祝辰昊

【摘要】本文從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的視角分析人民教育出版社于2019年出版的《普通高中教科書(shū)物理必修第一冊(cè)》中序言的內(nèi)容和特點(diǎn)，并得出對(duì)教學(xué)的啟示.

【關(guān)鍵詞】人教版；高中物理；教材序言

序言是學(xué)生高中物理學(xué)習(xí)生涯中最先接觸到的部分，會(huì)對(duì)今后的物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生重要影響.本文分析了人民教育出版社于2019年出版的《普通高中教科書(shū)物理必修第一冊(cè)》中序言的內(nèi)容和特點(diǎn)，旨在為我國(guó)高中物理教學(xué)提供參考和建議.

1 新人教版高中物理教材“序言”內(nèi)容分析

序言的題目為“物理學(xué)：研究物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)”，用8頁(yè)的篇幅簡(jiǎn)明扼要地介紹了物理學(xué)的概述、物理學(xué)的研究特征、物理學(xué)背后所蘊(yùn)含的科學(xué)哲學(xué)、物理學(xué)的實(shí)際應(yīng)用以及物理學(xué)的前景.

1.1 洞察天地，萬(wàn)物之理——物理學(xué)概述

這一部分闡述了物理學(xué)的沿革與其關(guān)鍵作用.在古希臘，亞里士多德和阿基米德初步研究了物理的基本規(guī)律，例如杠桿和浮力的原理.到了16-17世紀(jì)，伽利略與牛頓等在早期研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展了力學(xué)的系統(tǒng)理論，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀察與物理計(jì)算的方法.牛頓在1687年發(fā)布的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》為現(xiàn)代物理學(xué)的起點(diǎn).四百年的演變中，物理已轉(zhuǎn)化為一門(mén)學(xué)科，對(duì)現(xiàn)代科技和人類進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響.物理學(xué)依賴實(shí)驗(yàn)與理論，并需要數(shù)學(xué)、技術(shù)、洞察與創(chuàng)意作為其基石.當(dāng)前，物理的核心理念、研究技巧被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，驅(qū)動(dòng)科技的前沿和人類社會(huì)的繁榮.

從物理觀念的角度來(lái)看，這一部分詳述了物理學(xué)的根源及其歷程.早在古希臘，人們便開(kāi)始研究物理的現(xiàn)象與定律，標(biāo)志著物理學(xué)的起始.隨著時(shí)光流轉(zhuǎn)，伽利略、牛頓等科學(xué)家基于前輩的研究，形成了完整的力學(xué)體系，并開(kāi)創(chuàng)了將實(shí)驗(yàn)觀測(cè)與物理計(jì)算相融合的研究方法.這些探索與理念為當(dāng)代物理學(xué)提供了穩(wěn)固的根基.

從科學(xué)思維的角度來(lái)看，這一部分強(qiáng)調(diào)了物理學(xué)是一門(mén)崇尚理性，遵循邏輯推理的理論科學(xué).由于物質(zhì)世界非常復(fù)雜，物理學(xué)需要使用先進(jìn)的科學(xué)裝置、數(shù)學(xué)工具和大型計(jì)算技術(shù)，以及深刻的洞察力和豐富的想象力，來(lái)研究物質(zhì)的存在形式、基本性質(zhì)以及運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化規(guī)律.物理學(xué)家需要使用邏輯推理和系統(tǒng)化的思維方法來(lái)分析和理解物理現(xiàn)象，同時(shí)保持開(kāi)放的思維態(tài)度，以便發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律和現(xiàn)象.

從科學(xué)研究的角度來(lái)看，這一部分強(qiáng)調(diào)了物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué).物理學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察來(lái)驗(yàn)證理論，以此不斷推進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展.由于物理學(xué)需要面對(duì)的問(wèn)題非常復(fù)雜，需要進(jìn)行各種不同的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律.因此，物理學(xué)家需要具備一定的實(shí)驗(yàn)技能和經(jīng)驗(yàn)，以便設(shè)計(jì)和執(zhí)行各種復(fù)雜的實(shí)驗(yàn).

從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的角度來(lái)看，這一部分強(qiáng)調(diào)了物理學(xué)對(duì)人類社會(huì)文明進(jìn)步的貢獻(xiàn).物理學(xué)不僅是一門(mén)學(xué)問(wèn)，還是一種責(zé)任和使命.通過(guò)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，物理學(xué)為人類社會(huì)帶來(lái)了巨大的發(fā)展和進(jìn)步.

1.2 觀察現(xiàn)象，揭示本質(zhì)——物理學(xué)研究的特點(diǎn)

這一部分介紹了物理學(xué)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)和邏輯分析揭示自然規(guī)律和現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)了這些成果對(duì)人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的貢獻(xiàn)和理性思維的重要性，列舉了幾個(gè)物理學(xué)發(fā)展的典型例子，包括地球運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及電磁感應(yīng)定律等，并指出這些規(guī)律有些與直覺(jué)相符，有些則需要通過(guò)嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)和思考才能理解.最后提醒大家學(xué)習(xí)物理學(xué)不僅要掌握具體知識(shí)，還要學(xué)習(xí)科學(xué)方法，以便在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)能夠靈活運(yùn)用.

