物理机械论文范文

物理机械论文范文第1篇

2结合机械专业的能力培养目标

农业机械专业对于学生的能力培养目标是多方面的,包括动手实践的操作能力、科学研究的能力、科技开发的能力以及组织管理能力等,而其中最为核心的则是实践动手操作能力。而物理实验对于对于学生动手操作能力的培养具有不可忽视的作用。同一个理论可以用不同的材料、不同的方法来加以验证,那么我们可以通过物理实验让学生尽可能地用农业机械专业的相关知识来加以验证,让学生自己设计实验方案,自己制造实验用具,自己分析实验结果,这样既可以最大限度的锻炼同学们的动手能力,又加深了物理和机械之间的联系,可以极大地提高同学们的学习兴趣。

3结合农>！

农业机械专业要求学生具有严谨地科学精神、大胆地创新精神以及用于尝试和探索的精神。纵观物理史,我们就会发现物理的发展正是这样一些精神不断发展的过程,没有一批又一批的物理学家大胆地假设,严谨地考证,以及不断质疑和不断求索,物理绝不会有今天这样的发展结果,世界也绝不会是今天这个样子。所以在物理教学过程中为满足这种科学素养的培养要求,在讲到相关内容的时候不妨适当增加一些物理学史的内容。

物理机械论文范文第2篇

(一)现有的课程体系与高职人才培养方案针对性不强

不同的学历层次设定有不同的培养目标和不同的人才培养方案。高职教育应该不同于一般意义的高等教育，也不是中等职业技术教育的升级版。长期以来，高职教育的定位与目标仍在不断的探索之中，但有一点已成为共识:搞好高职教育，纪要构筑理论基础，又要结合实际应用，注重理论与实践相结合。但院校在制定人才培养方案时往往注重课程体系满足企业的实际需求，解决眼前的学生就业问题，以专业课程为中心，忽视了基础课程对学生职业能力与职业素养的重要作用，其后果是学生缺乏必要的基础理论素养，不利于未来职业道路的发展。人才培养方案决定教学。由于大量专业课、外语、计算机等专业和实践课程的加强，大学物理课程的学时被极大的压缩。现在的大学物理课程还十分强调构建“大而全”的课程理论体系，力求严谨、完整，整个课程还是按照力学、热学、电磁学、光学和近代物理分类，没有考虑到不同专业对这门基础课的需求侧重点是不一样的，忽视基础与专业间的有机联系，且与日趋减少的课程学时相冲突。高职物理的教学深度与广度很难把握:由于各方面因素的影响，物理教学中往往只能简单的通过削减知识点，简化定理定律公式的数学分析和推理过程来降低教学难度，牺牲了对很多问题深入探析研究，缺少扩展性;理论联系实际的内容少，内容枯燥空洞;知识体系偏重经典物理，与近代物理的成就脱节，没有反应物理学的最新发展和新成果，与中学物理有很多的雷同之处，很难激发和提高学生对大学物理课程的兴趣，失去了大学物理课程在培养学生探索精神和创新意识方面的积极意义。

(二)教情与学情不匹配

目前高职物理教学模式往往还沿用传统的大学教育模式。在教学观念上，强调教师是教学活动的中心，忽略了学生的主体地位，师生之间缺少互动，教师“填鸭式”教学，学生死记硬背，僵化地掌握知识，很少积极参与学习，不能体现对学生自主学习能力和创造能力的培养。教学手段单一，以课堂理论教学为主，实验课时远达不到课程要求，甚至很多院校在教学中取消了实验课程。虽然目前课堂教学基本都引入多媒体教学，如PPT与动画演示，但多媒体主要限于物理概念、规律的文字描述展示和公式的推导演示，而不能展示物理过程，学生缺少直观的认知，很多物理现象只能依靠老师的费力讲解和学生的“心领神会”，教学效果不理想。现阶段高职院校生源来源日趋复杂，我校近年通过提前招生、对口单招的生源已接近新生人数的一半，且由于文理兼收，大部分学生的数学、物理功底薄弱。相对于中学物理，大学物理以复杂一般运动问题为研究对象，通过高等数学微积分和矢量代数方法分析解决问题。由于高数、大学物理往往由于教学计划同步开课，学生对高数还在消化理解时接触大学物理，缺乏将实际问题抽象为模型用高数进行分析、解决的能力。对课程的评价方法单一。考试是为教学服务，反应教学情况的，而不是教学的指挥棒。而实际情况是将考试作为考核学生学习情况的唯一依据，且考结果轻过程，考核内容格式化，习题题“理想化”。这样的考核方式缺乏探究性、实践性、综合性，考验的是学生的“背功”，使学生养成了对前人成果的依赖性，习惯照搬照抄他人成果，挫伤了学生学习物理的积极性和创新能力。

(三)教材问题

目前高职大学物理课程缺乏合适的教材，通常选用本科或成人自考教材，使用时仅作简单的压缩和删减，内容抽象，与实际生产脱离，不能体现高职教育注重理论联系生产实际的特点，学生惧怕厌倦物理学习。

(四)对大学物理的人文精神的影响重视不够

现代科学技术日新月异，院校教育时间的有限性和知识增长的无限性是永远的矛盾，仅凭在校的几年所学不可能受用终生，需要不断充实、提高。高职学生未来处于生产第一线，应该具备不断获取新知识的能力，这也是高职教育的目标。目前的大学物理教学还停留在学生对物理基础知识的掌握这个低层面上，对其在帮助学生获取、吸收、运用知识方面的巨大作用没有涉及，忽视了物理学的人文精神对学生职业长远发展的积极影响。学生常常迷茫“为什么要学物理?”“学物理对我的专业有什么帮助”，疲于应付作业、考试，急功近利，考完就忘。

二、对提高物理课程教学效果的探索建议

(一)改变观念，重视大学物理的人文精神的积极影响

我们应该从提高人才综合素质这一目标全面认识大学物理课程的地位和作用。大学物理不仅仅是一门重要的基础理论课程，在素质教育方面也有着特殊的地位和作用。物理学是一门自然科学更是文化，闪耀着丰富的哲学思想。物理学在创立和发展的漫长坎坷过程中，物理学家总结和发展了许多及其精彩研究方法，如观察和实验、分析和综合、归纳和演绎等等。这些研究方法有其独有的特点，注重严密的推理逻辑，理论与实验的紧密结合，也为其他自然学科的研究起着指导作用。学生学习物理学不但要掌握相关理论知识，更重要的是学习其研究方法和思维方式，领会物理思想，树立起彻底的唯物主义思想，注重团结协作，踏实求实，勇于创新，鼓励学生将这些方法、思想运用到专业学习中去。

(二)课程内容与专业对接，采用模块化教学

根据高职学生的实际情况及各专业的教学计划，高职大学物理不应固守向普通高等教育完整严密课程体系看齐的陈旧观念，教学内容的选取应灵活，致力服务于专业建设。根据不同专业的特点，选择合适的课程内容针对不同的专业，在课时有限、条件有限的情况下，为学生打下专业所必需的物理基础。积极采用模块化教学，注重知识结构。大学物理的章节如力学、振动与波、热力学、光学和电磁学等，内容浩繁，要在三四十课时中完成是不现实的，但这些不同领域具有较高的独立性，根据不同专业所需删去若干章节不会影响学生对物理学的整体认识，以机械专业为例，细分专业可以采用不同的模块组合:①机制专业:力学、振动和波②机电专业:力学、电磁学③模具专业:力学、热力学④化工设备、船舶、飞机维修专业:力学、振动和波、流体在教学中，控制好教学的难度和广度。大学物理课程所包含的内容是科技人员必须具备的基础知识，专业课是这些物理基础知识在不同领域的具体应用与延伸。高职学生学习基础普遍薄弱，不能简单的通过删减内容、回避难点来满足教学合格率，造成学生职业能力的缺失。对于不是必需、理论性强的内容应直接删除，对于必需但掌握难度较大的定律定理则可以淡化推导，重在讲解其在生产中实际应用。通过物理课程，学生可以有序的将其中的物理基础知识与专业课程中的内容对接，掌握完整的专业知识链。

(三)理论结合实验开展教学，完善考核评价方式

物理机械论文范文第3篇

首先，机械能守恒是对系统而言的，而不是对单个物体。如：地球和物体、物体和弹簧等。对于系统机械能守恒，要适当选取参照系，因为一个力学系统的机械能是否守恒与参照系的选取是有关的。

其次，适当选取零势能面(参考平面)，尽管零势能面的选取是任意的，但研究同一问题，必须相对同一零势能面。零势能面的选取必须以方便解题为前提。如研究单摆振动中的机构能守恒问题，一般选取竖直面上轨迹的最低点作为零势能面较为恰当。

再次，适当选取所研究过程的初末状态，且注意动能、势能的统—性。

用机械能守恒定律解题有两种表达式，可根据具体题目灵活应用：

①位置1的机械能E1＝位置2的E2，

即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

②位置1的Ep1(Ek1)转化为位置2的Ek2(Ep2)

即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2

下面提供二个例子：

[例1]如图1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面顶端有一物体由静止开始沿斜面下滑；在物体下滑过程中，下列说法正确的有：

（A）物体的重力势能减少，动能增加。（B）斜面的机械能不变。

（C）物体的机械能减少。（D）物体及斜面组成的系统机械能守恒。

[分析]物体在下滑过程中对斜面有垂直于该斜面的压力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必将向右产生加速度；其动能及其机械能增加。所以（B）项错误。物件一方面克服斜面对它的压力做功：机械能减少；另一方面由于它的重力做功，重力势能减少，动能增加，因此选项(A)(C)正确。对于物体与斜面组成的物体系；只有物体重力做功，没有与系统外物体发生能量的转化或转移，机械能守恒，故（D）项正确。

答案为：（A、C、D）

[例2]如图2，长为l的细绳系于0点，另一端系一质量为m的小球，0点正下方距0点1／2处有一小钉，将细绳拉至与竖宣方向成q＝30o角位置由静止释放，由于钉子作用；细绳所能张开的最大角度为a；则角a为多大？（不计空气阻力和绳与钉碰撞引起的机械能损失，a用三角函数表示）

[解法]小球在运动过程中只有重力做功

物理机械论文范文第4篇

关键词：相似理论；机械工程；应用

相似理论源自上个世纪前期，自问世之初就受到了国内外物理学科研究人员的广泛关注。众做周知，在现实生活中有很多极为类似的物理现象，他们的作用原理大多相同。由于该类作用本质或是现象之间存在着奇妙的联系，因此在众多科学研究人员的不懈努力下已经早在上个世纪就形成了独立的研究学科，也就是现在所说的相似理论。顾名思义，相似理论主要是对现实情况中相似作用的影响元素及其表现出来的物理性质进行分析。伴随着国内外科学技术的不断发展，相似理论也逐渐趋于完善。构建成了以“相似三原理”为基础的研究体系，另外我国也发表了与相似理论相关的工程理论论文，引起了极大的反响，并且获得国内外相关研究人员的一致好评，被高度誉为相似理论的新鲜血液。

1相似理论的实质与特点

相似理论其实质为对实际生活中各种类似现象进行分析解释的学说。也就是对相似现象的共同点加以研究的理论。而该理论在模型构建上有着极为重要的作用，可以借助现有计算机模拟技术以虚拟的形式，根据模型原型的预定功能、结构等，以相似理论为指导完成对应模型的构建。相似理论发展的基础为：（1）对自然界作用现象的合理定义；（2）对应现象所涵盖的物理原理符合于某一客观规律，不存在偶然性；（3）不能凭借主观臆断完成对现象中各个物理量的测定，它是客观事实。现今，相似理论已经不仅仅是对物理问题进行探究，还成为了机械工程设计的基础，并得到了广泛的运用。伴随着现今科学技术高速发展的趋势，相似理论在今后必定随之不断吸纳全新技术与理论概念，进而在各个适用的领域中都可以发挥出它的重要作用。相似理论通常是以物理作用现象产生的前提条件为入手点，对每一项条件及其所对应的现象进行深入探究，同时借助现有的数学算法对其进行系统的研究，进而以函数关系的方式得出相应的研究结果，在进行充分验证之后实现推广应用。相似理论的研究及其成果较为抽象，由于大多只是通过理论分析和数学运算的方法来得到结论，所以所得的结论大多只能给以研究者一个理论的研究方向。同时，由于其研究的物理作用范围极为广泛，因此在各个领域都有着一定的应用，不光是在机械方面，还在别的工业生产研究中有着极为重要的指导作用。相似理论在应用于机械工程领域时，能够有效的为所出现的问题给以一定的指导，在解决各类复杂工程问题时，起着切入点的重要作用，在处理实践问题上有着极大的应用价值。

2相似理论在机械工程中的应用

就我国机械工程的发展而言，相似理论起到了极为关键的促进作用，同时在各类机械研发、修理中也起到重要的指导作用。相似理论，又被称之为相似工程学，以一个独立学科来表示这一理论就充分说明其对于工程研究的重要作用。而就相似理论在机械工程的实践应用而言，涵盖了工程系统相似设计、成组技术、相似模拟制造、相似仿真以及机械相似模拟设计等等。其中现今最受瞩目的就是成组技术，它的实质也就是借助实物之间的相似性质，根据原来所存在的一定规则分门别类，对相同作用性质采用统一模式进行研究的方式。目前，依托于国内电子信息技术的不断发展，该技术已经和自动控制工程等相关技术进行了有效结合，已经初步实现了信息化生产。而就工程领域而言，在设计以及制造的各个环节中也得到了极为广泛的应用。而相似模拟技术则是借助对仿真电路中电流以及电势差等相关物理参数的合理控制，进而实现逻辑运算的目的。但是，该技术在实际应用的过程中过于依赖研究人员的经验，很难对系统运行的结果加以及时控制。而借助现有的数字化技术，能够有效地改善这一缺点。在机械工程零件设计的过程之中，相似理论也有着极为广泛的应用。首先，在对机械零件继续设计的过程中，可以预先对其需要实现的工程进行预估，借助相似理论对能够实现该功能的现有零件结构进行分析，初步模拟出零件的构造。进而通过仿真模拟整个机械系统的运转情况，对不合理的结构加以适当的修正，并再次进行仿真。依托于相似理论，在多次仿真之后就可以在实践中对零件的性能、结构以及完成预定功能的能力进行测试，并合理结合相似三准则的内容，不合理的地方加以修正，进而保证整个系统能够安全、高效的投入到运营环节中。相似理论在机械工程中最为重要的作用在于研究方向指导、机械问题研究切入点以及对系统整合分析等。在实际的机械工程中，借助相似理论可以对机械整体的运转方式加以详细分析，并合理结合相似的相关机械对其运行特点以及预定功能进行合理划分，并借助相似性对其进行模拟。其基本步骤与零件设计环节类似。但是由于在对整个系统进行相似性分析时，所涉及的数据量以及各类专业理论与实践知识过于庞大，一旦出现失误将会造成极大的人力物力资源浪费。因此，在进行模型仿真的时候，可以对其适当的简化，先对模型的整体框架进行构建。进而按照预定的功能，填充能够完成相似功能的各个组件，并且及时的对模型整体运作参数进行记录分析，对不合理的地方加以适当的调整，最终实现整个机械系统模型的构建。于此之后，则可以在实践测试之后投产使用。

参考文献

[1]仵锋锋，曹平，万琳辉.相似理论及其在模拟试验中的应用[J].采矿技术，2007（04）.

[2]宋，张贵文，党星海.相似理论内容的扩充与分析[J].兰州理工大学学报，2004（05）.

[3]易刚，龚代瑜.试论结构模型设计中的相似理论[J].国外建材科技，2004（05）.

[4]迟世春，林少书.结构动力模型试验相似理论及其验证[J].世界地震工程，2004（04）.

