科学验证起于“收集证据”

朱德明

“收集证据”是科学探究的要素之一，在物理课程中常表现为收集实验数据，认知科学事实。物理教学中要让学生逐步体会到，科学事实是检验科学结论的唯一标准。培养学生手脑并用、仔细观察的学习习惯，尊重科学事实的精神，认识到“收集证据”的重要性。

人教版八年级物理上册光的折射一节中，解释了“折射断筷”的现象。如图1所示，筷子端头A的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉筷子端头位置升高了，位于A′处，即筷子向上弯折了。

图1

在“一教一辅”的物理练习册中，给出了这样一道习题：“筷子斜放在盛水的碗里，它看上去会是弯折的，如果垂直地插入水中，会看到什么现象？你能解释吗？”众多学生的答案是：“看上去是直的，因为光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，此时，入射角为0°，折射角为0°”。

果真如此吗？习题评讲课上，我发给学生烧杯，要求学生用笔充当筷子，试试看。很快，答案出来了：“笔是直的，但明显变短了。”“直的”符合学生的预期，“短了”这一重要事实被学生忽略，出乎学生的意料。学生在形成光由一种介质斜射入另一种介质时会发生折射的定势思维后，自然想到筷子垂直地插入水中时光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，但笔为什么会明显变短了？学生经过一番思考后给出了答案：“如图2所示，笔端头S的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉笔端头位置升高了，位于S′处，即笔变短了。

图2

笔是直的，并非“光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，此时，入射角为0°，折射角为0°”的结果，笔是直的并变短恰恰是光发生折射的结果。可见，动手做一做，“收集证据”让事实说话，效果远远好于单纯的说教。

为培养学生的迁移能力，我给出了变式训练：在烧杯的水中，投入一枚硬币，你在空气中看到烧杯中有几枚硬币？部分学生陷入思考之中，还有学生忙着寻找硬币，更有学生不假思索地拿起橡皮擦就投到水中。

很快，学生抢着报告结果。思考者、观察者不约而同地回答：“两个”。“哪个是虚像，哪个是实物？”我追问。片刻安静后，学生会意地答道：“两个都是虚像。”

图3

我从学生中找出两个表达能力强的同学对两个硬币虚像作解释，甲同学解释图3的现象：硬币上的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉硬币位置升高了，是一个虚像。乙同学解释图4现象：硬币的光从侧面透过水折射到空气中，人逆着折射光线看去，就感觉硬币放大了，也是一个虚像。

图4

“真实的物体在哪里？”我穷追不舍。

“在水里，捞出来就能看到真实的物体。”学生们自信地回答道。

接着，我要求全体学生再次观察，并指导学生运用正确的观察方法。如图5，沿杯口斜向内看去，在既可看到图3，又可看到图4虚像的情况下，视线向图5杯的左侧外面转移，就会发现第三个像。学生们争着去找第三个像。很快，学生找到了第三个像，并发现，以杯为圆心，当观察着绕杯旋转时，也以杯为圆心绕杯旋转（如图6，a为实物，a′为虚像）。学生收集到重要证据后，迅速思考这个像是怎样形成的？学生思考、讨论后认为：从观察角度看，弧形的杯壁近似一个平面镜，硬币在近似的平面镜中成了一个变形的虚像。很多学生因起初没发现第三个虚像，自责：“眼太拙”。学生再一次感受到收集证据的重要性。

图5

图6

深动的一课让学生认识到“收集证据”的重要性，养成良好的观察、思考习惯，积累丰富的生活经验，是学好物理的基础。

“收集证据”是科学探究的要素之一，在物理课程中常表现为收集实验数据，认知科学事实。物理教学中要让学生逐步体会到，科学事实是检验科学结论的唯一标准。培养学生手脑并用、仔细观察的学习习惯，尊重科学事实的精神，认识到“收集证据”的重要性。

人教版八年级物理上册光的折射一节中，解释了“折射断筷”的现象。如图1所示，筷子端头A的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉筷子端头位置升高了，位于A′处，即筷子向上弯折了。

图1

在“一教一辅”的物理练习册中，给出了这样一道习题：“筷子斜放在盛水的碗里，它看上去会是弯折的，如果垂直地插入水中，会看到什么现象？你能解释吗？”众多学生的答案是：“看上去是直的，因为光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，此时，入射角为0°，折射角为0°”。

果真如此吗？习题评讲课上，我发给学生烧杯，要求学生用笔充当筷子，试试看。很快，答案出来了：“笔是直的，但明显变短了。”“直的”符合学生的预期，“短了”这一重要事实被学生忽略，出乎学生的意料。学生在形成光由一种介质斜射入另一种介质时会发生折射的定势思维后，自然想到筷子垂直地插入水中时光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，但笔为什么会明显变短了？学生经过一番思考后给出了答案：“如图2所示，笔端头S的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉笔端头位置升高了，位于S′处，即笔变短了。

图2

笔是直的，并非“光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，此时，入射角为0°，折射角为0°”的结果，笔是直的并变短恰恰是光发生折射的结果。可见，动手做一做，“收集证据”让事实说话，效果远远好于单纯的说教。

为培养学生的迁移能力，我给出了变式训练：在烧杯的水中，投入一枚硬币，你在空气中看到烧杯中有几枚硬币？部分学生陷入思考之中，还有学生忙着寻找硬币，更有学生不假思索地拿起橡皮擦就投到水中。

