学生的实验观察和操作能力，全面提高物理教育教学质量。关键词：物理；实验；教学实验在物理教学中有着不可替代的重要地位，通过实验提高学习物理的兴趣，培养实践能力、分析能力，形成严谨的、实事求是的世界观。如何进行物理实验教学是教师们研究的问题，下面谈此观点仅供参考。 1.提高教师自身素质是上好实验课的前提教学中要真正运用好物理实验，提高教学质量，发挥独特的作用，需要提高教师自身素质是上好实验课的前提：①教师要有物理学理论和实验知识；有教育学、心理学和教学法的知识；亲手实践；②具备良好的实验能力和实验技能，通过不断学习实验教学能力和知识水平提高；③有钻研和创新精神；对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法，接受新的教育理论和思想，指导教学实践；④积极参加针对物理实验中对实验的设计，测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力，实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会，提高自身素质。 2.利用实验史和事例，激发氛围实验教学中：①对物理史上著名实验介绍。如：《科学之旅》中介绍了“伽利略对摆动的探究”从而发现“摆的等时性原理”，并根据这个原理制作“机械摆钟”。点评：展示科学发现、技术发明的过程；展示科学家创造思维和创新精神，同时对学生进行科学精神和创新意识的培养。②介绍典型物理实验事例，培养创新意识和欲望。如：教学凝固后，介绍“姆潘巴”现象及其发现过程，同时介绍中央电视台《走近科学》栏目的片段：上海某中学三位学生在物理老师的指导下，经历几个月、做了上百次实验，获得上万个数据，最后论证“姆潘巴”现象不存在。向学生介绍此事例：A要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几位中学生学习，学习他们敢于质疑、有实验探究的精神；B用榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神，从而激发创新氛围。 3.实验教学中需强调的注意事项动手实验是学生参与实践的具体过程，师在实验前强调实验室规则和要求：(1)实验前必须完成预习内容；(2)按分好的组坐好，不得乱动器材；(3)实验时不能大声喧哗；(4)实验完后将器材摆放整齐，经检查后可离开；(5)不能将器材带出实验室，如有损坏及时说明：另外带危险性或损坏性的实验，要先检查，避免损坏和意外。如：①在用电流表测量电路时，开关应断开，电流表应与被测部分串联，注意电流必须从电流表的正极流入负极流出，被测电流不超过电流表的量程，不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。在此检查后闭合开关进行实验：②在“做”观察水的沸腾实验时，注意酒精灯的正确使用。即：不允许用酒精灯去引燃另一盏酒精灯，使用完后不能用嘴去吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，操作过程如果不当，洒出的酒精燃烧，用湿抺布盖灭。 4.提倡动手实验，掌握其方法学生动手实验的作用：①学生动手实验有利于调动学习兴趣和积极性。据统计：喜欢物理的占84％，不喜欢占3％。②学生对学习内容的巩固程度与学习的方式关系很大。据统计：通过听讲授，能记住25％；能看到实物或现象能记住40％；双方都做到能记住65％；看到实物或现象自己又描述过，能记往83％；既动手边做边描述能记住97％。所以在物理实验教学中让学生动手实验，在实验的基础上讨论、分析，归纳概念和规律，有利于学生理解和掌握知识。③教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式，教学中提倡动手实验，正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的，培养实验能力。 ④动手实验是学习研究过程，在直接参与动手实验过程中，逐渐认识到实验是获得物理事实的根据；是检验假设真理性的标准；逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实，得出概念和规律的。点评：通过长期动手实验的训练，能掌握学习和研究的基本方法。 5.实验教学有利于培养观察能力，提高分析能力观察是人们对客观事物、现象感知过程中的一种最直接的方法。物理课本中的每个概念和规律一般由观察、实验、分析、归纳概念、规律应用、实际问题等构成，为了提高观察能力，在引导观察实验现象时应注意：①从什么地方观察，发生什么现象？现象发生变化过程的条件是什么？②观察同时思考、分析、比较、归纳此现象有什么特征？说明什么问题？③如何判断推理，概括有关性质和规律？逐步形成边观察边思考的习惯、掌握观察方法和提高观察能力。如：观察水被加热至沸腾时，提出问题让学生边实验、边思考：A、开始加热的烧杯底和内壁是否有小气泡？怎样产生的？B、初始阶段如水温度有什么变化？为什么？小气泡在上升至水面过程中其体积有什么变化？C、当水中有大量气泡产生，并迅速上升过程中，体积不断增大，到水面破裂时，温度是否变化？瓶口出现的“白气”是什么？D、如果沸腾时间较长，还会看到水位比加热前有些下降为什么？这将膨胀、热传递、气化、液化等知识有机地联系起来，从而提高观察和思维分析能力。 6.把“测量、验证”型实验变为探究性实验目前中考实验设计题需要学生具有探究性实验能力的有力体现，这就要求学生具备多种机智或具备发散思维、换元思维、转向思维和创优思维等思维能力。这些能力都靠平时培养。如：教学“恒定电流”后，根据学生以学知识，将“伏安法测电阻”实验改为：有5种不同测量电阻实验的分套器材，请根据各套器材设计不同的实验并比较哪种方法测得电阻值较准确，分析其原因。器材：共用器材为待测电阻R(10Ω，)，电源，电键，滑动变阻器，导线若干。测量方法；①伏特表、安培表各1 个，共用器材；②伏特表2 个，电阻箱1 个，共用器材；③安培表2 个，电阻箱1 个，共用器材；④伏特表1 个，电阻箱1 个，共用器材；⑤安培表1 个，电阻箱1 个，共用器材。评析：改进后的实验称为物理教学中的实验探究，此方法的特点是：培养学生创造思维的多向选择性，使学生积极主动地探究知识。 7.借助多媒体将实验达到效果造成学习物理知识困难的原因是学生缺乏物理实验和分析、概括规律的能力。如：教学《惯性》时，借助多媒体运用抽拉活动片模拟演示小车遇到障碍物阻力而停止运动，而小车上的木块没有受到障碍物的阻力，由于惯性保持原来的运动状态仍向前运动，而因木块底部与小车面的摩擦，使木块底部受到摩擦力作用不能继续向前运动，只好倒向前方，利用多媒体图像再用“慢镜头”展示在学生面前，同时对小车、木块及两者之间的关系进行逐个分析，由于图像清晰，模拟逼真，讲解和观察、理解，能收到良好的效果。 8.开展课外动手实验，发展创造力教师在物理实验教学中开设课外实验，以开阔视野，拓展知识面，发展动手实验的创造力。如：①组织物理课外兴趣活动小组，指导动手搞小制作。如：制作橡皮测力计、潜望镜、土电话等；②组织用物理知识解决实际问题，培养分析、解决实际问题的能力，如：开展实地测量、电路安装等社会实践活动；③开展科技活动，如：举办物理晚会、撰写物理论文等。在这些活动中，教师悉心辅导，帮助克服困难，让学生有表现的机会，互帮互学，逐步培养有趣的爱好和创造能力及团结协作精神，从中领略到成功的喜悦，同时能发展创造力。总之，实验教学过程中，不断地激发学习兴趣，培养实验观察能力和操作能力，充分能挖掘各种智力因素，全面提高教育教学质量。参考文献 [1] 林立，新课标和初中物理教材中学物理,2008.[2] 浦荣.开发型物理实验的研究和探索 [3]探究式教学在物理实验中的应用[J].中学物理,2007. [4]袁冬媛.大学物理实验教程[M].长沙:中南大学出版社，2002.