物理机械论文范文第5篇

摘要：机械测绘技能训练目前在机械专业中多已开展了，但应用的场合常仅仅作为机械制图课程的一个补充单元进行，通常在一二周时间就完成了机械测绘的训练。作为一种实用型的技能这种作用是远远不足展现它的价值的。本文通过对理实一体教学的思考与理解，阐述并分析了机械测绘在理实一体教学中的内容与作用，希望利用机械测绘为提高有效性教学提供一种思路及一定的启迪。

关键词：机械测绘 理实一体 教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01 （B）-0000-00

机械测绘技能的训练作为一门实践性较强的能力训练在许多的专科院校中多已开展了，但基本都是作为机械制图的一个补充训练模块在进行。在应用中也确实提高了学生的读图、制图的能力。通过对机械零部件测与绘的动手训练，从抽象的概念与图形认识转变为对实物的直观形象认识，有利于培养学生分析问题、解决问题，进而独立完成任务的能力。但从作为一名从企业专业技术人员转型过来的机械专业课教师来说，总觉得机械测绘如果仅仅是制图附属的一门课程或是一门技能训练模块，那太“屈材”了。从机械测绘的过程中其实可以学习、训练很多方面的知识和能力，特别是对一些专业基础知识的学习与理解来说，可以从实物的观察与直接动手的接触中加深认识，通过对机械零部件的接触中更易于发现学习过程中的问题、知识的应用从而有助提高分析问题，解决问题的能力。那机械测绘该如何定义或延伸它的作用与应用呢？本人今年暑假有幸参加了理实一体教学的知识培训，感到专业基础课程理实一体教学的缺失。觉得机械测绘完全可作为理实一体教学中的一个独立单元，与其它相关课程结合来进行理实教学。特别是机械专业的学生，除了平时的机械测绘单元与相关课程结合教学外，在毕业设计前如能有针对性地开设本单元的系统学习与训练，那对他能力的提高与后续的学习和工作都会有很好的承上启下的作用。

一、对理实一体教学的理解

对理实一体教学的理解，通常认为：理即理论知识，实为实践操作，理论知识能指导实践操作，又可通过实践活动验证理论的正确性。在目前阶段的理实一体教学中，绝大多数是指专业理论课与实训课进行组合教学。如钳工、车工等课程的教学中，经常在实际的操作中穿插理论的学习，学习后又通过实践操作完成一个个模块的训练来验证理论的指导性。而基础课程中由于概念性知识较多，这样的模式就无法实现，所以理实一体应用得较少。所以，本人认为对理实一体的理解又可放开些，理可指理论的知识，实可指实际的存在，包括实际的可操作的实践性内容或指实物的存在状态。一体指一个作用过程，是一种教学方法手段。这个作用过程或教学方法手段可根据需要进行操作或演示，或者进行其他的相关性实际性应用。把书上空虚的理论与现实的实际存在通过一个有目的的作用过程来进行的学习或教学过程就是理实一体学习或教学。所以只要机械上有这个实际存在物，就可进行理实一体的教学。而机械上实际存在应该有很多。特别是机械专业方面的基础课程，有实际的存在，但应该采取什么样的方法手段或作用过程来进行有效性教学，课本上没有提及，教学参考书上会有一些，但相关的资料与研究不会很多。造成学生普遍感到基础课不好学，学不好，现在许多的院校正在进行相关的课程改革，理实一体教学是一个方向。所以作为教师应该要思考在基础课与专业课中怎样去进行理实一体的教学。而应用机械测绘来作为一个理实一体的核心作用过程或教学的方法手段来进行，对提高基础课及专业课的有效性教学是很有帮助的。

二、机械测绘单元的内容及作用

机械测绘包含两个方面，一是测，即测量，是一个操作过程，二是绘，也是一个操作的过程。理实一体教学中，理论与实际的存在都可以是一个静态的状态，通过一定的作用过程来进行教学，即在静态之中通过动态的操作演示来理解静态的知识与实际的存在。机械测绘强调动态的操作。所以可以通过一定的机械测绘来加深对一些基础理论知识的学习与理解。把机械测绘作为机械制图的补充单元来说，也体现了这些内容。书上的图形与知识是静态的，模型或实物也是静态的。通过测与绘的过程来完成两者之间的联接，这就是理实一体的学习或教学。

但仅把机械测绘作为机械制图一门课程的理实教学，这又局限了它的应用。机械测绘可作为机械基础课程项目教学中一个独立的单元来进行理实一体的教学应用，凡是需要或可通过测绘的训练或操作来提高加深知识的理解与应用的内容都可作为理实一体教学的项目。如测量技术课程，互换性与公差配合课程，通过测的过程可理解误差、公差、偏差、最大实体、最小实体等之类的内容，通过绘的过程可理解配合、尺寸、表面质量等相关内容。对于机械基础课程，通过对实物的观察与测绘可加深对机械零部件、机械机构、机械传动的理解与应用。如四杆机构、轴、带、链、齿轮等之类的零部件与传动都可找到相应的实际的存在物。这类知识如是纯理论的进行讲解还不如分小组进行测、绘来学习更有效一些。在专业课上，一些不是操作性的知识，只要有实际的存在，通过一定的测与绘的过程也可取得较好的学习效果，如车刀、钻头、机床结构分析等等。都可通过让学生与实际存在物进行联接。借助测与绘这一联接过程来提高教学效果。当然联接的方法与手段可能不仅仅只有测、绘这一种。但测与绘可以说是一种最简便的应用了。

机械上测、绘在实际的应用常还有以下几个方面：一是维修工作中修复零件与改造已有设备，二是仿制产品或设计新产品。所以在教学中也可把测绘作为一个综合性的独立模块去操作。通过测、绘对零部件进行分析，鉴别它们的材质与热处理的状态，对零部件进行结构分析与工艺分析，在分析的基础上对零部件的缺点进行必要的改进，使结构更合理与完善。同时也锻炼了同学们分析问题与解决问题的能力。这部分的训练可以在毕业设计前通过校企合作进行。有条件的也可在校内进行，如进行夹具的测绘、简易机床的测绘、减速器的测绘等等。这种综合性的理实一体训练不仅加深了理论的知识，也锻炼的学生自己处理问题的能力，锻炼了学生查阅相关资料，运用相关知识的能力。这对学生以后的就业工作都是很有帮助的。

关于机械测绘的内容现在已有许多相关的教课书，但大都讲解测绘的方法与测绘的内容。而机械测绘在实际教学中的应用是智者见智，仁者见仁，并没有统一的标准与规范。以上的内容只是本人对以往工作的体会及在教学中存在问题的一点浅薄之见，可能表达的并不是十分准确。唯愿能起抛砖引玉的作用，希望同行的教师与企业技术人员能批评与指正，为提高机械专业的有效性教学与实际应用而努力。

参考文献

物理机械论文范文第6篇

插图是教材的重要语言之一，插图生动形象，使物理教材要表述的理性问题感性化，抽象问题具体化，深奥问题简单化，降低学生思维的阶梯，使得学生在学习过程更容易理解物理知识。物理教材插图应具有鲜明的特色和学科特点，可以稀释概念、阐明原理，可以介绍最新科技进步、介绍日常生活中的物理现象，也可以为科学探究作铺垫。插图在教材中有十分重要的作用和地位。然而，教材中一些插图存在瑕疵，这会给学生的学习带来困惑，不利于组织教学。虽然教材只是呈现教学素材的一个载体，不可能完美无瑕，但为了能更好地服务广大师生，教材应符合客观事实、符合物理科学规律、符合中学生的认知特点，做到精益求精。教材中不科学的插图，教师如果能够好好挖掘利用，开发成教学资源，可让学生在讨论插图错误中掌握实验操作的细节、实验器材的选取和规范使用，习得物理知识，在纠正错误中培养学生的思维能力和质疑能力。

1 实验中体验文本与插图优劣，掌握实验细节

插图作为文本的补充，需要与文本保持高度一致才能较好地体现出其作为知识载体形象直观的价值，从而更好地为文本服务。然而，有些教材的插图与文本表述却不一致。这会在一定程度上造成学习者的混乱，给学生的学习带来不必要的障碍。然而，如果很好地利用教材插图的不足之处，给学生实验器材，让学生亲自动手体验插图和文本的异同、优劣，在比较中学生可以掌握知识，掌握实验的细节。

案例1：人教版必修1第二章第5节《自由落体运动》中，实验部分文本表示如下：“如图2.5-1（本文图1），打点计时器固定在铁架台上，纸带一端系着重物，......”[2]然而，教材给出的图2.5-1（如图1所示），从图上看，打点计时器不是固定在铁架台上的，而是固定在木板上的。

策略：给学生提供实验器材让学生自己动手，体验把打点计时器固定在铁架台上和固定在木板上各有什么优劣。通过实践学生发现，把打点计时器固定在铁架台上，其优点是：重物下落过程中阻力小（只有空气阻力和纸带与限位孔的阻力）；实验中操作方便。不足之处是：打点计时器固定在铁架台上由于其自身重力的作用，对夹子的要求较高，很难控制其与水平地面垂直。把打点计时器固定在木板上的优点是：比较容易固定；方便调整其与水平面垂直；不足之处是：实验中需要有人扶住木板，操作不方便；实验室所配重锤会与木板接触，从而产生摩擦增加阻力，带来较大的实验误差。

2 分析插图错误培养学生规范使用实验器材的习惯

教材中给实验所配的插图，较好地辅助说明了实验的器材、实验方案、实验原理等。教材给实验所配的插图含有丰富的信息，应该精益求精。然而，有些实验插图却明显违背实验器材的选取和使用规范，不利于减小试验误差，会导致实验不能顺利完成，甚至损坏器材或存在安全隐患。

案例2：在探究牛顿第二定律的实验中人教版和沪科版都用到砝码。人教版在托盘中加砝码为小车提供动力，使其做匀变速直线运动，如图2所示[1]，沪科版在小车中加砝码来改变小车的质量[2]。在该实验中鲁科版给出了图3所示的实验示意图[3]。从图上可看出，细绳所挂重物其尺寸几乎和小车相当。

策略：引导学生分析插图的不足之处。通过分析学生知道，砝码是天平上作为质量标准的物体，有严格的使用要求。人教版插图用砝码提供动力，沪科版插图用砝码配重，都会在小车与滑轮相碰撞的瞬间，造成砝码与其他物体的碰撞，甚至造成砝码脱落，造成砝码的损伤，明显选材不当、使用不当。如果所挂重物像鲁科版教材所述“细绳的另一端跨过滑轮并挂一个质量很小的重物”[3]，该重物质量小，体积大，所受空气阻力大，在运动过程中空气阻力的影响不能被忽略。如果该物体密度大，质量大，则不满足“所挂重物质量m远小于小车及车中物体质量M ”，重物的重力不再近似等于细线对小车的拉力，不满足实验条件。实验中所挂重物应该选取密度大、体积小、质量小的物体为妥。教学中引导学生分析上述插图中的不足之处，可以很好地培养学生在实验中合理选择实验器材，规范使用器材的习惯，培养学生严谨的科学态度。

3 讨论插图错误培养学生的质疑精神和能力

教材插图是为了让学生更形象地理解物理现象、物理规律等，所以教材插图各部分的搭配必须非常精确。然而，在高中物理教材中存在各部分比例不当、平面图与实物图混搭、虚实搭配错误等问题，这些问题的存在增加了学生的理解难度，削弱了学生对物理知识的掌握。教材中的一些插图各部分比例不当，与实际存在较大差异。

案例3：在人教版选修3-5第65页图19.1-2（本文图4），“三种射线在磁场中的运动轨迹不同（示意图）”[4]，该图乍一看没什么问题，射线的偏转方向也没有问题，但是仔细推敲后图中α射线和β射线偏转半径比例不当。

通过论证，学生发现教材插图比例不对，在给教材插图“挑刺”和论证中，发展了学生的思维能力，培养了学生的质疑精神和质疑能力。质疑能力对学生的长远发展至关重要，只有质疑精神和质疑能力的学习才有可能具备创新的意识和创新的能力。

4 讨论插图和文本设问习得知识

教材插图是对教材正文部分的补充，使学生更好地理解教材内容。有时需要对教材插图进行描述，如对实验装置中的插图标注实验器材，有时为了引导学生思考物理问题针对插图设问。有些教材插图的标注或设问的表述不当，容易给学生带来困惑，甚至出现科学性错误。利用好这些错误可以让学生习得物理知识，掌握分析问题的方法。

物理机械论文范文第7篇

关键词：康德；判断力；机械论；目的论；二律背反

中图分类号：B516.31

文献标识码：A DOI：10.3963/j.issn.1671-6477.2016.06.0040

目的论判断力的二律背反是康德哲学中最具有价值和最富于争议的问题之一。这是因为：一方面，机械论和目的论之争依然是当前自然科学领域，尤其是生物学领域激烈讨论的话题，而争论的源头就是目的论判断力的二律背反。只有追根溯源，才能深入了解争论的来龙去脉及当代价值，为实现科学与人文的真正和解做作出贡献；另一方面，康德对这一问题的讨论是其体系中以判断力联接自然与自由立法的关键一环，直接关系到“批判哲学的完成”。但是，在这一部分，由于康德的语言表述晦涩模糊，讨论的问题域宽泛等原因，许多研究者都产生了误解。例如，有的研究者相信，目的论判断力二律背反的提出及解决，文本依据仅仅存在于康德的第三批判的§69、§70、§71三个部分内容。在他们看来，二律背反的产生原因只是错误地将判断力的范导性原理误作规定性原理，因此，只需要将问题的讨论视阈局限在范导性原理中即可解决矛盾。诚如保罗・盖耶（Paul Guyer）指出的那样，“许多论者认为目的论判断力二律背反的解决只需要注意到这种对比，也就是说，注意到第一对准则对于自然自身而言，仅仅是判断力的调整性而不是构成性原则的主张。Mclaughlin和Allison都持有类似观点”[1]360。然而，问题远非如此简单：§69、§70主要是介绍了 “什么是判断力的二律背反”及“二律非背反的表现”。§71的标题是《解决上述二律背反的准备》，既然只是“准备”，就不能将其视作解决问题的全部依据。否则，就会忽略康德对许多重要问题的讨论，例如对斯宾诺莎主义的批判。并且，在整个“目的论判断力的辨证论”部分，康德共花了10节的篇幅讨论二律背反，这就是说，我们还需要充分考虑同属于目的论判断力的辨证论部分的§72―§78，尤其是§78。事实上，结合《判断力批判》所要解决的总问题――“联结知性和理性的各种立法”可知，光凭§69―§71并不能完全解决二律背反并揭示出其中蕴含的重要意义。因此，本文需要解决的问题是，在澄清误读的基础上阐明：（1）什么是目的论判断力的二律背反？（2）如何解决？（3）有什么意义？国际著名康德专家盖耶，约翰・扎米托（John Zammito）和亨利・阿利森（Henry Allison）等人都对这一问题展开了研究，本文的讨论也将充分结合他们的观点。

一、目的论判断力二律背反的提出及表现

在《判断力批判》的第二部分“目的论判断力的批判”中，康德讨论了“目的论判断力的辨证论”，辨证论的核心即是提出并解决了目的论判断力的二律背反。那么，康德为什么要提出目的论判断力的二律背反呢？可能有三个原因：一是康德批判哲学体系的需要。依据其在《纯粹理性批判》中先验方法论部分提出的体系“建筑术”，辨证论如同分析论、方法论一样是不可或缺的部分。正因为如此，有学者认为康德的这一二律背反提的非常勉强，是为了凑体系。二是诚如扎米托指出的那样，康德不过是为了回应论敌的诘难，如赫尔德等。“康德的部分追随者被泛神论所诱导，康德决定在第三批判中亲自反驳……康德的计划是在目的论判断力的二律背反中否决这些危险的‘混合物’。”[2]247这一说法的文本依据在于，在辨证论中，康德确实有相当篇幅是在回顾目的论的历史并进行了批判，尤其是针对斯宾诺莎主义。三是批判哲学的体系发展和理论需要使然，这就需要进行更为详细的考察。

二律背反是康德批判哲学的重要组成部分。他所谓被“从独断论的迷梦中唤醒”，就是依靠二律背反阻断了理性的僭越。在《纯粹理性批判》中，康德写道：“（二律背反）毫无疑问地保护了理性，使其免受纯然的片面假象带来的虚幻的信念。”[3]先验幻象是知性超出经验运用的结果。二律背反通过表现出来的先验幻象，告诫我们要限制知识，给信仰留出地盘，不能逾越自然与自由之间的界限。但是，理性本身追求一个包括自身在内的总体理念，而这个理念是不可经验的，因此必然导致先验幻象。对应于心灵的三种认识能力及其先天原则――知性（合规律性）、判断力（合目的性）和理性（终极目的），在前两大批判中，康德已经分别讨论了纯粹理性的二律背反和实践理性的二律背反。第三批判中，康德着重考察审美判断力的二律背反和目的论判断力的二律背反。

判断力分为规定性的判断力和反思性的判断力，但并不是二者都有陷入二律背反的可能。对于规定性的判断力而言，它自身没有客体概念的基础的原则，并且是他律的，只能在作为原则的给定的法则或概念之下进行归摄，因此不可能陷入二律背反。对于反思性的判断力而言，由于法则并未给定，因此不允许认识能力的任何运用，只能充当合目的应用的主观原则，这样一来，反思性的判断力就有了自己的准则。但是，这一准则又要被用来帮助对自然的经验认识。于是，在§69中，康德指出，“在反思性判断力的必要准则之间就可能会有矛盾，从而成为二律背反，在其之上就会建立起一种辨证论。如果两个矛盾的准则中的每一个在认识能力的本性中有根据，这就会被称为自然的辨证论和一种不可避免的幻象。在我们的批判中，这种幻象必须予以揭露和解决，防止其欺骗人”[4]233。

那么，目的论判断力的二律背反有什么表现呢？对这一问题的回答，首先要考察二律背反提出的背景。在讨论目的论判断力问题伊始，康德就以有机体为例，提出了机械论与目的论的关系问题。在康德所处的时代，包括康德早期，深受牛顿物理学的影响。牛顿认为上帝作为第一推动者，在实施了第一次推动之后，就不再干预世界的运行。世界处在严格的机械规律之中。康德在前批判时期的许多关于自然科学和自然哲学的论文中都体现出浓重的牛顿思想的痕迹。然而，即便在当时，康德也敏锐地发现，哪怕是一只毛毛虫，也无法通过机械的方式制造出来。在《判断力批判》中，康德更是明确地提出了有机体的特殊地位，认为所有的有机体都不可能是机械原则的产物。这些有机体能够自我组织、自我修复、自我发展，仿佛是有意图设计的结果。但是这样一来，问题随之产生。康德意识到，机械论与目的论是不相容的。人们不禁要问，到底物质事物及其形式的产生究竟应该是机械论的还是目的论的呢？二律背反随之产生，在§70中，康德写道：

判断力的第一条准则是命题：物质事物及其形式的所有产生都必须被判定为是根据纯然机械法则而可能的。

第二条准则是反命题：物质自然的一些产品不能被判定为根据纯然机械法则是可能的。（要判定它们需要一个完全不同的因果性法则，即终极原因的法则。）

如果这些研究的范导性原则被转换成客体可能性的构成性原则，就会成为如下表述：

命题：物质事物的所有产生根据纯然机械法则是可能的。

反命题：物质事物的一部分产生依据纯然机械法则是不可能的[4]234。根据逻辑对当关系可知，两组不同原则下的二律背反的命题与反命题都处于矛盾关系之中。康德接下来的任务，就是要说明二律背反产生的原因并解决矛盾，从而将机械论与目的论一致起来。

