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淺論高中學生理科綜合能力的培養
淺論高中學生理科綜合能力的培養
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  今年,浙江、吉林、江蘇等三省在高考中率先實行了“3+綜合”考試改革,明年將會在更多的省市中推廣。高考中“綜合科目”的設置,在社會上引起了強烈的反響。對此,教育工作者多局限于對高三升學復習的模式的認識與實踐。本文擬從開設“綜合科目”考試的緣由談起,重點闡述培養理科綜合能力的基本途徑,以祈同仁匡正。
  一、加深認識學科綜合考試
  為什么要在高考科目中設立一個目前在高中階段尚未開設的“綜合科目”呢?
  從科學發展看:我們知道,現代科學發展的一個顯著特點就是各學科之間再一次趨向綜合。在科學工作中有分析的方法,也有綜合的方法,展望21世紀的科學發展趨勢,綜合比分析更重要。要解決一個實際問題,往往要用到多種學科知識,單一的學科在錯綜復雜的問題面前往往顯得勢單力薄。綜合是創新的基礎。日本人說得更干脆:綜合就是創造。中國古代有許多精美的瓷器,等到發現時都已經成了碎片,如何使文物復原?靠的便是整體思維,綜合聯想。中國科學院院士王選發明了漢字精密激光照排系統,被人譽為現代的畢升。據他自己講,由于從數學系畢業,有多年的硬件經驗,并懂得微程序,又有了這三者的相互貫通,終于導致了科學發明。因此,綜合能力的提高是科學發展對人提出的自然要求,是大勢所趨。
  從現代系統論看:任何系統都是有結構的,系統整體的功能不等于各孤立部分功能之和。當各部分以有序、合理、優化的結構形成整體時,整體的功能就會大于各部分功能之和,不僅如此,還會產生部分所沒有的新的整體功能。相反,當部分以無序、欠佳的結構形成整體時,各部分原有的功能得不到發揮,力量削弱,甚至相互抵消,從而使整體功能小于各部分之和。綜合就是把各個部分結合起來,組成一個整體的思維方法和思考過程。只有對事物各部分從內在聯系上加以綜合,才能正確地認識整個客觀事物。如果各學科之間結構優化,協同反應,整合發展,產生強烈的共鳴和共振,那么,綜合起來教學的整體效果就會比分散開來教學的部分效果之和好得多。
  從學校現實看:前幾年,蘇步青先生曾經尖稅地指出:現在有的理工科學生都大學畢業了,還寫不出像樣的文章。這是過去教學中“分課分家”的后果。他自己以及其他許多中外聞名的科學家如楊振寧、華羅庚等都有很深的古文底子,寫得一手好文章。他們都大力提倡文理相通。這實在是富于遠見的呼喚。可是,當時并沒有得到教育界應有的反應。現在,文理不通仍然是一種普通現象。即使文科或理科內部各學科之間也是“雞犬相聞,老死不相往來”。而在同一學科內普遍流行所謂的知識點教學,抓住一點,深挖洞,好像地質隊勘探礦藏一樣,越鉆越深。這是一種“只見樹木,不見森林”的教育,與新世紀教育要培養具有科學精神、創新能力的人才毫無共同之處。
  從學科關系看:世界是普遍聯系的,這種聯系是客觀存在的。不但事物內部有聯系,而且不同事物之間也有聯系。同樣,各門學科其知識之間也有內在的必然的聯系。對于理科而言,不論是物理,還是化學和生物,研究對象都是物質,都必須研究物質的結構微粒。在研究中,阿佛加德羅常數是普遍應用的常數,物質的量的單位"mol"把微觀世界和宏觀世界聯系在一起。同時,都必須遵守如能量守恒、質量守恒、電荷守恒、動量守恒、能量最低原理等基本原理。對于文科而言,任何政治觀點、政治事件的概述,均離不開對歷史現象、歷史事件的綜合分析與考查;而任何歷史現象、歷史事件都發生在一定的地理空間之內。這也許是學科綜合的客觀條件。
  基于上述原因,“3+綜合”考試便應運而生。這不僅僅是考試制度的改革,也是教育制度的改革,是貫徹落實全教會精神,全面推進素質教育的一項重要舉措。只有站在時代的制高點來認識高考改革,才能搞好教育改革,從而避免把“3+綜合”演變成一種新的應試教育模式。 二、盡快提高教師綜合素質
