葉燕玲
摘 要:分析科學說理題解答現(xiàn)狀,針對不同類型的說理題進行方法的指導和體驗,對不同類型的物理說理題進行模式的引導和探究,及素養(yǎng)的針對性訓練的培養(yǎng)來突破物理不同類型說理題的難點和惑點。
關(guān)鍵詞:說理題;分類;方法指導;素養(yǎng)的訓練和提升
一、科學說理題解答現(xiàn)狀的分析
1.科學說理題的重要性
所謂科學說理題,就是用語言文字記敘、說明、回答、論證的科學問題,要求回答出是什么、為什么、怎么樣及怎么做。課標要求不但要讓學生學到物理規(guī)律與原理,更需要讓學生體驗科學探究的具體過程。為了體現(xiàn)對過程與方法的考查,近幾年各地中考題中出現(xiàn)了說理題型。翻開科學教科書,可以發(fā)現(xiàn)以前的框框條條不復存在,更多的圖片代替了原有的大段大段的文字。其中占有較大篇幅的是科學體驗與科學探究過程。不管是科學體驗還是科學探究過程的教學都離不開說理。由此可見,說理在科學教學中越來越重要。
2.學生為什么感覺科學說理題難
要想完成科學說理題,就要求學生能“不僅知其然,還要知其所以然”。所以,這需要學生運用科學原理,使用較多科學語言,并運用因果關(guān)系,體現(xiàn)一定邏輯順序,來闡述、解釋某一科學問題或科學現(xiàn)象的綜合性試題,它能考查學生所具備的科學知識、科學技能、邏輯思維、語言表達能力,是真正能考查學生綜合能力很強的一類試題。于是科學說理題成了學生的老大難。
3.學生在應對物理說理題時存在的主要問題
(1)模糊混亂,似是而非。在解答說理題時,學生往往是從概念到概念。例如,“為什么可以用臉盆來潑水?”學生回答:“因為水有慣性?!薄盀槭裁聪奶熳孕熊囂?nèi)氣體不能打得太足?”學生回答:“因為受熱要膨脹?!彼麄冎荒苷f出概念,說到事物的一點兒共性,卻無法對事物作具體分析。
(2)明于心而難于言,語言邏輯性差。學生面對物理情景不能準確地用物理概念術(shù)語來解釋,依然根據(jù)生活經(jīng)驗用日常生活語言(日常生活用語)來解釋。如在回答從冰箱剛?cè)〕龅谋鞯陌b紙外為什么有一層“白霜”的問題時,學生往往答作:“因為外面溫度高,包裝紙遇到熱空氣,凝華成小冰晶。”雖知道這個問題屬于凝華現(xiàn)象,但敘述中卻把因果關(guān)系顛倒了,表明他們的思維很混亂。
(3)語言不完整,論述不嚴密。如“為什么燈絲斷后,重新搭接使用,燈會變得更亮?”學生回答:“因為電阻減小,電功率增大了?!彪m然說到了問題的實質(zhì),但沒有理論根據(jù),表達不完整。
二、突破物理不同類型說理題的具體措施
1.有關(guān)運用物理公式類說理題
用“運用物理公式進行說理類”的題目,分量較多,教師教學過程中應注意培養(yǎng)這方面的能力,還有進行規(guī)范格式的訓練。這種類型具有條理清楚、格式簡單、容易掌握的優(yōu)點。可以歸納為一種模式進行說理,一般情況下可用四句話把問題說清楚。①說明式中的相等量(什么原因相等);②式中的不等量(什么原因不等);③公式依據(jù);④得到結(jié)論。具體做法是:先審題,確定答題的公式依據(jù),再根據(jù)題給條件,搞清公式中的哪個物理量相等(包括相等的原因),哪個物理量不等(包括不等的原因)。
例:家用白熾燈的燈絲斷了,再搭上后是比未斷時更亮,還是更暗?
答:燈絲重新搭上后接入原電路(相等的原因),它兩端的電壓U相等(等量),燈絲重新搭上長度變短(不等的原因),電阻R變?。ú坏攘浚鶕?jù)P=U2/R可知(公式依據(jù)),燈絲重新搭上后;它的實際功率變大,所以較亮(結(jié)果)。
初中物理說理題中,這類題目很多,如果我們初中階段加強這一方面的訓練和拓展,以后學生遇到此類問題就能對答如流。
2.有關(guān)運用物理現(xiàn)象類說理題
(1)有關(guān)慣性問題說理題。遇有慣性問題的題目,首先要審清題意,明確研究對象。然后分類(認清是屬于哪種類型的題目)。最后根據(jù)不同類型的題目,用不同的模式進行解答。解答有關(guān)慣性問題的說理歸類起來,大概有三種類型,分別為單個物體型、傾倒(翻轉(zhuǎn))型和分離型三種。
①對于單位物體型,只要說明物體原來處于什么狀態(tài)(運動或靜止),由于慣性要保持原來的(勻速直線運動或靜止)狀態(tài),所以產(chǎn)生什么結(jié)果(或者應該怎么做)即可。
例:乘客從向右運動的車下來時,,為什么還需要繼續(xù)向右、向前跑一下?
