“通天地之妙，通万物之理”（庄子）。物理学发展史是人类对周围自然界中“天”（天体、宇宙）、“地”（山川河流）和“万物之理”的追求的一幅美丽的“画卷”。物理学作为自然科学的基础学科，整体上是由物理学知识和物理学思想方法构成的。物理学思想方法是随着物理学的发展而建立起来的，物理学知识体系和物理学史是体现和学习物理学思想方法的最好载体。物理学之所以一直处于整个自然科学的基础地位，是因为物理学为我们提供了对物质结构和物质运动形式及其相互转化的最基本的认识。 这种基本认识可以分为三个层次：一是许多关于物质结构、物质运动形式的基本定理和规律以文字和公式表达出来，体现了人类对自然界认识的不断深化。有了这些物理认识，人们在生活和生产实践中就能掌握自然现象的发展变化，从而减少盲目性，提高主动性。这就决定了各级学校开设的物理课程应具有第一个维度的价值——知识价值。二是要用简练的语言和优美的数学形式表达描述事物运动变化的物理量之间的相互作用和关系。借助科学语言和数学公式，我们可以更普遍、更准确地表达我们对物理现象和物理规律的认识，并透过复杂的自然现象形成和建构我们对自然界认识的形象，发现和体会更多的科学之美、自然界的和谐之美。
这也决定了各级各类学校开设的物理课程应具备第二个维度的价值——情感价值。第三个维度是这些定理、定律背后隐藏着的对物质世界的基本概念和认识，这些概念和认识体现着严密的逻辑性和系统性，体现着人类对自然图景的描述和理解，而在每个描述和理解的深处必定蕴藏着深刻的思想和方法论物理学家事例，体现着丰富的物理文化内涵。这就是各级各类学校开设的物理课程在第三个维度的价值——思想和方法的价值。爱因斯坦曾明确指出：“在建立一个物理理论时，基本概念起着最重要的作用。物理书籍里充斥着复杂的数学公式，但一切物理理论都源于思维和概念，而不是公式。”在物理学的发展中，每一次物理思想和概念的“危机”，都孕育着物理学的重大突破；而每一次重大突破，都会在当代乃至下一代人的哲学思想上留下浓墨重彩的一笔。 20世纪以来，普朗克、爱因斯坦、玻尔、狄拉克、庞加莱、普里高津等人对物理学发展的贡献，始终伴随着他们从哲学角度阐述的广泛而全面的思想，对物理学和其他自然科学的探索产生了深远的影响。近年来，在物理教学中，强烈呼吁突出物理学史、强调物理思想方法的教育，也有很多文章介绍利用物理学史激发学生学习兴趣的教学改革经验。
这些经验可以为我们的物理方法教育提供有意义的启发和思考。首先，物理学史并不是大量物理事实的罗列和堆积，物理思想与方法也不是一套教条，它们都是人类探索物理世界奥秘的科学思想和科学方法的宝贵结晶。学习物理学史，不仅可以了解许多物理学成就的产生和发展，还可以感受到科学思想和科学方法的启示。今天，我们重视过程和方法的教育，把物理学史和物理思想方法论的教育作为各级物理教学中不可缺少的一部分。这并不意味着我们过去在各级物理教学中只教物理知识而不教方法。事实上，作为认识论一部分的物理思想与方法始终贯穿在物理教学的全过程中。 只要我们传授物理知识，在如何引入物理概念、如何推导物理定律、如何指导学生解决问题等一系列教学过程中，我们都会自觉不自觉地把自己的认识论、思维方法加入到语言表达和教学行为中，从而自觉不自觉地按照自己的教学设计思路和行为“教”学生某种思想和方法论。问题在于我们如何不断提升自己的物理思想和方法论素养，并将其转化为课堂教学行为，从而潜移默化地对学生进行物理学所蕴含的思想和方法论教育。另外，今天我们强调物理学史和物理方法的教育，一方面是因为20世纪以来，现代物理学本身的发展提出了许多物理学方法论的新课题，我们需要去研究和学习这些新课题，以加深人类对自然的认识； 另一方面,当前物理课程改革和物理教学本身的改革也要求我们将新的物理方法渗透、融入到教学中,以适应新物理课程、新教材对改革中人才培养的要求。
