馮杰
摘要:物理觀念是物理學科核心素養(yǎng)的第一要素。文章從哲學、邏輯學、語言學和社會學的角度闡述了“觀念”一詞的涵義,辨析了“物理觀念”的特征、涵義,以及在物理學發(fā)展中的地位和作用。同時發(fā)現(xiàn),在物理新課程的物理核心素養(yǎng)目標實踐中,關于“物理觀念”理解、釋義和應用方面需要一步厘清。
關鍵詞:觀念;物理觀念;物理學科核心素養(yǎng);物理新課程標準
進入21世紀的新時代,我國高中課程體系的改革實現(xiàn)了從2003年版的“三維目標”到2017年版的“學科核心素養(yǎng)”的跨越?!镀胀ǜ咧形锢碚n程標準(修改稿)》(以下簡稱“修改稿”)提出以物理核心素養(yǎng)取代《普通高中物理課程標準(實驗稿)》(以下簡稱“實驗稿”)三維目標。物理核心素養(yǎng)包括四個方面的要素:物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任。修改稿指出:“物理核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力,是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質,是學生科學素養(yǎng)的關鍵成分?!?/p>
物理核心素養(yǎng)第一個要素是“物理觀念”。雖然修改稿對“物理觀念”的內涵、外延和目標水平層次做出了明晰的界定,但是,從實踐操作層面上而言,廣大物理教師、學生以及物理教育研究者仍然存在比較大的理解差距,可以說是莫衷一是。修改稿修訂組主編的《普通高中課程標準(2017年版)解讀》對“物理觀念”解讀甚少。特別是近一段時間,許多學者糾結于“物理觀念”與物理概念的淺顯區(qū)分,甚至在物理教學實踐中誤讀“物理觀念”,導致了理解、釋義和應用方面的迷茫。因此,在目前全國陸續(xù)開始實施新的課程標準之時,辨析物理觀念,不僅及時而且非常有必要。
一、《普通高中物理課程標準(修改稿)》
對“物理觀念”的描述
修改稿指出:“物理觀念”不僅是物理核心素養(yǎng)的主要內容,而且是其他物理核心素養(yǎng)的重要基礎。
1.“物理觀念”的內涵界定
修改稿指出:“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識;是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華;是從物理學視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的基礎。
根據這個界定,“物理觀念”的范疇是“關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識”;其性質為“物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華”,明確其是主客觀結合的產物;其作用“是從物理學視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的基礎”;其內容“主要包括物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應用等要素”。
這個界定雖然清晰,但太宏觀,廣大物理教師在具體知識點的教學設計(課程內容)中難以操作。
2.“物理觀念”的水平層次劃分
修改稿的正式文本對“物理觀念”作為教學目標達成的水平層次做了如下的劃分:
水平一:能從物理學的視角解釋一些簡單的自然現(xiàn)象,具有將物理學與實際相聯(lián)系的意識。
水平二:形成初步的物理觀念,能從物理學的視角解釋一些自然現(xiàn)象,能應用所學的物理知識解決簡單的實際問題。
水平三:具有物理觀念,能從物理學的視角描述和解釋自然現(xiàn)象,能應用所學的物理知識解決實際問題。
水平四:具有清晰的物理觀念,能從物理學的視角正確描述和解釋自然現(xiàn)象,能綜合應用所學的物質知識解決實際問題,能指導工作和生活實踐。
水平五:具有清晰、系統(tǒng)的物理觀念,能從物理學的視角正確描述和解釋自然現(xiàn)象,能靈活應用所學的物理知識解決實際問題,能有效指導工作和生活實踐。