大学物理实验报告一般有这样几个部分： 1 简要地叙述一下实验的原理； 2 实验所需要的仪器； 3 实验步骤； 4 实验的数据：依次列出所有测量量的数值。这里最好是列表表示，这样会更方便，同时也把误差列在表中，按照误差计算的方法逐个分步算出。

物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学，我整理了初中物理科学论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

物理教学:坚持科学本质

摘要：阐述在物理教学中必须坚持科学本质教育，而不能把物理教学当做是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授;以及在教学实践中如何对学生进行潜移默化的科学教育，提高学生科学素养，使学生形成科学的价值观和态度，使之受益终身。

关键词：物理;坚持;科学本质;学生;受益终身

物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学，[1]是自然科学的重要组成部分。发展至今，物理学科既有悠久的科学史，又有飞速跃进的现代高科技;既与日常生活紧密联系，又饱含辨证唯物的科学思想;既有严格求实的科学实验，又有严密准确的逻辑推理。简而言之，物理的本质是科学，物理教学理所当然是科学的教育和探索，包括科学理论和技术﹑科学方法和思维﹑科学文化和人文精神等多方面的价值教学,而绝不是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授。这是物理教学的基本原则。

国际应用物理联合会曾对20世纪物理教育进行了深刻的反思：“如果所有的学生都要学物理，那么物理教育的主要目标应该放在大多数的未来公民的兴趣和需要上，而不是放在将进一步学习物理而成为科学家或工程师的少数精英分子身上。如果物理教育是为更多学生的全面发展服务的，那就应当重视物理学家的工作成果在社会上、技术上的应用;重视物理学的哲学和物理学的历史;重视蕴含于我们文化之中的物理学方法;重视物理学家这个专业群体的特点，如支持、贡献社会的方式等。”[2]笔者在物理教学实践中也深深体会到：在课堂教学中立足于物理的科学本质教育，进行潜移默化的科学渗透，对于培养学生正确的科学思维、研究方法以及人生观、世界观的确立有着极其重要的作用;而学生正确的方法、信念、准则的形成和强化，又可以转化为学生学习物理的强大内驱力和坚实基础，进一步激发学生学习物理的兴趣和积极性，树立投身科学探究的伟大抱负。

一、以宝贵的科学精神感染人

著名物理学家钱三强先生在《物理学史》的序言中写到：“物理学发

展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘。”[3]在科学探索的进程中，并不总有认可、赞美，而是要能够承受来自舆论、宗教、传统观念各方面的压力。因此，伟大的科学家是有献身精神的。今天我们在赞叹伽里略的伟大，学习他的诸多理论时，更应该让学生感知伽里略用生命自由捍卫真理的勇气，理解到科学成功背后的艰辛，培养他们坚持真理的可贵信念和执着精神。

今天我们在广泛的应用电力，那么在学习“电磁感应”时，教师应该不失时机的讲述法拉第是怎样花费了十年的心血，经历了无数次的实验、失败、再实验、再失败的坎坷历程，终于首先发现了“电磁感应” 现象，开辟了人类应用电力的新纪元。从而让学生深刻体会到物理前辈不断求新探索，勇于自我反思，不屈不挠的惊人毅力，培养他们尊重失败、升华失败的科学态度和“从荆棘中收获科学成果”的坚强意志。

在物理学的发展过程中，科学是铁面无私的，科学研究是认真严谨的，但科学的发展和传续是温馨感人的，处处闪耀着“前人栽树，后人乘凉”的人性光环和崇高精神。正如牛顿所言：“如果说我比别人看的远些，那是因为我站在巨人的肩膀上”。在教学“开普勒三大定律”时，开普勒的伟大成就固然令人赞叹，但我们也应该让学生了解这一伟大成就背后的重要奠基人——第谷。第谷几十年如一日的持续观测，孜孜不倦的提高观测的精确性，实事求是的真实记录，最后在生命弥留之际，毫无保留的将全部珍贵的一手资料赠与开普勒。从第谷身上令学生深受感动的不仅是他求真务实的科学态度，更是他甘为人梯，默默奉献的伟大精神。

二、以辩证的科学思想启迪人

物理学科蕴含丰富的辨证唯物主义思想，在物理教学中渗透辩证的科学思想，可以潜移默化的启迪学生并使之：逐步认识到物理学理论的发展历程是动态发展的变化过程;切实体验到科学理论的不断进化、完善;深刻领悟到没有任何一个物理学理论可以被看作是最终完满的，人们在一定条件下的物理学认识只能是近似的、相对的。从而促使他们养成独立思考的习惯，提高认识科学问题的敏锐性和辩证性，使他们的思想沉浸在好奇之中，永不闭塞怀疑的目光。

三、以创新的科学思维塑造人

“授人以鱼，不如授人与渔”，正如著名数学家波利亚所说：“教师在课堂上讲什么当然重要，但学生想的是什么更为重要。思想应当是在学生的头脑中产生出来，教师要做一名真正的优秀的思想助产婆。”因此，塑造具有良好的思维习惯和创新科学思想的当代高中生是中学物理教育的核心价值。在教学中，教师应做到：“确立一个理念——以学生发展为本;落实两个重点——培养学生的创新思维和实践能力;实现三个转变：(1)教师角色的转变——由单纯的知识传授转变为教学活动的指导者和组织者，(2)学生学习地位的转变——由学习的客体转变为学习的主人，(3)教学方式的转变——由教师的主导变为学生的自主合作探究。[4]

教师要为学生创设丰富多彩接近实际的情景，激发学生提出有一定数量和质量的问题，启发学生根据不同的条件、从不同的角度、用不同的方法，引发不同的思路，甚至采用相互对立的思路去解决同一个问题，鼓励学生根据一定的需要，灵活多变的组合相关因素，提出可能可行的设想，可以通过生生交流，师生讨论共同探讨设想是否可行，能否解决问题，在这基础上得出设想的答案，答案可以不是单一的，而是多样的，甚至是开放式的。这样的方法有助于培养学生的创新能力，特别是当学生学会设定虚拟条件，根据解决问题的需要提出有价值的新方法时，他们的创造性思维就会在科学的殿堂自由翱翔，创造性能力同时获得质的飞跃。

四、以严谨的科学实验锻炼人

物理学的形成与发展是以实验为基础的，作为一门实验科学，它源于实验，发展于实验，在实验中得到检验，验证，并上升为高层次的科学理论。在课堂教学中，充分发挥实验的作用，不仅可以激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力;而且在实验中，通过学生的手脑并用，获得观察能力、实验操作能力、数据处理能力等多方面的锻炼，使科学知识与生活实践紧密结合，让学生学以致用，养成学生严谨踏实的科学作风。

物理实验主要分为演示实验、分组实验和课外实验，在教学中要充分发挥各类实验的优势，找准实验的着力点，有的放矢进行设计操作。物理实践活动要着力发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位，应充分相信学生，使学生主动参与，让学生独立设计实验，利用物理实验，使学生在不断的实践锻炼中获得综合能力的有效提升。

五、以非凡的科学成就鼓舞人

物理学在悠久的发展过程中，人才辈出，灿如星空，杰出的人才创造伟大的成就。我国古代许多的物理学家，对物理发展有过很大的贡献，不少研究成果长期居世界领先地位。如指南针的发明与应用，不仅在我国古代军事、生产、日常生活中起过重要作用，且对促进东西方文化的交流和世界的发展都卓有功绩。这充分体现了中华民族自古以来的非凡才华和智慧，值得我们每一位炎黄子孙为之感到骄傲和自豪。

随着科技的发展，社会的进步，物理在人类生活的各个领域发挥着越来越重要的作用。在物理教学中，有意识的展示我国当代科技发展成就：例如我国近代著名的力学家、火箭专家钱学森，对我国火箭导弹和航天事业的迅速发展作出了不朽的贡献，被称为“中国的导弹之父”。如今 “神舟”系列火箭飞船的成功发射圆了中国人的飞天梦,我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术和能够独立开展空间科学试验的国家。又如最近我国大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布，大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。这一重要成果是对物质世界基本规律的一项新的认识，对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用，并将有助于破解宇宙中的“反物质消失之谜”。[5] ……这一系列的科学成就介绍怎不让我们的学生心潮澎湃，深受鼓舞?民族自信，爱国之情，热爱科技之心怎不油然而生?

