[例探物理观察有效性的判断] 新高考模式下物理课堂有效性思考
时间：2019-05-22 03:23:59 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
每年中考结束，静心学习各地中考物理试题，评味并享受着一道道美题，是教学的一种幸福，今年，一道考察观察能力的试题尤为令我眼前一亮，其光芒直接激励着我向着新课改的方向奋力前行，坚定着我实行课改的信念它就是扬州市2010年中考物理试题第23题，下面是试卷的原题及参考答案。
23.如图1所示，将两手的食指放在铅笔的两端下面，尽量使铅笔保持水平，向铅笔的中部移动手指(也可以用直尺做)，重复几次，你观察到的现象是——就观察。到的现象，提出一个有价值且可探究的问题
第一问参考答案：铅笔相对于两手指左右交互移动，
该试题的编写意图是考察科学探究的第一环节，发现并提出问题，而他的可贵之处在于，它使得实际教学中，程式化的书面训练变得无能为力，考察了学生真实的观察能力，从而指引一线的师生重视真实观察的教学，还物理教学的真面貌，回归到有效物理教学，因而该题是难得的一道好题，他像一缕阳光，照亮了忠诚于物理有效教学的老师们的心田，但同时它又像一个新生儿一样，还需不断完善成长，它的参考答案的标准化唯一化，引发了我对“观察有效性的判断”的思考，只有正确掌握对观察有效性的判断，教师在日常教学中才能正确的引导和评价学生的观察，阅卷老师才能更科学准确合理的判分，使得这种好题得以生存发展，下面结合教学中的一些典型实例来对“观察有效性的判断”进行例探。
例1
探究声音的音调与频率的关系。
实验中用硬卡片先后快拨和慢划木梳的梳齿，进行观察，学生常见表述：声音小了，学生看似在观察，实际只是过干瘾，只片面关注实验显著现象，观察无目的意识，教师追问是谁的声音?大多数学生回答梳齿，少数学生回答卡片?显然学生在观察时没有清楚实验的研究主体是卡片，不是梳齿，发生观察对象错误，收集的证据自然无效，教师再追问根据实验目的，应该观察声音的哪一要素?学生晃然，根据实验目的应该有针对地观察声音的音调的变化，在老师的一番引导后，重做上述实验，学生再次观察，再次表述：卡片的声音变低了，这样学生经历了一次有效的物理观察活动。
该实验中观察的任务是探究第四环节，要求通过观察收集证据，因而观察的指向性较强，此时只有针对研究主体的观察，针对研究目的的观察才可能是有效的，所以此时判断观察有效性的依据是观察的指向性是否正确，记载观察结果的表述中应该指明观察的主体及现象针对性的准确描述。
也许基于此，扬州试卷第23题的参考答案的表述中强调主体是“尺”，针对现象是“尺的移动”，准确描述是“相对于手指交替左右移动”，并以此作为提供的唯一参考答案，即认为这是唯一有效的观察结果，但是这样判断的前提是该观察的任务是探究的第四环节，通过观察收集证据，而本试题中观察却是探究的第一环节，是通过对日常生活、自然现象、实验的观察中发现并提出与物理有关的问题，观察的对象可以是生活现象、自然现象、实验现象，观察的目的是发现并提出问题，观察的指向性较弱。
例2探究光的折射规律
实验中，采用圆形的光具盘和半圆形的玻璃砖，如图2放置，用一只固定在光具盘上且可自由转动的激光笔对着圆心照射，并不断改变入射的方向，学生静静观察，到了学生表述时，出现了各种观察结果的表述：“有
反射光”、“光从玻璃到空气有时不折射”、“反射光与折射光在法线的同侧”、“折射光向法线方向偏折”、“入射光的位置改变反射光和折射光的位置均改变”、“入射角改变时反射光折射光的亮度均跟随发生改变”、“有时只有反射光没有折射光”、“光源在匀速移动”等等，显然老师设计实验的教学目标是研究折射的基本规律，并不想涉及光的反射，更不想涉及折射时光强的变化、乃至全反射，那么如何对待学生观察的有效性呢?若将这些学生的观察结果分类，大致可分为三类，一类为实验设定情景之外的与光的折射无关、没有价值的观察；第二类为实验设定情景之内的与光的折射有关的，但不是设定的教学目标要素、教师重点引导的观察，即为有价值的但不是预设需要的；第三类为实验设定情景之内的与光的折射有关，且是设定的教学目标需要、教师重点引导的观察，老师可明确的告诉学生：“光源在匀速移动”这样的观察是无效观察，因为他是实验探究情景之外的无价值信息，不能诱发任何思考和发现，这就等同于“这里有一个圆形的光具盘”的观察结果，但第二类、第三类的观察结果都是有效的，老师均应该给予表扬，但同时告诉同学们观察探究要有序进行，今天课内仅仅与同学们一起探究折射光的位置变化问题，关于折射光的强度变化等问题，欢迎同学课后到实验室继续观察自我探究。
