第五節(jié) 物理教學(xué)內(nèi)容

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中國自同文館誕生以來,雖建立了一些新型學(xué)校,但在《奏定學(xué)堂章程》頒布以前,那些學(xué)校都是不相關(guān)聯(lián)的。個(gè)別的、不相統(tǒng)屬的專門學(xué)校,沒有統(tǒng)一的學(xué)制,也沒有從小學(xué)、中學(xué)到大學(xué)的完整系統(tǒng)。加之當(dāng)時(shí)的大學(xué)、中學(xué)又沒有嚴(yán)格的劃分,所以各級學(xué)校的程度和要求是很不一致的。因此對開設(shè)的物理學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容都沒有嚴(yán)格的規(guī)定?!秾W(xué)制》頒布以后,對各級學(xué)校的教育宗旨都作了規(guī)定。因此對課程除了原則上指出“其所定學(xué)堂課程、大率中人之資力所優(yōu)為者”外,還規(guī)定教科書“查明規(guī)定各學(xué)堂年限鐘點(diǎn),此書共應(yīng)若干日講畢,卷葉應(yīng)須若干,所講之事,孰詳孰略,孰先孰后,編成目錄……由學(xué)務(wù)大臣審定,頒發(fā)各省”,……京外編譯局把書編成后,再“咨送學(xué)務(wù)大臣審定,頒行各省……”使“各學(xué)堂皆無歧書,亦無參差”,以齊一各處同等學(xué)堂之程度。由此,中國教科書的編寫才漸趨統(tǒng)一。
    一、教科書的編譯出版
    1.《學(xué)制》頒布以前的情況
    在中國近代新式學(xué)堂中開始設(shè)置的格致學(xué)科,僅是一般的自然科學(xué)知識。當(dāng)時(shí)所用格致學(xué)科的教材,主要有兩種來源:一是翻譯英美傳教士帶來的或他們編寫的;二是根據(jù)日本教習(xí)口述編譯的。其中早的是美國傳教士合信編寫的《博物新論》,此書先在廣州出版,1855年上海墨海書館再版。書中介紹西方18世紀(jì)電學(xué)、磁學(xué)的成果和19世紀(jì)的部分發(fā)現(xiàn)。繼后,同治五年(1866年),京師同文館出版了美國傳教士丁韙良的《格物入門》七卷(《格物入門》扉頁及書頁均見插頁圖10、11)。該書綜合了著者所學(xué)西方的“水學(xué)、氣學(xué)、火學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、算學(xué)知識,著之華文,構(gòu)成問答”。
    光緒九年(1883年)又出版了丁韙良編的《格物測算》(《格物測算》書頁見插頁圖12)。同年,江南制造局出版了由英國人傅蘭雅編寫的,由徐壽、徐建寅翻譯的《格物須知》。因時(shí)間與人名不完全相符,此時(shí)又有英國天文師駱克優(yōu)纂,林樂知、鄧昌棪合譯的《格物啟蒙》共四卷,其中第三卷即為物理學(xué)。
    光緒十一年,江南制造局又出版了美國人赫斯賚著、英國人羅亨利和瞿昂來同譯的《格物小引》,其中第一章 為論物和格物,第二章 有體質(zhì)之物均為物理學(xué)內(nèi)容。
    光緒十五年,出版了由日本人飯盛挺造編著的、藤田翻譯、王季烈重編的《物理學(xué)》(《物理學(xué)》書頁見插頁圖13)。飯盛挺造原為東京大學(xué)教授,此書是根據(jù)他在東京大學(xué)講授物理學(xué)的講義改編而成的。
    光緒二十三年,傅蘭雅輯釋《格物釋器》。
    光緒二十七年,學(xué)務(wù)大臣張百熙要求譯書局不僅要翻譯一般格致書籍,更要翻譯一切課本。這時(shí)介紹進(jìn)來的主要是日本中等學(xué)校的教科書。如1901年日本和田豬三郎著,虞祖輝譯的《中學(xué)校初年級理化教科書》。次年由留日學(xué)生陸世芬等組織教科書譯書社,以專譯中等學(xué)校教科書為主,在7月《譯書匯編》上刊登廣告,計(jì)譯中等學(xué)校教科書23種,物理方面的有水島久太郎《中等物理教科書》,本多光太郎《物理教科書》及(英)費(fèi)勾利、(美)西門司著,劉光照譯《初等理化教科書》二冊。③如此等等書籍,當(dāng)時(shí)均作為物理教科書使用。至光緒二十八年,我國已翻譯了大量的物理學(xué)書籍,這些書籍很多是作為物理學(xué)專著形式出版的,不適于作教科書,所以在選用時(shí),帶有很大的主觀性。
