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1、课堂演示实验在科学教育中的非语言传播作用 罗星凯（广西师范大学物理电子系 桂林 541001，北京师大国际与比较教育研究所 100875）按照教育心理学的观点，影响学习的除了认知因素以外，还有情感因素和社会因素，它们对学生学习的影响虽然不如认知变量那样直接，但其本质上并无区别。动机、人格、集体等因素不但是影响课堂学习的重要变量，而且其本身大都还是学校教育的重要目标。因此，学生的学习不仅包括文化科学知识与技能的学习，而且包括思想品德和行为习惯（模式）的学习1。布鲁纳认为要实现这样的教学目标， 要求比单纯传授事实材料更多的东西，要做大量的研究工作才行2。而研究这些因素影响学习的过程机制则无疑是关键
2、性的课题。 但事实上目前除了动机因素对学习影响机制有较多的研究之外，其它的研究仍然停留在证明是否有影响及影响的程度上。对于诸如态度、信念、价值观、行为模式等是通过什么途径，以什么方式习得的，这类学习有何特点等重要问题的研究甚少。因此影响到教学实践中对学生这些非智力因素的培养。例如，我们一般都认为在科学教育中课堂演示实验的作用之一就是它可以改变课堂的教学结构、创设学习科学的良好环境，使学生在其中生动活泼地学习。但需要我们进一步思索的是，这种科学学习环境的实质是什么？在其中可以传播那些独特的东西给学生？是以什么方式进行的？对此，好象只可意会、难以言传。这样在教学中就难免产生较大的盲目性。因此，深化
3、对这类问题的研究是很必要的。研究这类学习问题显然是困难的。但如果我们将研究的视野加以拓开，把科学教育置于更大范围的系统中加以研究，我们也许就会得到一些新的启示。从人类学的角度讲，自然科学属于一种人类文化，科学教育因此就属于人类文化传播的范畴。从这个意义上考察科学教育的目标，可以说就是将人类积累的有关科学的文化精神财富以恰当、有效的方式传播给学生。而这里所说的精神财富，既包括有关的知识和技能，也包括态度、信念、价值观、行为准则和模式。按照人类学研究的结果，人类社会存在着各种形态的称为亚文化群的文化群落。无论那一个时代，那一个民族的人都生活在一定的文化模式之中，人们在生产和生活中与他人交往的一举一
4、动，都是有意无意地按照一定的文化模式进行的。每一个这样的群落，都有自己特定的语言、信念、评价标准等。英国科学家兼作家查里斯、斯诺(C. Snow) 以其不寻常的经历深刻地洞察到在科学家和文学知识分子之间存在着两种截然不同的文化。它们有各自的价值标准和行为准则。对于科学的领域，他指出科学确实是一种文化，不仅是智力意义上的一种文化，而且是人类学意义上的一种文化。他们都有共同的态度，共同的行为准则和模式，共同的探讨方式和前提3。 由科学家为主体组成的亚文化群不仅拥有人类积累的科学知识宝藏，而且有自己通行的表达方式，有对自然世界和科学真理的态度和信念，更有科学的价值观和行为准则。这些无形地构成了区别一
5、个体是否属于这一群落的标准。很显然，如果这样理解，作为科学不可缺少的组成部分的这些事实、技能以外的文化内容的传播，无疑必须是科学教育坚定的目标。在文化传播中，语言这种思维的物质外壳当然扮演了至关重要的角色。但是，人类学家、传播学家、社会学家们都一致地认为，非语言形式的传播也是普遍存在的现象，而且可以传播语言所不能或难以表达的信息4。前面所述的态度、信念、行为准则习惯等更多地、更有效地是通过非言语途径传递的，因为它们显示真实性，特别是感情的真实性。5而在一般情况下，感情的表露都是我们当时真实感情的反映。 为了使别人看到，我们可能加强或延长这种表露，但最初的冲动是无意识的6。 人们熟知的非言语传播
6、方式有面部表情、姿势、非语词发声等。其实，我们的衣着、我们所制作和使用的物品，甚至我们对时间、对空间的理解和态度等等也都在无声地传递着特有的信息?quot;作为社会要素的文化，是通过人们的行为和人造物品表现出来的人们的习惯、观念和科学技术。7社会学家的这种对文化的理解， 就是强调了人的行为和物品在传播中的作用。同理，由教师亲自操作的真实的演示实验引入课堂教学后，就从根本上改变了课堂的结构，使之增添了演示实验这样一个物化的实体。这必然会导致一些根本性的变化。首先，演示实验的引入使课堂多了一个信息源。它不但通过其实验现象本身吸引学生的注意，以利向学生传授知识，而且它同时在无声地传递着一种科学的思想
7、。透过它，学生可以看到科学进化的实验背景、仪器设备背景，寻觅到人类与自然作斗争的历史足迹；体察出实验设计者独具匠心的巧妙方法、用心良苦的教学思想。例如，物理课堂上使用各种各样的计时方法和仪器，实际上就可构成一幅人类探索时间测量方法的历史图景以及力学发展的一个侧面，长度测量的各种工具的使用也是如此；而各种各样的减少摩擦力的办法，同时也可反映出人类在与摩擦作斗争的过程中智力和手段的进化。从这一角度来看，已故著名物理教育家朱正元先生提倡?quot;坛坛罐罐当仪器、拼拼凑凑做实验就不单单是解决一个实验设备的问题，而是一种重要的教学思想。在教师的手中完成了一个又一个有趣实验的那些日常生活中随处可见的物品
