淺談分析和論證的指導(dǎo)

鄭卸德 廖雪芳

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1006-5962（2013）08-0179-02

分析和論證是探究性實(shí)驗(yàn)中的一個重要環(huán)節(jié)，它是指對收集到的信息進(jìn)行分析與歸納，從而找到某種關(guān)系，得出某些規(guī)律，最終完成探究任務(wù)的過程。為了提高學(xué)生分析和論證的能力，教師應(yīng)根據(jù)新課標(biāo)的要求，從以下幾個方面給學(xué)生以指導(dǎo)：①、能描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)信息；②、對收集的信息進(jìn)行簡單的比較；③、能進(jìn)行簡單的因果推理；④、經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過程；⑤、嘗試對探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋。下面就如何提高這5個方面的能力談一下自己的看法。

1 學(xué)會用不同的方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或信息的描述

對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或信息的描述，是比較、分析和歸納的基礎(chǔ)。由于初中學(xué)生對數(shù)據(jù)和信息的描述能力較弱或描述的方法單一，導(dǎo)致不能從看似無聯(lián)系的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律或是物理規(guī)律歸納不全面、不到位。例如：某興趣小組的同學(xué)利用羽毛球和金屬小球來研究"空氣阻力和速度的關(guān)系"得到如下結(jié)果：當(dāng)羽毛球質(zhì)量為m，羽毛球下降速度達(dá)到V時，正好勻速下落；當(dāng)羽毛球里固定了3倍于羽毛球質(zhì)量的金屬小球，羽毛球的速度達(dá)到2V時，正好勻速下落；當(dāng)羽毛球里固定了8倍羽毛球質(zhì)量的金屬小球，羽毛球下落速度達(dá)到了3V時，正好勻速下落，根據(jù)此結(jié)果可以得出什么結(jié)論？對于這個問題很多同學(xué)都答成"速度越大，空氣阻力越大"。這種答法顯然不符合題目要求的，這里我們可以指導(dǎo)學(xué)生把文字記錄轉(zhuǎn)變成表格然后加以分析，就容易找出它們之間的關(guān)系。表格如下：

經(jīng)過列表描述，不難看出：羽毛球受到的空氣阻力和速度的平方成正比。

以上說明，要從數(shù)據(jù)中分析出物理規(guī)律學(xué)生必須學(xué)會用多種描述數(shù)據(jù)或信息的方法。常見的方法有文字描述、列表描述和圖像描述。它們各有優(yōu)點(diǎn)，這幾種方法學(xué)生必須掌握，有時同一個問題可以有多種描述的方法，以最大限度地把物理特征表現(xiàn)出來，以利于分析、比較和歸納。

2 知道怎樣比較收集到的信息

對收集到的信息進(jìn)行比較，是進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)，因?yàn)橛斜容^才能有所發(fā)現(xiàn)。老師對學(xué)生要給予方法上進(jìn)行指導(dǎo)，使他們明確不同類型的實(shí)驗(yàn)，比較的內(nèi)容和方法有所不同。

①、研究同一個物理量在不同情況下的規(guī)律的比較。對于這類實(shí)驗(yàn)，我們只需比較不同情況下的數(shù)據(jù)就可找出規(guī)律。例如：在研究串聯(lián)電路電流特點(diǎn)時，發(fā)現(xiàn)電流表接在電路的不同位置，電流都是相等的，就可以得出：串聯(lián)電路電流處處相等。在研究晶體熔化特點(diǎn)時，比較晶體熔化時的溫度，可以發(fā)現(xiàn)晶體熔化時，吸收熱量但溫度保持不變。②比較實(shí)驗(yàn)的比較。比較實(shí)驗(yàn)是要尋找物體發(fā)生變化的原因或揭示物體具有某種屬性的實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法。因此這類實(shí)驗(yàn)要比較的內(nèi)容是：哪些條件是相同的，哪些條件是不同的，從而確定要比較哪幾組數(shù)據(jù)，最后再比較結(jié)果是如何變化的，從而找出因果關(guān)系。③研究兩個量之間的數(shù)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)比較。這類實(shí)驗(yàn)要比較兩個方面的內(nèi)容：一是因果關(guān)系，二是數(shù)量關(guān)系。因此在比較時要比較哪個量變化在先，哪個量變化在后，以判斷因果關(guān)系，再比較兩個量的數(shù)據(jù)，尋找數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系的特征。

所以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或信息的比較，必須讓學(xué)生明確不同類型的實(shí)驗(yàn)其比較的內(nèi)容和方法是不同的。通過這樣的指導(dǎo)，學(xué)生就會知道選擇什么數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行比較可以找出物體發(fā)生某種現(xiàn)象的原因。知道通過比較數(shù)據(jù)的那些特征可以找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

3 要掌握因果推理的一些基本方法

發(fā)展學(xué)生的因果推理能力，是科學(xué)教師教學(xué)中的重要任務(wù)，對初中學(xué)生而言，應(yīng)對他們進(jìn)行簡單的因果分析，簡單的因果推理能力的培養(yǎng)。要使學(xué)生能進(jìn)行簡單的因果推理，教師必須讓他們了解進(jìn)行因果推理的一些基本方法。簡單的因果推理方法有求同法、求異法和共變法，