  高考改革同樣也給教師帶來了許多新的問題,給教學工作增加了難度,一些熟悉的東西用不上了,“陌生”是普遍的感覺。但是,挑戰與機遇同在,壓力與動力并存。高考改革給了我們這樣一個使自己的教學工作進入新的境界的極好機會。為此,每一個教師都要把改革的外在要求轉化為內在動力,練好內功,提高自身的綜合素質。達到上述要求的途徑是努力學習。我們的老師,無論是早一點畢業的還是近幾年走出校門的,都有重新學習、接受繼續教育的必要。“一張文憑,終身夠用”的觀念已經落伍。“要想給學生一杯水,先得使自己有一桶水”,而今這“一杯”和“一桶”,已是指以某一學科為主,兼具其他學科的知識、能力的綜合與創造創新的知識。為師者,即使有一桶水,這一桶水應該是“活水”,而不是“死水”,否則仍然不能滿足學生的求知欲。教師要努力了解本學科的發展趨勢,盡可能地學習相關學科的理論和實際知識。“隨便翻翻”,絕對不能一天到晚只看幾本教科書、幾本習題集。
  當然,教師繼續教育的內容非常豐富,不僅要學習學科知識,還要更新教育思想、教育觀念,學會運用新的教育方法。要掌握現代教育技術,尤其是掌握多媒體和網絡技術,這既是教的需要,也是自身學習的需要。如今,許多教師都在網上學習,“鼠標一點,世界盡在眼前”。同時,還要在網上實施教育。
  應該指出,教師即使有了豐富的知識,綜合能力也不見得就一定強,這里有一個整合問題。所謂整合指的是各種知識之間的融合、打通、交匯的相互作用,是在多層次上不斷增強和相互滲透的結合的過程。其相互作用的機制是在下屬一些層次上實現的:理論、經驗、方法論、功能結構、價值等。否則,路是路,橋是橋,各種知識無不溝通,仍然要鬧出“盲人摸象”的笑話。因此,我們要主動實現自身學科間知識的自然交叉和整合,并且注重優化自己的知識機構,爭取成為復合型的教師。
  在中學理科中,我認為化學是聯系物理、生物的橋梁和紐帶。作為一個化學教師既學過大學化學,也學過大學物理、生物和高等數學,似乎比別的理科教師有更寬的知識基礎。因此,在理科綜合能力培養中,化學教師有更多的義務、責任和貢獻。
  三、合力培養學生綜合能力
  課堂教育應該是培養學生綜合能力的主戰場。要加強教學研究,把著力點從僅僅依據大綱要求重視知識教學,轉移到抓好基本知識教學的基礎上加強創新精神和實踐能力的培養,運用基本知識分析、解決實際問題上來,在教學內容、教學方法、教學手段上都要進行改革,只有這樣,才能把培養學生綜合能力的要求落實到實處。具體地說其基本途徑是在教學中實施“四個合起來”即合起來教、合起來學、合起來練和合起來做。當然,這里的“合”不是指開設一門綜合理科,而是指把多學科知識和多學科思想熔于一爐,貫穿于每一個相關任課教師和每一個學生平時的教與學的活動中。
  1.合起來教
  教師之間要構建信息交流的“綠色通道”,加強橫向聯系、溝通,理化生老師集體備課不失為一種行之有效的方法。要主動及時地了解彼此的教學進度和內容,那些內容什么時候應該結合其他哪些學科知識和方法,有一個統盤的計劃,整體的考慮,做到適時滲透,有機結合,量力而行。
  教師在上課時,要抓住教材實際,把其他有關學科知識有機地結合起來,橫向貫通,不僅如此,還要把其他學科方法嫁接到本學科中去,這樣上課給學生以耳目一新的感覺,正像文藝演出中演員的角色反串一樣,容易激發學生的積極性,學生特別愛聽。例如:化學里有一個極性分子的概念,比較抽象,是教學的難點。怎么辦?用正負電荷重心是否重合來判斷就十分通俗易懂。又如何來分析分子有沒有極性?還借用物理方法:把一個極性鍵看作一個力,根據力的合成規則分析其合力是否為零,就可以方便地判斷出分子的極性。真所謂“他山之石,可以攻玉”。類似這樣的例子在理化生課本中不勝枚舉。理化生教師應該充分而機智地進行橫向遷移,從而收到化難為易、事半功倍的教學效果。當然,還有另一種情形,不同學科之間可能產生知識的負遷移,先學的知識對后學的知識有干擾作用,這是需要避免的。例如在生物課里講到植物吸收礦質元素時,認為鹽有三種即生理堿性、酸性、中性鹽如、NaNo[,3]、K[,2]SO[,4]、NH[,4]NO[,3]。但是,在化學里講到鹽類水解時指出這三種鹽的水溶液分別呈中性、中性、酸性,兩者并不一致。因此,有關老師在適當的時候要加以聯系,指出它們的區別,否則就會引起概念上的混淆。
