從紙鍋燒水看中學(xué)物理科學(xué)教學(xué)

潘世通+邢丹花

摘 要 “紙鍋燒水”是初中物理教學(xué)中一個(gè)非常有趣的實(shí)驗(yàn)，可有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有些學(xué)生在課下實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)使用塑料袋做實(shí)驗(yàn)，失敗后卻無法找到原因?；谶@一廣泛存在的問題，對(duì)當(dāng)前分科制的中學(xué)科學(xué)教學(xué)進(jìn)行探討，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 中學(xué)物理 教學(xué) 科學(xué)素養(yǎng)

1由“紙鍋燒水”引發(fā)的科學(xué)教學(xué)問題

1.1物理小實(shí)驗(yàn)所引發(fā)的教學(xué)問題

在人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)物態(tài)變化一章中，有一個(gè)“紙鍋燒水”的小實(shí)驗(yàn)。用紙折成的小紙鍋內(nèi)裝上水，放到火上加熱，鍋里的水竟然可以沸騰，而紙鍋并不會(huì)燃燒起來。

生活的常識(shí)告訴我們，將一張紙放在火上，紙就會(huì)迅速的燃燒起來，這一實(shí)驗(yàn)就使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突。在物理課堂當(dāng)中，教師在小實(shí)驗(yàn)后提出“裝上水的紙鍋為什么沒有燃燒起來”這一的問題，并對(duì)此進(jìn)行層層設(shè)問、逐步解釋，可以讓學(xué)生對(duì)“著火點(diǎn)”這一概念有更深刻、明確的理解。

一些好奇心強(qiáng)的學(xué)生，在課下也會(huì)使用生活中常見的塑料袋、礦泉水瓶等物品來重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)。而在用這些材料進(jìn)行的重復(fù)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生卻無法體會(huì)到成功的喜悅——塑料袋和礦泉水瓶稍一加熱就變形、損毀，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法成功。這往往會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生一個(gè)無法解決的疑問——為什么比紙還要結(jié)實(shí)的塑料瓶卻無法將水加熱到沸騰呢？

1.2初中學(xué)生無法解決這一問題的原因淺析

在生活中，學(xué)生常拿來進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)的材料多為塑料袋和礦泉水瓶。常見的塑料袋多為聚乙烯或低密度聚乙烯材質(zhì)，而礦泉水瓶則幾乎都是聚酯材料，這三種材料的熱變形溫度均低于100℃，即均低于水的沸點(diǎn)，學(xué)生在用這些材料進(jìn)行燒水實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，往往還沒等到水沸騰塑料袋或礦泉水瓶就已經(jīng)軟化變形，機(jī)械強(qiáng)度降低，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。在日常生活中，若我們將燒開的水裝進(jìn)礦泉水瓶，也能夠發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶產(chǎn)生明顯的形變，這就是聚酯材料性能發(fā)生變化而導(dǎo)致的結(jié)果。而紙張的著火點(diǎn)大約為183℃，且在燃燒前其機(jī)械強(qiáng)度不會(huì)像塑料材料一樣發(fā)生較為明顯的變化，因此，用紙折成的小鍋，就可以成功地將水加熱到沸騰。

以初中學(xué)生的物理、化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，學(xué)生往往很難明白紙張和塑料這兩種材料在理化性質(zhì)上所存在的差別，因此，教師也就無法向?qū)W生解釋清楚“為什么塑料瓶不行，紙鍋卻可以將水加熱到沸騰”這一問題。到了高中階段，隨著學(xué)習(xí)壓力的增大，學(xué)生往往會(huì)忽略這個(gè)他們?cè)?jīng)很在意、此時(shí)卻與自己最終考試無關(guān)的問題，也更不用說一部分學(xué)生在高一年級(jí)之后選擇了文科，在之后很長(zhǎng)的時(shí)間里他們?cè)僖膊粫?huì)想到這個(gè)問題。

