物理学在科学教育中的地位

唐中荣

摘要本文从科学教育的角度，阐述了物理学这一门古老而又新兴的学科，对我们日常生活中所遇到的生活常识的解释，特别是大家在生活中对自然现象的一些“误解”，以及部分成人给儿童的错误解释作一个诊断。告诉大家多学物理知识，普及物理概念、物理常识。因此，物理学在科学教育中的地位是不可忽视的。

关键词物理学科学教育地位

科学教育即科学知识的普及和教育，是全人类对下一代（小学、中学学生）及全体民众进行的科技知识大普及和大教育。它相当于建国初期，对全国人民进行的一次文化扫盲运动一样，即在全体民众中进行一次规模巨大的科技扫盲运动，也称“科技扫盲”。扫除全体民众头脑中的科学“误解”和日常生活中的不良科学习惯。本文重点介绍科学教育中的一些物理常识在科学教育中的地位和意义。

一、科学、技术的定义和科学教育

科学，在梵语中是指“特殊的智慧”。其英文表达为science，也是自然科学（natural science）的简称。人类在漫长的探索自然、认识自然、改造自然的历史进程中，由于日常生活及社会生产发展的需要，人类探索、研究并创立了许多关于物质、生命地球与宇宙相互关联的理论和思想。这些思想经过人们的口耳相闻、代代相传，建立严密的科学理论，并不断地被后人修正深化，使我们愈加全面可靠地了解了人类自身及其生存的环境。

科学教育的发展是与科学、技术及社会生产力的提高紧密相连的。技术通常被认为是为了达到某种目的而采取的手段和方法，古希腊哲学家亚里士多德曾经把技术看作是“制作的智慧”。而现代人常常称之为“科技”，即是科学与技术的简称。科学技术具有多种功能，但就其实质而言，可以归结为认识世界和改造世界两大功能，后者又可分为发展生产力和变革社会两项功能。科学技术不仅能认识世界，而且能改造世界；不仅能改造自然界，而且能变革社会。因此，任何健全的现代人都必须努力学习和掌握科学技术学习它的基本知识，掌握它的基本方法，培养它的基本精神，其实也就是努力学好物理学知识。我国古代的“四大发明”就是对人类做出的巨大贡献，如今，科学技术高速发展，高科技日新月异，我们身边的科技创新天天发生，科技更新更是日日刷新。因而，目前人类正处于一个新的特殊历史时期，科学技术的飞速发展和生产领域的深刻革命正日益改变人们的生活和思想，也对人们的基本素质提出新的要求。对此，在学生和全民族中学习和掌握基本的科学知识已成为时代的一种内在需求，在全民教育中普及科学知识也已成为势在必行、迫不及待的一件大事。

二、物理学与科技的发展、创新息息相关，相生相长

大到天文地理、宇宙空间，小到物质、分子，精密到宇宙探险，深海猎奇，普通到日常生活，大大小小的事都与物理知识、物理概念有关。因此，在科学教育中物理学的教学是十分重要的，也是十分必要的。

1、物理概念、规律和定律与日常生活的关系。我们生活在这个世界上，每天都与空气、水、食物打着交道，衣、食、住、行都与科学有关，说的确切一点，就是与物理学的知识有关。比如，花开花落、潮涨潮落、日出日落，春夏秋冬，一年四季，吃、穿、住、行都蕴含着科学道理，都可以用物理学的知识解释得清楚。早在远古时代，人们就观天象、探地理，用科学方法探究自然，用科学方法解释自然现象，实际上古人们都在用朴素的物理知识、物理理论解释自然现象。古代科学技术是世界各文明古国所产生的科学技术，它包括东方四大文明古国、古希腊、古罗马和古阿拉伯的科学技术知识。其中，古希腊的科学思想和中国的四大发明，分别为近代科学的产生作了思想理论和物质技术上的准备。在中世纪后期，由于中国古代四大技术发明和东方的其他一些先进技术传入欧洲，大大促进了欧洲生产技术的进步。因此，葡萄牙人麦哲伦实现了环球航行，确证了地球为圆形；哥白尼的日心说的创立，解释了四季的变化原因；牛顿的万有引力的建立，解释了为什么抛出去的物体总是会落回地面等等，许许多多科学事实证明物理学与我们的日常生活息息相关，相生相长。

