一、让学生领略科学的大道至简之美
大道至简可以理解为事物中的大道理(基本原理、方法和规律)是非常简单的,简单到一两句话就能说清楚。[3]科学研究的一个重要手段,就是把复杂问题简单化,简单问题模型化。简单性是科学家进行科学研究的基本原则,也是始终坚守的一个科学传统。
伽利略认为,自然界总是习惯于运用最简单和最容易、又是人们容易理解的方式来进行的。比如速度均匀增加的自由落体运动。著名的散射实验设计者卢瑟福同样也具有简单性的世界观。他说过:我一直相信简单性,我自己就是一个简单的人。世界的简单性直接决定了知识的简单性。自然界一切物质都由最简单的粒子构成的,粒子运动经过最简单的路径。
在学习光的传播时,为了让学生领略到大自然规律的简单美,不妨先抛出一个问题让学生猜测:你认为光是如何传播的?然后再问,你认为什么样的传播是最简单的?最后采用实验检验光是沿直线传播的,而且在同样的介质中是做匀速直线运动。在学习行星的运动时,也可以采用类似的方法教学,得出行星的运动轨迹是圆形或椭圆形的。在学习光的反射定律时,先让学生根据光的反射现象及大自然的大道至简规律猜测:反射光线可能跟入射光线有怎样的关系?在这个基础上设计实验来验证。
不仅如此,还要告诉学生,物理的本质在于求简,就是要在物理学习过程的寻道过程中,学会用简明的视角、简单的设计、简捷的语言、简单的方式来简明扼要地表达。学习中要始终确立简单化的意识,循序渐进地认识事物,理清知识之间的关系,以道求简。
笔者前年在网上阅浙江省温岭市八年级的期末卷中的一道让学生面对图片部分表述液体压强特点时,发现学生出现大面积表述不当,不是不完整就是繁琐或词不达意等,我想,这与学生没有领略到教科书中液体压强特点表达的简洁美及缺乏先试着自己表述再与书本比较的训练不无关系。
在教学中,教师要创造机会让学生尝试学会简单的设计、简洁的描述与表达。比如,在进行力的作用效果的教学时,教师可以这样开展教学:首先,让学生根据生活经验,得出力对运动的影响,如力能使物体由静止变为运动、力能使物体由运动变为静止、力能使物体的运动由快变慢、力能使物体的运动由慢变快、力能使物体的运动方向发生改变。至此,引导学生:上述五种效果中都没有用到速度概念,请你运用速度概念重新表述前四种效果。于是学生将前四种效果重述为:力能使物体速度从无到有、力能使物体速度从有到无、力能使物体速度从小变大、力能使物体速度从大变小。接着,再引导学生:科学希望用最为简洁的语言来表达规律,请你用一句话概括力的上述四种效果。于是学生得出:力能改变速度的大小及力能使物体的运动方向发生改变。最后,教师继续引导:科学上把速度的大小和运动的方向统称为运动状态。请用运动状态概念将上述两种效果概括为一句话。于是学生得出:力能改变物体的运动状态。
作者:江敏华