科學(xué)小實(shí)驗(yàn)在美術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

1、科學(xué)小實(shí)驗(yàn)在美術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用我曾經(jīng)給學(xué)生上過一堂色彩課， 講到光與色的關(guān)系時(shí)涉及三 棱鏡折射實(shí)驗(yàn)， 我用投影展示了三棱鏡折射光線的示意圖， 發(fā)現(xiàn) 學(xué)生對此并不感興趣，注意力不集中。于是，在第二個(gè)班上這節(jié) 課時(shí)， 我從物理實(shí)驗(yàn)室借了一個(gè)三棱鏡， 用三棱鏡把窗臺的日光 折射到教室的白墻上， 投射出彩虹的效果， 這下全班學(xué)生沒有一 個(gè)走神的，全都睜大了眼睛，用心觀察，辨析彩虹里的色彩。我 趁機(jī)開始引導(dǎo)學(xué)生探究光與色的關(guān)系。從圖示到實(shí)驗(yàn)， 這一小小的改變， 前后兩個(gè)班的教學(xué)效果截 然不同。這節(jié)課后我就時(shí)常思考， 在美術(shù)教學(xué)中涉及科學(xué)原理時(shí)， 教師采用何種教學(xué)方法可以提高課堂教學(xué)效果？而我在這一方

2、面也不斷摸索和改進(jìn)，以下就是我的一些思考和實(shí)踐。 一、科 學(xué)和美術(shù)的關(guān)系是互為促進(jìn)的科學(xué)與藝術(shù)是人類文明花園里綻放的兩朵絢麗的花。 美術(shù)作 為藝術(shù)的一個(gè)分支， 與科學(xué)之間也有著密切的聯(lián)系。 歷史上科學(xué) 技術(shù)的進(jìn)步推進(jìn)了美術(shù)的發(fā)展， 而美術(shù)設(shè)計(jì)的前瞻也不斷向科技 提出新的要求。一方面，科學(xué)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)推動美術(shù)的發(fā)展。 1666 年，牛頓 進(jìn)行了著名的棱鏡色散實(shí)驗(yàn)， 科學(xué)界發(fā)現(xiàn)了光與色的秘密， 這一 發(fā)現(xiàn)就像石子入水引起的漣漪， 推動了各項(xiàng)研究的展開， 新的關(guān) 于光和色的實(shí)驗(yàn)與理論不斷出現(xiàn)。一百年后，英國醫(yī)生托馬斯 ? 楊和德國生理學(xué)家亥姆霍茲研究了光譜中的三原色和補(bǔ)色 原理。二百年后，法國的畫家們

3、開始表現(xiàn)光和色，誕生了以莫奈 為代表的印象派繪畫，開創(chuàng)了西方繪畫的新領(lǐng)域。另一方面，美 ?g 超前的設(shè)計(jì)也向科技提出新的要求。 1851 年英國博覽會上，約瑟夫 . 帕克斯頓( Joseph Paxton )設(shè)計(jì)了一 款名為“水晶宮”的展覽大廳， 科技界迅速回應(yīng)這一挑戰(zhàn)， 攻 克技術(shù)難關(guān)， 革新生產(chǎn)方式， 最終在建筑界樹立了一種新的生產(chǎn) 模式一一工業(yè)化生產(chǎn)，裝配式施工。二、科學(xué)原理在美術(shù)教學(xué)中時(shí)常出現(xiàn)由于美術(shù)與科學(xué)的聯(lián)系， 所以在美術(shù)課堂教學(xué)中經(jīng)常會提到 一些科學(xué)原理， 通過科學(xué)原理的講解才能使學(xué)生明白為什么會產(chǎn) 生這樣的現(xiàn)象。1. 小孔成像揭示攝影原理隨著拍照器材的普及和學(xué)生社團(tuán)中攝影愛好者

4、的增多， 向?qū)W 生講解相機(jī)原理也是美術(shù)老師經(jīng)常要碰到的教學(xué)內(nèi)容。 最初級的 相機(jī)原理就是小孔成像原理， 后來再復(fù)雜的相機(jī)都是在小孔成像 的原理下增加了許多輔助功能。小孔成像是一個(gè)簡單的物理學(xué)原理， 當(dāng)一根點(diǎn)燃的蠟燭立在 一個(gè)前端有小洞的密閉圓筒前， 觀察者可以在圓筒后端的半透明 膜上看到一個(gè)倒立的火苗。 蠟燭與小孔的距離或遠(yuǎn)或近， 半透明 膜上倒立的火苗也隨之變小變大。 這就可以解釋相機(jī)成像和變焦 鏡頭的原理。2. 動畫效果與視覺暫留原理 大多數(shù)人都知道電影膠片是一張張靜態(tài)的畫面，連續(xù)播放 時(shí)，畫面上的人就動了起來。視覺暫留現(xiàn)象是電影、動畫產(chǎn)生的 科學(xué)原理。 每秒 24 幀拍攝播放看到的動作是

