物理要被高考放弃?岂不知物理有多么重要!我国物理学多么薄弱!
http://kuailexuexi.net/data/attachment/forum/20240913/1726189629735_0.jpg2017年12月,国家教育咨询委员会委员、中国教育学会常务副会长谈松华提供一组数据,从新高考改革试点城市来看,物理选考人数已经从原来的82%下降到40%,后面的两届有可能会下降到30%,这种下降可以说是“断崖式的下降”。
2018年,新高考改革第二批试点区域有北京、天津、山东、海南,这些地方高考也将在未来面临这种挑战:物理学报考人数断崖式下降。既然高考改革政策已出,箭已发出不能再收回,接下来的大学物理学科和高中物理学科的发展及培养又该怎么办?
若物理学科从学人数出现大幅度下降,势必带来物理学领域研究人数的减少。从长远来看,这又将给我们国家的基础学科发展、给国家经济国防建设带来哪些影响呢?
首先,我们先了解这次高考改革的起源。
2013年11月9日至12日中央第十八届三中全会在北京召开,会议上通过了《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》,对这项改革作出了全面、系统、明确的部署。
2014年8月29日,中共中央政治局召开会议审议通过了《关于深化考试招生制度改革的实施意见》,会议要求教育部等有关部门要充分考虑教育的周期性,提前公布考试招生制度改革实施方案。
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2014年9月国务院印发了《关于深化考试招生制度改革的实施意见》,《意见》规定:2014年在上海市和浙江省启动高考综合改革试点,2017年将全面推进。政策规定,在实行高考综合改革的省(区、市),计入高校招生录取总成绩的学业水平考试3个科目,由学生根据报考高校要求和自身特长,在思想政治、历史、地理、物理、化学、生物等科目中自主选择。学生可以在完成必修内容的学习,在对自己的兴趣和优势有一定了解后确定选考科目。也就是说,将来学生的高考成绩将会是“3+3”模式,除了统一高考的语数外三科外,还要加上自己选择的三科学业水平测试的成绩。从这样的设计看,学生可以根据自己的特长和兴趣进行竞争,“可以文理兼修、文理兼考,使得文理不分科成为了可能。”教育部基础二司司长郑富芝说。
如果文理兼修文理兼考,则应文理中至少各选1,总数等于3;而不是大撒网完全让学生自己选,说直接点,高中生能有多少了解程度?很多大学生不一样跨专业找工作。由于教育部是负责执行本次改革的主体机构,因此小编认为可否在大规模改革到来之前采纳一下上述小编的建议。
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了解了这次改革的背景之后,我们就专门谈一下物理学。包括物理学的具体概念及范畴、物理学意义及价值。尤其是文章主题所提到的物理学的重要应用以及我国物理学薄弱在哪里。
一、物理学概念:物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。
有几个关键词句我们要注意:
1、各门其他自然科学学科的基础。
2、一切无知最基本的运动形式和规律。
3、以实验作为检验的唯一标准。
4、最精密的一门学科。
我们分别分析这几句关键词句。
1、自然学科的带头学科
自然科学学科:自然科学是研究大自然中有机或无机的事物和现象的科学,包括天文学、物理学、化学、地球科学、生物学等和地理学。
大家看到了吗,天文地理、物理化学、地球、生物这几大学科的基础必须有物理学,换而言之,如果物理学科基础薄弱,那么这个国家的其他自然学科也不会顶尖。
生物学大奖、天文学地理学地球学大奖、化学大奖的每个超级奖项获得者都不可能对物理学一知半解!我们用最新一届的诺贝尔化学奖和生理学或医学奖获得者为例,来看一下权威报道:
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瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布将2017年度诺贝尔化学学奖授予瑞士洛桑大学科学家雅克·迪波什(Jacques Dubochet),美国哥伦比亚大学科学家约阿基姆·弗兰克(Joachim Frank), 英国剑桥大学科学家理查德·亨德森(Richard Henderson),以表彰他们发展了冷冻电子显微镜技术,以很高的分辨率确定了溶液里的生物分子的结构。