总之，物理作为一门重要的基础科学，科学内涵悠久深远，科学素材层出不穷。物理课堂教学中必须坚持科学本质教育，深度挖掘适合教学的“科学题材”，有效调动学生的学习积极性，让物理课堂焕发科学活力，让我们的每一节物理课都闪耀科学之光，去感染，去鼓舞学生，让学生得到锻炼，获得启迪，促进自我塑造，从而不断提高学生的科学素养，使学生逐步形成科学的价值观和态度，并使之受益终身!

参考文献：

[1] 阎金铎﹑田世昆.中学物理教学概论[M]. 北京：高等教育出版社，1997：35.

[2] 汪明.课堂教学中物理文化教育价值刍议[J]. 物理教学，2011(12)：39

[3] 郭奕玲，沈慧君.物理学史[M]. 北京：清华大学出版社，2005：1-2

[4] 徐全学.提高物理教师技能的几点建议[J]. 物理教学，2011(11)：21.

[5] 金良快.我国发现新的中微子振荡有助破解反物质消失之谜. 新华社，2012年03月09日

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科学研究实验论文

初中科学是一门以观察和实验为基础的小综合课程,随着新课程背景下对初中实验要求的提高,实验装备也本着理想性、先进性、整体性、实用性、探究性等特点进行了更新。下文是我为大家搜集整理的关于初中科学实验教学论文的内容，欢迎大家阅读参考! 初中科学实验教学论文篇1 浅谈初中科学实验教学方案摘要：在初中的整体教学体系中，科学实验是其中一个比较重要的教学内容和环节。为了能让初中科学实验在教学中发挥更好、更积极的作用，本文从初中科学实验的教学地位及重要性、初中科学实验教学的教学原则和初中科学实验高效教学的方法等几个方面入手，助推初中实验教学的成功有效，确保初中科学实验教学方案取得成功。关键词：初中科学;实验教学;教学方案一、初中科学实验的教学地位及重要性初中科学实验的教学地位及重要性都是毋庸置疑的，下面笔者就这两个方面分别展开论述。 1.教学地位科学实验在初中教学中有着不可忽视的地位，其对于一些重要性科目，诸如物理、化学甚至数学都有着重要的支撑作用，如果没有科学实验，这几门实验性教学的科目就无法进行。这充分显现了科学实验在初中教学中不能忽视、也不可忽视的教学地位。 2.重要性初中科学实验的重要性是不言自明的。展开了说，科学实验的成功融入可以保证教学的生动性、实效性，可以成功提高几门实验性科目的学习成绩，保证学生对该学科的学习动力和学习兴趣。二、初中科学实验教学的教学原则要想抓好初中科学实验教学工作，就要遵循实验的规律，推动实验教学工作的质效，要坚持遵守“科学第一、学以致用、巩固教学、培养人才”等重要性原则。 1.科学第一的原则坚持这一原则，就是要求所有的实验都从“科学”抓起，以“科学”为依据，所有的实验都不能脱离科学的轨道，不能违背科学的规律，而是尊重科学、推行科学，让“科学原则”引领初中科学实验。 2.学以致用的原则就是要把所做的实验与相关的知识点紧密地连接在一起，不折不扣、不偏不离，最后达到知识高度吸收、实验高度成功的双重目的，让初中生通过学习实验，能够有效地应用到生活中。 3.巩固教学的原则再推陈出新的教学手段，再花样翻新的教学实验，再生动有趣的亲历操作，也都是服务于教学的，也都是以教学为引领。操作实验教学课程也不例外，要在实验教学中把应该学习的知识巩固好、吸收好、学习好，并考出好成绩。 4.培养人才的原则不能不承认，所有的科学家都是从小学、初中阶段对相关学习产生兴趣和学习热情，最后得以在大学时代“化茧成蝶”。所以，实施初中实验教学，也是国家培养科技科学人才、科教兴国的战略之一。三、初中科学实验实现高效教学的方法要想实现初中科学实验的高效教学，就必须推行相关的教学方法，笔者通过实践教学经验，总结出互动参与、启发操作、实验引领、小组科研和竞赛激发等五种方式。 1.互动参与在初中实验教学进程中，一定要采取互动参与的教育教学方法。互动参与主要就是在实验教学中给学生创造更多实践或实验的机会，让学生能在实验中动手而且亲自操作，教师则在实验的进程中提出一些问题，与学生形成互动，从而取得应有的实验效果。例如：“对蜡烛及其燃烧的探究”的科学实验就是要通过实验让学生懂得如何简单地点燃一支蜡烛，实验内容看似是司空见惯的蜡烛燃烧，而教学的目的是从化学的视角观察蜡烛燃烧及其燃烧的变化，让学生亲自操作，然后参与观察并做出详细的记录，教师在实验进程中引导学生观察蜡烛的火焰和燃烧过程中石蜡的状态变化，因为实验材料的廉价性，可以让每3名或者5名学生一根蜡烛，在互动参与中完成科学实验，也是要通过互动来完成。 2.启发操作在初中实验教学中，一定要采取教师启发学生操作的教育教学方法。也就是说，有时教师要不动手或者少动手，尽可能用语言引导学生，让他们在教师的带领、启发下完成整个实验操作。例如：在进行“水的浮力”实验时，除了由教师准备弹簧测力器、铁块、细线、水桶、水等实验器材和实验场地以外，剩余的实验步骤需要通过启发的方式，让学生在教师的协助和启发下完成。如系铁块、“浸没”铁块、数据记录等实验动作，还有F浮等数据的推导和计算等，都要求学生在教师的启发下独立完成，最后推导出“水越深的地方，物体受到的浮力越大”的观点是错误的，才算成功地完成启发操作教学。 3.实验引领在初中实验教学中，教师一定要采取实验引领教学的方法。归根结底，所有的实验都是服务于整体教学的，物理实验是服务于物理整体教学的，化学实验则是服务于整个化学教学的，这一点是毋庸置疑的，而且也是必须摆正的观点。例如：在初中学习“大气压强”一课时，就可以通过实验引领的方式传授教学内容。教师可以通过一系列关于大气压强的趣味小实验，比如“自动喝水的杯子”“水在倒置烧杯里上升”“利用自行车气筒测量大气压强”“空气压扁罐头盒”“将吸管穿过马铃薯”“沉重的报纸”等实验，这些都是关于大气压强的实验，而一系列实验的推出，完全可以引领学生对这一章节知识的高效接受。 4.小组科研在初中实验教学中，教师一定要采取小组科研、分组实验、教师总结的教学方式。小组科研、分组实验等实验学习方式，既锻炼了学生的独立性，又有效地提升了学生的学习效果，这是其他实验教学学习方法所不能比拟的。例如：在学习“指南针为什么能指方向”这一课时，就可以组织学生分成学习小组，4~6人为宜，每一组带一枚指南针，然后按照教师留给的课题和学习任务展开，最后统一递交学习实验成果。再如：在进行“寻找过氧化氢分解的催化剂”的实验中，也可以实施小组科学研究的模式。教师要组织若干个4人小组，用器皿或者玻璃容器盛装各种化学制剂。各种容器盛装相关的化学制剂完备后，这时可以布置相关实验作业，要求学生依据各类化学制剂的形态，一一分辨，看看均属于什么门类的化学制剂。每一个学习小组在完成了自己的初步辨认后，用纸签在容器上予以一一标识，教师会对每一个小组确定的结果进行评判，指导学生正确区分出氧化铜、三氧化二铁、二氧化锰、红砖粉末、水泥块等可以作为过氧化氢分解的催化剂，最后则是小组之间的交流谈论，并派代表谈感受。最后，每一个小组还要填写实验活动的探究报告，这就取得了小组调研的初步成果。 5.竞赛激发在初中实验教学中，也可以采取竞赛激发兴趣的方式推进实验教学。竞赛是要有规则的，需要各班级、各小组选择出优秀的代表。之所以要这样，就是要让学感觉到选择出的优秀代表在某种程度上也代表着自己，从而更能激发出学生的学习热情和竞赛劲头。例如：采取竞赛的方式实施“制取氧气”的实验，要为每一名参赛学生准备过氧化氢、二氧化锰、高锰酸钾等实验用化学用品，并检验操作过程，看每一名参加竞赛学生的操作水平，如是否检查装置的严密性，试管装入药品后是否塞紧试管，试管在铁台架上的固定程度，氧气收集完毕后是否及时将导管撤离水槽，并马上熄灭酒精灯等实验程序和环节。