陳海濤

(蘇州工業(yè)園區(qū)星海實(shí)驗(yàn)中學(xué),江蘇 蘇州 215021)

“反思性教學(xué)”己經(jīng)成為世界教育改革的一個(gè)重要方向.但是,我國(guó)目前的反思教學(xué)研究大多停留于理論層面,以介紹國(guó)外的研究成果居多,與我國(guó)具體教學(xué)情境相結(jié)合的研究較少,針對(duì)性和可操作性不強(qiáng),尚缺乏有影響的適合中國(guó)本土特色的研究成果.更值得關(guān)注的是,目前研究反思對(duì)教師職業(yè)成長(zhǎng)作用的居多,而從“學(xué)生角度”以培養(yǎng)學(xué)生反思能力的研究則鳳毛麟角.基于此,筆者于2011年申報(bào)了一項(xiàng)江蘇省教研室課題,選擇“實(shí)驗(yàn)反思”為突破口,試圖為解決上述反思教學(xué)存在的問(wèn)題做一些努力.下面簡(jiǎn)要介紹一下我們課題組關(guān)于中學(xué)生實(shí)驗(yàn)反思能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐.

1 相關(guān)概念的界定

筆者提到的“反思”,是指學(xué)生通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程的反思來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí),是學(xué)習(xí)者對(duì)自己的思維過(guò)程、思維結(jié)果進(jìn)行再認(rèn)識(shí)的檢驗(yàn)過(guò)程.這也可以從元認(rèn)知角度來(lái)考慮,人是積極主動(dòng)的有機(jī)體,其主體意識(shí)監(jiān)視現(xiàn)在、計(jì)劃未來(lái),有效控制自己的思維和學(xué)習(xí)過(guò)程.學(xué)習(xí)并不僅僅是對(duì)所學(xué)材料的識(shí)別、加工和理解的認(rèn)知過(guò)程,它同時(shí)也是認(rèn)知過(guò)程的自我觀察、自我評(píng)價(jià)和自我調(diào)節(jié)的元認(rèn)知過(guò)程.在反思性學(xué)習(xí)過(guò)程中,反思活動(dòng)進(jìn)行的愈全面、愈深刻,愈有利于學(xué)習(xí)者元認(rèn)知水平的提高,學(xué)習(xí)者的潛能就易于激發(fā),從而能全面提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、整體性,學(xué)習(xí)會(huì)取得事半功倍的效果.

對(duì)學(xué)生而言,筆者認(rèn)為“反思”既可以說(shuō)是一種思維方式,又可以說(shuō)是一種學(xué)習(xí)方法,或者說(shuō)是一種研究方法.學(xué)生借助“反思”進(jìn)行學(xué)習(xí),符合新課程改革的核心:以學(xué)生為本,以學(xué)生的學(xué)為本,以學(xué)生的發(fā)展為本.

文中所提的“中學(xué)生實(shí)驗(yàn)反思”,是指教師在教學(xué)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生借助某些便于反思的策略,對(duì)所涉及的物理實(shí)驗(yàn)通過(guò)“反思”進(jìn)行再學(xué)習(xí)、再探究,比如指導(dǎo)中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、過(guò)程、方法、結(jié)果等方面采用“反思”的方式進(jìn)行再學(xué)習(xí).

2 中學(xué)生實(shí)驗(yàn)反思能力培養(yǎng)的策略

如何培養(yǎng)中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)反思能力,這在我們的傳統(tǒng)教學(xué)中所見不多.為此,我們課題組在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,研究了兩套便于教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)反思的策略.

第1套:常規(guī)性實(shí)驗(yàn)反思策略.①反思實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理、過(guò)程、方法、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)操作的技巧、誤差分析、自己實(shí)驗(yàn)中的感受、存在的問(wèn)題等,并將這些想法形成反思報(bào)告.②反思參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和與他人的合作情況.

