體驗(yàn)習(xí)題情景培養(yǎng)證據(jù)思維

姚秀偉　高紅　孫文軍

摘 要：本文以習(xí)題情景為關(guān)注點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)習(xí)題情景進(jìn)行全面體驗(yàn).通過對(duì)習(xí)題情景的體驗(yàn)，學(xué)生可以更真切地感知習(xí)題情景，更深刻地理解內(nèi)容本質(zhì)，還可以提高證據(jù)意識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)思維.

關(guān)鍵詞：體驗(yàn);習(xí)題情景;證據(jù)思維

文章編號(hào)：1008-4134（2020）12-0058中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

習(xí)題是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要載體，習(xí)題中的某些情景或信息可以對(duì)學(xué)生準(zhǔn)確理解題意要求、深度理解內(nèi)容本質(zhì)起到鋪墊和引導(dǎo)作用.如果能巧妙地利用習(xí)題情景，引導(dǎo)學(xué)生多體驗(yàn)，會(huì)使習(xí)題成為學(xué)生深度思考的起點(diǎn)，也可以通過習(xí)題提升學(xué)生的證據(jù)意識(shí)和深度學(xué)習(xí)能力.

1 定性體驗(yàn)，讓情景更真切

圖1為山東濰坊2016年中考題，利用題中情景考查液體流速與排水管橫截面積的關(guān)系及液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，是學(xué)生易錯(cuò)題之一.易錯(cuò)的原因與學(xué)生對(duì)習(xí)題中的情景缺乏體驗(yàn)有關(guān).由于缺乏體驗(yàn)和感悟，無法準(zhǔn)確建立情景與物理規(guī)律之間和物理規(guī)律與題中選項(xiàng)內(nèi)容之間的聯(lián)系.

為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的體驗(yàn)熱情，培養(yǎng)學(xué)生多感官捕獲信息的意識(shí)，教師可以先對(duì)習(xí)題中的情景進(jìn)行示范性演示并帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn).利用圖2所示的自制教具（教具來源于第六屆全國(guó)大學(xué)生與研究生物理教學(xué)技能展評(píng)獲獎(jiǎng)選手王利利的設(shè)計(jì)），讓學(xué)生親身體驗(yàn)習(xí)題情景：水不流動(dòng)時(shí)與兩管相連的豎直管內(nèi)液面相平，而當(dāng)水流動(dòng)時(shí)與粗管相連的豎直管內(nèi)液面高于與細(xì)管相連的豎直管內(nèi)液面.體驗(yàn)過后，再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)感官體驗(yàn)?zāi)嫦蛲评?，真正將所學(xué)知識(shí)連同情景一起內(nèi)化為自身的經(jīng)驗(yàn)，以便使習(xí)題情景更真切，在今后類似習(xí)題中能準(zhǔn)確建立情景與規(guī)律之間和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與物理結(jié)論之間的聯(lián)系，讓體驗(yàn)成為學(xué)生深度理解的起點(diǎn).

2 定量體驗(yàn)，讓理解更深刻

初中物理關(guān)于聲現(xiàn)象的練習(xí)題或中考題中，經(jīng)常出現(xiàn)“敲瓶子”和“吹瓶子”類的問題，如圖3和圖4所示.

圖3為初學(xué)階段的一道基礎(chǔ)題，如果僅僅從正確解答的角度看，該題的難度并不大，但很多學(xué)生選對(duì)答案是源于記憶或運(yùn)用排除法，而不是源于對(duì)題意的真正感知和理解.圖4為一道中考題，題干中給出的提示性信息（敲擊它們，就可以發(fā)出“1，2，3，4，5，6，7，

i”的聲音;而用嘴吹每個(gè)瓶的上端，可以發(fā)出哨聲）設(shè)置了“敲瓶子”和“吹瓶子”的情景，“敲和吹分別引起了誰的振動(dòng)”是學(xué)生易混淆之處;而水量多少與發(fā)聲音調(diào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系更是學(xué)生理解的難點(diǎn).究其根源，還是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)于習(xí)題中的情景缺乏真切體驗(yàn)和深刻理解，沒有在文字情景和數(shù)字情景之間建立體驗(yàn)的橋梁.

