科學(xué)驗(yàn)證起于“收集證據(jù)”

朱德明

“收集證據(jù)”是科學(xué)探究的要素之一，在物理課程中常表現(xiàn)為收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)知科學(xué)事實(shí)。物理教學(xué)中要讓學(xué)生逐步體會(huì)到，科學(xué)事實(shí)是檢驗(yàn)科學(xué)結(jié)論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)學(xué)生手腦并用、仔細(xì)觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尊重科學(xué)事實(shí)的精神，認(rèn)識到“收集證據(jù)”的重要性。

人教版八年級物理上冊光的折射一節(jié)中，解釋了“折射斷筷”的現(xiàn)象。如圖1所示，筷子端頭A的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺筷子端頭位置升高了，位于A′處，即筷子向上彎折了。

圖1

在“一教一輔”的物理練習(xí)冊中，給出了這樣一道習(xí)題：“筷子斜放在盛水的碗里，它看上去會(huì)是彎折的，如果垂直地插入水中，會(huì)看到什么現(xiàn)象？你能解釋嗎？”眾多學(xué)生的答案是：“看上去是直的，因?yàn)楣鈴乃怪鄙淙肟諝庵袝r(shí)，傳播方向不變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°”。

果真如此嗎？習(xí)題評講課上，我發(fā)給學(xué)生燒杯，要求學(xué)生用筆充當(dāng)筷子，試試看。很快，答案出來了：“筆是直的，但明顯變短了?！薄爸钡摹狈蠈W(xué)生的預(yù)期，“短了”這一重要事實(shí)被學(xué)生忽略，出乎學(xué)生的意料。學(xué)生在形成光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射的定勢思維后，自然想到筷子垂直地插入水中時(shí)光從水垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不變，但筆為什么會(huì)明顯變短了？學(xué)生經(jīng)過一番思考后給出了答案：“如圖2所示，筆端頭S的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺筆端頭位置升高了，位于S′處，即筆變短了。

圖2

筆是直的，并非“光從水垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°”的結(jié)果，筆是直的并變短恰恰是光發(fā)生折射的結(jié)果?？梢姡瑒?dòng)手做一做，“收集證據(jù)”讓事實(shí)說話，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單純的說教。

為培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力，我給出了變式訓(xùn)練：在燒杯的水中，投入一枚硬幣，你在空氣中看到燒杯中有幾枚硬幣？部分學(xué)生陷入思考之中，還有學(xué)生忙著尋找硬幣，更有學(xué)生不假思索地拿起橡皮擦就投到水中。

很快，學(xué)生搶著報(bào)告結(jié)果。思考者、觀察者不約而同地回答：“兩個(gè)”?！澳膫€(gè)是虛像，哪個(gè)是實(shí)物？”我追問。片刻安靜后，學(xué)生會(huì)意地答道：“兩個(gè)都是虛像。”

圖3

我從學(xué)生中找出兩個(gè)表達(dá)能力強(qiáng)的同學(xué)對兩個(gè)硬幣虛像作解釋，甲同學(xué)解釋圖3的現(xiàn)象：硬幣上的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺硬幣位置升高了，是一個(gè)虛像。乙同學(xué)解釋圖4現(xiàn)象：硬幣的光從側(cè)面透過水折射到空氣中，人逆著折射光線看去，就感覺硬幣放大了，也是一個(gè)虛像。

圖4

“真實(shí)的物體在哪里？”我窮追不舍。

“在水里，撈出來就能看到真實(shí)的物體?！睂W(xué)生們自信地回答道。

接著，我要求全體學(xué)生再次觀察，并指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用正確的觀察方法。如圖5，沿杯口斜向內(nèi)看去，在既可看到圖3，又可看到圖4虛像的情況下，視線向圖5杯的左側(cè)外面轉(zhuǎn)移，就會(huì)發(fā)現(xiàn)第三個(gè)像。學(xué)生們爭著去找第三個(gè)像。很快，學(xué)生找到了第三個(gè)像，并發(fā)現(xiàn)，以杯為圓心，當(dāng)觀察著繞杯旋轉(zhuǎn)時(shí)，也以杯為圓心繞杯旋轉(zhuǎn)（如圖6，a為實(shí)物，a′為虛像）。學(xué)生收集到重要證據(jù)后，迅速思考這個(gè)像是怎樣形成的？學(xué)生思考、討論后認(rèn)為：從觀察角度看，弧形的杯壁近似一個(gè)平面鏡，硬幣在近似的平面鏡中成了一個(gè)變形的虛像。很多學(xué)生因起初沒發(fā)現(xiàn)第三個(gè)虛像，自責(zé)：“眼太拙”。學(xué)生再一次感受到收集證據(jù)的重要性。

圖5

圖6

深動(dòng)的一課讓學(xué)生認(rèn)識到“收集證據(jù)”的重要性，養(yǎng)成良好的觀察、思考習(xí)慣，積累豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)好物理的基礎(chǔ)。

