科學(xué)課堂中的美

紀(jì)海霞

科學(xué)學(xué)科的美盡管與其他美有不同的表現(xiàn)，但在本質(zhì)上是一致的，是人類(lèi)自由創(chuàng)造的精神產(chǎn)物。主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是科學(xué)作為審美對(duì)象所具有的內(nèi)在即規(guī)律性的和諧美;二是人作為審美主體在科學(xué)活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的美感。

一、在科學(xué)中規(guī)律是一種美，用不同圖表表示規(guī)律就是把規(guī)律美顯性化。

《擺與圖表》教學(xué)內(nèi)容為科學(xué)學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)《擺》的第二課時(shí)，嘗試改變長(zhǎng)度在單位時(shí)間是怎樣影響擺動(dòng)次數(shù)的，用圖表記錄展示研究結(jié)果，根據(jù)圖表去發(fā)現(xiàn)可疑的數(shù)據(jù)以及找出實(shí)驗(yàn)變量和結(jié)果的關(guān)系，并繪制二維圖表展示可控實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此理解二維圖表在可控實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)關(guān)系、進(jìn)行預(yù)測(cè)的意義。

二、將美育滲透在教學(xué)環(huán)節(jié)中，用圖畫(huà)呈現(xiàn)實(shí)物、用曲線(xiàn)表現(xiàn)變化規(guī)律，在發(fā)現(xiàn)美的過(guò)程中激發(fā)創(chuàng)造力和審美能力，體會(huì)邏輯美、欣賞規(guī)律美。

步驟一：提出問(wèn)題——影響擺動(dòng)次數(shù)的因素滲透變化美

提問(wèn)：1.影響擺動(dòng)次數(shù)的因素有哪些？

2.我們要研究擺線(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)擺動(dòng)次數(shù)的影響，哪個(gè)變量變化，哪些變量不變？

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)教學(xué)是復(fù)習(xí)變量控制：在可控實(shí)驗(yàn)中只能改變一個(gè)變量。平衡中有變化，就單獨(dú)實(shí)驗(yàn)而言是一種變化，一個(gè)變量改變其他變量均不變，從而證實(shí)改變的變量對(duì)結(jié)果的影響。這種動(dòng)態(tài)的、變化的美的滲透，潛移默化的在學(xué)生心中播下科學(xué)之美的種子。

步驟二：實(shí)踐活動(dòng)——從實(shí)物圖到二維圖表感受規(guī)律美

（一）增加擺的長(zhǎng)度，單位時(shí)間擺的次數(shù)減少

談話(huà)：要研究長(zhǎng)度這個(gè)變量，我們就要做各種不同長(zhǎng)度的擺，老師準(zhǔn)備了這樣長(zhǎng)度的擺90cm、70cm、60cm、50cm、40cm、30cm、20cm，每組同學(xué)任選一個(gè)長(zhǎng)度的擺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)要求：

（1）質(zhì)量相同（五角硬幣）

（2）起始位置與桌面水平

（3）計(jì)時(shí)15秒

（4）2人一組，一人固定擺一人放擺共同記數(shù)

（5）把擺掛在黑板上相應(yīng)的擺動(dòng)次數(shù)條上

2.觀察討論：擺線(xiàn)長(zhǎng)度和擺動(dòng)次數(shù)有關(guān)系嗎？有什么樣的關(guān)系？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，不同長(zhǎng)度的擺按照擺線(xiàn)從長(zhǎng)到短依次掛在擺動(dòng)次數(shù)條上，擺動(dòng)次數(shù)逐漸增多，科學(xué)結(jié)論一目了然。掛在擺動(dòng)次數(shù)條上的擺的規(guī)律性以實(shí)物圖的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，它是科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是一幅不刻意的圖畫(huà)，學(xué)生可以從中感受到科學(xué)、圖畫(huà)、規(guī)律之間密不可分的關(guān)系，是一種和諧的美。

（二）擺的圖畫(huà)式圖表

談話(huà)：掛在擺動(dòng)次數(shù)條上的擺給了我們很多好的信息，但是對(duì)于儲(chǔ)存下來(lái)將來(lái)做為參考并不是件容易的事，你有什么辦法把它保存下來(lái)？

