老師上課必講的那些科普小段子,洛必達法則、苯環、泊松亮斑

2021-01-07 刊行教育

很多老師上課的時候,為了讓課堂變得更有趣,也為了培養學生對知識點的興趣,都會講一些關於知識的小段子。那些年大家在課堂上,都聽老師說過什麼有趣的科普故事那?

今天我們來盤點一下,高中理科老師們最喜歡的知識點小段子,每一個都很有意義。

數學:洛必達法則

洛必達法則在很多學生眼裡是個神秘的技巧,很多班裡的「數學王子」,在做題的時候都很喜歡用這個技巧,尤其是前面的填空和選擇,用這個技巧可以節省很多時間。

不過洛必達法則不是每個學校都會教,一般只有頂尖高中的數學老師會講,並且不會當成主要技巧。因為以高中數學的知識,是不能推導出這個法則的,高考用這個法則做導數題,答案全隊也要扣掉過程分,能正常求導做出的題目,儘量不要用這個法則。

不過這個法則背後的小故事,還是很有意思的,科學家也需要生活。

歐洲數學家約翰·伯努利是個很有才華的人,但可惜搞數學很難直接賺錢。貴族洛必達很有錢,並且很想成為數學家,可惜天賦不夠頂尖,資源互補的兩人很快擦出了火花。

伯努利正值新婚燕爾,科學家沒錢也不行,早已看中他的天賦的洛必達找到他說,我給你錢,你把你的一些成果給我。正為錢發愁的伯努利欣然同意,開始定期將自己的研究發現郵寄給洛必達,後來洛必達將這些研究結果細心鑽研,學習並將它們整理起來,之後出版了一本書《闡明曲線的無窮小於分析》,由此洛必達成為知名大數學家併名垂青史。

這麼重要的成果只換了一點錢,伯努利覺得自己吃虧了,在洛必達死後拿出他與洛必達往來書信,證明洛必達法則是由他研究得出。雖然一般認為故事是可信的,可洛必達法則一直沒改名,也就代表著歐洲的數學家並不承認。

大家對此有興趣的可以繼續了解,伯努利家族是有名的科學家族,出過很多知名的大科學家,還有很多「愛恨情仇」的故事。

化學:苯環

苯環這個知識點,出自人教版高中化學必修二第61頁,在高中是個很重要的知識,在高考中也佔有一席之地,屬於學生必須掌握的重點。

關於苯的結構式的發現,一直都是化學史上的趣聞,和前面的洛必達法則不同,關於凱庫勒悟出苯分子環狀結構的經過,幾乎每位化學老師都要講,大家可能也都知道這個故事。

凱庫勒當年還在在比利時的根特大學任教時,晚上他在書房打瞌睡,眼前出現了旋轉的碳原子。碳原子長鏈像蛇一樣盤繞捲曲,蛇忽然咬住了自己的尾巴,成了一個環狀,並旋轉不停。她從夢中驚醒,立刻開始整理自己的知識,由此發現了苯環。

物理:泊松亮斑

泊松亮斑主要涉及的物理知識,是關於光的本質的問題,在18世紀的時候,無數科學家為光是粒子還是波在爭論不休。泊松光的波動說的反對者,支持光是粒子的學說,他為了反對菲涅耳的波動理論,自己提出了一個假說:

他認為在光束的傳播路徑上,放置一塊不透明的圓板,由於光在圓板邊緣的衍射,在離圓板一定距離的地方,圓板陰影的中央應當出現一個亮斑。如果在實驗中出現這個現象,就證明光應該一種波,這當然是不可能的事情。

後來菲涅耳沒有放棄,按泊松所說的做了實驗,正如泊松所說的那樣,影子中心果然出現了一個亮斑。

泊松亮斑是物理學史上著名爭論的產物,老師們講這個故事,主要是為了幫助學生們更好的理解光的本質,但是泊松亮斑不是結束,物理學家們對光的研究從未停止,直到愛因斯坦的光量子理論確認,光的波粒二象性才寫入課本。

生物:二十一世紀是生命科學的世紀

「二十一世紀是生命科學的世紀」,這一個概念已經傳了很多年了,從本世紀初一直到現在,都有很多老師給學生們灌輸。不過前面是科普小故事,這個就有點「坑學生」了,不知道多少學生因為這句話入坑生物。

大多數學生對生物缺乏了解,以為生物就是書上的動物學和植物學,還有基因、分子、細胞這些分支,以為大學學生物學,就好像是搞「動物世界」,去野外收集各種標本,在非洲看野生動物大遷徙。

去了大學才知道,原來此生物非彼生物,生命科學和生態學不是一個學科,生命科學起來是難上加難,而且畢業之後還不好找工作,以至於很多學生都碩士畢業了,發現最好的出路居然是去高中當生物老師。

很多學生的心路歷程是這樣的。

高中:我以後要拿諾貝爾獎!

大一:爭取本科四年發兩篇文章!

研二:至少有一篇就不錯了。

博一:能畢業麼?

博四:????

當然沒人否認生物的前景,就好像這次的新冠病毒一樣,讓人們感受到了生物科學的力量,基因測序、ade效應,多麼前沿的名詞。生物的錯不在生物,主要還是競爭過於激烈,導致想要在這門學問上出頭,起碼要讀到博士才可以。

就像很多學生說的,2001年是21世紀,2020年是21世紀,2050年也是21世紀,2099年還是21世紀,到底哪個才是生命科學的21世紀?

這些小段子都有令人會心一笑的魅力,科學史上還有更多這種有趣的故事,很多人可能抱著「獵奇」心理來看這些故事。可嚴肅的科學,也有有趣的一面,希望這些故事能激發起大家對科學的興趣,從而能誕生出一位偉大的科學幾家。

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