由于教學活動的雙邊性,這種主要基于教育者期望的角度,而不是從學習者物理思維角度的“唯象”的“水平層次”的劃分,在物理教學實踐中不太容易把握。在水平二、三、四、五中都出現(xiàn)了“物理觀念”一詞,但是,無論是修改稿的文本,還是目前的物理教學和教研領域,對“物理觀念”的釋義理解和教學設計實踐.還需要一個辨析的過程。
3.應當從自然哲學的角度解碼和認知“物理觀念”
物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規(guī)律,以實驗為基礎的自然科學。其研究的內容是宇宙的基本組成要素:物質、能量、空間、時間及其相互作用。從研究對象的角度研究物質的各種最低級的運動形式,首先是物理學,其后是化學、生物學、醫(yī)學、社會科學。同時,物理學與其他許多自然科學有關聯(lián),物理學原理與一些社會科學也有關聯(lián)。數學是物理學的基本工具;地理的地質學要用到物理學的力學:氣象學原理離不開熱學;天文學就是物理學;熱力學第一定律就是能量守恒定律,也就是能量轉化和守恒的普遍原理;熱力學第二定律不僅僅描述了時間的單向性:量子力學是現(xiàn)代化學的基礎,也是現(xiàn)代生命科學的基礎:這是基于物理學本源從哲學層面對“物理觀念”的最基本的詮釋。
因此,我們可以給“物理觀念”下一個更加簡潔的定義:“物理觀念”是基于物理學客觀規(guī)律、經過邏輯加工的一種物理哲學思想。
二、探尋“觀念”一詞的本源
筆者認為,應當首先從哲學、邏輯學和語言學乃至社會學的角度,厘清“觀念”一詞的涵義,然后再討論物理觀念。
1.“觀念”一詞的哲學涵義
何為“觀念”?《辭?!罚?010年版)有三種解釋。第一種:“觀念”即思想,是思維活動的結果,屬于理性認識。第二種:“觀念”一詞譯自希臘語,通常指思想。有時亦作表象或客觀事物在人腦中概括的形象,屬于感性認識。第三種是闡述“觀念”一詞在西方各派哲學中有不同的涵義。其一,在客觀唯心主義哲學中,常常譯作“理念”“相”或“客觀理念”,亦有譯作“理式”。其二,在主觀唯心主義哲學中,“觀念”通常被歸結為主體的感覺與印象或產生世界的創(chuàng)造本原,它是事物的“涵義”或“本質”。其三,在英國經驗派哲學中,“觀念”指人類的意識或思維的對象,即感覺與知覺。其四,在休謨的哲學中,“觀念”指回憶起來的印象或想象到的印象。
值得注意的是:前兩種解釋把“觀念”定位于兩個不同的認知階段。第三種的客觀唯心主義哲學解釋類似于第一種解釋,即“觀念”屬于理性認識。第四種的主觀唯心主義哲學解釋,類似于第二種解釋,即“觀念”屬于感性認識。我們知道,感性認識可以分為感覺、知覺和表象三種類型,理性認識可以分為概念、判斷和推理三個階段?;诖私忉?,我們如何界定和操作“物理觀念”呢?
2.“觀念”一詞的邏輯學涵義
按照《辭?!穼Α坝^念”的第一種解釋——“觀念”即思想,那么,“觀念”就是邏輯學中的“純粹理念”。所謂邏輯學,即關于思維形式及其規(guī)律的學科。所謂“純粹理念”就是思維的活動和它的產物。思維能產生思想,而且能產生它所需要的特定思想。所以,能夠產生“觀念”。邏輯學是指導人們掌握正確的思維方法的學科。因為“純粹理念”就是人類大腦思維的最抽象的要素所形成的理念,即“觀念”。如果沒有邏輯學,人類就不能夠尋找到真理。因此,“觀念”產生、發(fā)展和更新必須借助于邏輯學。由此,我們如何基于邏輯學界定和操作“物理觀念”呢?
3.“觀念”一詞的語言學涵義
觀念在《現(xiàn)代漢語詞典》有兩種解釋:一是“觀念”即思想意識,比如,破除舊的傳統(tǒng)觀念;二是“觀念”指客觀事物在人腦里留下的概括的形象(有時指表象)。比如,“某某觀念”根深蒂固。也就是說,首先,“觀念”屬于意識范疇,因此它是主觀的。而且觀念形成后,它對一個人的言行的指導應是下意識的,不需要特意思考。其次,“觀念”的形成是對客觀事物形象的概括,這里客觀事物的來源非常廣闊.人長期生活學習的所見所聞所做都屬于此范疇。因此“觀念”會發(fā)展變化。總體而言,“觀念”既反映了客觀事物的屬性,又具有主觀性。由此,我們如何界定和操作“物理觀念”呢?
