物理課堂應(yīng)追求事實(shí)與思辨的和諧統(tǒng)一

盛建國

[摘 要]物理課堂離不開充滿奇趣的事實(shí)呈現(xiàn)和親歷體驗(yàn)，但基于事實(shí)的思辨才是物理課堂真正的靈魂。物理教學(xué)應(yīng)該提供有疑、有趣的事實(shí)與體驗(yàn)，并在思辨性活動中提升課堂品質(zhì)，在事實(shí)與思辨的和諧統(tǒng)一中實(shí)現(xiàn)知識與技能、科學(xué)方法和科學(xué)精神等諸多課程目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]物理教學(xué) 事實(shí) 思辨 思辨型課堂

[中圖分類號]G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號] 16746058（2015）260048

從某種意義上說：物理教學(xué)可看作是“就物說理”的過程。因此個(gè)人認(rèn)為，物理課堂活動主要有三種基本“元素”：一是事實(shí)；二是思辨；三是實(shí)踐。三者交織融合，密不可分。一般而言，物理概念和規(guī)律的教學(xué)過程首先是提供事實(shí)呈現(xiàn)與親歷體驗(yàn)；其次是基于事實(shí)的思考與辨析，由此建構(gòu)概念或發(fā)現(xiàn)規(guī)律；最后回到實(shí)踐，應(yīng)用科學(xué)概念和規(guī)律來解釋現(xiàn)象，解決問題，實(shí)現(xiàn)知識應(yīng)用與遷移，落實(shí)“思行合一”。

當(dāng)前初中物理課堂在創(chuàng)設(shè)情境、提供事實(shí)、豐富體驗(yàn)這些方面普遍較為重視，做得較好。許多教師為了能在公開課上，上一個(gè)奪人眼球的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)而煞費(fèi)苦心；為了設(shè)計(jì)一個(gè)別出心裁的學(xué)生活動而徹夜難眠；為了一段效果震撼的視頻資料而在網(wǎng)上遍尋……相比而言，個(gè)人覺得：物理課堂，在基于事實(shí)的前提下，更應(yīng)關(guān)注課堂思維品質(zhì)的提升，關(guān)注學(xué)生思辨能力的培養(yǎng)，關(guān)注課堂事實(shí)與思辨的和諧統(tǒng)一。

一、基于事實(shí)，物理課堂首先要有“奇趣體驗(yàn)”

1.用實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)學(xué)生步入奇妙的物理世界

物理實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)是學(xué)生的最愛，也最能代表物理學(xué)科的特色。那些精彩紛呈的實(shí)驗(yàn)散發(fā)著無窮的魅力，能讓初中學(xué)生領(lǐng)略物理的奧妙，引領(lǐng)他們步入奇妙的物理世界，在科學(xué)探究中樂此不疲，在實(shí)踐與思考中不斷成長。

例如，在《大氣壓強(qiáng)》教學(xué)中，有教師設(shè)計(jì)了這樣的趣味實(shí)驗(yàn)來引入課題。首先出示一個(gè)空的礦泉水瓶，問學(xué)生有什么辦法讓它變扁？在想到壓扁、踩扁等常見方法后，有同學(xué)提出了“吸扁”的方法。教師請他上來試試，一吸之下果然成功。接著，教師又拿出了一個(gè)大號的純凈水桶（如圖1），問他要不要再試試能否將此桶“吸扁”，看著這位同學(xué)面露難色，連連搖頭，全班同學(xué)也都忍俊不禁。這時(shí)，教師將一團(tuán)沾有酒精的棉花球點(diǎn)燃后放入桶中，待其燃燒幾秒后用手掌蓋緊桶口，過了一會兒，同學(xué)們驚奇地發(fā)現(xiàn)：伴隨著“砰、砰”的巨響聲，看起來“巨大而堅(jiān)固”的純凈水桶像是被一只“無形的大手”壓扁了。而當(dāng)教師把蓋緊桶口的手掌拿開時(shí)，瞬間又是“砰”的一聲巨響，純凈水桶又恢復(fù)了原來的形狀。在這樣形象直觀、效果震撼的演示實(shí)驗(yàn)面前，同學(xué)們不由自主地同時(shí)發(fā)出了“哇”的驚嘆。同時(shí)，各種強(qiáng)烈的疑問自然也是話到嘴邊：什么巨大的力量把純凈水桶壓扁了呢？為什么酒精棉球燃燒后才會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？為什么手移開后，這種作用又消失了呢？……在讓他們目不轉(zhuǎn)睛，倍感神奇的事實(shí)面前，在一個(gè)個(gè)情不自禁的“為什么”中，孩子們已經(jīng)不知不覺地走進(jìn)了神奇的物理世界。