最后检验的是集气瓶内是否有氧气，集瓶内氧气的多少，如果是用排水法收集，当气泡从瓶口冒出时，说明瓶内氧气是满的。总之，就是要通过实验竞赛调动学生学习的积极性和对实验学习的。四、总结在初中实验教学的发展进程中，必然还存在着更多的探寻和探析之路，有更多的教学瓶颈和难题需要一一破解，而教育部门和广大教育工作者要在今后的教学实践中不断加大投入，不断总结，不断前进，全面提升实验教学的总体地位和教学效果，为国家培养更多的科技人才。参考文献： [1]邱生凡.初中科学实验探究教学实践的思考[J].科技信息,2011(10). [2]钱俊.初中科学实验教学中探究性学习的案例研究[J].科教文汇(下旬刊)，2012(5). 初中科学实验教学论文篇2 浅析初中科学实验模式摘要：初中科学是一门以实验为基础的综合学科。不仅具有一定的理论性，而且具有很强的实践性，因此初中科学教学必须重视实验教学，可以说实验教学是整个科学教学的核心，贯穿于整个科学教学过程中。《浙江省初中科学新课程标准》明确指出：“在科学课程中，学生将通过科学探究等方式理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法，初步理解科学本质，形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。”而探究的其中一个重要手段就是实验。笔者试图以自己多年来在科学实验教学的一点浅见，抛砖引玉，与大家一起探讨初中科学实验的一些方法，以进一步提高学生的科学素养。关键词：科学实验变式教学思维培养科学是一门以实验为基础的学科。学习科学的过程，是从观察现象、进行实验出发，经过形象思维和抽象思维形成概念、规律，然后再回到实践中去进行检验和运用的过程，即“实践―― 认识―― 再实践――再认识”。伽利略曾经说过：“一切推理都必须从观察与实验得来。”所以实验在学习科学基础知识的过程中具有很重要的意义，学习科学必须重视实验。然而，就目前的教学现状看，普遍存在着学生动手能力差，缺乏创新能力的现象。学生做实验只是根据教材中已经设计好的实验目的、器材、方法，按照规定的步骤按部就班地去做。对老师演示的实验只注重最后的实验现象、结论或数据，对课外的小实验都视而不见，甚至为了应试而忽略实验，最终影响了学生能力的培养与提高。鉴于上述原因，笔者在科学教学中十分注重在实验中培养学生的创新能力，并作了一系列的有益探索。 1 借助实验中的趣味故事，唤起实验兴趣好奇心是科学家的一种重要品格，不断强化好奇心，锲而不舍地追求，便可能独辟蹊径。中学生特别是初中生好奇心强、创造欲高。因此，只要引导有方，他们具有的潜在的创造发明思想和灵感就会被激发起来，而利用实验使教育，既可以激发学生的好奇心，又可以唤起学生的创新意识。例如，在研究浮力跟排开液体重力关系的实验前，先给学生讲述那个著名的“王冠之谜”故事。正是这个故事才诞生了一个著名的定律―― 阿基米德原理。然后再做此实验，学生兴趣浓厚，做这个实验的欲望也更强烈了。最后告诉学生科学家也是从日常生活中的一些现象中去发现，寻找新的东西。 2 利用实验中的变式教学，培养创新思维创新思维是创造力的源泉，是智力开发的核心，而创新思维的培养离不开实验。问题是现在的实验教学完全是为了应试教育：实验课题已知，方案已知，几乎没有留给学生一些创造性思维的余地。这样实验教学常会导致学生实验设计能力减弱，遇到结果与理论不相符时，很少想到要再做一次实验，检查一下实验中存在的问题，常常是把理论数据或结果作为自己的实验结论。因此，在演示实验和学生实验中，我们可以将原先的实验方案略作一些改进，以培养学生的创造性思维。更换实验器材，培养思维的多维性依据知识的内在联系，不断更换实验器材，不依常规寻求尽可能多的实验方案，并且利用科学的特点，把知识运用灵活，从而培养学生思维的多向性。例如：测一金属块浸没在水中受到的浮力。要求学生从求浮力的几种方法：(1)弹簧秤前后两次读数之差求浮力;(2)阿基米德原理求浮力;(3)浮力产生的原因求浮力等。设计出不同的实验方案，用到不同实验器材。如：弹簧秤、大烧杯、溢水杯、细线、量筒、小桶等等。通过设计不同的实验方案，使用不同的实验器材，最终得到相同的结果，从而让学生明白：事物的正确答案不止一个。还有许多演示实验和分组实验都可以从不同角度、不同器材去研究同一实验，达到相同的实验目的。由此可见，更换不同的实验器材去探索同一实验问题，对激化、深化、活化科学知识，培养学生思维的多向性是富有有效性和启迪性的。变换实验形式，培养思维的独创性传统的演示实验都是按事先设计好的程式，即“启发+问答+操作”的单向教学信息传输通道，让学生按教师意图沿固定顺序、方向进行观察和思考。学生在教师“启发”的牵制下观察、思考，学生的思维被压缩在极其狭窄的单线性思维空间中，束缚了学生思维的自由度和想象力。造成思维的被动、狭窄及惰性;而变换实验的形式，则可以培养学生思维的独创性和主动性，让学生有更多的想象空间。因此，在实验教学中，教师应尽量地把验证性实验改为探索性实验，把演示实验改为边讲边实验，把习题中的叙述性实验改为操作性实验等。例如：鉴定一瓶无色溶液为硫酸，可以把它改成鉴定这一瓶无色溶液是什么?虽然难度增加了许多，但通过这个实验，学生巩固了酸、碱、盐的性质，又因为事先不知道实验现象，必须在实验中认真仔细观察和记录。实验得到什么结论又不知道，必须对实验的全部记录分析，最后得出结论。进过学生自己克服困难，百折不挠、开动脑筋而获得规律和知识，可以给学生无限的乐趣。更改测量方法，培养思维的发散性根据中学生的年龄特征，在学生比较透彻地理解教材的基础上，变换实验的测量方法，提出一些探索性的新问题，让学生思考解决，能有效地培养学生思维的发散性。例如，在初三复习电学内容是，在学生掌握了“伏安法”测电阻的原理后，让学生只用一只电表(电流表或电压表)一只定值电阻、一个电池组、导线、开关若干，来测定未知电阻Rx，启发学生从公式R=U/I来考虑，学生设计出很多的方案。并比较这些方案的优劣，并选取最佳实验方案。事实证明，通过不断更改实验测量方法，既能让学生从多个不同角度去思考问题，培养他们的发散性思维的能力，又能让学生懂得多中选优，择优选用的原则。 3 开展自主式的课外实验，培养实践能力课外活动是课堂教学的延伸和补充，因此，通过课外活动的不同形式，把课堂教学和课外活动有机结合起来，培养学生观察和动手实践、分析和解决问题的能力，培养学生的创新能力和实践能力。开展小制作、小发明活动在活动中广泛应用所学的知识，有利于促进课堂教学;小制作、小发明活动可以培养学生的技能技巧，为学生参加经济建设和开展较复杂的科技活动打下基础。教师指导学生根据所学过的知识，利用周围常见的东西进行小制作、小发明活动。组织实验竞赛组织竞赛并非完全违背素质教育的规律，在很大程度上应该是一种促进作用。教师可在校内举办一些实验操作、自制仪器等竞赛。通过竞赛，同学之间竞争意识增强了，动手能力提高了，对科学的学习兴趣更加浓厚了，学习成绩也有相应的提高，同时也发现了一些动手能力较强的同学，并激发了他们强烈的创造欲望。另外，还可开展趣味实验、组织实地考察和参观、举办科普展览、讲座，开展社会调查，观看科技影片、实验录像，成立课外活动兴趣小组等。这一系列的活动，不仅扩大了学生的知识面，而且培养了他们既动脑又动手的综合实践能力，最终全面提高学生的科学素养。总之，让实验教学贯穿于整个初中科学教学的始终，让学生在实验的海洋里尽情地遨游，在实验的乐趣中培养兴趣，掌握知识，拓展思维，提高能力，是每个科学教师的教学职责。参考文献 [1] 浙江省初中科学新课程标准[S]. 猜你喜欢： 1. 关于实验教学论文 2. 初中科学教育小论文 3. 初中物理实验论文 4. 初中化学实验论文 5. 初中物理实验教学论文

