體溫計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀、困境與展望

童大振 蔣雪薇

摘 要：在國際新形勢下，水銀體溫計(jì)逐漸被電子體溫計(jì)、紅外測溫槍等新型溫度計(jì)所取代.通過分析體溫計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)當(dāng)下的體溫計(jì)教學(xué)在理論與實(shí)踐上都存在著困難.為了突破這些困難，筆者提出三條改進(jìn)策略：更新課標(biāo)中溫度計(jì)教學(xué)內(nèi)容的要求、實(shí)現(xiàn)多種溫度計(jì)的融合、調(diào)整初中物理教科書的章節(jié)結(jié)構(gòu).

關(guān)鍵詞：體溫計(jì);教學(xué);水銀體溫計(jì);紅外測溫槍

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）12-0005-03

1 問題的提出

自新冠病毒蔓延以來，測體溫的頻率大大增加，體溫合格甚至成了人們?nèi)粘Ｍㄐ械摹熬G卡”.在醫(yī)院、商場、學(xué)校、車站等公共測溫點(diǎn)紅外測溫槍和紅外熱成像式體溫篩檢儀（簡稱紅外篩檢儀）是測溫儀器的標(biāo)配，即使在家庭和醫(yī)院門診部電子體溫計(jì)、紅外測溫槍的使用率也比水銀體溫計(jì)要高，而我們在物理課堂上學(xué)習(xí)的水銀體溫計(jì)卻杳無蹤影.其中的道理顯而易見，紅外測溫的速度要遠(yuǎn)快于水銀測溫，且比水銀溫度計(jì)易于保存，更安全.總之，水銀溫度計(jì)在社會生活中正在被其他溫度計(jì)所取代.那么在初中物理教學(xué)中，體溫計(jì)教學(xué)部分仍以水銀體溫計(jì)為重點(diǎn)內(nèi)容還合適嗎？

另外，為了響應(yīng)國際上簽署的旨在控制和減少全球汞排放的《關(guān)于汞的水俁公約》（以下簡稱《汞公約》），我國環(huán)境保護(hù)部會同相關(guān)部委于2017年8月16日發(fā)布了第38號公告，標(biāo)志著《汞公約》對我國正式生效.第38號公告指出，“自2026年1月1日起，禁止生產(chǎn)含汞體溫計(jì)和含汞血壓計(jì)”[1].為了落實(shí)《汞公約》和第38號公告，國家藥監(jiān)局綜合司于2020年10月16日發(fā)布了關(guān)于履行《汞公約》有關(guān)事項(xiàng)的通知，進(jìn)一步明確了含汞體溫計(jì)產(chǎn)品注冊和生產(chǎn)有關(guān)工作的截止日期[2].那么進(jìn)入2026年之后，在無水銀體溫計(jì)生產(chǎn)的社會中，體溫計(jì)教學(xué)的內(nèi)容又該何去何從呢？

基于對上述問題的思考，本文通過梳理體溫計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀，明確體溫計(jì)教學(xué)的困境，并提出相應(yīng)改進(jìn)建議，期望能夠?qū)ξ磥眢w溫計(jì)教學(xué)的調(diào)整提供有益啟示.

2 體溫計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀

根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱課標(biāo)）的要求，溫度計(jì)教學(xué)內(nèi)容隸屬于一級主題“物質(zhì)”下的二級主題“物質(zhì)的形態(tài)和變化”.課標(biāo)對該部分的教學(xué)要求為：“了解液體溫度計(jì)的工作原理，會用常見溫度計(jì)測量溫度.”[3]體溫計(jì)作為生活中常見的溫度計(jì)，既起到了引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理的作用，又能拓展學(xué)生對溫度計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理的認(rèn)識，因此，成為了溫度計(jì)教學(xué)的必學(xué)內(nèi)容.

2.1 生活中的體溫計(jì)

依據(jù)是否需要接觸人體皮膚，可將生活中的體溫計(jì)分為：接觸式體溫計(jì)和非接觸式體溫計(jì)兩類.其中，接觸式體溫計(jì)主要有：水銀體溫計(jì)和電子體溫計(jì);非接觸式體溫計(jì)主要有：紅外耳溫計(jì)、紅外額（腕）溫計(jì)和紅外篩檢儀[4].這些體溫計(jì)的準(zhǔn)確度、響應(yīng)時間以及工作原理見表1.

