Available online at www.sciencedirect.com
ScienceDirect
Procedia - Social and Behavioral Sciences 197 (2015) 675 – 679
7th World Conference on Educational Sciences, (WCES-2015), 05-07 February 2015, Novotel
Athens Convention Center, Athens, Greece
Philosophy in physics education
Onur Kabila*
a
Sakarya University, Faculty of Arts and Sciences, Department of Philosophy, 54187 Esentepe, Sakarya, TUuml;RKİYE
Abstract
In this paper I will merely concentrate on the education of physics which I consider to be the most fundamental science. I
investigate some fundamental problems, in physics education, determined by physicists and pedagogues. As far as I am
concerned common problems in physics education are part of one global difficulty. And this difficulty stems from a weak
inclusion of philosophy and particularly philosophy of science in science teaching. If science education research is concerned
with what to teach and how to teach, my claims can be said to be only about the former. The latter, there is no doubt, is worth
analyzing individually as well as the other problems concerning the introduction of historical and sociological aspects of science
in science education. However, since it is not possible to detach the historical and sociological point of view from a philosophical
concern, for the present purposes one should note that when I am speaking of philosophy, I am also referring to these aspects. In
the first section I present a brief account of the fundamental problems met in physics education and later stress the importance of
inclusion of philosophy in science education.
copy;copy;22015015 TThehe AAuthors.uthors. PuPublishedblished by EbylseElseviervier Ltd.Ltd.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license
(Peer-reviewhttp://creativeundercommoresponsibilityns.org/licensesof/byAcademic-nc-nd/4.0/)World. Education and Research Center.
Peer-review under responsibility of Academic World Education and Research Center.
Keywords: philosophy; physics; physic education
1. Introduction
This paper is not an outcome of some kind of experimental research about physics education. Nor do I want to
emphasize the importance of laboratory-based teaching, making use of computer simulations, the effect of
motivation on learning etc. Pedagogues or educational scientists already perform some experiments concerning the
principles of learning, and the teaching methods. What I would like to do here, with a philosophical regard, is give a
theoretical framework for the foundation of a qualified physics education at any educational stage. So, it can be
* Onur Kabil. Tel.: 90-264-2956103; fax: 90-264-2956826
E-mail address: okabil@sakarya.edu.tr
1877-0428 copy; 2015 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license
(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Peer-review under responsibility of Academic World Education and Research Center.
doi:10.1016/j.sbspro.2015.07.057
676
Onur Kabil / Procedia - Social and Behavioral Sciences 197 (2015) 675 – 679
understood that I do not make any separation between the levels of education for the reason that I am not involved
here in how-to-teach question. Put it differently, if science education research is concerned with what-to-teach and
how-to-teach, my claims can be said to be only about the former. The claims of this study, besides, can be
considered to hold for the education of pre-service students as well.
Physics is the most fundamental science and it is a science which, as everyone knows, has deep philosophical
implications. And it is not only an ordinary field of research but it has, by its ontological and epistemological aspects
a compelling power today to thoroughly transform our intellectual life. Therefore, it is a necessity that we have to
attach great importance to physics. In the following section, I will describe some common problems related to
physics education and thereafter, offer a basic solution to these problems.
2. Fundamental Problems in Physic Education
Many may think that it is a joke when one says that the most substantive problem about which students
frequently complain is that they fail to understand physics. Indeed they do because it does not make sense to them at
all. A physicist, Redish (2005) states that they (the instructors) are often surprised by how their students seem to
know so little mathematics despite successful performance in mathematics classes. The reason is that the symbols
used in physics, unlike mathematics, are not arbitrarily chosen and thereby represent certain physical quantities and
are loaded by certain physical meanings. It follows that physics students fail to attach the physical meanings to the
symbols of equations and formulae. In other words, the problems of physics are not like those of mathematics and
one cannot solve a physics problem like solving a purely mathematical one. Thus, a difficulty met in physics
education is that the students are not capable of interpreting the symbols occurred in equations.