1、标题科技实验论文标题选择确定问题，除了遵循前述的方法外，其标题应尽量少用副标题。同时，这种标题不能用艺术加工过的文学语言，更不得用口号式的标题。它最基本的要求是醒目、能鲜明概括出文章的中心论题，以便引起读者关注。科技论文标题还要避免使用符号和特殊术语，应该使用一般常用的通俗化的词语，以使本学科专家或同行一看便知，而且外学科的人员和有一定文化程度的群众也能理解，这才有利于交流与传播。2、作者及其工作单位该项主要体现论文作者的文责自负的精神，记录了作者辛勤劳动及其对人类科学技术事业所做出的奉献。因此，发表论文必签署作者姓名。署名时，可用集体名称，或用个人名义。个人署名只用真实姓名，切不可使用笔名，别名。并写明工作单位和住址。以便联系。由于现代科学技术研究工作趋于综合化、社会化，需要较多人员参加研究，署名时，可按其贡献大小，排序署名。只参加某部分，某一实验及对研究工作给以支助的人，不再署名，可在致谢中写明。3、摘要摘要又称提要，一般论文的前面都有摘要。设立该项的目的是为了方便读者概略了解论文的内容，以便确定是否阅读全文、或其中一部分，同时也是为了方便科技信息人员编文摘和索引检索工具。摘要是论文的基本思想的缩影，虽然放在前面，但它是在全文完稿后才撰写的。有时，为了国际学术交流，还要把中文摘要译成英文或其他文种。其摘要所撰写内容大体如下：(1)本课题研究范围，目的以及在该学科中所占的位置。(2)研究的主要内容和研究方法。(3)主要成果及其实用价值。(4)主要结论文摘撰写要求是：准确而高度概括论文的主要内容，一般不作评价。文字要求精炼、明白，用字严格推敲。文摘内容中一般不举例证，不讲过程，不做工作对比，不用图、图解、简表、化学结构式等，只用标准科学命名，术语、惯用缩写、符号。其字数一般不超过正文的5%近年来，为了便于制作索引和电子计算机检索，要求在摘要之后提出本篇论文的关键词(或主题词)，以供检索之用。4、引言引言是一篇科技论文的开场白，它写在正文之前。每篇论文引言，主要用以说明论文主题，总纲。常见的引言包括下述内容：(1)课题的提出背景、性质范围、研究目的及其重要性。(2)前人研究经过、成果、问题及其评价。(3)概述达到理想答案的方法。引言一般不分段落，若论文内容较长、涉及面较广，可按上述三个内容分成三个段落。引言里，作者不应表示谦意，也不能抬高自己、贬低别人，对论文评价，应让读者去作。5、正文正文是论文的主体，占全篇幅的绝大部分。论文的创造性主要通过本部分表达出来，同时，也反映出论文的学术水平。写好正文要有材料、内容，然后有概念、判断、推理、最终形成观点，也就是说，都应该按照逻辑思维规律来安排组织结构。这样就能顺理成章。正文一般由以下各部分构成：（1）研究或实验目的研究(或实验)目的，是正文的开篇。该部分要写得简明扼要，重点突出。实验性强的论文，先写为什么要进行这个实验，通过实验要达到的目的是什么。如果课题涉及面较广，论文只写其某一方面，文内则要写清本文着重探索哪一方面的问题。并交待探索原因，效果或方法。有的论文，将此部分并入引言之中，正文部分再不复述。（2）实验材料(设备)和方法科研课题从开始到成果的全过程，都要运用实验材料、设备以及观察方法。因此，应将选用的材料(包括原料、材料、样品，添加物和试剂等)、设备和实验(观测)的方法，加以说明，以便他人据此重复验证。说明时，如果采用通用材料，设备和通用方法，只需简单提及。如果采用又有改进的特殊材料和实验方法，就应较详细的加以说明。如果文章在国外期刊上刊载，便于对外交流，就需要标明材料成分，对照外标号做相应的说明。（3）实验经过实验经过即实验研究过程，或称实验操作程序(或步骤)等。该部分，主要说明制定研究方案和选择技术的路线，以及具体操作步骤，主要说明试验条件的变化因素及其考虑的依据。叙述时，不要罗列实验过程，而只叙述主要的、关键的。并说明使用不同于一般实验设备和操作方法，从而使研究成果的规律性更加鲜明。如果引用他人之法，标出参考文献序号即可，不必详述，如有改进，可将改进部分另加说明。叙述实验经过，通常采用研究工作的逻辑顺序，而不采用实验先后时间顺序，要抓主要环节，从复杂的事物中，理出脉络，按其发展变化顺序写。并且注意所述实验程序的连贯性，要从成功与失败、正确与谬误、可能性和局限性等方面，加以分析，达到严谨的科学性、逻辑性。（4）实验结果与分析(讨论)该部分是整篇论文的心脏部分。一切实验成败由此判断，一切推理由此导出，一切议论由此引出。因此，应该充分表达，并且采用表格，图解、照片等附件。这些附件，在论文中起到节省篇幅和帮助读者理解的作用。本部分内容中，对实验结果和具体判断分析，要逐项探讨。数据是表现结果的重要方式，其计量单位名称、代号，必须采用统一的国际计量单位制的规定。文中要尽量压缩众所周知的议论，突出本研究的新发现，及经过证实的新观点，新见解。要让读者反复研究数据，认真估价判断和推理的正确性。作者在研究中，某些见解虽未充分证明，也可阐明。有些实验结果，在某些方面出现异常，无法解释，虽不影响主要论点，但要说明，供其他研究者参考。实验结果与分析，可称讨论、或称“各种因素分析”。这一部分一般应包括以下具体内容 ①主要原理或概念 ②实验条件。尤其是依靠人力未能控制的缺点，要突出讲明。 ③本题研究的结果与他人研究结果的相同或差异要讲明，并且突出研究中自己的新发现或新发明。④解释因果关系，论证其必然性或偶然性。⑤提出本研究存在的难解或尚需进一步探索的问题。分析上述几个方面内容时，要根据各个问题的地位，相关性、因果关系以及一些例外或出现相反的结果等。均要妥为排序论述，论述中一定要符合逻辑推理形式。本部分最后也可提出下一步研究设想、或工作大纲，将供读者参考。6、结论该部分是整个课题研究的总结。是全篇论文的归宿，起着画龙点睛的作用。一般说来，读者选读某篇论文时，先看标题、摘要、前言，再看结论，才能决定阅读与否。因此，结论写作也是很重要的。撰写结论时，不仅对研究的全过程、实验的结果、数据等进一步认真的加以综合分析，准确反映客观事物的本质及其规律，而且，对论证的材料，选用的实例，语言表达的概括性，科学性和逻辑性等方方面面，也都要一一进行总判断、总推理、总评价。同时，撰写时，不是对前面论述结果的简单复述，而要与引言相呼应，与正文其他部分相联系。总之。结论要有说服力，恰如其分。语言要准确、鲜明。结论中，凡归结为一个认识、肯定一种观点、否定一种意见，都要有事实、有根据，不能想当然，不能含糊其词，不能用“大概”、“可能”、“或许”等词语。如果论文得不出结论，也不要硬写。凡不写结论的论文，可对实验结果进行一番深入讨论。7、致谢科学研究通常不是只靠一二个人的力量就能完成的，需要多方面力量支持，协助或指导。特别是大型课题，更需联合作战，参与的人数很多。在论文结论之后或结束时，应对整个研究过程中，曾给予帮助和支持的单位和个人表示谢意。尤其是参加部分研究工作，未有署名的人，要肯定他的贡献，予以致谢。如果提供帮助的人过多，就不必一一提名，除直接参与工作，帮助很大的人员列名致谢，一般人均笼统表示谢意。如果有的单位或个人确实给予帮助和指导，甚至研究方法都从人家那里学到的，也只字未提，未免有剽窃之嫌。如果写上一些从未给予帮助和指导的人，为照顾关系，提出致谢也是不应该的。另外，有些名家、学者或教授，从未指导，也没有阅读过论文，借致谢提名抬高身价，更是不对的。我们要坚守科学道德规范，切实杜绝不良风气。8、参考文献作者在论文之中，凡是引用他人的报告、论文等文献中的观点，数据、材料、成果等，都应按本论文中引用先后顺序排列，文中标明参考文献的顺序号或引文作者姓名。每篇参考文献按篇名、作者、文献出处排列。列上参考文献的目的，不只是便于读者查阅原始资料，也便于自己进一步研究时参考。应该注意的是，凡列入参考文献，作者都应详细阅读过，不能列入未曾阅读的文献。9、附录附录是将不便列入正文的有关资料或图纸、编入其中，它包括有实验部分的详细数据，图谱、图表等，有时论文写成，临时又发现新发表的资料，需以补充，可列入附录。附录里所列材料，可按论文表述顺序编排。以上所谈及的论文写作基本结构格式，适用于大课题、篇幅长的论文，对于小课题、篇幅短的论文，基本结构格式可增减、合分。作者选用时，不能生般硬套，可依据具体情况，有增减、合分，最终都要服务于更好的表述论文内容。

