由一道史學類試題引起的思考

朱崇軍

(江蘇省灌云縣教育局教研室,江蘇灌云 222200)

“高中物理課程應體現物理學自身及其與文化、經濟和社會互動發展的時代性要求,肩負提高學生科學素養、促進學生全面發展的重任”[1].物理學史在這方面能發揮很大的作用,因為歷史研究不僅僅在于“重建事件的獨特情境以及事件的原因,在這個過程中,還要努力形成普遍化認識:關于恒久不變的現象的普遍化認識,以及行為的情境條件、過程和行動模式的普遍化認識”[2].皮埃爾?迪昂指出:“準備使學生接受物理學假設的合理、可靠的和富有成效的方法是歷史方法.追溯在理論形式首次被勾勒出來時經驗內容自然增長經由的轉化;描述常識和演繹邏輯以分析這一內容和模仿這一形式直到一個適應另一個的長期合作;為了給予學習物理學的人以這門科學十分復雜的和活生生的正確而明晰的觀點,這是最佳的途經,甚至必定是唯一的途徑”[3].于是,“通過有關事實了解萬有引力定律的發現過程”[4]進入了《普通高中物理課程標準》,根據這個要求,人民教育出版社出版的《普通高中課程標準實驗教科書＜物理＞》在這方面已作出了較好的安排.但教科書畢竟不是史學著作,教科書總會存在著一些不可避免的缺陷,正如科學史家托馬斯?庫恩所說“教科書似乎經常這樣暗示:科學的內容是惟一地由書中各頁所述的觀察、定律、理論所呈現的.這些書幾乎始終無例外地被理解為,科學方法只是由收集這些教科書資料所使用的一起各種操作技巧,連同把這些資料與教科書的理論概括聯系起來所使用的邏輯運作,二者湊合在一起的結果而已.這樣一種科學觀大大影響了我們關于科學的本質及其發展的理解”[5].要達到“通過有關事實了解萬有引力定律的發現過程”并不是一件簡單的事情,正如亞歷山大?柯瓦雷所說,“要想用短短幾句話說清楚牛頓科學的世界觀的誕生、成長以及衰落的歷史,這顯然是不可能的,即便要列出一個牛頓著作的比較完整的清單,也同樣會使人一籌莫展”[6].同樣對物理學史作命題考查特別是用選擇題來考查,我們很難將試題編制完善.

科學史識的局限和對史學思想方法的隔膜,可能會使我們認為編制史學類試題是一件簡單的事,因此試題所產生的作用也就往往達不到我們預期的目的.

例.關于萬有引力定律,下列說法中正確的有

(A)萬有引力定律是開普勒發現的規律.

(B)萬有引力定律的理論基礎是開普勒三定律.

(C)萬有引力定律的實驗基礎是伽利略的理想實驗.

(D)萬有引力定律是牛頓在實驗的基礎上,通過歸納總結出來的.

(E)萬有引力定律是牛頓通過猜想、理論推導,再經過月—地檢驗得到的.

答案:(B)、(E).

好的史學類試題產生的積極效果應該能夠促進學生記憶史學知識、認識研究方法、有利于好的思維習慣的形成,引導學生進行課外閱讀,擴展科學史的視野,進而培養對科學的情感,形成正確的價值觀.但中學生的物理學史知識主要來自于所使用的課本,所以試題的主要來源也是課本,否則它就失去了公正性、公平性.這是史學類試題編制所受的最大約束.

牛頓是一個偉大時代造就的一個偉大人物,科學史中的牛頓研究強調更多的是牛頓綜合的意義.“1687年,牛頓發表了《自然哲學的數學原理》.這部巨著總結了力學的研究成果,標志了經典力學體系初步建立.這是物理學史上第一次大綜合,是天文學、數學和力學歷史發展的產物,也是牛頓創造性研究的結晶”[7].圖1[8]從形式上能大致反應萬有引力定律的發現過程和牛頓的創造性綜合(牛頓的綜合的本質意義在于:“自然之書是用微粒符號和微粒語言寫成的,這一點同玻義耳一樣;然而,把它們結合在一起并賦予整本書意義的句法卻純粹是數學的,這一點又同伽利略和笛卡爾一樣”[9].).

圖1

單就萬有引力定律的發現過程來說,也絕不像試題(B)、(E)選項所說的那么簡單.“1666年牛頓從開普勒第三定律推出,行星維持軌道運行所需要的力與它們到旋轉中心的距離成平方反比關系.……到了80年代,胡克、雷恩和哈雷都獨自發現了這一關系.但他們都沒能證明其逆命題:在平方反比于距離的力作用下,行星必做橢圓運動.只有牛頓給出了這一數學證明.即使確認了橢圓軌道與平方反比作用力之間的這種互推關系,也并不等于發現了萬有引力.萬有引力的關鍵在于‘萬有',它是一種普遍存在的力”.[10]有人問牛頓是怎樣發現萬有引力定律的,他回答說:“靠不停的思考.”[11]也許我們更應該記住牛頓的兩句名言[12]:“如果我比別人看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩膀上.”和“我不知道世人怎樣看我,但我自認為我不過是像一個在海邊玩耍的孩童,不時為找到比常見的更光滑的石子或更美麗的貝殼而欣喜,而展現在我面前的是全然未被發現的浩瀚的真理的海洋.”因為從這兩句名言中,可以窺見多么博大深邃的精神境界.

單一化、平面化、簡單化的態度只能制造神和神話,這不是科學史的研究態度,當然也不是科學的態度,這也就不利于學生科學素養的培養與形成.要編制好史學類試題,我們要靠不停的思考、不停的實踐和廣博的閱讀,甚至還需要科學哲學思想的指導.

1 普通高中物理課程標準.北京:人民教育出版社,2003.1

2 [法]沃爾夫岡?布列欽卡著,楊明全譯.教育知識的哲學.上海:華東師范大學出版社,2006.153

3 [法]皮埃爾?迪昂著,李醒民譯.物理學理論的目的和結構.北京:華廈出版社,1999.302

4 普通高中物理課程標準.北京:人民教育出版社,2003.16

5 [美]托馬斯?庫恩著,金吾倫譯,科學革命的結構.北京:北京大學出版社,2003.1

6 [法]亞歷山大?柯瓦雷著,張卜天譯.牛頓研究.北京:北京大學出版社,2003.1

7 郭奕玲.物理學史.北京:清華大學出版社,1993.26

8 郭奕玲.物理學史.北京:清華大學出版社,1993.37

9 [法]亞歷山大?柯瓦雷著.張卜天譯.牛頓研究.北京:北京大學出版社,2003.8

10 吳國盛.科學的歷程.北京:北京大學出版社,2002.213

11 郭奕玲.物理學史.北京:清華大學出版社,1993.37

12 吳國盛.科學的歷程.北京:北京大學出版社,2002.216