他们的核心研究工具及方法是超高分辨率,研究目标是生物分子结构!这两者谁才是核心关键点?当然是工具!为什么?我举两个例子。
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第一个例子,从中国出发到北美洲,在古代有中国人去过吗或者知道那个地方吗?没有人知道。单不论你是否知道它存在或者有没有到达北美洲,北美洲就是在那里的,他是客观存在的不以人的意志为转移的客观现实。自从现代交通工具应用以后,哥伦布发现新大陆,然后伴随工业革命人类交通速度比几千年前快了许多倍,所以两地快速来往的愿望就得以实现。但是,我们不能说因为有了现代交通工具才有了北美洲!但是交通工具的作用却是无可替代的。
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第二个例子,《西游记》中,唐僧的目标就是拿到真经并带回东土大唐。哪怕唐僧中途被妖精吃掉也好、生病死了也罢都不能改变这种目标事实,而最终取得真经的最关键因素是什么?精神支撑、目标支撑?不错,但是只有那些还远远不够,因为没有具体实现的方法。所以我们才会看到整篇《西游记》当中,最核心的段落和最大幅度的篇章都在详细描述九九八十一难的前因后果,而不是在描述真经里面的内容中第一卷是什么第二卷是什么,也不是在描述成功取经后具体给东土大唐人民带来了什么。简单来说,目标是取到经书回大唐,工具就是师徒四人如何渡过八十一难的过程。但是,没有解决如何渡过八十一难的问题,经书就是取不到!哪怕差最后一难,也会让经书沉入河底(通天河里的乌龟精),他的目标依然不能实现。
如果我们把化学奖的研究目标比作取经书回到大唐,把高分辨率显微镜比作八十一难,大家是不是认为这个诺贝尔化学奖中物理学的成果是最核心的突破点?只不过研究学者把这个高分辨率显微镜用在了解决化学问题上。
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在生物学上也是一样的道理。我们以2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦为例。屠呦呦的贡献在于帮助人类发现并提取青蒿素(一种抗疟新药的最核心成分,可拯救成千上万的人类生命)。青蒿素原本是不存在吗?不是的,青蒿素是中草药中的一种物质成分,不论我们是否发现,青蒿素本身都是存在的,至于用什么方法发现的,我们来看一篇腾讯新闻报道“耗时3个月,从两千多个方药中筛出640个,又锁定到一百多个样本,最终入选的胡椒“虽对疟原虫抑制率达84%,但对疟原虫抑杀作用并不理想”。青蒿是当时的191号样本,虽然曾经有过68%的抑菌率,复筛结果却一直不好。很长一段时间,这种不起眼的菊科植物都不是最受关注的药物,直到有一天,屠呦呦决定:用沸点只有35℃的乙醚代替水或酒精来提取青蒿。这抓住了问题的关键——温度正是青蒿素提取的关键。”
核心突破口就是温度!!温度是什么?物理学的一个用于准确表达物体冷热程度的物理量。(大家可以查百科定义)那么这里还有一个问题,就是屠呦呦为什么决定用沸点只有35℃的乙醚代替水或酒精来提取青蒿?这就涉及到这么个研究方向:青蒿与乙醚之间的物理特性。为什么不能是化学特性?因为中医药提纯、提取是物理提取方法,化学方法是要发生化学反应,也就是说要让物质变成另外一种物质,因此化学方法直接放弃。物理方法只是让物体形态变化,而不会发生本质的变化,这也是物理与化学的不同之处。反过来说,这两种物质间的物理特性怎么知道的呢?那就是实际试验!测试沸点多少度、凝固点多少度、与哪种物质可溶、与哪种物质不可溶……所以,我们发现这还是离不开物理,而且离开物理学就难以研究出此成果。又因为研究目标是主要在于生物学方向,因此就授予生理学或医学奖。
好了,物理学对其他学科的作用不多说了,相信大家也都明白些了。接下来我们了解物理学概念中的第二个关键词句。
当下生活生产中有哪些东西是古人所没有的?除了空气、水、土、树木、原生态的食物这些之类的东西,其他我还真没想到。比如对我们生活影响极大的几大类:机械运动、电力、通信、集成电路、显示设备、桥梁与道路、材料、医药、纺织、食品……,涵盖电力能源、机械设计与制造、信息与计算机科学、土木工程、冶金工程、材料科学、药学、纺织科学、食品科学与工程几大核心学科群,这些学科群都有哪些内容:
