巧用“剧透”培养学生的科学思维

胡崇春 翟晓亮

摘 要：巧用“剧透”增加了课堂的趣味性，激发学生的学習兴趣，培养学生质疑、科学推理、科学论证的能力，通过构建物理模型等过程培养学生科学思维的能力，促进物理学科核心素养的有效落实.

关键词：剧透;科学思维;核心素养;问题组

文章编号：1008-4134（2020）11-0032中图分类号：G633.7文献标识码：B

“剧透”是“剧情透漏”的简称，是指在他人看完或是未看某个影视作品之前告诉其内容或结果.普通直白的“剧透”对于未曾观看或未观看完的观众来说，通常会降低对作品的兴致，然而艺术化的“剧透”则会增加读者的兴致.现在，网络上的书评、影评、讨论区越来越关注“剧透”的重要性.同理，教师在物理课堂中如果能巧妙地利用“剧透”，精心教学设计，通过启发性问题的引导，则会激发学生的学习兴趣，培养科学思维.

1 教学中的“剧透”实例与思考

1.1 循序渐进——低起点“问题组”，直白“剧透”

例如，在学习掌握导线切割磁感线产生的感应电动势计算方法时，可出示下面图形：如图1所示，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，与导轨处于水平面内，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v水平匀速切割磁感线，之后一般会设计如下问题组：

（1）此情况下产生的感应电动势多大？

（2）该情况下切割磁感线的动生电动势结论是如何得出的？

（3）如图2所示，导体棒与导轨成α角，水平匀速切割，产生的电动势多大？

此模型较为简洁清晰，基础稍好的同学很快可以根据法拉第电磁感应定律推导：设在Δt时间内导体棒由原来的位置ab运动到a1b1，这时线框面积的变化量为ΔS=LvΔt .穿过闭合电路磁通量的变化量为：ΔΦ=BΔS=BLvΔt，据法拉第电磁感应定律，得E=ΔΦ/Δt=BΔS/Δt=BLvΔt/Δt=BLv，即可得出正确结果.甚至不排除个别同学提前学习或预习便可脱口而出：E= BLv 和E= BLvsinα.这组问题的设计起点低，坡度缓，遵循了循序渐进的教学原则，符合学生的认知规律，但问题的设计均在学生的意料之中，结论非常容易被“剧透”，在激发学生兴趣和深度思考方面以及培养学生质疑创新方面明显不足，特别是对基础较好或是有较为充分预习和提前学习的同学来说，学习效果会大打折扣.

1.2 推波助澜——梯度启发式问题组引发学生深层思考

“文似看山不喜平”.若在前面（1）和（2）两个小问之后观察学生学习效果，如果前面的学习很平顺，可以继续制造些许波澜，设置如下环节：

（4）如图3所示，导体棒与导轨成α角，沿垂直杆方向匀速切割，产生的电动势多大？

（5）如图4所示，导体棒沿导轨平面与导轨成α角匀速运动，产生的电动势多大？

这样的问题设置，可以激发学生的深层思考，即便是对提前学习或是充分预习的学生也可重燃探究的热情，设计了这样的问题，教师在课堂上就再也不用担心“剧透”了.

1.3 匪夷所思——教师引导学生改进与创新，激趣质疑

物理教师是学生心目中的“魔术师”，经常能够制造出一些“匪夷所思”的实验现象，如果教师课堂上的演示实验结果总是被“剧透”，教师再补充一句 “我们看一下实验现象是不是这样的”，就会使教师的“魔力”大为失色.

例如，在学习通电自感和断电自感时，常常演示图5所示电路，并在实验前提出如下问题组：

（1）通电瞬间，完全相同的灯泡A、B是同时亮还是有先后？

（2）稳定后，完全相同的灯泡A、B是同样亮还是谁亮谁暗？

（3）断电时A、B是否同时熄灭？

（4）断开瞬间亮暗情况是否有变化？

（5）为什么会产生此现象？

通过应用法拉第电磁感应定律，结合通电自感现象，可以较好地理解自感现象和自感电动势.

