戴金平

（上海閔行區(qū)教育學(xué)院 上海 201199）

隨著上海市二期課改的深入全面的推進(jìn)，以學(xué)生發(fā)展為本的理念正逐漸為廣大教育工作者所接受，教師的教育觀念正在發(fā)生明顯的變化．課堂上注意為學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)經(jīng)歷、關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程．考試評(píng)價(jià)也力求多元，學(xué)業(yè)考試也盡力檢測三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，考查過程與方法、思維能力、科學(xué)態(tài)度與精神．

愛因斯坦說：“教育就是忘記了在學(xué)校所學(xué)的一切之后剩下的東西”．學(xué)生在學(xué)校不僅要學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，還要學(xué)習(xí)科學(xué)方法，培育科學(xué)精神．在學(xué)科教育中，科學(xué)方法、科學(xué)知識(shí)與科學(xué)精神三者密切聯(lián)系在一起的．科學(xué)知識(shí)是最基本的，是科學(xué)方法、科學(xué)精神的載體．科學(xué)方法是直接蘊(yùn)含在科學(xué)知識(shí)之中，而科學(xué)思想與科學(xué)精神則應(yīng)當(dāng)從具體的科學(xué)知識(shí)與方法中提煉、升華．學(xué)生離開學(xué)校最易忘記的是“知識(shí)”，剩下的科學(xué)方法和科學(xué)精神使學(xué)生終身受益．目前，中學(xué)物理教師在課堂上非常重視“科學(xué)方法”①的教學(xué)，對(duì)中學(xué)物理常見的科學(xué)方法，如控制變量法、等效替代法、理想模型法等如數(shù)家珍．這些現(xiàn)象令人欣喜，體現(xiàn)了二期課改“以學(xué)生發(fā)展為本”的勃勃生機(jī)．但是，透過這些熱鬧景象，也發(fā)現(xiàn)了“科學(xué)方法教學(xué)”中令人擔(dān)憂的一面，有些所謂“科學(xué)方法教學(xué)”是與科學(xué)相悖的．

本文以真實(shí)課堂教學(xué)為例，力圖透過現(xiàn)象分析其中問題．期望有更多的教師和專家關(guān)注科學(xué)方法的教學(xué)，在深入研究中促進(jìn)教師專業(yè)能力的提升，使學(xué)生得到全面發(fā)展．

1 “科學(xué)分類”走過場

在課堂上，當(dāng)學(xué)生對(duì)所要研究的問題做出多種猜想，或有多種方法解決某個(gè)問題時(shí)，教師常常要求學(xué)生進(jìn)行分類，以尋找與猜想有關(guān)的因素，或找出方法之間的區(qū)別與聯(lián)系．比較與分類是科學(xué)思維的開始，分類可以幫助學(xué)生對(duì)客觀事物或現(xiàn)象進(jìn)行更深刻的實(shí)質(zhì)性比較，找出事物或現(xiàn)象間的本質(zhì)區(qū)別與聯(lián)系，進(jìn)而探討事物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系．但在“科學(xué)分類”實(shí)際教學(xué)中，有時(shí)教師會(huì)發(fā)出不和諧之音，課堂上出現(xiàn)不令人滿意的場面．

如“內(nèi)能”是初中物理最抽象的概念，它蘊(yùn)含于微觀，顯現(xiàn)于宏觀．在“改變物體內(nèi)能的兩種方式”教學(xué)過程，教師通常讓學(xué)生想出多種改變物體內(nèi)能的方法，然后進(jìn)行歸類，以便找出各種方法的本質(zhì)區(qū)別與聯(lián)系．一些教師是如何對(duì)待、處理學(xué)生的歸類呢？下面是兩個(gè)典型的真實(shí)課例．

