趙俊

高考物理考試大綱指出，“高考物理試題著重考查考生知識、能力和科學素養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實際，注重科學技術和社會、經(jīng)濟發(fā)展的聯(lián)系，注意物理知識在生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應用”.由此，物理科學史已成為高考的一項重要內(nèi)容，此類試題在全國與相關省市自主命題的試卷中時有出現(xiàn).

一、近三年高考物理科學史試題一覽

上述物理科學史高考試題，有的僅涉及物理學研究基本史實的判定（如2013年全國新課標2卷第19題、2014年海南卷第7題等）；有的還涉及物理學研究的相關內(nèi)容或方法的分析應用（如2013年全國新課標1卷第14題、2014年安徽卷第14題等）；有的則是以物理科學史為背景，考查相關的物理基礎知識（如2015年全國新課標2卷第18題、2015年天津卷第2題等）.

二、注重物理科學史的歸類復習

為適應高考對物理科學史的考查，應注重物理科學史的歸類復習，重點關注以下幾類問題：

1.物理學科的重要發(fā)展歷程

物理學科的發(fā)展經(jīng)歷了曲折的發(fā)展歷程.

例如：人類對行星運動規(guī)律的認識過程充滿著曲折與艱辛.古希臘天文學家托勒密在公元2世紀，提出了地心說宇宙體系.15世紀，以波蘭天文學家哥白尼為代表的日心說學派則認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動.日心說大大簡化了對行星運動軌道的描述，經(jīng)過與地心說的長期爭論，最終被人們所接受.德國天文學家開普勒仔細整理了丹麥天文學家第谷留下的長期觀測資料，并進行了詳細的分析，終于發(fā)現(xiàn)了后來以他的名字命名的行星運動定律.

再如：人類對光的本質(zhì)的認識經(jīng)歷了從初級到高級的發(fā)展過程.光是一種微粒流的觀點起源于古希臘，牛頓是主張微粒說的主要代表.光的波動說與微粒說相伴而生，惠更斯進一步發(fā)展了波動說.其后，麥克斯韋提出了光的電磁說.愛因斯坦則針對光電效應現(xiàn)象在普朗克量子假設的基礎上又提出了光量子假說，他肯定光具有粒子性，但并不否定光的波動性.光的波粒二象性使人類對光本質(zhì)的認識大大向前邁進了一步.

復習物理科學史，就要結合物理基礎知識的學習，關注人類對相關物理規(guī)律的認識歷程.

2.物理學家的主要研究成果

在物理學發(fā)展歷程中，不少物理學家做出了重要貢獻.高中物理涉及物理學家的研究成果（或觀點）主要有：

必修1——胡克，發(fā)現(xiàn)胡克定律；亞里士多德，提出力是維持物體運動原因的錯誤觀點；伽利略，提出力是改變物體運動狀態(tài)原因的正確觀點；牛頓，提出牛頓運動三定律.

必修2——托勒密，提出錯誤的地心說；哥白尼，提出日心說；開普勒，提出開普勒天體運動三定律；牛頓，發(fā)現(xiàn)萬有引力定律；卡文迪許，測定引力常量.

選修31——庫侖，發(fā)現(xiàn)電荷之間相互作用的庫侖定律；密立根，測定元電荷的數(shù)值；富蘭克林，解釋摩擦起電，統(tǒng)一天電與地電，發(fā)明避雷針；焦耳，研究電流的熱效應，得出焦耳定律；奧斯特，發(fā)現(xiàn)電流的磁效應；洛侖茲，提出運動電荷產(chǎn)生磁場，得出洛侖茲力的計算公式；安培，提出分子環(huán)流假說，得出安培力方向的判定方法及安培力大小的計算公式.

選修32——法拉第，發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，提出法拉第電磁感應定律；亨利，發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象；楞次，提出判定感應電流方向的楞次定律.

選修33——布朗，發(fā)現(xiàn)“布朗運動”；焦耳，測定熱功當量，為能量守恒定律的建立提供堅實基礎；開爾文，創(chuàng)立熱力學溫標.

選修34——伽利略，發(fā)現(xiàn)擺的等時性；牛頓，支持光的微粒說；惠更斯，提出光的波動說；麥克斯韋，總結電磁場理論，預言電磁波的存在，提出光的電磁說；赫茲，發(fā)現(xiàn)電磁波；愛因斯坦，提出相對論，得出質(zhì)能方程.

選修35——湯姆生，發(fā)現(xiàn)電子，證實原子可分；盧瑟福，提出原子的核式結構模型，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，預言中子存在；查德威克，發(fā)現(xiàn)中子；玻爾，提出原子結構的玻爾理論；貝克勒爾，發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象；瑪麗·居里夫婦，發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳；約里奧·居里夫婦，發(fā)現(xiàn)放射性同位素；普朗克，提出量子假說，解釋黑體輻射；愛因斯坦，提出光子說，解釋光電效應.

復習物理科學史，就要熟悉相關史實，掌握相關研究內(nèi)容.

3.物理學家的有效研究方法

歷史上物理學家把握科學發(fā)展動態(tài)，借鑒前人經(jīng)驗教訓，從矛盾的對立中尋找突破口，將理論與實踐緊密結合，采用了對比聯(lián)想、邏輯推理、數(shù)學手段和實驗探究等種種具體的研究方法.