二、康德对目的论判断力二律背反的解决

要解决目的论判断力的二律背反，我们首先要明晰其中涉及到的两个关键概念――机械论与目的论。

机械论是哲学与科学领域常见的概念，相对容易理解。不过，康德也作了一些引申和区分。按照阿利森的总结，实际上，“康德是在两个意义上使用了机械论概念及其同源词。一是在狭义的或是技术性的方面，也作物质机械论，指空间中通过运动的粒子之间的相互作用的因果性。这个意义上的机械论类似于机械论科学，其作为基本原则的主张是，所有变化都有外部原因。相比之下，心理学的主张是，运动的原因是非物质的和‘内在的’。然而，关键点是，这些因果关系的模式和解释同属于广义上的机械论的范围……机械论，在此处最主要是指依照他们组成部分因果性的相互作用的全体性的解释”[5]。由此可见，理解康德的机械论概念有四个要点：一是结构性，即各个部分组成整体；二是因果性的相互作用，例如物体A的运动是受到物体B撞击的结果；三是全体性的解释，即都是按照机械法则来解释，不能掺杂其他的解释原则，例如神的意志；四是机械论并不一定都是物质的运动，也可以包括心理学在内的非物质的运动，但属于同一类因果性。

相比机械论而言，目的论则要复杂得多，有不同的发展阶段和表现方式。康德回溯了哲学史上的目的论，并在§72中将其进行归类：“我们从纯粹理性的大多数思辨之物中可以看到，对于关乎独断论的主张，各哲学流派已经广泛地就某个给定的问题做出了一切可能的解答。为了解释自然的合目的性，人们要么尝试无生命的物质或是无生命的上帝，要么有生命的物质或是有生命的上帝。”[4]239其中无生命的物质指涉原子主义者伊壁鸠鲁和德谟克利特，无生命的上帝指涉泛神论者斯宾诺莎；有生命的物质指涉物活论，有生命的上帝则指涉有神论。康德将自然目的分为理念论的和实在论的，前者主张自然的一切合目的性都是无意的，包括了原子主义和泛神论；后者则主张自然的一些合目的性是有意的，包括物活论和有神论。伊壁鸠鲁和德谟克利特的观点本质上是一种自然的偶然性或者盲目的必然性，康德以其荒谬而不谈；物活论是物理学的，如果物质有生命的话，便与其惰性相矛盾，有神论虽然是超物理学的，但是同物活论一样，都没有任何的经验基础，这是康德所不能接受的。尽管物活论和有神论得到了康德更多的同情和青睐，但在理论上相对简单，比较复杂的是斯宾诺莎主义。

对斯宾诺莎主义的批判看起来有些离题了，或者至少这一部分不应该耗费过大的篇幅。实际上却恰恰相反，这是康德批判哲学中十分关键的环节。“业已存在的康德主义中大量泛神论论争清晰地表明为什么斯宾诺莎主义的主题会成为目的论判断力辨证论的核心。诚如阿利森所指出的那样，康德对斯宾诺莎的驳论是判断力批判的整个讨论的中心，而不是次要的部分”[2]248。为什么康德如此重视对斯宾诺莎的批判？这是因为，一方面，斯宾诺莎主义在当时具有非常重要的影响，许多哲学家都试图在其基础上构建哲学体系，如康德论战的主要对手、泛神论之争的重要角色――雅各比和门德尔松等颇有影响力的人物。另一方面，斯宾诺莎主义与康德的思想体系在很多方面都是不相容的，其中之一便是，斯宾诺莎主义是泛神论，必然导向无神论和宿命论，这是康德的先验哲学所不愿意看到的。扎米托认为，康德对于斯宾诺莎的责难主要是关于原始存在者概念，在康德看来，“斯宾诺莎的上帝是无生命的：（1）斯宾诺莎否认上帝是理智；（2）斯宾诺莎否认上帝是合目的性；（3）斯宾诺莎否认上帝是自由；并且（4）上帝是因果性”[2]251。由此可见，在斯宾诺莎那里，自然完全是一幅机械论的图景：由于实体、上帝、自然是等同的，对上帝的诸多否定实际上就是对自然的否定。否定的内容偏偏都是目的论视野中的重要组成元素，如理智、合目的性、自由、因果，这样一来，自然变成了僵死的机器。对于这样的机器而言，文化、道德无从谈起，或者即使要谈，也要将自由与自然分开来谈，这就违背了康德创作第三批判以统一体系的初衷。在斯宾诺莎那里，目的论根本没有生存空间，因为他的目的本质上是机械，是必然。在这个意义上，如果康德不对斯宾诺莎主义进行彻底地批判，那么批判哲学的体系就无法建立起来，阿利森对其的高度重视，原因也在于此。事实上，在斯宾诺莎主义的视野中，不存在康德所说的目的论判断力的二律背反。因为用必然性、机械论等就可以解释所有的问题，解释原则单一，矛盾无从谈起。

康德之所以要回溯哲学史上的目的论思想，是因为一方面，要加强讨论二律背反问题的意义；另一方面，则是要试图解决一直以来机械论与目的论之间存在的深刻矛盾，从而超越既有的目的论。在§71中，康德指出，只要将机械论与目的论的矛盾问题置于范导性原理的视阈中，意识到此处无论机械论还是目的论都不是规定性的，就为彻底地消除矛盾作好了准备。“物理学的（机械论的）与目的论的（技术性的）解释方法的准则之间的二律背反的表现是基于：我们混淆了反思性的基本命题与规定性的基本命题。前者（在特殊经验法则中，我们的理性的运用具有纯然的主观有效性）是自律的，后者是他律的。对于后者而言，必须根据知性给予的法则（普遍的或者特殊的）调整自身。”[4]236划清了反思性原则与构成性原则的界限，机械论与目的论的关系就可以重新作出解释：

一方面，我们在认识中要尽力使用机械论的原则去认识自然规律。康德在§79中指出，“我必须根据自然的纯然机械论原则来反思，从而尽我之可能地去研究。因为，除非研究的根基中蕴含有这一原则，就不存在任何真正的自然知识。”[4]234在这个意义上，自然科学拥有毫无疑问的不可替代性，因为要获得知识，只能依靠机械论原则。但是，康德同时告诫，机械论的解释方法并不是完全的，甚至于有可能陷入谬误之中，因此，还需要使用目的论的解释方法作为补充。在§78中，康德说，“希望完全排除目的论原则而仅仅追寻简单的机械论――在自然形式的可能性通过他们的原因所作的理性研究中，合目的性向自身显示出了完全不能否认的与不同类型的因果性的相关――这样做的话必然会使理性陷入幻觉，将其置于不能思维的自然能力妄想中徘徊的境地，就像不顾及自然机械论的纯然目的论模式的解释一样，使理性变成幻想。”[4]260在这个意义上，康德说明了机械论的使用范围及超出范围使用可能导致的后果。

另一方面，我们无法摆脱目的论原则的影响，因此要正确看待。康德在§75中指出，“如果我们要研究自然，就不可避免地要把意图的概念加之于自然，尽管只是在有机体中通过持续不断的观察；并且，这个概念成为了我们的理性的经验运用的绝对必要的准则。”[4]245-246实际上，当我们在说“为什么”的时候，就已经是一个目的论式的发问了。例如我们可以问：植物为什么会存在？动物为什么会存在？甚至追问人为什么会存在？而答案可以是自然向人生成，都是为了人而存在，因为人是能够自我设定目的并达到目的的理性存在者。康德认为有机体无法用机械论的方式解释，而只能将其视作合乎目的的，是从可思维的角度而言的。正如以上的发问，并不导致知识，但是可以思维。因此，目的论并不能使事物变得可以认识，要达到这一目标，依然只能使用机械论的解释方法，例如“解剖麻雀”。在§78中，康德告诫，“如果，从经验对象的形式开始，从下而上（后天地），我们希望去解释合目的性。这种合目的性，我们相信是通过诉诸根据目的而起作用的原因在经验中找到的。我们的解释是同语反复，并且我们仅仅是用语词欺骗理性。实际上，在超验中，当我们迷失在这样的解释时，自然知识不能追随，理性被引诱到诗意的夸大其辞，而避免这种情况正是理性的特别目的。”[4]259在这一部分，康德明确了目的论的使用范围及超出范围使用可能导致的后果。

那么，究竟应该如何看待机械论与目的论的关系呢？康德在§75中总结道：“再明白不过的是，一旦这样一条研究自然的导索被承认和证实，我们必须至少尝试在整体意义上的自然中运用判断力的准则。因为，根据这一准则，许多自然的法则将会自我发现出来，否则，由于我们对于自然内在的机械作用的洞察力限制，这些法则将继续处在隐蔽中”[4]246。这就是说，目的论是启发性的原理，可以引导机械论探求知识，因为机械作用的洞察力是有限的；但绝对不能越俎代庖，以目的论取代机械论。由此可见，在这里，问题仿佛解决了，在反思判断力的范导性原则中，机械论与目的论实现了相容。

不过，问题显然更为复杂，因为以上的讨论只是在说要把反思的判断力看作范导性的而不是规定性的，也就是说仅仅只关注到主体性的层面，不涉及客体。“只讨论判断力而不讨论客体并没有避免二律背反：自然中的一些客体仅仅只能被目的论地判断与自然界中的所有客体都能被机械论地判断并不一致”[1]360。也就是说，在涉及到客体时，以上的解决方案就失败了。因此康德才把反思判断力范导性原理和构成性原理的区分当作解决问题的准备，而花了大量的篇幅继续深入讨论。实际上，要真正彻底解决这一问题，只有将机械论与目的论归属于同一个来源。如果二者同出一源，机械论与目的论自然就是相容的，这就是说，无论是涉及主体还是客体，问题都被解决了。那么，这一来源到哪里去寻找呢？康德在§78中指出，“使得两种判断自然的解释方式相容的可能性的原则必须被安放于这两种解释方式之外（并且从而在可能的经验的自然表象之外），但是仍然包含着它们的根据，就是说，在超感性的东西中。并且，两种解释方法中的每一种都必须与之相关” [4]260。这就是说，这一共同来源应该具有这样的特征：一是无论机械论还是目的论，都不能来源于自身；二是在可能的经验的自然表象之外，否则就无法超脱于两种解释方式之外；三是机械论与目的论都必须与这一共同来源相关，而不能各自有来源。这样的共同来源只能是不能认识的作为现象的自然的基础的超感性的东西。“机械论的和目的论的共同来源的原则是超感性的东西，我们必须将其置于作为现象的自然的基础。对于这一超感性的东西，从理论的观点看，我们不能形成丝毫的确定的规定性概念。”[4]261换句话说，要解决自然中的机械论与目的论的二律背反，只能依赖于超出自然又成为自然基础的超感性的东西。

有了这一共同来源，就有了调和机械论和目的论解释的方法，或者按照盖耶的说法，是“唯一方法”。在这里，机械论与目的论实现了一致：“调和机械论和目的论解释的唯一方法就是通过作为理智和合目的性的原因的产物的作为整体的世界概念。机械论的解释完全占据在现象界的自然中――我们无法知道其作用机理，并且我们有理由认为，我们永远也无法完全知道――合目的性则归到世界的超越性的基底中，被设想为通过现象界的自然的机械法则而达到目的的手段。”[1]362直到这里，才可以说目的论的二律背反得到了解决。即机械论与目的论都来源于超感性的东西，但二者的“分工”有所不同：机械论只能用于认识现象界的自然，而目的论则把机械论当作达到目的的手段。全部自然都是在目的论上从属于终极目的①，康德在“目的论判断力的方法论”中进一步阐述了这个观点。

三、目的论判断力二律背反的意义阐释

目的论判断力的二律背反具有十分深远的理论意义，尤其是在当代世界的大背景之下，这主要体现在以下两个方面：

一是哲学意义。从批判哲学的角度看，目的论判断力二律背反的提出是以判断力联结自然的立法和自由的立法的关键环节。不解决机械论与目的论的矛盾，康德就无法从最后目的（自然）过渡到终极目的（自由），也就无法进一步走向道德神学。因此，认识到目的论判断力二律背反的意义与解决二律背反问题一样，都十分重要。诚如盖耶所指出的那样，“康德对目的论判断力二律背反的最终解决是建立在这样的基础上：将合目的性归之于自然的超感性基底，但这并不是什么新观点。麦克法兰（McFarland）在《康德的目的论概念》（Kant’s Concept of Teleology，121-2）中已经有所陈述。不过，麦克法兰并没有强调，康德的观点是要阐明，以这种方式看待自然将无可避免地让我们发现，自然的机械法则是终极目的的实现手段，而这正是我试图表明的”[1]362。从整个哲学史的角度看，目的论判断力二律背反的提出和解决不仅回应了形形的目的论体系，更是成功解决了机械论与目的论之间的矛盾问题，是哲学史和科学史上的一次重要变革，从而在某种意义上在科学与哲学之间搭建起了沟通的桥梁。

二是科学意义。在自然科学，尤其是生物学领域，一直存在激烈争论的两个派别。一派持还原论和机械主义的主张，认为不论是物理过程还是有机体，无一例外均可以还原成最基本的机械规律，如物理过程和化学反应。他们打着科学万能的旗号，试图以科学统治和改变世界。另一派则认为，许多自然现象是不可还原的，许多事物的产生、发展过程是我们永远不可能知道的。他们以有机体为例，认为我们不可能使用纯粹机械的方式制造有机体，并且，我们也无法解释人的意识思维过程、灵性等问题。由此可见，这两派观点的争论与目的论判断力的二律背反如出一辙。康德的主张时刻提醒我们反思科学与人文的关系。目的论不是科学，但可以算作准科学，它能引导我们去认识和研究。复杂科学的兴起打破了简单科学线性思维的迷梦，从某种意义上证明了目的论的重要作用。有机体，包括人，体现出来的非机械性，如复杂的体征、自组织等，要求生命获得应有的敬畏。服从道德规律的人作为终极目的，更是道出了人之尊严。科学研究中已经有大量哲学家介入，反思科技伦理，提供启发性原则，也说明对机械论与目的论及它们之间的关系问题的思考远远没有过时，康德的思想依然是有力量的。如康德以后的科学家和哲学家围绕目的论与进化论的关系问题全面的讨论，就在很大程度上促进了人类学、考古学和生物学的发展；伦理学家对克隆人哲学性质的分析，也推动政府采取了不同的科技政策。

除此之外，在社会政治领域，康德的目的论判断力的二律背反也有许多“类比性”的运用。尽管其中有许多有意或无意的误读，但无可否认，这一问题带来的丰富思想资源是我们的宝贵财富。在新的时代背景下，继续深入研究目的论判断力的二律背反依然具有十分重要的意义。

注释：

①最后目的（Ultimate end）与终极目的（Final end）是康德哲学中十分重要的概念，具体的区分可参看康德《判断力批判》中的第82-84节。

[参考文献]

[1]Guyer P. Kant’s System of Nature and Freedom[M]. Oxford：Clarendon Press， 2005.

[2]Zammito J. The Genesis of Kant’s Critique of Judgment[M]. Chicago： The University of Chicago Press， 1992.

[3]Kant. Critique of Pure Reason[M]. trans by Marcus Weigelt. London： the Penguin Group， 2007：379.

[4]Kant. Critique of Judgment[M]， trans by J. H. Bernard. New York： Hafner Press， 1951.

[5]Allison H. Kant’s Antinomy of Teleological Judgment[M]∥Paul Guyer. Kant’s Critique of Power of Judgment. New York： Rowman & Littlefield Publishers， Inc.， 2003：221.

