許 志 李秋霞

(1. 南京市教學(xué)研究室，江蘇 南京 210001； 2. 南京市棲霞區(qū)教師發(fā)展中心，江蘇 南京 210028)

比格斯的Solo分類評價有以下5個方面:前結(jié)構(gòu)層次、單點結(jié)構(gòu)層次、多點結(jié)構(gòu)層次、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次和拓展抽象結(jié)構(gòu)層次．評價基于這樣一種理念:任何學(xué)習(xí)結(jié)果的數(shù)量和質(zhì)量都是由學(xué)習(xí)過程中的教學(xué)程序和學(xué)生特點決定的．它告訴我們:學(xué)習(xí)過程中,教師要依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點合理安排教學(xué)程序．學(xué)生經(jīng)常用這樣一句話來評價他喜歡的物理教師,“他講的真好”．這句話的核心就是一個字——“講”．講的好的老師一定是教學(xué)程序安排合理的老師．在初中物理實驗教學(xué)中,實驗結(jié)論大多基于實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù),以下筆者圍繞實驗過程中的3個方面,基于學(xué)生Solo能力的具體表現(xiàn),談?wù)劷處煈?yīng)該如何通過“講解”,幫助學(xué)生厘清“實驗困惑”,從而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力,最終發(fā)展學(xué)生的思維能力達(dá)到拓展抽象結(jié)構(gòu)層次．

1 針對“現(xiàn)象判斷”,講解要“關(guān)注條件”

1.1 案例

如圖1所示,蠟燭位于凸透鏡焦點以內(nèi),在透鏡另一側(cè)可以觀察到放大的虛像．若將一不透明的光屏置于圖中虛線處,則蠟燭的像

圖1

(A) 會消失. (B) 成在光屏上.

(C) 沒有變化. (D) 亮度變暗.

1.2 Solo層次分析

表1

本題參考答案是(C).試題很好地考查了學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的理解．由于不透明光屏的出現(xiàn),不少學(xué)生會誤選(A)、(B)、(D),主要原因都是學(xué)生的思維能力層次處于“單點”和“多點”附近,這3個選項對學(xué)生都有迷惑性．如何讓學(xué)生理解答案是(C)呢?有位教師這樣講解.

教師:同學(xué)們,當(dāng)物距小于一倍焦距時,物體成像的性質(zhì)是什么?

學(xué)生:正立放大的虛像.

教師:虛像不能成在光屏上,所以(B)是錯誤的．由于虛像實際上是不存在的,但人眼能看到,所以(C)正確,其他答案錯誤．

從這位教師的解答過程中,我們很難看出原因和結(jié)果之間的對應(yīng)關(guān)系,學(xué)生往往就是似懂非懂地點點頭．

還有的教師為了讓學(xué)生們理解(A)、(D)也是錯誤的,利用“現(xiàn)場實驗”的方法,讓學(xué)生利用實驗室的器材現(xiàn)場觀察(事先備好實驗器材),結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)在圖中位置放上不透明的光屏后,還能看到正立放大的虛像,所以答案(C)是正確的．如果是在實驗室,教師用這種“現(xiàn)場實驗”的方法也許可以做到讓學(xué)生知道答案(C)是正確的．但如果沒有實驗器材怎么辦?而且學(xué)生即使知道答案是(C),但是還是不明白答案(C)的理論依據(jù),這樣的講解很難培養(yǎng)學(xué)生的“關(guān)聯(lián)和拓展”能力．

1.3 講解策略

本題變換實驗條件后,要求學(xué)生判斷“實驗現(xiàn)象”,教師在講解時一定要抓住與現(xiàn)象對應(yīng)的“條件”,只有明確實驗條件,才能引導(dǎo)學(xué)生的思維從“單點、多點”走向“關(guān)聯(lián)和拓展”,才能正確判斷“實驗現(xiàn)象”,我們可以問學(xué)生以下兩個問題．

問題1:人眼是如何看到像的?條件是什么?

問題2:在圖中位置放上不透明的光屏后,對人眼看到像的“條件”有影響嗎?

