阿伦斯物理课程思想对我国物理课程改革的启示

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1、阿伦斯物理课程思想对我国物理课程改革的启示　　摘要：从物质、性质、物理量和物理定律之间关系的角度可以更好地解读美国著名物理教育家阿伦斯的物理课程思想.用他的课程思想去审视我国现行物理课程，可以发现其中的一些不足之处.　　关键词：物质；性质；物理量；物理定律；物理课程　　阿伦斯（ArnoldBorisArons，1916―2001）被称为当代国际物理教育研究之父.他的物理课程思想对我国的物理课程建设很有启发.在此，笔者想通过介绍他的物理课程思想，对我国物理课程改革提出几点建议.　　一、阿伦斯物理课程思想综述　　阿伦斯花了近半个世纪的岁月对基础物理教育进行了系统的研究

2、，继承和发展了苏格拉底、柏拉图、蒙田、卢梭、杜威、怀特海和皮亚杰的教育理论，给我们留下了宝贵的物理教育思想.把阿伦斯物理教育思想划分为物理教学思想和物理课程思想，这仅仅是一种侧重的描述方法.其实，两者是一个不可分割的整体.我们在侧重介绍他的物理课程思想时，肯定会涉及他的物理教学思想.阿伦斯的物理课程思想散见于他的专著和论文中.这里我们选出其中比较核心的和对我国物理课程改革具有启发性和针对性的内容来加以介绍.　　（一）科学概念不是物质　　早在20世纪80年代，阿伦斯就明确地指出“科学概念不是物质”.在《批判性思维和学士学位课程》一文中他指出：“……科学概念不是‘4被

3、发现’的物体，而是人们通过智力活动经过精心抽象而创造或发明出来的……”[1]　　既然科学概念是人们创造出来的，那么，我们就必须向学生讲清人们是如何创造这些概念的.基于这一认识，阿伦斯进一步强调了概念的操作型定义在物理课程中的重要性.在《基础物理教学指南》一书第12章“提高科学素养”中，他共列出了12个科学素养的特征，并把学生必须知道“科学概念不是物质”和概念的“操作型定义”列为第1、2两个：“知道科学概念（如速度、加速度、力、能量、电荷、引力和惯性质量）是通过人们的想象力和智力发明（或创造）出来的，而不是像化石、新物种或矿物这些有形的物体或被偶然发现的物质.”“知

4、道理解和正确运用科学概念需要详细的操作型定义……”[2]289　　在《基础物理课程中能量概念的发展》一文中，阿伦斯明确指出：“能量不是具体的物体，不是物质……（许多学生学了基础物理课程后把动量和能量当成了物质……）”[3]1064　　（二）对超距作用的批判　　在《基础物理教学指南》一书中，阿伦斯从历史的角度多次分析超距作用观点，指出它的各种表现.　　在第3章“基础动力学”中，他明确指出，牛顿理论是超距作用的理论[2]49-90.在第8章“电磁学”中，他介绍了法拉第否认超距作用观点建立场的概念的历史.他甚至细心地指出，“吸引”一词在某些情境下也表现出超距作用的观点[

5、2]196.　　（三）力是分布式的4　　在《基础物理教学指南》一书第3章“基础动力学”中，阿伦斯指出：“用单独一个箭头来表示物体的重力、物体表面的正压力、物体表面的摩擦力，是一种分布效应的简化表示.这些分布的力必须‘一块一块地’加起来.很少有教材引导学生去认识这一点.”“如果我们提醒学生去关注力的分布特点，这一观点学生是不难接受的.问题是我们从来没有这样提醒过学生.如果我们一直不提醒学生，这一概念上的空白就会一直留在学生的头脑中，许多学生一直要过很长时间，等他们的概念发展到一定程度时才会去填补这一空白.”[2]68　　（四）动能定理不是能量方程　　在传统物理课程中

6、，动能定理普遍地被当作独立于牛顿运动定律的能量方程来处理.针对这一长期以来存在的问题，阿伦斯在《美国物理学杂志》上专门发表《基础物理课程中能量概念的发展》一文，从概念和历史的角度进行了严密的分析.他指出：“基本的问题是，动能定理实际上是一个动力学方程，它是从牛顿第二定律中推导出来的，而不能成为一个真正的、普遍的能量方程.在经典物理中，有三个独立的守恒方程.第一个是连续性方程或质量守恒方程.第二个是动量守恒定律，它是对牛顿力学的高度概括.如果经典物理中普遍的能量守恒定律可以从动力学方程中推导出来，这将会出现同义反复的现象，就不可能存在第三个独立的方程，而事实上这个方

7、程是存在的.能量守恒定律不可能是推导出来的，它像其他守恒定律一样，是从有限的观察中归纳出来的，并最终被大家接受，因为没有观察到反例.”[3]1063　　二、我国现行物理课程存在的不足及改进建议4　　上面所介绍的阿伦斯物理课程思想看似普通，却可帮助我们深刻地审视物理课程中存在的不足.下面我们用他的上述课程思想来透视我国现行物理课程中存在的不足，并提出相应的改进建议.　　（一）把物理量当作物质　　物理量不是物质，是人们为了描述物质的性质而创造出来的.然而，在物理教材中，我们普遍地可以看到把物理量当作物质的现象.具体表现如下.　　1.把电荷当作物质　　现行人教版高中物理

8、教材，对“