综上所述，开展物理学史与物理方法教育的目的应该是：在传授物理学知识的过程中，揭示物理学发生、发展、演变的历史规律及其相应的认识论和方法论的变化，对物理学发展的基本趋势及其在科学技术中的地位和作用作出科学的解释物理学家事例，以帮助学生了解人类认识自然发生发展的基本规律，了解物理学家认识和发现物理定理和规律的基本方法，以物理学家认识世界的本来面目去认识世界，使个人的聪明才智和创造力的发展与科学知识和科学体系的形成过程基本并行、同步。对于物理教师来说，在物理教学中学习物理学史和物理思想方法的学习形式或训练方法可以明确地进行。因为作为物理教师，已经具备了一定的物理学知识英语作文，积累了一定的物理教学经验，对物理学的思想方法有一定的了解和理解能力。 在此基础上，我们可以学习一些物理的思维方法，从方法论的角度梳理一下学习物理、教授物理的思路，把它们组织成系统，从中获得一些自己的感悟。这对于适应今天物理课程改革的需要，以及未来的终身学习，都是很有帮助的。教学实践表明，这种显性教育是可能的，也是有效的。对于小学生来说，在物理教学中，他们学习物理学史和物理方法的方式，大多是隐性的。
由于青少年学生缺乏对物理知识的系统学习，很难理解和体会物理思维和物理方法论的普遍原理。因此，教师应通过自己对教学内容的理解和再创造，从物理内容中挖掘出生动具体的物理学发展过程和物理定理、定律所体现的科学方法，以学生能接受的方式（包括实践训练）展现给学生，启发学生思考和领悟。教学实践表明，那种把物理方法当成标签和点缀，简单机械地把物理具体内容和方法“照搬”式地拼凑起来的教学是肤浅而僵化的；而“综合”式的隐性教学则是可能的、有效的。科学方法从根本上说是哲学领域的问题，这里所讨论的物理方法是指物理学家发现问题、提出问题和解决问题的方法。 它体现了物理学家认识客观世界的方法，是物理学家的哲学思维方法，是物理学家克服困难、取得成功的途径。它不是凭空而来的，而是在解决具体问题的过程中逐渐形成的。这既有科学家自身的条件，也有社会、经济和政治条件。第一，任何科学方法的形成都与社会经济的发展密切相关，不能孤立地、简单地归因于某一个人的智慧；第二，物理学方法并不是在某一历史时期、在某一物理学成就出现之前形成的，而是后人研究物理学发展过程后总结出来的。每个人总结的角度不同，对方法的理解和解释也可能不同；第三，物理学方法并不是高深抽象的教条，它总是与物理学的内容及其发展历史紧密联系在一起的，并随着物理学的发展而发展。
不同的物理学内容和发展过程对应着不同的方法，同一种方法在物理学发展的不同时期会呈现出不同的特点。某一历史时期的方法并不只有一种，而可能是多种方法的交汇和组合。因此，对物理学发展史上的方法论进行历史考察，有助于我们了解科学方法的来龙去脉，有助于我们在今天的物理教学和研究中正确运用科学思维方法，提高我们的科学素养。笔者在华东师范大学物理系讲授《物理学史与物理学方法论》课程多年，逐渐形成了教学讲义。本书在讲义基础上进行了修改和补充，可用于约80学时的相关课程教学。物理学史与物理学方法论是一座丰富的思想宝库，本书力求贯穿“理论”引领“史”、在“史”中学习“理论”的原则； 以物理学史料为背景，结合物理学思想的发展和重大事件，展开物理学方法的探讨。由于课时限制，本教材仅选取古希腊亚里士多德创立的逻辑方法，中世纪伽利略创立的实验方法，近代牛顿创立的“分析—综合”方法，20世纪爱因斯坦创立的概念方法，香农、贝塔朗菲、维纳创立的以信息论、系统论、控制论为主要内容的系统科学方法，复杂性层次的非线性方法等几个重大发展时期的物理学思想和科学方法作为主要内容，分6章进行阐述。今年以来，在清华大学出版社邹开燕编辑的大力支持下，本书经过反复修改补充，最终形成。本教材可供高等院校开设此类课程的教师和在职继续教育的物理教师使用； 希望本书对各级物理教学中物理课程价值的实现有所帮助，书中如有不妥之处，欢迎读者批评指正。
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