人眼能看到正立放大虛像的條件有兩條,首先要有光線(這里是蠟燭經(jīng)過凸透鏡后的折射光線)進(jìn)入人眼,其次是蠟燭到凸透鏡的距離小于一倍焦距．在圖中位置放上不透明的光屏后,以上兩個“條件”都沒有變化,也就是說光屏的介入對這兩個條件沒有任何影響,所以像沒有任何變化．通過這樣的講解才能使學(xué)生真正理解“看到像”的含義,不僅讓學(xué)生知其然,更知其所以然．為了檢測學(xué)生是否真正理解本題的含義,可以追問學(xué)生以下問題:光屏的大小會影響所看到像的大小嗎?光屏在圖示位置左右移動,人眼還能看到像嗎?光屏放在什么位置就不會有像了?光屏放在什么位置人眼看到的像會亮度變暗?光屏放在什么位置有像存在但人眼看不到了?這些問題的設(shè)計就是引導(dǎo)學(xué)生的思維能力向拓展抽象結(jié)構(gòu)層次去發(fā)展．以上問題,只要我們心中有判斷的“條件”,對照條件不難逐一解決．

2 針對“方案設(shè)計”,講解要“動靜結(jié)合”

2.1 案例

圖2

在探究“影響電功大小的因素”實驗中,學(xué)生們猜想有3個因素:電壓、電流和通電時間．如何研究電壓對電功大小的影響呢?教師讓學(xué)生們選擇器材進(jìn)行實驗,要求學(xué)生畫出實驗的電路圖并加以說明．結(jié)果不少學(xué)生畫出了以下設(shè)計的電路圖,如圖2所示.

2.2 Solo層次分析

表2

要研究電壓對電功大小的影響需要用控制變量法,即控制電流和通電時間一定,改變電壓的大小,如何觀察電功的大小呢?可以利用能量的轉(zhuǎn)化通過燈泡的亮度來定性比較電功的大?。畬W(xué)生對以上觀點也普遍認(rèn)同．不少學(xué)生對圖2是這樣解釋的:因為要比較電功的大小,所以我選擇了燈泡,用燈泡的亮度來顯示電功的大小;因為要控制電流一定,所以我選擇了滑動變阻器．問題是依據(jù)圖2怎樣才能說明電壓對電功大小的影響呢?顯然對這個實驗的設(shè)計,學(xué)生是“只見端倪,不明就里”,思維層次大多屬于單點結(jié)構(gòu)層次．本實驗正確的電路圖(方法之一)如圖3所示．不少教師在這個教學(xué)環(huán)節(jié)處理草率,往往用這樣一句話:“因為要比較電功的大小,所以我們需要兩個不同規(guī)格的燈泡”,就幫助學(xué)生完成了實驗方案的設(shè)計過程．實際上,在方案設(shè)計環(huán)節(jié),如何引導(dǎo)學(xué)生去思考,讓他們順利地由圖2過渡到圖3,從而思維能力由“單點”走向“多點”,最終走向“關(guān)聯(lián)和拓展”,教師的講解非常重要．

圖3

2.3 講解策略

很多探究性實驗的結(jié)論都是通過實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的對比來實現(xiàn)的,對比有“同時對比”和“先后對比”,我們往往首選“同時對比”,而同時對比就要把實驗過程中需要控制的因素和改變的因素同時顯示出來．要探究電壓對電功大小的影響,為了做到“同時對比”,實驗需要哪些器材?我們的研究對象是誰?如果以燈泡為研究對象,為了同時對比,應(yīng)該選一個燈泡,還是兩個燈泡?如果選擇兩個燈泡,它們應(yīng)該如何連接?電路還可以如何進(jìn)一步優(yōu)化?

以上問題的設(shè)問是環(huán)環(huán)相扣的,在優(yōu)化電路環(huán)節(jié)加滑動變阻器一來可以保護(hù)電路,二來在實驗中可以選擇合適的數(shù)據(jù)方便我們分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論．在師生討論的過程中,由于涉及到的實驗細(xì)節(jié)較多,所以,遇到這類實驗方案的設(shè)計,教師應(yīng)該采取“動靜結(jié)合”的方法和學(xué)生進(jìn)行交流,這里的“動”是指師生的對話,而“靜”則是指“板書”,我們應(yīng)該在師生交流的同時,也在黑板上留下“靜”的板書,讓靜態(tài)的板書留下“思維”的痕跡．這樣對整個實驗的方案學(xué)生就能有一個整體的框架．否則學(xué)生很可能討論到后面又忘掉前面,以上實驗方案的設(shè)計我們可以用圖4所示的板書來呈現(xiàn)．

