從名師課堂看科學方法教育的操作策略

摘 ? ?要：本文以江蘇省兩位特級教師執(zhí)教的《牛頓第一定律》為例，梳理了科學方法教育的課堂操作策略。即從生活現(xiàn)象中，提取科學問題;在探究教學中，領(lǐng)悟科學方法;在問題解決中，應用科學方法?？茖W方法既不能脫離科學知識載體而存在，也不能脫離科學探究過程而存在，我們倡導“知法并行”的學科教學理念。

關(guān)鍵詞：科學方法教育;探究教學;知法并行

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）1-00016-3

“物理科學方法教育”就是在進行物理教學的過程中，以知識教學為載體，同時滲透物理科學方法的學習與教育?！读x務(wù)教育物理課程標準（2011版）》多次站在頂層設(shè)計的高度強調(diào)了科學方法教育的重要意義及其實施途徑。比如，教學建議指出：“要讓學生學習基本的科學方法，并能將這些方法遷移到自己的生活之中”[1];再如，評價建議中要求：“注重評價學生在學習概念、規(guī)律過程中的表現(xiàn)，以及運用物理知識和科學方法解決實際問題的表現(xiàn)”[1]。

然而，在教學實踐中，普遍存在過于重視科學知識的傾向，科學方法常常被忽視或不同程度地弱化。究其原因，一是個別老師科學方法教育的意識還較為淡薄，二是部分老師缺少實施科學方法教育的路徑。筆者近期通過江蘇省中小學教研室“名師課堂”平臺，觀摩了多位特級教師執(zhí)教的示范課。下面以江蘇省著名初中物理特級教師滕玉英、許幫正所授的“牛頓第一定律”一課為例，賞析名師課堂中的科學方法教育，梳理科學方法教育的課堂操作策略。

1 ? ?從生活現(xiàn)象中，提取科學問題

本課的核心任務(wù)是在“探究阻力對物體運動的影響”的基礎(chǔ)上，推理得出牛頓第一定律。兩位名師為使學生發(fā)現(xiàn)并提出探究問題，采用的路徑大相徑庭，滲透的科學方法也各有側(cè)重。

兩位教師授課時均以創(chuàng)設(shè)情景為切入點，和學生一起從起點看終點，注重思路分析?，F(xiàn)象1是為了引出直覺判斷——“沒有力，物體就不能運動”。接下來兩位教師的處理有所不同：滕玉英老師通過學生列舉的反例，得出“不受力，物體也能運動”，為后續(xù)“不受力時，物體將做怎樣的運動”做認知鋪墊;滕老師接著描述現(xiàn)象2，學生對比足球在不同地面上滾動距離的遠近，從而初步感知到阻力對物體的運動有影響。許幫正老師堅持延遲判斷，讓學生動手操作并觀察分析后再做判斷，直觀感知阻力對物體運動的影響，這一簡單實驗為后續(xù)設(shè)計精細實驗做技能鋪墊。

總體來講，學生在教師的引導下都經(jīng)歷了“現(xiàn)象1—經(jīng)驗‘結(jié)論—現(xiàn)象2—科學問題”的思維過程，體會到了提取科學問題的基本方法，即“從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒炗^察中發(fā)現(xiàn)與物理學有關(guān)的問題，并初步審視問題是否具有探究的價值?！盵1]

2 ? ?在探究教學中，領(lǐng)悟科學方法

科學方法寓于具體的科學知識的認識過程中，只有把認識過程充分而又合理地展現(xiàn)出來，學生才能領(lǐng)會到科學方法。這就要求我們在物理概念與規(guī)律的教學中，認真挖掘教材的科學方法，按照學生的認識過程合理設(shè)計教學方案，滲透科學方法教育。兩位名師在探究活動的組織上流程基本相同，重視對前概念的糾正，強調(diào)了“科學推理”對形成理論的重要意義。

