物理教學(xué)應(yīng)重視“科學(xué)性”

白璐 張貴林

摘要：物理是科學(xué)，物理教學(xué)也需要重視“科學(xué)性”。但近年來，有些教學(xué)和研究重理論輕實踐且脫離實際的現(xiàn)象時有出現(xiàn)。本文對學(xué)術(shù)刊物、教材和課堂中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象進(jìn)行剖析，重申科學(xué)殿堂應(yīng)避免“紙上談兵”和“閉門造車”。

關(guān)鍵詞：物理? 教學(xué)? 科學(xué)性

又一次看到某期刊上發(fā)表了一篇用水測大氣壓的文章，聯(lián)想到不久前看到知名網(wǎng)站上“真實”的此類視頻，我感到懷疑：這是真實的實驗嗎？在現(xiàn)今信息化教學(xué)之風(fēng)盛行的狀況下，廣大物理教學(xué)工作者應(yīng)守住物理教學(xué)和研究的本真。下面就有關(guān)學(xué)術(shù)刊物、教材和課堂中出現(xiàn)的“真實”現(xiàn)象談點看法。

一、不能在“頭腦中”做實驗

物理實驗是科學(xué)研究的基本方法之一，但實驗必須是“真實”的操作，不能僅是由頭腦思考得出，應(yīng)該用專門的教學(xué)儀器設(shè)備，在人工控制條件下使物理現(xiàn)象發(fā)生或再現(xiàn)。不做實驗，充其量只能是“猜想”。

某知名物理刊物2020年第1期刊登的《自制低成本鋼絲管水柱測大氣壓實驗的開發(fā)和應(yīng)用》一文，從托里拆利實驗的反思、改進(jìn)、引用，詳細(xì)地敘述了用水做托里拆利實驗。其制作之精湛，“實驗”之精妙，看后令人耳目一新。但是，我要請教三位作者老師：你真的做了實驗嗎？真的能到達(dá)10 m嗎？對此我是有懷疑的，因為，第一，空氣的主要成分是氮氣、氧氣和二氧化碳等氣體，氮氣難溶于水（但也溶呀），氧氣微溶于水，而二氧化碳易溶于水，所以水中有空氣，就不可能將水面上抽成真空;第二，大家知道，水在任何溫度下都能蒸發(fā)，水上面肯定有水蒸氣;更重要的是水的沸點與氣壓有關(guān)，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100 ℃，在0.02標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點是18 ℃，也就是說在0.02個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下“常溫下”水就沸騰了（當(dāng)然，水不能持續(xù)沸騰下去，因為水面上氣壓增大，就停止沸騰，這與上方空間大小有關(guān)，而且水柱是緩慢下降的，沸騰過程人眼難以觀察到）;第三，抽氣機(jī)不可能將管里抽成真空，這是基本常識。實際上，用水做實驗，水柱高度肯定在10 m以下。

二、操作切忌“紙上談兵”

科學(xué)實踐應(yīng)有規(guī)范的操作過程，需要專家引領(lǐng)、指導(dǎo)操作方法。但是，有的雖然理念新、方法科學(xué)，如果沒有進(jìn)行“真實”操作而只是“紙上談兵”，它的科學(xué)性就值得懷疑。

某物理刊物2019年第6期中《物理實驗操作測驗與紙筆測驗的比較研究》一文，介紹紙筆測驗不能代替實驗操作，實驗操作更有利于學(xué)生綜合能力的提升，無疑是正確的，對物理教學(xué)實踐有正導(dǎo)向作用。文中介紹了物理實驗操作評價指標(biāo)，分為四大項：一是識別與選取，二是安裝與調(diào)試，三是操作與觀測，四是記錄與處理，分值分別為9、14、38.5、38.5。每一大項又分為若干小項，比如：“第三大項操作與觀測，分為六小項，C1（8.5分）、C2（8.5分）、C3（12分）、C4（2.5分）、C5（3.5分）、C6（3.5分）。”可以看出，作者精心設(shè)計了這個操作評價量化表，賦分很恰當(dāng)，考慮操作的過程很周到、全面、細(xì)致。但是，我就想請教作者：這種“非常詳細(xì)”的評分量表，您經(jīng)過實際操作了嗎？用什么辦法大范圍實施并這樣精致地打分呢？是一人評多人，還是多人評一人呢？竊以為：任何先進(jìn)的教學(xué)思想都必須經(jīng)過實踐的檢驗！如果多人評一人，也不現(xiàn)實呀！這樣精細(xì)打分可能脫離了實際，文中所研究的現(xiàn)行紙筆測驗現(xiàn)狀，用來作為實驗操作的對照組可能并不合適。

三、論證必須有充分的“依據(jù)”

科學(xué)是“物”的東西，是真實的，可以證偽?？茖W(xué)知識可以通過實驗獲得，也可以通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撏茖?dǎo)得出。

