物理學(xué)史在高中物理教材中的設(shè)置研究

廖光兵

摘 要：新一輪課改提出了核心素養(yǎng)這個概念。要使學(xué)科核心素養(yǎng)落地生根，就需要教師研究教材，針對每個知識點進(jìn)行教學(xué)，這樣才能體現(xiàn)出物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)全面發(fā)展的綜合型人才。物理學(xué)史是高中物理知識的重要組成部分，而教材是物理學(xué)史設(shè)置的重要載體。本文以人民教育出版社出版的物理教材為依據(jù)，研究教材中是怎樣設(shè)置物理學(xué)史，又有哪些物理學(xué)史，這些物理學(xué)史在教材中又是以什么樣的形式體現(xiàn)出來的，以及這些物理學(xué)史又具有哪些特點。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史；物理教材；設(shè)置研究

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）10-0067-3

從2003年起進(jìn)行了課程改革，教材也使用的是新教材。新老教材相比，有了許多鮮明的特色。在新教材中，除了原來的欄目之外，還增加了一些欄目，如“科學(xué)漫步”“STS”“課題研究”等相關(guān)欄目。增加這些內(nèi)容首先是適應(yīng)社會的發(fā)展和需要，同時也滿足了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。在這些欄目中也貫穿了物理學(xué)史，適應(yīng)了學(xué)生、教師以及課程標(biāo)準(zhǔn)的需要。

1 新教材中的物理學(xué)史

從2003年起的新一輪課改中，教材中充分體現(xiàn)了物理學(xué)史，并用不同的形式展現(xiàn)出來。在教材中物理學(xué)史包含科學(xué)家和科學(xué)發(fā)展，其中科學(xué)家包含傳記數(shù)據(jù)、形象特征和故事或軼事，科學(xué)發(fā)展包含發(fā)展類型和何人起作用。本文對人教版所涉及的物理學(xué)史進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計出物理學(xué)史在高中物理教材中出現(xiàn)的形式，如表1和表2。

結(jié)論：高中物理教材（人教版）共有443次設(shè)置了物理學(xué)史，其中必修1設(shè)置了24次，必修2設(shè)置了35次，選修1-1設(shè)置了54次，選修1-2設(shè)置了79次，選修2-1設(shè)置了11次，選修2-2設(shè)置了6次，選修2-3設(shè)置了21次，選修3-1設(shè)置了43次，選修3-2設(shè)置了12次，選修3-3設(shè)置了42次，選修3-4設(shè)置了47次，選修3-5設(shè)置了69次。在物理學(xué)史的內(nèi)容中，介紹科學(xué)家的傳記比較多，總共占了163次，在所有的教材中，選修1-1、選修1-2和選修3-5介紹物理學(xué)史的次數(shù)比較多，分別有54次、79次和69次。在介紹物理學(xué)史中，介紹科學(xué)發(fā)現(xiàn)的比較少，一共只有13次。

結(jié)論：物理學(xué)史在教材中呈現(xiàn)的形式是多種多樣的，有照片、二手資料、郵票、詩詞等。教材中以不同的形式共呈現(xiàn)了239次物理學(xué)史，其中呈現(xiàn)機(jī)器和實驗室設(shè)備的照片多達(dá)76次，二手資料次之。另外，在高中物理教材中選修1-1和選修1-2呈現(xiàn)物理學(xué)史的次數(shù)分別達(dá)到53次和54次，與教材的使用定位相符合。

綜上所述，物理學(xué)史在教材中設(shè)置非常廣泛，也體現(xiàn)出它的地位和重要性。在平時的教學(xué)中一定要貫穿物理學(xué)史，在考試的過程中也要將物理學(xué)史融合進(jìn)來，這樣不但能夠體現(xiàn)出考查物理學(xué)史和物理方法的目標(biāo)，也能夠體現(xiàn)出在新課改形勢下所提出的三維目標(biāo)，特別是情感、態(tài)度與價值觀。

2 高中物理教材中物理學(xué)史的特點分析

現(xiàn)在，在新一輪的課改中，教材也隨之改變。在老教材中物理學(xué)史的呈現(xiàn)方式為正文或課后閱讀，而現(xiàn)在的新教材，物理學(xué)史的呈現(xiàn)方式大大增多。

