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关于探究式教学中“分析与论证”要素的若干解读

来源:不详       更新时间:2010-12-13 12:27:57
 

  探究式教学中的“分析与论证”是指学习者在探究过程中,在获得实证的基础上将探究结果与自己原有的知识联系起来,运用分析、综合、归纳、演绎等科学研究方法,找到事件的因果关系或其他解释,形成超越学生原有知识和当前观察结果的新的理解。“分析论证”是构成探究式学习过程中的诸多要素之一。那么,分析论证在科学探究中有什么意义?高中物理新课标对“分析论证”要素提出了什么要求?分析论证要素与探究要素之间的关系如何?教学中如何引导学生进行分析论证?本文试围绕这些问题,谈谈对分析论证要素的若干认识。

  一、分析论证对科学探究活动的意义

  在人类认知事业中,自然科学之所以享有特殊的认识论上的权威性,是因为它独自具有客观的、理性的探究方法,这其中包括了实证、分析论证等基本要素。实验证据虽然已经得到,但是它并不等于科学探究的结论,而仅仅是对实验事实的客观记录。第谷毕生的精力都用于观察星体上,积累了大量丰富的天文资料,但只是一堆可靠的资料而已,并不能说明天体的运行规律。是开普勒对这些资料运用猜测、类比假设、分析论证等多种方法,经过艰苦的研究,终于在杂乱无章的资料中总结出天体运动遵循的三大定律。只有对实验和证据进行分析与论证,才能得出具有普遍意义的科学规律,这是从实践上升到理性认识的过程,是唯物主义认识论规律的必然要求。

  分析论证不仅有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来,而且由于这样的过程是在学生自主质疑、推理和批判性思维活动中完成的,打破了对知识的盲目迷信,增强了对自己学习的控制。学习者在有效建构新知识的同时,将获得新的观点、新的思维方法和对深层次思维结构的重组。

  应该说,科学探究过程既是系统的,又是灵活的。在有的探究过程中,某些探究要素的特征并不明显,课程标准也允许学生在探究中只涉及部分要素,但一般而言,分析论证的要素是必不可少的。强调并提出这种观点,并不是凭空臆断。一则,由于传统教育的影响,学生很少会积极地为不同的解释寻找证据,很少去思考为什么某一种证据比其他的更有力,也很少做出判断哪一种解释得到更多的支持。这些对于探究至关重要的内容往往多由教科书或教师所包办,留给学生探究的空间很小。二则,由于学生探究的内容是人类早已发现的,学生的学习活动不易设计成真正具有探究性的过程。在较极端的情况下,往往成为目标和路线都明摆着的形式化的探究,吨假说求证的过程则被误导为纯粹的证实,而且往往一二个事实就给人以得到证实的印象,而更能反映科学研究活动真实的证伪则不见踪影。这样的教学,不仅不利于培养学生的探究能力,更严重的是会误导对科学本质的理解,在学生头脑中形成不正确的科学形象。如果我们能充分认识到分析在探究活动中的决定性作用,我们也就能明确探究式教学活动设计的重点,并避免对各探究要素的泛化。

  二、课程标准对分析论证要求的内涵

  1.能初步描述实验数据或有关信息

  实验数据的描述应该是客观、真实的,以此为基础上进行分析论证的结果才是科学的。我们不能带着对实验结果的预期来影响对实验数据的描述。例如,在如图1所示的研究变压器原副线圈匝数与电压、电流之间的关系实验中,可得到的现象是,匝数越多的线圈,其两端的电压越大,流过的电流越小,但与精确的正、反关系有差异,即为。许多时候,我们都以实验误差等理由敷衍了事。其实,为得出有关变压器原理的正反比关系,需要我们进一步探究。可分析实验中已得到的实验数据,表明由于铁损、铜损、磁漏等原因,变压器的输出功率与输入功率并不相等。再如图1所示演示:当将可拆变压器的铁芯向右移时,变压器的输出功率将变得更小。然后再用外推的思想方法归纳得:在理想条件有。这一探究活动,无疑会使学生对理想变压器的工作原理、有关公式的适应条件等有更深刻的理解。更重要的是,这是对学生一种实事求是的严谨科学态度的教育。

  对物理现象的描述,其描述标准前后要统一,并尽可能地用定量或半定量的方法描述出物理现象的特征,这是由物理学科的精确性和高度定量化特征所决定的。如在探究光的折射规律时,人们很早就发现了折射角r随着入射角i的增大而增大这一现象,但这种仅是定性的描述,不能上升为折射定律。大约经历了1000多年的时间,荷兰物理学家斯涅尔通过定量的分析研究,才

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