这套高中物理的教学目标,能让学生兴奋起来

百科   2025-01-15 00:04   广东  

《PSSC物理》解读之1

《PSSC物理》的绪论,包括3个小节,依次是:物理学的生长,物理学使用的工具,研究物理学的人。

今天读第一节。下面是这部分的中文版原文(不幸的是,翻译得很差),共9段:


这一节可分为两部分。前5段是第一部分,讲物理学能够做什么。后4段是第二部分,讲物理学的生长性质。(文章内容的划分,不应看的太死板。这就像人的身体,可以大致分成一些部分,但是不存在截然分明的界限,相邻部分常常是互相渗透、连在一起的。)
三个情景
课文从情景入手。一共给出三个情景,每种情景很自然地引发一些问题——只要我们稍加思考的话。
第一个情景描写的是相距很远的许多地方发生的事件,这些事件不是各个孤立,而是互相联系在一起。那么,每两件事之间的联系究竟是怎样的?
天空中一个地方发生闪光,地面的收音机便嘎嘎作响。闪光为何可以让收音机发出响声呢?
收音机发出异响,与闪光是同时,雷声则是稍后来到,雷声与闪电是什么关系呢?
窗户玻璃震响与听到雷声是同时,二者又是什么关系?
风暴监测中心离发生闪电的地方很远,看不到闪电,却能准确指出发生闪电的位置。这是怎么做到的?
以上都是闪电发生以后的事情,而天气预报员更神奇,因为在闪电发生之前,他竟然已经预料到它要发生了。他是怎么知道的?
眼睛看到闪光,耳朵听到雷声,收音机发出异响,空气中发生闪电等等,这些都是表观现象。作者问:这时候眼睛、耳朵等本身,到达发生了什么?这是很重要的问题。(我举另一个例子:从冰箱拿出一瓶可乐,不一会,可乐瓶外面就挂满水珠。知道这现象,只是生活经验,算不得科学。只有问:这过程到底发生了什么?才开始进入科学。)
第二个情景的描写中,使用了对比:还没有足球大的电动机,可以驱动像房子那么大的测试机;我们日常认为很结实的金属棒,在测试机的拉动下,竟显得像软糖一般。
这个情景很自然使我们提出问题:我们知道金属很结实,要把它像软糖一样拉断,必定需要很大的力,这么大的力是怎么产生的?金属能够抵抗这么大的力,又是依靠什么?
这一段末尾顺便一提的三个问题,也很有意思:铁与玻璃都是固体,但铁那样结实,而玻璃那样容易破碎,这种差别是怎样产生的?
铁与铝同属金属,都很结实,然而,它们的密度差别很大,这差别又是怎样产生的?
玻璃比铁易碎,铝比铁密度小很多,但是铁却最容易生锈而坏掉(人家玻璃可不会生锈,铝看上去也不会生锈),这又是怎么一回事?
第三个情景与月亮有关。这里又一次使用了对比手法。天气离我们较近,太阳月亮离我们远得多,但是,预测日食比预测明天的天气还要容易(还记得第一段结尾吗?)
在最初的恐龙(恐龙离我们够久远了,对吧)出现之前很久,月亮就在绕着地球运转。如今,恐龙早已灭绝很久了,月亮还在绕着地球运转——从未歇息过。
从大小上看,人造卫星与月球差太多。可是它相当于人造月球。它一直绕着地球运转,不需要推力,就像月球绕地球运转不需要推力一样。这种运动为何能够一直持续下去?
这三个情景,使我们问出这样许多问题。
物理学能做什么
第5段告诉我们,物理学使我们能够回答上面种种问题,能够做出预测,能够设计和做出新东西(三个情景中出现的许多东西,都是借助物理学才能做出来:收音机,无线电探测器,电动机,人造卫星等)
请特别注意“预见”(或预测)这个词,它在这套书里会一再出现。
但是,对问题有了答案,是不是就万事大吉、一劳永逸了呢?作者立即进行了重要的补充:新的答案常常引起新的问题。
原来,在物理学中,找到答案不是终点,而只是新的起点。
这是物理学的重要特征。答案会引起新的问题,不是它的缺点,而恰恰是它的优点(老贾反正这样认为)。这意味着物理学是活的。
这样就来到第二部分,物理学的生长。
连锁反应
我们通过两个例子看到,一个进展怎样引起另一个进展,直到引起许许多多的进展。这些互相影响,不限于物理学内部,还发生在各门科学之间,以及科学、技术以及实际成果之间。这些相互作用很有趣,或出入意料。
第一个例子,是由一个工具,即望远镜,引起的一连串进展。
第二个例子,是由科学理解上的进展(应是指气体分子运动论)引起的一连串进展,其中包括显像管、浓缩桔汁这样的东西,甚至还包括了对化学基础的澄清。
施工中的大厦
介绍完上面两个例子后,作者说:所以,这门学科在生长。
我为什么说这套书的中文版翻译得不好?这句话的原文只有4个词:So the subject grows.
结果,中文版把这句话翻译成:物理学就是这样发展起来的。这与原文的色彩大不相同。
一般的物理课本,特别是中学物理课本,常常忘记告诉学生,或向学生强调:物理学仍在发展中,物理学的知识中,仍然存在不尽如人意的部门,仍然存在许多疑难,等等。
我们很容易理解为什么会出现这种忽视。因为考试时不会考那些部分嘛。中学物理的主体内容,都是物理学中的成熟部分。
但是,忽视物理学还未“竣工”这一面,会对学生的态度产生两种糟糕的影响。第一,容易使学生形成被动的态度,第二,容易使学生形成教条的态度。
这门课的目标
我们在别的课本上读到过类似的课程目标吗?
这本书的目标是:让学习者看到物理学这座大厦的设计,除了展示建筑者已经建好的部分,还要带学习者看看建筑者正在建的一些部分,并让他们注意还没有完成设计的部分。
这个目标会让学生兴奋起来,不是吗?

科学的故事
一直学习,一直变好。
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