高志雄

摘  要：近年来，随着新高考改革，高中“3+3”“3+1+2”选课模式的试行，物理遭到“冷遇”现象成为热议，物理难被广泛讨论。身为中学物理教师，为解决这一问题能做些什么呢？

关键词：物理;“冷遇”现象;易被忽视;科学素养

正文：

近年来，随着新高考改革，高中“3+3”“3+1+2”选课模式的试行，物理遭到“冷遇”现象成为热议，物理难被广泛讨论。今天我就中学物理教学中易被忽视的科学素养教育浅谈一些自己的认识。

以人教版高中《物理》必修一第二章第6节《伽利略对自由落体的研究》为例，目前教学中多是简单的说亚里士多德“（同一媒质中）重的物体比轻的物体下落的快”这个观点错了，然后伽利略通过逻辑推理和实验验证推翻了此观点，通过重演伽利略的斜面实验，最后合理外推，得到自由落体运动的真正规律。对亚里士多德的介绍多是一言带过，很容易让学生产生“亚里士多德也就是早先去研究运动问题的人而已，并且研究的还不对”之类的想法，这是片面的。

简述下亚里士多德，目前认为其是在公元前384年出生于希腊的马其顿，17岁赴雅典跟随柏拉图学习20年，直到柏拉图去世后方才回到马其顿成为亚历山大的第一家庭教师;在公元前335年，亚里士多德回到雅典，在鲁西母建立了吕克昂学校，被称为逍遥学派。但自从古希腊文明衰落后，在1500年的时间里，西欧人对其著作基本上是一无所知，直至公元13世纪，其著作才重新被发现，在中世纪后期其影响非常广泛，人们尊称其为“哲人”。其著作——一小部分概述他人工作，大多数被认为是其独创，几乎构成了古希腊思想史的百科全书——逻辑学、哲学、神学、物理学、天文学、生物学、心理学、经济学、修辞学、教育学、伦理学、政治及文学，以至于在今天也很难让人相信一个人能掌握这么多不同的学科，在物理理论方面的局限性完全无损其在其他领域的伟大成就，黑格尔曾说“亚里士多德乃是历史上最多才、最渊博的科学天才之一，他是一个在历史上无与伦比的人……柏拉图的著作被广泛地阅读，亚里士多德则直到最近还未被认识，而流行的乃是关于他的一些最错误的偏见”，马克思称其是“古希腊哲学家中最博学的人物”，恩格斯则说“他是古代的黑格尔”……

很明显，若本课关于物体下落运动仅让学生形成“亚里士多德错了，伽利略对了”的观点是片面的，完全无法让学生意识到他是世界古代史，上伟大的哲学家、科学家和教育家之一，堪称希腊哲学的集大成者，这对于培养学生全面、理性认识事物的科学素养是有巨大危害的。

如何全面、理性的认识亚里士多德关于物体下落的论述呢？我们必须得清楚亚里士多德所处的历史时期。

公元前400年的思想家对自然界看法的思想体系认为地面上的物体与天空中的物体是截然不同的，我们所能接触到的地面物质被认为是由“土”“水”“空气”及“火”四种元素混合而成，当然这些元素并不与它们同名的自然物质相同，例如平常的水被认为是由所有这四种元素组成，只是水元素占多数;在地面范围内，这四种元素都有其各自的自然位置，从上到下依次是火、空气、水、土，每一种元素都有力求回到其自然位置的特性。故若将火从其自然位置移到下面来，它就要经过空气上升到其自然位置;同样空气将要从水中上升，而土总是要从空气、水中下降。实际物体的运动决定于组成它的四种元素的混合情况及其所在的位置跟这四种元素的自然位置之间的关系，若煮沸水，则使水元素和火元素结合起来，而火元素的自然位置相较水元素要高些，故这种水、火混合物——水汽就上升;另一方面，一块石头主要是由土元素组成，因此被拿到空中一松手，它就会从火、空气、水中落回到其自然位置——地面。

当时思想家们相信在天空中的恒星、行星及其他天体，和地面附件的物体在组成、性质上是完全不同的。其认为天体不包含火、空气、水、土这四种元素，而是由“第五原质”的第五种元素组成，第五原质组成的物体的自然运动，表現为既不上升也不下降，而是围绕宇宙中心做圆周运动，当然当时认为这个宇宙中心就是地心了。天上的物体总是在各自的自然位置上，而地面附件的物体，只有在离开了其自然位置而又返回时，才显示“自然”运动，这就是天上物体和地面上物体的完全不同之处。

故亚里士多德认为一个重物向地心下落，正是“自然”运动的一个实例，于是出现了“当任何重物被松手后，将很快达到某个下落的最终速率，并以这个速率下落到路程的终点;而决定一个落体最终速率的则是其重量”等观点。如一块石头比一片树叶下落的快-些，这是和他对物体下落的概念符合的很好的——亚里士多德认为重量是由于土元素而产生的，而土元素的自然运动倾向就是落向地心;一个重的物体含土元素较多，落到它自然位置的倾向性也就较大，因此下落速率也就要更大些……

亚里士多德还有一些非“自然”运动一在外力的作用下，物体除了落向自然位置之外的任何其他运动的论述。这些思想经13世纪基督教学者和神学家转述推广，成为当时“宇宙论”的重要组成部分，也为“地心说”、神权统治起到了很大的作用。

当然，亚里士多德另外两个影响也不得不提——亚里士多德认为数学对描述地面现象没什么价值;其强调直接的、定性的观察是形成理论的根据。简单的定性观察使亚里士多德在生物研究中取得了很大的成就，但事实表明只是在认识到数学推导和精细测量的价值后，物理学才真正得到进展。伽利略告诉我们，懂得忽略什么和懂得考虑什么，在科学发展中几乎是同等重要的;通过简单的情况着手，了解了每一种不同效应以后，回过头来研究通常情况下的现象，才能掌握其复杂性。当然谈论伽利略所取得的巨大成就也决不能抛开文艺复兴运动的巨大奠基作用而仅归根为个人成就，准确全面认识一个人及其所处的历史环境，才能准确认识这个人取得的历史成就和出现的错误。

今天对物理有所畏惧的学生，若我们培养出了其全面、理性认识事物的科学素养，那么他就可能不会放弃对物理的探究，并在未来可能会取得一个巨大而辉煌的成就！而这，也正是我们教育工作者选择教育事业的初心吧。

参考文献

[1]  百度百科：亚里士多德

[2]  人教版高中《物理必修1教师教学用书》