物理机械论文范文第8篇

关键词：相似理论；机械工程；应用价值

中图分类号： O415.5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）21-144-2

0 引言

相似理论起源于20世纪，它一开始出现在人们的视野里是在物理现象当中，每个学者都清楚，在自然界里，存在很多的相似的物理现象，或者现象不同，而其实验本质相同。正因为这些现象或本质的相似性，引起了科学家的极大注意，于是在20世纪初形成了独特的学科：相似理论。从它的名字我们就可以知道，它研究的主要对象是生活中的物理现象会出现相似状况的各项必要的因素以及这些现象其中的相似性质。随着时代的发展，相似理论及其应用也得到了可观的进步和完善。近些年，也有很多学者根据这些理论知识提出了很多定理，并写出了相应的论文，得到了社会各界的广泛关注和认可。比如上世纪前苏联学者发表了《相似原理》，其中的“相似三定理”是相似理论的理论基础，也是现代应用开展的必要理论定理。除此之外，还有我国发表的《相似工程与成组技术》和《相似工程》两篇论文，这些都在社会上产生了良好的反响，被科学界视为新的血液。在我国的现代化机械工程领域当中，相似理论起着越来越重要的作用，它被广泛地应用到各项工程的进展以及机械操作的问题当中，同时作为很多工程开展的基础理论知识，它可以有效较好的解决很多机械工程中的难题。为了促使相似理论能够在机械工程领域得到更全面的发展和应用，需要各位学者对相似理论的内容进行不断探讨，并切实地把相似理论与工程实际中的技术结合起来，如成组技术、人工智能和模型试验等，以充分实现相似理论的价值。

1 相似理论的特点

如上所说，相似理论是对生活中和自然界中相似的物理现象和本质进行相应的研究的学科，它最大的特点就是模拟和仿真，通过对一些现象的研究，得出其实际原理，然后进行仿照、对比，并运用到各行各业当中。在现代的机械工程领域当中，相似理论大都被应用于指导工程的各项进程的模拟，并对其加以探索，从而确定相关的策略以及对问题的解决方案。如今的社会，计算机科技不断发展，相似理论已经不仅仅止步于对物理现象的研究当中，它不但成为很多机械工程设计方案的理论基础，同时也广泛的应用到了人们的生活当中。相似理论的概念也随着时代的发展不断获得新的进步和扩充，它在不同的领域中也演绎着各式各样的角色，核心内容也越变越广，同时它也需要我们对其进行进一步的完善和推广，使它在各行各业都充分的发挥更大的作用。

相似理论一般是通过对物理现象发生所需具备的条件出发，对其中的各项内容进行研究，并通过各种数学公式进行分析，最后得出结论，然后将之应用到很多领域当中。相似理论最主要的特点是具有很大的抽象性，这个特点源于它对物理现象的研究所采用的方式，其中大部分采用的都是科学的设计分析与数学理论的规划计算，也就很大方面地导致了它的抽象性太强。其次，它还有一个特点就是适用范围十分广泛，除了机械工程领域，其他工业领域以及各种电力系统等都结合并运用了其理论内容。相似理论的核心功能在于指导实践方面，很多时候，要对工程方面出现的问题进行模拟实验和分析，在这其中，相似理论就充当着导火线的作用，连接着整个实验进程。并且，相似理论在很大一方面是用来处理工程当中所遇到的比较棘手的问题，因此，它的价值也很明显的体现在了机械工程的整体进程当中。

2 相似理论在机械工程当中的应用

相似理论在机械工程当中又有一个新的名词：相似工程学。它表明了该理论在机械工程当中的重要作用以及宽广的操作领域。在机械工程当中，它最为显著的应用项目主要包含了工程系统相似设计、相似虚拟制造、成组技术、相似模型技术和机械系统相似设计等。在这些应用当中，目前最受关注的是成组技术，它已经得到了社会各界的支持和广泛应用。最为科学化的应用是相似模型技术，由于在工程当中，其中的某一环节很容易出现问题和缺陷，就需要进行各种模拟、仿真，进而进行分析和对比，因此，该应用的主要操作是相似模拟与系统仿真，做完这两步之后，就可以对工程进行系统有效的规划和分析，并通过相似性来对整体的进程提出相应的方案，同时对工程当中的问题进行解决。由这些可以看出，在机械工程的进展当中，相似理论起到了不可忽视的重要作用，而且，在机械工程当中，相似性分析可以对整体的系统起到良好的分析改善效果，对工程的进展有着重大的意义。相似系统理论在实际应用中，显得极为重要。

在机械工程领域的零件设计当中，相似性的系统分析也可以赋予到零件最初的设计当中，把相似理论与各部位零件进行融洽的结合，从而配合整个机械工程的运作，使整体的机械系统变得合理有序。现代的机械工程，越来越看重整体系统的运转，同时要保证各部分机械的稳定运作，一旦出现了某方面或某部位的问题，就要通过相似理论进行有效的分析与研究，以获取解决方案。因此，在零件的相似性理论制造方面，也应该加强重视度，只有全面地将相似系统运用到零件的制作过程当中，才可以使整体的机械进程更加稳健顺利。

相似理论在机械工程当中核心的价值在于对机械工程整体的设计规划分析以及对所出现的问题能及时地规整出新的方案和解决办法。在机械工程的开展当中，具体的相似性设计步骤分为三步：首先是对整体机械系统的运作模式进行分析。在这里，首先要收集系统的资料，然后对资料进行合理的整理，再通过相似性理论将各部分进行模拟或仿真，最后进行分析，得出操作的具体流程和方法。对整体的机械系统的相似性分析要从由不同的方面开始，如传动方面、整体控制方面等。每个方面不仅仅是整体的一部分，也有自己独立的整体，需要运用相似性理论对各个方面进行全面合理的分析。其次，由于在对整体机械工程的系统分析量太大，导致模型数目众多，因此需要恰当地简化模型。相似性理论要求，对模型中的参数要以具体要求为基准，不能盲目而立，同时要有特定的模型基础，不可以简化掉重要部位。最后要对产生的数据进行分析得出结论。通过对机械工程系统的模型模拟和简化，可以得到很多相关的数据以及记录，我们要对其中的重要结论与现有的或目标当中的进展方案进行对比分析，检查是否存在着不足，如果确实存在缺陷，则应该立马对系统进行重新的分析，规划更加合适的模型，对其中的各项内容也进行合理的分析，更改不一样的对照参数。

3 结束语

随着时代的发展，相似理论在机械工程领域的发展已经不再局限于理论知识基础，它的各项设计与方法在机械工程进程当中的各个方面都得到了广泛的发展。如在基础的零件设计方面、模型设计方面、成组技术以及整体的机械工程系统模拟分析方面。相似理论本身的理论基础也被很多行业所接纳，在这其中，最为主要的还是机械工程领域的成就。随着年代的改革，相似理论不断地得到了充分且有效的发展，它在机械工程领域的价值也越来越突出。但是，目前相似理论在机械工程整体的运作发展当中，并没有完全发挥其重要作用。因此，为了我国的机械工程能够不断获得新的进步与发展，相关的学者与科学家要对相似理论这门独特的学科不断进行创新和探讨，实践出其核心理论价值，使它充分地发挥其在机械领域的重要作用。

参 考 文 献

[1] 姬书得，张利国，刘雪松，方洪渊，于东媛.基于相似理论解决水轮机转轮数值分析困难的方法[J].机械工程学报，2010（08）.

[2] 江磊，郭建娟，陈传海.基于相似理论的月球车牵引性能模型试验[J].中国机械工程，2009（23）.

[3] 胡冬奎，王平.基于相似理论的双螺杆磨浆机螺杆参数化设计[J].天津科技大学学报，2009（06）.

物理机械论文范文第9篇

农机农艺相结合历来就受到领导与专家的重视，但在实践和理论上都一直没解决好，这是我国某些地区、某些农机化项目效果不好，进而导致经济效益不佳的重要原因。简言之，农艺是指农业生产工艺过程及其相应的操作技术，农机是指为实现这些工艺过程而设计制造的相应农机具及其管理运用技术，实现优质高产高效农业是二者结合的目标。农艺的深层涵义是生物学理论与实践，农机的内涵是机械学原理与技术，二者是既有区别又有联系，属于应用于农业的两门不同学科领域。如何处理好二者辩证关系，使之相互适应，紧密结合，成龙配套间发展农业机械化的关键。我国地域辽阔，历史悠久，人口众多，具有精耕细作的农耕优良传统，各地风土条件和耕种传统习惯差异很大。近代生物学在微观技术与宏观理论上已有长足发展，近年的改革开放，市场经济对农业机械化又提出新的要求，这些都制约着农机具的设计、制造与运用，也推动着农业技术的改革与更新，因此，如何在新形势下，回顾我国农机化历程，借鉴世界农机化发展，重新考察农机农艺相结合，展开讨论，对于我国农业机械化学科发展是必要的。?

二、国内农业机械化发展的启示?

纵观我国农机化近五十年发展历程，在农机管理、运用与科研中始终贯穿着农机农艺相结合的主线，推动着农业机械化不断深入发展。?1．国内自20世纪50年代初农机化起步阶段，推广新式农具中就明确"新农具与耕地作技术是共同提高的"（张林池，1952.5），"一切机械作业均应严格服从先进耕作法的农业技术要求"（国营机械农场机务工作规章，1952.11）。并在新式农具站的组织领导及人员配备中明确要求"农业技术和农具技术员各两人"，要求"农机具鉴定要从农学观点给评价"。为农机农艺相结合提供了条件。50年代中末期，主管农机的领导在总结中指出"农业技术与机械技术的结合不够"（李菁玉，1995.1），"农机具要切合当时的农艺要求"（聂荣臻，1959.6）。?60年代，进一步提出一些农机农艺相结合的具体作法，"石社挂钩"（陈正人，1960），实行"亦工亦农制度"（刘少奇，1964.9），"机农合一"（张省三，1965）。并在农业机械化科学研究的主要任务中要求"加强基本性和综合性的科学技术理论的研究"，要"根据我国农艺发展的新方向和耕作制度改革的需求，农业机械产品设计的原则，首先要适合精耕细作要求"。?

70年代在全国农业机械化发展纲要中提出"农业和工业同时并举"。并具体为"农机部门和农业部门结合起来"，"把农艺改革和农机改革结合起来"，"农艺措施要为机械作业创造条件，既保持了精耕细作传统，又发挥了机械化的作用"（刘瑞龙，1973）。并在农村农机机务管理规章中明确"农艺和农具的改革，要互相适应，互相促进"。1979年9月农机部在"关于农机化几个问题向中央请示报告"中提出"要把全国农机科研力量组织起来，加强基础理论研究"，"农机化必须与农业的区域规划和耕作制度改革密切结合"，"同农业的专业化，经营的多样化结合起来"。当时主管农机的领导进一步明确"树立大农业观点……因地制宜发展农林牧副渔的机械化……树立农业机械化同农业现农业现代化其他内容互相联系，密切配合的观点……特别是农机基础理论方面的研究"（杨立功，1979.11）。

?80年代初一再强调"农机和农艺相结合"并进一步认识到"农业机械作用的对象是生物，是农作物，它和一般工业机械在厂房里加工无机物不一样，受自然条件的制约、耕作制度、农艺的制约"（杨立功，1980，1981）。提出"中国农机化道路要根据本国特色办事"，"发扬我国精耕细作优良传统"，"各地自然条件和耕作制度迥然不同，机械化要根据各地的不同特点进行……排涝机械南方先行，耕作机械东北先走一步"（项南，1980.11）。在对中国农业的反思中提出"农机农艺结合这个提法，一般应理解为农业机械化和生物技术相结合。但是由于农艺这个概念包括生物技术和实现生物技术的作业工艺方法两方面内容，又受生物技术发展水平的限制，许多作物缺乏直接反映生物技术要求的技术指标，往往用作业工艺代表生物技术指标"。"农业机械化和生物技术相结合的基本形式和内容是农业技术系统（生物技术）、作业工艺程序系统和机械系统的'三系'配套。……是农业机械化自身发展规律的产物，是现代生物的机械技术应用于农业生产的客观要求。"（刘瑞龙，1980.6）这之后，由于家庭生产责任制，土地承包，以及中央不再提1980年基本实现农业机械化的号召，使农业机械化处于整顿反思阶段。80年代末，机械耕作科技人员通过多年试验研究和生产实践，认识到"只有农机没有农艺是无的放矢；只有农艺没有农机是纸上谈兵，农机农艺相结合，无非是为农作物创造良好的生活环境条件，这又是基础理论研究的内容，因此，90年代应该是基础理论指导下的农机农艺相结合，这也是有中国特色的农机化发展道路。"（迟仁立，1989.8）?90年代机械化土壤耕作在基础理论指导下的农机农艺相结合试验研究引起有关领导重视，在中南海国务院第三会议室听了迟仁立、左淑珍的专题汇报后指出"以前对耕作理论方法忽视了，迟仁立、左淑珍同志提出的办法解决了全面耕翻和不耕翻的问题，解决了两者弊端，但隔几年深翻，间隔深松、镇压，什么地区，气候条件，不同作物上有实用性……还值得研究"（陈跃邦，1990.5）。"很关键的是提出了孔隙度的数据，找出了最适值，农作物增产了，用这个理论能解释。""应扩大试验面积，更深一层虚些问题。这些区域性很大，单纯生物不研究还不行，很需要扩大试验面，要搞多学科综合研究。"（候捷，1990.5）。"把地上地下结合起来研究，很有意义，很重要。""现在研究地上的多，地上地下一起搞的不多，和国外的耕法联系起来，把历史的、中国的、外国的相比较一起研究"，"要把试验面积搞的大点，要扩大试验。"（陈俊生，1990.5）。上述领导人的指示使基础理论指导下的农机农艺相结合的机械化土壤耕作新技术和配套机具的试验得以深入研究并在农业生产中可以因时因地制宜定量运用。总理在1997年政府工作报告中明确提出"农机农艺相配套"，把农机农艺关系推向了一个新阶段。?

2．农机农艺关系的演变历程?

从上述我国农机化发展的历程，可以看到我国农机与农艺关系的发展大致经历了四个阶段。

?（1）第一阶段是农机服从农艺阶段，指导思想就是一切机械作业均应严格服从技术要求，农机处于从属地位，为农业服务。但是当先进的农业机械纳入传统农业时，还是对传统耕作方式提出了挑战。例如60年代东北的"犁后喘"；华北机耕快且深，使传统的人畜耙地和水车灌溉发生了困难。?

（2）第二阶段是农机农艺相互适应阶段。农业机械生产中的作用增强了，地位有所提高，也就暴露出更多的农机与农艺不相适应的问题。主要表现在始终伴随着我国农机化过程中先进的农业生产工具与传统的手工作业技术的矛盾，需要农机和农艺相互让步、磨合，以达到相互适应，这是一段较长的历史时期。例如七十年代到八十年代的间套作，多熟种植的机械化配套。?

（3）第三阶段是农机农艺相结合阶段。农业机械有了长足发展，品种多，功能全，可以为农林牧副渔、加工业的大农业实施各业全过程机械化，从而产生了农业机械化综合生产技术。即生产技术成龙配套，形成了农业技术体系、作业工艺程序系统和机器系统的三系配套。

?（4）第四个阶段是基础理论指导下的农机农艺相配套阶段。农业机械化三系配套已不是简单的农艺过程同相应机械来替代所能完成的。其综合性，系统性要求有相应的基础理论来指导，使农业技术和农业机械有机地组成优质高产高效科学的作业程序系统。表现在SPAC运行系统、土壤--机器--植物系统以及机具--土壤·微生物·根系--农田生态系统和农林（果）茶经菌渔药综合配套立体组合农业等各种系统与实践的研究。为区域化因时因地制宜的农机农艺相结合从量变到产生飞跃，发生质变，实现基础理论指导下的定量配套创造性了条件。?

三、国外农业机械化经验的借鉴?

由风土条件、经济、社会体制所形成的不同农业类型决定着农业机械化的方式，人多地少、人少地多、富有型、贫困型，国营与私有制都有不同的农机农艺结合经验可供借鉴。?1．世界上的农业从总体上可分为人多地少，劳力密集型和人少地多能量密集型两大类。以美国、加拿大为代表的人少地多是其典型。美国农业机械化过程显著特点是靠专业化减少农艺技术环节，促进农机化。大豆带、玉米带的形成，减化了作业程序，减少了机具配备。加拿大大马力、折叠式作业机具充分发挥了机械化的威力，但是大马力机械带来的压实问题一直困扰着各类能量密集型农业，可为我国东北和西北发展机械化农场提供经验和教训。日本和英国、丹麦、德国可做为人多地少的典型。日本以水田机械化为主，小巧灵活的单人背负式、手扶式形式多样，品种齐全，可为我国南方水田机械化提供参考。德国以北方谷物甜菜机械化大田生产为主，解决"插花地"和科学化、标准化作业为规模化和精细化机械耕作积累了经验，可为我国北方农村精耕细作与农业机械化相结合提供参考。英国和丹麦的农牧并举机械化过程为我国农区发展牧业提供了经验。改精饲料为主的养殖业为草饲的养牛业可以从生物学方面提高转化效率，发展新型农牧业机械化体系。?

英国、丹麦可做为富有型的农业机械化典型，笔者参加国际会议，考察过这两国农业机械化耕作状况，由于经费充足，在自动化程度和电子监控作业提高可靠性方面做了很多工作，给人"锦上添花"的感觉。提高精密性和经济效益。尼日利亚尽管号称"非洲的小美国"，但还是贫穷落后的发展中国家，其农业机械化明显在减少繁重体力劳动以及提高耕种速度，抢农时和经济效益上下功夫。由于经费有限，只能"雪中送炭"解决当务之急的问题，这些可能给我国经济发达地区和贫困地区发展农业机械化提供借鉴。钱多可以在科学化和精细化农艺技术方面发展；钱少就在解决燃眉之急的农艺措施上分析，再配合相应的农机具，实现农业机械化。?

前苏联是最典型的高度集中的以国家意志为主体的计划经济下机械化国营农场模式，经营不善，普遍亏损，计划经济"大锅饭"的弊端一直困扰着领导者。我国黑龙江集体办农机站队和国营拖拉机站也有了切身体会。巴西、菲律宾以私人占有土地为主的国家，农机化发展的"各自为政"单纯追求高额利润的短期行为发挥大规模机械化作用和保护环境，持续发展又产生了尖锐矛盾。这些为我国在市场经济条件下发展农机化提供了如何协调国家与地方，集体与个人之间关系的实例。如何更好地趋利避害，摆正经济、社会、生态效益三者之间平衡与协调。?

2．在宏观农业类型前提下，如何解决农机农艺相结合的具体微观技术，国外的实例也很多。美国的大豆收获机械化宽幅割台与损失率高的矛盾就是通过培育高底荚位大豆品种而解决的。西红柿机械化收获使培育方型厚皮新品种取得突破。泰国北部的农业机械化就是将轮作制改为固定耕作制后实现的。日本60年代从中国引进尚未过关的水稻插秧机，通过农学育秧解决了中国多年无法突破的机械手取苗伤苗的障碍点，实现了水稻种植机械化。类似这些从农艺的生物学方面，而不是单纯要求农机配合而解决的农业机械化难点俯拾皆是。俄罗斯农业工程专业中就有"基础理论教研室"研究解决农艺中的"为什么"，作业执行农艺技术实现机械化的理论依据。前苏联威廉斯的机械化平翻耕作体系就是依据"团粒结构"理论，耕地层上下层土壤需周年轮换恢复结构的农艺要求而建立的。国外这些经验表明基础理论指导下的农机农艺相结合是农业机械化发展的正确途径。?

