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  • 高中物理新课程中物理学史的整理

    一、物理学史提升科学素养的教育价值之分析
        物理学史对实现新课程的整体目标发挥着不可替代的功能。物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程,在物理教学中通过展现历史上物理学家探索物理世界奥秘的艰辛历程,可以让学生从物理学发展的历史中领悟到科学的本质、科学的人性以及科学思想、科学方法和科学精神,从而全面提高学生的科学素养。因此应该重视物理学史在新课程改革中的应用,充分发挥物理学史的教育价值。
       若从高中物理课程整体目标的三个维度来全面审视物理学史的教育功能, 物理学史在实现新课程整体目标中的功能总结如图1。
     
    高中物理课程三维目标
    物理学史的教育价值
     
    情感态度与价值观
     
    ●树立科学世界观和人生观
    ●养育人文精神和爱国主义情怀
    ●培养科学态度和科学精神
    ●激发好奇心与探究欲
     
     
     
     
    过程与方法
     
    ●形成正确的知识观
    ●理解科学的探究本质
    ●学习科学方法和训练科学思维
     
     
     
     
    知识与技能
     
    ●了解物理学的发展历程
    ●领悟物理学基本思想
    ●认识实验的地位和作用
    ●加深理解物理知识
    图1高中物理课程三维目标与物理学史的教育价值
     
     
    二、高中物理新课程中物理学史内容的分类
     
    新教材物理学史分类如下:
      A、物理学家的生平简介,名言警句、趣闻轶事等;
      B、中国古今科学技术成就,以及非主流西方的人们,如阿拉伯人、印度人
    等作出的科学技术成就;
      C、重大发明和发现,重要实验和概念规律;
      D、物理学派假说间的争论;
      E、科学方法的介绍;
      F、对理论的评述,主要针对理论的局限性的介绍;
      G、重大发明和发现对于政治、经济、文化、宗教等的重要影响;
      H、科学和技术之间的互动关系。
      
    三、新教材中物理学史内容的初步整理
    表2新教材中物理学史内容的初步整理
     
    模块
    页码
    题目或内容
    在教材中的位置或栏目
     
     
     
     
     
     
     

     

     

     
    4-5
    顽童对达·芬奇、伽利略、斯科特的议论
    走进物理课堂之前
    1
    庄子的话语及生平
    页首、页脚批注
    1-8
    各类发现以及发现举例列表
    物理学与人类文明
    9
    亚里士多德的话语及生平
    页首、页脚批注
    9
    霍尔顿对力学的评语
    章首语
    13
    我国宋代诗人陈与义的诗句
    习题
    19
    费恩曼的“笑话”
    说一说
    19
    速度与现代社会
    STS
    33
    普朗克的话语及生平
    页首、页脚批注
    48-51
    伽利略对自由落体运动的研究
    正文
    51-52
    从伽利略的一生看科学和社会
    STS
    53
    恩格斯的话语及生平
    页首、页脚批注
    59
    提及胡克发现胡克定律
    正文
    60
    蒲柏生平及诗句
    页首、页脚批注
    72-73
    牛顿第一定律
    正文
    82
    用动力学方法测质量
    科学漫步
    83
    1960年第11 届国际计量大会制订SI 制
    正文
    95
    丁肇中的话语及生平
    页首、页脚批注
    96-98
    实验推动了物理学的发展
    正文
    100
    密立根实验
    正文
    109
    3本有关书籍
    课外读物
     
     
     
     
     
     
     
     

     

     