2.以問題驅(qū)動，讓學(xué)生在真探究中自主建構(gòu)

在《物態(tài)變化》教學(xué)中，奇妙的干冰實(shí)驗(yàn)也能激起學(xué)生對物理濃厚的興趣。從泡沫箱中用木夾取一塊干冰，發(fā)現(xiàn)它表面結(jié)了一層霜，還不斷冒著“白氣”，將它放在燒杯中，杯子外壁很快就出現(xiàn)了白霜。更奇妙的是：當(dāng)把干冰放入盛有冷水的燒杯中時(shí)，水中干冰冒出了大量氣泡，整杯水都似乎被“燒開了”，水面上白霧繚繞，如同夢幻仙境一般（如圖2）；在水平桌面上輕輕撥動幾塊小干冰，你會發(fā)現(xiàn)，它們在桌面上運(yùn)動起來非常滑溜，摩擦阻力很小，就像“溜冰”一樣；把干冰放在桌上，將金屬鑰匙或音叉、鋼尺等金屬物體放在其上，竟然能聽到“吱、吱”的聲音。這些奇特的現(xiàn)象引起了學(xué)生極大的興趣，強(qiáng)烈的好奇心驅(qū)使他們努力思考事實(shí)背后的原理，迫切地想要解開心中的迷團(tuán)，這樣的物理課堂又有誰不喜歡呢？

3.讓學(xué)生認(rèn)為物理是美好學(xué)科

牛頓的白光色散實(shí)驗(yàn)位列“十大最美麗的物理實(shí)驗(yàn)”第四名，該實(shí)驗(yàn)色彩絢麗，現(xiàn)象震撼，極具感染力，能讓學(xué)生充分領(lǐng)略物理世界的魅力。因此，在教學(xué)中，筆者非常重視此實(shí)驗(yàn)，每年都讓學(xué)生用平面鏡、水槽和水，親自制造出美麗的彩虹（如圖3）。事實(shí)證明，用平面鏡和水槽做太陽光的色散實(shí)驗(yàn)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三棱鏡，原因有三：（1）實(shí)驗(yàn)室的三棱鏡一般較小，通光量也小，所以色散產(chǎn)生的彩虹寬度較小。實(shí)驗(yàn)中，我們常常將其投射到教室內(nèi)較遠(yuǎn)的白色墻壁或天花板上供全班欣賞，但由于距離較遠(yuǎn)，亮度大大減弱，視覺沖擊力不夠強(qiáng)。而用大平面鏡和水槽制造的彩虹，就近投射到墻壁上，彩虹的寬度更寬，光強(qiáng)更大，且色彩絢麗的彩色光帶會隨著水面的晃動而波瀾起伏，極具美感（如圖4）；（2）用置于桌面的三棱鏡完成太陽光色散實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果要將彩色光帶投射到教室白墻的上部，必須將三棱鏡倒置（即頂角在下，底邊在上），這樣一來，墻上彩色光帶自上而下的順序與教材實(shí)驗(yàn)中剛好相反，紅色在下，紫色在上，而用平面鏡和水槽做實(shí)驗(yàn)就無此問題；（3）三棱鏡是實(shí)驗(yàn)室才有的光學(xué)器材，而用平面鏡和水槽（或水盆）分解太陽光的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在家中就能找到相關(guān)器材，方便演示給父母看。當(dāng)一名初二學(xué)生在剛接觸物理學(xué)科時(shí)，就能親手利用身邊這些普通的“道具”，魔術(shù)般制造出這一“偉大的光學(xué)奇跡”，看到白墻上那色彩絢麗，極具視覺沖擊力的彩虹，尤其是在得到父母的稱贊時(shí)，他怎能不驚嘆于物理之美，怎么不歡欣鼓舞，陶醉其中。這樣的物理實(shí)驗(yàn)必能讓他終身難忘，由此而產(chǎn)生的，對物理學(xué)科的美好印象也必將伴隨他的一生。