4.“觀念”一詞的社會學涵義
一方面,《辭?!罚?010年版)第一種解釋是把“觀念”定位于理性認識。從廣義的理性認識角度,社會存在決定人們的思想。人們的思想具有相對獨立性,可以成為觀念形態(tài),構成社會意識形態(tài)。觀念形態(tài)一旦成為社會意識形態(tài),就會對社會存在反作用?!罢_的思想一旦為群眾所掌握,就會變成巨大的物質力量”就是這個道理。另一方面,個體的“觀念”是其對事物的主觀與客觀認識的系統(tǒng)化之后的集合體。人們會根據自身的觀念進行各種活動。比如,利用觀念體系對事物進行決策、計劃、實踐和總結等活動,從而不斷豐富活動內容(生活、學習和研究)和提高生產實踐水平。所以,觀念具有主觀性、文化性、實踐性、歷史性和發(fā)展性等特點。由此,我們如何界定和操作“物理觀念”呢?
綜上所述,觀念是人們對事物的主觀與客觀認識的系統(tǒng)化之集合體,是人們根據自身主客觀環(huán)境形成和進行的各種活動的階段性總和。觀念具有主觀性、實踐性、文化性、歷史性、發(fā)展性和局限性等特點。
三、必須為物理新課程中的“物理觀念”正名
何為物理新課程實踐中的“物理觀念”?我們應該從哲學、邏輯學、語言學及社會學的角度出發(fā),以物理學理論的起源、建立和發(fā)展歷史脈絡為依據,結合認知心理學相關理論和物理教育教學規(guī)律,才能夠厘清“物理觀念”的范疇和內涵。
1.“物理觀念”的局限性
由于人類文化發(fā)展階段的局限性,許多錯誤的“自然哲學觀念”在物理學漫長的發(fā)展歷程中發(fā)揮了巨大的作用。
亞里士多德關于“重的物體比輕的物體下落得快”就是一個經典的錯誤的“物理觀念”。從哲學的角度,在伽利略時代之前,這就是一條人們信服的科學規(guī)律。其一,亞里士多德的主要研究方法是思辨和直覺,因為那個時代并沒有科學研究的成熟方法,比如實驗方法、數學方法等,大部分只是睿智思辨的推理;其二,后人及伽利略主要也是通過邏輯學的思辨方式與亞里士多德進行“對話”,通過“輕重物體綁在一起”來證明亞里士多德的結論是自相矛盾的。伽利略得出自己的正確推理之后,他才通過實驗向公眾宣傳自己的正確結論;其三,當下教科書和一些文章拿亞里士多德的錯誤觀點來調侃古代哲人智慧,這是不嚴肅的。亞里士多德并沒有進行系統(tǒng)的實驗研究,而是集直覺、邏輯思辨推理和實際的物理情景觀察得出的結論,所以,“物理觀念”的形成是一個歷史文化過程,不能用現(xiàn)在規(guī)范的科學思維程序去解讀。
亞里士多德還有一個經典的錯誤“物理觀念”:“力是維持運動的原因”。因為當時的西方也沒有形成科學研究的規(guī)范方法,甚至運動狀態(tài)是否可以用“速度”來描述都不是很清楚,更談不上關于物體運動本質的正確“物理觀念”。
2.“物理觀念”的文化性
文化性,是人類物質和文明成果傳導、融合要素的沉淀。文化性連接承啟、揚棄、傳導、播撒、創(chuàng)建和集成特質??梢哉f,作為量子物理學基石的“波粒二象性”是最具有文化特質的“物理觀念”。