很快，学生抢着报告结果。思考者、观察者不约而同地回答：“两个”。“哪个是虚像，哪个是实物？”我追问。片刻安静后，学生会意地答道：“两个都是虚像。”

图3

我从学生中找出两个表达能力强的同学对两个硬币虚像作解释，甲同学解释图3的现象：硬币上的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉硬币位置升高了，是一个虚像。乙同学解释图4现象：硬币的光从侧面透过水折射到空气中，人逆着折射光线看去，就感觉硬币放大了，也是一个虚像。

图4

“真实的物体在哪里？”我穷追不舍。

“在水里，捞出来就能看到真实的物体。”学生们自信地回答道。

接着，我要求全体学生再次观察，并指导学生运用正确的观察方法。如图5，沿杯口斜向内看去，在既可看到图3，又可看到图4虚像的情况下，视线向图5杯的左侧外面转移，就会发现第三个像。学生们争着去找第三个像。很快，学生找到了第三个像，并发现，以杯为圆心，当观察着绕杯旋转时，也以杯为圆心绕杯旋转（如图6，a为实物，a′为虚像）。学生收集到重要证据后，迅速思考这个像是怎样形成的？学生思考、讨论后认为：从观察角度看，弧形的杯壁近似一个平面镜，硬币在近似的平面镜中成了一个变形的虚像。很多学生因起初没发现第三个虚像，自责：“眼太拙”。学生再一次感受到收集证据的重要性。

图5

图6

深动的一课让学生认识到“收集证据”的重要性，养成良好的观察、思考习惯，积累丰富的生活经验，是学好物理的基础。

“收集证据”是科学探究的要素之一，在物理课程中常表现为收集实验数据，认知科学事实。物理教学中要让学生逐步体会到，科学事实是检验科学结论的唯一标准。培养学生手脑并用、仔细观察的学习习惯，尊重科学事实的精神，认识到“收集证据”的重要性。

人教版八年级物理上册光的折射一节中，解释了“折射断筷”的现象。如图1所示，筷子端头A的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉筷子端头位置升高了，位于A′处，即筷子向上弯折了。

图1

在“一教一辅”的物理练习册中，给出了这样一道习题：“筷子斜放在盛水的碗里，它看上去会是弯折的，如果垂直地插入水中，会看到什么现象？你能解释吗？”众多学生的答案是：“看上去是直的，因为光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，此时，入射角为0°，折射角为0°”。

果真如此吗？习题评讲课上，我发给学生烧杯，要求学生用笔充当筷子，试试看。很快，答案出来了：“笔是直的，但明显变短了。”“直的”符合学生的预期，“短了”这一重要事实被学生忽略，出乎学生的意料。学生在形成光由一种介质斜射入另一种介质时会发生折射的定势思维后，自然想到筷子垂直地插入水中时光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，但笔为什么会明显变短了？学生经过一番思考后给出了答案：“如图2所示，笔端头S的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉笔端头位置升高了，位于S′处，即笔变短了。

图2

笔是直的，并非“光从水垂直射入空气中时，传播方向不变，此时，入射角为0°，折射角为0°”的结果，笔是直的并变短恰恰是光发生折射的结果。可见，动手做一做，“收集证据”让事实说话，效果远远好于单纯的说教。

为培养学生的迁移能力，我给出了变式训练：在烧杯的水中，投入一枚硬币，你在空气中看到烧杯中有几枚硬币？部分学生陷入思考之中，还有学生忙着寻找硬币，更有学生不假思索地拿起橡皮擦就投到水中。

很快，学生抢着报告结果。思考者、观察者不约而同地回答：“两个”。“哪个是虚像，哪个是实物？”我追问。片刻安静后，学生会意地答道：“两个都是虚像。”

图3

我从学生中找出两个表达能力强的同学对两个硬币虚像作解释，甲同学解释图3的现象：硬币上的光从水中斜射向空气时会发生折射，逆着折射光看去，就感觉硬币位置升高了，是一个虚像。乙同学解释图4现象：硬币的光从侧面透过水折射到空气中，人逆着折射光线看去，就感觉硬币放大了，也是一个虚像。

图4

“真实的物体在哪里？”我穷追不舍。

“在水里，捞出来就能看到真实的物体。”学生们自信地回答道。

接着，我要求全体学生再次观察，并指导学生运用正确的观察方法。如图5，沿杯口斜向内看去，在既可看到图3，又可看到图4虚像的情况下，视线向图5杯的左侧外面转移，就会发现第三个像。学生们争着去找第三个像。很快，学生找到了第三个像，并发现，以杯为圆心，当观察着绕杯旋转时，也以杯为圆心绕杯旋转（如图6，a为实物，a′为虚像）。学生收集到重要证据后，迅速思考这个像是怎样形成的？学生思考、讨论后认为：从观察角度看，弧形的杯壁近似一个平面镜，硬币在近似的平面镜中成了一个变形的虚像。很多学生因起初没发现第三个虚像，自责：“眼太拙”。学生再一次感受到收集证据的重要性。

图5

图6

深动的一课让学生认识到“收集证据”的重要性，养成良好的观察、思考习惯，积累丰富的生活经验，是学好物理的基础。