從紙鍋燒水看中學物理科學教學

潘世通+邢丹花

摘 要 “紙鍋燒水”是初中物理教學中一個非常有趣的實驗，可有效地激發學生的學習興趣，有些學生在課下實驗時會使用塑料袋做實驗，失敗后卻無法找到原因。基于這一廣泛存在的問題，對當前分科制的中學科學教學進行探討，以便更好地培養學生良好的科學素養。

關鍵詞 中學物理 教學 科學素養

1由“紙鍋燒水”引發的科學教學問題

1.1物理小實驗所引發的教學問題

在人教版初中物理八年級上冊物態變化一章中，有一個“紙鍋燒水”的小實驗。用紙折成的小紙鍋內裝上水，放到火上加熱，鍋里的水竟然可以沸騰，而紙鍋并不會燃燒起來。

生活的常識告訴我們，將一張紙放在火上，紙就會迅速的燃燒起來，這一實驗就使學生產生了強烈的認知沖突。在物理課堂當中，教師在小實驗后提出“裝上水的紙鍋為什么沒有燃燒起來”這一的問題，并對此進行層層設問、逐步解釋，可以讓學生對“著火點”這一概念有更深刻、明確的理解。

一些好奇心強的學生，在課下也會使用生活中常見的塑料袋、礦泉水瓶等物品來重復這一實驗。而在用這些材料進行的重復實驗當中，學生卻無法體會到成功的喜悅——塑料袋和礦泉水瓶稍一加熱就變形、損毀，導致實驗無法成功。這往往會讓學生產生一個無法解決的疑問——為什么比紙還要結實的塑料瓶卻無法將水加熱到沸騰呢？

1.2初中學生無法解決這一問題的原因淺析

在生活中，學生常拿來進行重復實驗的材料多為塑料袋和礦泉水瓶。常見的塑料袋多為聚乙烯或低密度聚乙烯材質，而礦泉水瓶則幾乎都是聚酯材料，這三種材料的熱變形溫度均低于100℃，即均低于水的沸點，學生在用這些材料進行燒水實驗的時候，往往還沒等到水沸騰塑料袋或礦泉水瓶就已經軟化變形，機械強度降低，導致實驗失敗。在日常生活中，若我們將燒開的水裝進礦泉水瓶，也能夠發現礦泉水瓶產生明顯的形變，這就是聚酯材料性能發生變化而導致的結果。而紙張的著火點大約為183℃，且在燃燒前其機械強度不會像塑料材料一樣發生較為明顯的變化，因此，用紙折成的小鍋，就可以成功地將水加熱到沸騰。

以初中學生的物理、化學知識儲備，學生往往很難明白紙張和塑料這兩種材料在理化性質上所存在的差別，因此，教師也就無法向學生解釋清楚“為什么塑料瓶不行，紙鍋卻可以將水加熱到沸騰”這一問題。到了高中階段，隨著學習壓力的增大，學生往往會忽略這個他們曾經很在意、此時卻與自己最終考試無關的問題，也更不用說一部分學生在高一年級之后選擇了文科，在之后很長的時間里他們再也不會想到這個問題。

之所以產生這一問題，同當前中學階段的教學模式有著莫大的關系。

2中學科學課程分科教學的利與弊

2.1分科教學的優勢

在我國現行的教育體系當中，從初中階段開始，學生所接觸到的科學教學基本上就以分科教學為主，生物、物理、化學、地理科目分科設置，學生對同一自然現象可能會在不同的科目中都有所學習，只是研究的側重點各有不同。這種分科教學，無疑有著其巨大的教學方面的優勢。首先，分科教學對知識的傳授效果好、效率高，通過不同科目當中不同側重點的學習，學生可以迅速地掌握知識，構建較為良好的學科知識體系；其次，分科教學當中教師的工作量相對較小，有利于一名教師對不同班級進行授課和管理；同時，單一科目教學能盡可能少地涉及到對開放性知識和內容的考察，對學生所學知識的考查和檢測較為容易。

2.2分科教學的弊端

首先，分科教學人為地割裂了自然科學學科內部的邏輯和聯系，以生活中常見的燃燒現象為例，學生分別要在物理、化學科目當中學習這一現象的不同性質，導致學生對真實科學現象的認知理解不夠完整；其次，由于不同學科研究內容的限制，學校的教師不會引導學生從多個方向對同一問題進行分析、思考及探討，因為很大程度上來說，邊緣學科的知識或涉及到其他科目的知識并非教師所長，學生解決問題時很少將不同學科的知識交叉使用，分科教學在一定程度上限制了學生的發散性思維能力，限制了學生從多個角度分析、解決問題的能力；最后，自然科學領域許多新發現、新研究都產生在學科邊緣，分科制教學在一定程度上限制了學生創新能力的發展。

3對中學科學教學的思考

進入新世紀以來，科學教學在各個國家都被賦予了更多的意義和價值，我國的《義務教育物理課程標準》和《普通高中物理課程標準》也與時俱進，對中學階段的物理學科教學提出了更高的要求。全日制義務教育物理課程標準中提出了包括以下幾點在內的課程基本理念：面向全體學生、提高學生科學素養，注意學科滲透，促進學生發展；普通高中物理課程標準的基本理念也指出，在課程目標上應注重提高全體學生的科學素養。

這些理念的提出，指引著基礎教育科學教學從學科教學轉變為真正的“科學教學”，我們也可以看到，在這些理念的指導下，中學階段的科學教學方式及側重點有了較大的改變，雖然現階段中學階段的分科制教學尚無法改變，但作為教師，在課堂當中也可更加注重對學生科學素養能力的培養。

作為教師，在教學工作中應注重自身對邊緣學科的知識的了解和掌握；在授課過程中，能夠理論聯系實際，在對生活實際問題進行探討的過程中引導學生善于發現、提出、解決學科邊緣問題，促進學生對不同學科間知識內容的綜合運用；在日常的學校工作當中，不同學科間的教師應多交流，共同探討、研究橫跨不同領域的科學問題，互相學習，以便更好地做好科學課程的教學工作，切實有效地促進學生良好科學素養的養成、促進學生的全面發展。

參考文獻

[1] 人民教育出版社課程教材研究所.義務教育教科書物理八年級上冊[M].人民教育出版社，2012.

[2] 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2001.

[3] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.