體溫計教學的現(xiàn)狀、困境與展望

童大振 蔣雪薇

摘 要：在國際新形勢下，水銀體溫計逐漸被電子體溫計、紅外測溫槍等新型溫度計所取代.通過分析體溫計教學的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)當下的體溫計教學在理論與實踐上都存在著困難.為了突破這些困難，筆者提出三條改進策略：更新課標中溫度計教學內容的要求、實現(xiàn)多種溫度計的融合、調整初中物理教科書的章節(jié)結構.

關鍵詞：體溫計;教學;水銀體溫計;紅外測溫槍

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：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日常通行的“綠卡”.在醫(yī)院、商場、學校、車站等公共測溫點紅外測溫槍和紅外熱成像式體溫篩檢儀（簡稱紅外篩檢儀）是測溫儀器的標配，即使在家庭和醫(yī)院門診部電子體溫計、紅外測溫槍的使用率也比水銀體溫計要高，而我們在物理課堂上學習的水銀體溫計卻杳無蹤影.其中的道理顯而易見，紅外測溫的速度要遠快于水銀測溫，且比水銀溫度計易于保存，更安全.總之，水銀溫度計在社會生活中正在被其他溫度計所取代.那么在初中物理教學中，體溫計教學部分仍以水銀體溫計為重點內容還合適嗎？

另外，為了響應國際上簽署的旨在控制和減少全球汞排放的《關于汞的水俁公約》（以下簡稱《汞公約》），我國環(huán)境保護部會同相關部委于2017年8月16日發(fā)布了第38號公告，標志著《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，禁止生產含汞體溫計和含汞血壓計”[1].為了落實《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)布了關于履行《汞公約》有關事項的通知，進一步明確了含汞體溫計產品注冊和生產有關工作的截止日期[2].那么進入2026年之后，在無水銀體溫計生產的社會中，體溫計教學的內容又該何去何從呢？

基于對上述問題的思考，本文通過梳理體溫計教學的現(xiàn)狀，明確體溫計教學的困境，并提出相應改進建議，期望能夠對未來體溫計教學的調整提供有益啟示.

2 體溫計教學的現(xiàn)狀

根據(jù)《義務教育物理課程標準（2011年版）》（以下簡稱課標）的要求，溫度計教學內容隸屬于一級主題“物質”下的二級主題“物質的形態(tài)和變化”.課標對該部分的教學要求為：“了解液體溫度計的工作原理，會用常見溫度計測量溫度.”[3]體溫計作為生活中常見的溫度計，既起到了引導學生從生活走向物理的作用，又能拓展學生對溫度計結構和工作原理的認識，因此，成為了溫度計教學的必學內容.

2.1 生活中的體溫計

依據(jù)是否需要接觸人體皮膚，可將生活中的體溫計分為：接觸式體溫計和非接觸式體溫計兩類.其中，接觸式體溫計主要有：水銀體溫計和電子體溫計;非接觸式體溫計主要有：紅外耳溫計、紅外額（腕）溫計和紅外篩檢儀[4].這些體溫計的準確度、響應時間以及工作原理見表1.

由表1可知，在準確度方面，接觸式體溫計的準確度要高于非接觸式體溫計，但是，就響應時間而言，非接觸式體溫計明顯短于接觸式體溫計.另外，由于非接觸式體溫計的工作原理為：物體輻射的紅外線具有輻射能，輻射能轉變?yōu)殡娦盘枺鶕?jù)轉變成的電信號大小，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險.綜合各種體溫計的特點、測溫要求和適用場景，不同測溫點選擇使用的體溫計自然就有所不同.在公共場所一般使用非接觸式體溫計對大量流動人群的體溫進行測量、排查，如教室門口使用紅外額（腕）溫計，地鐵安檢口使用紅外篩檢儀.而在家庭和醫(yī)院門診部等對準確度要求較高的情境下通常優(yōu)先用電子體溫計進行測量，若需進一步檢驗，再利用水銀體溫計進行驗證.

2.2 教科書中的體溫計

在現(xiàn)行的初中物理教科書中，體溫計內容往往被安排在“物態(tài)變化”的第一節(jié)，即溫度和溫度計.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內容，發(fā)現(xiàn)它們在體溫計的種類、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內容的重視程度差異較大.其中，人教版教科書中對該部分內容最為重視，而教科版教科書中卻對該部分內容只字未提.從內容排版上可以折射出，教科書中對水銀溫度計原理及其使用較為重視，對電子體溫計和測溫槍等其他體溫計著墨甚少.由此可以說明的是，水銀體溫計基本上主導了現(xiàn)行教科書中的體溫計內容.