把黑板上實(shí)物擺圖畫(huà)在“擺的圖畫(huà)式圖表”中

（三）擺的二維圖表

1.談話(huà)：“擺的圖畫(huà)式圖表”是擺在擺動(dòng)次數(shù)條上的一幅圖畫(huà)，相同的信息可以被抽象地呈現(xiàn)在一張二維圖表上。

2.創(chuàng)建二維圖表

方法：（1）閱讀第一個(gè)擺在二維圖表中長(zhǎng)度和擺動(dòng)次數(shù)

（2）在水平軸找到這個(gè)數(shù)表示第一個(gè)擺的長(zhǎng)度

（3）用手指著這一行，直到在水平軸找到第一個(gè)擺的擺動(dòng)次數(shù)

（4）在這個(gè)位置用鉛筆點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)

（5）其余的擺重復(fù)這樣的做法

設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)物圖到圖畫(huà)式圖，完成形象圖向畫(huà)圖式轉(zhuǎn)換，再運(yùn)用數(shù)對(duì)的概念找坐標(biāo)點(diǎn)，形成抽象的曲線(xiàn)圖，美得簡(jiǎn)潔。

步驟三：歸納與演繹——二維圖表的作用激發(fā)創(chuàng)造美

1.回顧創(chuàng)建三個(gè)擺的圖表

2.討論：三個(gè)圖表有什么相同？有什么不同？使用二維圖表有什么好處？

3.使用圖表去預(yù)測(cè)

談話(huà)：預(yù)測(cè)是根據(jù)信息和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)，二維圖表可以用來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。你能預(yù)測(cè)15秒80cm長(zhǎng)的擺將擺動(dòng)多少次嗎？你是怎樣做的？

設(shè)計(jì)意圖：真的擺掛在擺動(dòng)次數(shù)條上的是形象的圖表;圖畫(huà)式的圖表是真實(shí)物體畫(huà)出來(lái)的;二維圖表是用點(diǎn)來(lái)象征真實(shí)的物體，并且二維圖表可以用來(lái)預(yù)測(cè)，學(xué)生體驗(yàn)到了三種圖表可以呈現(xiàn)相同的信息，以和諧為起點(diǎn)創(chuàng)造美。

三、教學(xué)實(shí)施美育的效果

《擺與圖表》的科學(xué)教學(xué)，以擺為載體呈現(xiàn)了從形象思維到抽象思維的全過(guò)程，從而提高了學(xué)生解決問(wèn)題的能力與質(zhì)量。利用科學(xué)思維過(guò)程去指導(dǎo)研究過(guò)程，并建立解釋。全過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的“真”本身也是令人嘆服的美，在取得研究成果后，學(xué)生們體驗(yàn)到了無(wú)比的喜悅。

四、教學(xué)實(shí)施美育的反思

1.老師要善于發(fā)現(xiàn)科學(xué)內(nèi)容蘊(yùn)含的美。

我們從小就經(jīng)常說(shuō)這樣一句話(huà)：美麗的大自然！小學(xué)科學(xué)就是從自然界的美開(kāi)始的。除此之外，隨著知識(shí)與探究的不斷深入，科學(xué)中更多的美呈現(xiàn)在我們眼前。牛頓說(shuō)過(guò)：“自然界喜歡簡(jiǎn)單，而不愛(ài)以什么多余的原因以夸耀自己，”這是簡(jiǎn)單美;海森堡曾說(shuō)過(guò)：“美是真理的光輝———其意義也可以理解為，探索者最初是借助于這種光輝，借助于它的照耀來(lái)認(rèn)識(shí)真理的，”這是真理美;在日月運(yùn)行、四時(shí)變化、萬(wàn)物生長(zhǎng)之中，存在著無(wú)數(shù)的陽(yáng)剛之美與陰柔之美;抽象的邏輯美、和諧美、平衡美、變化美……只有教師用心去挖掘這些美的存在，科學(xué)教學(xué)中的美無(wú)處不在。

2.科學(xué)探究的過(guò)程很美。

科學(xué)研究的對(duì)象常常有其美的特征，在完成研究的過(guò)程中需要全身心地投入，達(dá)到一種忘我境界，這是精神層面的美。我們期待在欣賞大自然美的同時(shí)，浸潤(rùn)更高一層次的科學(xué)精神之美！

總之，在科學(xué)教學(xué)中滲透美育教育既是對(duì)客觀規(guī)律的順應(yīng)與尊重，也是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)全面發(fā)展人才的實(shí)際需要。