In another paper, Smigiel amp; Sonntag (2013) states similar problems in physics education in France. According to
them, a majority of teachers just concentrates on mathematical calculations rather
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
网址：www.sciencedirect.com
ScienceDirect
程序 - 社会和行为科学197（2015）675 - 679
第七届世界教育科学大会（WCES-2015），2015年2月5日至7日，诺富特
雅典会议中心，希腊雅典
物理教育哲学
Onur Kabila *
萨卡里亚大学文理学院哲学系，54187 Esentepe，Sakarya，TUuml;RKİYE
摘要：
在本文中，我将仅仅关注物理教育，我认为这是最基本的科学。我调查了一些物理教育中的基本问题，由物理学家和教师决定。就我的理解而言，关注物理教育中的常见问题是全球难题之一。而这种困难源于哲学，特别是科学哲学在科学教学中的弱融合。如果科学教育研究涉及教什么和如何教，我的主张可以说只是关于前者。毫无疑问，后者值得单独分析，以及在科学教育中引入科学的历史和社会学方面的其他问题。但是，由于不可能将历史和社会学的观点从哲学关注中分离出来，因此就目前而言，我们应该注意到，当我谈到哲学时，我也指的是这些方面。在第一部分中，我简要介绍了物理教育遇到的基本问题，并在后面强调了哲学在科学教育中的应用的重要性。
copy;copy;22015015 Tthehe AAuthors.uthors。 Pu由EbylseElseviervier有限公司出版发行。这是一份根据CC BY-NC-ND许可
（Peerreviewhttp：//creativeundercommoresponsibilityns.org/licensesof/byAcademic-nc-nd/4.0/）World的开放获取文章。学术世界教育和研究中心负责同行评审。
教育和研究中心
关键词：哲学; 物理; 物理教育
1.介绍
本文不是对物理教育进行某种实验性研究的结果。我也不想强调实验室教学的重要性，利用计算机模拟的效果学习的动力等。教育学家或教育科学家已经开展了一些关于这方面的实验学习原则和教学方法。 我想在这里以哲学的眼光去做，给出一个在任何教育阶段建立合格的物理教育的理论框架。
Onur Kabil， 电话： 90-264-2956103; 传真： 90-264-2956826
电子邮件地址：okabil@sakarya.edu.tr
1877-0428copy;2015作者。 由Elsevier有限公司出版这是CC BY-NC-ND许可下的开放获取文章
（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
学术世界教育和研究中心负责同行评审。
DOI：10.1016/ j.sbspro.2015.07.057
所以，可以理解的是，由于我没有参与，我没有在教育水平之间做出任何分离所以没有被邀请这里在如何教导问题。换句话说，如果科学教育研究关注什么是教学和如何教，我的主张可以说只是关于前者。此外，这项研究的主张可以被认为也适用于职前学生的教育。众所周知，物理学是最基础的科学，它是一门深刻的哲学影响。它不仅是一个普通的研究领域，而且由于其本体论和认识论方面的原因这是当今彻底改变我们智力生活的强大力量。因此，我们必须这样做高度重视物理。在下一节中，我将介绍一些与之相关的常见物理教育问题，此后，为这些问题提供一个基本的解决方案。
- 物理教育中的基本问题
许多人可能会认为这是一个笑话，当人们说学生经常抱怨的最实质性的问题是他们不理解物理学。他们确实是这样做的，因为他们根本没有意义。一位物理学家Redish（2005）说，他们（导师）常常惊讶于他们的学生虽然在数学课上取得了成功，但他们似乎对数学知之甚少。原因是与物理学不同，物理学中使用的符号不是任意选择的，因此代表了某些物理量，并且被某些物理意义加载。由此可见，物理学生不能将物理意义附加到方程和公式的符号上。换句话说，物理学的问题不像数学的问题，不能解决像解决纯数学问题那样的物理问题。因此，物理教育遇到的困难是学生不能解释方程中出现的符号。在另一篇论文中，Smigiel＆Sonntag（2013）指出了法国物理教育中的类似问题。在他们中大多数教师只是专注于数学计算而不是实际的科学概念，因此学生无法理解公式背后的含义。