第2套:創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略.①有無(wú)其他用途.即現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)還有沒有新的用途？或稍加改進(jìn)能否擴(kuò)大它的用途？②能否借用.即能否借用其他實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)？有無(wú)與過(guò)去實(shí)驗(yàn)相似的東西？能否模仿點(diǎn)什么？③能否改變.即實(shí)驗(yàn)的器材、步驟、測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理等能否作其他改變？④能否擴(kuò)大.即實(shí)驗(yàn)中能否增加什么？實(shí)驗(yàn)的器材、步驟、時(shí)間、次數(shù)、溫度、壓強(qiáng)、質(zhì)量、聲音、光照、長(zhǎng)度、厚度等能否增加？實(shí)驗(yàn)的附加價(jià)值能否擴(kuò)大？⑤能否縮小.即實(shí)驗(yàn)中能否減少什么？實(shí)驗(yàn)器材能否再小點(diǎn)、濃縮、微型化、再低些、再輕些？實(shí)驗(yàn)步驟能否再省略些？實(shí)驗(yàn)裝置能否采取內(nèi)裝？⑥能否代用.即能否用其他實(shí)驗(yàn)原理、其他動(dòng)力、其他場(chǎng)所、其他方法等取而代之？⑦能否重新調(diào)整.即可否更換部分實(shí)驗(yàn)器材,用其他的型號(hào)、種類,用其他設(shè)計(jì)方案,用其他順序？能否調(diào)整速度？能否調(diào)整程序？⑧能否顛倒過(guò)來(lái).即可否變換正負(fù),顛倒方位？思考反向有何作用？⑨能否組合.即整套實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方案是否統(tǒng)一協(xié)調(diào),能否進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合？能否和其他實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組合？其他人的實(shí)驗(yàn)主張能否綜合？其他人的新實(shí)驗(yàn)設(shè)想能否綜合？

對(duì)于第1套策略,是從常規(guī)方面入手,指導(dǎo)學(xué)生從不同的角度對(duì)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行常規(guī)性反思.教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思時(shí),開始時(shí)要注意不能急于求全、求深,因?yàn)閷W(xué)生從接觸實(shí)驗(yàn)反思到熟悉實(shí)驗(yàn)反思,終須要有一個(gè)過(guò)程;而且學(xué)生真正進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思,就要認(rèn)真地對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行批判和再發(fā)現(xiàn),難度勢(shì)必高于普通的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,學(xué)生無(wú)法一蹴而就.低年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思,其難度更大些,需要教師更耐心地引導(dǎo)和鼓勵(lì).

對(duì)于第2套策略,是把創(chuàng)造學(xué)方面的知識(shí)引入到實(shí)驗(yàn)反思中,旨在培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新能力,對(duì)于有志趣的教師不妨一試.在指導(dǎo)低年級(jí)學(xué)生使用第2套策略時(shí),要把策略中學(xué)生還沒學(xué)過(guò)的物理量名稱刪掉,減少學(xué)生的理解障礙.

3 中學(xué)生實(shí)驗(yàn)反思能力培養(yǎng)的實(shí)踐

3.1 常規(guī)性實(shí)驗(yàn)反思策略的實(shí)踐

我們以實(shí)驗(yàn)反思能力相對(duì)較弱的初二學(xué)生為對(duì)象,研究他們?cè)谑褂贸Ｒ?guī)性實(shí)驗(yàn)反思策略時(shí)的表現(xiàn).以“蘇科版”8年級(jí)上冊(cè)第5章“測(cè)量紙錐下落平均速度”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例,紙錐(用紙折成的無(wú)底圓錐)自制,計(jì)時(shí)工具和測(cè)量工具自選,要求學(xué)生測(cè)量紙錐下落時(shí)的平均速度.

一般教學(xué)過(guò)程以學(xué)生測(cè)出速度為目標(biāo),而我們?cè)趯W(xué)生完成該實(shí)驗(yàn)后,引導(dǎo)、激勵(lì)學(xué)生使用“常規(guī)性實(shí)驗(yàn)反思策略”進(jìn)行反思,結(jié)果學(xué)生提出了不少問(wèn)題.(1)刻度尺的量程要選大些,可以考慮使用皮卷尺,進(jìn)行一次性測(cè)量長(zhǎng)度,減小誤差;(2)用分度值較小的刻度尺和秒表進(jìn)行測(cè)量,提高測(cè)量精度,減小誤差;(3)在沒有風(fēng)的環(huán)境做,保證紙錐沿直線下落,所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)要把教室門窗關(guān)好;(4)增加釋放的高度,使紙錐下落時(shí)間延長(zhǎng),便于測(cè)量,從而減小誤差;(5)在紙錐下落同時(shí)要開始按秒表計(jì)時(shí);(6)測(cè)量紙錐下落高度要準(zhǔn)確,可以測(cè)量紙錐尖部的下落高度,測(cè)量時(shí)刻度尺要與紙錐尖部對(duì)齊;(7)增大紙錐的表面積或頂角,使其下落慢些,方便計(jì)時(shí);(8)多次測(cè)量求平均值,但是要保證紙錐下落高度不變,否則測(cè)量有誤;(9)用先進(jìn)的電子設(shè)備測(cè)量時(shí)間和高度,提高測(cè)量的精度,減小測(cè)量誤差.在使用先進(jìn)的電子設(shè)備測(cè)量時(shí)間同時(shí),把紙錐換成小鋼球,防止下落過(guò)程中紙錐不沿直線下落……

