丁安邦

科學(xué)方法教育是初中物理教學(xué)的重要組成部分，而縱觀我們的教學(xué)，培養(yǎng)思維能力方面，科學(xué)方法教育的發(fā)展很不平衡.在科學(xué)方法教育取得某些局部的重大進(jìn)展的同時，初中物理教學(xué)仍然存在的浮躁心理卻給科學(xué)方法教育的深入發(fā)展帶來了困難.把科學(xué)方法當(dāng)作靈丹妙藥，企圖用它解決有關(guān)思維能力的一切問題，已經(jīng)對一些物理教師的課堂教學(xué)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，使本已陷入誤區(qū)的物理教學(xué)雪上加霜.那么，具體該如何滲透科學(xué)方法教育呢？如何推進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、認(rèn)知、能力協(xié)調(diào)發(fā)展呢？筆者就該話題談幾點(diǎn)看法，望能有助于課堂教學(xué)實(shí)踐.

1在物理教學(xué)過程中進(jìn)行滲透式的科學(xué)方法教育

科學(xué)方法的教學(xué)如果是通過教條式的灌輸和宣講，就會徹底偏離學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和知識基礎(chǔ)，其結(jié)果就是緣木求魚，令學(xué)生對科學(xué)方法產(chǎn)生神秘感，進(jìn)而產(chǎn)生畏懼和排斥.要知道方法的養(yǎng)成不是一朝一夕就能見成效的，相關(guān)的教育活動要教師對學(xué)生持之以恒地施以潛移默化的影響，而且這種影響要盡可能滲透到初中物理課堂的每一個細(xì)節(jié)之中.特別是對物理概念和規(guī)律的教學(xué)，教師要靈活設(shè)計，將概念的形成、規(guī)律的探究等過程呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生對此進(jìn)行體會，從而感知相應(yīng)過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法.教師再輔以適時的點(diǎn)撥和恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，就可以獲取水到渠成的效果.

例如，在《電能 電功》一節(jié)的教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的滲透教育.本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)之一是讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗來探究電功的影響因素.相應(yīng)的教學(xué)過程可以這樣來設(shè)計：

（1）通過類比法，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水流做功的有關(guān)結(jié)論來提出猜想：“電流做功的影響因素包括電壓、電流以及通電時間.”

（2）引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗來對相關(guān)猜想進(jìn)行檢驗.教師要提醒學(xué)生，當(dāng)一項結(jié)果可能受到多種因素影響時，實(shí)驗設(shè)計者應(yīng)該通過對部分因素的控制來對單一因素的影響結(jié)果進(jìn)行檢測，這也就是控制變量法的核心思想.在初中學(xué)生的理性化實(shí)驗設(shè)計思想較為單薄的前提下，教師要給予恰到好處的點(diǎn)撥.比如，驗證電流強(qiáng)度對電功的影響時，就需要對其他兩項可能的影響因素進(jìn)行控制，即讓電壓和通電時間這兩項因素相同，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到并聯(lián)電路的有關(guān)特點(diǎn)，并進(jìn)一步設(shè)計出兩只燈泡進(jìn)行并聯(lián)的電路，同時將開關(guān)連接在干路上，以上即實(shí)現(xiàn)了電壓和時間的控制；有了上述實(shí)驗的設(shè)計思路做鋪墊，學(xué)生很快就能聯(lián)系到串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)，可以將電路設(shè)計為串聯(lián)模式，從而控制住電流和時間這兩個變量，以研究電壓對電功的影響；在實(shí)驗思路設(shè)計過程還有一項重要內(nèi)容，即電功大小如何來比較，教師要引導(dǎo)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)換的角度來思考，即電功的多少應(yīng)該與熱能和光能的獲取相關(guān)，讓學(xué)生從燈泡的亮度來判斷電功的大小.

（3）實(shí)驗思路設(shè)計好之后，教師要積極安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗操作，并通過巡查教室給需要幫助的學(xué)生進(jìn)行適時的指點(diǎn).

（4）在學(xué)生實(shí)驗已經(jīng)結(jié)束之后，教師引導(dǎo)學(xué)生對所記錄的實(shí)驗現(xiàn)象進(jìn)行對比、歸納和總結(jié)，并讓他們將自己的研究成果進(jìn)行展示和評價，進(jìn)而讓學(xué)生通過對猜想的驗證實(shí)現(xiàn)新規(guī)律的獲得.

在上述過程，教師引導(dǎo)學(xué)生通過“類比法”進(jìn)行猜想提出、結(jié)合“控制變量法”進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計都屬于科學(xué)方法教育的滲透，通過讓學(xué)生經(jīng)歷規(guī)律的形成過程來領(lǐng)會科學(xué)方法的應(yīng)用，真正地實(shí)現(xiàn)科學(xué)方法的教育.

2讓學(xué)生在動手操作中進(jìn)行體驗式的科學(xué)方法教育

實(shí)踐證明：教學(xué)過程中操作、社會、情緒和智力這四項情境的良好創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的強(qiáng)化.基于初中物理教學(xué)而言，學(xué)生在實(shí)驗中動手操作、切身體驗就是一種操作情境的創(chuàng)設(shè).從信息論的角度來描述教學(xué)：如果教學(xué)過程只是教師單方面地進(jìn)行講授，那么學(xué)生的認(rèn)知獲取就只有一個孤立的信息源；而如果讓學(xué)生通過直接與認(rèn)知客體發(fā)生聯(lián)系，就能提供多個信息源，這必然會導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率大大得以提高.因此，物理課堂應(yīng)該提供更多的機(jī)會讓學(xué)生直接參與動手操作，讓學(xué)生通過實(shí)驗的觀察和相關(guān)信息的處理來獲取知識，進(jìn)而領(lǐng)悟相關(guān)的科學(xué)方法，而且以實(shí)驗來導(dǎo)向教學(xué)的進(jìn)展必然會帶來更多的不穩(wěn)定因素，面對不穩(wěn)定因素所帶來的問題，更是對學(xué)生問題處理能力和物理思維的一種訓(xùn)練，這也有助于科學(xué)方法的養(yǎng)成.

