蔣文遠(yuǎn)

(無錫市山明中學(xué),江蘇無錫 214035)

面對時下的物理教學(xué),很多教師抱怨學(xué)生的學(xué)習(xí)能力差,思維品質(zhì)低.更讓很多物理教師頭疼的是在中考中有48%的實驗探究和科學(xué)方法要考察.不少教師不知所措,于是乎進(jìn)行大量的專題訓(xùn)練,強(qiáng)化知識,加強(qiáng)識記,但收效甚微.這樣的行為,不但無法培養(yǎng)學(xué)生真正的科學(xué)思想和方法,其行為本身也是違背科學(xué),違背了教育規(guī)律的.筆者作為一線的物理教師,結(jié)合自己的教學(xué)實踐、學(xué)科教研,課堂觀察的研究,對科學(xué)方法的教學(xué)進(jìn)行了一定的探索、實踐與反思,得到了一些啟發(fā).

1 科學(xué)方法的滲透要與科學(xué)實踐“相輔相成”

案例1:《空對空,竹籃打水一場空》

筆者去年接到一個相對較好的班級,于是雄心勃勃,決定進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)方法教育.每周一個專題,從閱讀到圖像;從實驗操作到各種科學(xué)方法的專題講座,準(zhǔn)備了大量的資料,進(jìn)行了“專題”的練習(xí).結(jié)果半個學(xué)期下來,收效甚微.筆者從學(xué)生那里了解到,學(xué)生感到科學(xué)方法很空,什么也沒有留下.

在案例1中,筆者將科學(xué)方法與科學(xué)實踐進(jìn)行了分離,想通過專題的形式,講座的方式對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育.其出發(fā)點是好的,卻是不科學(xué)的,所以最終注定是“竹籃打水一場空”.實踐是肉,方法是靈.脫離了科學(xué)方法的實踐是沒有靈魂的肉體,是失去活力的軀干;脫離實踐的科學(xué)方法是漂泊的靈魂,是失去根基的幽靈.因此,科學(xué)方法的產(chǎn)生離不開科學(xué)實踐活動,而科學(xué)實踐活動的順利進(jìn)行也離不開科學(xué)的方法指導(dǎo).科學(xué)方法與科學(xué)實踐是相輔相成的.

案例2:《老師,我看過》

2009年江蘇省中考物理試題第 12題,如圖1所示,小剛將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本,透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖與書本中的鸚鵡圖實際大小相等),他所看到的虛像可能是

圖1

學(xué)生對這道題很感興趣,走出考場就開始議論.很多人選(C),因為他們知道盛水的玻璃杯相當(dāng)于放大鏡,因此理所當(dāng)然地選了(C).但有學(xué)生說“不對,應(yīng)該選(A),考試時我看過.”更有學(xué)生高興的說,“老師,我看見他們做,自己也做了,看到的是橢圓.”由于筆者沒有看到題目,但當(dāng)學(xué)生用礦泉水瓶演示實驗時,我為有這樣的學(xué)生感到高興,對他們的行為表示了肯定.筆者在參加完中考閱卷后,了解到這道題的正確率只有30.2%,非常低.筆者任教的班級經(jīng)統(tǒng)計,正確率達(dá)到53.1%.筆者在為學(xué)生取得好成績高興之余,更高興的是通過物理的學(xué)習(xí),他們的觀察能力、用實驗解決問題的意識得到了加強(qiáng).

科學(xué)方法是在科學(xué)實踐中由人們創(chuàng)新出來,用來解決實際問題的.在案例2中,由于筆者平時注重實驗教學(xué),讓學(xué)生養(yǎng)成了動手實驗解決問題的意識,提升了觀察對比的能力,使得他們在中考中自然想到了用手邊的用品進(jìn)行實驗,在實驗中去解題.這正好說明,有效的方法得以保留并變成一種科學(xué)、一種思想、一種文化,反過來會被應(yīng)用到科學(xué)實踐中去.因此,科學(xué)方法的教育不但要與科學(xué)實踐活動相結(jié)合,而且要以科學(xué)實踐活動為主,科學(xué)方法的教育為輔.在科學(xué)實踐的過程中滲透科學(xué)方法的教育,實踐是顯性的,方法是隱性的,讓學(xué)生在實踐中體悟方法的精妙.

2 科學(xué)方法的出現(xiàn)要“一鳴驚人”

方法是解決問題的有效途徑,但解決問題的方法通常不止一種.只有當(dāng)一種方法被學(xué)生采用,并很好的解決了問題時,這種方法才會被學(xué)生所認(rèn)可、掌握.在以后遇到類似的問題時,方法才會被喚醒,再次使用.