2、在科学教育中，学生对物理定义、概念和规律的“误解”甚多，我们须对学生头脑中的“误解”加以纠正。

“误解”（misconception）是科学教育中，尤其是小学科学教育中一个比较特殊和普遍的现象，它主要是指学生对一些科学概念的错误理解，或对科学现象的错误解释，而他们本人却认为他们的理解或解释是合理的。“误解”和错误（mistakes）不同，学生在做习题时犯错误很大程度上是因为粗心大意，一经指出马上能改正，学生自己也知道他们的理解是不正确的。然而，在科学教育中，学生对“误解”全然不知，反而認为自己的理解是正确的。学生“误解”有一些基本特点：如个性化、隐蔽性、矛盾性、顽固性、普遍性等。这使得我们的科学教育在教学中增加了一些难度，例如以下是一些儿童和成人中比较常见的误解：

（1）太阳从东方升起，从西边下山。（提示：太阳没动，地球在动）（2）太阳系就是宇宙。（3）云会跟着人走。（4）植物与人不同，在呼吸时吸进二氧化碳，吐出氧气。（提示：植物在消耗能量时像任何生物一样，也要吸进氧气吐出二氧化碳。）（5）从同一高度下落两个物体，重的物体先着地。（6）室外的一根铁棒和木棒，在阳光的暴晒下，铁棒的温度高。（提示：两棒温度一样。）（7）物体底面积越大，浮力越大。（8）电是铜磨出来的。（提示：交流电是电磁感应现象，是发电厂发出来的。）（9）一个物体温度越高，它含的热量就越多。（10）电流通过灯泡以后就被用掉了。（11）物体受热膨胀是因为里面分子受热后变大了。（12）月亮发出的光不带热量，所以晚上一般比较冷。（13）空气太轻，所以我们并不感到它的存在。

从以上列举的例子来看，大部分都与物理学有关，都是可以用物理学的知识和物理学的观点来解释清楚的。然而、就是这些看似简单、朴素的常识，我们成年人，儿童中就有很多的错误认识和错误的理解，甚至很多的错误解释正是由成年人解释给学生和儿童的，在学生和儿童中造成一种根深蒂固的错误观念，我们很难纠正过来，这就是“误解”的顽固性。由此看来，物理学的教学和物理学的知识普及对学生对全民的教育是必须的。正确的科学知识、正确的物理概念、物理知识，对学生引导是非常重要的。针对科学教学中人们的“误解”我们必须认真对付，坚决防止和清除，而成人对儿童的误导也是很重要的一个因素，也应加以正确引导。

三、科学教育中物理学应有的地位

追溯科学教育的起源，不难发现科学教育的发展和科学教育的目的是随着科学、技术及社会生产力的提高而变化的。随着人类社会的发展，特别是分别以蒸汽机、电动机的使用为标志的第一次和第二次产业革命大大地推动了科学技术及社会生产力的进步和提高。这时的社会不仅需要大量的中、高级科技人才，同时也需要所有的劳动者掌握一定的文化科学知识。从而使面向大众的普及教育系统的建立成为必然，简而言之，可以毫不夸张的说，科学教育是随着物理学的建立和发展而相伴相生的。因此，科学教育也就迅速地发展起来了。在科学教育的教学中，科学过程技能的许许多多的技能诸如观察、分类、测量、确认变量等等都是物理学知识的应用。综上所述，物理学的教学、物理学的精确定义、物理学的正确理解对人们的日常生活、错误概念都有重要的意义。

参考文献：

[1]刘啸霆，孙慕天.现代科学技术概论[M].高等教育出版社，1999.

[2]陈华彬、梁玲.小学科学教育概论[M].高等教育出版社，2003.

[3]刘克哲.物理学[M].高等教育出版社，1998.

（作者单位：四川职业技术学院电子电气工程系）