2.1 作為新知識的背景材料

物理教材編寫的內(nèi)容設(shè)置不外乎就是概念、定理和定律的建立和應(yīng)用。然而，物理定理與定律的形成需要科學(xué)家的研究。因此，在教材中可能就把物理學(xué)史的發(fā)展作為材料進(jìn)行介紹，從而引入定理、定律。例如，人教版必修1第二章第六節(jié)中的“伽利略對自由落體運動的研究”，在文中首先介紹了綿延兩千年的錯誤，然后再引入正文，以及第三章第一節(jié)的“牛頓第一定律”，為了引入此定律，在正文中引入愛因斯坦、亞里士多德和伽利略，并將牛頓的肖像插入文中，并作簡單介紹。

2.2 作為課后閱讀材料

人民教育出版社出版的物理新教材課后設(shè)置的欄目很豐富，其中就有“科學(xué)漫步”“STS”等，有些物理學(xué)史就在這些欄目中進(jìn)行介紹。例如，人教版必修1第二章第六節(jié)中的“伽利略對自由落體運動的研究”，正文最后的“STS”就介紹了“從伽利略的一生看科學(xué)與社會”，介紹了伽利略是怎樣研究物理，有著一種什么樣的精神，最后給科學(xué)帶來了什么樣的結(jié)果等。再如，在選修3-1的教材中，第一章第九節(jié)的“科學(xué)漫步”中就介紹了范德格拉夫靜電加速器。

2.3 作為旁批、旁注插入

在人教版的每章的開始，會結(jié)合本章所講的內(nèi)容列出某位物理學(xué)家的語錄，在各章節(jié)中，談到某位物理學(xué)家就會將此人的圖片插入到正文旁邊，并對其出生和去世的年份作介紹。如人教版必修1第一章引入亞里士多德的語錄“不了解運動，就不了解自然”，并在旁注中介紹了亞里士多德。

2.4 在物理緒言中引入

通過對物理學(xué)史的介紹和闡述，讓更多的學(xué)生了解物理學(xué)中各個分支學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展過程及物理學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，這塊知識在新老教材的緒言中都是比較受重視的。在緒言中主要闡述科技的發(fā)展、科技的進(jìn)步，都是與物理學(xué)緊密相連的，從而讓學(xué)生來領(lǐng)悟物理學(xué)的發(fā)展對人類社會進(jìn)步起著巨大的推動作用。新教科書不但在高一必修課開設(shè)緒言課，而且在高二、高三的物理選修課中也開設(shè)了緒言課，增加了物理學(xué)史內(nèi)容的引入機(jī)會。如在人教版的必修1中，物理學(xué)與人類文明被引入到緒言中，介紹了物理學(xué)與科技、社會、思維觀念、未來等內(nèi)容，并列舉了20世紀(jì)物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。在選修3-1的教材中，開篇部分用“致同學(xué)們”的標(biāo)題來介紹物理學(xué)，并在內(nèi)容中介紹了愛因斯坦是怎樣來建立“統(tǒng)一場理論”的過程，并在文字言語中激勵學(xué)生學(xué)好科學(xué)，增長才干，為自己的人生活得精彩而又充實不斷努力，同時也為國家的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

所以，人教版高中物理教材中設(shè)置了許多物理學(xué)史的內(nèi)容。通過以上的分析可知，物理學(xué)史在各個教材模塊中都有涉及，物理學(xué)史在教材中以不同的形式展現(xiàn)出來，各個模塊中設(shè)置的物理學(xué)史的次數(shù)有一定的差異，這與每個模塊的知識和內(nèi)容有關(guān)。總體上來講，選修1-1和選修1-2設(shè)置的物理學(xué)史的內(nèi)容可能要多些。目前，全國各地的文科學(xué)生學(xué)習(xí)的是必修1和必修2以及選修1-1和選修1-2，所以更注重人文特點，因此設(shè)置的物理學(xué)史要多些；理科生使用的是必修1、必修2、選修3-1、選修3-2、選修3-3、選修3-4和選修3-5。教師在教學(xué)中要充分利用物理學(xué)史，為學(xué)生今后的發(fā)展奠基。