    2.《學(xué)制》頒布以后的情況
    《學(xué)制》頒布以后,1904年學(xué)部成立了圖書局,專管教科書的審訂。在此期間及此以后出版的有:
    1904年(美)何德賚著、謝洪賚譯的《物理學(xué)·近中學(xué)教科書》上海商務(wù)。
    1905年陳文哲編《物理教科書》上海昌明公司。
    1906年,王本祥譯述《普通教育實(shí)驗(yàn)理化教科書》。同年還有伍光建編譯《聲學(xué)·近中學(xué)教科書》上海商務(wù)。陳文編《問答體物理學(xué)初等教科書》上??茖W(xué)會編輯部?!镀胀☉?yīng)用物理教科書》湖北教育部。(日)中村德二著,林國光譯《中等教育物理學(xué)》上海廣智書局。
    1907年(日)后藤牧太郎著《物理學(xué)課本》天津東亞公司。同年還有(日)濱辛次郎、伍野齡藏著,張修譯述《普通教育物理教科書》上海普及書局。陳文編《中等教育新式物理學(xué)》上海商務(wù)。伍光建編《物理教科書·10卷》上海商務(wù)。
    1908年,陳文哲編《普通應(yīng)用物理教科書》上海昌明公司。
    1911年,王季烈譯《新式物理學(xué)教科書》上海商務(wù)等。
    其間,1906年經(jīng)學(xué)部批準(zhǔn),凡商務(wù)印書館和文明書局等出版社的教科書,是已經(jīng)審訂過的。由于以上兩出版局是從屬于學(xué)部的,所以圖書局在審訂教科書時(shí),采用一般標(biāo)準(zhǔn)是“體例同商務(wù)印書館或文明書局”。這兩個(gè)出版局出版的教科書,使用的學(xué)校也較多。第一批通過審定的物理教科書有:余嚴(yán)譯《近世物理教科書》一冊,普及書局;虞輝祖譯(日)和田豬三郎著《中學(xué)校初級理化教科書》上海科學(xué)儀器館;陳文哲編《普通應(yīng)用物理教科書》二冊,上海昌明公司。此后,由學(xué)部審訂的教科書目中有不少物理教材,體例大多仿照它們,教材的內(nèi)容和程度,才漸趨統(tǒng)一,教科書的編纂使用也才漸臻完善。
    我國在這一時(shí)期的物理教科書,大多數(shù)是直接翻譯日、歐、美的,“或名目間有難解,則酌改為易的”。自己著的書也有一部分,有的學(xué)校則直接使用英文原版課本。如1904—1911年共有13種(本)物理教科書出版。其中直接翻譯的有4本,占總數(shù)30%,編譯的有3本,占23%,自己編纂的6本,占47%,說明我國自己編纂的課本少于翻譯和編譯的課本,但已不是象我國剛開設(shè)物理課時(shí),用的全是外國著作了。
    二、教材的體系、內(nèi)容和深廣度
    中國自近代新型學(xué)校列入有關(guān)物理教育的內(nèi)容以來,及至清朝滅亡的40年間,從物理教材的體系、內(nèi)容及深廣度來說,大致可以以《癸卯學(xué)制》的頒布為界,分為兩個(gè)階段。
    1.《學(xué)制》頒布以前
    頒布以前,從上面關(guān)于物理科目的開設(shè)和物理教材的編譯情況中可以看出,當(dāng)時(shí)對物理課的開設(shè)并沒有一定的計(jì)劃及程度的要求,也沒有專門的物理教科書,有時(shí)物理學(xué)科也有從自然科學(xué)中分離出來作為教材的,下舉二書為例。
