物理學史在高中物理教材中的設置研究

廖光兵

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

關鍵詞：物理學史；物理教材；設置研究

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

從2003年起進行了課程改革，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“科學漫步”“STS”“課題研究”等相關欄目。增加這些內容首先是適應社會的發展和需要，同時也滿足了教師教學和學生學習的需要。在這些欄目中也貫穿了物理學史，適應了學生、教師以及課程標準的需要。

1 新教材中的物理學史

從2003年起的新一輪課改中，教材中充分體現了物理學史，并用不同的形式展現出來。在教材中物理學史包含科學家和科學發展，其中科學家包含傳記數據、形象特征和故事或軼事，科學發展包含發展類型和何人起作用。本文對人教版所涉及的物理學史進行統計，統計出物理學史在高中物理教材中出現的形式，如表1和表2。

結論：高中物理教材（人教版）共有443次設置了物理學史，其中必修1設置了24次，必修2設置了35次，選修1-1設置了54次，選修1-2設置了79次，選修2-1設置了11次，選修2-2設置了6次，選修2-3設置了21次，選修3-1設置了43次，選修3-2設置了12次，選修3-3設置了42次，選修3-4設置了47次，選修3-5設置了69次。在物理學史的內容中，介紹科學家的傳記比較多，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介紹物理學史的次數比較多，分別有54次、79次和69次。在介紹物理學史中，介紹科學發現的比較少，一共只有13次。

結論：物理學史在教材中呈現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了239次物理學史，其中呈現機器和實驗室設備的照片多達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呈現物理學史的次數分別達到53次和54次，與教材的使用定位相符合。

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

2 高中物理教材中物理學史的特點分析

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

2.1 作為新知識的背景材料

物理教材編寫的內容設置不外乎就是概念、定理和定律的建立和應用。然而，物理定理與定律的形成需要科學家的研究。因此，在教材中可能就把物理學史的發展作為材料進行介紹，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置的欄目很豐富，其中就有“科學漫步”“STS”等，有些物理學史就在這些欄目中進行介紹。例如，人教版必修1第二章第六節中的“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，最后給科學帶來了什么樣的結果等。再如，在選修3-1的教材中，第一章第九節的“科學漫步”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，會結合本章所講的內容列出某位物理學家的語錄，在各章節中，談到某位物理學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

通過對物理學史的介紹和闡述，讓更多的學生了解物理學中各個分支學科的產生、發展過程及物理學科的基本結構，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展、科技的進步，都是與物理學緊密相連的，從而讓學生來領悟物理學的發展對人類社會進步起著巨大的推動作用。新教科書不但在高一必修課開設緒言課，而且在高二、高三的物理選修課中也開設了緒言課，增加了物理學史內容的引入機會。如在人教版的必修1中，物理學與人類文明被引入到緒言中，介紹了物理學與科技、社會、思維觀念、未來等內容，并列舉了20世紀物理學的重大發現。在選修3-1的教材中，開篇部分用“致同學們”的標題來介紹物理學，并在內容中介紹了愛因斯坦是怎樣來建立“統一場理論”的過程，并在文字言語中激勵學生學好科學，增長才干，為自己的人生活得精彩而又充實不斷努力，同時也為國家的發展作出貢獻。

所以，人教版高中物理教材中設置了許多物理學史的內容。通過以上的分析可知，物理學史在各個教材模塊中都有涉及，物理學史在教材中以不同的形式展現出來，各個模塊中設置的物理學史的次數有一定的差異，這與每個模塊的知識和內容有關。總體上來講，選修1-1和選修1-2設置的物理學史的內容可能要多些。目前，全國各地的文科學生學習的是必修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，因此設置的物理學史要多些；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。教師在教學中要充分利用物理學史，為學生今后的發展奠基。