  教師除了自己上課時作出示范和榜樣之外,還應該鼓勵學生把在某一門學科中學到的知識和方法運用到其他學科中。要求學生關注物理與生物、化學與物理、生物與化學等學科之間的相互聯系。如果哪位教師對學生說:“我都被搞糊涂了,我們在講物理,而你卻在談論化學。”那肯定會在學生中產生負面效應。
  2.合起來學
  教師要積極創設條件,引導學生構建面向“3+綜合”的新的學習觀,合起來學,為自己的終生學習和終生發展打下堅實的基礎。
  合起來學的第一種重要形式是比較閱讀。比較閱讀是把兩種或兩種以上的在內容或形式上有某種聯系的課文進行有對比、有分析的閱讀。我們知道同一知識內容在不同學科的課本里可能都有闡述,但是,由于問題的背景不同、側重點不同、學習的時機不同,因而敘述的角度、深度、廣度都可能不同,此時,幾種不同的課本集中起來進行比較閱讀,互相之間可以補充、啟發、印證,甚至校正,從而達到觸類旁通、融會貫通的目的。例如:學生在化學課里讀到了膠體知識,似乎所有小分子都能通過半透膜。后來,在生物課里又讀到蔗糖分子不能通過半透膜的知識,學生覺得這里有矛盾,于是就向老師提出質疑,說明學生在比較閱讀時引起了思考,從而有了收獲。實踐證明,比較閱讀也是培養學生綜合能力的有效途徑。
  合起來學的第二種重要形式是課外自學。要引導學生打破課堂的封閉性,進行開放式學習,關心社會人生,關心生存環境,關心科技的進步與發展,既讀課內書,又讀課外書,開闊知識視野,白色污染、綠色食品、無鉛汽油、臭氧空洞、克隆等等都應略知一二,不可一無所知,徹底改變“兩耳不問窗外事,一心只讀圣賢書”的不良狀況,有道是:“世事洞明皆學問”。
  合起來學還有一種方式是讓學生自己編綜合題。學生自己命題是一種學習方式的轉變,富于挑戰性,學生興趣濃厚,積極性和主動性大為高漲,簡直躍躍欲試。命題時,學生先要找到學科知識的結合點,還要考慮已知條件如何給出?相關問題又如何設計?這可以誘導學生自覺深入學習,也有助于提高學生的審題能力。可以說,命題的過程是一個復習知識的過程,是一個對綜合試題不斷加深認識的過程,也是一個綜合意識和綜合能力逐步提高的過程。這種“從命題中學習解題”的教學方法,就是孫子兵法中的“知己知彼,百戰不殆”。如果從中挑選一些題目并作適當修改后組成一份試卷,讓學生練習即“從學生中來,到學生中去”,那就更妙。
  目前,在高三教學中有一個帶普遍性的問題是跨學科試題無人講評。一個老師講評一道綜合題,對于涉及非本專業的問題總是底氣不足,心理不踏實。三個老師講評一道綜合題也很難操作。結果造成綜合題只練不講或講而不透的局面,真是“三個和尚沒水喝”。我想,這里同樣可以發動優秀學生來講評。那些學科競賽的獲獎者上講臺時,往往從自己的解題實踐中去思考去講評,更符合學生的認知心理,也容易激發學生的自信心,課堂氣氛特別活躍。因而這種“兵教兵”的講評方式可能會取得更好的效果。
  3.合起來練
  有人做過對照試驗:同樣的知識點編制成單學科試題和綜合試題,考試起來后一種情況學生得分明顯偏低。今年我們還發現有些在理化生省級競賽中獲獎的學生高考中理科綜合成績也不理想。正像乒乓界人士所熟知的那樣:兩個單打世界冠軍組合起來不一定是雙打冠軍。這都是因學生沒有把知識融合起來,同時也不習慣綜合考試的緣故。因此,必須合起來練。俗話說得好:“光說不練不是真把式”。讓學生做一定數量的綜合試題,既是培養綜合能力的途徑,又是檢查綜合能力的途徑,應該把它放在重要位置上。
  今年高考的綜合試題題量很少,綜合度不高。現以比較典型的第8題和第23題為例來分析,從中可以得出四點有益的啟示:①從知識綜合程度看,第23題是拼盤式,第8題是融合式。在高考的過渡期拼盤式的試題還有存在的市場和意義,但是,融合式才是今后綜合試題發展的方向,這是毋庸置疑的。②從題目篇幅看,第8題是小題,第23題是大題。這就提醒師生綜合題不一定總是長篇大論的。其實第8題知識容量較大,是唯一的融化學、生物和物理知識于一體的試題,可謂短小精悍。考生在選擇題中遭遇這種不顯山露水的題目,常常會感到猝不及防,因而更有助于正確考查學生的綜合能力,也更值得大力提倡。③從測試目標看,這兩道題考查的重點都是“雙基”,并沒有把考查的重點放在“綜合能力”上。如第8題考查了動物的呼吸、堿液吸收CO[,2]、氣壓變化等最基本的知識。④從學科份量看,這兩道題都涉及化學,再看其他綜合試題也發現都有化學的成分。可以這么說,在綜合題中化學的地位相對突出。所有這些都為我們的綜合教學指明了方向。
