例谈教师如何指导学生做好“科普阅读”

郭 芳

(北京市房山区教师进修学校，北京 102400)

例谈教师如何指导学生做好“科普阅读”

郭 芳

(北京市房山区教师进修学校，北京 102400)

《义务教育物理课程标准(2011年版)》明确指出：义务教育物理课程的总目标是提高学生的科学素养，让学生关心科学技术的发展，关注科技发展给社会进步带来的影响，具有环境保护和可持续发展的意识，树立正确的世界观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感．

为实现《义务教育物理课程标准》的总体目标，落实北京教育综合改革“宽、浅、新、活”的精神，自2015年起北京中考物理试卷中新增加了 “科普阅读”题型．笔者走进课堂发现教师在“科普阅读”教学中存在一些误区．下面以一篇科普阅读材料为例，介绍一下教师如何指导学生做好“科普阅读”．

材料：阅读《探秘世界最大“观天巨眼”》，回答问题．

探秘世界最大“观天巨眼”

贵州正在建设中的世界最大单口球面射电望远镜工程(英文简称FAST)，被当地人形象地称为中国的 “观天巨眼”，如图1所示． 据介绍，射电望远镜的直径越大，灵敏度越高，能搜寻的宇宙信息越丰富．此前，世界最大的射电望远镜是由美国研发的、位于波多黎各的阿雷西博305米望远镜．FAST将打破这一纪录，使中国射电天文学在10到20年内保持世界领先地位．

图1 世界最大单口球面射电望远镜工程

FAST虽是射电望远镜，却不喜欢待在一个有电的环境里，哪怕是一丁点的电波都难以忍受．中国科学院国家天文台FAST工程总工程师曾有一个形象的说法，不要说用手机，就算是附近使用电器，或者几十千米外有飞机向地面发送信息，在FAST那里都会造成一场电磁风暴．

作为射电望远镜，FAST的基本原理和人们常见的锅式卫星天线相差无几，FAST这口“锅”更大，主反射面的面积达25万平方米，主要由反射信号的抛物面和接收信号的馈源两大部分组成，通过“锅”的反射聚焦，把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上．从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波．射电波实际是无线电波的一部分，地球大气层吸收了来自宇宙的大部分电磁波，只有可见光和部分无线电波可以穿透大气层，天文学把这部分无线电波称为射电波．

1.手机是一种移动通信工具，它是利用 电磁 波进行远程信息传递的， FAST射电望远镜正常工作时 不可以 使用手机．(选填“可以”或“不可以”)

2.射电波在真空中的传播速度为 3×108m/s．

3.射电望远镜利用了电磁波可以发生 反射 进行信号收集的．

这是一篇关于“射电望远镜”的科普材料，通常情况下，阅读后师生更为关注的是题目中有几个问题，问题是什么，答案应该是什么，能够回答问题，写出正确答案就完事．这种应试训练导致学生不多思考，不能从科普材料中获取更多的信息，难以拓宽知识面．

为了让学生通过科普阅读，不断积累知识，能够做到触类旁通，不断提升知识的迁移能力，不断丰富充实自己．笔者尝试着做了如下的教学设计．

环节1：学生带着问题和思考自主阅读科普材料．

教学过程：

教师：“同学们，你们知道中国的 “观天巨眼”吗？请阅读材料．请你边阅读边思考这样几个问题：为什么射电望远镜直径越大，灵敏度越高？FAST射电望远镜正常工作时为什么不可以使用手机？什么是电磁风暴？”

环节1的设计，一方面可以培养训练学生的阅读能力，另一方面让学生在阅读过程中养成收集信息、主动思考、提出问题的习惯．从而提升科普阅读的实效性．

文中的“射电望远镜”无论是地理位置，还是有关名词，对于学生来说太遥远，阅读后还会疑惑重重．为了让学生明白世界级“大锅”的秘密，环节2的设计，从身边的“大锅”说起，一步步给学生搭建台阶，从学生生活经验(太阳灶、手电筒、汽车远光灯)、科学实践活动(科技馆声聚焦展品)等所看到的现象，引导学生对这些现象及事例进行分析、比较、归纳．这样的设计更贴近学生的生活，学生更容易接受知识，同时体会到小道理解决大问题，同一物理原理在不同领域的应用．