案例3:《我有方法》

筆者在“聲現(xiàn)象”的教學(xué)中,向?qū)W生提問“如何證明聲音是由振動產(chǎn)生的?”時,有學(xué)生回答“人說話時聲帶在振動,用手可以感覺.”有學(xué)生回答“蟬在發(fā)聲時腹翅振動.”有學(xué)生回答“拉二胡時,弦在振動.”之后,筆者把正在發(fā)聲的音叉接觸水面,當(dāng)學(xué)生觀察到水花四濺時,學(xué)生情緒被調(diào)動了起來,感到很神奇,筆者也認(rèn)為效果不錯.但在之后的反饋練習(xí)中,筆者發(fā)現(xiàn)他們還是熱衷于自己第一次的方法,教師提高的方法學(xué)生很少引用.

案例3中,教師在學(xué)生有方法解決聲現(xiàn)象問題時,給出了演示實驗,實驗中隱含著“轉(zhuǎn)換放大法”的思想,收到的效果也不錯.但這種效果只是感官上的刺激,是對現(xiàn)象的驚奇,而不是方法的震撼.這種情況下的方法只是錦上添花,而非雪中送炭.在學(xué)生有方法并且是有效的時候,學(xué)生對新方法的學(xué)習(xí)是低效的,不活躍的.當(dāng)學(xué)生再次遇到類似的問題情景時,他喚起的依舊是自己的原有經(jīng)驗,說明新的方法沒有內(nèi)化成學(xué)生新的經(jīng)驗,自然也不會提高學(xué)生的能力.

同樣是放大法在彈性形變中的作用就更高一籌.教師要求學(xué)生觀察玻璃瓶在壓力下的形變,學(xué)生在面對微量的形變時,無計可施,怎么辦?這時,放大實驗現(xiàn)象成為學(xué)生自然的迫切的需求,當(dāng)放大的思想出現(xiàn)在了腦海中,接下來只是技術(shù)層面的問題.當(dāng)學(xué)生聯(lián)想到“自制溫度計”,想到液體在溫度升高時,細(xì)小的玻璃管中的液面會上升時,興奮地動手設(shè)計,進(jìn)行實踐.當(dāng)看到在手的壓力下,細(xì)玻璃管柱液面上升時,全班響起了熱烈的掌聲.這里,放大法的出現(xiàn)不僅顯得水到渠成,并起到“一鳴驚人”的震撼力.同樣,在觀察桌面受到壓力后的形變情況時,當(dāng)學(xué)生看到經(jīng)小玻璃片反射后的光線,在壓力的作用下改變了很多,都非常驚訝.放大的思想,放大的技術(shù)慢慢在學(xué)生的心中扎下了根.

3 科學(xué)方法的學(xué)習(xí)要設(shè)置在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”

初中教材中有兩處用到實驗加推理的方法.第一次,是在初二開始,研究聲音的傳播需要介質(zhì)時.采用反證法,研究聲音的傳播是需要介質(zhì)的.采用的實驗裝置是真空罩,用抽氣機(jī)抽氣.由于不可能完全抽盡空氣,聲音只是由強(qiáng)到弱,很難做到完全聽不出.于是,學(xué)生必須根據(jù)現(xiàn)象,進(jìn)行推理,如果空氣全部被抽空,將出現(xiàn)聽不到聲音,得出真空中聲音不能傳播的結(jié)論.這里的學(xué)習(xí),由于符合學(xué)生的認(rèn)知特點,在“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi),學(xué)生并沒有多少困難.但是在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時,學(xué)生遇到了不小的困難.

案例4:《我從沒見過“永不停”的物體》

圖2

在探究阻力對物體運動的影響的實驗中,讓小車從斜面的同一高度滑下,改變接觸面的粗糙程度(如圖2所示),我們發(fā)現(xiàn),阻力越小,那么小車的速度減小的就越慢,小車前進(jìn)的距離就越大.這是通過實驗觀察到的現(xiàn)象.也就是小車的水平運動受到了阻力的作用,進(jìn)一步分析如果小車受到的阻力越來越小,小車前進(jìn)的距離就會越來越大,進(jìn)而推理,如果小車受到的阻力為零,這小車將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運動下去.

