物理学史在高中物理教材中的设置研究

廖光兵

摘 要：新一轮课改提出了核心素养这个概念。要使学科核心素养落地生根，就需要教师研究教材，针对每个知識点进行教学，这样才能体现出物理学科的核心素养，培养全面发展的综合型人才。物理学史是高中物理知识的重要组成部分，而教材是物理学史设置的重要载体。本文以人民教育出版社出版的物理教材为依据，研究教材中是怎样设置物理学史，又有哪些物理学史，这些物理学史在教材中又是以什么样的形式体现出来的，以及这些物理学史又具有哪些特点。

关键词：物理学史；物理教材；设置研究

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）10-0067-3

从2003年起进行了课程改革，教材也使用的是新教材。新老教材相比，有了许多鲜明的特色。在新教材中，除了原来的栏目之外，还增加了一些栏目，如“科学漫步”“STS”“课题研究”等相关栏目。增加这些内容首先是适应社会的发展和需要，同时也满足了教师教学和学生学习的需要。在这些栏目中也贯穿了物理学史，适应了学生、教师以及课程标准的需要。

1 新教材中的物理学史

从2003年起的新一轮课改中，教材中充分体现了物理学史，并用不同的形式展现出来。在教材中物理学史包含科学家和科学发展，其中科学家包含传记数据、形象特征和故事或轶事，科学发展包含发展类型和何人起作用。本文对人教版所涉及的物理学史进行统计，统计出物理学史在高中物理教材中出现的形式，如表1和表2。

结论：高中物理教材（人教版）共有443次设置了物理学史，其中必修1设置了24次，必修2设置了35次，选修1-1设置了54次，选修1-2设置了79次，选修2-1设置了11次，选修2-2设置了6次，选修2-3设置了21次，选修3-1设置了43次，选修3-2设置了12次，选修3-3设置了42次，选修3-4设置了47次，选修3-5设置了69次。在物理学史的内容中，介绍科学家的传记比较多，总共占了163次，在所有的教材中，选修1-1、选修1-2和选修3-5介绍物理学史的次数比较多，分别有54次、79次和69次。在介绍物理学史中，介绍科学发现的比较少，一共只有13次。

结论：物理学史在教材中呈现的形式是多种多样的，有照片、二手资料、邮票、诗词等。教材中以不同的形式共呈现了239次物理学史，其中呈现机器和实验室设备的照片多达76次，二手资料次之。另外，在高中物理教材中选修1-1和选修1-2呈现物理学史的次数分别达到53次和54次，与教材的使用定位相符合。

综上所述，物理学史在教材中设置非常广泛，也体现出它的地位和重要性。在平时的教学中一定要贯穿物理学史，在考试的过程中也要将物理学史融合进来，这样不但能够体现出考查物理学史和物理方法的目标，也能够体现出在新课改形势下所提出的三维目标，特别是情感、态度与价值观。

2 高中物理教材中物理学史的特点分析

现在，在新一轮的课改中，教材也随之改变。在老教材中物理学史的呈现方式为正文或课后阅读，而现在的新教材，物理学史的呈现方式大大增多。

2.1 作为新知识的背景材料

物理教材编写的内容设置不外乎就是概念、定理和定律的建立和应用。然而，物理定理与定律的形成需要科学家的研究。因此，在教材中可能就把物理学史的发展作为材料进行介绍，从而引入定理、定律。例如，人教版必修1第二章第六节中的“伽利略对自由落体运动的研究”，在文中首先介绍了绵延两千年的错误，然后再引入正文，以及第三章第一节的“牛顿第一定律”，为了引入此定律，在正文中引入爱因斯坦、亚里士多德和伽利略，并将牛顿的肖像插入文中，并作简单介绍。

2.2 作为课后阅读材料

人民教育出版社出版的物理新教材课后设置的栏目很丰富，其中就有“科学漫步”“STS”等，有些物理学史就在这些栏目中进行介绍。例如，人教版必修1第二章第六节中的“伽利略对自由落体运动的研究”，正文最后的“STS”就介绍了“从伽利略的一生看科学与社会”，介绍了伽利略是怎样研究物理，有着一种什么样的精神，最后给科学带来了什么样的结果等。再如，在选修3-1的教材中，第一章第九节的“科学漫步”中就介绍了范德格拉夫静电加速器。

2.3 作为旁批、旁注插入

在人教版的每章的开始，会结合本章所讲的内容列出某位物理学家的语录，在各章节中，谈到某位物理学家就会将此人的图片插入到正文旁边，并对其出生和去世的年份作介绍。如人教版必修1第一章引入亚里士多德的语录“不了解运动，就不了解自然”，并在旁注中介绍了亚里士多德。

2.4 在物理绪言中引入

通过对物理学史的介绍和阐述，让更多的学生了解物理学中各个分支学科的产生、发展过程及物理学科的基本结构，这块知识在新老教材的绪言中都是比较受重视的。在绪言中主要阐述科技的发展、科技的进步，都是与物理学紧密相连的，从而让学生来领悟物理学的发展对人类社会进步起着巨大的推动作用。新教科书不但在高一必修课开设绪言课，而且在高二、高三的物理选修课中也开设了绪言课，增加了物理学史内容的引入机会。如在人教版的必修1中，物理学与人类文明被引入到绪言中，介绍了物理学与科技、社会、思维观念、未来等内容，并列举了20世纪物理学的重大发现。在选修3-1的教材中，开篇部分用“致同学们”的标题来介绍物理学，并在内容中介绍了爱因斯坦是怎样来建立“统一场理论”的过程，并在文字言语中激励学生学好科学，增长才干，为自己的人生活得精彩而又充实不断努力，同时也为国家的发展作出贡献。

所以，人教版高中物理教材中设置了许多物理学史的内容。通过以上的分析可知，物理学史在各个教材模块中都有涉及，物理学史在教材中以不同的形式展现出来，各个模块中设置的物理学史的次数有一定的差异，这与每个模块的知识和内容有关。总体上来讲，选修1-1和选修1-2设置的物理学史的内容可能要多些。目前，全国各地的文科学生学习的是必修1和必修2以及选修1-1和选修1-2，所以更注重人文特点，因此设置的物理学史要多些；理科生使用的是必修1、必修2、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4和选修3-5。教师在教学中要充分利用物理学史，为学生今后的发展奠基。