关于高中物理教科书中物理学史内容的比较

彭 征 范佳午 谭 晓

(1.人民教育出版社物理编辑室,北京 100009;2.北京师范大学物理系,北京 100875)

随着新课程的推进,越来越多的教育研究和教学实践都开始天注物理学史.在物理教学中渗透物理学史,能够很好地培养学生的科学思维方法和情感态度价值观.作为重要教育资源的教科书,也根据《高中课程标准》的要求,“重视科学的发生过程”,力求更好地充分展现和利用物理学史.把握好各套教科书中所呈现物理学史的内容及各具特色的形式,有利于教师在教学中更好地渗透物理学史,最大程度地发挥其对学生素质培养的作用.因此,本文对人教版、司南版、沪科版、粤教版、教科版5套高中物理教材所呈现的物理学史内容及特色做一些比较分析.

1 选取不同的物理学史内容

中学物理中涉及的物理学史内容相当广泛,出于不同的教材设计理念,在不同版本的教材中选取的内容也有所不同.通过教材对比,我们可以总结整理各个版本教材中独特的物理学史内容,从而为教材编写和教学提供丰富的资源.

例如,沪科版教材全面介绍了电学的研究史,从古代对电现象的认识,到富兰克林、库仑、密立根的研究,直至近代电学研究的进展——盖尔曼夸克模型;人教版和粤科版介绍了历史上的热质说与热动说之争,学生通过对热量概念曲折的发展经历的了解,加深对热量概念的理解;司南版较详细地介绍人类对物质结构的早期探索历程,说明人类对客观世界的认识是不断深入的,同时通过从主观想象到实验研究说明技术的进步对物理学的推动作用;人教版详细介绍了阴极射线发现后物理学家对于阴极射线本质的讨论从而逐步认识电子的过程,表明积累了足够的事实,甚至对事实做了一定的分析,也不见得能做出新的发现,科学的洞察力、思想的解放等都是重要的因素.

2 对相同的物理学史内容从不同角度进行讨论

由于不同教材编者的编写思想不同,在面对相同的物理学史内容时,往往会从不同角度挖掘其背后的科学方法和情感态度价值观的教育内涵.通过对此类材料的整理,可以帮助教师拓宽思路,主动分析有关物理学史的资料,表现教师自己的教育理念.

例如,对于电磁感应的发现,5个版本的教材都介绍了法拉第发现“电磁感应”的艰难过程,在此基础上,沪科版教材还刻意突出了法拉第的研究过程,向学生展示了真实的科学研究过程和科学家的思维历程,而人教版、教科版的教材则提到法拉第在投身探索“磁生电”之前阅读了大量文献,这体现了科学是社会建构的产物,需要很多科学家的共同努力.

再例如,关于能量守恒定律,人教版通过简单勾勒物理史实,在大体上给出定律由模糊到清晰的过程,进而强调大量的猜想和假设在创造性思维中的重要作用;司南版较为清晰地突出各科学家研究思维和方法的差异,详述他们的工作,同时利用科学家的科学态度和人格实现对学生情感、价值观的培养;沪科版将能量守恒定律的发现历程单列一工,采用富有感情性故事的语言来描述能量守恒从早期萌芽至定律的确立的全过程,展现了定律形成的曲折漫长和科学家的艰辛;教科版则特别注重描述研究者的挫折和失败.

3 通过不同的呈现方式回顾物理学史

为了帮助学生整体把握物理学史内容,不同的教材采用了不同的呈现方式,从而体现了不同的教育效果.例如,量子力学的诞生是许多伟大物理学家共同合作的结果,因此结束这段教材内容之后,做一个简单的回顺是很有必要的.人教版、司南版等分别通过“科学漫步”和“信息窗”等栏目进行了回顺.而教科版则安排了“人类对波粒二象性认识过程中的重大事件”表,通过罗列每一一个重大事件发生的时间、代表人物、事件内容、评价或意义等.

从上述分析可以看出各版教科书处理物理学史内容的差异.总的说来,各套教科书都在围绕课程标准三维目标的实现,特别强调科学思维和过程方法的渗透,体现较多的人文价值和精神教育价值.高中物理教材不是物理学史教材,它还担负着传递物理知识与技能的重要功能,任何一套教科书对物理学史都从自己的设计理念出发,寻找平衡点,力图既能清晰明了地展现物理史实及科学思维和科学方法,又使学生不失兴趣,得到多维度的学习.这样就形成了各套教科书的特色,这些特色也为教师的教学提供了更加丰富的资源.把握各套教科书中物理学史对科学思维、方法和情感态度价值观的教育功能,选择更适合的内容资源和语言特色,能够帮助教师充分发挥教材中物理学史的功能,进一步实现教学目标.

1 中华人民共和国教育部制定.普通高中物理课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003.

2 范佳午.高中物理教材电磁感应部分的物理学史内容比较.物理通报,2008(11):24～26 (收稿日期:2009-10-20)