作文标题：科学实验小论文关键词：科学实验小论文小学一年级本文适合：小学一年级作文来源：本作文是关于小学一年级的作文，题目为：《科学实验小论文》，欢迎大家踊跃投稿。科学实验小论文一、主题说明同学们，我想你们和所有人一样都喜欢大自然吧。大自然让我们在这块美丽的土地上茁壮成长，给了我们广阔的生存空间，给了我们无穷的快乐，同时也给我们带来了许多个为什么。如电是怎么回事？宇宙是怎样产生的？怎么会有白天和黑夜？为什么雨下不完？皮球怎么会弹起来…… 在我们每一个人的心中都会有很多个“为什么”这一些问题会时时刻刻的围绕在你的身边，等着你去研究，去探索。古代时期，有许多人从大自然的万物中得到了灵感，发明了许多东西。一个苹果落在了地上，很多人都会一位是很正常的事，而牛顿却对此产生了疑问，为什么苹果会落到地上而不是飞到天上呢？牛顿就是通过这样一件简单的事情发现了世界著名的万有引力定律；我国古代著名的工匠鲁班，有次上山砍树的时候，他被茅草划破了手指。鲁班并没有生气，而是对茅草的构造发生了兴趣，由此发明了锯。对这些的例子还有很多很多。如人们通过蜻蜓发明了直升飞机，通过鲸发明了轮船，通过青蛙的眼睛发明了“电子蛙眼”……告诉了我们，提问题比解决问题更加重要。二、实验目的随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐种出了各种好吃的植物，为了想亲身体验一下种植物，于是，我利用这一个暑假的时间，自己试验种了一下葡萄。三、具体实验从天文到地理，从动物到植物，从天空到陆地再到海洋，还有很多等着我们来探索，下面就让我们一起进入科学的海洋吧！为什么葡萄只有葡萄藤种下去才会发芽？一次，妈妈给我买回了一串葡萄，紫莹莹的，让人看了就馋滟欲滴。我迫不及待的跑过去，大口大口的吃了起来，我吃着吃着，脑子里便冒出了一个念头，一串葡萄，吃完了就没有了，不如把它的葡萄籽留下来种在花盆里，说不定过了几个星期还会结葡萄呢。于是我把葡萄籽当宝贝似的留了下来。吃完了午饭，我就把它种在了花盆里，以后的每一天我都去给它浇水，可是过了好长时间还是没有发芽。四、实验结果一脸疑惑的我，带着好奇心找到了我的“小老师”——网络，我来到网上寻找答案。原来，无性繁殖的植物用植株的某一营养器官（如枝条、根和芽等）作为繁殖材料繁育苗木的一种方法，所得苗木才称为营养苗。无性繁殖的方法有硬枝扦插、绿枝扦插、硬枝嫁接和绿枝嫁接等。通过这一次实验，我终于又增加了一项新的知识。通过这一次的实验，我们都明白了，干什么事都要勇于亲自试验、要学会提问题，更要学会自己解决问题，这一次，使我有了不小的收获。