四、农机农艺结合成效显著?

20世纪70年代以来我国农机化战线上许多成功的农机农艺结合具体范例，值得总结推广，指导未来。?

1．60年代初黑龙江农机化科技人员从解决东北因有三角犁铧耕作，铧耳限制耕深，造成耕层浅、犁底层硬，无法深耕的弊端出发，提出加装深耕部件，打破三角生格子的深松土措施和部件（阎作新，1962）。70年代安与"高寒地区地裂子抗蚀保土启发进行深松土，二者合而为一"发展为"深松耕法"，得到领导重视，组织了农业、农机、农场、气象、林业、教育六局科技人员大协作进行试验研究。但由于增产机理和肥力转化不清，受到质疑。认为增产没根据，光用不养、地下开荒、后患无穷，不能推广。农机和农艺都无法解释这些问题，是生物学专业人员研究揭示出深松耕法创造的虚实并存耕层协调了水肥气热，实现了早熟高产，用养结合，（迟仁立、左淑珍，1997），为深松耕法推广应用提供了理论依据。一方面全省大面积推广应用，并在全国三北地区示范推广，取得显著成效，于1978年获全国科学大会奖励。另一方面推动了配套农机具研制，产生了一大批以虚实并存层为依据的深松机、整地机、七铧犁改装等新型深松系列机具，推动了农业机械化的发展。?

2．基础理论研究从虚实并存耕层的土壤水肥气热、微生物、作物根系、光合生理、农田小气候等方面深入系统测试，总结出虚实并存效应原理。一方面与生产结合，形成以虚实并存耕层为核心，在不同部位、深度、间隔，不同时期深松的整套土壤耕作技术，并在海伦县不同农耕区因地制宜推广应用，形成机械化耕作技术规范，获得中科院科技进步奖。另一方面从农业历史角度研究提出虚实并存耕作是我国精耕细作优良传统中"精耕"的继承和发展，是比平翻的全虚耕作和免耕的全实耕作都优越的先进耕作系列。在河北通过多年多地多种作物试验研究，提出可以定量运用的华北虚实并存耕作技术规范。同时研制了为小型拖拉机配套的小型深松犁（ZL922064814）、七寸步犁改装，深松步犁和多用组合犁等系列配套机具，得到河北省领导重视，在河北十个县市示范推广200多万亩，获经济效益2.46亿元。为河北省农业机械化发展注入了活力。同时在西北的间隔深松加覆盖技术与南方旱地间隔深松抗旱增产都取得了稳定增产的良好效果。促进了我国机械深耕深松推广应用。?

3．90年代以来，我国各地进行的秸杆粉碎还田，机械化精量播种，抛秧和化肥机械深施等农机化新技术都是在明确农艺技术效果指标基础上，农机农艺相结合发展起来的。从作物增产潜力的基础理论研究出发，查清土水肥光热指标，促进了旨在抢农时、争光热的华北三夏机械化耕种一条龙作业技术和吨粮田优质高效高产技术与配套系列机具的研制，这些都是基础理论指导下农机农艺相结合的硕果。?

五、农业机械化科研发展之管见?

农业机械化的名称就包含了"农业"、"机械""化"三方面含义，就是"农业"和"机械""化"在一起，即农艺农机相结合。?

1．观念的转变。在农机化研究人员中，存在着重"机"轻"化"的错误观念。二者缺一不可，相辅相成，同等重要。在实践中"化"的研究既重要又难搞，它涉及到自然科学，又涉及到社会科学；既涉及到工程技术，又涉及到基础理论，同时又要研究应用技术和社会经济问题。需要知识面广，研究对象又很复杂，在我国农机界的基础又比较薄弱。应该充分重视并加强这方面研究。在市场经济的今天，还应注重经济效益，改变过去只看科研水平，不管生产力转化和能否有商品价值，通过鉴定就万事大吉的错误观念。?

2．人才的培养。现时的农机课程设置以"机"为主，只有一门农学基础还与机械离得太远，因此应该从农机化教材改革作起，增加农业生物学和介绍宏观环境的生态学课程。编撰农业机械化专业自己的农学教材，培养农机农艺结合的"双料"人才。这样才能从根本上扭转重机轻化的现象。?

鉴于农机化专业现状，农机农艺分割，许多农机专业人员要脱离农业，向机械化、自动化、电气化的现代方向发展也是学科发展所需要的。应该学习国外的经验，农机农艺相结合不是合并，在农机化专业中设立基础理论研究机构，调配专业人员，充实加强"化"方面的研究，为机械化、自动化、电气化提供理论依据，加强力量。?

3．统一分区规划。对于在中国条件下实现农业机械化，特别是田间作业机械化的复杂程度认识不足。对各地的风土条件、作物种类、种植制度、栽培方法的复杂性，都没有联系农业机械化进行系统的调查研究，提出区域性因地制宜的，有理论数据的，可以进行定量指导的机械化作业体系。五十年来各地农业科技人员已作了大量工作，建议在全国立项，统一规划分区进行，补充完善总结各现有成果，提出我国不同地区的农业机械化种植宏观设计。同时要从传统狭窄的种植生产过程机械化束缚中解放出来。一方面对种植业要扩展到产前、产后农产品加工与销售；另一方面树立大农业观念，农林牧副渔各业的机械化也要全面 考虑，拓宽农业机械化领域和内容。总之，中国目前仍然依靠种植业生产粮食，传统的机械化栽培方式还是目前农村中农业生产的主体，但展望未来，农林牧渔大农业观念的全面发展又是必然趋势，因此农业机械化研究应该深化与拓宽并重，同步发展。?

4．如何结合是突破口。农机农艺相结合已深入人心，取得共识，但"如何结合"在理论与实践上都处于探索阶段，还有很长的路要走。这也是我国农业机械化近五十年来历程所提出来的重大课题，是我国农业机械化科学发展的突破口。?

主要参考文献?

(1)农机化司，北京农工大编：《中国农业机械化重要文献资料汇编》，北京农业大学出版社，1988.4。?

(2)国家农委编：《农业集体化重要文件汇编（1949-1957）》，国家农委办公厅，1981.10。?

物理机械论文范文第10篇

关键词：电磁感应 摩擦 力矩 能量守恒

一、物理在中职教学中的地位

物理作为一门基础课，以逻辑缜密、条理清晰、结构严谨的语言为载体，以推理、论证为工具，对培养学生的科学态度和敬业精神，提高学生文化素质发挥着作用，同时作为为专业课服务的先行课，它应为后续课铺路搭桥打好基础。

二、物理课程与专业 课程相关性分析

物理学是研究自然界最基本最普遍的物质运动规律及其相互联系的科学，物理与专业课之间的较为密切的关系不是偶然的。

（一）从发展历程来看物理与现代工科专业之间有着密切的联系

（1）17、18世纪 ，牛顿力学和热力学的建立，对于蒸汽机、热机等机械工业的发展起到了巨大的推动作用，使人类开始了第一次工业革命。蒸汽机的发明使用是第一次工业革命的标志，而物理学的研究 成果对蒸汽机的发明起到了关键作用。在牛顿力学 的基础上 ，许多技术都得到了发展，如航海中利用机械技术改进船 的推力，军事上有关火炮内力 作用、空气弹道和空气阻力的 计算等。

（2）19世纪 ，经典电磁学理论的建立和发展 ，促进了工业电气化、无线电通信等的 发展，使人类进入了第二次工业革机命。1820专年，奥斯特在自然统一性哲学观点的指导下， 第一次把电磁现象联系起来，发现了电流的磁效应;在奥斯特发现的启示下，1831年，法拉第发现了电磁感应定律，说明了磁也可生电，由此，发明了发电机、电动机、电报、变压器、交流电机。

（3）20世纪是科学技术空前高速发展的世纪，人类社会在科技进步上经历了一个又一个划时代的改革，物理学在这其中做出了巨大的贡献。在相对论和量子理论的基础上引起了原子能、半导体、计算机、激光等新技术、新工艺的出现，使人类开始了第三次技术革命。 20世纪下半叶，计算机的出现给人类社会带来巨大的冲击，计算机的硬件核心是半导体集成电路，PN结是基础，为晶体管的发明打下基础 。 事实证明，影响人类社会的每一个重大创造来源于新的物理思想，以物理学为对象的物理学教育必然影响着以现代技术为对象的工科类专业。

（二）从具体课程来看，物理与机械专业课程存在着密切的联系

在机械专业课中，小到一个零件的强度、韧度、耐磨性能等 ，大到各部件之间的物理

连接以及零件之间的传动性能等 ，都和物理知识紧密相关。机械专业教学包括机械力学

性能分析、机械设计 、机械维修维护等方面。

三、物理知识与机械专业教学的结合

物理是一门为专业课服务的先行课 ，它应为专业课铺路搭桥，而机械力学分析、机械设计和机械维修等基础技能都必须利用物理知识进行阐述。

（一 ）物理知识在机械力学分析中的应用

力学分析是物理知识中的一个重要环节而机械的性能好坏则主要体现在工作状态下机械的力学性能。因此在机械专业教学中必须将力学分析应用到机械性能分析中 ，才能加深学生对机械力学性能的理解。例如在讲摩擦力概念时 ，提出问题 ：当你在一些规模较小的企业工作时 ，搬运较为庞大的设备或生产资料采用什么办法 ？学生讨论后回答采用在设备或生产资料下面铺垫圆状物体的办法减小摩擦力 ;再如 ，在讲解固定转动轴物体的平衡内容时 ，设置悬念 ：在工厂中旋紧较大的锁紧螺母时 ，工人师傅往往在扳手把柄处增加套管 ，为什么 ？这样把物理知识与所学的机械专业联系起来 ，激发学生的求知欲望 ，提高学习兴趣。

物理机械论文范文第11篇

[关键词]初中物理 ；反思；育人

初中学生慢慢有了一定的抽象思维能力，加上细心专心，往往能把生活、自然和物理知识联系起来。通常能把从自然、生活中得到的经验，运用到物理知识的学习上来，揭示隐藏其中的物理规律，进而把所学的物理知识再次应用于生产生活实际，使理论和实践紧密结合――笔者认为其中“机械功原理”就和日常生活休戚相关。

在沪粤版九年级物理第十三章第一节“怎样才叫做功”中，有一个知识点“机械功原理”，这个知识点内容比较抽象，应用的知识较多，是学生学习中的一个难点内容。对于这个知识点的教学，理论性太强了，学生无所适从，不知怎样有效开展。教师有时干脆就让学生单调地阅读课文，生硬地给出知识内容；有时会结合简单机械和做功知识，分析省力就费距离不省功，费力省距离也不省功。这样的教学不能让学生完全理解“机械功原理”这个知识点，学生使用时不知从何下手，非常迷茫。在日常教学中，教师可从以下几个方面进行反思。

一、反思教学目标

这个知识点在教学中是以“了解功的原理”为教学目标。但从教学和课后反馈方面来说并不够，因为它达不到课标的要求。它在教材的位置――前接简单机械、功的有关概念和计算，又为后面的机械效率的概念和计算打下基础，埋下伏笔，学好这个知识点，既是对“简单机械”的巩固，又是对“机械效率”的奠基。所以教师可确定该教学目标为：1.知识目标：了解 “机械功原理”，还要知道它成立的条件（即知道和理解两个层面）；2.能力目标：会用实验归纳功的原理，会用功的原理解决简单的物理问题；3.情感目标：培养学生学习物理的兴趣和探索热情，树立实践出真知的辩证唯物主义观点。如果学生能够理解“机械功原理”，就加深了对“简单机械”应用的优点的认识，也更能理解如何计算做功。同时，为后面“机械效率”里面区分“有用功”和“额外功”奠定了基础。

二、反思教学方法

沪粤版物理关于“机械功原理” 内容非常抽象，只是以文字阅读形式出现，让学生似懂非懂。单凭教师的讲述，学生会感觉云里雾里。实验演练教学在这时就起了救命稻草的作用，因而教师可考虑结合实验来突破这个难点。

（1） 考虑增加演示实验：课本中仅用文字描述了“机械省力必然费距离，省距离必然费力，既省力又省距离的机械是不可能的”，功的原理作为一个普遍的物理规律，只用一句理论不足以说明它的普遍性。因此，教师应考虑增加实验，并从学生已有的知识和水平出发，可以增加的实验有：杠杆和滑轮。考虑到课堂时间的问题，教师可以增加杠杆和动滑轮这两个实验。

（2）考虑到学生能力有高低，对学生的具体操作进行必要的指导。但是，两个新的实验，学生实验操作技巧中可能存在一些问题，为了节约课堂时间，提高课堂效率并减少学生走弯路，教师可选择“杠杆不省功”用投影和教学录像片进行精确演示和指导。

（3）实验过程简化：实际操作中利用动滑轮做的功比直接用手做的功多，通过分析，实验结果因为额外功的缘故必然不准，不能得出功的原理，但学生已经学过动滑轮省力规律，因而实验中的力可以不测，可以很准确得出“使用任何机械都不省功”这个原理，并且可以节约实验时间。

（4）实际与理论结合。通过实验得出结论，然后再利用理论知识解释不省功是因为“省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力×距离，所以不能省功”。从理论和实验中理解“功的原理”，而且为后面的“机械效率”知识铺好路。

三、反思实践应用

物理机械论文范文第12篇

关键词：机械制造 低碳技术 加工工艺 切削工艺

一、低碳制造理论与技术在机械制造中运用的必要性及具体内容

1、低碳技术的必要性

如今，我国机械制造行业中普遍存在着高排放、污染严重、材料利用率低、耗能高等问题，这直接阻碍了我国机械制造行业的健康发展，与绿色生产的价值理念背道而驰了，与我国提出的有关节能减排放慢的新要求、新标准完全不符合。

随着全球范围内的环保意识不断加强，一系列有关环境保护的协议都相继颁布，其中二氧化碳的排放问题尤为突出。我国也会一个资源贫国，即使有的机械产品原材料含量丰富，但是由于存在开采技术上的限制，提高了制造成本，这就需要合理利用资源，实现资源的最大利用化。低碳技术在机械制造中的大力推广，能实现能耗低、排放低、污染低的目标，这也是经济发展和社会进步的必然趋势。因此，我国的机械制造企业应该结合自身的实际生产情况，努力研发出一套科学完善的低碳技术，以获得最大的利益。

2、低碳技术在机械制造中的具体内容

低碳制造理论与技术渗透到机械制造加工的每一个环节中，主要包括材料利用、制造生产和运输等。在机械产品的每一个制作环节中，都应该严格执行节能、降耗、减排，实现资源的最大利用率，最终符合低碳生产的基本要求。低碳制造基本理论与技术又分成低碳设计、低碳加工、处理废弃物、利用绿色能源等。只要严把每一个关口，才能真正地实现机械制造的低碳生产。

二、在机械制造过程中低碳制造的基本理论与技术

现有的低碳制造中的基本理论与技术要付诸于机械制造的实践中，再通过验证才能证明其的实用性。现总结成以下三个方面：

1、模块化设计

机械制造中，模块化的设计是一种比较前沿、先进的方法，按照机械产品不同的功能能把系统分成多个存在差异的模块，再将这些小的模块渐渐优化，并进行合理的整合搭配，最终就能得到规格和品种都各不相同的产品。如果用一个统一的标准来衡量机械产品每一个结构单元，这就会导致能源和机械资源的大量浪费，对于机械的维护和运行也会造成严重的阻碍。因此，机械工程师应该根据机械产品中的每个结构的不同功能合理地划分成若干个模块，并分配各自的任务和职责，然后再对每一个模块合理正确的评估，全面了解机械制造过程中的资源和能源的消耗情况，并制定相应的控制措施来降低能耗。此外，还要重点审查机械制造中的低碳制造基本理论与技术的实际运用，总结归纳出一些实际经验，为后续的低碳制造理论与技术的打下坚实的基础，及时做好低碳技术的调整和改革。

2、生态化设计

我国在建设生态文明时，提出应当将社会文明、精神文明以及物质文明等三个方面共同建设、和谐发展，因此，大部分的机械制造单位就开始着手于转变机械产品的生产理念，由最初的盲目开拓新的机械制造项目和追求机械生产总值转变成在制造机械产品中，要综合考虑到环境资源的成本，缓解生态环境的压力，注重对生态环境的有利保护，引入先进的低碳制造理论与技术，降低能耗，这样既能提高机械制造的生产成本，又能实现环境友好型社会和科学发展观的目标。在此背景的驱动下，生态化设计的理念就迅速问世，它不但可以满足消费者对机械产品在使用性能方面的要求，还能保护生态环境，使得多方面的利益共同发展。一般来说，在进行机械产品的制造时，难免会有一些废气、废渣和废水等污染物的排放，这种工业“三废”的肆意排放将会严重的破坏生物的多样性和生态平衡。但是，机械产品生态化设计具有能源利用率较高、技术含量高、污染环境少以及经济效益好的特点，这就能在生产中有效地减少了废弃物的排放，并减少了物耗和能耗。在设计机械产品时，要努力发展循环经济，要实现物质的多级利用和循环利用，尽最大可能地减少资源的浪费，以实现环境效益和经济效益的最大化。

3、轻量化设计

轻量化设计包括了对机械产品的重量、成本、性能以及配套的设备等多方面因素的有效控制。它的主要优点就是能够减少资源和原材料在实际的生产过程中的碳排放量，同时还能有效降低机械生产中的物资能耗以及污染物的排放量，并且还能减轻噪声污染，提高了物资的利用率。例如：德国奥迪汽车公司在生产新型汽车过程中，充分采用新工艺、新技术，同时将钢材的强度和铝合金材料的轻质的各自优势结合起来，这样就大大减轻了汽车的自身重量，还能降低汽车的油耗以及尾气的排放，给公司带了十分大的社会效益和经济效益。