     
    1
    劳厄的话语及生平
    页首、页脚批注
    2-3
    追寻守恒量
    正文
    27-28
    能量守恒定律与能源
    正文
    31
    基尔霍夫的话语及生平
    页首、页脚批注
    61
    拉普拉斯的话语及生平
    页首、页脚批注
    62
    行星的运动
    正文
    64-66
    人类对行星运动规律的认识
    科学足迹
    66
    哈雷跟踪彗星
    习题
    67
    太阳与行星间的引力
    正文
    69-71
    万有引力定律
    正文
    73
    发现天王星、海王星
    正文
    73
    李政道谈物理学的普适之美
    旁批
    74-76
    宇宙航行
    正文
    76-77
    黑洞
    科学漫步
    79-82
    经典力学的局限性
    正文
    80-81
    时间和空间是什么?
    科学漫步
    83-84
    牛顿的科学生涯
    科学足迹
    87
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    3-1
    1-3
    爱因斯坦“统一场理论”研究的溯源及其后继发展
    致同学们
    1
    皮特·梅瓦达的话语及生平
    页首、页脚批注
    1
    牛顿的名言
    章首语
    2
    东西方对静电的研究
    正文
    4
    正电子的发现
    页脚批注
    5
    密立根首度测得元电荷的电量
    正文
    6-7
    库仑定律
    正文
    10
    硒鼓名称的解释
    页脚批注
    11
    牛顿不赞成超距,法拉第提出“场”概念
    正文
    15-16
    法拉第和场的概念
    科学漫步
    36
    密立根实验——电子电荷量的测定
    科学足迹
    37
    范德格拉夫静电加速器
    科学漫步
    39
    塞格瑞的话语及生平
    页首、页脚批注
    83
    麦克斯韦的话语及生平
    页首、页脚批注
    84
    中国古人对磁现象的研究
    正文
    84-85
    电流磁现象的发现
    正文
    85
    安培对磁体和电流、电流和电流之间作用的研究
    正文
    86
    指南针与郑和下西洋
    STS
    89
    特斯拉简短生平和主要贡献
    图片附文
    89
    地球磁场与古生物学
    科学漫步
    92
    安培分子电流假说
    正文
    101
    洛仑兹简短生平和主要贡献
    图片附文
    106-107
    提及阿斯顿发明质谱仪并发现氖20 和氖22
    正文
    109
    霍尔效应
    课题研究
    110
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    3-2
     
     
    1
    格拉斯与法拉第的对话
    章首,页首
    2-4
    划时代的发现
    正文
    4-5
    科学发现的启迪;伟大的科学家法拉第
    科学足迹
    10-11
    提到法拉第、韦伯和纽曼等人的工作
    正文
    17
    提到楞次发现楞次定律
    正文
    21
    法拉第展示圆盘发电机,与一贵妇人的对话
    习题
    33
    恩格斯的话语
    章首,页首
    51-52
    输电新技术
    科学漫步
    52-53
    大面积停电引发的思考
    STS
    55
    李政道话语及生平
    页首,页脚批注
    55
    勇气号火星登陆
    章首
    69
    机器人
    科学漫步
     
     
     
     
     
     
     
     

     

     
    3-3
     
     
     
    1
    王竹溪话语
    章首,页首
    1
    古代原子论以及扫描隧道显微镜
    章首语
    3
    宾尼斯等人因发明扫描隧道显微镜而获诺贝尔奖
    页脚批注
    7
    佩兰研究布朗运动实验记录
    说一说
    13
    伽利略的温度计
    插图
    13
    提到1960 年国际计量大会有关温度单位的规定
    正文
    14-15
    形形色色的温度计
    科学漫步
    19
    彭罗斯的话语、凡尔纳的插图,和他们的生平,
    章首页
    21
    提到玻意耳、马略特各自独立发现玻意耳定律
    正文
    37
    惠勒的话语及生平
    页首,页脚批注
    42
    能记忆“形状”的合金
    科学漫步
    48
    液晶极其各种特性的发现
    正文
    57
    气体的冷却
    科学漫步
    59
    埃姆顿的话语和生平
    页首,页脚批注
    60-61
    焦耳的两个代表性实验,附焦耳生平以及主要贡献
    正文
    64
    探索热的本质
    科学足迹
    66-67
    发现能量守恒定律,泡利、费米利用它发现中微子
    正文
    67-68
    永动机不可能制成
    正文
    68
    一个历史上的“永动机”模型
    说一说
    72
    开尔文提出热二定律
    正文
    70
    克劳修斯提出热二定律
    正文
    79
    能斯特提出热三定律
    科学漫步
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