中学理科实验教学的设计研究论文

牛顿第一定律的教学研究，在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了．许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解，并且得到了满意的教学效果．当我们在教学实践中运用这些教学策略时，我们发现，确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果．然而，当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时，令我们十分吃惊的是：学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差．这使得我们困惑不解．为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差？是教师教的原因，还是学生学的原因，抑或两者兼而有之．这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考，进一步，我们从学生的认知心理上，对这一规律的教学进行了深入的研究． 1 通常牛顿第一定律的教学，一般是按教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是维持物体运动原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程．为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，我们曾用这样一道题目来检测学生．题目如下．你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时是落在手里，还是落在手后面．全班56名同学在试卷上皆答：落在手后面．问其原因，皆曰：汽车在走，而钥匙抛出后不再向前走了． 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果，使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足．我们认为，囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒，而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源．认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中的前科学概念的影响．所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念．比如牛顿第一定律就是如此．在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了．因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念．这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词．让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时，他们也能解释得头头是道．但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗．这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在． 3 研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点．第一，学生头脑中的前科学概念是自发形成的．过去，我们在教学中，常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，事实并非如此．学生在长期的生活实践当中，逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法．他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动，而在力停止作用时物体静止，于是主观地断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止．这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论．第二，学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性．由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的，所以它以潜在的形式存在．这包含两方面的意义．其一是学生自己并没有意识到它的存在，因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念．其二是前科学概念平时并不表现出来，但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来．比如前述测验表明，许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念，然而他们自己却并不知道．第三，学生头脑中的前科学概念具有顽固性．由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念．因此，学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的．国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的．尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念，更是如此．按照皮亚杰的理论，学生认识什么和如何行动，主要决定于他们所具有的认知图式（思维模式），而不完全取决于教师所讲述的内容．他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息．在有错误认识存在的情形下，就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西． 4 在上述研究的基础上，我们对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议

初中物理实验教学综述论文

无论是在学校还是在社会中，许多人都有过写论文的经历，对论文都不陌生吧，论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是我为大家收集的初中物理实验教学综述论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

【摘要】在初中物理的教学中，进行物理实验是一个重要的环节，通过实验，可以加深学生对物理知识的理解，提高其学习的积极性，在动手进行实验的过程中，学生的动手能力、思维能力和观察能力也能得到提高。本文从初中物理实验的意义和存在的问题入手，以苏科版为例，探究初中物理实验有效教学方法，以期达到更好的教学效果。

【关键词】初中物理;实验探究;教学策略

初中物理是一门注重培养学生分析能力、逻辑思维能力和观察能力的学科，但是因为其内容具有一定的抽象性，难以被学生所理解，仅通过老师的讲解，学生并不能对物理知识了解透彻。通过进行物理实验，可以调动学生学习的积极性，在实验过程中，学生会动手进行操作，其观察分析能力和实践能力都能得到培养。在目前实际课堂教学中，物理实验的实施还存在一些问题，本文对初中物理实验教学存在的问题进行分析，探究物理实验教学新方法。

一、进行初中物理实验探究教学的意义

1.激发学生学习物理的兴趣：物理的学习有一定难度，所以很多学生会产生逃避的心理，不愿学习。通过物理实验探究教学，让学生参与到问题的提出-探索-解决的过程中，亲自去揭开问题的答案，能将学生的学习兴趣调动起来。实验的过程中提出的问题将由学生通过自主探索得到解决，在这个过程中学生主动学习的意识得到了培养，最后问题得到解决也能增强学生的自信心，从而激发他们学习和探索的兴趣。2.使学生对物理知识的理解加深。在物理实验探究过程中，要想问题得到解决，需要学生有一定的物理知识基础，通过对实验过程的观察、分析、操作，学生会自然而然的将所学知识和实验中所展现的物理规律进行对比、验证，最终得出结论，在这个过程中就加深了对物理知识的印象和理解。3.使学生综合能力得到提高。实验探究过程是一个培养学生综合能力的过程，在实验中就行探索，需要学生亲自去动手操作、观察分析，最后问题的解决方法也需要学生总结提出，在这个过程中，学生的动手能力、分析能力、总结能力都逐渐得到了提高。

二、物理实验探究教学中存在的问题

1.实验教学方式不合理。要想实验探究教学在实际运用中达到很好的教学效果，就需要教师根据教学内容，调整教学方式，保证其灵活性。然而很多老师在实际教学过程中，很难做到这点，在进行物理实验时，没有充分考虑到教学内容、进度以及学生的物理水平来，制定合理的实验内容。通常是仅根据课本上的介绍，组织学生进行实验。这其中存在的问题就是课本上有的实验内容过于简单，不能对课本知识进行深化，而有的实验操作过于复杂，学生不能独立完成，造成预期的实验效果难以达到。2.重理论、轻实验。实验探究教学在初中物理教学中被广泛使用，但在实际应用中仍存在一些局限性，教学运用不够灵活。很多老师难以摆脱传统的教学观念，在教学时仍然采取大量讲解理论知识的方式进行，实验过程少之又少。同时由于课时的限制，要做到一课理论一课实验也比较难，通常在进行大量理论知识的讲解后再进行实验，在这个过程中学生对于之前讲解的重难点知识的印象会逐渐模糊，在实验中会难以进行操作，久而久之会失去进行实验的兴趣，影响学习效果。

三、初中物理实验探究的有效教学策略

1.让实验贴近生活，激发学生兴趣。为了让实验能够激发起学生的学习兴趣，实验的设置需要贴近生活，具有代表性，当学生有了学习兴趣，才能积极的参与到实验探究中来，教学效果才能达到。以苏科版八年级上册“光现象”这一章节中“光的发射”实验为例，在进行理论知识的讲解，使学生明白光反射的原理后，教师可向学生提问他们在生活中见到的光反射现象，并通过实验展示一些常见的光反射。2.实验设计要有目的性。为了达到教学效果，实验的设计应该具有目的性，要有一个明确的目标，通过各个实验环节的衔接，达到实验的目的。以苏科版八年级下册中“力”的实验为例，首先要明确实验的目的，这个实验是为了证明“力与力的作用是相互的”，因此实验内容可以设计为将两个充满气的气球进行挤压，在这个过程中可以明显看到气球因为挤压而变形，以此达到证明力的作用是相互的目的。3.根据实验灵活调整教学策略。除了根据教学内容制定实验外，还可以根据实验的内容将教学策略进行灵活的调整，除了教师进行演示外，也可要求学生独立完成实验，或分组合作完成实验。例如在苏科版八年级下册进行关于“浮力”的实验时，目的是为了求证物体是否在水越深的地方受到的浮力越大，教师可以要求学生相互合作进行实验。让学生自行准备铁块、线、容器、水、弹簧测力计等实验器材，由一名学生对水中铁块进行控制，将铁块置于水中深浅不同的位置，另一名学生对处于水中不同位置时弹簧测力器显示的重力数进行记录，并对铁块在空中的重力进行测量。通过两个人的配合，得出物体在水越深的地方受到的浮力越大这一观点是错误的结论，加深学生对于“力”的认识。

综上所述，在初中物理实验探究教学中应该注重结合实际情况展开教学工作，除了贴近课本内容外，还要通过不同方式激发学生的学习兴趣，从而实现教学目标。除此之外，教师也要不断完善自身，提高实验操作技能和专业水平，以为学生传授更多的知识。

参考文献：

[1]卢观音.初中物理实验探究的教学策略分析[J].考试周刊,2016,(70):144-144.