3.1 求同法： 被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場合，其中只有一個情況是共同的，而其它情況不相同，那么這個唯一的共同情況就是被研究現(xiàn)象的原因。如濕衣服夏天干的快，糧食攤涼在陽光下易曬干，用電吹風(fēng)可將頭發(fā)吹干等，分析上述證據(jù)的共性是"溫度升高"，因此溫度升高是液體蒸發(fā)快的原因。

3.2 求異法，是從兩個差異中尋求原因的方法，即在比較產(chǎn)生不同現(xiàn)象的條件時，其它條件都相同，只有一個條件不同，那么這個條件就是產(chǎn)生某個現(xiàn)象的原因。如在研究物體吸收熱量多少跟物體種類是否有關(guān)時，保持物體質(zhì)量和升高的溫度不變，只有物質(zhì)種類不同，結(jié)果吸收的熱量不同，那么物質(zhì)的種類不同是物質(zhì)吸收熱量的多少原因。

3.3 共變法，所謂的共變法就是指一個量發(fā)生變化時，另一個量也跟著變化，那么這個變化在先的量就是原因，變化在后的量就是結(jié)果。比如在研究彈簧伸長長度和拉力的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)拉力增大，彈簧才會伸長，說明拉力是彈簧伸長的原因，理解這一點(diǎn)，對結(jié)論的描述很重要，不會造成因果關(guān)系巔倒，對于這三種因果關(guān)系的推理方法，學(xué)生一般只知道第二種求異法。所以教師有必要把其他兩種方法也介紹給學(xué)生以增強(qiáng)他們的因果推理能力。

4 掌握證據(jù)分析方法，增強(qiáng)學(xué)生歸納科學(xué)規(guī)律能力

學(xué)生在歸納科學(xué)規(guī)律的時候，由于考慮問題不全面思維方式單一，最終不能歸納出科學(xué)規(guī)律，所以讓學(xué)生歸納科學(xué)規(guī)律，就要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析證據(jù)的一些方法，在初中，常見的證據(jù)分析方法有歸納法、推理法。

4.1 運(yùn)用歸納法得出結(jié)論。

歸納法的操作程序：分析證據(jù)或數(shù)據(jù)——找到共同點(diǎn)——提煉結(jié)論。

例1、棉花能保溫，積雪能保溫，海綿也能保溫，泡沫塑料也能保溫，分析上述證據(jù)的共同點(diǎn)是疏松多孔，含有空氣，因此可以得出"疏松多孔，含有空氣"可以保溫。

4.2 運(yùn)用推理法得出結(jié)論。

操作程序：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象--找到它們的趨勢——將這種趨勢推廣到理想化情況。例：在研究牛頓第一定律時，操作過程如下：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小車在三種表面的運(yùn)動情況，找到他們發(fā)展趨勢：表面越光滑，小車運(yùn)動得越快；推廣到理想化情況：表面非常光滑，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。

5 講清探究結(jié)果描述要點(diǎn)，培養(yǎng)結(jié)果描述能力

通過探究活動，應(yīng)讓學(xué)生嘗試用自己的語言，對探究結(jié)果進(jìn)行描述。由于物理規(guī)律的成立往往需要一定的條件，所以物理規(guī)律描述中首先要講清前提條件，然后再描述兩個量的關(guān)系。在兩個量及關(guān)系的描述中，需要注意兩點(diǎn)，一是兩者因果關(guān)系，二是兩者數(shù)量關(guān)系，兩者結(jié)合起來才是實(shí)際結(jié)論，很多同學(xué)往往不注意因果關(guān)系，經(jīng)常出現(xiàn)描述錯誤，根據(jù)上面描述要點(diǎn)的分析，針對不同的物理實(shí)驗(yàn)，對物理規(guī)律描述有以下幾種模式，

5.1 比較實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑涸谑裁磳?shí)驗(yàn)條件下，因變量和自變是有關(guān)（無關(guān)）。例如；在研究物質(zhì)吸收熱量多少和物質(zhì)種類是否有關(guān)時，其結(jié)論的表述可以這樣寫：在物質(zhì)質(zhì)量和升高相同溫度的條件下，物質(zhì)吸收熱量的多少和物質(zhì)的種類有關(guān)。

5.2 定性實(shí)驗(yàn)描述模式：在什么實(shí)驗(yàn)條件下，因變量隨自變量的增大而增大（減少），或者在什么實(shí)驗(yàn)條件下，自變量越大，因變量越大（越?。?。

例如：在研究摩察大小和壓力的關(guān)系時，我們可以這樣描述：在接確面粗糙程度相同的條件下，摩察力隨壓力的增大而增大?；蛘咴诮哟_面粗糙程度相同的條件下，壓力越大摩察力越大。

5.3 定量實(shí)驗(yàn)結(jié)論的描述模式：在什么實(shí)驗(yàn)條件下因變量和自變量成正比（反比等）。

例如：在研究歐姆定律時，我們可以這樣描述：在電阻一定的條件下，通過導(dǎo)體的電流和這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。以上三種描述共同點(diǎn)是，前半句是講實(shí)驗(yàn)條件，后半句是講兩個量之間的關(guān)系。

分析和論證的內(nèi)容比較多，但只要老師把五個方面的內(nèi)容全面地介紹給學(xué)生，經(jīng)過適當(dāng)?shù)木毩?xí)，學(xué)生的分析論證的能力會得到迅速的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 項(xiàng)紅?！冻踔锌茖W(xué)探究活動設(shè)計(jì)》浙江大學(xué)出版社 2003.7