物理學(xué)在科學(xué)教育中的地位

唐中榮

摘要本文從科學(xué)教育的角度，闡述了物理學(xué)這一門古老而又新興的學(xué)科，對我們?nèi)粘Ｉ钪兴龅降纳畛ＷR的解釋，特別是大家在生活中對自然現(xiàn)象的一些“誤解”，以及部分成人給兒童的錯誤解釋作一個診斷。告訴大家多學(xué)物理知識，普及物理概念、物理常識。因此，物理學(xué)在科學(xué)教育中的地位是不可忽視的。

關(guān)鍵詞物理學(xué)科學(xué)教育地位

科學(xué)教育即科學(xué)知識的普及和教育，是全人類對下一代（小學(xué)、中學(xué)學(xué)生）及全體民眾進(jìn)行的科技知識大普及和大教育。它相當(dāng)于建國初期，對全國人民進(jìn)行的一次文化掃盲運動一樣，即在全體民眾中進(jìn)行一次規(guī)模巨大的科技掃盲運動，也稱“科技掃盲”。掃除全體民眾頭腦中的科學(xué)“誤解”和日常生活中的不良科學(xué)習(xí)慣。本文重點介紹科學(xué)教育中的一些物理常識在科學(xué)教育中的地位和意義。

一、科學(xué)、技術(shù)的定義和科學(xué)教育

科學(xué)，在梵語中是指“特殊的智慧”。其英文表達(dá)為science，也是自然科學(xué)（natural science）的簡稱。人類在漫長的探索自然、認(rèn)識自然、改造自然的歷史進(jìn)程中，由于日常生活及社會生產(chǎn)發(fā)展的需要，人類探索、研究并創(chuàng)立了許多關(guān)于物質(zhì)、生命地球與宇宙相互關(guān)聯(lián)的理論和思想。這些思想經(jīng)過人們的口耳相聞、代代相傳，建立嚴(yán)密的科學(xué)理論，并不斷地被后人修正深化，使我們愈加全面可靠地了解了人類自身及其生存的環(huán)境。

科學(xué)教育的發(fā)展是與科學(xué)、技術(shù)及社會生產(chǎn)力的提高緊密相連的。技術(shù)通常被認(rèn)為是為了達(dá)到某種目的而采取的手段和方法，古希臘哲學(xué)家亞里士多德曾經(jīng)把技術(shù)看作是“制作的智慧”。而現(xiàn)代人常常稱之為“科技”，即是科學(xué)與技術(shù)的簡稱。科學(xué)技術(shù)具有多種功能，但就其實質(zhì)而言，可以歸結(jié)為認(rèn)識世界和改造世界兩大功能，后者又可分為發(fā)展生產(chǎn)力和變革社會兩項功能。科學(xué)技術(shù)不僅能認(rèn)識世界，而且能改造世界；不僅能改造自然界，而且能變革社會。因此，任何健全的現(xiàn)代人都必須努力學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)技術(shù)學(xué)習(xí)它的基本知識，掌握它的基本方法，培養(yǎng)它的基本精神，其實也就是努力學(xué)好物理學(xué)知識。我國古代的“四大發(fā)明”就是對人類做出的巨大貢獻(xiàn)，如今，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，高科技日新月異，我們身邊的科技創(chuàng)新天天發(fā)生，科技更新更是日日刷新。因而，目前人類正處于一個新的特殊歷史時期，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和生產(chǎn)領(lǐng)域的深刻革命正日益改變?nèi)藗兊纳詈退枷?，也對人們的基本素質(zhì)提出新的要求。對此，在學(xué)生和全民族中學(xué)習(xí)和掌握基本的科學(xué)知識已成為時代的一種內(nèi)在需求，在全民教育中普及科學(xué)知識也已成為勢在必行、迫不及待的一件大事。

二、物理學(xué)與科技的發(fā)展、創(chuàng)新息息相關(guān)，相生相長

大到天文地理、宇宙空間，小到物質(zhì)、分子，精密到宇宙探險，深海獵奇，普通到日常生活，大大小小的事都與物理知識、物理概念有關(guān)。因此，在科學(xué)教育中物理學(xué)的教學(xué)是十分重要的，也是十分必要的。

1、物理概念、規(guī)律和定律與日常生活的關(guān)系。我們生活在這個世界上，每天都與空氣、水、食物打著交道，衣、食、住、行都與科學(xué)有關(guān)，說的確切一點，就是與物理學(xué)的知識有關(guān)。比如，花開花落、潮漲潮落、日出日落，春夏秋冬，一年四季，吃、穿、住、行都蘊含著科學(xué)道理，都可以用物理學(xué)的知識解釋得清楚。早在遠(yuǎn)古時代，人們就觀天象、探地理，用科學(xué)方法探究自然，用科學(xué)方法解釋自然現(xiàn)象，實際上古人們都在用樸素的物理知識、物理理論解釋自然現(xiàn)象。古代科學(xué)技術(shù)是世界各文明古國所產(chǎn)生的科學(xué)技術(shù)，它包括東方四大文明古國、古希臘、古羅馬和古阿拉伯的科學(xué)技術(shù)知識。其中，古希臘的科學(xué)思想和中國的四大發(fā)明，分別為近代科學(xué)的產(chǎn)生作了思想理論和物質(zhì)技術(shù)上的準(zhǔn)備。在中世紀(jì)后期，由于中國古代四大技術(shù)發(fā)明和東方的其他一些先進(jìn)技術(shù)傳入歐洲，大大促進(jìn)了歐洲生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。因此，葡萄牙人麥哲倫實現(xiàn)了環(huán)球航行，確證了地球為圓形；哥白尼的日心說的創(chuàng)立，解釋了四季的變化原因；牛頓的萬有引力的建立，解釋了為什么拋出去的物體總是會落回地面等等，許許多多科學(xué)事實證明物理學(xué)與我們的日常生活息息相關(guān)，相生相長。