例如；庫侖將靜電力與萬有引力類比，對電荷之間的相互作用作了富有聯(lián)想的猜測.為了驗證自己的猜想，庫侖參照米切爾曾經(jīng)使用過的扭秤，設計了一臺新的扭秤進行實驗.當時尚無測量電荷量的方法，庫侖則根據(jù)對稱性，將一個帶電金屬球跟一個相同的不帶電的金屬球接觸，從而得到了原有電荷量的1/2、1/4、1/8等等的電荷量.聯(lián)想、類比、猜測與實驗驗證，以及對稱性的運用，這就是庫侖在發(fā)現(xiàn)庫侖定律的過程中所采用的研究方法.

再如；法拉第分析了電流的磁效應后認為，既然電能夠產(chǎn)生磁，反過來磁也應該能產(chǎn)生電.為了證實這一點，法拉第經(jīng)過十年堅持不懈的努力，通過一系列實驗終于獲得了成功.之前，安培只注意研究線圈中通以恒定電流時的情況，而科拉頓則是錯過了觀察時機.在發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程中，法拉第通過逆向思維確定了研究課題，運用實驗手段進行了有益的探索，而正確的實驗研究方法則是導致成功的關鍵.

復習物理科學史，就要借鑒物理學家的有效研究方法，為我所學，為我所用.

4.舉世聞名的經(jīng)典物理實驗

物理學是一門實驗科學，物理定律的建立，無一不以實驗為基礎，并受到實驗的檢驗.

課本中出現(xiàn)的歷史經(jīng)典實驗主要有：伽利略的銅球斜面運動實驗、伽利略斜面理想實驗、庫侖扭秤實驗、奧斯特電流磁效應實驗、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的實驗、焦耳的測定熱功當量實驗、托馬斯·楊的雙縫干涉實驗、赫茲的“電火花”實驗、盧瑟福的α粒子散射實驗等等.

另外，美國《物理世界》雜志上曾刊登過評出的十大經(jīng)典實驗，它們是：埃拉托色尼測量地球圓周、伽利略的自由落體實驗、伽利略的加速度實驗、牛頓的棱鏡分解太陽光、卡文迪許扭秤實驗、托馬斯·楊的光干涉實驗、讓·傅科鐘擺實驗、羅伯特·密立根的油滴實驗、盧瑟福發(fā)現(xiàn)核子、托馬斯·楊的雙縫演示應用于電子干涉實驗.

復習物理科學史，就要重視上述經(jīng)典歷史實驗，弄清實驗思路，掌握實驗方法.

5.我國對物理學的重大貢獻

我國是世界上文明發(fā)達最早的國家之一.在物理學的研究和應用上，我國有不少項目是走在世界前列的.這些成就，既是中華科學技術之瑰寶，也是整個人類的共同財富.

例如：在電學領域，我國宋代的沈括在其所著的《夢溪筆談》中，通過雷電對金屬和草木的不同作用效果，描述了導體和絕緣體的區(qū)別，比西方的格雷研究電的傳導現(xiàn)象要早六個多世紀；12世紀末，我國宋代的金章宗制成了名副其實的避雷針，比富蘭克林通過著名的“風箏實驗”認識雷電的本質(zhì)而發(fā)明避雷針，要早五個半世紀；我國西晉時代的張華在《博物志》一書中記載了兩種摩擦起電現(xiàn)象（一種是梳頭時梳子與頭發(fā)摩擦起電，另一種則是脫衣、穿衣時外衣與不同質(zhì)料的內(nèi)衣摩擦起電，結果均有微弱的閃光和聲響），是世界上最早記錄摩擦起電現(xiàn)象的人.

再如，在磁學領域，我國戰(zhàn)國時期成書的《管子》中就有磁石和磁性礦的最早記載，我國是最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家；指南針被列為我國古代的四大發(fā)明之一，其最初形式是公元前3世紀我國戰(zhàn)國時期的“司南”，而到12世紀末13世紀初，指南針才從我國經(jīng)阿拉伯傳入歐洲；我國北宋楊惟德所著《塋原總錄》中，有發(fā)現(xiàn)磁偏角的最早記載，比意大利的哥倫布在發(fā)現(xiàn)新大陸的海上探險途中觀察到磁偏角，要早400多年；早在1044年以前，我國人民在實踐中已發(fā)現(xiàn)了磁傾角的存在，并加以了利用，比德國的哈特曼發(fā)現(xiàn)磁傾角早了整整500年；我國清代初期的劉獻廷已認識到磁屏蔽，他在《廣陽雜記》中有世界上最早對磁屏蔽效應的論述.

另外，我國歷史上在力學、熱學和光學等領域也創(chuàng)造了諸多世界之最.

復習物理科學史，就要關注我國對物理學的重大貢獻，激發(fā)愛國熱情，弘揚民族精神.

當然，對物理科學史進行歸類復習，并不能一味地死記硬背，而需將物理科學史與物理基礎知識的復習緊密結合，將物理科學史滲透到物理基礎知識的復習之中，以物理科學發(fā)展的歷程引領物理知識的復習.需在物理科學史的復習中加深對物理知識的理解，以物理學家研究方法與經(jīng)典物理實驗過程的分析促成探究能力的提高，以我國對物理學的貢獻史實激發(fā)自身的愛國情懷，方能取得良好的復習效果.