《物理学的概念与文化素养》一书的特色与分析.doc

《物理学的概念与文化素养》一书的特色与分析 张立彬1，王娟萍1，张强2，张亮亮2 （1.南开大学外国教材中心，天津 300071； 2.南开大学物理科学学院，天津 300071） 摘要：《物理学的概念与文化素养》堪称经典的美国文科物理教材，本文简要介绍了该书的主要内容，并对其特色进行了详细分析，希望在提高我国文科物理教材建设方面提供很好的参考。 关键词：文科物理；物理学；科学方法；哲学；文化 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： 《物理学的概念与文化素养（第四版）（翻译版）》是Physics：Concepts Connections(第四版)的中文翻译版。作为一本大学文科专业的物理教材，原英文版在美国非常受欢迎。作者阿特·霍布森教授三十多年来怀着提高公众科学素养的强烈使命感，孜孜以求地致力于对文科生的科学素养教育。由于本书的成功以及他提倡讲授与科学有关的社会论题，阿特·霍布森于2006年获得美国物理教师协会颁发的密立根奖。在美国，130所以上的大学都采用这本书作为文科物理教材。该书的影响之大可想而知，因此这本书对于我国文科物理教学具有一定参考价值。 1 该书的主要内容 该书按照物理学的发展史进行介绍，分为四个部分，共计18个章节。第一篇为序幕：星星和原子。由第一章（科学的方法：经验和理性）、第二章（原子：事物的本性）组成。讲述了对科学的正确理解及科学的正确方法，然后通过宇观的星星和微观的原子来讲解物理学的研究历史和研究范围，这种人文科学与自然科学交错的行文方式，更容易引起学生对自然科学的强烈兴趣。第二篇为牛顿式宇宙：一个像钟表一样运转的王国。由第三章（物体怎样运动：伽利略的问题提得恰当）、第四章（物体为什么这样运动）、第五章（牛顿心目中的宇宙）组成。介绍了经典力学的发展，同时通过生活中的事例重点介绍了牛顿三大定律。第三篇为向新物理学过渡。由第六章（能量守恒：你不能超支）、第七章（热力学第二定律：连不盈不亏也不行）、第八章（光与电磁）、第九章（电磁辐射与全球气候变化）组成。该篇介绍了牛顿力学到相对论和量子力学之间物理学的发展，包含了电磁学和热力学的完整体 收稿日期： 修回日期： 基金项目：教育部2012年研究项目《比较中外著名大学“四大力学”本科课程与主流教材，探索物理学国际化创新人才培养模式》（2012-28）资助.icb.site194icb.pagecontent694939LjCp9JQfSno= PVT 作者简介：张立彬（1964—），男，河北石家庄人，教育部南开大学外国教材中心副教授，主要从事中外高等教育教材评介与比较研究工作. 系。而对于部分内容作者重在理清原理，符合文科生学习物理的特点。第四篇为后牛顿宇宙观：观察者的闯入。由第十章（狭义相对论）、第十一章（广义相对论和新宇宙学）、第十二章（探寻地外智能）、第十三章（量子概念）、第十四章（量子论的宇宙组成）该篇主要介绍了近代物理学的两个伟大理论：相对论和量子力学。带领学生观察高速世界和微观世界的奇妙物理景象。第五篇为原子的内部：原子核之火、太阳之火。由第十五章（原子核和放射性：一种新力）、第十六章（聚变和裂变：一种新能量）、第十七章（能量的挑战）、第十八章（量子场：相对论和量子联姻）组成。该部分是近代物理的延伸，通过核聚变与核裂变的介绍引出了当前世界的一个热门话题——能源问题。最后通过介绍量子场，说明了当代物理学理论的发展，同时对未来物理学发展做出了展望。[1] 2 该书的主要特色 与传统的物理学教材相比，《物理学的概念与文化素养（第四版）（翻译版）》别出心裁，没有拘泥于传统教材写作形式，而是有其独特之处。这体现在以下几个方面： 2.1 教材主线清晰，条理分明 本书阐述了大量的物理概念和原理以及相应的物理常识和背景。但是该书不是简简单单的物理概念和物理事例的堆积。本书有一张清晰的知识网络，在书的开头附录中配有内容流程图，学生通过内容流程图可以对该书的写作顺序和写作主干一目了然。概括地说，作者用能量概念统一了全部物理学，以牛顿核心理论、现代论题和哲学论题、社会性论题这三条线贯穿了本书的内容，这三条线之间相互联系，统一了主题。这种思路设计，将科学精神和人文理念贯穿全书，在学习物理概念和原理的同时，通过物理实例激发学生更加关注当前的社会问题，同时也衍生一种理念，教给学生科学方法，提高科学素养。 2.2 行文方式生动活泼，充满哲学和艺术气息 霍布森教授的朋友、北京大学物理系的赵凯华教授为《物理学的概念与文化素养（第四版）（翻译版）》作序。据他介绍，霍布森教授是个极有个人魅力的人，曾于北德州大学获得音乐学士学位，后来又从堪萨斯大学获得理论物理学的哲学博士学位。知识的积累使得霍布森教授博学睿智，艺术的熏陶又使他富有激情，这本书就洋溢