一直伴隨和困擾人類的最大難題之一是光的本性:光到底是什么?惠更斯用“次波”的物理觀念解釋光現(xiàn)象,牛頓用“機械粒子”的物理觀念解釋光現(xiàn)象,這兩種“物理觀念”在解釋光的傳播、反射、折射和衍射現(xiàn)象時都不完美,甚至互相矛盾;托馬斯·楊用雙縫干涉確信光是“波動”的物理觀念,第一次波粒之爭,以“粒子說”失敗而告終:1900年,普朗克首先提出熱輻射“量子假設”物理觀念:1905年,愛因斯坦提出了光電效應的光量子解釋,試圖重建光是“粒子”的物理觀念;1923年,康普頓在研究x射線散射的實驗時,從光子與電子彈性碰撞的角度對此實驗現(xiàn)象進行了圓滿的解釋,人們不得不承認光波同時具有波和粒子的雙重性質。所以,1924年德布羅意提出“物質波”假說,認為一切物質,和光一樣都具有波動性和粒子性的雙重特性?!肮獾降资鞘裁础本褪沁@樣一個最基本而又最神秘的“物理觀念”,使人類在不斷探究的漫長艱苦的過程中,不斷地更新和發(fā)展自己的物理觀念,直到20世紀初,終于形成了“波粒二象性”的物理觀念。
3.“物理觀念”的歷史性
我們再從歷史的角度,審視人們是如何建立和更新某些“物理觀念”的。
波動光學:惠更斯的“次波”:→托馬斯·楊的“介質波”→菲涅爾的“彈性橫波”→麥克斯韋的“以太電磁波”→普朗克的“分立諧振子”(愛因斯坦將其理解為“光量子”)→薛定諤和波恩的“概率波”→德布羅意提出“物質波”……
這與其說是物理學的發(fā)展,不如說無一不是“物理觀念”的建立、更新和發(fā)展。而且,無論是惠更斯的“次波”、托馬斯·楊和菲涅爾的“彈性橫波”,還是麥克斯韋的“以太介質波”,其“物理觀念”都是不正確的?!案怕什ā辈糠终_,“物質波”需要繼續(xù)更新和發(fā)展。
電磁學:靜電與靜磁→1820年奧斯特電流磁效應→1826年安培分子電流假說→1831年法拉第電磁感應定律→1861年麥克斯韋位移電流假說→1865年麥克斯韋電磁理論(20個方程)→1890年赫茲簡化為四個對稱方程……。在1820年之前,人們具有理所當然的“物理觀念”:靜電與靜磁是兩個獨立的物理現(xiàn)象。然而,奧斯特電流磁效應不僅打破了這種形而上學的“物理觀念”,而且首先啟迪了人類的哲學觀念——自然現(xiàn)象是相互聯(lián)系的;啟迪了人類的邏輯觀念——對稱思維或逆向思維:既然“電”可以生“磁”,那么,“磁”是否可以生“電”?從而建立了“電磁感應”這一劃時代的物理觀念。
4.“物理觀念”的邏輯性
“物理觀念”的邏輯性在于,某些物理觀念完全符合實驗規(guī)律,但是有些物理觀念卻不可能完全通過實驗來證明。
1865年,麥克斯韋電磁理論雖然完善了光學學科重要的物理觀念:光的電磁波說。但是卻暴露了兩個重大邏輯矛盾:其一,光速與參考系無關;其二,按照介質波的物理觀念,如此高速的彈性橫波怎么可能在真空和空氣中傳播?愛因斯坦正是尋著“光的電磁說”這一物理觀念中的兩個巨大漏洞,建立了狹義相對論,提出了“光速不變原理”和“狹義相對性原理”兩大物理觀念。狹義相對論時空觀徹底更新了人類對宇宙的認識。
5.“物理觀念”的實踐性
所謂實踐性,是指人們在創(chuàng)造性思維的過程中,必須結合實踐,或必須以實踐活動為基礎,在實踐中檢驗思維成果是否正確,同時促進思維成果的進一步發(fā)展?!半娮印钡陌l(fā)現(xiàn)沖擊了原子是不可分的最小的物理觀念。盧瑟福的a粒子散射實驗建立了“原子的核式結構”模型,原子的核式結構的物理觀念奠定了量子力學的物理事實基礎。
“質能守恒”物理觀念是狹義相對論的基石.其公式為E=mc2。關于質量和能量之間的關系,在經典力學中該“物理觀念”的內涵是:其一,質量和能量之間是相互獨立、沒有直接關系的:其二,質量是基本量,能量是導出量,也可以說:質量決定能量。但在狹義相對論力學中,我們不得不更新:其一,質量和能量之間不是相互獨立的,質量和能量是相互依存的;其二,能量是基本量,質量才是導出量,即能量決定質量。也就是說,能量和質量是物體力學性質的兩個不同方面。愛因斯坦指出:“如果有一物體以輻射形式放出能量△E,那么它的質量就要減少△m=AE/c2。至于物體所失去的能量是否恰好變成輻射能,在這里顯然無關緊要,于是這樣一個更加普遍的結論被引上來:物體的質量是它所含能量的量度?!薄@顯然是一種新的“物理觀念”。