筆者在演示了上述實驗后,全班32人中,只有7人認(rèn)為,物體在不受阻力時會永遠(yuǎn)運動下去的推理是正確的,11人認(rèn)為,物體最終還是會停下,14人不知如何回答.為什么在這里,學(xué)生會遇到如此大的困難呢?筆者認(rèn)為,除了學(xué)生的抽象思維發(fā)展還不完善外,重要的一點是生活中的經(jīng)歷對他們的影響.在與學(xué)生的交流中,很多學(xué)生告訴我,“從來只有會停下的物體,哪里會永遠(yuǎn)滾動下去的小車?”

筆者遇到案例4中情景時,會抱怨學(xué)生,責(zé)備學(xué)生思維跟不上,學(xué)習(xí)物理有困難.其實,困境就在于對學(xué)生了解不夠,沒有找準(zhǔn)“最近發(fā)展區(qū)”.為了走出困境,筆者學(xué)習(xí)了發(fā)展心理學(xué),得知,少年期(主要是初中生)和青年初期(主要是高中生)的思維是不同的.在少年期的思維中,抽象邏輯思維雖然開始占優(yōu)勢,可是在很大程度上,還屬于經(jīng)驗型,他們的邏輯思維需要感性經(jīng)驗的直接支持.筆者在之后的教學(xué)中采用多媒體輔助教學(xué),在實驗的基礎(chǔ)上增加了視頻演示,讓學(xué)生有更多的感性認(rèn)識,為“理想化推理”思維提供支架,取得了很好的效果.因此,教師不僅僅要備教材,還要備學(xué)生,了解學(xué)生的認(rèn)知特點、已有經(jīng)驗、思維品質(zhì)等,讓學(xué)生在有效的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)學(xué)習(xí),讓科學(xué)方法的學(xué)習(xí)與思維的發(fā)展共成長.

4 科學(xué)方法的培養(yǎng)要“循序漸進(jìn)”

光線是最早接觸的模型法,但學(xué)生并沒有形成充分的理解和印象.因為對學(xué)生來說,光線用帶箭頭的直線來代替是很正常也再合理不過的.這里,教師不要過多的去介紹模型法,只要讓學(xué)生知道可以用帶箭頭的直線代替光線,描述光線就可以了.而在原子結(jié)構(gòu)模型時,學(xué)生有了進(jìn)一步的認(rèn)識.因為,原子是無法用肉眼、放大鏡、光學(xué)顯微鏡觀察的,要在電子顯微鏡下觀察,而多半老師也沒有用過電子顯微鏡,怎么理解原子的結(jié)構(gòu)呢?可以用太陽系的圖景來模擬原子的結(jié)構(gòu),形象的說明.這里,學(xué)生已經(jīng)能體會模型法的妙處.

教育是慢的藝術(shù),學(xué)習(xí)是漸進(jìn)的過程.學(xué)生對科學(xué)方法的學(xué)習(xí),無論是從教材的安排上,還是從學(xué)生自身的認(rèn)知規(guī)律來看,都經(jīng)歷了一個從認(rèn)識到了解,從理解到運用的過程.這樣的過程是呈螺旋形發(fā)展的,是真實的有根基的.學(xué)生在科學(xué)方法的學(xué)習(xí)與運用中,會把科學(xué)方法化作自身的一種品質(zhì).從兒童認(rèn)知發(fā)展理論和兒童發(fā)展階段理論出發(fā),皮亞杰認(rèn)為,兒童所獲得的這些巨大成就主要不是由教師傳授,而是出自兒童本身,是兒童主動發(fā)現(xiàn)、自發(fā)學(xué)習(xí)的結(jié)果.教師除了為兒童提供主動、自發(fā)地學(xué)習(xí)的機(jī)會之外,還可選擇一定的材料,激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)兒童的發(fā)展.也就是說,教育必須遵循兒童的發(fā)展規(guī)律,不要把超越兒童發(fā)展階段的知識教給兒童,不要強(qiáng)迫兒童學(xué)習(xí)心理發(fā)展還沒有準(zhǔn)備好的材料,否則將出現(xiàn)欲速則不達(dá)的情況.科學(xué)方法的教育自然也要遵循兒童的發(fā)展規(guī)律,在不斷的實踐中積累,循序漸進(jìn)地發(fā)展.

綜上所述,科學(xué)方法的教育必須符合了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,與科學(xué)實踐活動緊密相連,才是有意義的;科學(xué)方法的教育應(yīng)該滲透于平時的教學(xué)活動中,循序漸進(jìn)地,潛移默化地對學(xué)生發(fā)生作用;科學(xué)方法的教育要與學(xué)生思維的發(fā)展相輔相成,共同成長.