二、物理課堂更應(yīng)倡導(dǎo)“慎思明辨”

物理實(shí)驗(yàn)提供了豐富多彩、引人入勝的客觀事實(shí)，以其獨(dú)特的魅力搏足了大家的眼球。但物理課堂不能僅止于奇趣體驗(yàn)和精彩事實(shí)，更需要基于事實(shí)的思辨性活動，只有這樣才能更加有效地提升物理課堂的思維品質(zhì)。

1.以思辨性提問促進(jìn)思維品質(zhì)的提升

在教學(xué)設(shè)計(jì)中，圍繞精彩的事實(shí)呈現(xiàn)，我們更需要精心設(shè)計(jì)思辨性提問，以問題點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，提升課堂思維品質(zhì)。例如，在《光的直線傳播》教學(xué)中，教師可以打開激光手電筒（建議用綠色且強(qiáng)度稍大些的），使激光束從左至右橫穿過整個(gè)教室，學(xué)生在右側(cè)墻壁上可觀察到一個(gè)綠色光點(diǎn)，但無法觀察到激光在空氣中的傳播路徑。結(jié)合這一事實(shí)，教師首先提出疑問：你認(rèn)為，光在空氣中是如何傳播的呢？大部分學(xué)生無法回答，但有學(xué)生輕聲回答，光是沿直線傳播的。接著，教師又反問：那么，如何證明你的猜想呢？教師用噴水壺在教室內(nèi)光路所過之處噴水霧，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)，水霧到處，空氣中頓時(shí)出現(xiàn)了一條綠色的激光路徑，如同魔術(shù)般奇妙，又極為美麗，大家驚嘆不已，氣氛頓時(shí)活躍起來。此時(shí)，教師再問：光在空氣中是如何傳播的？全班同學(xué)異口同聲、響亮地回答：沿直線傳播。然后，教師順勢而為，再次追問：那么，光總是沿直線傳播的嗎？學(xué)生聞之一愣，不禁開始思考自己之前的結(jié)論是否可靠：光在教室空氣內(nèi)是沿直線傳播的。在水中也是如此嗎？在玻璃中也是如此嗎？從水中射到玻璃中還是如此嗎？你的猜想是什么？又怎樣利用桌面上的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的猜想呢？

在“疑問、反問和追問”等思辨性提問中，學(xué)生思維活躍，主動參與。課堂以事實(shí)體驗(yàn)為基礎(chǔ)，在教學(xué)互動中啟發(fā)思維，啟迪智慧。

2.以實(shí)驗(yàn)為載體促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的提高

有些教學(xué)內(nèi)容結(jié)論較簡單，物理結(jié)論的表述往往只有高度凝練的一句話。在教學(xué)中要充實(shí)探究活動，讓學(xué)習(xí)過程適當(dāng)?shù)貜?fù)雜化，使學(xué)生在豐富的情境和理性的思辨中實(shí)現(xiàn)概念和規(guī)律的自主建構(gòu)。