“質能守恒”的深刻哲學意義在于:其一,質量決定能量表明物體系的慣性質量和能量以同一種東西的姿態(tài)出現(xiàn),我們無法明確地區(qū)分體系的真實質量和表觀質量:其二,任何慣性質量都可以理解為能量的一種儲藏:其三,原來在經典力學中彼此獨立的質量守恒和能量守恒定律結合起來了,構成了統(tǒng)一的質能守恒定律,深刻地反映了物質和運動的統(tǒng)一性。其四,清晰簡單地解決原子能核反應的能量轉換問題。
6.“物理觀念”的主觀性
所謂主觀性,即以主體自身的需求為基礎去看待客體、對待客體。其是客觀存在經過主體內化以后的觀念的存在形式。物理學時空觀念的演變最能夠反映“物理觀念”的主觀性。時間與空間作為物理學中兩個基本的概念,從古至今,一直是哲學各流派從各自主觀的角度進行關注與探討的對象。而物理學時空觀與哲學時空觀的主要區(qū)別在于前者帶有明顯的“相對性”,即隨著物質分布層次的深入(宏觀到微觀)或拓展(宏觀到宇觀)以及運動狀態(tài)的改變(由低速到高速運動),物理時空觀必定不斷進行變革,越來越反映實際,但每一個相應的時空觀都有其適用范圍,可以說物理時空觀這個“物理觀念”的歷史演變帶有明顯的主觀性。
最古老的物理學時空觀包括:空間:上下四方謂之“宇”;時間:古往今來謂之“宙”。
物理學的舊時空觀:蓋天說一地心說。公元前3世紀一公元14世紀,認識到地球是圓的,位于宇宙中心;以月球為界,宇宙分為兩個部分;依次排列月球、水星、金星、太陽火星、土星等;
物理學的經典時空觀:哥白尼一日心說。不僅僅是坐標系的變更——描述的簡潔化——展示了太陽系的結構。
牛頓力學時空觀:一切力學規(guī)律在慣性參照系下都是等價的。適用于宏觀低速領域。
愛因斯坦的狹義相對論的時空觀:一切物理規(guī)律在慣性參照系下都是等價的。適用于宏觀高速領域。
愛因斯坦的廣義相對論的時空觀(非慣性系與引力場等價):進一步發(fā)展了“宇宙無中心”的觀點——等效原理;補充了時空觀念依賴于物質分布的相對性——引力場方程;補充了時空結構與物質分布的關系——空間彎曲。
這些“物理觀念”,從學生學習的角度看,包含許多物理概念、規(guī)律、原理等;從研究者的角度看,包含物理學家豐富的主觀創(chuàng)造性。
四、新課程實踐中關于“物理觀念”的誤讀
如上所述,其一,因為修改稿對“物理觀念”的描述的宏觀性——相當于辯證法范疇的層面,一方面引起了對其內涵的熱議,另一方面導致其內容屬性理解存在巨大差異:其二,修改稿中的“物理觀念”是作為物理核心素養(yǎng)的重要要素出現(xiàn)的,而物理核心素養(yǎng)是以取代三維目標呈現(xiàn)的。所以,造成了中學物理教學設計中把物理概念、規(guī)律、實驗結果、方法論統(tǒng)統(tǒng)作為“物理觀念”;或者干脆倒回到20世紀單一的知識目標,即全然沒有物理學科的教學目標了;或者索性只寫雙基目標,把三維目標也丟了。
不可否認,一些物理教師的物理學理論素養(yǎng)的缺失是新課程實踐中“物理觀念”誤讀的主要原因。這是一個不容忽視的現(xiàn)實問題。
1.將“物理觀念”等同于知識教學目標
實驗稿的三維目標是微觀(課時)教學目標,那么“物理觀念”是物理教學的微觀(課時)教學目標嗎?
