齊斌
摘要:本文從高考的角度指出了當今物理教學嚴重背離了“物理是一門實驗科室”的宗旨,從歷史和現實兩方面指出這種背離所造成的嚴重危害性,并從減輕這種危害、培養(yǎng)真正適合當代物理學研究的人才方面提出了“拓展實驗渠道,讓高中物理教學回歸真實”的三大途徑,希望物理教學及研究能真正回歸實驗,擺脫純理論框架的束縛,跳出“八股”式的怪圈,最終使中國的物理學研究能在世界科研大舞臺上占有一席之地。
關鍵詞:實驗科學;高考;純理論;生活;生產;科技;打破常規(guī)
新課程以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力,培養(yǎng)終身學習的愿望和能力,以人的全面發(fā)展為目標,調整和改革原有基礎教育的課程體系、結構、內容,構建符合素質教育要求的新的基礎教育課程體系。然而,長期以來,高考對學生是以分數定成敗,對教師則以成績論英雄,這種直接而又唯一的目的迫使傳統(tǒng)教學資源和教學模式在現在乃至今后相當長的一段時間內仍然起著主導作用。這種主導作用會將一代又一代的學生深深地拖入純理論的框架之內而無法自拔。而最終造就的人才便是滿腹經綸,應對各類考試所向披靡,遇到實際問題則無法應對的“高分低能”者,這也是目前中國大學生和歐美發(fā)達國家大學生之間公認的、最顯著的差距。究其原因,我們一開始便在高考的指揮棒下早早地背離了物理是一門實驗科學的宗旨。也許有人會說:物理課本及高考試題中不是也有實驗嗎?但這種從實驗器材、目的、原理、步驟乃至結果都已成定論的東西,這種只需按照既成定論答在試卷上的東西,這種僅靠死記硬背也能拿滿分的東西,豈可稱之為實驗?
真正的實驗至少應該和學生動手操作聯系在一起,和現實生活、生產、科學技術聯系在一起,和應用及創(chuàng)新聯系在一起的具有生命力的行為,而絕非純文字的東西。而妙在高考恰好只考查純文字性的東西,而不考查這種“行為”(目前也無法考查),從而“行為”淪為“文字”便成為必然,進而使學生的“高分低能”也成為必然。筆者曾見過這樣的學生:物理,尤其是電學學得呱呱叫,但連家中簡單的電路故障(如斷了保險絲)都無可奈何。這種嚴重脫離實驗及實際的物理教學,這種純理論灌輸的物理教學,難免使師生感到抽象、乏味和無比的艱難。由此看來,這種嚴重脫離真正的實驗及實際的物理教學方式已經到了非改不可的時候了。
筆者認為解決上述問題簡單而實用的途徑就是讓物理回歸實驗,回歸實際!但這僅僅依靠實驗室里現成的那點器材,僅僅靠課本上羅列的那幾個實驗是遠遠不夠的,還需要從現實中挖掘出更多、更實用、更富有生命力的資源來。其實只要我們留心的話,這種資源隨處可見,這些資源來自大自然、來自生活、來自生產、來自科技、來自我們的身邊。這些學生熟悉的、喜聞樂見的實驗資源在提高學生動手能力、創(chuàng)新能力、運用所學知識解決實際問題的能力上,在激發(fā)學生學習物理的興趣及發(fā)明創(chuàng)造的欲望上都有不可估量的作用,具有其他教學資源無法比擬的生命力。這種資源并不難找,它來自于我們周圍、來自于生活、也可來自于我們的雙手。下面,筆者分別就此三個來源加以探討。
一、真實的實驗來自于我們周圍
本來,物理就存在于我們周圍。從天上到地下,從早晨到夜晚,從靜止到運動,從“虛”的場到實實在在的物……一句話,我們的周圍本來就是一個大的物理實驗場,師生完全可以在這一天然的實驗場中獲得足夠多的感性認識,并使這上升至理論認識而與課本中的那點內容結合起來。就拿學生普遍使用的自行車,我們可以用它演示或體驗摩擦力,研究它的變速原理,研究皮帶(齒輪)傳動和同軸傳動的特點,研究勻速圓周運動等。師生常用的手機,我們可將其置于金屬容器內演示靜電屏蔽;就連室外燦爛的陽光,我們也可借助一面鏡子將其“搬”到講臺上,演示光的反射、折射、色散……實在搬不動的,我們可全體出動將教室給“搬”過去,如去一些廠礦企業(yè)、科研單位去實地考察,組織學生去看一場立體電影,了解光的偏振及其應用,相信會使他人終身難忘。凡此種種,周圍給予我們的資源何其多!當然也不要忽略一些小玩藝,筆者曾路過一家玩具店,從中購得兩樣玩具,一樣是用等長的細線懸掛6個完全一樣的金屬擺球,用它演示碰撞問題收到意想不到的效果;一樣是“飲水鳥”,在鳥兒沒完沒了喝水時筆者就大致講述了其原理,最后留了一個問題:這“飲水鳥”是不是第二類永動機?直到下課后離開教室,還能聽見學生們激烈的爭論聲……