8、，无声地在告诉学生，物理学就在你身边，物理实验来源于生活，并不神秘，他们可以用身边的许多东西自己动手去做，亲自体验其中的乐趣。相反，在课堂上总是喜欢用操作简单、制造精密的商品仪器的教师，若要求自己的学生多开展课外活动，自己动手去探索自然世界的奇妙恐怕是难以奏效的。因为那一件件的制造品无声地告诉了学生，要自己创造条件做物理实验恐怕要求太高了。同时，演示实验将教师本身也吸引到了实验上来，它与教师连成一个整体的信息源，可以传递比教师单单讲解和不由教师亲手演示真实实验的教学更独特的东西。 教师全神贯注地操作实验，被实验现象所吸引，特别是为实验的成功、挫折而惊喜、担忧，这种无意识的感情流露，无不强烈地向
9、学生传达着一个信息，实验的确是科学不可缺少的部分，它值得我们花时间和精力。这样的效果比教师空讲实验重要、要求学生如何如何重视要好得多。试想，如果教师总是不亲自操作演示实验，而是由专门的实验人员或电视录相代行其事，自己只在一旁指挥和评论。这不但会使教学失去理论与实验、现象与公式、言语与非言语之间水乳交融、恰到好处地配合的可能，而且无声地告诉了学生；亲手实践并不是必要的，指挥家、评论家更尊贵。这于学生对实验的态度，于他们以后独立进行实验以至于对今后的生活和工作都将产生直接或间接的影响。这种无形的影响在教学中往往被忽视。曾经一度，有人从培养学生能力出发主张要尽量变演示实验为学生实验。这种提法的出发点
10、当然是好的，而且在合适的情况下，我们应该这样做。但决不要忽略了由教师亲自操作的演示实验，除了具有笔者已论及的转化学生前概念的独特功能之外8， 它对学生以后自己完成分组实验在方法和技能上是一种必要的示范，而且更重要的是这样教师是在用自己的行动无声地告诉学生实验的重要性，以自己在实验过程中的情感体验无意识地感染学生。试想，一个老师，认认真真对待每一个实验，不怕砸锅、出洋相，全力专注于实验，必定会不时无意地流露出对实验现象及其背后规律的真情实感。学生对此难道会无动于衷吗？学生能够与教师一道分享失败的痛苦、成功的喜悦、跋涉的艰辛，这本身是一种更高层次的学习，可以学到许多书本上、言语中得不到的东西。 这
11、类教与学的过程，多在教学双方无意识的情况下发生，其教育效果往往比有意识的过程更佳。在实际的教学和评价中，我们常可看到将科学性原则绝对化的情况，对演示实验也特别强调保证一次成功，使得教师（特别是在表演课中）顾虑重重，生怕有误。其实对学生来说，弄错了、砸了锅、出洋相并不一定有害。关健在于教师如何对待，处理得当，对学生无形中起到了另一种意义上的教育作用。它无声地告诉学生在科学中错误是难免的，要经得起挫折和失败。当教师终于查出原因、恰当地纠正自己的错误使实验成功了时，学生不但和教师一起分享到成功的喜悦，而且同时也学到了对付困难、挫折的态度和一些方法。日后，他们在分组实验时，可能会避免或减少碰到任何细小
12、的问题也都要去找老师、弄得教师疲于应付的情况。这种真情实感的教育，可使学生形成一些独特的科学品质和行为习惯。 再有，演示实验的进入改变了课堂的空间结构，这无声的语言可以活跃课堂气氛。拉近师生间心灵的距离，融洽师生关系，从而促进教与学的过程。在课堂教学中，可看到这样的情形，有的教师一节课当中，人很少离开过讲台，滔滔不绝只顾其讲；而有的教师则比较喜欢在学生中走动，也喜欢向学生个别提问或叫学生到讲台上演算。这实际上无形中反映了教师对空间的态度，无声地传递着一种教师对师生间空间距离的理解。一般来讲，前一种类型的教师的课堂自由活泼的气氛相对地要淡一些，学生也容易对老师产生难以接近的感觉。而随着演示实验的
13、引入，一方面实验现象本身可以吸引学生，拉近他们的心灵与教师和教学内容的距离；另一方面许多演示实验也常常需要学生配合，有些甚至一部分内容要由学生完成。这样就使课堂变得比较活跃，师生之间的交流更易于进行。在这样的情境中，班级中平时学习成绩并不好但活泼好动的学生往往成为了活跃分子。这一方面给了他们施展才能的机会，另一方面也往往使教师偶而触动，改变对这些学生可能存在的成见。同时也更利于发现学生在学习上的困难，这样就更有可能客观公正地评价对待学生，而这些无形的因素对学生学习的影响有时往往是出人意料的。总之，在融洽的师生关系中，在活跃的学习环境中学习科学知识，教与学的双方都能得到更快的提高。 以上我们从人
14、类文化传播的角度讨论了课堂演示实验对学生非认知因素的作用。这还只是一个尝试性、论述性的研究，大量的工作有待深入。但我们可以肯定的是：诸如态度、信念、价值观、行为方式和习惯的培养不仅是任何文化传播的一部分，而且意味着文化的最精细、最微妙、最有特征的一部分。这可以用学习外国语言作一个比喻，学习了大量的单词和语法规则，但造出来的句子人家并不懂，或者人家讲的你听不懂，因为大量的习惯用法你不知道；而即使记住了大量的习惯用法也不能说真正掌握了一门语言，因为诸如人家的风俗习惯、历史文化背景、非言语表达方式、言外之意等你可能尚未学到，而这些在实际的交际中是至关重要的。因此，在语言教学中特别强调真实情景的作用。