    (1)丁韙良編《格物入門》。此書共七卷,前五卷為物理,后兩卷為化學(xué)及算學(xué),實(shí)際上是一本數(shù)理化的混合讀本。因?yàn)槿珪脝柎鹗降捏w裁,系統(tǒng)性不強(qiáng),是不適宜作為教科書的。其系統(tǒng)和內(nèi)容是:第一卷“水學(xué)”,分上下兩章 ,上章 論“靜水”(29條),下章 論“動(dòng)水”(55條);第二卷“氣學(xué)”,分上、中、下三章 ,上章 論“天氣”(47條),中章 論“蒸氣”(51條),下章 論“音聲”(23條);第三卷“火學(xué)”,分上、下兩章 ,上章 論“熱氣”(47條),下章 論“光”(59條);第四卷為“電學(xué)”,分上、中、下三章 ,上章 為“干電”(41條),中章 為“濕電”(19條),下章 為“電報(bào)”(41條),此章 附有“論磁石”;第五卷為“力學(xué)”,有上、下兩章 ,上章 論“力之推原”(75條),下章 為“助力器具”(24條)。此書雖用中文編寫,但當(dāng)時(shí)還沒有正式的物理學(xué)名詞,而且外國人用中文寫的許多術(shù)語,不免詞不達(dá)意,令人費(fèi)解,解釋也欠妥善,力學(xué)排在后,則“水學(xué)”、“氣學(xué)”中的解答,就無法說得清楚??傊瑥奈锢斫炭茣慕嵌葋砜?,此書是不夠要求的。例如書中所稱為“天氣”,實(shí)際上是“空氣”,又如問“熱在何處”,答曰:“熱氣散布于萬物,無此則風(fēng)不動(dòng),水不流,人物不生,草木不長,天地皆成死物矣。”再如問“熱的來源”,答曰:“隱于萬物之中,……其來源有四,有日而生,有電而生,有二物摩擊而生,有二物相合而生?!贝藭m然在解釋上不夠完善,但附圖卻非常精美(石印本),能幫助學(xué)者理解。
    (2)傅蘭雅編寫,徐壽、徐建寅翻譯的《格物須知》,此書是教科書的體裁,其系統(tǒng)和內(nèi)容,開始是“總引”,繼之是“重學(xué)的分類”,并明確指出,“重學(xué)分動(dòng)、靜兩種”,再在“重學(xué)總論”中,定義“動(dòng)靜之義”為“靜者安定無為之謂,凡體皆有此性,似乎永鎮(zhèn)一處,不肯移至別位也,此其永靜性也。質(zhì)體既具此性,則不能起首自動(dòng),必以力加之,始能生動(dòng),……已動(dòng)之體,則又不能為停之性,亦永動(dòng)性也?!边@段話的意思沒有解釋清楚,可能后來會發(fā)展成為“靜者恒靜,動(dòng)者恒動(dòng)”的觀點(diǎn),就不正確了。
    在“助力之器”中,稱:“其器分兩科,一曰簡器,如桿或輪,一曰繁器,為數(shù)種簡器相連合者。簡器分六類,為桿、輪軸、滑車、斜面、劈、螺旋。凡機(jī)器之制均為此種簡器合而成者。六種簡器,可化為更約之?dāng)?shù),即桿、滑車及斜面也。蓋輪軸為桿之變形,劈與螺旋乃斜面之變形……書中隨后即分類舉例,并以人的身體為例,附圖解釋,使學(xué)者容易理解。這段話與今天教材中的“簡單機(jī)械”相同。
    從中可以看出,《格物入門》出版十余年之后,物理教材已經(jīng)有了一定的進(jìn)步了。
    同文館在光緒五年(1879年)由歐禮裴任教格致課程時(shí),其講課內(nèi)容,即是上述丁韙良編寫的《格物入門》,但在內(nèi)容上刪去了化學(xué)和算學(xué),且教材的次序也作了新的安排。如雖仍有七章 ,不過把“力學(xué)”提前,聲學(xué)、光學(xué)獨(dú)立成章 ,則就比較合理得多了,其具體內(nèi)容如下:①
    凡格致之學(xué)有七:
    一曰力學(xué),審吸壓之理以利于用。(有重學(xué)斯有力學(xué),天氣壓于上,地氣壓于下,見重所見力矣。有動(dòng)靜二理,靜者運(yùn)使動(dòng),動(dòng)者阻使靜,皆須力。明其理,則殺物力以省人力,助人力以勝物力,妙用自無窮焉。省力助力之器有七:一曰杠桿,二曰輪軸,三曰滑車,四曰斜面,五曰尖劈,六曰螺旋,七曰齒輪。)
    一曰水學(xué),審動(dòng)靜之性以利于用。(水含氫氧二氣居多,當(dāng)其靜,即有浮力漲力壓力,及其動(dòng),力可百倍,性又平,激流使上行,必如其源之高而止。體其性而資其力,濟(jì)以機(jī)器,功用無窮。)
    一曰聲學(xué),審響應(yīng)之微以利于用。(凡物相觸,籍天氣顫動(dòng),傳之于耳而成聲。其行也如海中之浪,有所阻則回應(yīng)。聲之高下疾徐,視氣之寒熱厚薄順逆。束之則不散,雖遠(yuǎn)可達(dá),儲之則不銷,雖久可留,放之則大,揚(yáng)之則長,藉電通之,尤奇尤速。)