從物理觀念的角度來(lái)看，這一部分強(qiáng)調(diào)了物理學(xué)通過(guò)“定量的實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫹治觥苯沂咀匀唤缫?guī)律，這體現(xiàn)了物理學(xué)對(duì)于定量觀察和邏輯推理的重視.通過(guò)哥白尼、第谷和開(kāi)普勒的研究，文中體現(xiàn)了地心說(shuō)到日心說(shuō)的轉(zhuǎn)變，展示了物理觀念的不斷演進(jìn)和更新.

從科學(xué)思維方面來(lái)看，這一部分強(qiáng)調(diào)了精確的實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)密的邏輯分析是揭示客觀規(guī)律和現(xiàn)象內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)鍵.同時(shí)，文章也指出客觀規(guī)律是否與直覺(jué)一致不能一概而論，需要通過(guò)具體情況進(jìn)行認(rèn)真的研究.物理學(xué)家通過(guò)精確的實(shí)驗(yàn)和邏輯分析，得以認(rèn)識(shí)到隱藏在表象之下的本質(zhì)規(guī)律.這種科學(xué)思維的發(fā)展，不僅推動(dòng)了物理學(xué)的進(jìn)步，也為人類認(rèn)識(shí)世界提供了強(qiáng)有力的工具.

從科學(xué)探究方面來(lái)看，這一部分介紹了物理學(xué)家如何通過(guò)細(xì)致的實(shí)驗(yàn)和邏輯思維來(lái)揭示自然規(guī)律及其背后的聯(lián)系.文中提到了幾位著名的科學(xué)家和他們的發(fā)現(xiàn)，例如哥白尼通過(guò)觀察得知地球及其他行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的事實(shí)；法拉第則揭示了電磁感應(yīng)的法則.這些建議彰顯了科學(xué)研究的價(jià)值，也證明了實(shí)驗(yàn)和邏輯思維對(duì)于解讀自然界的深層規(guī)律的關(guān)鍵作用.

從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面來(lái)看，這一部分強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)物理學(xué)不僅要掌握具體知識(shí)，更要學(xué)習(xí)科學(xué)方法并努力運(yùn)用它們解決實(shí)際問(wèn)題.物理學(xué)家們的精神和探究方式，也告訴大家在探究自然規(guī)律時(shí)，需要保持開(kāi)放的心態(tài)和負(fù)責(zé)任的態(tài)度.

1.3 學(xué)以致知，客觀理性——物理學(xué)背后的科學(xué)精神

這一部分介紹了物理學(xué)的發(fā)展和成就與科學(xué)精神的緊密聯(lián)系.科學(xué)精神由探索精神、客觀精神和理性分析精神組成[1]，這些精神在物理學(xué)中發(fā)揮著極為重要的作用.物理學(xué)的探索精神推動(dòng)人們深入探究自然規(guī)律，實(shí)事求是的客觀精神要求猜想和論斷必須經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和邏輯推敲，而理性分析的精神則強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯分析.此外，這些科學(xué)精神還在社會(huì)生產(chǎn)和日常生活中具有極大的價(jià)值，能夠提高效率，減少失誤，并在面對(duì)問(wèn)題時(shí)做到面向現(xiàn)實(shí)，認(rèn)真分析，根據(jù)實(shí)際情況作出判斷和選擇.

從物理觀念方面來(lái)看，人類對(duì)自然界的好奇心是科學(xué)發(fā)展最重要的動(dòng)力之一[2].在物理學(xué)中，學(xué)以致知的探索精神推動(dòng)人們深入探索自然規(guī)律，不斷挖掘更深刻的物理觀念，以求更加完整深入的認(rèn)識(shí).

從科學(xué)思維方面來(lái)看，物理學(xué)強(qiáng)調(diào)真實(shí)和客觀的追求.它致力于探求事物的真相，以事實(shí)為依據(jù)來(lái)判斷正確與否.所有的猜測(cè)和觀點(diǎn)都必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和邏輯分析.這樣的思考方式不僅在物理學(xué)上至關(guān)重要，還在社會(huì)實(shí)踐和日常生活中具有深遠(yuǎn)的價(jià)值.

從科學(xué)探究方面來(lái)看，物理學(xué)強(qiáng)調(diào)理性分析的精神.物理學(xué)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯分析，環(huán)環(huán)相扣，有原因才有結(jié)果.這種科學(xué)探究方法的應(yīng)用使物理學(xué)成為一門(mén)嚴(yán)密而精確的科學(xué).

從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面來(lái)看，秉承實(shí)事求是和講求邏輯的精神不僅會(huì)使大家在工作和生活中更加嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，提高效率、減少失誤，同時(shí)還能使大家在面對(duì)問(wèn)題時(shí)做到面向現(xiàn)實(shí)、認(rèn)真分析、根據(jù)實(shí)際作出判斷與選擇，不盲從、不走極端.