例如，在《力的作用是相互的》教學(xué)中，有些教師往往出示兩個(gè)事例：兩塊磁鐵的同名磁極互相排斥（演示實(shí)驗(yàn)）；溜冰時(shí)甲同學(xué)推靜止的乙同學(xué)，結(jié)果兩人同時(shí)后退（教材圖片）。據(jù)此稍加分析，就得出了“力的作用是相互的”這一結(jié)論，隨后就是應(yīng)用規(guī)律解釋現(xiàn)象。一節(jié)課科學(xué)探究過程不到十分鐘，概念和規(guī)律就劈頭蓋臉地砸了過來，過程可謂“簡單粗暴”，毫無理性思辨和科學(xué)歸納。同樣是在本課教學(xué)中，有的教師充分挖掘課程資源，設(shè)計(jì)了多個(gè)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，將探究活動層層遞進(jìn)，逐步展開（如圖5所示）。這樣的學(xué)習(xí)過程就顯得生動有趣，同時(shí)科學(xué)規(guī)律的得出較為嚴(yán)謹(jǐn)，也在潛移默化中滲透了歸納法這一科學(xué)方法的應(yīng)用。

3.在關(guān)注思維中實(shí)現(xiàn)課程的育人目標(biāo)

物理課堂如何更好地體現(xiàn)以生為本？怎樣促進(jìn)課堂高效？我認(rèn)為：生本理念下的物理課堂不但要強(qiáng)調(diào)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，親歷體驗(yàn)，更應(yīng)關(guān)注教學(xué)中的三個(gè)思維要素：（1）思維起點(diǎn)，它是我們設(shè)計(jì)一切教學(xué)活動的起點(diǎn)和依據(jù)，也是生本理念在教學(xué)中的具體落實(shí)。（2）思維沖突，學(xué)生對于所學(xué)知識的了解并不是一張白紙，他們在開始物理學(xué)習(xí)時(shí)，有著各自獨(dú)特的生活背景和經(jīng)歷體驗(yàn)，有許多先入為主的錯(cuò)誤前概念和迷思概念，有的甚至使我們的教學(xué)從負(fù)起點(diǎn)開始。物理概念和規(guī)律的建構(gòu)常常有一個(gè)先破后立的過程，創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生呈現(xiàn)錯(cuò)誤；探究思辨，使學(xué)生認(rèn)識錯(cuò)誤；應(yīng)用深化，讓學(xué)生糾正錯(cuò)誤，才能真正讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。（3）思維呈現(xiàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的思維活動往往具有隱秘性，教師常常知其錯(cuò)，而不知為何錯(cuò)。教學(xué)中應(yīng)放慢腳步，多設(shè)計(jì)互動性教學(xué)活動，使學(xué)生的思維過程得以呈現(xiàn)，思維方法得以優(yōu)化，良好的思維習(xí)慣得到培養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)課程育人目標(biāo)。

三、構(gòu)建基于事實(shí)的思辨型物理課堂

同樣是在《大氣壓強(qiáng)》的教學(xué)中，我們可以設(shè)計(jì)這樣的思辨性實(shí)驗(yàn)來提升課堂思維含量：我們已經(jīng)認(rèn)識到剛才許多現(xiàn)象都是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)的作用而產(chǎn)生的，那么反過來，如果沒有大氣壓強(qiáng)，剛才所見的現(xiàn)象應(yīng)該就不會出現(xiàn)。我們不妨來做這樣的實(shí)驗(yàn)，將吸盤吸在密閉玻璃鐘罩壁上，用抽氣機(jī)將鐘罩內(nèi)的空氣抽出，如果我們推斷正確，那就應(yīng)該看到吸盤從玻璃壁上掉下來。這種類似于反證法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)極具思辨價(jià)值，也為培養(yǎng)學(xué)生不迷信、不盲從、勇于質(zhì)疑、堅(jiān)持真理的科學(xué)品質(zhì)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

事實(shí)與思辨是物理教學(xué)的二大要素，物理教學(xué)過程可以認(rèn)為就是在事實(shí)呈現(xiàn)與理性思辨中相互交織，螺旋上升，不斷向前發(fā)展的。思辨能力包括分析、推理、判斷、辨析、歸納、演繹等諸多方面，是一種典型的高級思維能力，培養(yǎng)學(xué)生基于事實(shí)展開理性思辨的能力，是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)物理課程目標(biāo)的需要，值得我們深入研究。

（責(zé)任編輯 易志毅）