由表1可知，在準(zhǔn)確度方面，接觸式體溫計(jì)的準(zhǔn)確度要高于非接觸式體溫計(jì)，但是，就響應(yīng)時間而言，非接觸式體溫計(jì)明顯短于接觸式體溫計(jì).另外，由于非接觸式體溫計(jì)的工作原理為：物體輻射的紅外線具有輻射能，輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，根?jù)轉(zhuǎn)變成的電信號大小，就可以確定物體的溫度[5]，所以不需要與被測對象接觸，大大降低了交叉感染的風(fēng)險(xiǎn).綜合各種體溫計(jì)的特點(diǎn)、測溫要求和適用場景，不同測溫點(diǎn)選擇使用的體溫計(jì)自然就有所不同.在公共場所一般使用非接觸式體溫計(jì)對大量流動人群的體溫進(jìn)行測量、排查，如教室門口使用紅外額（腕）溫計(jì)，地鐵安檢口使用紅外篩檢儀.而在家庭和醫(yī)院門診部等對準(zhǔn)確度要求較高的情境下通常優(yōu)先用電子體溫計(jì)進(jìn)行測量，若需進(jìn)一步檢驗(yàn)，再利用水銀體溫計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證.

2.2 教科書中的體溫計(jì)

在現(xiàn)行的初中物理教科書中，體溫計(jì)內(nèi)容往往被安排在“物態(tài)變化”的第一節(jié)，即溫度和溫度計(jì).對比人教版、滬科版、北師大版、蘇科版和教科版五個版本的初中物理教科書中體溫計(jì)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)它們在體溫計(jì)的種類、排版等方面存在差異，見表2.

從上表中可以看出，各版本初中物理教科書中對體溫計(jì)內(nèi)容的重視程度差異較大.其中，人教版教科書中對該部分內(nèi)容最為重視，而教科版教科書中卻對該部分內(nèi)容只字未提.從內(nèi)容排版上可以折射出，教科書中對水銀溫度計(jì)原理及其使用較為重視，對電子體溫計(jì)和測溫槍等其他體溫計(jì)著墨甚少.由此可以說明的是，水銀體溫計(jì)基本上主導(dǎo)了現(xiàn)行教科書中的體溫計(jì)內(nèi)容.

2.3 課堂上的體溫計(jì)

在溫度計(jì)課堂教學(xué)中，教師往往會介紹三種溫度計(jì)：實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)、寒暑表和體溫計(jì)（一般默認(rèn)是水銀體溫計(jì)）.這三種溫度計(jì)的原理均是液體的熱脹冷縮，但在教學(xué)中的重要程度上卻有所區(qū)別.具體而言，教師通常將實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)作為本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，對其工作原理、量程、分度值和使用方法進(jìn)行詳細(xì)講解，而對寒暑表的教學(xué)只指出它的使用環(huán)境和量程即可.對溫度計(jì)的教學(xué)則主要介紹水銀體溫計(jì)與前兩種溫度計(jì)在構(gòu)造、量程、分度值和使用方法上的不同.

基于課標(biāo)要求以及后續(xù)物態(tài)變化教學(xué)的需要，目前形成的溫度計(jì)教學(xué)安排是相對合理的.在這種教學(xué)設(shè)計(jì)中，體溫計(jì)教學(xué)處于一種從屬的地位且相較于教科書中的內(nèi)容更加精簡，即僅介紹水銀體溫計(jì).水銀體溫計(jì)之所以重要，是因?yàn)樵诂F(xiàn)行版本教科書編寫時（2012年前后），水銀體溫計(jì)仍是生活中常用的測溫工具，它是課堂聯(lián)結(jié)學(xué)生生活的一條紐帶.但實(shí)事求是地說，水銀體溫計(jì)對后續(xù)開展的實(shí)驗(yàn)探究用處不大，這就造成了水銀體溫計(jì)教學(xué)處于一種“棄之可惜，食之無味”的尷尬境地.

3 體溫計(jì)教學(xué)的困境

通過對體溫計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，目前生活中常使用的體溫計(jì)、教科書中體溫計(jì)的內(nèi)容安排、課堂教學(xué)中的體溫計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)存在較大出入，這種不一致給體溫計(jì)的教學(xué)帶來了實(shí)踐和理論上的雙重困境.

3.1 體溫計(jì)教學(xué)的實(shí)踐困境

首先，從生活到教科書再到課堂，體溫計(jì)學(xué)習(xí)要求呈現(xiàn)出層層遞減的趨勢.生活中的體溫計(jì)豐富多樣，教科書中的體溫計(jì)以水銀體溫計(jì)為主，以電子體溫計(jì)為輔，而課堂上的體溫計(jì)僅限于水銀體溫計(jì).這種“窄化”教學(xué)必然導(dǎo)致學(xué)生能夠從生活走向物理，但卻難以從物理走向社會.

