浅谈科学教学的简洁之美

315600   浙江省宁海县跃龙中学   杨尧飞 

关键词：科学教学、简洁，简练，精炼、简约

摘要：科学教学蕴含很多的美学原理，要挖掘科学教学的美学价值，可以从简洁性开始，科学教学的简洁性包含以下几个方面的内容：（1）内容简练。要求教学内容简单明了，凝练概括，少而精； （2）语言精炼。要求教学语言应该简洁，生动,既要清除语言垃圾，言简意赅，又必须要有序有度，幽默风趣。（3）形式简约。重在厚积薄发，特别是教学的呈现内容——板书设计，应独具匠心，充分展示多种形式的艺术美，从而使我们的科学教学达到真，善，美的和谐统一，使科学教学充满艺术的魅力。

 

两千多年前，中华民族的先哲庄子“判天地之美，析万物之理”的古训，道出了科学教学应遵循的美学原理，也明示了科学教学与审美教学之间的关系，更揭示了科学教学在培养学生科学素养和完整人格上的作用与功能。

科学教学的目的，不应该仅仅研究科学的“真”，还应该揭示科学的“美”。没有美育的科学教学，是不完全的科学教学，没有美的情愫的科学教学，就谈不上科学教学的艺术化。简洁是一种美，我国历史上文学家、诗人、艺术家都讲究，都崇尚简洁美。文章要“文贵精，不贵多”，“片言明百意”。国外也同样崇尚简洁美，早在古希腊时代,毕达哥拉斯学派就认为，最美的几何图形是圆形和球形，因为它们能以最少的边界包容最大的空间和物质，因而是最简洁的，简洁似乎是自然界的一种天然法则，如圆面积公式：S=π×R²，6个简洁的符号，就概括了求天地之间无穷无尽的大大小小的圆面积 的计算方法。爱因斯坦提出的相对论，被物理学家玻因称之为“一件简洁的伟大艺术作品”。因此，亚里士多德认为：“自然界不做多余的事”。

科学教学蕴含很多的美学原理，如情感性、和谐性、愉悦性、创新性等，简洁性也是其中之一。要提高中学科学教学的效益，减轻学生的课业负担，发挥科学教学的美学价值，可以从简洁性开始，科学教学的简洁，不妨从以下几点做起。

-  （一）内容简练。内容简练，是教学简洁美的特征，其基本要求是教学内容要简单明了，凝练概括，少而精，“少”是从量上来分析，“精”是从质上来考虑。例如：在学习二力平衡的时候，内容非常简洁，二力平衡的条件是二力大小相等，方向相反，作用在同一物体、同一直线上。我们老师可以首先让学生通过实验测出，力在不同方位的大小与方向，并让学生用笔画出力的图示，学生从这些图示中会感受到前所未见的力在空间分布上的对称美。围绕简练的教学内容，经过老师巧妙的转化，独特的思维，恰当的运用图象，给学生以艺术美的感受。

科学教学内容简洁美的基础和灵魂还是精，要做到精,必须选择能充分表达教学内容的材料，精表现为结构的紧凑性，不留下任何多余的空白，也不塞进任何不必要的东西。

例如，在讲解固、液、气三态分子运动时，教师先给学生讲了流浪者（无规则运动），游牧民族（短暂居住与迁徙结合）及一般城镇居民（在居住地附近活动）的日常生活，然后一经比喻，三态分子运动情况，学生就一目了然，教学内容的结构就显得非常紧凑、简练。

此外，精还表现为功能的高效性，不因为片面的追求少而略去了必要的层次，材料和要点，而是详略适当，节奏分明，要点突出，系统完整。

图 1

例如，“无线电波的发射与接收”这一节内容概念多、原理复杂，是一个较难理解、掌握的内容，学生学起来难度较大，要使本节内容变得简练，可用“送小孩回家”来比喻。如图，

有个小孩想回家，屋门只

允许小孩进入，而且路上

还有一条小孩跳不过的深

沟，小孩的身旁站着一个大人。问如何才能使小孩回家？学生回答：大人背上小孩 -----跳过深沟-----放下小孩-----小孩自己进入家中。此时教师不用陈述，让学生去把教学内容与这个故事作一联系对比，学生会恍然大悟：这个过程不就是无线电波的发射与接收吗？大人----高频波，小孩 -----低频波，深沟----空间（音频波无法发射，高频波能够发射），背上小孩 -----调制，跳过深沟-----发射，放下小孩让小孩自己进门----- 检波，   小孩感谢说话----扬声器发声，经过教师这样巧妙的转化，既突出要点，突破难点，内容简练，又联系实际，系统完整，达到功能的高效性，在教学中渗透美育，在美育中产生了最佳的教学效果。

（二）语言精炼。首先，必须清除语言垃圾。教学语言一般不要求象文学语言那样词句华美，文采飞扬，但应该简洁明了，诚如高尔基所说：“真正的智慧，通常总是用很朴实的方式反映出来的”。语言越朴实，越生动，就越容易理解。教学的语言表达，本身就是一门艺术，教学语言之美，不仅要求清楚，准确，有条理，有分寸，有情感，引人入胜，还要求没有废话。如有些习惯性的用语教师在课堂上不能说，一些修辞不严密，不合逻辑的短语如“作用力与反作用力差不多相等”、“牛一定律”等等也不能说，也不可有自言自语式的重复等。如检验氧气的方法，可用“余烬复燃”来表达，若用“使熄灭了的木条重新着火燃烧”来表达，不仅罗嗦而且错误。这不仅要求教师提高语言表达能力，本身的修养，同时要提高自己整体的科学和艺术素养。大物理学家爱因斯坦有一个著名的公式，即：成功=工作+休息+少说废话。

