从名师课堂看科学方法教育的操作策略

摘    要：本文以江苏省两位特级教师执教的《牛顿第一定律》为例，梳理了科学方法教育的课堂操作策略。即从生活现象中，提取科学问题;在探究教学中，领悟科学方法;在问题解决中，应用科学方法。科学方法既不能脱离科学知识载体而存在，也不能脱离科学探究过程而存在，我们倡导“知法并行”的学科教学理念。

关键词：科学方法教育;探究教学;知法并行

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2015）1-00016-3

“物理科学方法教育”就是在进行物理教学的过程中，以知识教学为载体，同时渗透物理科学方法的学习与教育。《义务教育物理课程标准（2011版）》多次站在顶层设计的高度强调了科学方法教育的重要意义及其实施途径。比如，教学建议指出：“要让学生学习基本的科学方法，并能将这些方法迁移到自己的生活之中”[1];再如，评价建议中要求：“注重评价学生在学习概念、规律过程中的表现，以及运用物理知识和科学方法解决实际问题的表现”[1]。

然而，在教学实践中，普遍存在过于重视科学知识的倾向，科学方法常常被忽视或不同程度地弱化。究其原因，一是个别老师科学方法教育的意识还较为淡薄，二是部分老师缺少实施科学方法教育的路径。笔者近期通过江苏省中小学教研室“名师课堂”平台，观摩了多位特级教师执教的示范课。下面以江苏省著名初中物理特级教师滕玉英、许帮正所授的“牛顿第一定律”一课为例，赏析名师课堂中的科学方法教育，梳理科学方法教育的课堂操作策略。

1    从生活现象中，提取科学问题

本课的核心任务是在“探究阻力对物体运动的影响”的基础上，推理得出牛顿第一定律。两位名师为使学生发现并提出探究问题，采用的路径大相径庭，渗透的科学方法也各有侧重。

两位教师授课时均以创设情景为切入点，和学生一起从起点看终点，注重思路分析。现象1是为了引出直觉判断——“没有力，物体就不能运动”。接下来两位教师的处理有所不同：滕玉英老师通过学生列举的反例，得出“不受力，物体也能运动”，为后续“不受力时，物体将做怎样的运动”做认知铺垫;滕老师接着描述现象2，学生对比足球在不同地面上滚动距离的远近，从而初步感知到阻力对物体的运动有影响。许帮正老师坚持延迟判断，让学生动手操作并观察分析后再做判断，直观感知阻力对物体运动的影响，这一简单实验为后续设计精细实验做技能铺垫。

总体来讲，学生在教师的引导下都经历了“现象1—经验‘结论—现象2—科学问题”的思维过程，体会到了提取科学问题的基本方法，即“从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题，并初步审视问题是否具有探究的价值。”[1]

2    在探究教学中，领悟科学方法

科学方法寓于具体的科学知识的认识过程中，只有把认识过程充分而又合理地展现出来，学生才能领会到科学方法。这就要求我们在物理概念与规律的教学中，认真挖掘教材的科学方法，按照学生的认识过程合理设计教学方案，渗透科学方法教育。两位名师在探究活动的组织上流程基本相同，重视对前概念的纠正，强调了“科学推理”对形成理论的重要意义。

课堂实录2：实验探究，科学推理，建构规律

设计实验、分组实验（略）。

收集的证据如表2所示。

表2  探究阻力对物体运动的影响的实验结果

实验分析：小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远。

科学推理：小车受到的阻力更小，小车运动的路程更远。

伽利略：如果运动的物体不受力，将一直运动下去。（运动并不需要力来维持）

笛卡尔：如果运动的物体不受力，将做匀速直线运动。

牛顿第一定律：一切物体，在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

本环节是本课的核心，通过方案探讨明晰研究内容，通过合作探究获得实验结论，通过实验分析推理出当年伽利略的设想及牛顿第一定律，同时渗透经典物理学史的教育。实验设计中用到了控制变量法，实验分析中对证据加以归纳概括，结合物理学史通过推理构建牛顿第一定律。

值得注意的是，牛顿第一定律不是由实验得来的，而是在可靠的事实基础上，通过推理得出的结论。如何更多好地以教材中的实验为载体培养学生的想象力？

名师课堂点评专家刘炳昇教授提出了如下教学策略：

图2  借助图式呈现实验现象、科学推理

通过这样的分析，看不见的“推理”得以可视化，既有利于对牛顿第一定律的文字理解，也有利于后续学习中对运动状态改变的认识。

3    在问题解决中，应用科学方法

学生在经历有导向性的相关探查、体验、思考等学习活动后，是否了解物理学的基本思想和方法？能否尝试利用科学方法来解决实际问题？是否有初步的分析、概括、解决问题的能力？这些追问在评价中应该有所体现，以确保“促进学生学习”的评价功能[2]。两位名师均设计了通过问题解决加深对牛顿第一定律理解的教学环节，凸显用科学方法来解决实际问题。

课堂实录3：应用牛顿第一定律。

藤老师的“纸飞机”素材从现实情况延伸到理想情况，中间的跨度正是借助“推理”的科学方法加以连接，从联系实际中寻找证据，在解决实际问题中加深理解。许老师的授课对象能力较高，体现了以学定教的理念，通过“应用牛顿第一定律解释日常生活经验和实验现象”，明确“物体不受力时具有保持原来运动状态的特性”，学生在获得“惯性”概念的同时又加深了对定律的理解。

名师课堂点评专家刘炳昇教授从“力与运动”全局考虑，建议增设如下评价：

问题：汽车在动力作用下做加速直线运动，到达A点后动力突然消失，假定阻力也不存在，汽车将怎样运动？请仿照图2的示例，画图加以说明。

图3  借助形象，加深对牛顿第一定律的理解

把科学方法纳入评价内容，对提升学生的科学素养具有重要价值。例如，引导学生把“假设—检验”的科学探究思路用于探索身边的未知事物，把物理课中的“尊重实验数据”拓展为生产、生活中的“尊重客观事实”，用物理学的科学方法和精神对待周围的事物。

结语：本文旨在赏析具有指导价值的名师课例，梳理落实科学方法教育的课堂操作策略。需要说明的是，物理学习中涉及的科学方法非常丰富，如，实验、观察等具体方法，综合、抽象等逻辑方法，等效、模型、假设等科学方法。一次学习活动可以侧重某个科学方法，通过一系列的学习活动，使学生对各种科学方法有初步的认识，为科学素养的持续发展提供必要的支撑。科学方法既不能脱离科学知识载体而存在，也不能脱离科学探究过程而存在。因此，我们倡导，无论是对学生学习行为的先行设计、有效引导，还是活动组织、学习评价，各环节都有必要对“知法并行”的理念有所体现。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]许帮正.物理探究教学的设计原则及内涵把握——基于《浮力》教学的实施与点评分析[J].物理教学探讨，2014，（6）：31.

[3]骆波.优化物理课堂教学  提升学生科学素养——以“二力平衡”的课堂教学改进为例[J].教学月刊·中学版（教学参考），2013，（7）：23.（栏目编辑  赵保钢）