其次，體溫計(jì)教學(xué)內(nèi)容未能跟上時代進(jìn)步的步伐.隨著科技的進(jìn)步，日常生活中電子體溫計(jì)、紅外測溫槍等逐漸取代水銀體溫計(jì)已成為現(xiàn)實(shí)，可是在當(dāng)前體溫計(jì)教學(xué)中仍以水銀溫度計(jì)為主.這種拿昨天的知識去教今天的學(xué)生，并讓他們面對明天的生活的做法是值得商榷的.

最后，水銀體溫計(jì)的實(shí)用性受限.無論是實(shí)驗(yàn)室用溫度計(jì)還是水銀體溫計(jì)，它們歸根結(jié)底都是工具.工具是強(qiáng)調(diào)實(shí)用性的，一個工具的實(shí)用性不強(qiáng)必將被邊緣化甚至被拋棄.目前，教科書中要求重點(diǎn)學(xué)習(xí)的水銀體溫計(jì)只適用于測人體溫度，不能勝任后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的測溫需求，這就大大削減了它的重要程度.

3.2 體溫計(jì)教學(xué)的理論困境

由于水銀體溫計(jì)、電子體溫計(jì)和紅外測溫槍的工作原理不同，所以在學(xué)習(xí)這些溫度計(jì)時對學(xué)生的理論知識儲備要求亦有所不同.學(xué)習(xí)水銀體溫計(jì)的工作原理只需憑借學(xué)生已有的生活常識即可;學(xué)習(xí)電子體溫計(jì)的工作原理需要學(xué)生具有電學(xué)知識;學(xué)習(xí)紅外測溫槍的工作原理則要求學(xué)生備有光學(xué)知識.若想讓學(xué)生既會使用體溫計(jì)，又能夠較為深入地理解所學(xué)溫度計(jì)背后的工作原理，即達(dá)到“知其然，亦知其所以然”的學(xué)習(xí)水平，可能要涉及到物理理論知識的編排和教學(xué)順序的重新調(diào)整.

4 體溫計(jì)教學(xué)的展望

針對體溫計(jì)教學(xué)面臨的理論與實(shí)踐困境，筆者提出如下策略，希望能為日后該部分教學(xué)的改進(jìn)提供參考.

4.1 更新課標(biāo)中溫度計(jì)教學(xué)內(nèi)容要求

2011年版課標(biāo)要求學(xué)生了解并會使用液體溫度計(jì)，對非接觸式溫度計(jì)未做明確要求.這樣的低要求與學(xué)生當(dāng)今和未來生活以及科研中的需求存在較大落差.隨著技術(shù)的發(fā)展，溫度計(jì)也經(jīng)歷了不斷變革：由伽利略發(fā)明的第一支水槽溫度計(jì)，到水銀、酒精、煤油、氣體等溫度計(jì)，再到電子溫度計(jì)、紅外測溫槍……這其中的進(jìn)步是不言而喻的，因此，課標(biāo)的要求也應(yīng)與時俱進(jìn).

4.2 實(shí)現(xiàn)多種溫度計(jì)的融合

目前實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)、寒暑表以及體溫計(jì)在量程、分度值、使用方法和場景上均存在較大差異，這種“高匹配性”導(dǎo)致了“低兼容性”，給溫度的測量帶來了諸多不便.其實(shí)，紅外測溫技術(shù)不僅在現(xiàn)實(shí)生活中得到了普及，在科學(xué)研究中紅外測溫也非常普遍.市面上現(xiàn)行的測溫槍測溫范圍一般是-50℃-480℃，完全能夠滿足人體測溫和中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)測溫的要求[6] .實(shí)現(xiàn)多種溫度計(jì)的統(tǒng)一，能夠減少學(xué)生的認(rèn)知和操作負(fù)擔(dān).

4.3 調(diào)整初中物理教科書的章節(jié)結(jié)構(gòu)

在完成課標(biāo)內(nèi)容的更新以及實(shí)現(xiàn)溫度計(jì)的融合后，對學(xué)生的知識儲備要求也發(fā)生了變化，需要對教科書的有關(guān)章節(jié)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整.現(xiàn)行教科書中通常將“物態(tài)變化”一章置于“光學(xué)（含透鏡）”章節(jié)之前，為了適應(yīng)紅外測溫槍的教學(xué)，未來教科書中應(yīng)將二者的前后順序?qū)φ{(diào).由于“光學(xué)”和“物態(tài)變化”與其他章節(jié)的內(nèi)容處于平行關(guān)系，無內(nèi)在知識邏輯的牽連，所以這樣的調(diào)節(jié)并不會對其他知識的學(xué)習(xí)造成干擾.

參考文獻(xiàn)：

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（收稿日期：2021-03-31）