“收集證據(jù)”是科學(xué)探究的要素之一，在物理課程中常表現(xiàn)為收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)知科學(xué)事實(shí)。物理教學(xué)中要讓學(xué)生逐步體會(huì)到，科學(xué)事實(shí)是檢驗(yàn)科學(xué)結(jié)論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)學(xué)生手腦并用、仔細(xì)觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尊重科學(xué)事實(shí)的精神，認(rèn)識到“收集證據(jù)”的重要性。

人教版八年級物理上冊光的折射一節(jié)中，解釋了“折射斷筷”的現(xiàn)象。如圖1所示，筷子端頭A的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺筷子端頭位置升高了，位于A′處，即筷子向上彎折了。

圖1

在“一教一輔”的物理練習(xí)冊中，給出了這樣一道習(xí)題：“筷子斜放在盛水的碗里，它看上去會(huì)是彎折的，如果垂直地插入水中，會(huì)看到什么現(xiàn)象？你能解釋嗎？”眾多學(xué)生的答案是：“看上去是直的，因?yàn)楣鈴乃怪鄙淙肟諝庵袝r(shí)，傳播方向不變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°”。

果真如此嗎？習(xí)題評講課上，我發(fā)給學(xué)生燒杯，要求學(xué)生用筆充當(dāng)筷子，試試看。很快，答案出來了：“筆是直的，但明顯變短了。”“直的”符合學(xué)生的預(yù)期，“短了”這一重要事實(shí)被學(xué)生忽略，出乎學(xué)生的意料。學(xué)生在形成光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射的定勢思維后，自然想到筷子垂直地插入水中時(shí)光從水垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不變，但筆為什么會(huì)明顯變短了？學(xué)生經(jīng)過一番思考后給出了答案：“如圖2所示，筆端頭S的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺筆端頭位置升高了，位于S′處，即筆變短了。

圖2

筆是直的，并非“光從水垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°”的結(jié)果，筆是直的并變短恰恰是光發(fā)生折射的結(jié)果?？梢姡瑒?dòng)手做一做，“收集證據(jù)”讓事實(shí)說話，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單純的說教。

為培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力，我給出了變式訓(xùn)練：在燒杯的水中，投入一枚硬幣，你在空氣中看到燒杯中有幾枚硬幣？部分學(xué)生陷入思考之中，還有學(xué)生忙著尋找硬幣，更有學(xué)生不假思索地拿起橡皮擦就投到水中。

很快，學(xué)生搶著報(bào)告結(jié)果。思考者、觀察者不約而同地回答：“兩個(gè)”?！澳膫€(gè)是虛像，哪個(gè)是實(shí)物？”我追問。片刻安靜后，學(xué)生會(huì)意地答道：“兩個(gè)都是虛像。”

圖3

我從學(xué)生中找出兩個(gè)表達(dá)能力強(qiáng)的同學(xué)對兩個(gè)硬幣虛像作解釋，甲同學(xué)解釋圖3的現(xiàn)象：硬幣上的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺硬幣位置升高了，是一個(gè)虛像。乙同學(xué)解釋圖4現(xiàn)象：硬幣的光從側(cè)面透過水折射到空氣中，人逆著折射光線看去，就感覺硬幣放大了，也是一個(gè)虛像。

圖4

“真實(shí)的物體在哪里？”我窮追不舍。

“在水里，撈出來就能看到真實(shí)的物體?！睂W(xué)生們自信地回答道。

接著，我要求全體學(xué)生再次觀察，并指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用正確的觀察方法。如圖5，沿杯口斜向內(nèi)看去，在既可看到圖3，又可看到圖4虛像的情況下，視線向圖5杯的左側(cè)外面轉(zhuǎn)移，就會(huì)發(fā)現(xiàn)第三個(gè)像。學(xué)生們爭著去找第三個(gè)像。很快，學(xué)生找到了第三個(gè)像，并發(fā)現(xiàn)，以杯為圓心，當(dāng)觀察著繞杯旋轉(zhuǎn)時(shí)，也以杯為圓心繞杯旋轉(zhuǎn)（如圖6，a為實(shí)物，a′為虛像）。學(xué)生收集到重要證據(jù)后，迅速思考這個(gè)像是怎樣形成的？學(xué)生思考、討論后認(rèn)為：從觀察角度看，弧形的杯壁近似一個(gè)平面鏡，硬幣在近似的平面鏡中成了一個(gè)變形的虛像。很多學(xué)生因起初沒發(fā)現(xiàn)第三個(gè)虛像，自責(zé)：“眼太拙”。學(xué)生再一次感受到收集證據(jù)的重要性。

圖5

圖6

深動(dòng)的一課讓學(xué)生認(rèn)識到“收集證據(jù)”的重要性，養(yǎng)成良好的觀察、思考習(xí)慣，積累豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)好物理的基礎(chǔ)。