三、机械制造中的低碳工艺技术

近几年来，我国的机械制造业发展迅速，大量的不可再生资源被消耗，这就给今后的制造业带了担忧和困扰，为了贯彻可持续科学发展观，机械加工企业就要不断地研发低碳节能的原材料和加工工艺，以达到节能减排、提高资源利用率、减少环境污染、降低生产成本的目标。笔者结合实际生产经验，归纳总结出下述几点低碳加工工艺技术：

1、低碳机床加工工艺

（1）高速复合机床加工工艺

因为当机床在工作时，其进给速度和切削速度都非常快，而且换刀的时间也比较短，这就能同时符合低碳化、精度高以及效率高的基本要求。只需加工一次就可以获取到质量比较高的加工表面，明显地使加工的质量和效率得到大大提高，能符合机械制造中的低投资、大批量和多品种的基本要求。

（2）干加工机床

当机床进行干切削加工时，将会有很多切削热生成，这会直接影响到加工的精度和机床的外形，所以，选择了科学合理的加工手段的机床就可以消除机床的热变形，进而确保机械产品的精确度。其中，对这种类型的机床有着几个要求：第一，在进行机床的结构设计过程中，必须要彻底的热对称，且还需同时配备冷却系统和热循环系统；第二，要使排屑顺畅，在设计机床时，尽可能地使机床呈V字形、倾斜式或轴式，并且在底座的设计时，要充分考虑到铁屑是否能顺利排出；第三，在进行床身的盖板设计时，就能使用双层壁结构能起到隔热的效果。

2、低碳切削加工工艺

（1）高速干切削加工工艺

高速干切削可以使加工速度提高、加工时间缩短，并能将在切削时产生的大部分的热量带走，有助于减少使用切削液。其次，这还可以使机械产品的表面质量和加工精度得到有效提高，减少甚至消除了磨削的现象发生。该切削工艺具有高加工质量、高生产效率以及对环境无污染的优点，有着较大的发展空间，这是未来机床切削工艺的必然发展趋势，逐步推动着低碳工艺的发展。

（2）风冷却切削工艺

把供给的空气经过除湿器将水分除干后，再接着进入到冷却器中，直到温度最终到达零下30℃，最后通过绝热管从封嘴处把冷风传入到切削位置处。该切削工艺能使切削的温度有效地降低，还能使刀具的使用周期和耐磨性有效提升，不仅仅能提高机械产品的表面加工质量，还能实现零排放，对环境的保护十分有利。

（3）优质表面清洁技术

随着机械产品的用途更加广泛，对产品表面的耐磨性提出了愈来愈高的要求，其优质的表面清洁技术应运而生，即自泳涂装。该技术的主要优点是：是一个水分散体系，不含有任何有机溶剂，节约材料、能源，均匀涂膜，有较强的耐腐蚀性等。该工艺属于绿色生产，对环境没有任何污染，目前，它应用得十分广泛，取得了较好的社会效益和经济效益。

（4）先进的刀具技术

要使切削工艺技术能提高，首先就必要提高刀具技术，这就涉及到了刀具的结构和刀具的材料等技术，这能分别提高产品的加工精度和刀具的使用性能，在设计刀具的结构和集合参数过程中，还要充分考虑到在切削过程中对排屑和断屑的基本要求，如今，刀具三维曲面断屑槽研究和设计制造技术比较成熟，可以有效地控制切屑的流动方向和切屑的折断能力。

四、总结

发展低碳经济是全人类的共同愿望，能源问题是21世纪的主要问题，各种能源问题和环境问题的频发不断刺激着人们的神经，让人们深刻地认识到低碳技术的重要性。虽然机械制造行业在我国蓬勃发展，其生产总值不断攀升，但是低碳技术的应用却十分混乱，一方面由于我国监管部门的监管力度不足，另一方面由于我国的整体科技水平低下。因此，我国应加强监管力度和研发力度，确保低碳制造理论与技术能有效地运用到机械制造中。

参考文献：

[1]陆明. 机械制造中的低碳制造理论与技术应用[J]. 才智. 2011（29）.

[2]刘献礼，陈涛. 机械制造中的低碳制造理论与技术[J]. 哈尔滨理工大学学报. 2011（01）.

[3]赵志锋. 我国机械制造技术的现状及发展趋势[J]. 湖南农机. 2011（05）.

[4]王哲. 我国机械制造业发展问题与对策研究[J]. 山东省农业管理干部学院学报. 2009（02）.

[5]李乐心. 我国机械制造业中低碳模式探讨[J]. 现代商贸工业. 2010（17）.

[6]谭旋. 机械制造企业的低碳制造模式初探[J]. 上海企业. 2010（04）.

[7]赵志明. 机械制造技术的发展及其智能化技术发展趋势[J]. 中国新技术新产品. 2011（03）.

物理机械论文范文第13篇

关键词：哲学；课程改革；船舶机械制造工艺

0引言

船舶机械通常是指确保一艘船可以正常运转的所有机械设备，如船用柴油机、管道系统、轴系、舵机、锚机、起货机、发电机等。几乎所有船用机械装置跟陆地上的功能相同，但是由于海洋航行的特定环境，前者必须能够承受极端的环境条件，如高湿度、海水腐蚀、振动、海洋风暴等。因此，船舶机械零部件和设备必须要满足更高标准的可靠性、更小的体积和重量、更方便的维修养护等。技术技能人才缺乏、制造工艺技术落后、创新设计意识不强等因素，导致船舶机械设备配套产品处于低附加值状态，严重制约了我国船舶工业的健康发展。

教育部关于高等职业教育的定位是“重点培养产业转型升级和企业技术创新需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才”。而高职教育实现培养人才的载体就是课程。目前高职教育讲授的技术知识远远落后于行业的发展，因此培养的毕业生不能学以致用，需要企业再培训。要培养学生掌握先进加工技术、具有综合应用能力、能够分析和解决船舶机械零件生产、部件装配中的工艺技术问题，必须在《船舶机械制造工艺》教学过程中注意讲授知识的同时，锻炼学生的职业能力。而传统课程偏重于理论知识，对机械加工工艺的编制涉及不多，更不用说现代先进制造技术。为了培养学生的职业能力，更好地适应现代船舶机械生产模式，本文基于认识论、知识分类理论、建构主义理论等哲学理论研究《船舶机械制造工艺》的课程内容改革方案。

1课程改革的能力本质

马克思辩证唯物主义认为，人的认识是客观物质世界的运动化在人脑中的反映。辩证唯物主义的认识论既唯物地又是辩证地解决了人的认识的内容、来源和发展过程的问题。它认为物质可以变成精神，精神可以变成物质，而这种主观和客观辩证统一的实现都必须通过实践。实践的观点是辩证唯物主义认识论的第一的和基本的观点。认识来源于实践，又转过来为实践服务。实践、认识、再实践、再认识，循环往复，以至无穷，这就是人们正确地认识世界和能动地改造世界的无限发展的过程。

将认识论应用到高职教学中，《船舶机械制造工艺》课程知识是物质的、客观存在的。但是每一个人对课程知识的理解和认识是不一样的，表现出来解决问题的能力也是不一样的。与课程知识相对应的产品工艺分析、编制工艺文件、改进工艺路线等能力是精神的、主观存在的。在学习、实践、再学习、再实践的反复过程中，能力是可以得到锻炼和提升的。传统的教学一味强调理论知识体系的重要性、忽视甚至忽略了实践教学，这与高等职业教育属性完全背道而驰。事实上，对于高等职业教育受众而言，理论知识够用即可，实践能力、自学能力、创新能力等则是应该大力培养的。根据马克思辩证唯物主义认识论，笔者认为课程改革的本质是要改变传统教学理念和授课方式，通过教学使学生完成从学习知识到具备能力的转变，而能力的具备和提升最终是为了能够适应企业需求、应用新技术、创造新产品、提升行业竞争力。

2课程教学目标研究

课程目标是指导整个课程编制的准则，也是后续一切教学资料整理的重要准则。通过对企业的调研走访、对职业岗位的分析研究、对技术知识的对比研究，确定了《船舶机械制造工艺》课程的目的是培养在现代船舶机械生产和管理模式下，具备发动机及其他机械装配工、机械工艺设计员、数控操作员和生产管理员等一线岗位所必需的识读和编制船舶机械产品加工工艺文件能力的专业技术人才。立足这一目的，本课程综合考虑高职学生的学习能力特点，结合产品工艺设计、产品生产制造，及工艺设备管理等岗位的职业能力要求，依据船舶机械制造的主要工作内容共制定了四条课程目标。

（1）掌握机械加工的基本概念，能对零件图纸进行工艺分析，合理选择加工时的定位基准；能安排加工路线，确定各工序余量、尺寸及公差，确定时间定额。

（2）能够根据机械加工设备，对影响加工精度的各种原始误差进行统计分析；根据加工原始误差的影响规律，可以采取相应措施控制加工误差。能够根据产品的冷热加工过程，分析影响零件表面粗糙度和表面层质量的工艺因素，并选择合适的措施进行改善。

（3）根据机械制造的标准规范能够识读、编制船舶机械零件的加工工艺规程，据此合理实施车间计划、安排人员进行安全的工作生产、维护设备正常运转。

（4）根据机械制造的标准规范能够识读、编制船舶机械部件的装配工艺规程，并能严格按照技术文件对船舶机械零件、部件等项目进行检验。

3课程教学内容研究

现代知识分类理论将广义的知识分为了陈述性知识、程序性知识和策略性知识三大类。其中陈述性知识是用来说明事物的性质、特征和状态等信息，是关于“是什么”的，陈述性知识的获得是通过记忆完成的；程序性知识是用于完成某项任务的行为或操作步骤，是关于“如何做”的，程序性知识是通过某种作业形式间接推论得到的；策略性知识是指学习者在学习情境中对任务的认识、对学习方法的选择和对学习过程的调控，是关于“如何学习、如何思维”的。

基于知识分类理论，结合前述《船舶机械制造工艺》课程的培养目标，本文提出改革后课程的教学内容体系，如图1所示。将课程分为机械加工、机械制造工艺规程制定和夹具设计三个部分，根据知识类别将每个部分都进行“打包”，“应知理论包”对应的是陈述性知识、“应会技能包”对应的是程序性知识、“能力应用考核包”对应的是策略性知识。

应知理论包，就是以够用为度。以机械加工部分为例，在教学中把各种机械加工方法中所用到的机床设备、工作原理、加工内容、运动形式、刀具、夹具的形式，各种加工方法所能达到的加工精度、表面质量等作以详细介绍。并将各种机械加工方法进行认真对比，掌握特点，使之有效地掌握机械加工的基本知识。

应会技能包，就是突出技能。根据现在学生的特点，企业生产的需求，在进行课堂教学的同时，到注重培养学生操作技能。以机械加工部分为例，在教学中注意培养学生按照特定的公式、经验程序等进行金属切削用量的计算，能够将加工精度的控制措施与加工精度原因一一对应，能够根据机械加工方式的不同判断加工零件的表面质量等。

能力应用考核包，就是培养学生分析问题解决问题的能力，比如给出生产实际中某个零件最终加工精度误差很大的实例，让学生找出引起该产品质量问题的工艺原因，并提出解决问题的工艺措施。

科学技术是不断向前发展的，建构主义知识观认为“知识是动态的”，因此在课程教学内容体系中增加了描述新技术、新工艺的“开放性知识库”。既可以作为补充知识，供学有余力的学生自学；又可以方便学生做课程设计、毕业设计时查阅参考。

4课程教学案例设计

知识只有在不断实践中被应用，才能真正转化为个人的能力。建构主义教学观提倡在教师指导下以学习者为中心的教学。只有当学生积极自主地学习新知识、掌握新知识、试探性地应用新知识、理解新知识，才能实现新旧知识体系的建构、应用能力的提升。因此，建构主义提倡建构一种开放的学习过程，激活课堂组织的社会和文化资源，激发学习者的主动学习因素。基于此，在进行《船舶机械制造工艺》课程教学时，必须认真设计教学过程，构建一种开放式的教学案例。

典型船机零件加工工艺设计的职业活动具有典型的过程导向实践模式的特点，为了使学生形成编制典型船机零件工艺规程的能力，柴油机连杆加工工艺教学程序可设计成图2所示的行动教学程序。

在图2所示的教学程序中，任务描述是明确任务，需要进行某种型号柴油机连杆的加工，生产企业的加工条件、生产模式等。任务分析是通过识读连杆零件图，明确加工精度，提出科学、先进、可行、经济的加工工艺路线，指出粗加工、精加工基准，计算切削用量等。任务实施是按照加工工艺路线，编写柴油机连杆的工艺卡片，设计工序加工中夹具结构。成果评价是在pro/E或者UG软件平台上，根据零件加工工艺规程，模拟刀具轨迹路线，评价是否该加工工艺可以达到了图纸要求的加工精度，成本、时间是否合理等。学业评价是评价学生在完成开放性项目案例的过程中所展现的自学能力、综合应用知识能力、认真严谨的态度等。

物理机械论文范文第14篇

〖关键词〗波义耳，机械论哲学，机械论化学，17世纪，化学史

1 对“波义耳把化学确立为科学”的传统解释

“波义耳把化学确立为科学”，是恩格斯的著名论断之一，语出恩格斯《自然辩证法》第2、3节“自然科学各个部门的循序发展”（〖1〗,p.28） 。奇怪的是，恩格斯在谈到生理学、比较形态学和比较生理学等学科成为科学时，都说明了原因，但是，恩格斯没有对“波义耳把化学确立为科学”作出任何解释。持马克思主义观点研究化学史和化学哲学的学者，经常引用和注释这条经典，其基本观点是：波义耳提出了科学的元素定义，从而“把化学确立为科学” 。

现以在国内颇有影响的化学史书籍《化学发展简史》为例：

在化学领域，十七世纪英国资产阶级早期活动家波义耳（robert boyle1627-1691）对一系列新的实践经验，进行了总结，为化学元素作了一个科学的定义，为使化学发展成为真正的科学做出了一项重大的贡献，为人们研究万物的组成指明了方向，因而它是化学发展中的一个转折点。对此恩格斯给予了高度的评价，他曾指出：“波义耳把化学确立为科学”。（〖11〗,p.72）

然而，据对波义耳原著的研究，发现波义耳根本就没有提出过什么“科学的”、“近代的”元素定义（〖5〗,pp.95-98;〖6〗,p.380;〖7〗,p.17;〖8〗,p.76;〖9〗,pp.240-242）。波义耳从根本上怀疑元素的存在；波义耳除了批判元素概念以外，绝不给元素概念在化学研究中留下一点地位。

如果波义耳果真没有提出“科学的元素定义”，那么，恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是否就不能成立了呢？我们究竟应该在何种意义上理解“波义耳把化学确立为科学”这一论断呢？

2 对波义耳元素定义的误读

人们常常引用的波义耳关于化学元素的定义，出自波义耳《怀疑的化学家》一书。在研究波义耳关于化学元素的定义之前，我们简要地介绍一下《怀疑的化学家》的主要内容。

波义耳《怀疑的化学家》（the sceptical chymist），出版于1661年 ，其实这本书几年前就写好了，并且私下流传着（〖12〗，p.386）。波义耳著述甚丰 ，在今天的人们看来，《怀疑的化学家》是波义耳著作中最著名的一部，但是，在波义耳那个时代，这部书并不比他的其他著作更出名，也不比他的其他著作更重要（〖4〗，p.465;〖7〗,p.19）。这一事实丝毫无损于《怀疑的化学家》对化学发展的意义。

《怀疑的化学家》在机械论哲学的指导下，以实验为基础，试图彻底清除亚里士多德的四元素说（即一切物体皆由土、水、空气和火四种元素组成）和帕拉塞尔苏斯的三要素说（即盐、硫、汞是构成一切事物的要素）。波义耳把四元素说和三要素说视为“难兄难弟”，波义耳决定一剑双雕，彻底斩断它们。他说：“••••••我所要提出的许多东西，••••••都可不分彼此地适用于逍遥学派的四元素说和化学家们的三要素说，尽管我的某些反对意见可能更多地偏重于后列出的三要素说，但这不过是因为化学家们的假说看起来似乎更要比另一个得到了更多的经验支持，因此，着重围绕这一学说进行反驳才是当务之急，尤其还要看到，绝大多数的被用来反驳该学说的论据，只须略作变更，即可被用之于反对亚里士多德学派的学说，并足以强有力地驳倒这个缺乏根据的学说。”（〖2〗,p.29;〖3〗,p.33）

此书以对话体写成，也许波义耳是想效仿伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的手法。书中的卡尼阿德斯（carneades），是波义耳的代言人，波义耳借他之口提出自己的疑问，表达自己的观点； 弥修斯（themistius）,是亚里士多德学说或逍遥学派的信徒；菲洛波努斯（philoponus）是三要素说的代言人；埃留提利乌斯（eleutherius）是一位中立者；书中还有一个“我”，充当书记员。

在《怀疑的化学家》中，波义耳主要讨论元素的数量及其对物体性质的影响，以及火术分析的机制。

针对四元素说和三要素说，波义耳提出了三个疑问：

第一，那些被逍遥学派和医药化学家、炼金术士认为是元素或要素的东西，真的是原始的、简单的物质吗？

第二，是不是每一种混合物体都包含有全部四种元素或三种要素？

第三，元素或要素的数量，是否真的仅限于亚里士多德学派所说的那四种，或者帕拉塞尔苏斯学派认为的那三种？

这里讨论的核心概念是元素或要素。为了避免“为空洞的词或术语或概念而争吵”，讨论的各方决定在讨论的开始就必须对元素或要素的概念达成一致的理解，“对要素或元素这两个词自始自终应如何理解作出规定”。他们异口同声地欣然同意在辩论时将元素和要素当着等同语加以使用，“都是指那些原始而简单的物体，而结合物则可说成是由它们组成的，并将最终分解成它们。”（〖2〗,p.13;〖3〗,p.19）这是元素的概念在《怀疑的化学家》中第一次出现。