從前面的討論可知,“物理觀念”既不是微觀(課時)物理教學的教學目標,也不是每個知識點的具體的教學目標,而是一種物理思想,是物理學科教學的宏觀教育的長期目標。或者說就像啟發(fā)式教學一樣,是一種教學理念,是教學活動都應該執(zhí)行或體現(xiàn)的。也就是說,“物理觀念”是物理教師在相關物理知識(點、單元、學科)的教學過程(可能需要相當長的教學時間)中必須始終貫穿和扎實貫徹的一種教育指導思想。
2.將“物理觀念”等同于物理概念
“物理觀念”絕對不是“物理概念”。它們既不是包含關系,也不是從屬關系,雖然它們有交集。首先,概念是同類事物具有的共同、本質的屬性,概念都有其明確的內涵和外延,而且內涵與外延是遵守反變關系的。其次,物理概念是某類物理現(xiàn)象和物理過程的共同性質和本質特性在人們頭腦中的反映,是對物理現(xiàn)象、物理過程抽象化和概括化的思維形式。再次,概念是主觀的思維形式。最后,物理概念是單個形式的。
從物理教學的角度看.物理概念的形成需要具備三大要素:一是概念形成的基礎(感知活動、觀察實驗、經驗事實);二是概念形成的形式(概念結構、數學結構、知識結構);三是概念形成的方法(問題解決、科學方法、觀察證實)。大多數物理概念具有定量的性質,它總是與數學和測量聯(lián)系在一起。
當然,從認知過程角度看,物理觀念的形成與物理概念的形成有一定的聯(lián)系。物理概念反映著人類對物質世界漫長而艱難的智力活動歷程,物理觀念和物理概念都是觀察、實驗與科學思維相結合的產物。
3.將“物理觀念”等同于物理規(guī)律
“物理觀念”不是物理規(guī)律,也不是物理原理,更不是物理實驗現(xiàn)象。物理規(guī)律包括定律、定理、原理和定則等,是物理現(xiàn)象或物理過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的必然趨勢及其本質聯(lián)系的反映。物理規(guī)律是客觀的,是無條件的;物理概念是主觀的,是有條件的。物理規(guī)律反映相關物理概念之間的必然聯(lián)系。
當然,從認知過程角度看,物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與物理觀念形成有必然的聯(lián)系,其是物理觀念形成的基礎。人們在紛繁復雜的物質世界中,把握事物的本質特征,使之成為物理思維的基本單位和有力工具。借助物理觀念這種概括化的思維形式,人們找到了支配復雜的物質世界的簡潔完美和高度概括化的思維形式——物理規(guī)律,建立了物理學的理論和方法體系。
4.中學的物理教學研究中值得商榷的一些傾向
物理概念的教與學具有階段性,這是一條顯而易見的物理教學原則。但是有學者從觀念構成和綜合性角度,提出“子觀念”:“子觀念”也具有一定綜合性,“子觀念”形成之前,應該是學習物理知識后對一些問題的零散的觀點。從物理知識到物理觀念,應該經過這樣的過程:物理知識→觀點→子觀念→物理觀念。從物質觀、運動與相互作用觀、能量觀三大物理觀念中分出子觀念,再從子觀念中分出由哪些觀點組成,最后將觀點落實到具體的物理知識上。筆者認為,這是將簡單問題復雜化了,在基礎教育的教學研究中不應當提倡。其偏離了物理學科教育的規(guī)律,泯滅了青少年的物理學習興趣,毀掉了青少年的物理潛質。
又比如.有學者從“觀念具有層次性”角度提出:能量觀可以分為能量普適觀、能量多樣觀、能量轉化觀、能量量度觀、能量守恒觀、節(jié)能環(huán)保觀。這些子觀念繼續(xù)分化出觀點,如能量轉化觀可以分為能量轉化的方式、能量轉化的方向性、能量轉化的快慢、能量轉移等。有學者依據邏輯學方法指出:其實子觀念不一定直接分為觀點,根據需要,子觀念有時也可分出次級子觀念。如能量多樣觀,可以分為能量分類的多樣性和種類的多樣性兩個次級子觀念,在種類多樣性中才具體到機械能、電能、動能、勢能這些觀點。這是對邏輯學中某些名詞的混淆,因為機械能、電能、動能、勢能等是典型的基本的物理概念,不是“觀點”,而且與“物理觀念”相去甚遠,這些基本物理概念是學生學習物理電學知識、夯實物理學習的基礎,而且是其形成物理觀念的基礎。
五、結論
很顯然,物理觀念就是物理學范疇的觀念。其內涵就是人類關于物理哲學中文化、歷史、邏輯、科學(一段時間內不一定正確)的觀念;物理觀念不等同于物理概念、物理規(guī)律、物理原理、物理實驗現(xiàn)象。物理觀念的形成不是某個單一物理知識點(甚至一個單元)的學習就可以實現(xiàn)的,而且中學生的物理學習不可能從哲學、邏輯學、語言學及社會學的角度領會“物理觀念”的涵義,其恰恰應當是我們物理教育者必備的素養(yǎng)。
因此,中學物理的教與學,是逐步地形成“初步的不完備的物理觀念”。而“初步的不完備的物理觀念”的形成是中學生一段(長)時間內,在具備扎實物理學理論素養(yǎng)的教師的教學主導下,在物理知識(概念、規(guī)律、原理、實驗、應用)親歷的學習進程中,在學生慢慢地自我感悟(邏輯加工的內化)中,在與其他學科學習的對比中,逐步地形成初步的零散的準物理觀念。