“收集證據(jù)”是科學(xué)探究的要素之一，在物理課程中常表現(xiàn)為收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)知科學(xué)事實(shí)。物理教學(xué)中要讓學(xué)生逐步體會(huì)到，科學(xué)事實(shí)是檢驗(yàn)科學(xué)結(jié)論的唯一標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)學(xué)生手腦并用、仔細(xì)觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尊重科學(xué)事實(shí)的精神，認(rèn)識到“收集證據(jù)”的重要性。

人教版八年級物理上冊光的折射一節(jié)中，解釋了“折射斷筷”的現(xiàn)象。如圖1所示，筷子端頭A的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺筷子端頭位置升高了，位于A′處，即筷子向上彎折了。

圖1

在“一教一輔”的物理練習(xí)冊中，給出了這樣一道習(xí)題：“筷子斜放在盛水的碗里，它看上去會(huì)是彎折的，如果垂直地插入水中，會(huì)看到什么現(xiàn)象？你能解釋嗎？”眾多學(xué)生的答案是：“看上去是直的，因?yàn)楣鈴乃怪鄙淙肟諝庵袝r(shí)，傳播方向不變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°”。

果真如此嗎？習(xí)題評講課上，我發(fā)給學(xué)生燒杯，要求學(xué)生用筆充當(dāng)筷子，試試看。很快，答案出來了：“筆是直的，但明顯變短了。”“直的”符合學(xué)生的預(yù)期，“短了”這一重要事實(shí)被學(xué)生忽略，出乎學(xué)生的意料。學(xué)生在形成光由一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射的定勢思維后，自然想到筷子垂直地插入水中時(shí)光從水垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不變，但筆為什么會(huì)明顯變短了？學(xué)生經(jīng)過一番思考后給出了答案：“如圖2所示，筆端頭S的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺筆端頭位置升高了，位于S′處，即筆變短了。

圖2

筆是直的，并非“光從水垂直射入空氣中時(shí)，傳播方向不變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°”的結(jié)果，筆是直的并變短恰恰是光發(fā)生折射的結(jié)果?？梢姡瑒?dòng)手做一做，“收集證據(jù)”讓事實(shí)說話，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單純的說教。

為培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力，我給出了變式訓(xùn)練：在燒杯的水中，投入一枚硬幣，你在空氣中看到燒杯中有幾枚硬幣？部分學(xué)生陷入思考之中，還有學(xué)生忙著尋找硬幣，更有學(xué)生不假思索地拿起橡皮擦就投到水中。

很快，學(xué)生搶著報(bào)告結(jié)果。思考者、觀察者不約而同地回答：“兩個(gè)”。“哪個(gè)是虛像，哪個(gè)是實(shí)物？”我追問。片刻安靜后，學(xué)生會(huì)意地答道：“兩個(gè)都是虛像?！?/p>

圖3

我從學(xué)生中找出兩個(gè)表達(dá)能力強(qiáng)的同學(xué)對兩個(gè)硬幣虛像作解釋，甲同學(xué)解釋圖3的現(xiàn)象：硬幣上的光從水中斜射向空氣時(shí)會(huì)發(fā)生折射，逆著折射光看去，就感覺硬幣位置升高了，是一個(gè)虛像。乙同學(xué)解釋圖4現(xiàn)象：硬幣的光從側(cè)面透過水折射到空氣中，人逆著折射光線看去，就感覺硬幣放大了，也是一個(gè)虛像。

圖4

“真實(shí)的物體在哪里？”我窮追不舍。

“在水里，撈出來就能看到真實(shí)的物體。”學(xué)生們自信地回答道。

接著，我要求全體學(xué)生再次觀察，并指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用正確的觀察方法。如圖5，沿杯口斜向內(nèi)看去，在既可看到圖3，又可看到圖4虛像的情況下，視線向圖5杯的左側(cè)外面轉(zhuǎn)移，就會(huì)發(fā)現(xiàn)第三個(gè)像。學(xué)生們爭著去找第三個(gè)像。很快，學(xué)生找到了第三個(gè)像，并發(fā)現(xiàn)，以杯為圓心，當(dāng)觀察著繞杯旋轉(zhuǎn)時(shí)，也以杯為圓心繞杯旋轉(zhuǎn)（如圖6，a為實(shí)物，a′為虛像）。學(xué)生收集到重要證據(jù)后，迅速思考這個(gè)像是怎樣形成的？學(xué)生思考、討論后認(rèn)為：從觀察角度看，弧形的杯壁近似一個(gè)平面鏡，硬幣在近似的平面鏡中成了一個(gè)變形的虛像。很多學(xué)生因起初沒發(fā)現(xiàn)第三個(gè)虛像，自責(zé)：“眼太拙”。學(xué)生再一次感受到收集證據(jù)的重要性。

圖5

圖6

深動(dòng)的一課讓學(xué)生認(rèn)識到“收集證據(jù)”的重要性，養(yǎng)成良好的觀察、思考習(xí)慣，積累豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)好物理的基礎(chǔ)。