［摘要］实验教学是初中物理教学的关键。优化实验教学，用灵活、个性化的方式开展物理教学，能更好地发挥教师和学生的潜力。基于整合理念，巧妙结合物理模型、信息技术、生活情境等手段优化物理实验教学，能让物理课堂充满生机和活力，更有利于学生物理学科核心素养的提升。

［关键词］初中物理；实验教学；有效策略

物理课程立足于帮助学生从物理学视角认识自然，理解自然，建构关于自然界的物理图景；引导学生经历科学探究过程，使用科学研究方法，养成科学思维习惯，增强创新意识和实践能力；引领学生认识科学的本质以及科学技术社会环境（STSE）的关系，形成科学态度、科学世界观和价值观，为做好有责任感的未来社会公民奠定基础。初中物理教学是学生物理知识体系构建的奠基阶段，对学生进入后续物理学习，培育核心素养，实现全面发展有着非常关键的作用。当前的初中物理教学还存在一些弊病，比如教学形式僵化、课堂气氛不够活跃、课堂思维含量不高、学习趣味性不浓等问题，影响了学生的学习效率和学习积极性。如何有效提高课堂教学效率？优化物理实验是关键，以实验教学为突破口，引领课堂教学的改革与创新，是提高初中物理教学质量的必由之路，这就迫切要求教师对物理实验教学进行创新。基于整合理念，落实以下策略，可以有效提升物理实验教学的质量。

一、结合信息技术开展实验教学，实现优势互补

兴趣永远是学生最好的老师。信息技术的迅猛发展给物理教学带来了更多的选择，教师完全可以将实验教学与多媒体技术相结合，使教学智慧化、数字化。从心理学的角度来说，多媒体多样的技术手段和生动的表现形式，非常适合初中生好动、注意力不集中和好奇心强的学习心理特性，对提高教学效率非常有帮助。如果只是单纯地照本宣科，对学生灌输长篇大论的理论知识，会令课堂变得枯燥无味。物理实验本来就具有新奇活泼的优势，在实验教学中运用信息技术增强表现力，能够更好地激发学生的探究兴趣。例如，在“凸透镜成像规律”的教学中，因为凸透镜成像的规律，对初中生来说，非常复杂，有点类似于数学中的分段函数，成像结果分为三种情况：有实像和虚像、放大和缩小、正立和倒立，还有物距和像距的动态变化规律、物距和像距的大小关系，更有一倍焦距和二倍焦距特殊点的成像性质，以及光路可逆知识点的融入。面对这样复杂的知识点，实验教学的重要性更是体现得淋漓尽致，优化凸透镜成像规律的实验探索是本课教学的关键。同时，针对这一教学难点，在实验得出成像规律后，或者是第二课时教学中，用凸透镜成像规律的Flash动画课件再一次演示凸透镜成像的几种情况，既可有效进行巩固复习，也更有利于将学生头脑中零碎的实验片段组合成整体，进而动态并整体地把握凸透镜成像的各种情况，实现真正意义上的深入理解。在突破这样的教学难点时，多媒体课件辅助实验教学，利用虚拟实验的高效、动态功能，实现传统实验与信息化手段的优势互补，是优化实验教学的一种有效手段。又如，学生首次接触“光的折射”的概念时，光靠课本上的简单内容和教师的简单演示并不足以让学生完全掌握各种物理现象的特点。教师可以在课前制作好教学PPT，并通过多媒体设备展现出来。如在“光的折射”教学中，可以顺势让学生联想站在岸上看水中物体的'情景，利用多媒体制作动画，展示光路的传播路径和成像，这样能够让学生对光的折射以及在生活中的应用有更深入的理解。多媒体技术支持下的虚拟实验，能够让实验教学变得更加有趣，也更高效。

二、配合物理模型开展实验教学，提升推理能力

教学的较高境界，不是让教师成为课堂的中心，而要把课堂的主动权交还给学生，充分发挥学生的主体作用。在物理实验教学过程中，教师要鼓励学生发挥想象力和联想能力。科学推理不是毫无根据的胡思乱想，但也不必太过拘泥于形式，只要是有道理的、比较符合情理的，即使猜测有些偏差，也应该给予充分的肯定。为了便于学生理解，还可以在需要时使用物理模型辅助实验教学。例如，水在固态、液态和气态三种形态上的变化是一个比较容易混淆的问题，但它又是一个必须掌握的重点知识。这种知识光靠一遍遍地重复强调是没有用的，只有学生自己理解了才能准确掌握。为了培养学生的推理能力，笔者在课前要求学生讲讲自己对“水是怎么凝结成冰”和“水是怎么变成水蒸气的”这两个问题的理解。有学生用热胀冷缩的生活经验来解释：冷的时候水分子缩成一团就变成了固态，受热膨胀散开后就成了气态。还有学生补充说：水分子之间应该有相互吸引力，冷的时候吸引力变强，热的时候吸引力变弱。这些推测虽然不完全正确，但是却比较合理，所以笔者首先肯定了它们合理的地方，然后抛出正确的思路让学生再去思考。在这个过程中，用了水分子的模型，模拟水的变化，每个水分子用一个小圆球来表示，水分子间的相互吸引力用一根小木棍来表示。在低温时表现为吸引力，所以水的形态是相对稳定的固态和液态，而随着温度升高，水分子获得了足够的内能后，分子间的力转化为斥力，分子间的距离增大就变成了气态。在这样的启发下，学生的探究积极性得到了极大的提高，都争先恐后地提出了自己的想法，这样的课堂思维活跃，教学效果很好。

三、联系生活情景开展实验教学，培养物理思维

思维能力是学生解决物理问题的关键。教学过程中培养学生的物理思维就显得非常重要了。初中物理课堂中培养物理思维，以下两个方面必不可少：直觉思维的培养和生活化的物理探究。例如，在“光的折射和反射”教学中，就可以渗透直觉思维的培养：关于光线在折射现象和反射现象中的夹角关系，不妨先由教师给学生做演示，通过直接观察做出猜测。大部分学生都会发现，反射现象中反射角和入射角的大小是一样的。而在折射现象中，有一些学生观察不太仔细，因此误以为折射角和入射角一样大或更小。随后经过实践证明，学生能够快速地纠正自己的错误，同时观察同类型的现象时也形成了更准确的直觉思维。对生活化的物理探究，以学生理解漫反射和镜面反射之间的区别为例，可以采取将实验教学与实际生活相联系的方式进行。比如老式的电影放映机，投影仪的光照射到幕布上，因为幕布的表面并不是光滑的，光线在粗糙的表面上发生了漫反射，所以坐在任何位置的人都能欣赏到电影。而如果取一面镜子，用激光笔把一束光打在镜面上，此时发生的却是镜面反射，所以只有站在特定方向上的人才能看到镜子上的光点。这样通过与实际生活相结合，就能够把实验教学融入真实的生活情境中，帮助学生探究实际生活中的物理现象。综上所述，教师在物理实验教学过程中要善于运用多媒体技术、构建物理模型、结合生活情境等，充分发挥学生的想象力，促使学生自主学习，培养学生的物理思维能力，在有限的课堂时间里，优质高效地完成教学目标，用智慧设计课堂，用兴趣引领学习，用灵性升华教学。优化物理实验教学，对提高教学效率、完成既定的教学目标和培养学生的科学素养，都有非常重要的作用。

［参考文献］

胡建乐．浅析教学实验在初中物理教学中的巧妙应用［J］．中学物理，2016（4）.

实验性研究的科研论文

毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类。