之所以產(chǎn)生這一問題，同當(dāng)前中學(xué)階段的教學(xué)模式有著莫大的關(guān)系。

2中學(xué)科學(xué)課程分科教學(xué)的利與弊

2.1分科教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

在我國(guó)現(xiàn)行的教育體系當(dāng)中，從初中階段開始，學(xué)生所接觸到的科學(xué)教學(xué)基本上就以分科教學(xué)為主，生物、物理、化學(xué)、地理科目分科設(shè)置，學(xué)生對(duì)同一自然現(xiàn)象可能會(huì)在不同的科目中都有所學(xué)習(xí)，只是研究的側(cè)重點(diǎn)各有不同。這種分科教學(xué)，無疑有著其巨大的教學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)。首先，分科教學(xué)對(duì)知識(shí)的傳授效果好、效率高，通過不同科目當(dāng)中不同側(cè)重點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以迅速地掌握知識(shí)，構(gòu)建較為良好的學(xué)科知識(shí)體系；其次，分科教學(xué)當(dāng)中教師的工作量相對(duì)較小，有利于一名教師對(duì)不同班級(jí)進(jìn)行授課和管理；同時(shí)，單一科目教學(xué)能盡可能少地涉及到對(duì)開放性知識(shí)和內(nèi)容的考察，對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的考查和檢測(cè)較為容易。

2.2分科教學(xué)的弊端

首先，分科教學(xué)人為地割裂了自然科學(xué)學(xué)科內(nèi)部的邏輯和聯(lián)系，以生活中常見的燃燒現(xiàn)象為例，學(xué)生分別要在物理、化學(xué)科目當(dāng)中學(xué)習(xí)這一現(xiàn)象的不同性質(zhì)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)真實(shí)科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)知理解不夠完整；其次，由于不同學(xué)科研究?jī)?nèi)容的限制，學(xué)校的教師不會(huì)引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)方向?qū)ν粏栴}進(jìn)行分析、思考及探討，因?yàn)楹艽蟪潭壬蟻碚f，邊緣學(xué)科的知識(shí)或涉及到其他科目的知識(shí)并非教師所長(zhǎng)，學(xué)生解決問題時(shí)很少將不同學(xué)科的知識(shí)交叉使用，分科教學(xué)在一定程度上限制了學(xué)生的發(fā)散性思維能力，限制了學(xué)生從多個(gè)角度分析、解決問題的能力；最后，自然科學(xué)領(lǐng)域許多新發(fā)現(xiàn)、新研究都產(chǎn)生在學(xué)科邊緣，分科制教學(xué)在一定程度上限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

3對(duì)中學(xué)科學(xué)教學(xué)的思考

進(jìn)入新世紀(jì)以來，科學(xué)教學(xué)在各個(gè)國(guó)家都被賦予了更多的意義和價(jià)值，我國(guó)的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》也與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)中學(xué)階段的物理學(xué)科教學(xué)提出了更高的要求。全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)中提出了包括以下幾點(diǎn)在內(nèi)的課程基本理念：面向全體學(xué)生、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，注意學(xué)科滲透，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展；普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念也指出，在課程目標(biāo)上應(yīng)注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

這些理念的提出，指引著基礎(chǔ)教育科學(xué)教學(xué)從學(xué)科教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲摹翱茖W(xué)教學(xué)”，我們也可以看到，在這些理念的指導(dǎo)下，中學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)方式及側(cè)重點(diǎn)有了較大的改變，雖然現(xiàn)階段中學(xué)階段的分科制教學(xué)尚無法改變，但作為教師，在課堂當(dāng)中也可更加注重對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)能力的培養(yǎng)。

作為教師，在教學(xué)工作中應(yīng)注重自身對(duì)邊緣學(xué)科的知識(shí)的了解和掌握；在授課過程中，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在對(duì)生活實(shí)際問題進(jìn)行探討的過程中引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、提出、解決學(xué)科邊緣問題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)不同學(xué)科間知識(shí)內(nèi)容的綜合運(yùn)用；在日常的學(xué)校工作當(dāng)中，不同學(xué)科間的教師應(yīng)多交流，共同探討、研究橫跨不同領(lǐng)域的科學(xué)問題，互相學(xué)習(xí)，以便更好地做好科學(xué)課程的教學(xué)工作，切實(shí)有效地促進(jìn)學(xué)生良好科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成、促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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