教材改革与素质教育（上）

刘文旺

伽利略是近代物理之父，他的老师对他的评价是：连自己的母亲都敢踢两脚的小马驹。质疑精神之强可见一斑。

教材是学生学习的核心，是教师执教的根本。教材要是有问题，把错误的概念教给学生这是违背教育初衷的。我们做不了伽利略，但也要勇于质疑，只有质疑才会有创新！

古之学者必有师。师者，所以传道受业解惑也。这是我们大家都知道的韩愈名言。大学、中学教师也是从大学出来的。对教师的教育尤其不能出现错误。

一、注意狭义相对论的一些问题

1.介质中的狭义相对论

目前，在大学中对狭义相对论的质疑已经具有普遍性。今天我们从另一个角度分析它存在的问题。

两个基本事实是：a.电磁理论等同地适用于真空与介质中，真空中具有光速不变性，介质中也应该具有光速不变性；b.有初中学历的人就知道，无论是自然界中还是实验室中的介质，都拥有确定的折射率和不变的光速，而被我们忽略的事实是：这些介质也在随地球的自转、公转而运动着，因此，介质中的光速也与地球的自转无关，同样违背经典意义下的速度叠加原理。同样需要给出解释。

把狭义相对论应用在介质（水中）中解释了菲索实验，可见，狭义相对论的思想是适用于介质中的。我们把相对性原理明确应用于介质中，结合介质中的光速不变现象，类比爱因斯坦，可以建立起介质中的狭义相对论。

基本假设：

（1）廣义相对性原理：在含有介质的惯性系中，物理定律具有相同的形式。

（2）广义光速不变原理：在含有介质的惯性系中光速具有不变性。

在此基础上，把真空中的光速C变为折射率为n的介质中的光速C/n，然后完全不变地按照爱因斯坦推导狭义相对论的方法，就可以推导出介质中的相对论（推到过程较长，本文没有列出）。

为了便于比较，我们把两者的结论放在一起，见下表：

在具体的教材编写中，一定要指出狭义相对论存在的不足，不能告诉学生它是一个完美的理论。一定要留给学生独立、自由的思考空间。认真履行素质教育，搞好教育创新。