從該案例可以看出,只要教師引導(dǎo)適當(dāng),初二的學(xué)生表現(xiàn)也會(huì)“不一般”,通過(guò)實(shí)驗(yàn)反思,他們可以對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程認(rèn)識(shí)得更深刻,學(xué)生的“自主性”、“探究性”都能通過(guò)反思得到發(fā)展.我們發(fā)現(xiàn)“常規(guī)性實(shí)驗(yàn)反思策略”同樣能提升高中生實(shí)驗(yàn)反思的質(zhì)量.在日常教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思的機(jī)會(huì)太少,所以教師很少能看到學(xué)生的“不一般”;另外,我們對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)中,涉及到評(píng)估實(shí)驗(yàn)反思能力方面的評(píng)價(jià)也太少,對(duì)學(xué)生的激勵(lì)不夠、引導(dǎo)不明.所以大家普遍覺得中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)反思意識(shí)還很淡薄、實(shí)驗(yàn)反思能力也很欠缺.難能可貴的是,現(xiàn)在有部分中考或高考試題,對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)反思能力在進(jìn)行引領(lǐng)性的嘗試,比如讓學(xué)生評(píng)估實(shí)驗(yàn)中的不足、提出改進(jìn)措施等;還有的教材也在嘗試引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思學(xué)習(xí),比如新版的“蘇科版”物理教材在部分章末“知識(shí)梳理”中,嘗試著提出一些問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行反思.怎樣增加“實(shí)驗(yàn)反思”在教學(xué)中的比重,仍是一個(gè)既有“魅力”卻又“任重道遠(yuǎn)”的話題.

3.2 創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略的實(shí)踐

我們也以初二學(xué)生在剛剛學(xué)習(xí)物理不久后使用創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略為例.在初二學(xué)生剛學(xué)習(xí)聲音的產(chǎn)生后(“蘇科版”初二物理教材第1章是關(guān)于“聲現(xiàn)象”的.之所以選擇此時(shí)、此簡(jiǎn)單內(nèi)容,就是為了表明“創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略”的可行性、易行性),筆者就成立了幾個(gè)學(xué)生小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),筆者先為學(xué)生講解了“創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略”(學(xué)生還沒學(xué)過(guò)的一些物理名詞要回避),然后立足課本中顯示聲音存在的小實(shí)驗(yàn),向?qū)W生們提出了要求:你們還可以怎樣顯示聲音的存在？