经过了严密的有根有据的讨论，波义耳对上述三个问题给出了否定性的答案。这里我们看看波义耳针对第二个问题所做的部分回答。

“虽然化学家们宣称他们从某些物体中提取了盐，从另一些中得到了汞，又从一些中得到了硫；但他们却从未告诉我们运用其中的何种方法能够从一切种类的矿物中毫无例外地分离出来任何一种要素，无论是盐，还是硫或汞。因此，应该允许我下出这样一个结论，在这些元素中，没有哪种可作为一切物体的某种普适组分，倒是有些元素并不能成为其为这样一种组分。”（〖2〗,p.196;〖3〗,p.212; 〖15〗,p.55）

“我从未发现从金或银（暂时不列上其他金属）中能够分离出我们通常所说的那种土或水，因此，我可以给出以下结论以反驳我的论敌们的论点，这就是，土和水这两者绝非所有的那些被当作是完全结合物的物体所共有的组分。”（〖2〗,p.197;〖3〗,p.213;〖15〗,p.55）”

在波义耳认为他已经摧毁了四元素说或三要素说的时候，他继而开始怀疑元素究竟是否存在的问题。于是，波义耳第二次给元素下了一个定义。这就是人们“频繁地引用而又同样频繁地误解”（〖8〗,p.76）的那个定义。

现在我们来推敲波义耳关于元素的定义。为准确起见，现将原文和中译文一道抄录如下：

and,to prevent mistakes,i must advertise you,that i now mean by elements,as chymists that speak plainest do by their principles,certain primitive and simple,or perfectly unmingled bodies;which not being made of any other bodies,or of one another,are the ingredients of which all those called perfectly mixt bodies are immediately compounded,and into which they are ultimately resolved:now whether there be any one such body to be constantly met with in all ,and each,of those that are said to be elemented bodies,is the thing i now question.（〖2〗,p.187）

而且，为避免误解，我必须事先声明，我现在所谈的元素，如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素，是指某些原始的、简单的物体，或者说完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们：然而，究竟是否存在这样的物体，即它们在所有的物体中总能找得到，而且它们都是所谓元素化的物体，则是我现在要怀疑的事情。（〖3〗，p.202；下划线为本文作者所加，此处译文与中译本略有改动。——刘立注）

仔细分析这段文字，可以发现：

第一，波义耳清楚地定义了“元素”概念。这里波义耳对元素作如是定义：“是指某些原始的、简单的物体，或者说完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们。”著名化学史家j•p•帕廷顿（partington）将元素的定义从上段文字中“剥离”出来，断章取义，以为这个元素定义就是波义耳所要提出的元素定义（〖11〗，pp.77-78;〖3〗，汉译者前言）,并且认为这是“把波义耳称为近代化学奠基者”的三个理由之一。（〖11〗，p.74）后来许多学者据此以为波义耳提出了近代的、科学的元素定义。这实在是一种误读。问题主要出在包括帕廷顿在内的许多学者都忽视了波义耳元素定义中的两个重要从句。

第二，波义耳的元素定义并非具有原创性。波义耳用一个从句说，他所谈的元素跟化学家明明白白所讲的要素，其意思是相同的。早在1641年，巴黎皇家学院的克拉夫（e.d.clave）就给元素下了很好的定义，即元素是“简单的物体，混合体最初由它们组成，并且最终将分解成它们或者可以分解成它们。”（〖5〗,p.85；〖13〗，p.38）其他化学家对元素也做过类似的定义。波义耳的元素定义与前人的定义本质上是一致的，因此我们认为波义耳的元素定义并不是原创的。著名科学史家r.s.westfall亦指出，波义耳“只是重复了元素的传统定义”。（〖7〗,p.19;〖8〗,p.76）

第三，波义耳的元素定义并非具有近代性。波义耳的元素定义与近代的化学元素定义有着显著的区别，其区别是如此之大，使得我们看不出该定义具有任何现代性：该定义假设，我们在任何物体中都能找到那几个屈指可数的元素，而且任何物体都应该分解成同样数目的元素，因此任何物体都是由同样数目的元素按不同的方式排列而成的。波义耳的元素定义丝毫没有这样的意思，即可能有某种物质（元素本身除外），其组成元素会少于四种（按四元素说的观点）或三种（按三要素说的观点）。显然，这跟近代化学元素定义有着本质的区别 。研究波义耳的权威化学史家marie boas hall在她为《科学家传记辞典》（dsb）撰写的波义耳条目中指出，“波义耳没有提出过近代的元素定义，但是他（特别地、故意地）给他那个时代化学家所理解的元素下了一定清楚的定义。”“波义耳从来就没有接近于提出近代的元素定义。”（〖6〗,p.380）

第四，波义耳从根本上怀疑元素的存在。上述文字中最后一个从句“究竟是否存在这样的物体，即在所有的物体中总能找到它们，而且它们都是所谓的元素化的物体，则是我现在要怀疑的事情”，表明波义耳对元素的存在持怀疑的态度。波义耳在《怀疑的化学家》中有多处表示对元素的存在表示怀疑。如波义耳说：“我就实在看不出有什么理由非要相信存在着这样的一些原始而简单的物体，说大自然正是用这些作为先在的元素才得以复合出一切其他物体。”（〖2〗,p.224;〖3〗,p.238）其实，《怀疑的化学家》这整部书乃是致力于否认元素存在的可能性。（〖7〗,p.19）在波义耳看来，元素是一个“错误的、使人误入歧途的概念”。（〖6〗，p.380）

综上所述，波义耳实际上并没有提出科学的、近代的元素定义，而且波义耳明确否定元素的存在。那种认为波义耳提出了科学的元素定义而“把化学确立为科学”的观点肯定是站不脚的。既然如此，恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是不是也站不脚了呢？看来，有必要对这一论断进行再认识。

3 1661年前的化学：炼金术、医药技艺和冶金技艺

“波义耳把化学确立为科学”，这句话本身提示我们，要分析波义耳之前的化学状态，波义耳的化学活动及其产生的影响，才能搞清楚化学经波义耳之手后变成了什么样子。

在近代之初，化学沿着三个主要趋势发展。首先，炼金术研究仍然盛行；其次，化学知识转用于医药；第三，化学同矿业密切结合。炼金术士、冶金家以及医药化学的活动，无疑产生了各种可以作科学解释的结果，但是他们的目标均属实用性质，而不属于科学；他们的实验旨在产生实际利益，而不是促进对化学现象的科学理解。他们的思维受到四元素说或三要素说的支配，即认为这些有限的元素或要素按不同的比例结合，构成世上万物。虽然亚里士多德的四元素说（土、水、气和火）似乎可以为化学提供一个可能的理论基础，但是，亚里士多德的信徒们从来就没有搞出一个亚里士多德化学体系出来。帕拉塞尔苏斯反对亚里士多德的四要素说，提出了三要素说：任何物体都是由盐、硫和汞组成的，它们分别对应于身体、心灵和灵魂。这一物质理论部分可以用来解释化学现象，当作化学理论。迄至17世纪中叶，化学领域中一直是帕拉塞尔苏斯化学占主导地位。

17世纪中叶以前的化学，与其说是自然哲学，倒不如说是实验哲学。试比较力学与化学研究的方式之不同。力学研究者以笔和纸作为工具伏案工作，而化学研究者则是在火炉上架起坩埚和蒸馏器在那里辛勤工作。自然哲学家、绅士派的学者们常常轻蔑地称化学家是“被浓烟薰得漆黑的经验主义者”，说“他们都谈不上是哲学家（虽然他们自己喜欢以此自称），因为他们被他们自己炉子里的烟雾蒙住了双眼，搅昏了心智”（〖3〗p.23）。化学家笃信火是无经不克的分析工具，可以将混合物分解成他们的元素或要素，揭示事物的本质。正如帕那塞尔苏斯的一个信徒告诫他的读者们：“购置煤炭，建造炉台，不厌其烦地注视并用火操作。用这种方法而非其他方法，你们将获得对事物及其性质的认识。”（〖17〗）那些炼金术士和医药化学家、冶金化学家，在某种意义上可以说是一批“用火操作的哲学家”。

这种重视实验的化学研究带来了经验知识的急剧增长，但是，当时的化学由于缺乏合理的理论结构，无法把握零碎散乱的经验知识，也无法为经验研究提供理论指导。

1661年以前，化学远离自然哲学的主流，尚未确立为一门独立的学科。

4 波义耳与机械论哲学、微粒哲学和机械论化学

统治了西方自然哲学达2000年之久的亚里士多德学说，终于在17世纪被一种新的自然哲学所，致使关于自然的研究发生了一场深刻的革命，这就是机械论哲学（mechanical philosophy）。机械论哲学后来成为科学家的“工作假定”，到牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687年）发表时，机械论哲学已经在欧洲科学中占统治地位。（〖16〗,p.154）

笛卡尔（rene descartes）是十七世纪机械论哲学的主要建筑师。笛卡尔不仅对力学、光学、几何学做出了巨大的贡献，而且对机械论哲学的建立也做出了杰出的贡献。笛卡尔在他的《哲学原理》（principia philosophiae,1644年）详细阐述了机械论哲学。

笛卡尔认为，自然是由物质构成的一架机器，它的运行跟机器一样，服从力学规律。物质由不连续的微粒组成，这些处于运动的微粒相互碰撞，就产生了自然现象。尽管单个微粒在相互作用中可能会改变其运动状态，或停顿，或加速，或改变方向，但是宇宙中运动的总量却是保持恒定不变的。这是笛卡尔机械论宇宙的基本法则。自然界中任何活动现象都可以用物质和运动来解释，无需引入任何非机械论的动因来解释。

机械论哲学试图把物体的性质和活动，都归结于组成该物体的微粒，它的运动、形状和广延。笛卡尔反对用终极原因或目的论来解释物体的性质和活动，他强烈抨击当时占统治地位的亚里士多德学派或经院学派解释自然现象的方式，他们到处用“实体形式”和“隐秘属性”等词语。笛卡尔宣称，整个宇宙中的任何现象，无一不可用“纯物质的原因——即完全独立于人的心灵和思维的原因”来解释。笛卡尔甚至应用机械论哲学解释了磁现象（〖8〗,pp.36-38）、动物和人体的生理现象以及心理现象（〖16〗,p.157）。

笛卡尔创建机械论哲学，是对17世纪科学改革的一个巨大贡献。但是，需要指出的是，笛卡尔的机械论哲学虽然是机械论哲学中最突出的，但并不是唯一的。在英国，霍布斯（thomas hobbes）提出了类似的哲学，不过没有笛卡尔的那么精致；在法国，原子论的主要复兴者伽桑狄（pierre gassendi）也提出了相似的观点。各种版本的机械论哲学大同小异，我们求同存异，可以发现他们在以下观点上是一致的：

1 要将“隐秘动因”（如爱、憎、亲和力）从自然界中彻底清除出去，任何自然现象都是物质过程的必然结果。

2 自然界是由物质组成的，物质是中性的，区别在于构成物质的微粒在尺寸、形状、运动等方面存在着差异。

3 自然哲学的纲领，就是要说明所有的自然现象都是微粒之间直接地相互作用而产生的。

机械论哲学犹如一阵清风，感召着那些对研究自然有兴趣的人们。他们相信，惟有从机械论哲学的观点，才能达到对自然的真正理解；相比之下，亚里士多德的自然哲学显得太浅薄，它对自然的解释总是用那些陈词滥调。他们还相信，任何新的发现，都可以从机械论哲学的观点来解释，整个世界都可以囊括在机械论哲学的范围之内。无怪乎，荷兰的惠更斯、英国的波义耳等人都对痴迷于机械论哲学；事实上，十七世纪下半叶欧洲任何一个重要的科学人物，无一不信奉机械论哲学。（〖7〗,p.17）“机械论”（mechanical）对波义耳和他的同时代人来说，是与“亚里士多德主义”和“神秘主义”针锋相对的一个概念；在他们看来，惟有机械论的解释才是理性的解释，这样的解释与力学原理相符合。

在英国，波义耳被同时代的人们称为“机械论哲学的重建者”（restorer of the mechanical philosophy）（〖4〗,p.414）。孩提时代起，波义耳就熟悉伊壁鸠鲁的原子论；他广泛阅读机械论哲学的代表人物的著作，如培根的《新工具》（1620年）、笛卡尔的《哲学原理》（1644年）。波义耳博采众家，不仅掌握了机械论哲学的要义，而且创建了自己的机械论哲学，即微粒哲学（corpuscular philosophy）。波义耳之所以要用“微粒”这个中性词汇来表达的机械论哲学，是因为，第一，波义耳既拒斥伊壁鸠鲁的原子，又拒斥笛卡尔机械论所说的粒子那复杂的等级结构；第二，波义耳希望，使用“微粒”这个中性词汇来谈论问题，可以为所有的机械论哲学家所接受和信服，不管他们信奉何种物质理论（〖4〗,p.467;〖6〗,p.379）。波义耳在1666年出版的《形式和质料的起源，根据微粒哲学》完整地阐述了他的微粒哲学。该书的出版者指出，波义耳的理论，虽然与伊壁鸠鲁的理论和笛卡尔的理论有类似之处，但是，它实际上是一个崭新的假说，“是作者独有的，是根据日常观察、严密的论证和实验，以及精确且容易操作的化学过程提出来的。”（转引自〖4〗,p.467）marie boas指出，此言极是。波义耳在《形式和质料的起源》中提出的微粒哲学，是彻底的机械论，牢固地建立在实验的基础之上，论证周密详尽；波义耳想把《形式和质料的起源》做成微粒哲学的指南（〖4〗,p.467），想一劳永逸地确立地物质内在结构的原理。

波义耳的微粒哲学,可以概括如下：

1 微粒哲学的基础是普遍质料（universal matter），这是一种“广延的、可分的、不可穿透的”物质，物质是运动的，运动乃是上帝赋予的。宇宙是一架自身包含运动的大机器，是一架“巨大的时钟”（〖4〗,p.486）。

2 物性不外乎“物质和运动”。“物质和运动”是所有东西的基本属性（primary qualities）,“物体的两个最伟大的、最普遍的原理”（〖4〗,p.468）。这里可以看到微粒哲学与原子论的不同：对经典的原子论来说，运动是感觉、性质变更的原因，而在波义耳的粒子哲学里，运动就是“性质自身的起因”。托马斯•s•库恩研究指出 ，波义耳一方面大力批判各种“原子论”，一方面发展了这种理论，其最重要的就是加上了“运动”的概念（〖14〗，p.47）。“运动”在波义耳的理论中具有极端重要的意义。

3 物质由大小、形状和运动各异的粒子构成。具有运动禀赋的物质，起初以粒子形态存在；这些粒子具有大小、形状和运动。虽然从理论上将粒子无限可分，但是，由于粒子细微又坚固，实际上是不可分的。这些细微的、坚固的、不可分的粒子，即第一自然质（prima naturalia），是构成物质的基本组分。粒子结合生成原始凝聚体或簇状物（primitive concretions or clusters），虽然它们可以还原为第一自然质，但是，在化学反应过程中表现为不可分解的单位，因而它们是可以检测到的最小粒子，是简单物体的基本化学组分。第一簇状物（primary clusters）之间相互结合，或者与第一自然质结合，即形成微粒（corpuscle），它们是物体的基本物理组分。物体的各种物理性质即是由微粒的大小、形状和运动决定的。

4 任何物体的现象和性质，均取决于微粒及其运动，并可以微粒及其运动来解释。波义耳将物体的性质分为四类（〖4〗,p.470）：第一类是第一性（primary qualities），如热、冷；第二类是可感知性（sensible qualities）,如味道、气味；第三类是第二性或化学性（secondary or chemical qualities），如流动性、稳固性、挥发性、溶解性；最后一类是隐秘性（occult qualities），如电性、磁性。波义耳认为，任何混合体的本性，都取决于组成该物体的组分，微粒或原始凝聚体；组分之间的大小和形状；更重要的是，给定时刻组分的运动状态。波义耳运用他的微粒哲学，对上述四类性质全都做出了合理的机械论解释（〖4〗,pp.469-484），不给那些隐秘的解释留下任何空间。

试以结合性（cohension）为例，看波义耳运用微粒哲学对物体性质的解释。

“关于物体的组成部分何以联合起来组成该物体的问题，人们曾信心十足地且合情合理地假定，物体中必定存在着某种实体形式，这是物体的组成部分之构成物体所必需的，否则，就不可能成之为物体。我的回答是，那些具有特定形状的组分，它们拼接配置，这样足以解释它们何以结合成物体，而无需借助于实体形式这种东西来解释。”（〖4〗,p.474）

波义耳的微粒哲学主要体现在《形式和质料的起源》一书中，但在《怀疑的化学家》中也不无阐述。我们来看《怀疑的化学家》中的两个命题。波义耳所讲的“命题”，相当于公理，它们是“明晰的命题，对于这些命题，我不作任何保证”。（〖3〗，p.33；〖2〗，p.29）

命题1 在结合物最初形成之时，普遍质料——结合物以及宇宙中其他物体均由它们所构成——实际上是那些被分割成了大小、形状和运动方式各异的细小微粒。此观点似乎并不荒谬。（ 〖2〗,pp.30-31;〖3〗, pp.33-34,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注）