整组问题设计环环相扣、层层递进，便于学生的学习理解.但是整个实验从开始到结束，现象固定，结果唯一，特别是对于已提前预习的学生而言轻松可以“剧透”结果，后续的学习可能变得兴趣索然.若把实验改装成图6所示电路，则可以实现实验现象的“千变万化”，几乎不存在实验结果被完全“剧透”的可能.对培养学生的深度科学推理、质疑创新的科学思维能力有事半功倍之效，此电路图还可演示断电自感灯泡熄灭的先后顺序等.

2 “剧透”本无错，思维是硬核

“剧透”之于学生，可能是学生思维中的“天外飞仙”，也可能是学生冥想后的“顿悟”，亦可能是严密推理后的“水到渠成”，还有可能是已学习过后的“回头望月”;而“剧透”之于教师，无外乎“结局”唯一固定，还有就是思维路径是“位移”.无论是“天外飞仙”式、 “冥想顿悟”式，还是通过模型的建构、科学的论证在教师提出问题或展示实验后很快得到结果的“剧透”，都应该对学生予以积极的肯定和鼓励，在科学发展史中很多“前沿”的观念和理论确实得益于科学家非凡的头脑和所思所想，猜想也是科学思维的起点，如果再经过模型建构、分析论证等过程，科学思维已具备雏形;如果是学生提前学习获取部分结论，且在不求甚解的情况下的“回头望月”式的“剧透”，对授课班级学生的集体学习及学生本人均无裨益.

教学中适当的“剧透”，可以激发学生的好奇心和求知欲，埋下科学的火种，点燃思维的火花;过度的“剧透”，则会抹灭好奇心，降低求知欲，使后续的学习味同嚼蜡，即便学生知道了知识，也很难形成科学思维;而频繁的“剧透”对学习是灭顶之灾，更凸显了教学设计的简单、直接，科学思维的培养更无从谈起.

3 如何避免过度或频繁“剧透”

3.1 要做到眼中有“人”

作为本科毕业的教师，专业知识必须过硬，因此，备课的重心应在备学生和备教法上.现在的学生获取知识的渠道四通八达，可以通过书本、纸质参考资料获得，也可以通过网络媒体、电子图书馆获取，还可以通过专家、学者、同行教师等专业人士或是同学、父母研究而习得.如果教师的剧本（教案）设计未能充分考虑学生实际，那么经常被 “剧透”的结局很难改变.因此，教师要以“学生为中心”，深入到学生中去，充分调查研究，精心设计教案，课堂教学才能精彩迭出.

3.2 要脑中有“物”

古语云“兵来将挡”，若是学生“发兵”，教师手中无“将”，将是尴尬至极之事.如今早已不是教师“一桶水”，学生“一瓶水”的时代，是开放学习的时代，教师只有不断学习，开放自我，才能与时俱进.教师不仅要时刻关注本学科的发展动态、科学家的趣闻轶事，还要广泛涉猎，从生活和社会经历中获取鲜活的学习资源，教学设计才能创意不断、精彩不绝，教师的剧本才不致被“剧透”.

3.3 要心中有“法”

“天下物皆可以理照，有物必有则，一物须有一理.一言以蔽之，不过曰，万理归于一理也.”“剧透”亦然.应对“剧透”，既要有教师精彩用心的设计——丰富鲜活的情境、实验，还要预留学生科学思维成长的空间（如问题延展的弹性和实验结果的可能性等），更要有培养学生科学思维的意识——万理归于一理也，不确定的现象遵循着确定的规律，学会科学思维的方法才是物理学习的本质.

“教师是学生的镜子，学生是教师的影子”.要培养学生的科学思维，教师就要具有科学思维的意识，形成科学思维的习惯.巧妙利用“剧透”，就可以使学生的科学思维水平不断升级.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]廖伯琴.普通高中物理课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]崔杨，李广.利用“物理情景剧作业”促进学生科学思维发展[J].中学物理，2020，38（06）：35-38.

[4]王峰.在建构知识过程中培养学生的科学思维能力[J].中学物理，2020，38（02）：48-50.

（收稿日期：2020-04-20）