突破易混點(diǎn)和難點(diǎn)最有效的方法就是把缺乏的體驗(yàn)補(bǔ)回來.可以讓學(xué)生利用身邊物品自主體驗(yàn).比如：在三個(gè)相同的塑料瓶中分別裝入不同質(zhì)量的水（由于調(diào)出“1，2，3，4，5，6，7，i”的難度較大也不必要，所以簡(jiǎn)化為三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)），用同樣大小的力敲擊瓶子使其發(fā)聲.學(xué)生可以通過“視覺”體驗(yàn)“敲瓶子”引起了瓶和水的振動(dòng)，而“吹瓶子”時(shí)瓶和水幾乎不振動(dòng)，推理出此時(shí)的發(fā)聲體為瓶中空氣柱;再配合“聽覺”體驗(yàn)兩種情景下發(fā)聲音調(diào)隨瓶中盛水量的變化;最后還可借助安裝在手機(jī)上的頻率測(cè)量軟件（如FFT Spectrum Analyzer）進(jìn)行定量體驗(yàn)，結(jié)果如圖5和圖6，通過數(shù)據(jù)定量體驗(yàn)瓶中盛水量多少對(duì)“敲瓶子”和“吹瓶子”發(fā)聲的不同影響.

由圖5可以看出，“敲瓶子”時(shí)發(fā)聲音調(diào)隨瓶中盛水量的減少而升高，而“吹瓶子”時(shí)發(fā)聲音調(diào)隨瓶中盛水量的變化趨勢(shì)與“敲瓶子”時(shí)恰好相反;當(dāng)瓶中盛水量相同時(shí)，“敲瓶子”和“吹瓶子”發(fā)聲音調(diào)明顯不同，而響度卻沒有明顯區(qū)別.定量體驗(yàn)為理解圖4習(xí)題情景提供了證據(jù)支持.從數(shù)據(jù)中，學(xué)生可以將原本只屬于題中的情景和結(jié)論變成自己的親身體驗(yàn)，深化題意理解，有效突破易混點(diǎn)和難點(diǎn).

3 證據(jù)體驗(yàn)，讓思維更科學(xué)

核心素養(yǎng)理念下的教學(xué)注重教書與育人相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).“科學(xué)思維”和“科學(xué)探究”是核心素養(yǎng)的重要組成部分.基于事實(shí)證據(jù)從物理學(xué)視角認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性是科學(xué)思維的內(nèi)涵之一，而“科學(xué)探究”也注重證據(jù)，要求基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，可見證據(jù)意識(shí)是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要內(nèi)容之一.

有些開放性試題會(huì)以物理學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)為試題背景或情景，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究或科學(xué)推理水平.在電學(xué)部分的開放性試題中，伏打電池的發(fā)明過程是一個(gè)深受歡迎的試題情景材料.伏打電池的發(fā)明始于伏打?qū)しツ犭娏鞯纳钊胙芯?為了證明伽伐尼的“動(dòng)物電”思想，伏打做了一系列實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他將一枚金幣和一枚銀幣同時(shí)放在舌頭上，并用分別連接金幣和銀幣的兩根導(dǎo)線接觸自己的眼皮（用眼皮作為電流的檢測(cè)器）時(shí)，他體驗(yàn)到了電流的產(chǎn)生，在此基礎(chǔ)上發(fā)明了伏打電池.當(dāng)教師借此情景向?qū)W生提問這種方式能不能產(chǎn)生電流時(shí)，大多數(shù)學(xué)生的直覺是不能，但提出用事實(shí)證據(jù)加以證明或證偽的學(xué)生卻很少，說明學(xué)生的證據(jù)意識(shí)不強(qiáng).為培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，在遇到類似情景時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生基于事實(shí)證據(jù)進(jìn)行情景再現(xiàn)式體驗(yàn).用沾有食鹽水的紙模擬舌頭，用金戒指和銀戒指代替金幣和銀幣，用微電流傳感器檢測(cè)電流的有無，進(jìn)行獲取證據(jù)的體驗(yàn)，結(jié)果如圖7所示.從圖中看出，當(dāng)金、銀戒指接觸到沾有食鹽水的紙時(shí)，電流值從零迅速升高，然后保持不變;當(dāng)將金、銀戒指離開沾有食鹽水的紙時(shí)，電流值又迅速降為零，多次實(shí)驗(yàn)重復(fù)性很好.圖中電流隨實(shí)驗(yàn)過程的變化說明電流確實(shí)是金、銀戒指接觸到沾有食鹽水的紙時(shí)在回路中產(chǎn)生的，用事實(shí)證據(jù)回答了學(xué)生，也用事實(shí)證據(jù)說明了伽伐尼電流的本質(zhì)，同時(shí)讓學(xué)生親身經(jīng)歷了基于證據(jù)得出結(jié)論的體驗(yàn)過程，使學(xué)生的思維更加科學(xué).

總之，利用適當(dāng)方式體驗(yàn)習(xí)題情景，不僅可以使習(xí)題情景更真切，使學(xué)生對(duì)題意的理解更深刻，還可以提高學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，促進(jìn)科學(xué)思維發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

[1]申先甲.物理學(xué)史[M].北京：高等教育出版社，1987.

[2]崔楊，李廣.利用“物理情景劇作業(yè)”促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展[J].中學(xué)物理，2020，38（06）：35-38.

（收稿日期：2020-04-30）