在上述论文中，Redish（2005）描述了一个科学数学应用模型：首先科学家辨别出一个要描述的物理系统。然后迈出第一步，即他将物理结构映射到数学模型。其次，在过程步骤中，为了改变初始描述，他参与了一些数学操作。第三，他再次用物理术语解释他的结果，最后评估结果是否符合开始时选择的物理系统。尽管雷里奇把这种描述描述为数学在科学中的应用，但可以看出作为科学方法论的描述。这些步骤中的每一个都是有争议的，并且仍然在今天的科学哲学中讨论。然而，就目前而言，我留下了这个描述是否存在的问题完全代表科学。至少说明在许多教科书中可以找到类似的描述就足够了。瑞典（2005）然后继续承认传统的数学物理教学不帮助学生关注除流程步骤之外的这些重要步骤：
“我们倾向于为我们的学生提供现成的模型，我们可能会感到愤怒 - 甚至是激怒了 - 如果他们专注于我们知道的无关细节。我们倾向于让他们去做在过程步骤中进行数学操作，我们很少要求他们解释他们的结果和甚至更少要求他们评估初始模型是否足够“（第7页）。
因此，物理教育中的主要问题之一可以表述如下：没有为学生提供科学活动的步骤。就是这个原因学生无法解释方程中的符号。另一个问题是关于学生的科学前认识论信念，就我而言，这个问题是由教育科学家详细讨论。我可以说，这和前一个一样重要。对此，许多物理学家和科学哲学家认为量子力学是反直觉的深刻地改变了我们对世界的理解。很少有像Mittelstaedt（2005）那样声称量子力学是比经典机械更直观。还有一些人喜欢Wolpert（1992）认为科学本质上是反作用的。同样，拉皮（2013）给出了一些关于预科学（或常识）信念如何导致学生的细节曲解科学内容。再次，在一项捍卫在科学教学中使用科学史的研究中，Leone（2014）表明，学生面临的一些概念性困难与面临的困难类似Onur Kabil /程序 - 社会与行为科学197（2015）675 - 679 677
十九世纪的科学家如果真的如此，那么将科学史纳入科学教育成为这种教育的必修部分。同样，在一篇关于学生对文章理解的文章中旋转Ozcan（2013）的概念指出：
“困难通常来自学生在英语中构建的心理表征问题
他们与世界的互动（Gentner，1983; Greca＆Moreira，2000; Johnson-Laird，1983）。这个
以前的知识和这些想法都与科学事实相矛盾，并被称为误解或替代想法“（第22页）。
正如人们所看到的，就好像科学（这里是物理学）在服用之前应该有一种特殊的语言物理课程，被告知这个独特的特点。反对那些强调这一点的学者经典力学的直觉特征并强调量子力学的反直觉特征，让我们认为教导教牛顿的第三定律是：当一个身体向另一个身体施加一个力量时，后者施加一个力量相等但方向相反。这个命题就像归结某种万物有灵或者对无机物体的拟人化特性。这是什么意思一个机构发挥武力？这是一个无生命的身体对行动起反应？一个部队如何有方向？在这里，让人想起尼采（2002）谁声明“[h]也只是对世界的解释和安排（根据我们自己！如果我可以这样说），而不是对世界的解释“（第15页）。在这种情况下，可能对此做出的回应是什么？学生？我想澄清到目前为止我究竟想说什么。物理学由教官传达，就好像它充满了数学公式一样被记忆。学生们相信物理学仅仅是各种抽象方程和公式的总和。正如Redish所说的那样直接地，物理学不仅仅是数学，而且具有与数学相反的特定语义。这就是为什么尽管数学成功，但仍有许多学生在物理课上失败并失望。学生认为物理学是由某些抽象公式组成的，他们不能识别出核心信息问题。必须说明的是，科学不是现成信息的储存库，而是生动的，增长的活动。此外，物理学不能仅仅归结为数学形式主义。首先，身体理论是关于物理系统的（Bunge，1970）。公式中使用的每个符号代表一个物理概念并具有一定的意义。事实上，一个公式或一个方程形式上是一个开放到一个宏观世界的缩影更一般的概念方案或系统，即理论。后者不仅意味着一个正式的等式但同时也是宇宙概念的表达。和理论之间的矛盾，比如说，相对论和量子力学不仅仅是一个简单的形式矛盾，有的要处理数学操纵;但这是两个对立理论之间或两个相互冲突的图像之间的矛盾的宇宙。由于这些原因，学生也无法理解这些公式对实际应用的适用性到他们介绍的孤立的数学宇宙。此外，根据我的观察，可以看出即使是解决问题的最佳得分学生也不能理解这些问题的物理意义问题以及它们如何与什么相关。
3.哲学和物理教育