    一曰氣學(xué),審蒸化之方以利于用。(絪缊化醇醇,繞地球者為天氣,靜則為氣,動(dòng)則為風(fēng),天氣中諸氣悉備,其要而常存者有三,曰氧氣,曰碳強(qiáng),曰硝氣,群生資氧氣,植物資碳強(qiáng)。摻和二氣資硝氣,壓而儲之,則有張力,提而去之,是謂真空,至于蒸水氣以激輪機(jī),化諸氣以驗(yàn)物質(zhì),則不能無待加熱之功。
    一曰火學(xué),審騰熱之力以利于用。(火有四類,一曰日火,二曰電火,三曰磨擊之火,四曰化合之火,而其功皆在熱,惟熱氣能吸萬物,亦惟熱氣能解萬物,吸之使堅(jiān)實(shí),解之使流走。)
    一曰光學(xué),審回返之理以利于用。(光分四類,日光、電光、火光、冷光也。光物亦分四類,自明者為發(fā)光物,借明者為返光物,過光者為透光物,不過光者為阻光物。取光以鏡,鏡有平凹凸三種,于三種中變而通之,則有返光、折光、夜視、水視、分影、分光。顯微諸鏡,故視遠(yuǎn)惟明,秋毫畢察。)
    一曰電學(xué),審觸引之捷以利于用。(電即雷也,發(fā)聲為雷,光熱為電,空中萬物,到處存焉。欲為觸引,必先考察情狀,用法以防其患,有陰陽之別,干濕兩種。用二物摩擦而生者為干電,用強(qiáng)酸配制而生者為濕電。所用器具,有電筒、電管、電堆、電圈、電匣、電池、電瓶、生電試電瓷鐵諸機(jī),電性測電諸表,阻電之物,則有玻璃松香瓷料橡皮膠等物。)至于考動(dòng)植之學(xué)以教樹畜長地力,蕃物類,節(jié)人工,則皆格致之屬焉。
    從中可見,它不僅在物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的深廣度上十分膚淺狹窄,而且各部分的分法也僅是由表觀現(xiàn)象來劃分的。
    2.《學(xué)制》頒布以后
    在《學(xué)制》中對物理課程,主要是中學(xué)物理課程的開設(shè)目的,教學(xué)時(shí)數(shù)等方面,已有把物理作為基礎(chǔ)課的趨向。但由于剛開始對物理教學(xué)的內(nèi)容的規(guī)定比較粗略,僅說明“其物理當(dāng)先講物理總綱,次及力學(xué),音(聲)學(xué),熱學(xué),光學(xué),電磁氣(學(xué))”。所以當(dāng)時(shí)物理教科書的編寫和使用還有較大的自由。后來從日、美等國出版的教科書中得到了借鑒,加之學(xué)部的審訂亦漸趨成熟。這可以從1900年起,日本飯盛挺造編著,王季烈重編的《物理學(xué)》的體系和內(nèi)容看出當(dāng)時(shí)成熟的一般情況。
    《物理學(xué)》一書共分三篇,其中上篇(1900年出版)共有十三章,內(nèi)容為總論、固體力學(xué)、流體力學(xué)和氣體力學(xué)四卷;中篇(1900年出版)有十四章,內(nèi)容為波動(dòng)通論、聲學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)四卷;下卷(1903年出版)有九章,內(nèi)容為磁學(xué)、電學(xué)和大氣物理三卷(詳見附錄二)。
    值得注意的是:(1)王季烈在重編時(shí),也非僅作文字潤色,而且在融會貫通之后,加入了自己的學(xué)術(shù)見解。例如在說明薄片的干涉彩色之后,為了解釋厚片不能呈現(xiàn)干涉色,他補(bǔ)充了一個(gè)圖解,并附以文字說明,指出白光的各單色成分本身的相干性也是有限的,這種解釋較之籠統(tǒng)地說各色光的干涉圖樣在迭加之后就看不到條紋更為精確、合理。
    (2)教材中介紹了新成就。如《物理學(xué)》下篇,王季烈用十多頁的篇幅介紹當(dāng)時(shí)物理學(xué)新成就X射線。眾所周知,德國物理學(xué)家倫琴在1895年才發(fā)現(xiàn)X射線。而僅隔四年就在王季烈重編的這本教材中作了反映,說明當(dāng)時(shí)編寫教材也注意了物理學(xué)新成就的及時(shí)反映。