命题2 在细小微粒中，那些极小且相邻的微粒在各处联结成细小的团状物或簇状物，并且正是通过这些团状物或簇状物之间的结合，形成了大量的第一（primary）凝结物或团状物，它们很难再分解成组成它们的微粒。出现这种情况不是不可能的。（〖2〗，pp30-31；〖3〗，pp.34-35 ，此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注）

波义耳对第一个命题作了的如下说明：

要证明微粒的存在，有两个途径：一是可以看物体的生长、腐败、滋养和毁灭，二是通过显微镜可以观察到这些微小的粒子；或者看结合物（complex bodies）分解后的生成物；或者采用炼金术士的火术，对结合物进行操作。通过这些途径，“似乎足以表明，结合物的组成部分极其微小，而且具有不同的形状。”（〖3〗，p.34；〖2〗,p.30）。波义耳指出，伊壁鸠鲁（epicurus）或摩西（moses）是微粒概念的滥觞。伊壁鸠鲁证明，世界是由原子组成的，原子由于内在的原因在虚空中运动不息；关于摩西，据波义耳讲:

“伟大而明智的万物创造者并不是直接创造出那些植物、兽类、鸟类及其他生物，而是利用原先就存在着的、虽然也是被创造出来的物质造出来的，他将这些物质称为水和土，是他使我们能够设想这些新的凝结物赖以形成的组成粒子，被置于各种各样的运动中，从而使得它们能够联结起来，以种种结合方式和结构，组成它们所要组成的物体。”（〖3〗,p.34;〖2〗,p.30）

波义耳在《怀疑的化学家》中还谈论了微粒的结合方式，如：

“在我看来，物体的各个微小组分只是通过相互接触和依附聚在一起，然而，也有极少数的物体，其微小组分是极为紧密地结合在一起的，应将这种紧密结合归之于何种原因，我们尚不清楚。”（〖3〗，p.92;〖2〗,p.87 ）波义耳提出了几种猜测，如甲粒子可能“钻入”乙粒子；或甲粒子与乙粒子发生极为紧密的结合，以致于火，或者其他不无效力的化学分析工具，都不能将它们分开。

波义耳指出，即使元素也是由微粒组成的，而且元素远不止三五个：

“如果我们姑且认为下述假定是合理的，这一假定我就像我当时曾作过的假定一样，是说一种元素是由彼此完全相同的众多的微粒构成的，而这种微粒又是由质料的极其微小的粒子所构成的某种微小的第一凝结物组成的。那么，我们设想第一聚集体的种数可能远远不止三个或五个便绝无荒谬可言。因此，我们便无须假定，在我们所谈论的每一复合物中，都恰好能够找出三种如上所述的原始凝结物。”（〖3〗,p.103 ;〖2〗,p.96）

波义耳在明确抛弃元素概念后写道：

“我实在看不出我们为什么不能设想，造物主只须以各种方式对那些被认作是结合物的物体的微小部分施行改造作用，即可以令这些物体相互造成它们自己，而勿须将质料化作那些所谓的简单物质或均匀物质。”（〖2〗，p.224;〖3〗,p.238）

波义耳相信元素“嬗变”，即一种元素可以变为另一种元素。嬗变被认为是炼金术的思想“残余”，可是波义耳为什么要相信金属嬗变，甚至相信世间任何一种物质，都可是变成任何一种另外的物质？波义耳的观点并不是建立在实验的基础上，而且实验在当时化学家的心目中，还没有重要到超过“哲学”的地步。波义耳的结论，恰恰是由他的微粒哲学提出来的：既然万物由粒子组成，粒子的排列结构当然决定性地构造了万物。从这里我们可以看到波义耳不同于他同时代化学家的地方。一方面，波义耳是他那个时代化学家的一员：相信嬗变，即使没有实验依据也相信这一先验的结论；但他又不是这时代化学家的一员：他对嬗变的建立是建立在他自己的“微粒哲学”之上的。

波义耳的微粒哲学影响很大。牛顿是波义耳的一个坚定的追随者，他仔细认真地攻读波义耳的著作，深受波义耳微粒哲学的影响，并且接受了波义耳的化学思想，当然他后来也发展了波义耳的理论，如关于吸引力的观点（〖4〗，pp.505-520）。牛顿的化学研究和物质理论在《疑问31》 中得到了充分的体现，其主要内容是对物质本性的沉思、揣想和假说，托马斯•s•库恩对此进行过专门的研究 。牛顿从“微粒说”的观点对化学现象进行解释。17世纪最流行的化学教科书《化学教程》 对化学现象的解释，也采取了微粒哲学的观点。

17世纪的化学家假定，组成物质的微粒，上面带有“钩”、“环”、“孔”，以及类似锁匙锁眼的结构，这些微观结构决定了不同的粒子，亦即不同物质的物理、化学性质。比如酸，被认为是带有针尖的微粒构成的。何以知之？以舌尝任何一种酸，即有一种被刺痛的感觉，正如皮肤被任何尖锐的东西刺痛一样。再如，甲物质能与乙物质发生化学反应，而不能与丙物质发生类似的反应，这是为什么？因为甲物质的微观结构与乙相合，而不与丙相合，一如一把钥匙可以开一把锁而不能开另一把锁一样（〖14〗,pp.41-42）。

波义耳运用机械论哲学（微粒哲学）研究化学，使得17世纪下半叶的化学变成了机械论化学，进入了自然哲学的主流。

5 对“波义耳把化学确立为科学”的新理解

波义耳是这样一个人，一方面，他了解化学家（广义的，包括炼金术士、医药化学家）的工作，并亲自从事化学实验；另一方面，他了解最新的自然哲学即机械论哲学，并创立了微粒哲学。这样的人在17世纪寥寥无几，是波义耳架起了化学和自然哲学之间的桥梁，实现了他为自己确立的目标：“促进化学家和机械论哲学家之间的相互理解”。

t•s•库恩高度评价波义耳的工作，说：波义耳所做“仅此二端”：“粒子哲学”和“系统地运用实验方法”来发展“哲学”，即我们今天所谓的自然科学。还说，波义耳“并不是一个孤独的‘先驱者’，而是一个极大限度地发展了化学的概念体系，使之与他当时的科学思潮主流相协调一致的人。”（转引自〖14〗，p.47,p.48）

marie boas研究指出，波义耳工作的一大创新是，他不仅证明了化学对医药和实用技艺是有用的，而且证明了化学对自然哲学也是有用的；波义耳利用化学来阐述自然哲学，在当时是非常激进的做法；波义耳从机械论哲学的观点解释物体的化学性质，在这方面取得了非凡的成功。波义耳可能是第一个把化学当作自然哲学的一个分支来处理的人（〖4〗,p.493,p.494,p.497）。

westfall也有类似的观点：波义耳通过将化学机械化，成功地拆除了阻碍化学进入自然哲学领域的壁垒（〖7〗,p.19）。“机械论化学确实取得了一个成就。它把化学引进了自然科学的领域。十七世纪肇始时，化学一般不被看作是自然科学的一个部分。在最坏的情况下，它是玄妙的秘术；在最好的情况下，它是为医药服务的技艺。但是，在史七世纪结束之际，化学家在欧洲科学组织中占有令人尊敬的席位。毫无疑问，机械论化学在这个转变过程中发挥了重要的作用。机械论化学用科学共同体可以接受的术语讲述化学，使化学获得了前所未有的尊敬。”（〖8〗,p.81）

综上所述，波义耳将机械论哲学应用到化学研究，创建了机械论化学，把化学带到了自然哲学的领域，并随着自然哲学向自然科学的转型而成为科学。正是在这个意义上，我们说，“波义耳把化学确立为科学”。

参考文献

1 恩格斯著，于光远等编译，《自然辩证法》，人民出版社，1984年。

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5 marie boas,robert boyle and the seventeenth century chemistry,cambridge university press,1958.

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11 《化学发展简史》编写组 编著，《化学发展简史》，科学出版社，1980年。

12 亚•沃尔夫 著，周昌忠等译，《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》，商务印书馆，1985年。

13 袁江洋，“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”，《自然辩证法通讯》，1991年第6期。

14 吴以义 著，《库恩》，东大图书公司，1996年。

15 r.mierzecki,the historical development of chemical concepts,kluwer academic publishers,1991.

物理机械论文范文第15篇

关键词：机械制造；低碳制造理论；低碳制造技术；产品质量；安全性

随着我国社会经济建设的不断发展，机械制造业也在不断发展并且取得了极大的成果。然而，随着社会经济建设的加速，机械制造业也开始暴露出越来越多的问题。在传统的机械制造产业中，生产效率较低，生产成本也较为高昂，不仅导致了资源的浪费，同时对于环境也产生了较大的破坏。众所周知，在当前无论是资源的节约还是环境的保护都已经成为全球各个国家和地区的重点关注问题。因此，在这样的情况下，如何促进机械制造业的绿色和环保就成了机械制造行业中每一个人都在关心的问题。随着科学技术的不断发展，低碳制造理论开始被应用到机械制造业当中，并且已经在实际的制造生产中发挥着作用。低碳制作理论与技术的应用不仅能够有效节约资源，为可持续发展社会的构建提供帮助，同时也能够更好地保护生态环境，为未来人类社会的发展与生存提供一个更加良好的环境。

1低碳制造理论的含义与技术内涵

1.1低碳制造理论的含义

所谓的低碳制造理论指的就是将资源的利用率达到最大化，同时还需要尽可能地减少能源损耗的一种现代制造模式。低碳制造理论在实际生产过程中的应用能够有效实现低碳化生产，提高生产的经济效益同时还可以更好地保护自然生态环境，从而实现社会的可持续发展。而要想进一步促进经济效益与生态效益的共同发展，那么就需要注意在生产过程当中，一定要实现资源的最大化利用，同时在物流、制造以及生产等各个阶段都需要采取更有针对性的措施来保障资源的利用率，以此在节约资源的同时实现节能减排。当然，可以说低碳制造理论是在传统的机械制造理论中所衍生发展出来的，在生产过程中加入节能减排以及环保等观念，这样一来不仅能够进一步促进我国机械制造业的发展，同时对于保护我国生态环境，促进社会的共同发展都有着极为重要的作用。从当前我国的实际情况来看，低碳制造已经不仅仅停留在理论阶段，在实际的生产过程中也已经被广泛的应用。

1.2低碳制造理论的技术内涵

1.2.1清洁能源技术的应用。从目前的情况来看，清洁能源技术的应用在社会生产过程中已经占据着极为重要的地位。而清洁能源技术包括太阳能技术、风能技术、水能技术以及生物质技术等。这些技术的应用不仅能够帮助生产，同时也可以减少如煤炭、石油等传统能源的消耗，为能源的可持续利用提供帮助，对于自然生态环境也起到保护的作用。

1.2.2低碳制造设计技术。低碳制造设计技术被广泛应用在不同的行业当中，而低碳制造设计技术主要包括生产流程、模型设计以及生产方法等多个方面的内容。

1.2.3低碳制造技术。在低碳制造理论的应用过程当中，低碳制造技术是其中最为关键的一点，之所以这样说是因为低碳制造技术是应用在实际的生产过程当中。从当前我国低碳制造技术的发展情况来看，主要的低碳制造工艺包括制造工艺、制造过程以及车间低碳技术优化等多个方面。通过低碳制造技术能够对资源进行充分的利用，同时也可以使得部分废弃物进行再生利用，这样一来不仅可以减少资源的损耗，同时也可以减少废弃物给生态环境带来的危害，提高经济效益的同时也能够保护生态环境。

1.2.4碳汇技术。随着科学技术的不断发展，现如今碳汇技术在机械生产过程中也发挥着重要的作用。所谓的碳汇技术就是通过新型碳捕捉技术，将大气层中的二氧化碳进行分离，然后再将分离出来的二氧化碳通过碳储存技术将其与大气层进行隔离。从目前来看，我国的碳捕捉技术较为成熟，但是在碳的储存上依然还存在着较为明显的缺陷，因此还需要加快这一方面的研究工作。

2低碳机械加工制造体系

从当前我国机械加工的实际情况来看，低碳机械加工制造已经被广泛应用在机械加工的各个环节当中，包括生产制造、物流运输、产品使用以及资源利用等各个不同的领域。而低碳机械加工制造的目的就在于通过对机械生产过程的控制，以此有效地提高产品生产过程中资源的利用率，同时在其他环境中尽可能减少废弃物的排放，从而实现低碳目的。而要评判一种加工技术是否属于低碳制造就需要从三个方面进行考量，分别是资源的利用率、资源的消耗以及碳排放量。在低碳机械加工制造体系当中，也是由三个方面的内容来构成，分别是产品的低碳设计、低碳化的生产过程以及低碳化的资源利用与开发。而在这其中，产品的低碳设计也是分为三个板块的内容，分别是轻量化、模块化以及生态化设计。加工设备、加工工艺以及生产管理这三个方面的内容则是属于低碳化的生产过程，而资源利用与开发的低碳化则包含能源与原材料这两个方面的内容。

3低碳制造理论在机械制造行业中的实际应用

自19世纪以来，人类社会的工业化程度不断加深，不仅促进了人类社会经济的迅猛发展，同时也带来了一系列的问题。在传统的机械制造行业当中，无论是产品的设计还是生产都更为看重产品功能、质量以及产品所能产生的经济效益。随着社会不断的发展，环境问题的加剧也让所有人认识到在工业生产当中，不仅要注重经济效益，同时也需要加强对环境的保护以及资源的节约利用。因此，在这样的情况下，低碳制造理论被提出。低碳制造理论的提出与应用对于提高资源的利用率、减少废弃物的排放以及保护生态环境，实现可持续发展社会的建立都有着巨大的作用。而要想真正做到这一点，充分发挥低碳制造的作用，那么在实际的应用过程中还需要根据产品的实际情况以及当地环境以及资源因素的影响，更有针对性地进行低碳制造的设计，这样才能将低碳制造理论真正应用到实际的生产过程当中。而要想进一步完善低碳制造理论，那么就需要在实践过程中不断进行应用，积累更多的实践经验，同时也能够通过实践来验证理论。在前文笔者就提到过，在低碳设计当中主要分为三个板块的内容，分别就是轻量化、模块化以及生态化的设计。下面笔者就将针对这三个方面在实际生产过程中的应用进行探讨。

3.1轻量化设计

所谓轻量化的设计，从字面上来看就是要将产品尽可能轻量化，以此来提高产品的品质。而要做到这一点，就可以从产品的重量、成本以及配套设施等多个方面去进行综合性的考虑，从而不断进行轻量化的优化设计，这样一来不仅能够提高产品的质量，同时还有助于提高产品的经济效益。从当前的情况来看，轻量化的设计已经被广泛应用在船舶、机械、汽车等多个领域，轻量化设计在目前的机械产品设计中也是被应用得最为广泛的一种。之所以轻量化设计能做到这一点是因为三个方面的优势：首先，轻量化设计能够有效减少原材料以及能源的损耗，从而有效的节约资源，同时还可以提高资源的利用率；其次，轻量化设计能够有效减少产品在生产过程中以及使用过程中产生废弃物，特别是碳的排放量，从而达到节能减排的效果，有效保护自然生态环境；最后，轻量化设计还有减少噪音的作用，这样一来就可以减少噪音污染，从而为国民创造一个更为良好的居住环境。当然，轻量化设计有着各式各样的好处，但是在设计的过程当中，一定要在保障机械产品性能以及安全性的基础之上进行轻量化设计，这样才能更好地保障产品的品质与安全，使得产品产生更加巨大的经济效益。

3.2模块化设计

模块化设计是当前一种较为新型的机械产品设计方法。而所谓的模块化设计就是根据不同的功能，将整个产品的制造分成不同的模块，然后根据产品的实际需要以及设计需求，将不同的模块进行排列组合，从而生产出不同品种或者是规格的产品。从当前我国的机械生产情况来看，模块化设计已经被广泛应用到机械、电子、航天航空等领域。而模块化设计的好处就在于，在机械产品的生产过程中，由于机械产品功能性的不同以及大量的非功能性单元的生产制造会产生大量的原材料以及能源的浪费，同时也使得产品在实际的使用过程中并不方便。这样一来，不仅会提高机械运行以及养护的成本，同时也不利于可持续发展社会的建立。与此同时，在机械产品的生产当中，很难采用同一个标准对机械产品的非功能性单位进行评判。而模块化设计就可以通过将不同功能进行模块的划分，通过模块评判的方式对机械产品进行更为精准的评判同时也能够实现节能减排的目的，不仅能够保障机械产品的质量，同时也能够提高资源的利用率，从而减少能源的损耗以及废弃物的排放，实现经济效益的同时也能够做到生态环境的保护。

3.3生态化设计

生态化设计指的就是在保障机械产品的功能性以及安全性的前提下，尽可能地减少资源的损耗和浪费，同时还要减少废弃物的排放，从而更好地保护自然生态环境。就目前情况来看，生态化设计已经被广泛应用在能源、电子、化工以及建筑行业当中。而生态化设计除了要保障产品的品质以及安全性以外，还需要注重两个方面：首先就是资源的可再生性；其次是减少有害材料的使用。只有做好这两个方面才能更好地促进我国机械制造业的发展，实现可持续发展社会的创建。

参考文献

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[2]王鹤．机械制造中的低碳制造理论与技术[J]．文摘版：工程技术，2015，（20）.

[3]张建东．机械制造中的低碳制造理论与技术[J]．科海故事博览•科技探索，2013.

[4]王黎明．浅析低碳经济环境下的新能源技术发展[J]．企业导报，2016，（13）.

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