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的探究后,學(xué)生們興致勃勃地提交了探究成果.(1)用一個(gè)封閉的器皿,裝有泡沫(紙屑),放在音響上.改變聲音的響度,可觀察到響度越大,泡沫飛起的高度越高.(2)用手緊貼著音響,感受它的振動(dòng).(3)將一個(gè)兩端開口的圓柱形物體放在燃燒的蠟燭旁,把圓柱體的一頭用塑料薄膜封起,另一頭對(duì)準(zhǔn)蠟燭.拍打薄膜,會(huì)發(fā)出聲音,并可以觀察到燭焰會(huì)隨之晃動(dòng).(4)把喇叭對(duì)著塑料膜吹,觀察塑料膜的振動(dòng)情況.(5)在水中加1～2滴墨汁,不要攪拌,便于觀察.然后在水中敲擊音叉,觀察水面的波紋情況.(6)將牛奶倒入碟子中,把鐵絲的一頭插在牛奶里,鐵絲地另一端用手捏住,再用手指彈動(dòng)鐵絲,可以聽到鐵絲發(fā)出的微弱聲響,看到牛奶表面有波紋.隨著聲音響度的減弱,波紋也隨之減小.(7)在音叉邊掛一個(gè)小球,使小球緊貼音叉壁,觀察音叉發(fā)聲時(shí)小球彈開的遠(yuǎn)度.(8)用細(xì)絲吊著激光筆,用喇叭對(duì)著它吹,觀察地面上光斑晃動(dòng)情況(該學(xué)生不僅做了該實(shí)驗(yàn),還從記錄的光斑圖形上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)規(guī)律).(9)把石頭投入水中,隨著“撲通”一聲會(huì)看到水面的波紋.(10)在聲源處涂抹上肥皂,隨聲音變化吹出不同泡泡.(11)將發(fā)聲口對(duì)準(zhǔn)一盆水,聲音的響度會(huì)使水紋成為一幅圖畫.(12)放幾個(gè)小喇叭在幾根蠟燭周圍,讓這幾個(gè)蠟燭燃燒,讓音響在不同時(shí)間下分別開關(guān),蠟燭也會(huì)跟著起舞.(13)在音響上裝上一個(gè)管道,管道內(nèi)存有可燃性氣體甲烷.音箱內(nèi)音樂(lè)的高低會(huì)促使管道內(nèi)氣流的變化,火焰也就隨著高低發(fā)生變化.(14)用電子話筒將聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào),然后用電子軟件(Goldwave等)編輯成軟件系統(tǒng)使其成為一幅電子圖像.(15)可用千千靜聽等播放器,可以用不同的形式顯示出頻譜,可以看出聲波的存在(需要手機(jī)或計(jì)算機(jī)及下載相應(yīng)軟件).(16)使用電腦軟件捕獲正在發(fā)聲的聲源并把它顯示出來(lái).(17)用高速攝相機(jī)拍下并觀察發(fā)聲物體振動(dòng)的瞬間.(18)用醫(yī)生測(cè)心電圖的儀器顯示聲音的存在.(19)開發(fā)一套聲波軟件,根據(jù)不同人的聲音不同識(shí)別對(duì)應(yīng)的人,用在保密場(chǎng)所.(20)能否收集和利用噪聲對(duì)水加熱或者用來(lái)發(fā)電？

學(xué)生的探究成果很令人詫異,他們?cè)凇皠?chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略”的啟發(fā)下,把他們想到的、聽到的、看到的、搜到的、咨詢到的,全部用了起來(lái),遠(yuǎn)超出了大家對(duì)“初二”學(xué)生的預(yù)期.沒想到一次“實(shí)驗(yàn)反思”任務(wù),引發(fā)了學(xué)生井噴式的回應(yīng).從學(xué)生的反思成果中可以看出,其成果極具個(gè)性化,在不同環(huán)境中成長(zhǎng)的孩子,由于視野不同、興趣愛好不同,他們的反思取向也不同,反思質(zhì)量也有所不同.例如想到用電子軟件(Goldwave等)顯示聲波存在的孩子們,平時(shí)早就有iphone手機(jī),有意無(wú)意中就了解到相關(guān)軟件的功能,等到用時(shí)則水到渠成,致使他們提出的方案也與眾不同,往往質(zhì)量也會(huì)高些.所以,教師在教學(xué)中如果能引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技、跟上時(shí)代步伐,必將很有意義,這和初中物理新課標(biāo)中提出的“關(guān)心科技發(fā)展”也是相一致的.總之,借助“創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略”,讓學(xué)生經(jīng)歷了一次很好的創(chuàng)新之旅.誰(shuí)說(shuō)中國(guó)的孩子創(chuàng)新能力不足？看來(lái)只是我們沒提供肥沃的土壤罷了.