二、真實的實驗來自于生活
隨著科技的發(fā)展,包含大量物理知識的新產品、新技術越來越多地進入了我們的生活。單就電視來說,各種品牌的彩電、液晶電視、等離子電視取代了黑白電視,數字信號取代了模擬信號,立體圖象正準備取代平面圖象(立體電視已問世)。同時:太陽能熱水器、微波爐、電磁爐、變頻冰箱、空調,小到功能五花八門的手機、藍牙技術……這些新玩意在帶給我們生活以享受的同時,將多少新的物理問題活生生地引入了我們的視野,更不用說互聯網又給我們展示了更為廣闊的學習平臺和空間!細心的教師可以借此廣取素材。如聯系“衛(wèi)星電視”及手機給學生講解電磁場及電磁波的產生、發(fā)射及接收;利用微波爐講解微波及紅外線的熱效應;利用電磁爐講解電磁感應;聯系交流電講解“變頻”及其優(yōu)越性;搜集“神州六號”、“嫦娥一號”等資料講解萬有引力及人造衛(wèi)星的相關知識……當然,這對教師也提出了新的要求——要與時代同步,我們自己首先得不斷地學習!
三、真實的實驗來自于我們的雙手
由于條件的限制,某些物理現象的演示及實驗研究所需的東西并非手到擒來,這就需要師生自己動手去制造。而這“制造”過程及其成功留給學生的印象乃至震撼,遠比頭頭是道的講述來得深刻而劇烈,甚至一次小小的成功能徹底改變學生的學習態(tài)度及對物理的理解。簡單的制作,如初中階段學生用茶葉罐之類制作“小孔成像”的裝置,用方盒及平面鏡做成“潛望鏡”等;高中階段可啟發(fā)、動員學生搞更多的小制作乃至小發(fā)明。如用玻璃片制成“偏振片”;用漆包線及大街上幾毛錢一塊的磁鐵(其磁性遠勝過實驗室所用磁鐵)做成電動機、發(fā)電機;用撳鈕及金屬絲做成電風車等等。復雜的綜合性的東西也要鼓勵甚至幫助學生去做,如自制遙控飛機、磁懸浮模擬實驗裝置等等,危險性較大的實驗;如制造簡易火箭等,必須有教師的參與,確保安全。當然,我們可以從所有這些制作中選取有保留價值的東西,以充實我們的實驗室。
綜上所述,拓展渠道挖掘資源,讓物理實驗回歸真實,足以讓師生在更深、更廣、更具實際意義的層面上進一步理解物理的內涵和作用,并朝著實用性、創(chuàng)造性更進一步。這也正是物理的魅力和不竭生命力的來源。而古今中外更多的發(fā)明創(chuàng)造并非來自于當時的權威理論,而是來自于真實的東西。如牛頓看到蘋果落地后突發(fā)奇想創(chuàng)立了萬有引力定律;阿基米德洗浴時聯想到了浮力定律。相反地,早在倫琴發(fā)現X射線之前,英國科學家克魯克斯、美國科學家古斯比德、德國的物理學家勒納德等都發(fā)現了X射線,但他們都由于太過“常規(guī)”而將這些現象忽略或模糊過去了,從而有人說倫琴的發(fā)現是從廢紙簍里撿回來的。
而在我國,本來很有發(fā)展前途、甚至可能仍存在異議的理論,一到我們手里便成為至上的權威而千篇一律地到處套用,一進課本使成為“八股”而拼命地講呀、練呀、考呀,這是物理的悲哀,也是一個民族的悲哀。想當初,中國人發(fā)明了火藥,但此后相當長的一段歷史時期內,它也還是火藥。等到外國列強打得我們國破家亡時,才發(fā)現他們的槍炮里用的竟是我們祖先發(fā)明的火藥!再說說近的,占世界人口五分之一的中國,竟還未有一人站在諾貝爾物理獎的領獎臺上,真不希望這種悲哀再延續(xù)下去了。唯有回歸真實、唯有真實的東西,才會有驚人的生命力;唯有真實的人,才能站在科學的前沿、時代的前列。