由一道史学类试题引起的思考

朱崇军

(江苏省灌云县教育局教研室,江苏灌云 222200)

“高中物理课程应体现物理学自身及其与文化、经济和社会互动发展的时代性要求,肩负提高学生科学素养、促进学生全面发展的重任”[1].物理学史在这方面能发挥很大的作用,因为历史研究不仅仅在于“重建事件的独特情境以及事件的原因,在这个过程中,还要努力形成普遍化认识:关于恒久不变的现象的普遍化认识,以及行为的情境条件、过程和行动模式的普遍化认识”[2].皮埃尔◦迪昂指出:“准备使学生接受物理学假设的合理、可靠的和富有成效的方法是历史方法.追溯在理论形式首次被勾勒出来时经验内容自然增长经由的转化;描述常识和演绎逻辑以分析这一内容和模仿这一形式直到一个适应另一个的长期合作;为了给予学习物理学的人以这门科学十分复杂的和活生生的正确而明晰的观点,这是最佳的途经,甚至必定是唯一的途径”[3].于是,“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程”[4]进入了《普通高中物理课程标准》,根据这个要求,人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书＜物理＞》在这方面已作出了较好的安排.但教科书毕竟不是史学著作,教科书总会存在着一些不可避免的缺陷,正如科学史家托马斯◦库恩所说“教科书似乎经常这样暗示:科学的内容是惟一地由书中各页所述的观察、定律、理论所呈现的.这些书几乎始终无例外地被理解为,科学方法只是由收集这些教科书资料所使用的一起各种操作技巧,连同把这些资料与教科书的理论概括联系起来所使用的逻辑运作,二者凑合在一起的结果而已.这样一种科学观大大影响了我们关于科学的本质及其发展的理解”[5].要达到“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程”并不是一件简单的事情,正如亚历山大◦柯瓦雷所说,“要想用短短几句话说清楚牛顿科学的世界观的诞生、成长以及衰落的历史,这显然是不可能的,即便要列出一个牛顿著作的比较完整的清单,也同样会使人一筹莫展”[6].同样对物理学史作命题考查特别是用选择题来考查,我们很难将试题编制完善.

科学史识的局限和对史学思想方法的隔膜,可能会使我们认为编制史学类试题是一件简单的事,因此试题所产生的作用也就往往达不到我们预期的目的.

例.关于万有引力定律,下列说法中正确的有

(A)万有引力定律是开普勒发现的规律.

(B)万有引力定律的理论基础是开普勒三定律.

(C)万有引力定律的实验基础是伽利略的理想实验.

(D)万有引力定律是牛顿在实验的基础上,通过归纳总结出来的.

(E)万有引力定律是牛顿通过猜想、理论推导,再经过月—地检验得到的.

答案:(B)、(E).

好的史学类试题产生的积极效果应该能够促进学生记忆史学知识、认识研究方法、有利于好的思维习惯的形成,引导学生进行课外阅读,扩展科学史的视野,进而培养对科学的情感,形成正确的价值观.但中学生的物理学史知识主要来自于所使用的课本,所以试题的主要来源也是课本,否则它就失去了公正性、公平性.这是史学类试题编制所受的最大约束.

牛顿是一个伟大时代造就的一个伟大人物,科学史中的牛顿研究强调更多的是牛顿综合的意义.“1687年,牛顿发表了《自然哲学的数学原理》.这部巨著总结了力学的研究成果,标志了经典力学体系初步建立.这是物理学史上第一次大综合,是天文学、数学和力学历史发展的产物,也是牛顿创造性研究的结晶”[7].图1[8]从形式上能大致反应万有引力定律的发现过程和牛顿的创造性综合(牛顿的综合的本质意义在于:“自然之书是用微粒符号和微粒语言写成的,这一点同玻义耳一样;然而,把它们结合在一起并赋予整本书意义的句法却纯粹是数学的,这一点又同伽利略和笛卡尔一样”[9].).

图1

单就万有引力定律的发现过程来说,也绝不像试题(B)、(E)选项所说的那么简单.“1666年牛顿从开普勒第三定律推出,行星维持轨道运行所需要的力与它们到旋转中心的距离成平方反比关系.……到了80年代,胡克、雷恩和哈雷都独自发现了这一关系.但他们都没能证明其逆命题:在平方反比于距离的力作用下,行星必做椭圆运动.只有牛顿给出了这一数学证明.即使确认了椭圆轨道与平方反比作用力之间的这种互推关系,也并不等于发现了万有引力.万有引力的关键在于‘万有',它是一种普遍存在的力”.[10]有人问牛顿是怎样发现万有引力定律的,他回答说:“靠不停的思考.”[11]也许我们更应该记住牛顿的两句名言[12]:“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩膀上.”和“我不知道世人怎样看我,但我自认为我不过是像一个在海边玩耍的孩童,不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜,而展现在我面前的是全然未被发现的浩瀚的真理的海洋.”因为从这两句名言中,可以窥见多么博大深邃的精神境界.

单一化、平面化、简单化的态度只能制造神和神话,这不是科学史的研究态度,当然也不是科学的态度,这也就不利于学生科学素养的培养与形成.要编制好史学类试题,我们要靠不停的思考、不停的实践和广博的阅读,甚至还需要科学哲学思想的指导.

1 普通高中物理课程标准.北京:人民教育出版社,2003.1

2 [法]沃尔夫冈◦布列钦卡著,杨明全译.教育知识的哲学.上海:华东师范大学出版社,2006.153

3 [法]皮埃尔◦迪昂著,李醒民译.物理学理论的目的和结构.北京:华厦出版社,1999.302

4 普通高中物理课程标准.北京:人民教育出版社,2003.16

5 [美]托马斯◦库恩著,金吾伦译,科学革命的结构.北京:北京大学出版社,2003.1

6 [法]亚历山大◦柯瓦雷著,张卜天译.牛顿研究.北京:北京大学出版社,2003.1

7 郭奕玲.物理学史.北京:清华大学出版社,1993.26

8 郭奕玲.物理学史.北京:清华大学出版社,1993.37

9 [法]亚历山大◦柯瓦雷著.张卜天译.牛顿研究.北京:北京大学出版社,2003.8

10 吴国盛.科学的历程.北京:北京大学出版社,2002.213

11 郭奕玲.物理学史.北京:清华大学出版社,1993.37

12 吴国盛.科学的历程.北京:北京大学出版社,2002.216