案例Ⅰ

教師：能不能改變鐵絲的內(nèi)能？提供器材有鐵絲，砂紙，火柴．

教師（強(qiáng)調(diào)）：可以利用身邊一切可以利用的東西，4人一組做實(shí)驗(yàn)，方法越多越好．

小組實(shí)驗(yàn)——改變鐵絲的內(nèi)能．

小組反饋，教師將小組所介紹的方法板書：

（1）用力磨擦砂紙

（2）火焰加熱

（3）用力彎折

（4）用手捂

（5）用手摩擦

（6）日光照射

教師：改變鐵絲內(nèi)能的方法一共有六種，可以分為幾類？

生甲：三類．（1）、（3）、（5）都用了力．

教師：哦．（1）、（5）磨擦用了力，通過一段距離，物理上叫做“做了功”．為什么（3）也是？

教師請(qǐng)?zhí)岢龇椒ǎ?）的小組進(jìn)行演示，并分析講解：彎折鐵絲時(shí)，也對(duì)它做了功．

生甲：（2）、（4）都有熱的物體作用．

教師（打斷）：就是這兩類．能找出第三類嗎？回去思考．如果可以，就要改教材了！

案例Ⅱ

教師：你能改變鐵絲的內(nèi)能嗎？提供器材有鐵絲，砂紙，打火機(jī)．

教師：可以不限于提供的器材，想盡可能多的方法．

小組實(shí)驗(yàn)或討論——改變鐵絲的內(nèi)能．

小組反饋，教師將小組所介紹的方法板書：

（1）摩擦砂紙

（2）打火機(jī)加熱

（3）用力彎折

（4）放入爐中熔化

（5）一直捂在手里

（6）放入沸水中

（7）陽光曝曬

（8）對(duì)它呼氣

（9）放入烤箱里

教師：你們能不能分類？

生甲：改變溫度的，用沸水加熱，用手捂……還有改變狀態(tài)的，放入爐里熔化……

教師（打斷）：這種分類方法好嗎？乙同學(xué)，你說．

生乙：熱傳遞，用手捂 …… 做功，用砂紙摩擦……

分類是以物理現(xiàn)象和物理過程本身所固有的區(qū)別和聯(lián)系作為客觀基礎(chǔ)，由于客觀事物有多方面的屬性，各事物之間有多方面的聯(lián)系，因而人們可以根據(jù)不同的實(shí)際需要，依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)物理事件進(jìn)行各種分類，從而得到不同形式的結(jié)論．課堂上教師并沒有提出分類的標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生根據(jù)自己的理解確定分類標(biāo)準(zhǔn)，并沒有錯(cuò)．從學(xué)生的分類中可以看出學(xué)生具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的薄弱之處．通過師生討論，將改變物體內(nèi)能的方法歸為“做功”和“熱傳遞”兩類，其標(biāo)準(zhǔn)是：能量在物質(zhì)之間發(fā)生傳遞時(shí)，能量的形式是否發(fā)生變化．科學(xué)分類可以幫助學(xué)生完善、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，更深刻地理解改變內(nèi)能兩種方式的內(nèi)涵．

一些教師由于自身對(duì)科學(xué)分類理解不透，受“現(xiàn)有結(jié)論”所束縛，眼中只有教材中的“標(biāo)準(zhǔn)答案”．一旦學(xué)生的分類與教材不同，都被視為另類，或置之不理，或加以壓制．如果某位同學(xué)的分類恰好與教材一致，合乎老師的心意，立即給予肯定；不給其他學(xué)生思考的時(shí)間與空間，也不追問他們分類的標(biāo)準(zhǔn)（或依據(jù)）是什么，長期如此必將束縛學(xué)生的思維．在一些課堂上，面對(duì)教師的“啟發(fā)”，學(xué)生應(yīng)對(duì)“猜想、分類”時(shí)，或翻書找答案，或無動(dòng)于衷，也屬于正常之舉了，從而導(dǎo)致“科學(xué)分類教學(xué)”走過場．

2 “控制變量”虛控制

在聽課過程中，筆者發(fā)現(xiàn)中學(xué)物理教師似乎對(duì)“控制變量法”特別鐘愛，學(xué)生對(duì)其也特別熟悉．在探究實(shí)驗(yàn)前，教師通常會(huì)問：用什么方法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)？不同學(xué)校、不同班級(jí)的學(xué)生幾乎都是異口同聲回答“控制變量法”．

為什么要用控制變量法？物理學(xué)中對(duì)于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個(gè)單因素的問題．每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．它是科學(xué)探究中的重要方法，廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中．控制變量法是初中物理常用的探索問題和分析解決問題的科學(xué)方法之一．但在“控制變量”實(shí)際教學(xué)中，有些教師對(duì)因素（變量）的控制是以自己已有的認(rèn)識(shí)為準(zhǔn)繩，不顧及學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，也不遵循科學(xué)探究的原理，課堂上常出現(xiàn)因素（變量）隨意控制的情況．