2、在科學(xué)教育中，學(xué)生對物理定義、概念和規(guī)律的“誤解”甚多，我們須對學(xué)生頭腦中的“誤解”加以糾正。

“誤解”（misconception）是科學(xué)教育中，尤其是小學(xué)科學(xué)教育中一個比較特殊和普遍的現(xiàn)象，它主要是指學(xué)生對一些科學(xué)概念的錯誤理解，或?qū)茖W(xué)現(xiàn)象的錯誤解釋，而他們本人卻認(rèn)為他們的理解或解釋是合理的。“誤解”和錯誤（mistakes）不同，學(xué)生在做習(xí)題時犯錯誤很大程度上是因為粗心大意，一經(jīng)指出馬上能改正，學(xué)生自己也知道他們的理解是不正確的。然而，在科學(xué)教育中，學(xué)生對“誤解”全然不知，反而認(rèn)為自己的理解是正確的。學(xué)生“誤解”有一些基本特點：如個性化、隱蔽性、矛盾性、頑固性、普遍性等。這使得我們的科學(xué)教育在教學(xué)中增加了一些難度，例如以下是一些兒童和成人中比較常見的誤解：

（1）太陽從東方升起，從西邊下山。（提示：太陽沒動，地球在動）（2）太陽系就是宇宙。（3）云會跟著人走。（4）植物與人不同，在呼吸時吸進(jìn)二氧化碳，吐出氧氣。（提示：植物在消耗能量時像任何生物一樣，也要吸進(jìn)氧氣吐出二氧化碳。）（5）從同一高度下落兩個物體，重的物體先著地。（6）室外的一根鐵棒和木棒，在陽光的暴曬下，鐵棒的溫度高。（提示：兩棒溫度一樣。）（7）物體底面積越大，浮力越大。（8）電是銅磨出來的。（提示：交流電是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電廠發(fā)出來的。）（9）一個物體溫度越高，它含的熱量就越多。（10）電流通過燈泡以后就被用掉了。（11）物體受熱膨脹是因為里面分子受熱后變大了。（12）月亮發(fā)出的光不帶熱量，所以晚上一般比較冷。（13）空氣太輕，所以我們并不感到它的存在。

從以上列舉的例子來看，大部分都與物理學(xué)有關(guān)，都是可以用物理學(xué)的知識和物理學(xué)的觀點來解釋清楚的。然而、就是這些看似簡單、樸素的常識，我們成年人，兒童中就有很多的錯誤認(rèn)識和錯誤的理解，甚至很多的錯誤解釋正是由成年人解釋給學(xué)生和兒童的，在學(xué)生和兒童中造成一種根深蒂固的錯誤觀念，我們很難糾正過來，這就是“誤解”的頑固性。由此看來，物理學(xué)的教學(xué)和物理學(xué)的知識普及對學(xué)生對全民的教育是必須的。正確的科學(xué)知識、正確的物理概念、物理知識，對學(xué)生引導(dǎo)是非常重要的。針對科學(xué)教學(xué)中人們的“誤解”我們必須認(rèn)真對付，堅決防止和清除，而成人對兒童的誤導(dǎo)也是很重要的一個因素，也應(yīng)加以正確引導(dǎo)。

三、科學(xué)教育中物理學(xué)應(yīng)有的地位

追溯科學(xué)教育的起源，不難發(fā)現(xiàn)科學(xué)教育的發(fā)展和科學(xué)教育的目的是隨著科學(xué)、技術(shù)及社會生產(chǎn)力的提高而變化的。隨著人類社會的發(fā)展，特別是分別以蒸汽機(jī)、電動機(jī)的使用為標(biāo)志的第一次和第二次產(chǎn)業(yè)革命大大地推動了科學(xué)技術(shù)及社會生產(chǎn)力的進(jìn)步和提高。這時的社會不僅需要大量的中、高級科技人才，同時也需要所有的勞動者掌握一定的文化科學(xué)知識。從而使面向大眾的普及教育系統(tǒng)的建立成為必然，簡而言之，可以毫不夸張的說，科學(xué)教育是隨著物理學(xué)的建立和發(fā)展而相伴相生的。因此，科學(xué)教育也就迅速地發(fā)展起來了。在科學(xué)教育的教學(xué)中，科學(xué)過程技能的許許多多的技能諸如觀察、分類、測量、確認(rèn)變量等等都是物理學(xué)知識的應(yīng)用。綜上所述，物理學(xué)的教學(xué)、物理學(xué)的精確定義、物理學(xué)的正確理解對人們的日常生活、錯誤概念都有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣工程系）