环节2：教师出示一组图片．

教学过程：

教师提问：同学们，图2、图3中利用“大锅”烧水、点火的情景我们熟悉吗？

学生回答：熟悉．

教师提问：那么烧开水、点燃火把的热量是哪儿来的呢？

学生回答：太阳．

教师提问：那为什么不把水壶、火把直接放在太阳底下？

学生回答：太阳光不够集中，温度不够高，水烧不开，火把点不着．

教师提问：谁能把太阳光集中起来，让温度变高？

学生回答：太阳灶．

教师解释：太阳灶的作用就是把平行的太阳光照到它的表面反射后汇聚于一点，这点温度高，可以烧开水、点燃火把．

图2 太阳灶

小结：如图2、图3所示，太阳灶、奥运会圣火采集是用一个“锅”把平行的太阳光汇聚于一点，利用焦点处的高温来点火．其原理如图4所示．

图4 原理图

得出结论：平行的太阳光射到“锅”面上，反射光线汇聚在焦点上．

随后出示手电筒、汽车远光灯图片，如图5、图6所示．观察发现手电筒罩、灯罩也是“锅”状，灯泡放在焦点处，发出光线经过“锅”状罩子反射后光线平行射出．其原理如图7所示．

图5 手电筒

图6 汽车远光灯

图7 原理图

得出结论：焦点发出的光线入射到“锅”面上，反射光线平行．

接下来出示中国科技馆声聚焦展品图片，如图8所示．

图8 中国科技馆声聚焦展品

图9 声聚焦

教师提问:同学们都去过科技馆，你们在科技馆里见过“大锅”吗？

学生回答：见过．

教师说明:对．科技馆探索与发现B厅有关于声现象的一些展品．你注意到有几口“锅”吗？这个展品想说明什么呢？

学生回答：没注意、不太清楚．

教师介绍：科技馆声聚焦展品是两口“锅”正对着，相距十几米．人站在一口“锅”焦点附近发出的声音经“锅”面反射后平行射出，平行的声波传到对面的“锅”面反射后汇聚在焦点上，对面站在焦点附近的人就能够听到声音．原理如图10所示．

得出结论：焦点发出的声波射到“锅”面上，反射声波平行．平行的声波射到“锅”面上，反射声波汇聚在焦点上．

在对一系列熟悉的“锅”的分析后，回到图1．教师说明：这是一口直径500米，世界最大的“锅”．正是这口大“锅”能够接收到电磁波，通过“锅面”将电磁波汇聚于一点．大的“锅面”可以收集到大量信息，哪怕是极其微弱的信息也能够被它收集到．

环节3：教师启发学生从这些例子中找寻出它们的共同特点．

教学过程：

教师提问：太阳灶、手电筒、声聚焦展品、射电望远镜工作时都需要什么？

学生回答：“锅”状物．

教师总结：前面讨论的这些“锅”状物，数学上叫抛物面，抛物面有反射聚焦作用．

图11 弹性碰撞反射聚焦

环节4： 播放“弹性碰撞反射聚焦”实验视频．

教学过程：“大锅”不光对太阳光、声波、电磁波有反射聚焦作用，对弹性碰撞的机械运动也有反射聚焦作用．请看《加油，向未来》节目的一段实验视频．

安排此环节是为了更好地理解“抛物面可以反射聚焦”．非常震撼的实验现象，帮助学生理解了文中的专业词语“直径越大，灵敏度越高”“电磁风暴”等．

以上几个环节是在为学生搭台阶，有了这些铺垫，再去回答老师开始提出的问题就轻而易举了．

这样做科普阅读教学对于提升学生的科学素养，拓宽学生的知识面，是不是很有益处呢？此案例只做抛砖引玉之用，为老师今后开展“科普阅读”教学提供一点思路和启示．最后，对于教师指导学生做好“科普阅读”有如下几条建议：

1.学生阅读前，教师有针对性地提出问题，引导学生带着问题、有思考地阅读，以提高科普阅读的实效性．

2.教师对于科普文章中的相关名词、专业术语，要做好解释说明，帮助学生克服阅读理解障碍．

3.阅读时视野要放宽，要尽可能多地从文中获取科普信息和有用知识，不能只关注文后考试题目．

4.知识与现象间建立联系，学会用知识解释现象，学会知识间的融会贯通．

5.科普教学要日常化，考前突击训练不可取．

[1]中华人民共和国教育部. 义务教育物理课程标准(2011年版)[S]. 北京师范大学出版社，2012.

(责任编辑：余娟平)