| [推荐]专家有关物理教学的答疑(二） |
| 看了张大昌老师（现任课程教材研究所研究员，人民教育出版社编审）在线答疑内容，受益匪浅，这里分别整理一些，希望大家也受益多多。 二．有关科学探究 1．问：科学探究不是全新的东西？ 答：教学中的科学探究不同全新的东西。多年以来，大家一直认为带有探究性质的课是好课。我自己在高中时（1960年前后）的物理老师是公认好教师，他在教学中总是引导学生去探究。给我印象很深的一次是，他对我们说，试电笔中为什么要串联一个兆欧级的大电阻？为的是保证通过的电流很小，不伤人。这个事实说明很小的电流就能使氖管发光。但是把氖管直接接到低电压上，它却不亮，这是为什么？老师当时并没有给出答案。后来我们自己找书、商量，有人还做了实验，自己就认识到了气体导电的特点（当时气体导电是教学内容）：要高电压击穿才能开始导电，而维持电流只需要很低的电压。 这个例子说明，将科学探究引入教学不是新鲜事，过去一直有人在这样做，近年来做的人更多，大家公认这样做是好的，不过没有提“科学探究”这个词。这次课改是时机成熟了，我们的认识也深入了，明确把科学探究放入了课程标准这样的法规性文件，这是一个飞跃！ 2．问：科学探究不只是教学方法？ 答：科学探究有三重意思。第一，它可以指一种教学方法，这点不必多说。第二，它也是一个教学内容，学生通过科学探究要学会怎样进行探究，学会怎样认识新事物，我们强调它在科学方法上的意义。这是新课程与过去的课程的不同之处。第三，科学探究是一种精神，这是要特别注意的。 我认为不应该说某节课是探究课，某节不是，因为科学探究并没有一定的模式。课程标准给出了科学探究的几个要素，某个教学过程具有其中的一两个要素，这个教学过程就具有了探究的精神。例如，科学探究的本意是指对未知自然规律的探索，但我们也应该以探索的精神去学习仪器的使用。 又如，学习四种基本相互作用时，可以这样问学生：“质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？”学生会想：“对呀，同性相斥，为什么质子与质子能结合在一起？也许还有其他的力使它们吸引在一起？也许……”它具备了提出问题、猜想和假设的要素，甚至还有简单的分析与论证，所以这就是一个科学探究。教学中的科学探究并不神秘！ 3．问：教学中的科学探究不一定都要做实验？ 答：实验是科学探究的重要组成部分，但是教学中的科学探究不一定也不可能都是完整的，所以不一定都要在课上或课下做实验。前面关于强相互作用的教学例子中，人类要认识这个规律是离不开实验的，但学生不必做实验，也部分地参与了这个探究。 又如，学过向心力之后，教材中有这样一个思考题：“地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径。地面上有一辆汽车沿着赤道行驶。根据前面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？” 提出问题之后，学生根据以往拱形桥的经验就会想到：“速度越大，越可能离开地面；但半径越大，越不可能离开。地球半径很大，要离开就要非常快……”这也是一种猜想与假设。他们甚至还能算出汽车离开地面所需的速度。学生经过自己的研究就能认识第一宇宙速度、失重现象而不是听老师讲给自己的。所以这个例子也是一个科学探究，但学生不需要亲手做实验。 这样的认识使我们对科学探究的理解不那么狭隘，等于给我们的思想松了绑。 4．问：什么是猜想与假设？ 答：经常听到老师教训学生：不要胡猜；在其他场合也有人说：这还算什么猜想，几乎是板上钉钉的结论（例如前面关于拱形桥的例子）。猜想（假设）与“胡说八道”及“确定的结论”之间有什么区别？ “猜想与假设”是根据不充分的事实（要有事实）或不严格的推理（要有推理）而得出的结论！ 猜想与假设不能没有根据，例如前面关于强相互作用的例子，根据是“同性相斥”；也不能不合逻辑，这个例子是合乎逻辑的。但是，也还有其他可能：存在未知粒子，它与质子的作用把它们结合在一起，而非质子之间的力使它们不分离，还可能……因此，“存在强引力”的结论是不确定，但有根据。所以它是猜想或假设。 既然猜想与假设是不确定的，它的不确定性就不会一样。拱形桥例子中的不确定性较小，而强相互作用例子中的不确定性就很大了。 5．问：物理定律不是实验数据的简单归纳？ 答：物理定律不能从演绎中得出，这点已有共识。但许多老师心里还想着它们都是由“大量”实验归纳出来的。在这种深层意识之下，“每个规律都要通过实验探究来建立”，这是一个误区。 牛顿第二定律就不是“大量”实验室数据的总结。当初牛顿主要是分析了少数的几个行星的运动，设想它们与所受太阳的引力的关系应该是正比例关系，而从观测资料得到验证，然后推广到所有天体，以至任意物体。这里面猜想与假设起到了非常重要的作用。 学生做实验有时有“凑数”的坏毛病，这有认识论上的深层次的原因。以加速度与受力的关系的实验为例，根据几次测量的数据作出的图线都不过原点，学生就不高兴了，老师会说，中学仪器的精度不够。岂不知，换用了高级仪器就要用更高的标准衡量，这时会发现实验曲线仍不过原点。这时不需要再做太多的实验了，应该“敢于”想到：既然曲线都那么接近原点，为什么加速度与力不是正比例关系？！这就是猜想与假设的力量。 总之，无论科学定律还是生活中对某件新事物的认识，都不是事实的简单归纳。有了这样的认识，我们的思想会再次松绑，敢于承认，高中物理中的大多数定律都不是也不可能由实验直接得出，我们就不会通过做“实验秀”来搞形式主义的实验探究了。 一些老师提倡“做中学”的教学方式，这对于提倡实践意识、提高操作能力有积极意义，但不分教学内容、不分学生的年龄段，一味追求“做中学”，就不可取了。形式主义危害极大。 |
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