物理學在科學教育中的地位

唐中榮

摘要本文從科學教育的角度，闡述了物理學這一門古老而又新興的學科，對我們日常生活中所遇到的生活常識的解釋，特別是大家在生活中對自然現象的一些“誤解”，以及部分成人給兒童的錯誤解釋作一個診斷。告訴大家多學物理知識，普及物理概念、物理常識。因此，物理學在科學教育中的地位是不可忽視的。

關鍵詞物理學科學教育地位

科學教育即科學知識的普及和教育，是全人類對下一代（小學、中學學生）及全體民眾進行的科技知識大普及和大教育。它相當于建國初期，對全國人民進行的一次文化掃盲運動一樣，即在全體民眾中進行一次規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“誤解”和日常生活中的不良科學習慣。本文重點介紹科學教育中的一些物理常識在科學教育中的地位和意義。

一、科學、技術的定義和科學教育

科學，在梵語中是指“特殊的智慧”。其英文表達為science，也是自然科學（natural science）的簡稱。人類在漫長的探索自然、認識自然、改造自然的歷史進程中，由于日常生活及社會生產發展的需要，人類探索、研究并創立了許多關于物質、生命地球與宇宙相互關聯的理論和思想。這些思想經過人們的口耳相聞、代代相傳，建立嚴密的科學理論，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境。

科學教育的發展是與科學、技術及社會生產力的提高緊密相連的。技術通常被認為是為了達到某種目的而采取的手段和方法，古希臘哲學家亞里士多德曾經把技術看作是“制作的智慧”。而現代人常常稱之為“科技”，即是科學與技術的簡稱。科學技術具有多種功能，但就其實質而言，可以歸結為認識世界和改造世界兩大功能，后者又可分為發展生產力和變革社會兩項功能。科學技術不僅能認識世界，而且能改造世界；不僅能改造自然界，而且能變革社會。因此，任何健全的現代人都必須努力學習和掌握科學技術學習它的基本知識，掌握它的基本方法，培養它的基本精神，其實也就是努力學好物理學知識。我國古代的“四大發明”就是對人類做出的巨大貢獻，如今，科學技術高速發展，高科技日新月異，我們身邊的科技創新天天發生，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，科學技術的飛速發展和生產領域的深刻革命正日益改變人們的生活和思想，也對人們的基本素質提出新的要求。對此，在學生和全民族中學習和掌握基本的科學知識已成為時代的一種內在需求，在全民教育中普及科學知識也已成為勢在必行、迫不及待的一件大事。

二、物理學與科技的發展、創新息息相關，相生相長

大到天文地理、宇宙空間，小到物質、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。因此，在科學教育中物理學的教學是十分重要的，也是十分必要的。

1、物理概念、規律和定律與日常生活的關系。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、行都與科學有關，說的確切一點，就是與物理學的知識有關。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、行都蘊含著科學道理，都可以用物理學的知識解釋得清楚。早在遠古時代，人們就觀天象、探地理，用科學方法探究自然，用科學方法解釋自然現象，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象。古代科學技術是世界各文明古國所產生的科學技術，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技術知識。其中，古希臘的科學思想和中國的四大發明，分別為近代科學的產生作了思想理論和物質技術上的準備。在中世紀后期，由于中國古代四大技術發明和東方的其他一些先進技術傳入歐洲，大大促進了歐洲生產技術的進步。因此，葡萄牙人麥哲倫實現了環球航行，確證了地球為圓形；哥白尼的日心說的創立，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，許許多多科學事實證明物理學與我們的日常生活息息相關，相生相長。

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

“誤解”（misconception）是科學教育中，尤其是小學科學教育中一個比較特殊和普遍的現象，它主要是指學生對一些科學概念的錯誤理解，或對科學現象的錯誤解釋，而他們本人卻認為他們的理解或解釋是合理的。“誤解”和錯誤（mistakes）不同，學生在做習題時犯錯誤很大程度上是因為粗心大意，一經指出馬上能改正，學生自己也知道他們的理解是不正確的。然而，在科學教育中，學生對“誤解”全然不知，反而認為自己的理解是正確的。學生“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。這使得我們的科學教育在教學中增加了一些難度，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：交流電是電磁感應現象，是發電廠發出來的。）（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，大部分都與物理學有關，都是可以用物理學的知識和物理學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生和兒童的，在學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，物理學的教學和物理學的知識普及對學生對全民的教育是必須的。正確的科學知識、正確的物理概念、物理知識，對學生引導是非常重要的。針對科學教學中人們的“誤解”我們必須認真對付，堅決防止和清除，而成人對兒童的誤導也是很重要的一個因素，也應加以正確引導。

三、科學教育中物理學應有的地位

追溯科學教育的起源，不難發現科學教育的發展和科學教育的目的是隨著科學、技術及社會生產力的提高而變化的。隨著人類社會的發展，特別是分別以蒸汽機、電動機的使用為標志的第一次和第二次產業革命大大地推動了科學技術及社會生產力的進步和提高。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知識。從而使面向大眾的普及教育系統的建立成為必然，簡而言之，可以毫不夸張的說，科學教育是隨著物理學的建立和發展而相伴相生的。因此，科學教育也就迅速地發展起來了。在科學教育的教學中，科學過程技能的許許多多的技能諸如觀察、分類、測量、確認變量等等都是物理學知識的應用。綜上所述，物理學的教學、物理學的精確定義、物理學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：

[1]劉嘯霆，孫慕天.現代科學技術概論[M].高等教育出版社，1999.

[2]陳華彬、梁玲.小學科學教育概論[M].高等教育出版社，2003.

[3]劉克哲.物理學[M].高等教育出版社，1998.

（作者單位：四川職業技術學院電子電氣工程系）