物理教学应重视“科学性”

白璐 张贵林

摘要：物理是科学，物理教学也需要重视“科学性”。但近年来，有些教学和研究重理论轻实践且脱离实际的现象时有出现。本文对学术刊物、教材和课堂中出现的一些现象进行剖析，重申科学殿堂应避免“纸上谈兵”和“闭门造车”。

关键词：物理  教学  科学性

又一次看到某期刊上发表了一篇用水测大气压的文章，联想到不久前看到知名网站上“真实”的此类视频，我感到怀疑：这是真实的实验吗？在现今信息化教学之风盛行的状况下，广大物理教学工作者应守住物理教学和研究的本真。下面就有关学术刊物、教材和课堂中出现的“真实”现象谈点看法。

一、不能在“头脑中”做实验

物理实验是科学研究的基本方法之一，但实验必须是“真实”的操作，不能仅是由头脑思考得出，应该用专门的教学仪器设备，在人工控制条件下使物理现象发生或再现。不做实验，充其量只能是“猜想”。

某知名物理刊物2020年第1期刊登的《自制低成本钢丝管水柱测大气压实验的开发和应用》一文，从托里拆利实验的反思、改进、引用，详细地叙述了用水做托里拆利实验。其制作之精湛，“实验”之精妙，看后令人耳目一新。但是，我要请教三位作者老师：你真的做了实验吗？真的能到达10 m吗？对此我是有怀疑的，因为，第一，空气的主要成分是氮气、氧气和二氧化碳等气体，氮气难溶于水（但也溶呀），氧气微溶于水，而二氧化碳易溶于水，所以水中有空气，就不可能将水面上抽成真空;第二，大家知道，水在任何温度下都能蒸发，水上面肯定有水蒸气;更重要的是水的沸点与气压有关，在1标准大气压下，水的沸点是100 ℃，在0.02标准大气压下沸点是18 ℃，也就是说在0.02个标准大气压下“常温下”水就沸腾了（当然，水不能持续沸腾下去，因为水面上气压增大，就停止沸腾，这与上方空间大小有关，而且水柱是缓慢下降的，沸腾过程人眼难以观察到）;第三，抽气机不可能将管里抽成真空，这是基本常识。实际上，用水做实验，水柱高度肯定在10 m以下。

二、操作切忌“纸上谈兵”

科学实践应有规范的操作过程，需要专家引领、指导操作方法。但是，有的虽然理念新、方法科学，如果没有进行“真实”操作而只是“纸上谈兵”，它的科学性就值得怀疑。

某物理刊物2019年第6期中《物理实验操作测验与纸笔测验的比较研究》一文，介绍纸笔测验不能代替实验操作，实验操作更有利于学生综合能力的提升，无疑是正确的，对物理教学实践有正导向作用。文中介绍了物理实验操作评价指标，分为四大项：一是识别与选取，二是安装与调试，三是操作与观测，四是记录与处理，分值分别为9、14、38.5、38.5。每一大项又分为若干小项，比如：“第三大项操作与观测，分为六小项，C1（8.5分）、C2（8.5分）、C3（12分）、C4（2.5分）、C5（3.5分）、C6（3.5分）。”可以看出，作者精心设计了这个操作评价量化表，赋分很恰当，考虑操作的过程很周到、全面、细致。但是，我就想请教作者：这种“非常详细”的评分量表，您经过实际操作了吗？用什么办法大范围实施并这样精致地打分呢？是一人评多人，还是多人评一人呢？窃以为：任何先进的教学思想都必须经过实践的检验！如果多人评一人，也不现实呀！这样精细打分可能脱离了实际，文中所研究的现行纸笔测验现状，用来作为实验操作的对照组可能并不合适。

三、论证必须有充分的“依据”

科学是“物”的东西，是真实的，可以证伪。科学知识可以通过实验获得，也可以通过严谨的理论推导得出。

2015年5月某物理刊物上的《分子引力和大气压强谁起主要作用》一文，作者采用理论推导的方法得出结论，但前提是“各真实……，可能比表现的宏观接触面积的万分之一还要少。”我不知道作者的这个“万分之一”依据何来，查了有关资料也没发现依据，而没有依据的证明是无效的，这篇章文章的价值就值得怀疑。其实，在实际教学中用实验对其证明也很方便：一是将其放在真空中，可排除大气压的影响，将所挂铅柱和钩码置于声传播演示器中，再用抽气机抽气即可。二是想办法将两接触面磨平，在下方挂物体，若下挂物体的总重大于大气对两接触面的最大压力，也可以证明。

四、“高大上”的“理论”

物理教学需要科学引导，目的是帮助学生学习，提高教学效率。时下，各种新的教育理论层出不穷，但有的“理论”真的能为教学服务吗？

某知名物理刊物2017年第3期刊载了《初中牛顿第一定律高端备课》一文，我认真拜读了。读后我如鲠在喉：“高端备课”“高”在哪里呢？如果真的这样上课，会把学生如同置于“雾里云里”中。文中提出“经研究发现，教材编写存在3个问题：……也就无从谈起”。

且不说该文备课未按“常规出牌”——没有“备教材、备学生”，拟定的教学目标也偏高、内容太多（其实作者安排的有三节课内容）。文中最大“亮点”是破除“前科学概念”，现在说得最多的是“前概念”，对于学生来说，每件事都有前概念，每节课都有前概念，教学过程必须捕捉前概念，帮助学生建立新概念。只不过这节课的前概念更明显、更容易捕捉罢了！本节课前概念“力是维持物体运动状态的原因”在课前就揭示了，在演示实验过程中，教师就已经让学生在观察中发现“冲突”，很容易得出“力不是维持物体运动的原因”。最不能理解的是“教材列举的案例”不妥，作者列举的案例是：一架飞机从北京飞往乌鲁木齐和从乌鲁木齐飞回北京时间不等。“……解释飞机两地飞行的时间差。”本人真的找不到这个内容与所授知识有何联系，也思考了与地球自转是否有关，翻阅了地理书，仍未找到答案，只好求教地理老师，很遗憾，地理老师也不清楚，于是救助互联网……把物理课上成了这样的“高端”课，这样的课堂教学将会把学生带向何方？因此，对这样的“高端备课”我是持怀疑态度的。

五、“伪创新”的课堂

随着教育现代化和新课程理念的深入人心，各种先进的教学手段、教学方法相继出现，如传感器对定量关系的直观显示是传统实验不具备的优势，让物理课堂充满生命活力。教学中不应迷信所谓的“前沿科技”，选择适合学生的才是最佳课堂，不应为创新而“创新”。

我曾经听过“怎样认识力”一節课，很多老师花较多的时间用传感器演示物体间力的相互作用，而学生对出现的“图线”还是一头雾水。传统实验用“一个气球压另一个气球两个都变瘪”，不到一分钟就直观明了地解决问题。哪个高效，一目了然！讲解“法拉第的发现”一课，有老师给学生准备了众多器材，让学生主动探究，美其名曰“重走科学家探索之路”，实际是“放野马”。要知道，伟大的法拉第用了十一年才发现的规律，你给学生一、二十分钟就能完成，那他们多厉害呀？

物理是“物”与“理”的结合，应该是“真实”而“理性”的，是科学。科学是真理，不是“市侩”。时下，科学研究好高骛远，诚信不足，不愿亲手实践，研究只求“高”不求“实”，理论脱离实际。这样的研究应该休矣，应该让教材、学术期刊以及课堂成为科学的神圣殿堂！