2.3 課堂上的體溫計

在溫度計課堂教學中，教師往往會介紹三種溫度計：實驗室溫度計、寒暑表和體溫計（一般默認是水銀體溫計）.這三種溫度計的原理均是液體的熱脹冷縮，但在教學中的重要程度上卻有所區(qū)別.具體而言，教師通常將實驗室溫度計作為本節(jié)課的學習重點，對其工作原理、量程、分度值和使用方法進行詳細講解，而對寒暑表的教學只指出它的使用環(huán)境和量程即可.對溫度計的教學則主要介紹水銀體溫計與前兩種溫度計在構造、量程、分度值和使用方法上的不同.

基于課標要求以及后續(xù)物態(tài)變化教學的需要，目前形成的溫度計教學安排是相對合理的.在這種教學設計中，體溫計教學處于一種從屬的地位且相較于教科書中的內容更加精簡，即僅介紹水銀體溫計.水銀體溫計之所以重要，是因為在現(xiàn)行版本教科書編寫時（2012年前后），水銀體溫計仍是生活中常用的測溫工具，它是課堂聯(lián)結學生生活的一條紐帶.但實事求是地說，水銀體溫計對后續(xù)開展的實驗探究用處不大，這就造成了水銀體溫計教學處于一種“棄之可惜，食之無味”的尷尬境地.

3 體溫計教學的困境

通過對體溫計教學現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，目前生活中常使用的體溫計、教科書中體溫計的內容安排、課堂教學中的體溫計教學設計存在較大出入，這種不一致給體溫計的教學帶來了實踐和理論上的雙重困境.

3.1 體溫計教學的實踐困境

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

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

最后，水銀體溫計的實用性受限.無論是實驗室用溫度計還是水銀體溫計，它們歸根結底都是工具.工具是強調實用性的，一個工具的實用性不強必將被邊緣化甚至被拋棄.目前，教科書中要求重點學習的水銀體溫計只適用于測人體溫度，不能勝任后續(xù)實驗中的測溫需求，這就大大削減了它的重要程度.

3.2 體溫計教學的理論困境

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

4 體溫計教學的展望

針對體溫計教學面臨的理論與實踐困境，筆者提出如下策略，希望能為日后該部分教學的改進提供參考.

4.1 更新課標中溫度計教學內容要求

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

4.2 實現(xiàn)多種溫度計的融合

目前實驗室溫度計、寒暑表以及體溫計在量程、分度值、使用方法和場景上均存在較大差異，這種“高匹配性”導致了“低兼容性”，給溫度的測量帶來了諸多不便.其實，紅外測溫技術不僅在現(xiàn)實生活中得到了普及，在科學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物理實驗測溫的要求[6] .實現(xiàn)多種溫度計的統(tǒng)一，能夠減少學生的認知和操作負擔.

4.3 調整初中物理教科書的章節(jié)結構

在完成課標內容的更新以及實現(xiàn)溫度計的融合后，對學生的知識儲備要求也發(fā)生了變化，需要對教科書的有關章節(jié)進行相應調整.現(xiàn)行教科書中通常將“物態(tài)變化”一章置于“光學（含透鏡）”章節(jié)之前，為了適應紅外測溫槍的教學，未來教科書中應將二者的前后順序對調.由于“光學”和“物態(tài)變化”與其他章節(jié)的內容處于平行關系，無內在知識邏輯的牽連，所以這樣的調節(jié)并不會對其他知識的學習造成干擾.

參考文獻：

[1]環(huán)境保護部辦公廳.《關于汞的水俁公約》生效公告[EB/OL].http：//www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201708/t20170816_419736.htm，2017-8-16/2021-3-10.

[2]國家藥監(jiān)局綜合司.國家藥監(jiān)局綜合司關于履行《關于汞的水俁公約》有關事項的通知[EB/OL].https：//www.nmpa.gov.cn/xxgk/fgwj/gzwj/gzwjylqx/20201016150908105.html，2020-10-16/2021-3-10.

[3]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[4]盧小豐，劉旭紅.測溫計相關科普知識解析[N].中國市場監(jiān)管報，2020-02-08 （003）.

[5]蘇東岳，郭麗華，孫健，李潤美.紅外測溫技術的應用和思考[J].中國醫(yī)療器械信息，2020，26（11）：23-25.

[6]Girwidz R， Ireson G.The infrared thermometer in school science： teaching physics with modern technologies[J].Physics Education， 2011， 46（01）： 64-72.

（收稿日期：2021-03-31）