1、第二节第二节 物理学科的特点与结构物理学科的特点与结构 复习上一节的结构方法的基复习上一节的结构方法的基本步骤？本步骤？ 下面我们将按上面5步来 分析 ： 物理学科结构、物理学科结构、 中学物理课程结构、中学物理课程结构、教材结构教材结构21一、物理学科的基本结构一、物理学科的基本结构1、物理学基本概念、物理学基本概念2、基本原理、基本原理3、基本方法以及它们之、基本方法以及它们之间的关系间的关系壹2二、物理学的学科特点二、物理学的学科特点 1、物理学是一门实验科学。、物理学是一门实验科学。 2、物理学是一门严密的理论科学。、物理学是一门严密的理论科学。 3、物理学是一门定量的精密科学。、物理
2、学是一门定量的精密科学。 4、物理学是一门应用广泛的基础科、物理学是一门应用广泛的基础科学。学。 5、物理学是一门带有方法论性质的、物理学是一门带有方法论性质的科学科学贰3这五个特点表明物理学的学科结构中的五个基本成分这五个特点表明物理学的学科结构中的五个基本成分： 实验基础实验基础 逻辑关系逻辑关系 数学表述数学表述 思想方法思想方法 应用价值应用价值 其中核心的本质特征有三：其中核心的本质特征有三： 实验实验 基础基础 物理思想物理思想主干（概念、定理逻主干（概念、定理逻辑、方法）辑、方法） 数学数学工具（定量、公式、推理）工具（定量、公式、推理）4物理学的三要素物理学的三要素“实验实验”
3、、“物理思想物理思想”、“数学数学”。物理学：物理学： 始原于始原于伽利略伽利略找到根基找到根基“实验实验” 奠基于奠基于牛顿牛顿找到找到“物理思想物理思想”、“数学方法数学方法”才发展到今天的规模。！5 三、物理学科知能结构分三、物理学科知能结构分析图示方法析图示方法 由于内容、功能、观点的不同使得物理学中学科结构表示有多种形式。 1、知识逻辑结构图、知识逻辑结构图 2、物理学三维结构模型、物理学三维结构模型 3、物理学的知能结构图、物理学的知能结构图叁61、知识结构逻辑图、知识结构逻辑图 （1）组成：由各自的知识单元（概念、定律、原理、定理、公式）之间的逻辑推演关系构成的框图。 （2）作用
4、：便于加深理解和记忆、尤其适于理论讲授与复习。 （3）优点：简明、扼要。 例如：旧量子论知识逻辑图（见下页）17十九世纪物理的困难普朗克量子假设黑体辐射光电效应原子线状光谱爱因斯坦光子假设波尔量子假设卢瑟福原子有核模型8（典型实验）（新的假设）实验曲线与经典理论不符E=hv不连续定态瞬时性、截止频率经典是连续光谱2、物理学三维结构模型、物理学三维结构模型 提出者：美国人霍尔顿 观 点：物理学的任何部分基本内容都可分解为三种因素（三个坐标） 即：实验事实X轴 物理思想（逻辑、方法论）Y轴 数学（表示形式、计量公式）Z轴 如图：（见下页）29*ABYZX思想方法数学表示实验事实物理学空间的点（X、
5、Y、Z）与某一物理概念对应。相关两点连线与某一定律 对应。 将这个图与知识逻辑结构图结合起来得到下面得图。103、物理学得知能结构图、物理学得知能结构图 （1）用途：适用于物理学中全书、章、节的分析 （2）构成：结构方法的五步 物理学的学科特点的五点 霍尔顿三维结构模型 （3）物理学学科知能结构一般示意图 （见下页） 311物理思想 模型假说思维方法实验事实（观察、历史资料、实践经验）物理概念定律、定理理论、相互关系逻辑延伸与应用数学物理量数学公式YXZ归纳形成发展研究推理演绎表示物理意义用途12（见挂图）关于关于“三轴、五区三轴、五区”的说明的说明 三轴：左三轴：左Y轴轴物理思想物理思想 右
6、右Z轴轴数数 学学 中中X轴轴实验事实实验事实 五区：上实验五区：上实验 中核心理论中核心理论 下延伸下延伸 左科学方法左科学方法 右数学右数学！*物理学三个基本 要素这个图又与物理的这个图又与物理的学科特点五条相对应：学科特点五条相对应：见下页见下页13 五区五区 学科的基本成分学科的基本成分 学科特点学科特点 实验实验 实验基础实验基础 实验科学实验科学核心理论核心理论 逻辑体系逻辑体系 逻辑体系逻辑体系数学数学 数学表示数学表示 精密科学精密科学物理思想物理思想 思想方法思想方法 方法论性方法论性 质的科学质的科学延伸与应用延伸与应用 应用价值应用价值 基础科学基础科学 上面我们是从知识
7、结构来说明三轴五区的意义，下面我们上面我们是从知识结构来说明三轴五区的意义，下面我们从基本方法和基本能力来三轴五区的意义。从基本方法和基本能力来三轴五区的意义。 14与三轴对应的方法：与三轴对应的方法：X实验方法、实验方法、 Y逻辑思维方法、逻辑思维方法、 Z数学方法数学方法与三轴对应的能力：上观察能力、左思维能力、与三轴对应的能力：上观察能力、左思维能力、 右数学运算能力右数学运算能力 下分析解决问题能力下分析解决问题能力 可以看出：可以看出： 方法与能力的对应是通过中间的核心知识方法与能力的对应是通过中间的核心知识 来联系的来联系的从这个角度看三轴五区，从这个角度看三轴五区， 我们称为知识
8、、方法、能力结构图我们称为知识、方法、能力结构图 知能结构图，知能结构图，这告诉我们在教知识的同时这告诉我们在教知识的同时 又要教方法，发展学生的能力又要教方法，发展学生的能力15从知能结构图我们能看出：从知能结构图我们能看出： 三轴、三法、三要素、三轴、三法、三要素、 五区、四能、五特点。五区、四能、五特点。 见见33页：页： 经典力学经典力学 学科体系结构图学科体系结构图16自然现象的相互联系、因果律经典力学中的守恒律绝对刚体模型经典力学的基本概念与基本定律运动、空间、时间质量、力，牛顿定律。哈密顿方法拉格朗日方法振动理论电动力学量子力学统计物理微分方程变分计算非惯性系中运动方程经典力学变分原理正则变换哈-雅方法经典力学的方法论问题经典力学的方法论问题实实 验验经典力学的数学问题经典力学的数学问题连续介质模型1、绝对弹性体模型2、流体动力学17作业作业 物理学学科结构的知能结构图中：物理学学科结构的知能结构图中： 三轴、三法、三要素、五区、四能、五三轴、三法、三要素、五区、四能、五特点特点18