上述观察教学中既对学生观察有效性做出正确判断，让学生明白什么观察是有效的，同时又进一步指导学生进行高效的观察，切不可依据探究第四环节中的观察的强指向性，将第二类观察结果也判为无效，认为只有观察到老师引导方向的结果才是有效的，教学中教师必须清楚探究实验的教学目标，并非实验全部目标，观察到实验情景中目标外的发现仍是有效观察，历史上有许多发现都源于这样的观察，例如伦琴在做“探明阴极射线的性质”的实验时看到，放在近旁的一块涂有一种荧光物质铂氰酸钡盐的纸屏闪出了荧光，他没有将他视为无效观察，通过继续研究，最终发现了x射线的。
基于上述观点，扬州试卷第23题的参考答案应该包含诸如：“两手指最终总是相聚在尺中间位置”、“两手指交替与尺发生相对滑动”等在实验情景中却在出题者设定目标外，有探究价值且表述清楚的观察结果。
例3
观察透镜对光线的作用。
实验中教师在晴朗的天气里，让学生将凸透镜和凹透镜放在阳光下，在另一侧放一张白纸，观察纸上的光斑，并移动光屏观察光斑的变化，出于学生已有知识的暗示，学生的观察结果基本全为：“凸透镜能得到亮点，但凹透镜得不到”，显然这样的观察结果是有效的，但这种只片面关注实验显著现象，不仔细的观察却不是高效的，为此老师提示学生观察要仔细，要求学生再进行仔细观察，比比看谁的观察结果丰富，谁的独特，再一番观察后，到了表述的时候，结果就变得十分得丰富，也包含一些独特的结果，如“凸透镜的白纸光屏放在得到亮点处，前移后移亮点均变大”、“凹透镜后的白纸上有环形的亮圈，后移亮圈变大，但亮度变弱”、“透镜后白纸上也有影子”、“凸透镜后白纸上的亮斑在中间影子在外围”、“凹透镜后白纸上的影子在中间亮斑在外围”、“有时凸透镜后只有影子没有亮斑”、“当白纸距离凸透镜较远时也和凹透镜一样影子在中间亮斑在外围”、“影子的大小是基本不变的，和透镜大小差不多”等等，老师再次肯定大家观察的有效细致后，追问学生为何将透镜后有影子作为有效观察，作为一种发现，学生说，老师前面学习过影子形成的原因是光沿直线传播时遇到不透明障碍物时在后面形成的，但透镜是透明物呀?老师又引导式追问：出现影子和出现亮斑之间有什么相互关系吗?学生很快领悟到：正是因为本该到影子区域的光到了亮斑处，才有影子区域的暗，亮斑处的亮，明确观察透镜对光线的作用，应同时观察出现的亮斑和暗区，此时老师进一步引导学生借助于光线模型对观察的结果进行画图思考，得出透镜对光线的作用规律，并以此来全面预测观察到的现氦最后安排学生再进行一次全面的观察，将白纸从紧靠透镜逐渐远离，观察白纸上光斑和影子的大小和亮暗的变化，检验我们的理论预测，同时无形中指导了学生如何进行高效观察。
该例中三次的观察一次比一次的效度高，显然教学不仅要判断观察的有效性，更要引导学生实施高效观察，高效的观察会让观察者认识现象本质规律变得更容易，观察进行得越高效全面，探究活动就会进行得越顺利，效度越高，
基于上述观点，扬州试卷第23题第一问的参考答案应如同第二问一样，可分有效观察与高效观察两层次给分，较全面的观察结果为“当两手指缓慢地移动时，两手指相对于尺交替滑动，尺交替跟随手指左右移动，最终两手指停在尺的中部；当较快速度移动时，手指均相对手指快速滑动，尺基本保持不动，最终两手指停在尺的中部，”(理论解释，运用高一物理即可进行)，其中全面观察既要观察尺的相对运动也要观察手指相对运动，既要观察过程也要观察结果，这样全面的观察会使得观察者更容易发现分析现象的突破口：手指与尺的相互作用，静摩擦力和滑动摩擦力，分析视野中更容易出现物体重心，强调滑动的速度是因为试题中未控制滑动的速度，则从观察的全面性角度出发，理应在不同速度的情况下均进行观察实验，否则观察现象有效但片面，再回头看该中考试题观察结果有效性的判断，则与标准答案互相排斥的表述“尺基本保持不动”也应判为有效，列入参考答案，因为两种相互排斥的描述方式并不是逻辑上的矛盾，它们是在不同的实验条件下被观察到的现象，由于实验条件的不同，相互排斥的现象不是矛盾图景，而是互补图景。
综上所述，观察有效性的判断，不是简单的、机械的，更不是粗线条的，是有理可循的，相信明年这样难得的优秀试题会更多的出现，会以更完善的形式出现。