5、連貫的， 少于 24 張 / 秒就會產(chǎn)生動作僵硬和機(jī)械感。這是因?yàn)槿搜墼谟^察景物時(shí)， 光信號傳入大腦神經(jīng)，視神經(jīng)的反應(yīng)速度需時(shí)二十四分之一秒， 光的作用結(jié)束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱 “后像”，視覺的這一現(xiàn)象被稱為“視覺暫留”。以上兩個(gè)原理就是科學(xué)在美術(shù)學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用。 但在具體 教學(xué)時(shí)，老師會采用何種教學(xué)法來說明美術(shù)學(xué)科中涉及的科學(xué)原 理呢？ 三、現(xiàn)在教學(xué)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)常被現(xiàn)代多媒體技術(shù)替代1. 隨著計(jì)算機(jī)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)中的應(yīng)用，極大地豐富 了教學(xué)資源，拓寬了教學(xué)渠道，增加了教學(xué)手段，提高了教學(xué)效 率。從實(shí)用來看，有其進(jìn)步的意義，一些原來無法在課堂內(nèi)呈現(xiàn) 的內(nèi)容可以通過多

6、媒體展示給學(xué)生，比如世界各地的建筑遺跡、 歷史紀(jì)錄片等等。 但有些本來可以在課堂上直觀呈現(xiàn)的內(nèi)容， 也 漸漸地被多媒體教學(xué)替代。 比如視覺暫留原理， 老師可以選擇網(wǎng) 上搜集一組動畫原圖，通過連續(xù)播放給學(xué)生講解什么是視覺暫 留；也可以畫幾頁手翻頁動畫，通過快速翻動給學(xué)生展示。在備 課過程中，顯然前者要省力得多，而且百分之百成功。而后者卻 要花費(fèi)一些精力去逐頁手繪， 課堂演示時(shí)還不一定完美。 顯然大 多數(shù)老師更傾向于選擇前者。 用多媒體技術(shù)替代現(xiàn)場實(shí)際操作實(shí) 驗(yàn)，保證了實(shí)驗(yàn)成功率，解放了老師，簡化了教學(xué)，但從學(xué)生的 角度來看，是否真的有益于學(xué)習(xí)、接受和記憶呢？2. 多媒體教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例比較 例

7、如美術(shù)教學(xué)中有一個(gè)視覺對比現(xiàn)象。兩塊同樣灰度的色 塊，放在黑底上看起來比放在白底上要亮一些。 要向?qū)W生說明展 示這個(gè)現(xiàn)象，我們有兩種選擇：第一種，直接從網(wǎng)上找到相關(guān)的 圖片，利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)工具，將圖片投影展示給學(xué)生看，由 教師告知學(xué)生，圖中兩個(gè)小方塊的灰度其實(shí)是一樣的。附圖1：圖1 灰度對比圖 (網(wǎng)絡(luò)圖) 第二種，教師現(xiàn)場實(shí)物演示給學(xué)生看。第一步，將兩塊同樣 灰度的卡紙，一塊放在黑色底板上，一塊放在白色地板上，讓學(xué) 生觀察灰色卡紙產(chǎn)生的明度差別。 第二步，將兩塊灰卡從底板移 動一下，并置在一起，請學(xué)生觀察，其實(shí)它們的灰度是一樣的。 附圖 2、圖 3：圖2 灰度對比實(shí)驗(yàn)第一步圖3 灰度對比實(shí)

8、驗(yàn)第二步 這兩種教學(xué)設(shè)計(jì)哪個(gè)更好一點(diǎn)呢？我們從心理學(xué)的角度來 研究一下。 四、從心理學(xué)角度如何看待多媒體教學(xué)替代實(shí)驗(yàn)教 學(xué)1.學(xué)習(xí)的方式：主動發(fā)現(xiàn)“學(xué)習(xí)知識的最佳方式應(yīng)是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)( Discovery Learning )，即用自己的頭腦親自獲得知識的一切方式。 ” “接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)是兩種完全不同的過程， 其區(qū)別在于發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)比接受學(xué)習(xí)多了一個(gè)發(fā)現(xiàn)的階段。 ”1在灰卡對比實(shí)驗(yàn)中，我們不難發(fā)現(xiàn)，第一種教學(xué)設(shè)計(jì)中，僅靠多媒體投影一 張圖，然后老師口述：“中間兩個(gè)長方形的灰度一致”，是無法 讓人信服的， 因?yàn)橹虚g兩個(gè)灰卡深淺一致這個(gè)現(xiàn)象并不是學(xué)生自 己發(fā)現(xiàn)的，而是聽說的。學(xué)生出于對老師權(quán)威的信任，