  從近幾年的保送生綜合能力測試和今年的高考理科綜合能力測試題不難看出,綜合試題與以往的單科試題有明顯不同。對比如下:
       描述  聯系  開放    考查   考查       事物  實際  程度    知識   能力單學科試題  局部  松散  封閉  基礎、典型  單一綜合試題   整體  緊密  開放  多樣、復雜  綜合
  正因為如此,其解題方法也有所不同。
  附圖g31e01.JPG
  總之,通過練習,要讓學生明白綜合試題的特點和解題方法,更要讓學生明白調整自己的學習方式以適應現代社會對人才的綜合能力和創新能力的要求。
  當前有一種傾向:綜合能力的培養只局限于高三解題教學之中,高一、高二老師處于觀望狀態,覺得為時尚早,到了高三再說。事實上,高三的解題教學只是一種應急的措施,治表不治本,實屬不得已而為之。綜合能力的培養決不是光靠練習綜合題能夠完全奏效的。
  4.合起來做
  今年高考中的綜合試題的一大缺憾,是沒有出現真正意義上的綜合實驗試題。大家知道,理化生都是實驗科學。因此,實驗,尤其是綜合實驗是化學、物理、生物等學科知識的天然“粘合劑”,因而是綜合能力培養的又一種很好的載體和有效實現形式。
  有人說:“兒童的智慧就在他的手指頭上。”又有詩云:“紙上得來終究淺,躬身踐行方覺深。”這是很有見地的。可是,受應試教育的影響,教學中重理論、輕實踐的現象比較突出和普遍,這無疑會影響到人的素質。據說,我國的某些留學生在國外筆試成績十分優秀,而在實驗室里往往顯得“笨手笨腳”,這不能不引起我們的反思。現在,中學生的課業負担過重,其實,只是筆頭作業過重,而動手操作的作業過輕。因此,在做好做足演示實驗和學生實驗之外,課外布置適當的實踐性作業如家庭小實驗、小制作等就顯得很有必要。“常回家做做”,讓學生在實踐中去開闊視野,增長才干。這些“小搞搞”,對于培養學生的綜合能力大有裨益。
  目前不少實驗并不理想:有的時間太長,有的現象不明顯,有的安全系數太低,還有的環境污染嚴重。平時實驗時,應該主動讓學生參與實驗的改進甚至設計。學生在實驗設計中,必須綜合應用自己的物理、生物和化學等多學科知識,創造性地思維,才能有所發現,有所創造。例如按現行化學課本用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制備Fe(OH)[,2],學生很難觀察到白色沉淀。老師把改進實驗裝置的任務給學生,經過反復實踐不斷改進,終于設計出了如下實驗裝置圖1和圖2:
  附圖g31e02.JPG
  實驗設計(圖1):打開止水夾a,使A管開始反應一段時間后用氫氣排除管內空氣,再夾緊止水夾a,于是A管內氣體壓強增大將溶液壓入B管中。實驗設計(圖2):利用電解產生Fe[2+]和OH[-],并用苯隔絕空氣。以上實驗都明顯觀察到了Fe(OH)[,2]的白色沉淀,并且較長時間沒有被氧氣所氧化。通過以上實驗設計,很好地培養了學生運用物理知識解決化學實際問題的能力,而且對學生的科學方法和態度也進行了訓練和培養。同時,也使學生初步體會到了創造發明的無窮樂趣。事實上,這才是我們培養綜合能力的出發點和歸縮。
  眾所周知,“3+綜合”還是一個剛出爐的新名詞,高考“綜合科目”的考試也只進行過一次。但是,“3+綜合”的高考科目設置,無疑吹響了學校教育改革及高考制度改革的號角,同時也為我們的教學工作指明了明確的航向。讓我們摸著石頭過河,積極探索,努力實踐,培養出具有綜合能力和創新能力的一代新人。
《教學月刊》:中學理科版杭州32~36G3中小學教育石磊20012001石磊 特級教師 浙江省諸暨中學 311800 作者:《教學月刊》:中學理科版杭州32~36G3中小學教育石磊20012001
2013-09-10 20:52

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