案例Ⅲ

學(xué)生活動(dòng)：

（1）男、女生用鋼管拔河，結(jié)果女生贏了．

（2）將氣球放在玻璃杯中，吹氣后將杯拎起．

（3）把手掌貼在桌面，使手掌沿桌面滑動(dòng)，體驗(yàn)手掌的感覺．

（4）用手拉動(dòng)小木塊在桌面上滑行，將力撤掉，觀察小木塊的運(yùn)動(dòng)．

問題討論：

（1）在超市買了一瓶辣椒醬，可怎么也打不開蓋子，你能幫助我嗎？

（2）星期天老師想要去參加攀巖比賽，你認(rèn)為我該怎樣做才不易滑下來而盡快到達(dá)終點(diǎn)？

教師從學(xué)生反饋回答中提煉出關(guān)鍵詞：握緊，擠壓，壓桌面，裹毛巾，帶手套，接觸面的面積等．

教師：有多種方法增大摩擦，這些方法如何分類？

教師（引導(dǎo)）：（用力）握緊，擠壓，壓桌面歸為“壓力”；裹毛巾，帶手套歸為“接觸面的粗糙程度”；接觸面的面積另成一類．

教師：影響摩擦力的因素有三個(gè)：壓力，接觸面的粗糙程度，接觸面面積．由于時(shí)間關(guān)系我們研究前兩個(gè)，第三個(gè)因素由同學(xué)討論．

教師：我們猜想滑動(dòng)摩擦力的大小與多個(gè)因素有關(guān)，在探究時(shí)應(yīng)采取什么方法處理？生（集體）：“控制變量法．”教師：怎樣研究呢？

PPT呈現(xiàn)探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，如表1．

表1 影響滑動(dòng)摩擦力大小因素

教師：先別做實(shí)驗(yàn)，討論方法．

學(xué)生討論反饋：

（1）研究A 在毛巾上……水平拉木塊（教師補(bǔ)充勻速）．

（2）研究B 在木塊上加砝碼 …… 水平拉木塊．

……

教師：如何研究滑動(dòng)摩擦力與接觸面面積的關(guān)系？

教師：要研究它就要保證壓力、接觸面的粗糙程度不變．請(qǐng)問木塊有幾個(gè)面？

生：6個(gè)．

教師：大家可以課后去做……

PPT交流小結(jié)

實(shí)驗(yàn)表明，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面的面積大小無關(guān)．

控制變量法控制什么？當(dāng)研究的問題與多個(gè)因素有關(guān)時(shí)，雖然在多個(gè)因素中可能有某幾個(gè)因素與研究的問題無關(guān)，在沒有排除之前，要研究與某一因素的關(guān)系時(shí)，其他的因素都應(yīng)該“被控制”．在上面的課例中，師生已經(jīng)討論出影響滑動(dòng)摩擦力的大小可能與三個(gè)因素有關(guān)，為什么在“探究影響滑動(dòng)摩擦力與壓力大小的關(guān)系”時(shí)，只控制接觸面的粗糙程度，而不控制接觸面面積的大小？而研究摩擦力與接觸面面積的關(guān)系時(shí)，卻又要將壓力、接觸面的粗糙程度都加以控制呢？顯然教師沒有站在學(xué)生的角度上去思考，也沒有立足于“控制變量法”去思考、處理，而是站在“終點(diǎn)”指導(dǎo)學(xué)生，片面簡化過程．使“控制變量”虛實(shí)難辨，令學(xué)生處在云里霧里．

3 結(jié)語

光講知識(shí)不講方法肯定不是一堂好課．科學(xué)方法教育是綜合的，其中科學(xué)方法是主體．一些學(xué)生不明白科學(xué)方法的真諦是因?yàn)榻處熥约哼€不明白．教師對(duì)科學(xué)方法教學(xué)的隨意性，有些看似開放、熱鬧的“科學(xué)方法”教學(xué)，而有悖于科學(xué)，不僅不能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，反而挫傷了學(xué)生的積極性，也不利于科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神的培育．這對(duì)于科學(xué)方法教學(xué)是很不利的，更與二期課改的理念相左．

因此，教師要加強(qiáng)學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法的真諦．要學(xué)會(huì)和學(xué)生一起從“起點(diǎn)看終點(diǎn)”，親身體驗(yàn)“科學(xué)探究”的過程”，不能讓“科學(xué)方法”教學(xué)停留在表面上，呈現(xiàn)在假象上．

1 張憲魁，李曉林，陰瑞華．物理學(xué)方法論．杭州：浙江教育出版社，2007