第二章--物理学科素描

第二章物理学科概述1物理学科的知识与能力一、物理学科的内涵（范畴）二、物理学理论结构分支三、物理学科中强调的能力2物理学科的研究过程与方法3物理学科的情感、态度与价值观一、物理学科的内涵（范畴）物理学是研究物质的最基本、最普遍的运动形式和相互作用，以及物质的基本结构的科学。目前，物理学对客观世界的描述已向两个方向发展：一是向小的方面－－原子内部（一般称为微观世界）；另一是向大的方面－－天体、宇宙（一般称为宇观世界）。其研究层次以其线度计从10-15米到1026米，大小相差1041倍，可见物理学在自然科学中占有特殊的地位。二、物理学理论结构分支物理学界较成熟的重大理论有：牛顿力学、热力学、电磁学、狭义相对论、量子力学。该理论之间密切相关，每一个物理现象都可用其中一种或几种理论来说明，它们都离不开相互作用力（简称相互作用）。物理学理论分支经典物理学近现代物理学经典力学热力学与经典统计物理电磁学与经典电动力学光学相对论量子物理现代物理发展物理学理论结构分支图三、物理学科中强调的能力能力指：人顺利完成某项活动任务所具备的个性心理特征。它的发展离不开知识与技能的学习。需要强调的是，在这个解决问题的过程中，不仅仅局限在将科学方法应用于处理物理问题、推测答案，单纯考查学生的归纳、演绎、推理等思维能力的环节上，我们需要的是全面考查学生观察能力、发现问题和提出问题的能力、自学能力、知识迁移能力，特别是创造性思维能力等。这反映了以创新精神和实践能力为核心的素质教育的要求。鉴于此，我们可将物理学科中所强调的能力概括为：物理学科中强调的能力观察实验能力思维能力分析问题与解决问题的能力自学能力创新能力物理学科中强调的能力2物理学科的研究过程与方法物理学的基础是实验事实，其研究方法是：（1）首先，在观察、实验的基础上获得大量的实验数据和结果；（2）其次，对观察、实验所获得的实验数据和结果，进行理论的分析、综合、抽象、概括，并由此建立物理概念和物理规律；（3）以物理概念和规律为基础，通过逻辑演绎，或数学运算，或类比想象，推出一系列的结论，这些结论是可以检验的。以所得的结论和实验结果进行比较，如果结论与实验结果相符，则说明所形成的物理概念和物理规律是正确的，反之，如果出现了偏差或矛盾，则要求修改相关的概念或理论，甚至完全予以推翻，或找到原来理论的适用范围。物理学科研究的过程、方法观察与实验模拟与科学抽象逻辑方法假说与理论物理学方法的发展物理学科研究的过程与方法3物理学科的情感、态度与价值观物理学作为人对于物理现象的描述、理解，它在形式上是主观的，但在内容上是客观的。物理学知识内容的客观性就是指它能近似地反映着不依人的意志为转移的客观世界。为了使物理学科研究的成果尽可能符合客观事实，最大限度地包含客观真理，物理学家们通常所持有的思想观念和行为规范总体现出一种高尚的情感、对科学执着的态度，并使创造出来的物理学科不仅在促进科学技术的进步方面，而且在文化与教育所具备的功能方面体现出很高的价值。