課堂實錄2：實驗探究，科學推理，建構(gòu)規(guī)律

設(shè)計實驗、分組實驗（略）。

收集的證據(jù)如表2所示。

表2 ?探究阻力對物體運動的影響的實驗結(jié)果

實驗分析：小車受到的阻力越小，小車運動的路程越遠。

科學推理：小車受到的阻力更小，小車運動的路程更遠。

伽利略：如果運動的物體不受力，將一直運動下去。（運動并不需要力來維持）

笛卡爾：如果運動的物體不受力，將做勻速直線運動。

牛頓第一定律：一切物體，在沒有受到力的作用時，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。

本環(huán)節(jié)是本課的核心，通過方案探討明晰研究內(nèi)容，通過合作探究獲得實驗結(jié)論，通過實驗分析推理出當年伽利略的設(shè)想及牛頓第一定律，同時滲透經(jīng)典物理學史的教育。實驗設(shè)計中用到了控制變量法，實驗分析中對證據(jù)加以歸納概括，結(jié)合物理學史通過推理構(gòu)建牛頓第一定律。

值得注意的是，牛頓第一定律不是由實驗得來的，而是在可靠的事實基礎(chǔ)上，通過推理得出的結(jié)論。如何更多好地以教材中的實驗為載體培養(yǎng)學生的想象力？

名師課堂點評專家劉炳昇教授提出了如下教學策略：

圖2 ?借助圖式呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象、科學推理

通過這樣的分析，看不見的“推理”得以可視化，既有利于對牛頓第一定律的文字理解，也有利于后續(xù)學習中對運動狀態(tài)改變的認識。

3 ? ?在問題解決中，應用科學方法

學生在經(jīng)歷有導向性的相關(guān)探查、體驗、思考等學習活動后，是否了解物理學的基本思想和方法？能否嘗試利用科學方法來解決實際問題？是否有初步的分析、概括、解決問題的能力？這些追問在評價中應該有所體現(xiàn)，以確?！按龠M學生學習”的評價功能[2]。兩位名師均設(shè)計了通過問題解決加深對牛頓第一定律理解的教學環(huán)節(jié)，凸顯用科學方法來解決實際問題。

課堂實錄3：應用牛頓第一定律。

藤老師的“紙飛機”素材從現(xiàn)實情況延伸到理想情況，中間的跨度正是借助“推理”的科學方法加以連接，從聯(lián)系實際中尋找證據(jù)，在解決實際問題中加深理解。許老師的授課對象能力較高，體現(xiàn)了以學定教的理念，通過“應用牛頓第一定律解釋日常生活經(jīng)驗和實驗現(xiàn)象”，明確“物體不受力時具有保持原來運動狀態(tài)的特性”，學生在獲得“慣性”概念的同時又加深了對定律的理解。

名師課堂點評專家劉炳昇教授從“力與運動”全局考慮，建議增設(shè)如下評價：

問題：汽車在動力作用下做加速直線運動，到達A點后動力突然消失，假定阻力也不存在，汽車將怎樣運動？請仿照圖2的示例，畫圖加以說明。

圖3 ?借助形象，加深對牛頓第一定律的理解

把科學方法納入評價內(nèi)容，對提升學生的科學素養(yǎng)具有重要價值。例如，引導學生把“假設(shè)—檢驗”的科學探究思路用于探索身邊的未知事物，把物理課中的“尊重實驗數(shù)據(jù)”拓展為生產(chǎn)、生活中的“尊重客觀事實”，用物理學的科學方法和精神對待周圍的事物。

結(jié)語：本文旨在賞析具有指導價值的名師課例，梳理落實科學方法教育的課堂操作策略。需要說明的是，物理學習中涉及的科學方法非常豐富，如，實驗、觀察等具體方法，綜合、抽象等邏輯方法，等效、模型、假設(shè)等科學方法。一次學習活動可以側(cè)重某個科學方法，通過一系列的學習活動，使學生對各種科學方法有初步的認識，為科學素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展提供必要的支撐。科學方法既不能脫離科學知識載體而存在，也不能脫離科學探究過程而存在。因此，我們倡導，無論是對學生學習行為的先行設(shè)計、有效引導，還是活動組織、學習評價，各環(huán)節(jié)都有必要對“知法并行”的理念有所體現(xiàn)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]許幫正.物理探究教學的設(shè)計原則及內(nèi)涵把握——基于《浮力》教學的實施與點評分析[J].物理教學探討，2014，（6）：31.

[3]駱波.優(yōu)化物理課堂教學 ?提升學生科學素養(yǎng)——以“二力平衡”的課堂教學改進為例[J].教學月刊·中學版（教學參考），2013，（7）：23.（欄目編輯 ?趙保鋼）