2015年5月某物理刊物上的《分子引力和大氣壓強(qiáng)誰起主要作用》一文，作者采用理論推導(dǎo)的方法得出結(jié)論，但前提是“各真實……，可能比表現(xiàn)的宏觀接觸面積的萬分之一還要少。”我不知道作者的這個“萬分之一”依據(jù)何來，查了有關(guān)資料也沒發(fā)現(xiàn)依據(jù)，而沒有依據(jù)的證明是無效的，這篇章文章的價值就值得懷疑。其實，在實際教學(xué)中用實驗對其證明也很方便：一是將其放在真空中，可排除大氣壓的影響，將所掛鉛柱和鉤碼置于聲傳播演示器中，再用抽氣機(jī)抽氣即可。二是想辦法將兩接觸面磨平，在下方掛物體，若下掛物體的總重大于大氣對兩接觸面的最大壓力，也可以證明。

四、“高大上”的“理論”

物理教學(xué)需要科學(xué)引導(dǎo)，目的是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率。時下，各種新的教育理論層出不窮，但有的“理論”真的能為教學(xué)服務(wù)嗎？

某知名物理刊物2017年第3期刊載了《初中牛頓第一定律高端備課》一文，我認(rèn)真拜讀了。讀后我如鯁在喉：“高端備課”“高”在哪里呢？如果真的這樣上課，會把學(xué)生如同置于“霧里云里”中。文中提出“經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，教材編寫存在3個問題：……也就無從談起”。

且不說該文備課未按“常規(guī)出牌”——沒有“備教材、備學(xué)生”，擬定的教學(xué)目標(biāo)也偏高、內(nèi)容太多（其實作者安排的有三節(jié)課內(nèi)容）。文中最大“亮點”是破除“前科學(xué)概念”，現(xiàn)在說得最多的是“前概念”，對于學(xué)生來說，每件事都有前概念，每節(jié)課都有前概念，教學(xué)過程必須捕捉前概念，幫助學(xué)生建立新概念。只不過這節(jié)課的前概念更明顯、更容易捕捉罷了！本節(jié)課前概念“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”在課前就揭示了，在演示實驗過程中，教師就已經(jīng)讓學(xué)生在觀察中發(fā)現(xiàn)“沖突”，很容易得出“力不是維持物體運動的原因”。最不能理解的是“教材列舉的案例”不妥，作者列舉的案例是：一架飛機(jī)從北京飛往烏魯木齊和從烏魯木齊飛回北京時間不等?！啊忉岋w機(jī)兩地飛行的時間差?！北救苏娴恼也坏竭@個內(nèi)容與所授知識有何聯(lián)系，也思考了與地球自轉(zhuǎn)是否有關(guān)，翻閱了地理書，仍未找到答案，只好求教地理老師，很遺憾，地理老師也不清楚，于是救助互聯(lián)網(wǎng)……把物理課上成了這樣的“高端”課，這樣的課堂教學(xué)將會把學(xué)生帶向何方？因此，對這樣的“高端備課”我是持懷疑態(tài)度的。

五、“偽創(chuàng)新”的課堂

隨著教育現(xiàn)代化和新課程理念的深入人心，各種先進(jìn)的教學(xué)手段、教學(xué)方法相繼出現(xiàn)，如傳感器對定量關(guān)系的直觀顯示是傳統(tǒng)實驗不具備的優(yōu)勢，讓物理課堂充滿生命活力。教學(xué)中不應(yīng)迷信所謂的“前沿科技”，選擇適合學(xué)生的才是最佳課堂，不應(yīng)為創(chuàng)新而“創(chuàng)新”。

我曾經(jīng)聽過“怎樣認(rèn)識力”一節(jié)課，很多老師花較多的時間用傳感器演示物體間力的相互作用，而學(xué)生對出現(xiàn)的“圖線”還是一頭霧水。傳統(tǒng)實驗用“一個氣球壓另一個氣球兩個都變癟”，不到一分鐘就直觀明了地解決問題。哪個高效，一目了然！講解“法拉第的發(fā)現(xiàn)”一課，有老師給學(xué)生準(zhǔn)備了眾多器材，讓學(xué)生主動探究，美其名曰“重走科學(xué)家探索之路”，實際是“放野馬”。要知道，偉大的法拉第用了十一年才發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，你給學(xué)生一、二十分鐘就能完成，那他們多厲害呀？

物理是“物”與“理”的結(jié)合，應(yīng)該是“真實”而“理性”的，是科學(xué)?？茖W(xué)是真理，不是“市儈”。時下，科學(xué)研究好高騖遠(yuǎn)，誠信不足，不愿親手實踐，研究只求“高”不求“實”，理論脫離實際。這樣的研究應(yīng)該休矣，應(yīng)該讓教材、學(xué)術(shù)期刊以及課堂成為科學(xué)的神圣殿堂！