對(duì)于高中生,筆者也做過(guò)研究.讓某個(gè)班級(jí)的高中生學(xué)習(xí)“創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略”,然后讓他們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思,結(jié)果許多學(xué)生就好像打開了潘多拉魔盒,一下子提出了許多新的問(wèn)題.比如指導(dǎo)高中學(xué)生“用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率”時(shí),學(xué)生受“創(chuàng)造性反思學(xué)習(xí)策略”啟發(fā),提出了諸多問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)中大頭釘插得不豎直會(huì)帶來(lái)誤差,怎么改進(jìn)？實(shí)驗(yàn)中使用木板大頭釘不易插,怎么改進(jìn)？實(shí)驗(yàn)時(shí)怎樣防止玻璃磚移動(dòng)帶來(lái)誤差？玻璃磚質(zhì)地不均勻會(huì)帶來(lái)什么后果？能否利用“插針?lè)ā睖y(cè)量其他形狀玻璃磚的折射率？能否利用“插針?lè)ā睖y(cè)量液體的折射率？能否用細(xì)激光束代替大頭釘？能否用3根大頭釘測(cè)玻璃磚折射率？能否用兩根大頭釘測(cè)量呢？在測(cè)量時(shí)能否不用量角器呢？為什么在長(zhǎng)方體玻璃磚的直角一側(cè)看另一側(cè)的東西,怎么也看不見？能否用玻璃磚來(lái)分離白光呢？……在學(xué)生提出的諸多問(wèn)題中,有的是教師事先可以預(yù)見到的,但很多是富有個(gè)性或獨(dú)特的問(wèn)題,早已超出教師的想象.由此可見,學(xué)習(xí)和應(yīng)用“創(chuàng)造性反思學(xué)習(xí)策略”,確實(shí)能打開學(xué)生的思路,使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程充滿開放和想象.還值得一提的是,教師在此基礎(chǔ)上往往可以讓學(xué)生展開二次探究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力.就拿“測(cè)折射率”實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),有的小組在此基礎(chǔ)上想出了如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置,例如有的學(xué)生提出將實(shí)驗(yàn)中所用木板改為一塊有磁性的平板,這樣可改進(jìn)在木板上做實(shí)驗(yàn)時(shí)插不直的缺點(diǎn)……;有的小組在此基礎(chǔ)上對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行了創(chuàng)新或遷移,例如“三針?lè)ā睖y(cè)量玻璃磚折射率或“兩針?lè)ā睖y(cè)量玻璃磚折射率,利用插針?lè)y(cè)量液體折射率……;有的小組甚至發(fā)現(xiàn)了一些很特殊的問(wèn)題展開了討論,其討論的結(jié)果常常讓教師非常驚喜.實(shí)踐證明,當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)和應(yīng)用“創(chuàng)造性反思學(xué)習(xí)策略”后,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造力起到了推波助瀾的作用,就好像“催化劑”一樣,使學(xué)生在探究過(guò)程中提問(wèn)的能力明顯提高,反思意識(shí)明顯增強(qiáng),創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn).學(xué)生的不少想法,明顯受到“反思策略”的影響,在猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)這些重要環(huán)節(jié)上,較他們以往的表現(xiàn)都有所突破,其中不乏創(chuàng)新之舉.有的想法雖然不盡完美,但卻富有個(gè)性、很有創(chuàng)意.

在測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)中,筆者同樣證實(shí)了“創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)反思策略”對(duì)培養(yǎng)高中生創(chuàng)新能力的有效性.

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究,我們通過(guò)“實(shí)驗(yàn)反思”的案例可以發(fā)現(xiàn),教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生使用“實(shí)驗(yàn)反思策略”,讓學(xué)生對(duì)他們所經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的各種過(guò)程或問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)、批判和再次深入探究,可以使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程認(rèn)識(shí)得更深刻,可以促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力的提升.久而久之,還可以讓學(xué)生形成反思的習(xí)慣,可以使學(xué)生的批判思維能力、發(fā)散思維能力和創(chuàng)新思維能力得以發(fā)展.同時(shí)還有利于中學(xué)生產(chǎn)生濃厚的實(shí)驗(yàn)探究興趣,形成勇于求真的科學(xué)態(tài)度,更深刻地掌握物理思想,更多地、更靈活地掌握物理方法和技巧.“實(shí)驗(yàn)反思”可以更好地促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng).

1 熊川武.反思性教學(xué)［M］.上海:華東師范大學(xué)出版社,1999:92－108.

2 靳玉樂(lè).反思教學(xué)(1版)［M］.成都:四川教育出版社,2006:155－219.

3 陳海濤.關(guān)于實(shí)驗(yàn)反思的實(shí)踐與研究.物理實(shí)驗(yàn).2006(7):23－26.