例如，在“汽化和液化”一節(jié)的教學(xué)過程，通過“實(shí)驗：觀察水的沸騰現(xiàn)象”讓學(xué)生直接參與現(xiàn)象的觀察，可以有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力.學(xué)生通過實(shí)驗操作，將水加熱至沸騰，此時學(xué)生往往認(rèn)為操作就此結(jié)束，因此對有關(guān)現(xiàn)象的細(xì)節(jié)就漫不經(jīng)心，這事實(shí)上就是科學(xué)觀察能力上的缺失.教師需要以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生多角度地進(jìn)行感性信息的采集：

（1）氣泡的大小在沸騰前后有何特點(diǎn)？

（2）請你描述一下沸騰的水的流動情況？

（3）從開始加熱到水最終進(jìn)入沸騰狀態(tài)，你注意到溫度計示數(shù)的變化情況了嗎？

（4）能描述一下沸騰前后水的發(fā)聲情況嗎？

有了問題，學(xué)生也就有了觀察的方向，通過觀察和對比，學(xué)生會獲得大量的感性信息：在水進(jìn)入沸騰狀態(tài)之前，氣泡是由大變小，沸騰之后是由小變大；水在沸騰前會發(fā)出聲音，進(jìn)入沸騰狀態(tài)后就沒有了聲音；……在目的性的引導(dǎo)下，結(jié)合對比的科學(xué)方法，學(xué)生在有序觀察的過程中，獲取了多個角度的感性認(rèn)知，從而避免了無序觀察的不徹底性和片面性.通過對物理現(xiàn)象科學(xué)化的觀察，學(xué)生不僅能揭開現(xiàn)象的表面，從而了解其內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，進(jìn)而完成基本概念和原理的理解、掌握，更重要的是，這一過程的體驗為學(xué)生積累了觀察的經(jīng)驗，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)方法的訓(xùn)練，可謂一舉多得.

初中物理教學(xué)中有很多類似的課程資源值得教師進(jìn)行充分地發(fā)掘，加以適當(dāng)?shù)慕M織和設(shè)計直接運(yùn)用于教學(xué)，讓學(xué)生在體驗中領(lǐng)悟科學(xué)方法的真諦.

3在習(xí)題的練習(xí)和講解中感悟科學(xué)方法教育

當(dāng)前的教學(xué)中，習(xí)題教學(xué)依然是訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)方法的重要手段.教師在對習(xí)題進(jìn)行編制時，合理的創(chuàng)設(shè)習(xí)題情境，盡量讓問題的呈現(xiàn)接近真實(shí)的物理場景，這樣，學(xué)生在對問題處理時，就必須通過科學(xué)的手段對習(xí)題的條件進(jìn)行分析和篩選，進(jìn)而總結(jié)出相關(guān)問題的處理思路.此外，教師在進(jìn)行習(xí)題的講解時，通過提問和板演，有意識地對學(xué)生的思路進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)，讓學(xué)生可以更加靈活和嫻熟地通過科學(xué)方法的運(yùn)用來對問題進(jìn)行分析和解決，同時讓學(xué)生對相關(guān)方法有所感悟.

例如初中階段，等效法、極限法等科學(xué)方法就經(jīng)常出現(xiàn)在某些問題的處理中.如現(xiàn)有一不等臂的杠桿，已知力臂關(guān)系有L1>L2，現(xiàn)已知兩側(cè)所掛重物正好使其處于平衡狀態(tài)，問如果將兩側(cè)重物同時向支點(diǎn)方向挪動相等的距離，杠桿還能平衡嗎？本題的處理如果按照常規(guī)化的思路逐步推算的話，牽扯的物理量太多，超出學(xué)生處理能力范圍，但是如果用特殊的極限思維來處理，本題就很好理解：因為有條件L1>L2，所以可以假設(shè)，兩側(cè)的重物都向中間移動L2，則L2這一側(cè)的重物直接經(jīng)過支點(diǎn)，無法對杠桿的轉(zhuǎn)動施以影響，L1一側(cè)的重物依然發(fā)生作用，故而杠桿會向這一側(cè)轉(zhuǎn)動.通過這一方法的處理，學(xué)生不僅能更快地解決問題，還對極限思維有了初步的感悟.

在初中物理教學(xué)中，教師從學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，立足學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，以滲透式、體驗式、習(xí)題感悟式等多種手段來進(jìn)行科學(xué)方法的教育，有助于學(xué)生的能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升，會讓他們受益終生.作為一種研究視角，科學(xué)方法教育對深化初中物理教學(xué)的思維能力培養(yǎng)起到了十分明顯的作用.以科學(xué)方法為主線，有關(guān)思維能力培養(yǎng)的諸多直接經(jīng)驗得到了整合與提升：憑借科學(xué)方法教育的動力，有關(guān)提高學(xué)生理解能力的問題受到了前所未有的重視，并開始擺脫長期存在的教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)研究相脫節(jié)的狀況.尤為重要的是，伴隨著科學(xué)方法教育的深入開展，人們對相關(guān)問題的認(rèn)識正逐步得以深化.