答:乘客和小車原來處于運動狀態(tài),乘客離開小車后由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),所以乘客還會繼續(xù)向前運動,要防止摔倒所以還要繼續(xù)向右運動。
諸如“火車進站前,已經(jīng)關(guān)閉發(fā)動機,為什么還會運動?”“跳遠時為什么要助跑?為什么跑得越快就會跳得越遠?”“炮彈離開槍膛后,雖然不受到火藥的推力,但仍然向前運動,這是為什么?”之類的題目都可歸為“單個物體型”回答模式是一樣的。
②對于“傾倒(翻轉(zhuǎn))型,和分離型”的題目,答題的模式相同。在進行復習過程中,學生已經(jīng)掌握“物體受到不平衡力的作用,一定要改變運動狀態(tài)”的知識。所以,當物體的一部分(傾倒型)或者兩個物體中的一個物體(分離型)受到力的作用,這部分(傾倒)或者這個物體(分離型)的運動狀態(tài)就要發(fā)生改變,而物體的另一部分(傾倒型)或者兩個物體中的一個(分離型)由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),所以就造成傾倒(翻轉(zhuǎn))或者分離(兩物體的相對運動)。這類慣性題的一般步驟:a.物體原來什么狀態(tài);b.與研究對象緊密接觸的物體由于什么原因變成了后來的狀態(tài);c.研究對象由于慣性變成了什么狀態(tài)。
例:人被石頭絆倒與腳踩西瓜皮滑倒,人傾倒的方向有何不同?試用所學的慣性知識解釋。
石頭絆:人向前走,人和腳都是運動的。當腳碰到石頭而受到力,使腳由運動變?yōu)殪o止,人體上身有繼續(xù)向前運動的趨勢,就向前傾倒;踩西瓜皮:人和腳原來都是運動的,當腳踩到之后,腳隨西瓜皮滑動,速度加快,人體上身沒受到力還是有按照原來速度運動的趨勢,因此向后傾倒。endprint
例:(分離型)用臉盆可以倒水,這是為什么?
答:臉盆和水原來都處于運動狀態(tài),當臉盆被手按一下,臉盆由運動變靜止,而水沒受到力的作用,仍保持原來的狀態(tài)——運動狀態(tài),兩者就分離了。
學生有了這樣的答題模式,一般情況下,就會把問題回答清楚。
總之,遇有慣性問題的題目,首先要審清題意,明確研究對象。然后分類(認清是屬于哪種類型的題目)。最后根據(jù)不同類型的題目,用不同的模式進行解答。
3.其他物理現(xiàn)象的說理題
(1)引導學生規(guī)范這類說理題的解題模式并進行訓練。解答說理題可根據(jù)題目,引導學生分三步進行:①審清題意:判斷所涉及的科學知識;②理清關(guān)系:分析相關(guān)條件及變化結(jié)果;③語言組織,得出結(jié)論。
例:小星正擔心行車安全時,只見爸爸打開空調(diào)開關(guān),對著玻璃吹暖風,不一會兒玻璃上的霧氣就消失了。請你應用物理知識解釋霧氣消除的原因。
研究對象:冷的車前窗玻璃
條件改變:對著玻璃吹暖風
科學知識:液體溫度越高,液體表面空氣流動越快,蒸發(fā)越快。
變化結(jié)果:玻璃霧氣不一會兒就消失。
對一些復雜關(guān)系的說理題還需要求學生掌握好“科學語言”,同時要搞清各物理量發(fā)生變化的相關(guān)聯(lián)系。如教科書中實驗提出的為什么熱起來,為什么覺得冷或涼,要懂得是指溫度的高低,而溫度的變化是由物體內(nèi)能的變化引起的。并把它們的關(guān)系在草稿上推理列出。如“給自行車胎打氣,打氣筒為什么會熱起來”可做如下推理過程:
壓縮空氣做功
熱——溫度 ——內(nèi)能變化 打氣
克服摩擦做功
這樣做,學生回答問題就不會感到很大困難,同時能克服只用一句話代替全過程產(chǎn)生答題不完整的缺點。完整回答如下:用打氣筒給自行車胎打氣,要克服打氣筒的活塞和筒壁的摩擦做功,更主要的是壓縮空氣做功,使空氣的內(nèi)能增加,溫度升高,所以打氣筒會熱起來。
(2)用“三步法”來解答“說理題”的注意點
①審清題意應做到:
a.注重概念與規(guī)律教學
解答此類題目的基礎(chǔ)就是對物理規(guī)律和原理的熟練掌握。就像蓋房子一樣,打地基是基礎(chǔ),由此,教師在教學過程中要注重概念和規(guī)律的教學。
b.訓練學生的審題能力
做任何題目,審題是關(guān)鍵。如果審題不清,即使后面回答得精彩絕倫、無與倫比,也會像竹籃打水一樣一場空,得不到分數(shù)。因此,訓練學生的審題能力就變得至關(guān)重要。如何訓練學生在物理說理題中的審題,就是讓學生盡可能全方位、多角度地挖掘題目中的物理原理與規(guī)律,然后在草稿紙或在心里一一羅列出來。經(jīng)常這樣訓練,學生才不會一葉障目,才能全面思考問題。