众所周知，在19世纪以前，科学和自然研究之间没有明显的区别现象当时被称为自然哲学。艾萨克·牛顿称他为Philosophiaelig;Naturalis的作品原理Mathematica意味着自然哲学的数学原理。但是在19日之后这个世纪在科学界出现了分裂。现在分区化正处于鼎盛时期每个科学都有几十个分支。这种情况阻碍了我们看到的相互关系科学。在这种情况下，重要的是要记住浪漫主义时期学者的警告。但要引起对哲学导向物理课程的关注，我们除了强调外，还有其他理由跨学科研究。首先，Bunge（1970）把它放在一个优雅的方式中，没有哲学上的物理学家中性。物理学家认为物理理论不是被创造出来的，而是被发现的哲学信仰性质。物理学家的观察信仰也是如此。同样，今天许多著名物理学家分享的信念，除了人类经验以外，没有其他的现实是纯粹的哲学思想。邦格（1970）列出了
678
Onur Kabil /程序 - 社会与行为科学197（2015）675 - 679
物理学家在他的论文中的教条，但我认为其中三个对我们的目的来说已经足够了。所以，物理学对空间结构，时间，运动，物质，能量等问题提出了一些关键问题。这样做与哲学有一些共同的问题。我不主张哲学家可以和物理学家一样研究自然现象，但我只强调这一事实当我们审视哲学史时，当前物理学家们今天处理的一些问题也是如此所谓的哲学家的关注一段时间。因此，科学的本体论和认识论方面是哲学关注。正如浪漫主义科学家所宣称的那样，两者之间并没有明显的区别。再次，在许多关于科学研究方法的书中，人们可以很容易地找到一些令人困惑的句子描述从观察开始的科学活动，继续量化从这些数据中获得的数据观察并最终得出一个理论。但事情并不那么简单。卡尔波普尔表明，当他在课堂上问他的学生要观察时，他们自然而然地回答，“观察什么？”因此，波普尔以这种方式指出，观察总是一种观察一些东西。一个科学家不会在没有事先信念的情况下茫然地看着世界。他知道开始观察什么和寻找什么。因此无论如何理论先于观察的任务那么教师就必须教导从观察到理论的过程在科学活动中不是这样他们必须考虑哲学，历史，社会学方面的科学。另一个问题是关于物理学家参与哲学。 Shipman（2000）进行的一项调查确定天文学界对托马斯库恩的熟悉程度，认为这只是其中的一小部分有代表性的样本对他和他的“科学革命的结构”很熟悉。所以这些天文学家不可能知道科学活动的哲学含义。因此科学教学不能只是为了给学生一些累积的知识或信息库。首先它必须强调科学是科学界科学家的生动活动。原因与其他许多人认为的不同，科学不是一个线性过程。了解科学争论社区会强调科学的社会学方面。第三，物理学不能仅仅归结为上述的数学形式主义，每个符号在公式中使用代表一个物理概念并具有一定的含义。这不足以定义这些概念，老师必须显示这些概念的物理意义。学生需要学习除了在纯数学公式中出现以外的物理概念。我一方面承认这一点，这些概念与数学有着密切的联系，但另一方面却挑战了教学的观点的物理概念。
4结论
有一些有希望的发展强调科学教育与哲学之间的关系。国际史，哲学和科学教育集团及其科学教育杂志是其中之一。自1987年以来，该组织一直致力于改善科学教育和推广由历史、哲学和科学社会学通报的研究。同样的期刊，如科学和科学教育;哲学与教育研究;国际科学教育杂志;国际期刊科学与数学教育;科学教育研究，给合格的科学教育带来希望。有人可能会说，在许多欧盟国家的官方报告中，有一些事态发展表明在科学教育中引入科学史和科学哲学。但承认这是不够的。亨克＆Hottecke（2014）指出，尽管在科学教学中引入科学的历史和哲学，实施起来还是很差的。同样，Dusch＆Grandy（2013）指出：“[在美国]和美国一样在20世纪50年代和60年代的第一次科学教育改革者，我们今天面临着重要的挑战关于什么和如何教的决定”（第2112页）。
Onur Kabil /程序 - 社会与行为科学197（2015）675 - 679
679
但为什么一个哲学导向的科学教育？科学教育的主要目的是为了培养这种能力未来的科学家？ Matthews（2001）指出，教师和教育工作者被这些人置于一个不可理喻的地位哲学的要求。在这种情况下，人们可能会反对说：“每个学生都不打算成为一名学生科学家和这种态度限制了教育“。作为对这种反对意见的回应，我想说明科学不仅通过其技术方面塑造文化，而且提供新的见解并给予机会新的态度（Eger，1972）。此外，正如Gilbert＆Reiner（2010）所说，这样的教育可以让很多人参与进来更有效地讨论科学知识的实用性。首先，物理学是科学的纪律和未来的物理学家必须满足这种社会功能。现在我最后要问，他是谁，他提出了相对论，是科学家还是哲学家。他是否正在寻求终极理论，是科学家还是哲学家？我们知道很多领先的物理学家造成物理学史
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[464087]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
