中学物理与素质教育——兼谈物理教材为加强素质教育所作的努力

中学物理与素质教育——兼谈物理教材为加强素质教育所作的努力 在有关素质和素质教育的众多文章和议论中，这两个概念的含义不尽相同。本文所谈的素质，主要指社会文化素质，即指人的价值观、道德品质和行为规范、科学信念和科学精神、文化科学知识、劳动生活技能、审美观和审美能力等。社会文化素质是人通过环境和教育在后天形成的。本文所谈的素质教育，指的则是以全面提高学生的身体素质、心理素质、社会文化素质为目标的教育。

一、两种物理教育观 中学物理教育的目标是什么？尽管建国以来历次教学计划和教学大纲的说法不尽相同，其基本目标都是要与其他学科和其他学校活动一起，“培养有理想，有道德，有文化，有纪律的社会主义公民”（《全日制中学物理教学大纲》，1990年4月第二版）。但是，在实际工作中，两种不同的实践反映出来的却是两种不同的物理教育观。多数人的作法实际是在努力把学生培养成为物理专业工作者，另一种则是力图使物理课程在培养高素质公民的过程中作出贡献。

1. 两种教育观对重点知识的不同认识 中学物理的教学内容分为重点知识、重要知识和一般常识。什么是重点知识？举例来说，一般认为牛顿第二定律是重点知识。1990年教学大纲(修订本)在高一和高三两次安排了牛顿第二定律的教学。按照现行高中课本，包括必修和选修两部分内容，牛顿第二定律和为这个定律做铺垫及随后巩固的教学约达七、八课时，若考虑到其后在学习牛顿第三定律及力学单位制时肯定要出现的有关第二定律的练习，所占课时数还会大得多。关于运动学的三个公式的教学也有类似的情况。如果把这部分内容所需的预备性知识，例如力的分析，所用的教学时间也包括在内，所占课时会更多。至于高三总复习，这部分内容所用时间的比例就更大了。

高素质公民的一个重要标志是能够适应未来技术化的社会生活，但在实际生活中，很难想象在什么场合会用到“连接体”等高中物理中这类典型问题。即使将来从事科技工作，如果不是去作大、中学的物理教师，恐怕也很少需要在这样的层次上去应用牛顿第二定律。

产生上述问题的原因，是因为这些同志们认为，在中学的有限课时内，应该多学一些“主干知识”。所谓主干知识，则是那些在物理学中影响全局的，掌握不好就无法进一步学习的，也就是说，考虑得较多的是物理学科本身，而非公民素质的需要。

不适当地强调本学科的主干知识，占用了较多的教学时间，使得我国物理教学内容过窄、过旧，不利于学生科学素质的提高。

英美的教育制度不像我们这样整齐划一，学生在高中阶段可以自己决定是否学习物理课或者学习哪种类型的物理课。他们有若干物理教学大纲（或考试大纲）和很多种物理教科书，各具特色，侧重点不同，可供师生选择。以美国一本有名的CONCEPTUAL PHYSICS为例，关于牛顿第二定律，书中只有一个由力和质量直接计算加速度的例题，章后也只有一个这样的计算性习题；但是这本书却较为深入地分析了有空气阻力时落体的运动，包括降落伞的作用等实际问题，这类内容在实际生活中有重要应用，却是我们的课本中所没有的，原因是这类问题派生于牛顿定律，况且由于中学数学知识所限，不能进行“深入的、定量的”研究。 附带说一下，英美也有一些旨在培养未来物理学家的中学物理课本，但是这些课本在牛顿第二定律、运动学定律、力的分析等老问题中并没有像我们这样下功夫，他们用全新的现代物理的观点研究物理学，其实这才是培养物理学家的道路。这个问题不在本文深入讨论。

2.对于应用性知识在物理课程中的作用，两种教育观有不同的认识 物理学是一门应用性极强的学科，没有物理学就不会有我们今天的文明生活，这一点没有争议。拿我国90年代的课本和50年代的相比，可以看到联系各种产业和日常生活的例子大大增加了。在九年义务教育物理教学大纲（1992年颁布）规定的教学目的中，物理知识的应用和物理知识本身是同等重要的。这些都是很大的进步。本文要谈的问题是，在不同的教育观的支配下，在课程、教材和教学中，对于物理课程中应用性知识的处理是不同的。

科学素质，作为公民素质的重要组成部分，不仅指较为丰富的科学知识，而且包括把这些知识应用到日常生活和本职工作中的能力。教学中的应用性实例有多种作用，第一，给学生指出，在实际生活中，什么地方用到了这些知识；第二，这些实例是一些示范，让学生看到，怎样使理论中的公式、条文和现实生活中的问题相互沟通；第三，向学生展示科学技术对于人类社会的意义。我们制定大纲、编写课本和进行教学的人，大多是物理专业出身，在工作中常常不自觉地要把学生复制成我们自己，因此，往往把应用实例处理成诠译理论的工具，好像在物理学中只有系统的理论才是最重要的，因而不能全面发挥教材中应用性实例的作用。这种认识和在它支配下的教育实践是和素质教育的精神相悖的。