圖4

值得一提的是,對圖2的方案,有的教師還沒等學(xué)生表達(dá)完整就匆匆否定了學(xué)生的設(shè)計,這是不可取的．因為不少學(xué)生有“先后對比”的習(xí)慣,如果以圖2為電路圖,分兩次進(jìn)行實驗,第一次實驗選燈泡甲做實驗,記下電流表的讀數(shù)；第2次用另外規(guī)格的燈泡乙替換甲再做一次實驗(通過滑動變阻器調(diào)節(jié)和第一次電流相同),比較兩次實驗中燈泡的亮度也是可以得到實驗結(jié)論的．只是“先后”對比的結(jié)果不如“同時對比”明顯而已．

3 針對“變量分析”,講解要“抓不變量”

3.1 案例

在學(xué)完浮力的相關(guān)知識后,經(jīng)常會遇到要求學(xué)生判斷浮力大小的問題．如將同樣一個實心鐵球先后放入水和水銀中,鐵球靜止后,在水中和水銀中受到的浮力哪次大?

3.2 Solo層次分析

表3

要比較浮力的大小,學(xué)生往往首先想到的是阿基米德原理．即利用液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素來加以判斷,問題是鐵球在水中最終沉底,在水銀中最終處于漂浮狀態(tài),如圖5所示．而水的密度小于水銀的密度,鐵球在水中排開水的體積卻大于它在水銀中排開水銀的體積,當(dāng)用阿基米德原理判斷這兩個因素的乘積誰大時,學(xué)生就會遇到困難．這是剛學(xué)浮力的時候,不少同學(xué)遇到的困惑．主要問題也是學(xué)生的思維層次處于“單點、多點”的緣故．遺憾的是不少教師往往直接告訴學(xué)生用浮沉條件來判斷得出結(jié)論,這里“浮沉條件”是關(guān)聯(lián)因素,這樣的講解對學(xué)生而言失去了面對困難尋求其他途徑的“思維歷程”,面對這類變量較多的問題,我們應(yīng)該如何講解呢?

圖5

3.3 講解策略

圖6

記得一位學(xué)者說過這樣一段有哲理的話,物理學(xué)就是在“變中找不變”,在“不變中找變”．這句話對我們很有啟發(fā)．當(dāng)我們用阿基米德原理判斷浮力的大小出現(xiàn)困難時,是因為影響浮力變化的兩個因素都在變,此時,我們應(yīng)該告訴學(xué)生要堅信,當(dāng)變化的因素較多且在干擾我們的判斷時,我們要先拋開變量,努力去尋找不變量,再考慮相關(guān)問題和這個“不變量”的關(guān)系,就是我們解決這類問題的突破口．這個過程就是引導(dǎo)學(xué)生的思維層次從“單點、多點”向“關(guān)聯(lián)和拓展”發(fā)展的過程．本題的不變量是誰呢?學(xué)生經(jīng)過思考,得出這個不變的量是“球重”,鐵球在水中浮力小于重力,在水銀中浮力等于重力,從而問題迎刃而解．這道題目雖然簡單,但是通過這樣的講解告訴我們一個真理,就是在“變中找不變”是解決這類問題的思路．這樣的講解有助于對學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)．如果學(xué)生在大腦中樹立了這樣的意識,那么在碰到類似問題時就會“觸類旁通”．例如在圖6所示的電路中,電源電壓恒定,當(dāng)滑片P向右移動時,電壓表的示數(shù)如何變化?如果總想到用電阻和電流的乘積來判斷就很難解決這個問題了,因為滑片右移時,電阻變大,電流變小,很難判斷它們的乘積是變大還是變小,但如果借助“變中找不變”的思想,抓住電源電壓不變和定值電阻R的阻值不變就很容易解決這類問題．

教師的職業(yè)是傳道授業(yè)解惑,這個“解”字,大有學(xué)問．以上筆者只是以實驗教學(xué)過程中3個環(huán)節(jié)為平臺,談了教師基于學(xué)生Solo認(rèn)知能力表現(xiàn),如何提升學(xué)生認(rèn)知能力的一些講解策略,主要是希望教師在答疑講解過程中,學(xué)生能“一點就通”并“融會貫通”,以期學(xué)生的思維層次由低階向高階發(fā)展,看到這樣的結(jié)果才是我們教師職業(yè)幸福感的真正源泉．