着重探析物理教育与科学素养——拟.docVIP

物理教育与科学素养——拟 1. 引言 一个缺点的重量：据说威廉二世曾费尽心思设计了一艘军舰，然后得意地请权威造船家进行鉴定，结果对方的答复却是：“陛下，您设计的这艘军舰是一艘威力无比、坚固异常和十分美丽的军舰，称得起空前绝后。它能开出前所未有的高速度，它的武器将是世上最强的，它的桅杆将是世上最高的，它的大炮射程也将是世上最远的。这艘辉煌的战舰，看来只有一个缺点：那就是只要它一下水，就会立刻沉入海底，如同一只铅铸的鸭子一般。” 不懂得规律，造出的船中看不中用！ 富兰克林用风筝把天上的电引到地下来检验，证明天上的电和地下的电是相同的，制造了尖形避雷针。美国独立战争爆发，富兰克林首当其冲。英王乔治三世一气之下下令将尖形避雷针换成圆形的，遭到皇家学会会长约翰·普林格尔的阻挠。自然规律不可违背！ 玻璃的历史：3000多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮，商船搁浅了。 于是船员们纷纷登上沙滩。有的船员还抬来大锅，搬来木柴，并用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做起饭来。 船员们吃完饭，潮水开始上涨了。他们正准备收拾一下登船继续航行时，突然有人高喊：“大家快来看啊，锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西！” 船员们把这些闪烁光芒的东西，带到船上仔细研究起来。他们发现，这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来，这些闪光的东西，是他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体，这就是最早的玻璃。后来腓尼基人把石英砂和天然苏打和在一起，然后用一种特制的炉子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人发了一笔大财。 玻璃的发现纯属巧合，但使腓尼基发财！ 拿破仑用“冰”如神：拿破仑曾对亲信将士感慨地说:“我这一辈子在血与火中拼杀,南征北战,东讨西伐,到底打了多少次仗已记不清了。大仗打了30次,但没有一次比得上‘冰上大战’的。” 那是1794年深秋,拿破仑雄心勃勃亲率大军进伐荷兰。荷兰军民奋战反抗,但因众寡悬殊,武器太差而败北。为阻挡强敌进犯,有人提出开闸放水之计,荷兰统帅欣然采纳,当即开闸放水。 法军前线指挥官得到荷军放水的报告后,正打算后撤,拿破仑却下达了“部队停止后撤,原地待命”的命令。原来,拿破仑听到报告后,正在冥思苦想,运筹对策。忽见附近许多蜘蛛在加紧吐丝结网。拿破仑从蜘蛛吐丝结网推知严寒即到,而天寒必结冰。果然,不出拿破仑所料,荷兰人开闸放出的水,遇上大寒天,很快变成了坚冰。拿破仑挥师前进,大获全胜。 还有一次是发生在1805年的法俄奥斯特里茨的冰上鏖战。当时俄军与奥军组成10万人的联军,而法军不足4万人。但由于拿破仑指挥若定,妙计迭出,使奥军先自逃遁,俄军见势不妙,也急不择路,向冰湖飞窜。这正好中了拿破仑的锦囊妙计。他不仅三面结网,而且亲自到冰上做了调查研究。对冰层厚薄,承载能力,爆炸后的情况都烂熟于心。当俄军统帅率5万俄军急匆匆地从冰道上转移时,拿破仑下达命令:“万炮齐发,不必射人,专门轰冰!”,只见炮弹落处,冰层洞开,冰水翻腾。走冰道的俄军即刻陷入了千孔万洞的冰湖陷阱之中。就这样,拿破仑以2000多人的伤亡,赢得了歼敌万余、掳敌3万多的巨大胜利。 拿破仑利用“冰”的规律破敌，即是“拟”的运用！ 2. “拟”的定义 拟——利用相似性求“道”以适应、造福环境。 鱼的沉浮系统是充气的鱼鳔，依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量，促使鱼体自由沉浮；潜艇采用压载水舱，当水舱灌满海水时，艇身重量增加使可它潜入水中。将压缩空气通入水舱排出海水，艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。 蝙蝠、海豚应用声纳系统回声定位；人造声纳系统侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果。 蜻蜓翅膀前缘的上方都有一块翼眼，翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害；飞机高速飞行时会遇到气体动力学中的颤振现象，飞机设计师们在机翼前缘的远端上安放一个加重装置，这样就把有害的振动消除了。 萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程，不仅发光效率高，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高；人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯。 经过对电鱼的解剖研究， 人们发现在电鱼体内的发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的，单个电板产生的电压很微弱，但由于电板很多，产生的电压就很大了；如果能成功地模仿电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。 在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而，总是风暴来临的前奏曲，， 水母的耳朵有块小小的听石，能听到风暴产生的次声波，水母就有了预测风暴的本能；仿生学家设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报。 变色龙和