电力能源:磁场、能量转化(势能动能化学能与电势能)、水力火力发电工程、电力输送工程、电气工程与自动化等。
机械设计与制造:工程力学、机械制图、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础等。
信息与计算机科学:电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等。
土木工程:数学类(线性代数、微积分等等)、理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学、建筑材料、混凝土结构与钢结构、房屋结构、桥梁结构、地下结构、道路勘测设计与路基路面结构、施工技术与管理。
冶金工程:传输原理、金属学原理、金属材料及热处理、冶金物理化学、钢铁冶金学、有色金属冶金学、材料现代分析方法耐火材料等。
材料科学:工程数学、材料结构与性能、材料结构和性能检测技术、材料合成与制备技术过程控制原理。材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能以及它们之间的相互关系,集物理学、化学、冶金学等于一体的科学。
药学:无机化学、有机化学,分析化学(化学分析、仪器分析)、物理化学、生物化学、人体解剖学、生理学、微生物学与免疫学、生药学、药用植物学、中医药学概论、中药商品学、药物化学、毒物分析学,中药分析学、体内药物分析学、基因工程学、药剂学、药代动力学、药理学、药物分析学、药事管理学、药物合成等。(真tm杂,难怪许多药学大学专业是本硕连读)
纺织:(没查到太多具体内容)纺织作为一门技术科学,研究的对象是纤维集合体和加工中所使用的机械(物理、力学的)和化学方法。(这门课跟我们的衣服、装饰、军事领域等相关)
食品:食品工艺学、食品分析、食品物料学、食品机械与设备、食品营养学、食品保鲜、食品包装、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学、食品化学、微生物学等。
大家仔细了解后发现了什么吗?虽然这些涉及学科中一少部分涉及到化学,但是任何一个都包含物理学(个别学科化学、生物学等为主),而且物理学类在整理中占据最大部分。
同样引用让我们国人自豪的量子学研究应用成果来说,量子力学是物理学科的一个分支,它不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。
也就是说物理学对我们人类生产生活影响最大的学科,离开物理学支撑,我们的生活将会变成怎么样 我相信我们都不愿回到过去。
3、以实验作为检验的唯一标准,也就意味着物理学必须精准精密,所有得东西必须经过精准验证,所以她也是最精密的一门学科。比如工程应用领域,力学计算出现一点差错都会导致极大的事故,比如三峡工程、跨江大桥工程、深海勘探、航空航天,不容得一丁点儿模糊不清。当然数学作为必修科目我没得说。
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最后,从国际重大的与物理学方向相关的大奖上看我们国内物理学人才培养成果以及我国重视物理学科的必要性:
1、诺贝尔物理学奖:0人。
2、玻尔国际金质奖:0人。
3、费米奖:0人。
4、普朗克奖章:0人。
5、帕内蒂奖:0人。
6、马可尼国际奖:0人。
7、联合国教科文组织科学奖:1人(王选,其中袁隆平为生物方向,所以实际上本次统计应算作1人)。
8、莱特兄弟奖:0人。
9、海涅曼奖:0人。
10、安东尼奥·费尔特里内利奖:0人。
还要提到一个重要的大奖:中国国家最高科学技术奖。其中一位是程开甲,他的研究成果更倾向于基础科学层面,同时也有工程应用层面。当今国内研究是集中在工程应用领域,对基础学科的培养倒是不足,还好现在量子学成就还是不错的,但是量子力学本身就不是我们自己培养的人才发现的。
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最终,小编希望国内每个人都能发奋图强振兴中华,不要只看着见效速度快的领域,更要着眼长远。
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