9、會相信這 個(gè)結(jié)論，但終究沒有眼見為實(shí)，心存疑惑。第二種教學(xué)設(shè)計(jì)中， 學(xué)生眼見兩個(gè)灰卡在黑白底色上呈現(xiàn)出明顯的深淺差異， 但將兩 個(gè)灰卡并置在一起時(shí)，卻是同等的灰色。這是一個(gè)新鮮的體驗(yàn)， 是一個(gè)有趣的現(xiàn)象， 學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)過程中多了一個(gè)“發(fā)現(xiàn)的 階段”。這將會進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生探究的興趣。2. 學(xué)習(xí)的動機(jī)：興趣“興趣是內(nèi)部動機(jī)的一種表現(xiàn)形式。 學(xué)習(xí)者在從事其感興趣 的學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，會體驗(yàn)到相當(dāng)積極的情感，比如愉快、興奮和喜 愛等。心理學(xué)家將興趣分為情景興趣和個(gè)人興趣兩種， 老師在導(dǎo) 入階段設(shè)置的學(xué)習(xí)形式，就是利用情境激發(fā)學(xué)生興趣的教學(xué)行 為?！?2愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”， 一位好的教師會想

10、方 設(shè)法激發(fā)學(xué)生對本門學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣， 當(dāng)學(xué)生對某一學(xué)科產(chǎn)生興 趣后，就會變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)， 而讓興趣產(chǎn)生的根源就是挑 起學(xué)生的好奇心和求知欲。 在灰卡比對實(shí)驗(yàn)中， 當(dāng)學(xué)生看見兩個(gè) 有明顯色差的灰卡竟然是一樣的， 必然會產(chǎn)生好奇， 為什么會這 樣？此時(shí)， 就會產(chǎn)生思考或者親自驗(yàn)證的后續(xù)行為， 這就已經(jīng)開 始主動求知、主動學(xué)習(xí)了。所以，省力而有效的教學(xué)就是讓學(xué)生對你所教的科目感興 趣，有趣的實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中會吸引學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的興趣。3. 學(xué)習(xí)的效果：記憶 經(jīng)常有畢業(yè)很久的學(xué)生回校看望老師時(shí)提及當(dāng)年的課堂， 會 問老師是否還記得當(dāng)年課上鬧過的笑話， 老師往往啞然。 這是一 個(gè)值得思考的現(xiàn)象

11、： 為什么傳授的知識早已忘記， 而課堂上的趣 事歷經(jīng)十年卻還記得？這就與人的記憶有關(guān)。 記憶是一個(gè)復(fù)雜的 過程，迄今為止，人類對于自己大腦的了解還只有一小部分。但 是，我們有一個(gè)常識， 自己親歷的事情總是比聽說的事情記得長 久。例如看過的一場戰(zhàn)爭電影和自己經(jīng)歷過的那場戰(zhàn)斗， 電影會 很快忘記， 而戰(zhàn)斗會一直記得。 課堂上亦是如此， 對于學(xué)生來說， 課堂上的知識大部分都是聽說的，而課堂上的趣事卻是親歷的。 那么教師就要學(xué)會利用這一點(diǎn)， 在教學(xué)上， 我們可以讓學(xué)生多親 歷一些，比如 ?F 場動手做一個(gè)科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，而非只是投影展示 一下實(shí)驗(yàn)的照片， 這樣讓學(xué)生能夠更加深刻地記憶， 在學(xué)習(xí)中也 能取得

12、更好的效果。 五、回歸科學(xué)精神，探究美術(shù)課堂科學(xué)小 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法1. 由于課堂小實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、 信息接納和理 解記憶都有明顯的優(yōu)勢， 故我們在教學(xué)中應(yīng)不怕麻煩， 多動腦子， 設(shè)計(jì)教學(xué)小實(shí)驗(yàn)，多讓學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn)。2.課堂教學(xué)改進(jìn)案例：圓形的透視原理 透視是因人眼球生理結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的一種近大遠(yuǎn)小、 近實(shí)遠(yuǎn)虛 的現(xiàn)象。 在中學(xué)階段講解圓形透視教學(xué)中， 老師一般采用畫圖講 解的方法：先畫一個(gè)正方形，通過輔助線在正方形里畫一個(gè)圓， 然后畫一個(gè)水平放置的正方形， 依靠輔助線找出一個(gè)橢圓， 這就 是圓形的透視圖。附圖 4：圖4 圓形透視圖但是，在一位美術(shù)特級教師的課堂上， 這個(gè)圖示講解變成了