1.4 揭示自然，造福人類——物理學(xué)的應(yīng)用

這一部分闡釋了物理學(xué)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及信息技術(shù)等多個(gè)方向上的進(jìn)展對(duì)社會(huì)的促進(jìn)影響，催生了數(shù)次的工業(yè)變革，深刻改變了人們的生活與生產(chǎn)習(xí)慣.此外，技術(shù)的持續(xù)升級(jí)為物理研究注入了更為先進(jìn)的手段，激發(fā)了大家對(duì)物理議題的進(jìn)一步探討，從而加速了物理學(xué)的持續(xù)進(jìn)步.

從物理觀念的角度來(lái)看，物理學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)，通過(guò)對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一些普遍適用的規(guī)律和定律.這些規(guī)律和定律在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和信息技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，也為物理學(xué)的發(fā)展提供了更加豐富和深刻的實(shí)踐基礎(chǔ).

從科學(xué)思維的角度來(lái)看，物理學(xué)研究的對(duì)象不僅包括宏觀物體，也包括微觀粒子，這要求物理學(xué)家具備抽象思維和系統(tǒng)思維的能力，能夠從整體和局部?jī)蓚€(gè)角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決.這種思維方式也在工程技術(shù)的發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了人類的科技進(jìn)步.

從科學(xué)探究的角度來(lái)看，物理學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)的支持和驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不僅為物理學(xué)的理論提供了實(shí)證，也為應(yīng)用技術(shù)的研究提供了依據(jù).例如，20世紀(jì)初對(duì)電磁學(xué)的深入研究，直接導(dǎo)致了電子和電氣的發(fā)展.

從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的角度來(lái)看，物理學(xué)家的研究不僅要追求理論的創(chuàng)新和突破，還需要對(duì)社會(huì)和環(huán)境負(fù)責(zé)任，遵守科學(xué)道德和倫理規(guī)范.例如，在核能利用的研究和應(yīng)用中，必須嚴(yán)格遵守安全標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，確保人類和環(huán)境的安全.

1.5 前景廣闊，充滿挑戰(zhàn)——物理學(xué)的未來(lái)

這一部分探討了經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展、20世紀(jì)物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)、當(dāng)前物理學(xué)面臨的困難和未解決的問(wèn)題.引用了德布羅意的話，強(qiáng)調(diào)即使大家知識(shí)豐富，也不能認(rèn)為已掌握自然界的全部.這部分還指出高中物理學(xué)習(xí)的重要性，積累的科學(xué)知識(shí)和理性科學(xué)精神將終身受益.

從物理觀念方面來(lái)看，這部分強(qiáng)調(diào)了物理學(xué)的基礎(chǔ)地位，物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ).在19世紀(jì)下半葉，以力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)為代表的經(jīng)典物理已經(jīng)能解釋日常生活中幾乎所有的現(xiàn)象.然而，20世紀(jì)以來(lái)的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)表明，大家對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)仍然很有限，仍需要不斷地探索和發(fā)現(xiàn).

從科學(xué)思維方面來(lái)看，這部分強(qiáng)調(diào)了很多重要的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)家年輕的時(shí)候發(fā)現(xiàn)的，年輕的科學(xué)家精力充沛，求知欲強(qiáng).這啟示著大家在學(xué)習(xí)物理時(shí)需要培養(yǎng)自己的思維能力，多思考、敢于創(chuàng)新，才能在未來(lái)的研究中有所發(fā)現(xiàn).

從科學(xué)探究方面來(lái)看，這部分提到了當(dāng)前仍然存在許多困擾物理學(xué)的難題，例如，夸克為什么不能單獨(dú)存在？這需要大家在未來(lái)的研究中持續(xù)不斷地進(jìn)行探究.

從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的角度來(lái)看，這部分提到了高中物理學(xué)習(xí)對(duì)個(gè)人終身受益的重要性.它鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成實(shí)事求是、講求邏輯的理性科學(xué)精神.

2 對(duì)教學(xué)的啟示

高中物理教材在緒論中對(duì)物理學(xué)的發(fā)展進(jìn)行了深入的闡述，教師在教學(xué)中應(yīng)幫助學(xué)生理解物理學(xué)的起源和發(fā)展，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)的重要性.此外，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生掌握物理學(xué)的核心概念和基本原理，幫助學(xué)生建立科學(xué)的物理觀念.物理學(xué)是一門(mén)理論性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)的學(xué)科，要求學(xué)生具備嚴(yán)密的邏輯思維能力.教師在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和理性分析能力，通過(guò)實(shí)例和案例分析讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用物理學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題.

物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)和探究是物理學(xué)研究的重要手段.教師在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握物理學(xué)的基本方法和技巧.物理學(xué)家對(duì)社會(huì)和人類文明進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)，這要求物理學(xué)家具備強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感.教師在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到作為物理學(xué)習(xí)者的社會(huì)責(zé)任，培養(yǎng)學(xué)生的使命感和責(zé)任感.

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