c.培養(yǎng)學生結(jié)合材料的能力
從上面的解答技巧中我們得知,結(jié)合材料是物理說理題中的中心環(huán)節(jié)。一道物理說理題的成敗就看結(jié)合材料部分如何。培養(yǎng)學生物理說理題的能力的關(guān)鍵就在此步。要培養(yǎng)學生結(jié)合材料的能力,就要著重培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和語言表達能力。
初中生的思維特點是“開始從具體形象思維向抽象思維的過渡”。在這一過渡時期學生雖然具備了一定的抽象思維能力,但其邏輯推理能力還是極不完善的。因此,學生往往對說理題中所提供的物理事件和情景,無法分析和推理出關(guān)聯(lián)哪個物理知識,從而感到無從下手或答非所問。比如,在平面鏡成像的實驗中,為什么要取兩個棋子?學生往往回答“是為了驗證平面鏡成的像與物是等大的”。仔細分析就會發(fā)現(xiàn),學生回答的是“在平面鏡成像的實驗中,為什么要取等大的兩個棋子”,而非回答“為什么要取兩個棋子”,如此就答非所問了。上述問題只有通過有針對性的邏輯推理能力的訓練與培養(yǎng)才能改觀。
那么如何進行呢?通過教學實踐發(fā)現(xiàn):訓練學生進行“語段分析”對培養(yǎng)其邏輯推理能力是很有幫助的。例如,人從淺水區(qū)慢慢潛到深水處的過程中,胸口有何感覺?語段分析如下:首先讓學生找出其中的關(guān)鍵詞———胸口的感覺,然后找出有用的信息———淺水區(qū)至深水處,最后進行思維加工———為什么人從淺水區(qū)至深水處,胸口的感覺會不同?從生活經(jīng)驗可知人從淺水區(qū)至深水處,胸口是越來越悶的。顯然胸越悶說明胸所受的壓強越大。那么問題就轉(zhuǎn)化為為什么人從胸口是越來越悶,胸所受的壓強會增大呢?再引導到“淺水區(qū)至深水處的區(qū)別是深度不同”上去思考。如此一步步推理,才能直指對應的物理知識——液體的密度相同時,其深度越大,液體的壓強越大。
實踐證明:如果日常教學中能夠堅持如此分析引導學生,學生的邏輯推理能力和素養(yǎng)的提升必將得到極大的效果,從而使其解答物理說理題時有章可循、有據(jù)可查。
d.組織語言,得出結(jié)論
學生語言表達能力的培養(yǎng)。在教學過程中,筆者經(jīng)常讓學生用語言翻譯課本中的插圖內(nèi)涵。因為插圖總是出現(xiàn)在相關(guān)知識的旁邊,學生往往一看就能明白其中的含義,但真正要其表達時他們就會表達得含糊不清、斷斷續(xù)續(xù)。究其原因,學生此時的思維往往是凌亂的和跳躍的,并不是流暢清晰的。教師只要適時要求學生用語言述說其推理過程,則學生的表達能力和思維能力就能得到提升。如果同時,教師更進一步要求學生將過程用書面語言表達出來,效果將會更加明顯。在平時的習題課中,無論是選擇、填空、實驗、計算,只要題目存在兩步以上的思維推導過程時,不僅要求學生寫出答案,而且要求學生用語言表達其思維過程,而不是簡單的仿效教師講解思路。雖然剛開始時學生可能不習慣,課堂節(jié)奏有些慢,甚至對部分學生的學習積極性還有打擊。因為他們可能會認為自己都答對了,怎么還要說為什么這樣呢?情緒上會出現(xiàn)急躁和逆反。此時就需要教師排解引導了。如果長期堅持這樣的訓練,學生就會習慣成自然,他們往往也會自覺嘗試用語言幫助其思維推理,從而使得思維與語言進入了互相促進的良性循環(huán)之中。因此,可以從根本上克服學生“想當然”就得出結(jié)論的情況,學生的表達能力無形之中也得到極大的錘煉和提升。
經(jīng)過一些階段實踐和指導,我們發(fā)現(xiàn):其實物理說理題是有規(guī)律可循的,每種說理題將有自己的一種說理模式。只要教師善于引導和學生針對性的訓練后,學生是完全有能力自己總結(jié)出解答每種物理說理題的模式的。從而學生便能突破和提升做說理題的技巧和能力的。
參考文獻:
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3.羅星凱等譯.國家研究理事會科學、數(shù)學及技術(shù)教育中心.科學探究與國家科學教育標準——教與學的指南[M].北京:科學普及出版社,2004:21.
(作者單位:浙江省青田縣溫溪鎮(zhèn)第一中學)endprint