13、一個(gè)科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)很簡單，且教學(xué)效果很好。老師先在卡紙上畫出正方形和圓，事先裁切正方形的三個(gè) 邊，演示時(shí)將中間的正方形推到，呈水平狀，請學(xué)生觀察正方形 邊框和圓的透視變化。附圖 5：圖5 圓形透視實(shí)驗(yàn)在這個(gè)教學(xué)改進(jìn)中， 最關(guān)鍵的一步就是推到正方形之后的透 視變化， 從老師告知學(xué)生變成了學(xué)生自己用眼睛觀察， 對于學(xué)生 來說，這就是直接經(jīng)驗(yàn)的獲得，是主動發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。顯然，后者的 學(xué)習(xí)過程更加引人入勝，令學(xué)生易于理解且經(jīng)久不忘。六、課堂科學(xué)小實(shí)驗(yàn)給教學(xué)帶來改變，提高教學(xué)的有效性 通過實(shí)踐和總結(jié)， 我發(fā)現(xiàn)利用科學(xué)小實(shí)驗(yàn)可以給美術(shù)課堂帶 來以下幾點(diǎn)有益的促進(jìn)：1. 直觀性看 現(xiàn)場的操作實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生身

14、臨其境，親眼目睹。視覺經(jīng) 驗(yàn)的直接獲取能夠給學(xué)生留下更深的感悟， 激發(fā)學(xué)生思考的積極 性。2. 操作性做有的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)還可以由學(xué)生操作， 比如，小孔成像的實(shí)驗(yàn) 就可以請學(xué)生自己觀察。自己參與的實(shí)驗(yàn)學(xué)生會有切身的感受。3. 試錯(cuò)性思只要是實(shí)驗(yàn)，就必定伴隨著失敗， 就算在課堂實(shí)驗(yàn)中失敗了， 也不見得是一件壞事， 失敗的經(jīng)驗(yàn)也是經(jīng)驗(yàn)。 通過失敗的實(shí)驗(yàn)可 以去懷疑原理是否正確， 也可以反思是否自己操作不夠嚴(yán)謹(jǐn)， 這 對于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑思維和反思精神都是不錯(cuò)的嘗試。4. 體驗(yàn)性情 在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生會體驗(yàn)到發(fā)現(xiàn)的興奮、成功的喜悅、 失敗的不甘。 這都是教育過程中學(xué)生的情緒體驗(yàn)， 老師應(yīng)該因勢 利導(dǎo)，培

15、養(yǎng)學(xué)生不驕不餒、積極探究及嚴(yán)密思考的內(nèi)在品質(zhì)。綜上所述， 當(dāng)在美術(shù)課堂上遇到科學(xué)問題時(shí)， 老師不妨設(shè)計(jì) 一些小實(shí)驗(yàn)來說明科學(xué)原理， 從老師角度來看， 雖然準(zhǔn)備教學(xué)要 費(fèi)事一些，但是教學(xué)過程變得直觀簡潔，更容易說明問題；從學(xué) 生角度來看，課堂實(shí)驗(yàn)具有趣味性，喜聞樂見，易于理解，便于 記憶；從課堂效果來看，是一種事半功倍，可以有效提高美術(shù)課 堂教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)法。 注釋： 托馬斯 ?楊( ThomasYoung，1773-1829 )，英國醫(yī)生、物 理學(xué)家。 他提出色覺取決于眼睛里的三種不同的神經(jīng)， 分別感覺 紅、綠、紫色。后來亥姆霍茲對此理論進(jìn)行了改進(jìn)。 1801 年他 所做的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，證明光以波動形式存在。 赫爾曼 ?馮 ?亥姆霍茲( Hermann von Helmholtz ，1821 1894),德國物理學(xué)家、生理學(xué)家、發(fā)明家。1847年出版了力量的保存一書，闡明了能量守恒的原理，他的兩部著 作作為樂理的生理學(xué)基礎(chǔ)的音調(diào)感受的研究 生理光學(xué)手冊 ， 對后世影響很大。 印象