     

     
    3-4
     
     
     
    1
    费恩曼的话语和生平
    页首,页脚批注
    15
    傅科摆的演示
    图片附文
    17
    惠更斯研究单摆得出其周期公式
    正文,附图
    23
    达·芬奇的话语和生平
    页首,页脚批注
    33
    历史上第一次测水中声速
    习题
    34
    惠更斯提出惠更斯原理
    正文
    44
    多普勒效应的发现
    正文
    49
    托马斯·杨的话语和生平
    页首,页脚批注
    50
    人类认识光的本性的简单历程
    正文
    55
    杨氏干涉实验
    正文
    66
    泊松亮斑
    科学足迹
    67
    X 射线衍射与双螺旋步
    科学漫
    81
    爱因斯坦的话语和生平
    页首,页脚批注
    81
    人类信息传递方式的发展
    章首语
    82-84
    电磁波的发现
    正文
    91
    无线电通信
    科学足迹
    92-95
    电磁波与信息化社会
    正文
    101-102
    寻找地外文明
    科学漫步
    103
    尸佼的话语和生平
    页首,页脚批注
    104-105
    相对论的诞生
    正文
    106
    麦克耳孙-莫雷实验
    正文
    113-114
    狭义相对论出现的前夜
    科学足迹
    119
    验证广义相对论,在日全食时观察光在引力下弯曲
    正文
    119-120
    科学家对宇宙的研究
    科学漫步
     
     
     
     
     
     
     
     

     

     
    3-5
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    1
    爱因斯坦的话语
    章首,页首
    6-7
    “动量”的概念确立
    正文
    18
    中子的发现
    科学足迹
    20
    我国宋代发明火箭
    正文
    21
    齐奥尔科夫斯基提出多级火箭的概念
    正文
    22
    中国近现代火箭技术的发展历程
    正文
    25
    清华“国内轿车第一碰”
    科学漫步
    25-26
    历史上关于运动量度的争论
    科学足迹
    27
    普朗克的话语和生平
    页首、页脚
    27
    电子显微镜的出现
    章首语
    29
    维恩、瑞利等人对于黑体辐射的研究
    正文
    29-31
    能量子-超越牛顿的发现
    正文
    32-39
     
    科学的转折-光的粒子性 ,赫兹、爱因斯坦、密立根、康普顿
    正文
    40-42
    崭新的一页:粒子的波动性
    正文
    45
    玻恩提出概率波的概念
    正文
    48
    海森伯的话语和生平
    旁批、页脚
    49
    量子力学
    科学漫步
    52-55
    电子的发现
    正文
    56
    电子发现的前夜
    科学足迹
    57-59
    原子核式结构的发现
    正文
    60-61
    光谱和新元素的发现
    科学足迹
    61
    巴耳末提出解释氢原子光谱的巴耳末公式
    正文
    63
    玻尔的原子模型
    正文
    65-67
    夫兰克-赫兹实验证实了原子内能级量子态
    正文
    68
    情同父子的科学家——卢瑟福和玻尔
    科学足迹
    71-72
    从量子力学的诞生看科学技术和社会
    STS
    74-76
    原子核的组成
    正文
    77-78
    天然放射现象的发现
    科学足迹
    79
    炼金术士对于“点石成金”的梦想
    正文
    83-85
    探测射线的方法
    正文
    86
    放射性的应用和防护
    正文
    88-89
    室内环境与放射性,贫油弹
    STS
    90
    温伯格等人因提出电弱统一理论而获诺贝尔奖
    旁批
    94-95
    重核的裂变
    正文
    95-96
    原子弹与科学家的责任
    STS
    96-97
    核电站
    正文
    99
    我国的快中子增殖反应堆
    科学漫步
    103-106
    粒子和宇宙
    正文
    106
    华人科学家在粒子物理领域的杰出贡献
    科学足迹
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