义务教育物理教学大纲把知识的应用规定为教学目的之一，为了贯彻这一规定，进一步体现素质教育的精神，在九年义务教育初中物理课本中，编者尝试了从两个方向建立物理理论和实际应用之间的联系：过去的习惯是讲过一段理论之后讲一讲理论的应用，以说明理论的重要意义；现在在保留这种形式的同时，也从另一个方向上加强了理论和应用之间的联系，即抓住了一些场合，从实际问题出发，向学生介绍怎样在实际问题中找出科学道理，以深化对于问题的认识并进一步解决问题。在义务教育物理课本第二册中较多地作了这种尝试。在这些尝试中，有的需要综合运用某些物理知识，如“生活用电”，有的要求讲清原理，如“热机原理”，有的要提及技术层次的某些考虑，如“能源和节能”。关于技术层次的讨论，需要说明的是，自义务教育教材的编写以来，编者力求改变长期以来流行的重科学、轻技术的倾向，在教材中努力体现这样一种思想，即科学发现和技术发明对人类社会的发展同样重要。例如在讨论燃料的有效利用时，对比了煤块、煤粉和煤粒在锅炉中的燃烧效率；在讲到直流电动机时比较详细地讨论了换向器的作用。这些问题不涉及新的物理原理，但正是当年的这些“技术决窍”，推动了科学成果向生产力的转化。

学生应用物理知识能力的提高必须有足够数量的实例作基础。和现行高中教材相比，在用于两省一市的高中试验教材中应用性实例大大增加，在前四册的16篇阅读材料中，9篇是有关实际应用的。此外，还有为数不少的练习和习题介绍了物理知识在各种产业和日常生活中的应用，这点和过去的教材有很大不同。希望老师们了解教材编者的初衷，充分利用这些阅读材料和题目，让它们在提高学生科学素质方面发挥作用。

十分遗憾的是，在市面上众多的复习资料和习题集中，训练学生把物理知识用于日常生活和各种产业的题目几乎没有，它们很难在这方面提高学生的科学素质。此外，目前的各种考试，命题时也不大考虑它们对素质教育会起到什么作用。在作者手头的7个省市近年的15份高中会考试卷中，没有一个实际应用的题目，这使得这些考试在提高学生科学素质方面难以进行正确的导向。值得一提的是，每年三月在全国范围内进行的初中物理知识竞赛，其命题一直强调物理知识的应用，这个导向是正确的。

3. 物理课程与其他科学课程的关系 生活在社会中的人对科学知识的需求是综合的，人们为了教学的方便把它们分成了物理、化学、生物等几门课程，在按照素质教育的要求考虑课程、教材和教学时，不能认为这种课程设置和内容划分以及课时分配比例是理所当然的和一成不变的。

物理学是研究物质结构和运动规律的科学，在几门基础学科中，它的研究对象最广泛，它研究的规律最基本。物理学的研究对象可以是无生命的，但是，生命活动却绝对不会违背物理规律。现在人们常说，21世纪是这门学科的世纪、那门学科的世纪，这是从某学科的发展前景来讲的。这里可以肯定地说，出现了跃进式发展的学科，必然广泛地应用了物理学的研究成果和研究方法。从这个意义上讲，物理学科在提高公民的科学素质方面具有其他学科不可替代的作用。

但是，学科的重要性不能等同于学校中课程的重要性。这里要回到我们的出发点：中学物理课程不是为培养物理专业工作者而设立的，它应该和其他学科有机地结合在一起，为提高学生素质这一总的目标作出贡献。

一个有趣的事实是，我们在谈到中学的三门科学课程时，总是按照物理、化学、生物这样的顺序，而英美的教育工作者则相反，说起来总是生物、化学、物理。在问到为什么把生物课程放到这样重要的位置时，他们说，（按照西方人的观点）人最关心的是自已的生活，而人的身体 医学，人的食物 农业，都是和生物学密切相关的，所以社会舆论对于学校中的生物课程十分重视。他们的说法给我们一个启发：今天的中学生，包括能够考上理工科大学的那部分高中学生，他们之中将来从事物理、化学、生物学的基础研究的人所占比例微乎其微，对于居民中绝大多数的工人、农民、一般工程技术人员和其他许多从业人员来说，到了下一个世纪哪门科学领先并不十分重要，重要的是能够懂得周围的科技环境，适应技术化社会的日常生活，能够应付本职工作中不断进步的技术要求，有能力对于与科学技术相关的社会问题发表意见。

素质教育要求我们把培养学生成为某学科专家的潜意识转变一下，更多地考虑未来的普通公民切身的实际需要，那么学科的重要性、课时分配等难题也就容易解决了。

二、物理课程应该加宽知识面 物理学发展到今天，已经深入到各种产业和日常生活的各个方面。可以说，在生活中到处都能碰到物理问题。在这种形势下，过窄的物理学知识面不利于学生适应未来的社会生活，也不利于实现物理课程的其他教育功能。

许多与日常生活息息相关的物理知识，在中学物理课本中却难以找到，即使有，也往往作为选讲处理，多数老师不讲。相对湿度是一个常用的物理概念，夏天，人们对于温度的感