其次，精练的语言必须是有序的语言，幽默风趣的语言。要求让学生听得懂，愿意听。因此，在表达科学上比较生疏，抽象深奥的概念或原理时，在不影响教学内容科学性的前提下，可做必要的解释，运用比喻、例证、叙事等多种方式让学生领会所要表达的意思，增加趣味性，幽默感，以吸引学生注意，丰富学生想象，揭示科学真理，启发学生思维。如：人造地球卫星的第一宇宙速度（环绕速度）为7.9千米/秒：可记成：“卫星吃点酒（7.9），醉了绕地球”。讲到酸碱性与PH关系，可形象概括为：“小7酸，大7碱，居7中性显”。又如讲到酸碱指示剂在不同酸，碱溶液中的变色情况时，不妨做如下叙述：“石蕊遇酸一片红（红色），遇碱化晴空（蓝色），酚酞遇酸色不变，遇碱脸就红”。语言虽多了几句，但朗朗上口，学生学得轻松，理解透彻，记得牢。

总之，精练的语言，可高效地传递教学信息，可有效地调控教学过程。这种语言能力来自于实践，需要我们多读、多听、多练。

（三）形式简约。指教学所要呈现的形式要简约，特别是教学知识点，知识块，知识网络的呈现形式要简约，教师要给学生最精炼、最精华的知识，自己必须广泛积累知识，惟有厚积才能薄发，才能寓“形式的简约”于课堂教学之中。科学教学内容形式的简约绝大多数都体现在板书上，教师通过文字，符号，图表，图解等形式，把教学重点、难点、过程分析或关键性的知识写在黑板上，给学生提供视觉信号（学生80%的信息来自于视觉）。因此，教学形式的简约关键在板书，要能让学生一目了然。这种形式简约的板书是洞察教材的“窗口”，开启思路的“钥匙”，排疑解难的“桥梁”，实施教学的“蓝图”。它集教材的“编路”，教师的“教路”和学生的“学路”于一体。它虽是微型教案，却展现一个宏观世界；它虽是微量元素，却积聚着无穷的能量。

图 2

例如：如下图当滑动变阻器向左

移动时，试分析各灯亮度变化情况。

解题思路可用线条型递进式板书配合分析：

R_变↓→R_总↓→I₁↑→U₁↑→U₂↓→I₂↓→I₃↑（I₃=I₁-I₂）；

           （L₁变亮）     （L₂变暗）   （L₃变亮）

这种把分散的知识点串成一条线，将教师“教路”与学生“学路”扭成一股绳的做法，形式简约，事半功倍。

又如在讲到科学概念的对比、包含、并列关系时不妨用表格式、集合式、对称式板书，如以下类型。

光合作用与呼吸作用的区别

	光合作用	呼吸作用
场所	含叶绿体的细胞	所有活细胞
条件	光照	有光无光都进行
原料	CO2、H2O	有机物、O2
产物	有机物、O2	CO2、H2O
实质	合成有机物、储存能量	分解有机物、释放能量

、

镜面反射

漫反射

光反射类型

、

种群

群落

个体

个体、种群、群落关系

、

串联

并联

混联

电路连接方式

图 3

图 4

图 5

               

                                          

                 

 

                     

 给人一目了然，简洁明快。

此外，形式简约的板书，还有很多，如：词语式、对比式、建构式、图表式、循环式、辐射式等。它最能体现科学教学的艺术美，它需要教师厚积薄发，厚积是指大量有效地积累相关教学资料，薄发指在大量涉猎知识的基础上，提炼出知识的精华展示给学生，把教学内容艺术化、简约化。在教学过程中，教师要遵循教学美学的简洁原理，备课旁征博引、讲课简洁精炼，有深度、有高度，把科学教学的公式美、对称美、和谐美展示给学生。例如：牛顿方程F=ma和质能方程E=mc²，以简单的数学形式概括了及其深刻而丰富的物理内容，给人以公式美的快感，“入之愈深，其见愈奇，而其感愈美”。有人感叹质能方程E=mc²与莎士比亚的名言“世界是一个大舞台”，具有相同的艺术魅力。此外晶体凝固形成的空间点阵；太阳系行星的轨道排列；原子内电子的壳层分布都体现了和谐美。而科学中的对称美如对称性的科学概念：正电和负电、S极和N极、电场和磁场、粒子和反粒子、化合与分解，同化与异化以及对称性的一些公式：F₁×L₁=F₂×L₂、F₁/△L₁=F₂/△L₂等等，以它科学的奇光异彩而格外引人注目，体现了现代科学与美学的相通，使学生在学习中审美，在审美中学习。

总之，在科学教学过程中，作为科学教师，我们要遵循美学的简洁原理，从内容、语言、形式上多下功夫，注重备课、旁征搏引，要厚积而薄发，站在整体的角度去审视局部，在分析局部中挖掘审美因素，将科学的美充分展示给学生，使学生在探索科学奥秘的同时，也能够得到美的享受和愉悦，从而激活学生结构中的知觉功能，想象功能，理解功能，进而提高学生的空间想象能力、形象思维能力，及创造性思维能力，这就是“以美启真”，“寓教于乐”。如果我们把认知需要理解为“求真”，审美需要理解为“求美”，创造需要理解为“求善”的话，那么我们的教学就是“真，善，美”的和谐统一，只有三者的辨证和谐统一，我们的教学才会充满艺术的魅力，才是成功的教育。

 

                                                 

参考目录：

《中学物理教学艺术研究》 （梁旭、浙江大学出版社）

《教学美学》 （汪刘生、吉林人民出版社）

 

发表在《中学物理》2007第2期     刊号   ISSN1008--4134        CN23-1189/O4