15、科学教育也是如此，它需要有一种特设的情境，在其中学生不但可以通过一些正式的、语言的途径学习到知识和技能，而且可以通过无意识的、非言语的方式习得前述的那些最有特征的内容。不管今天的学生们明天的职业与科学的专门行业相去如何甚远，这种训练对他们都是必须的。因为这意味着是在吸收一种人类重要的文化，特别是吸收科学文化中知识、事实、技能以外的层次最高、最具迁移价值的那一部分财富，这对学生的生活和事业有着长远的影响和作用。而对完成这样的任务，演示实验教学无疑具有独特的作用。因为它不仅反映人类智力创造的成果、设计者的匠心，而且将教师学生融为一体、互相激发感染，使得教学能真正生动活泼地进行。 1 邵瑞珍等编著，
16、教育心理学学与教的原理，上海教育出版社，1983年第205页。2 布鲁纳，J.S.教育过程中译本，上海人民出版社，1973年第14页。3 查尔斯.斯诺著，陈恒六等译，对科学的傲慢与偏见，四川人民出版社，1987年第15页。4 宣伟伯,W著，余也鲁译，传媒、信息与人一传学概论，香港海文书楼，1983年版。5 巴克,主编，南开大学社会学系译，社会心理学，南开大学出版社，1984年第318页。6 巴克,主编，南开大学社会学系译，社会心理学，南开大学出版社，1984年第323页。7 杨心恒等，社会学概论，群众出版社第77页。8 罗星凯，物理实验的教育功能, 教育研究,1990年第10期。Editors
17、 note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackl
18、ing static from space hear the faint beeps of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when N
19、ASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapi
20、dly under my desk. Im anxious for the next one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live
21、.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we w
22、ould be go for launch.I feel this mission was created for me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeli
23、ng, at a level I will never reach. However, it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, s
24、craped the ground I knew it was over.How claustrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he tol
25、d Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover
26、. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6
27、 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the doo
28、r.Then, I would assume, he will slowly step out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the
29、 deep end of a pool. It will be like he is diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense ai
30、r closer to Earth. But this will not be enough to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an
31、 altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still w
32、ill free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.待添加的隐藏文字内容1
