体温计教学的现状、困境与展望

童大振 蒋雪薇

摘 要：在国际新形势下，水银体温计逐渐被电子体温计、红外测温枪等新型温度计所取代.通过分析体温计教学的现状，发现当下的体温计教学在理论与实践上都存在着困难.为了突破这些困难，笔者提出三条改进策略：更新课标中温度计教学内容的要求、实现多种温度计的融合、调整初中物理教科书的章节结构.

关键词：体温计;教学;水银体温计;红外测温枪

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）12-0005-03

1 问题的提出

自新冠病毒蔓延以来，测体温的频率大大增加，体温合格甚至成了人们日常通行的“绿卡”.在医院、商场、学校、车站等公共测温点红外测温枪和红外热成像式体温筛检仪（简称红外筛检仪）是测温仪器的标配，即使在家庭和医院门诊部电子体温计、红外测温枪的使用率也比水银体温计要高，而我们在物理课堂上学习的水银体温计却杳无踪影.其中的道理显而易见，红外测温的速度要远快于水银测温，且比水银温度计易于保存，更安全.总之，水银温度计在社会生活中正在被其他温度计所取代.那么在初中物理教学中，体温计教学部分仍以水银体温计为重点内容还合适吗？

另外，为了响应国际上签署的旨在控制和减少全球汞排放的《关于汞的水俣公约》（以下简称《汞公约》），我国环境保护部会同相关部委于2017年8月16日发布了第38号公告，标志着《汞公约》对我国正式生效.第38号公告指出，“自2026年1月1日起，禁止生产含汞体温计和含汞血压计”[1].为了落实《汞公约》和第38号公告，国家药监局综合司于2020年10月16日发布了关于履行《汞公约》有关事项的通知，进一步明确了含汞体温计产品注册和生产有关工作的截止日期[2].那么进入2026年之后，在无水银体温计生产的社会中，体温计教学的内容又该何去何从呢？

基于对上述问题的思考，本文通过梳理体温计教学的现状，明确体温计教学的困境，并提出相应改进建议，期望能够对未来体温计教学的调整提供有益启示.

2 体温计教学的现状

根据《义务教育物理课程标准（2011年版）》（以下简称课标）的要求，温度计教学内容隶属于一级主题“物质”下的二级主题“物质的形态和变化”.课标对该部分的教学要求为：“了解液体温度计的工作原理，会用常见温度计测量温度.”[3]体温计作为生活中常见的温度计，既起到了引导学生从生活走向物理的作用，又能拓展学生对温度计结构和工作原理的认识，因此，成为了温度计教学的必学内容.

2.1 生活中的體温计

依据是否需要接触人体皮肤，可将生活中的体温计分为：接触式体温计和非接触式体温计两类.其中，接触式体温计主要有：水银体温计和电子体温计;非接触式体温计主要有：红外耳温计、红外额（腕）温计和红外筛检仪[4].这些体温计的准确度、响应时间以及工作原理见表1.

由表1可知，在准确度方面，接触式体温计的准确度要高于非接触式体温计，但是，就响应时间而言，非接触式体温计明显短于接触式体温计.另外，由于非接触式体温计的工作原理为：物体辐射的红外线具有辐射能，辐射能转变为电信号，根据转变成的电信号大小，就可以确定物体的温度[5]，所以不需要与被测对象接触，大大降低了交叉感染的风险.综合各种体温计的特点、测温要求和适用场景，不同测温点选择使用的体温计自然就有所不同.在公共场所一般使用非接触式体温计对大量流动人群的体温进行测量、排查，如教室门口使用红外额（腕）温计，地铁安检口使用红外筛检仪.而在家庭和医院门诊部等对准确度要求较高的情境下通常优先用电子体温计进行测量，若需进一步检验，再利用水银体温计进行验证.

2.2 教科书中的体温计

在现行的初中物理教科书中，体温计内容往往被安排在“物态变化”的第一节，即温度和温度计.对比人教版、沪科版、北师大版、苏科版和教科版五个版本的初中物理教科书中体温计内容，发现它们在体温计的种类、排版等方面存在差异，见表2.

从上表中可以看出，各版本初中物理教科书中对体温计内容的重视程度差异较大.其中，人教版教科书中对该部分内容最为重视，而教科版教科书中却对该部分内容只字未提.从内容排版上可以折射出，教科书中对水银温度计原理及其使用较为重视，对电子体温计和测温枪等其他体温计着墨甚少.由此可以说明的是，水银体温计基本上主导了现行教科书中的体温计内容.

2.3 课堂上的体温计

在温度计课堂教学中，教师往往会介绍三种温度计：实验室温度计、寒暑表和体温计（一般默认是水银体温计）.这三种温度计的原理均是液体的热胀冷缩，但在教学中的重要程度上却有所区别.具体而言，教师通常将实验室温度计作为本节课的学习重点，对其工作原理、量程、分度值和使用方法进行详细讲解，而对寒暑表的教学只指出它的使用环境和量程即可.对温度计的教学则主要介绍水银体温计与前两种温度计在构造、量程、分度值和使用方法上的不同.

