關于高中物理教科書中物理學史內容的比較

彭 征 范佳午 譚 曉

(1.人民教育出版社物理編輯室,北京 100009;2.北京師范大學物理系,北京 100875)

隨著新課程的推進,越來越多的教育研究和教學實踐都開始天注物理學史.在物理教學中滲透物理學史,能夠很好地培養學生的科學思維方法和情感態度價值觀.作為重要教育資源的教科書,也根據《高中課程標準》的要求,“重視科學的發生過程”,力求更好地充分展現和利用物理學史.把握好各套教科書中所呈現物理學史的內容及各具特色的形式,有利于教師在教學中更好地滲透物理學史,最大程度地發揮其對學生素質培養的作用.因此,本文對人教版、司南版、滬科版、粵教版、教科版5套高中物理教材所呈現的物理學史內容及特色做一些比較分析.

1 選取不同的物理學史內容

中學物理中涉及的物理學史內容相當廣泛,出于不同的教材設計理念,在不同版本的教材中選取的內容也有所不同.通過教材對比,我們可以總結整理各個版本教材中獨特的物理學史內容,從而為教材編寫和教學提供豐富的資源.

例如,滬科版教材全面介紹了電學的研究史,從古代對電現象的認識,到富蘭克林、庫侖、密立根的研究,直至近代電學研究的進展——蓋爾曼夸克模型;人教版和粵科版介紹了歷史上的熱質說與熱動說之爭,學生通過對熱量概念曲折的發展經歷的了解,加深對熱量概念的理解;司南版較詳細地介紹人類對物質結構的早期探索歷程,說明人類對客觀世界的認識是不斷深入的,同時通過從主觀想象到實驗研究說明技術的進步對物理學的推動作用;人教版詳細介紹了陰極射線發現后物理學家對于陰極射線本質的討論從而逐步認識電子的過程,表明積累了足夠的事實,甚至對事實做了一定的分析,也不見得能做出新的發現,科學的洞察力、思想的解放等都是重要的因素.

2 對相同的物理學史內容從不同角度進行討論

由于不同教材編者的編寫思想不同,在面對相同的物理學史內容時,往往會從不同角度挖掘其背后的科學方法和情感態度價值觀的教育內涵.通過對此類材料的整理,可以幫助教師拓寬思路,主動分析有關物理學史的資料,表現教師自己的教育理念.

例如,對于電磁感應的發現,5個版本的教材都介紹了法拉第發現“電磁感應”的艱難過程,在此基礎上,滬科版教材還刻意突出了法拉第的研究過程,向學生展示了真實的科學研究過程和科學家的思維歷程,而人教版、教科版的教材則提到法拉第在投身探索“磁生電”之前閱讀了大量文獻,這體現了科學是社會建構的產物,需要很多科學家的共同努力.

再例如,關于能量守恒定律,人教版通過簡單勾勒物理史實,在大體上給出定律由模糊到清晰的過程,進而強調大量的猜想和假設在創造性思維中的重要作用;司南版較為清晰地突出各科學家研究思維和方法的差異,詳述他們的工作,同時利用科學家的科學態度和人格實現對學生情感、價值觀的培養;滬科版將能量守恒定律的發現歷程單列一工,采用富有感情性故事的語言來描述能量守恒從早期萌芽至定律的確立的全過程,展現了定律形成的曲折漫長和科學家的艱辛;教科版則特別注重描述研究者的挫折和失敗.

3 通過不同的呈現方式回顧物理學史

為了幫助學生整體把握物理學史內容,不同的教材采用了不同的呈現方式,從而體現了不同的教育效果.例如,量子力學的誕生是許多偉大物理學家共同合作的結果,因此結束這段教材內容之后,做一個簡單的回順是很有必要的.人教版、司南版等分別通過“科學漫步”和“信息窗”等欄目進行了回順.而教科版則安排了“人類對波粒二象性認識過程中的重大事件”表,通過羅列每一一個重大事件發生的時間、代表人物、事件內容、評價或意義等.

從上述分析可以看出各版教科書處理物理學史內容的差異.總的說來,各套教科書都在圍繞課程標準三維目標的實現,特別強調科學思維和過程方法的滲透,體現較多的人文價值和精神教育價值.高中物理教材不是物理學史教材,它還擔負著傳遞物理知識與技能的重要功能,任何一套教科書對物理學史都從自己的設計理念出發,尋找平衡點,力圖既能清晰明了地展現物理史實及科學思維和科學方法,又使學生不失興趣,得到多維度的學習.這樣就形成了各套教科書的特色,這些特色也為教師的教學提供了更加豐富的資源.把握各套教科書中物理學史對科學思維、方法和情感態度價值觀的教育功能,選擇更適合的內容資源和語言特色,能夠幫助教師充分發揮教材中物理學史的功能,進一步實現教學目標.

1 中華人民共和國教育部制定.普通高中物理課程標準(實驗).北京:人民教育出版社,2003.

2 范佳午.高中物理教材電磁感應部分的物理學史內容比較.物理通報,2008(11):24～26 (收稿日期:2009-10-20)