Reconstruction of Wave-Particle Duality and its Implications for General Chemistry Textbooks

ناگفته نماند که ساختار اتمی، از جمله ماهیت موج-ذره دوگانه آن، نمی تواند در کلاس درس نشان داده شود. بنابراین، برای اکثر معلمان علوم، به ویژه معلمان فیزیک و شیمی، کتاب درسی منبع کلیدی آنها و منبع اصلی اطلاعات دانش آموزان است. تاریخ نگاری آموزش علوم به نقش تاریخ و فلسفه علم در توسعه محتوای کتاب های درسی ما می پردازد و با در نظر گرفتن این موضوع، نویسندگان بیش از 120 کتاب درسی شیمی عمومی منتشر شده در ایالات متحده را بر اساس معیارهای به دست آمده از یک بازسازی تاریخی تجزیه و تحلیل می کنند. از دوگانگی موج-ذره.

آنها به برخی نتایج آشکار می‌رسند، از جمله این واقعیت که تعداد کمی از کتاب‌های درسی درباره موضوعاتی مانند پیشنهاد، هم توسط انیشتین و هم دو بروگلی و قبل از آن بحث می‌کنند. شواهد تجربی قطعی در دسترس بود که دوگانگی موج-ذره وجود داشت. سایر حذفیات در مقیاس بزرگ شامل تجویز دوبرولی برای مشاهده این دوگانگی، و اهمیت آزمایش‌های دیویسون-گرمر، و همچنین تلاش برای تفسیر داده‌های تجربی که آنها جمع‌آوری می‌کردند، بود. همچنین پیشینه نقش شرودینگر در توسعه ایده های دو بروگلی دست نخورده بود. نویسندگان استدلال می‌کنند که اصلاح این کمبودها با دادن فرصتی برای تعامل خلاقانه با محتوای برنامه‌های درسی علوم، کنجکاوی دانش‌آموزان را برمی‌انگیزد. آنها همچنین ادعا می کنند که فقط داده های تجربی در علم نیستند که مهم هستند، بلکه بینش های نظری و الهامات ناخواسته نیز اهمیت دارند. علاوه بر این، مناقشات و اختلافات موجود در سوابق نظری و تجربی، محرک های کلیدی در درک پیشرفت علم به صورتی است که امروزه می شناسیم.

It goes without saying that atomic structure, including its dual wave-particle nature, cannot be demonstrated in the classroom. Thus, for most science teachers, especially those in physics and chemistry, the textbook is their key resource and their students’ core source of information. Science education historiography recognizes the role played by the history and philosophy of science in developing the content of our textbooks, and with this in mind, the authors analyze more than 120 general chemistry textbooks published in the USA, based on criteria derived from a historical reconstruction of wave-particle duality.

They come to some revealing conclusions, including the fact that very few textbooks discussed issues such as the suggestion, by both Einstein and de Broglie, and before conclusive experimental evidence was available, that wave-particle duality existed. Other large-scale omissions included de Broglie’s prescription for observing this duality, and the importance of the Davisson-Germer experiments, as well as the struggle to interpret the experimental data they were collecting. Also untouched was the background to the role played by Schrödinger in developing de Broglie’s ideas. The authors argue that rectifying these deficiencies will arouse students’ curiosity by giving them the opportunity to engage creatively with the content of science curricula. They also assert that it isn’t just the experimental data in science that matters, but the theoretical insights and unwonted inspirations, too. In addition, the controversies and discrepancies in the theoretical and experimental record are key drivers in understanding the development of science as we know it today.