基于课标要求以及后续物态变化教学的需要，目前形成的温度计教学安排是相对合理的.在这种教学设计中，体温计教学处于一种从属的地位且相较于教科书中的内容更加精简，即仅介绍水银体温计.水银体温计之所以重要，是因为在现行版本教科书编写时（2012年前后），水银体温计仍是生活中常用的测温工具，它是课堂联结学生生活的一条纽带.但实事求是地说，水银体温计对后续开展的实验探究用处不大，这就造成了水银体温计教学处于一种“弃之可惜，食之无味”的尴尬境地.

3 体温计教学的困境

通过对体温计教学现状分析发现，目前生活中常使用的体温计、教科书中体温计的内容安排、课堂教学中的体温计教学设计存在较大出入，这种不一致给体温计的教学带来了实践和理论上的双重困境.

3.1 体温计教学的实践困境

首先，从生活到教科书再到课堂，体温计学习要求呈现出层层递减的趋势.生活中的体温计丰富多样，教科书中的体温计以水银体温计为主，以电子体温计为辅，而课堂上的体温计仅限于水银体温计.这种“窄化”教学必然导致学生能够从生活走向物理，但却难以从物理走向社会.

其次，体温计教学内容未能跟上时代进步的步伐.随着科技的进步，日常生活中电子体温计、红外测温枪等逐渐取代水银体温计已成为现实，可是在当前体温计教学中仍以水银温度计为主.这种拿昨天的知识去教今天的学生，并让他们面对明天的生活的做法是值得商榷的.

最后，水银体温计的实用性受限.无论是实验室用温度计还是水银体温计，它们归根结底都是工具.工具是强调实用性的，一个工具的实用性不强必将被边缘化甚至被抛弃.目前，教科书中要求重点学习的水银体温计只适用于测人体温度，不能胜任后续实验中的测温需求，这就大大削减了它的重要程度.

3.2 体温计教学的理论困境

由于水银体温计、电子体温计和红外测温枪的工作原理不同，所以在学习这些温度计时对学生的理论知识储备要求亦有所不同.学习水银体温计的工作原理只需凭借学生已有的生活常识即可;学习电子体温计的工作原理需要学生具有电学知识;学习红外测温枪的工作原理则要求学生备有光学知识.若想让学生既会使用体温计，又能够较为深入地理解所学温度计背后的工作原理，即达到“知其然，亦知其所以然”的学习水平，可能要涉及到物理理论知识的编排和教学顺序的重新调整.

4 体温计教学的展望

针对体温计教学面临的理论与实践困境，笔者提出如下策略，希望能为日后该部分教学的改进提供参考.

4.1 更新课标中温度计教学内容要求

2011年版课标要求学生了解并会使用液体温度计，对非接触式温度计未做明确要求.这样的低要求与学生当今和未来生活以及科研中的需求存在较大落差.随着技术的发展，温度计也经历了不断变革：由伽利略发明的第一支水槽温度计，到水银、酒精、煤油、气体等温度计，再到电子温度计、红外测温枪……这其中的进步是不言而喻的，因此，课标的要求也应与时俱进.

4.2 实现多种温度计的融合

目前实验室温度计、寒暑表以及体温计在量程、分度值、使用方法和场景上均存在较大差异，这种“高匹配性”导致了“低兼容性”，给温度的测量带来了诸多不便.其实，红外测温技术不仅在现实生活中得到了普及，在科学研究中红外测温也非常普遍.市面上现行的测温枪测温范围一般是-50℃-480℃，完全能够满足人体测温和中学物理实验测温的要求[6] .实现多种温度计的统一，能够减少学生的认知和操作负担.

4.3 调整初中物理教科书的章节结构

在完成课标内容的更新以及实现温度计的融合后，对学生的知识储备要求也发生了变化，需要对教科书的有关章节进行相应调整.现行教科书中通常将“物态变化”一章置于“光学（含透镜）”章节之前，为了适应红外测温枪的教学，未来教科书中应将二者的前后顺序对调.由于“光学”和“物态变化”与其他章节的内容处于平行关系，无内在知识逻辑的牵连，所以这样的调节并不会对其他知识的学习造成干扰.

参考文献：

[1]环境保护部办公厅.《关于汞的水俣公约》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]国家药监局综合司.国家药监局综合司关于履行《关于汞的水俣公约》有关事项的通知[EB/OL].https：//www.nmpa.gov.cn/xxgk/fgwj/gzwj/gzwjylqx/20201016150908105.html，2020-10-16/2021-3-10.

[3]中華人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[4]卢小丰，刘旭红.测温计相关科普知识解析[N].中国市场监管报，2020-02-08 （003）.

[5]苏东岳，郭丽华，孙健，李润美.红外测温技术的应用和思考[J].中国医疗器械信息，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）