重视物理学习过程 强化科学方法教育

甄建国

摘 要：《普通高中物理课程标准》要求高中物理教学不仅关注学习结果，同时强调学习过程的重要性。课程基本理念、课程总目标、课程具体目标都对“过程与方法”目标有所阐述。本文首先就“过程与方法”目标的内涵、实施中存在的困难进行详细分析，最后研究了实施“过程与方法”目标的有效策略。

关键词：过程与方法；科学方法；科学素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）4-0019-3

1 “过程与方法”目标的内涵

在课程目标的三个维度中，“过程与方法”目标起着承上启下的纽带作用。该目标的提出旨在将学习侧重点从传授和掌握系统的物理知识，向知识的探究过程转化，从而培养学生的科学探究能力。《普通高中物理课程标准》[1]对过程目标作了详细的要求。这些内容进一步说明，只有使学生经历有价值的学习活动（如觀察、实验、调查、分析、交流、评估等），积极参与到知识的建构中，体验科学探究过程的乐趣和价值，才能培养实验能力、思维能力、探究能力和创新能力，掌握物理学研究的一般方法。

2 “过程与方法”目标实施中存在的困难

2.1 对实施“过程与方法”目标的重要性认识不足

在三维课程目标中，过程目标具有更为长远的意义。因为随着信息技术的发展，人们获取知识的途径更为多样化和便捷。然而，通过“过程与方法”教学，使学生经历和科学家相似的科学探究过程，逐渐学会应用科学探究的方法研究物理问题，认识物理实验、物理模型和数学工具的作用，最终提高自主学习能力，对其终生学习和发展都大有裨益。因此，“过程与方法”和“知识与技能”共同成为重要的学习内容。然而，目前物理教学中较多偏重知识，或者搞形式化过程。这不仅导致学生获得的感知和体验较少，而且对科学方法掌握不够。

2.2 过多关注“知识线索”，忽视“方法线索”

物理知识是从大量物理现象中概括出共同属性，以及不同属性之间的联系，抽象本质特征，从而建立物理概念，发现物理规律。教材编写是根据新旧知识之间的知识结构，利用逻辑推理、分析归纳、抽象概括等方法，加工获得物理知识，科学方法是物理现象转化物理知识的重要工具。现行教材中科学方法较多隐含在“知识线索”中，使得教师对“方法线索”关注不够，或者把握不清楚。

鉴于这种现状，徐敏娜提出了“知法并行”教育模式[2]。她建议以教材中的知识建立过程和所蕴含的科学方法为基础，整理出知识和科学方法线索，使“知识线”和“方法线”在教学过程中同时展开。这一教学模式为“过程与方法”目标中科学方法教育的实施指明了方向。

2.3 教科书的信息呈现方式为实现过程目标带来了困难

教科书是一种单向传递信息的方式，而教学活动中师生合作、生生合作等需要交互完成。由于不同地区学校和师生在城乡、层次等方面有差异，教材仅仅是在总体上把握三维目标。教科书在列举一些可供选择的研究方案，或者陈述相关过程之后，要求学生探究得出结论。

教科书的编写具有较大的开放性和选择性，没有预设的结论和固定的方案。这对教师教学造成了一些困难，也提出了较高的要求，需要综合分析后选取适合学生的最佳方案。当所提供的方案在教学条件不允许或者对激发学生兴趣等方面不理想的情况下，还需对教学进行再创造，使得设计的过程更加贴近学生的生活，符合学生的年龄、知识基础、能力基础、兴趣爱好、学习习惯等状况，以发展探索自然、理解自然的兴趣和热情。

2.4 对“过程与方法”内容理解不够深刻

教师对科学探究的七个要素已经有所关注，对教材涉及的基本科学方法（如控制变量法、理想模型法、比值定义法）已经有所认识。但对具体的科学探究及物理实验能力的基本能力要求掌握不透彻，对各种物理科学方法的内涵和本质理解不够深刻。这些内容在课标中有详细的阐述，需要加强对课标的研究和学习。同时，针对教材是将科学方法较多隐含在知识建立的过程中的状况，教师应加强理论学习，熟悉科学方法的体系结构和内容。然后充分挖掘方法素材，准确把握各种方法的教学目标，最后才能做到游刃有余、有的放矢。

3 实施“过程与方法”目标的有效策略

3.1 加强过程目标设计，避免教学的盲目性

教学目标是师生双方活动的依据，是衡量教学效果的标尺。详实具体的“过程与方法”目标可以充分发挥导向、反馈和调节作用，确保过程目标和知识目标同步完成。

3.1.1 以学生为主体，设计相应的过程目标

教学过程是以学生为主体，课程教材为客体，教师为引导者的“三体结构”。教师所设计的过程教学目标应该围绕学生这个主体，对学生的身心状况、认知发展特点、学习需求等要有足够的认识，使得教学符合学生的“最近发展区”。同时，学生在对物理知识、思维、情感的学习过程中，掌握哪些物理科学方法，掌握到何种程度，都应该有详细的目标。

3.1.2 围绕课程总目标，合理设计“过程与方法”目标

中学物理课程的总目标是提高全体学生的科学素养。为实现这一目标，需要将“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”有机融合、综合分析。因此，“过程与方法”首先应该贯穿在知识学习之中，使“过程与方法”为知识学习服务。如果脱离知识谈过程的丰富和方法的多样，最终将使学生一无所获。其次，“过程与方法”目标对“情感、态度与价值观”的形成有重要意义。学生在经历探究和认识世界的过程中，不仅能领略自然的奇妙，强化对未知领域的好奇心和求知欲，也能培养乐于探究事物奥秘和勇于探究的科学情感和科学意志。因此，教学内容和学习过程的安排需要从三个维度构思，达成一个整体思考，使教育效果最佳化和最大化，真正提高学生的科学素养。

3.2 让学生经历科学探究的过程

“提高科学探究的质量，关注科学探究学习目标的达成”是我国物理课程实施的基本要求之一。我国物理课程标准指出，科学探究的基本过程包括七个要素。对于不同的要素，需要清楚教师和学生的行为。例如：问题的提出这一要素，教师应对一些探究的物理问题创设情境，使学生在获得感性认识的基础上主动发现和构思科学问题；或者安排一些任务，让学生在完成任务中运用科学思维，提炼出要探究的科学问题。猜想和假设要素是科学创新的源泉，教学重点应该对研究的问题有所感知，以已有的经验和事实为基础，进行科学的猜想和假设，并对猜想与假设进行论证。

在物理课程教学中，受教学时间的限制，在一节课或者短期内经历丰富的探究内容显然不现实。解决问题的途径是对探究课题的能力结构和学生实际进行分析，选取核心探究要素，让学生循序渐进地经历部分探究要素。在长期的教学中，学生便能够经历全部的探究要素，并理解这些要素的本质、方法、过程。

3.3 按照科学方法的特点，选取教学模式

黄恕伯老师指出：“相对物理概念、物理规律这类陈述性知识而言，物理科学方法属于程序性知识。”程序性知识具有较高的概括性和普遍适用性。程序性知识相比陈述性知识，具有更大的迁移难度，通过讲方法并不一定能使学生理解方法。因此，一些学者如曹昭全、徐志长分别阐述了隐性、显性方式的内涵后，提出物理科学方法教育应采用隐性与显性相结合的教育方式。[3]高中物理教学中的科学方法分为物理方法和思维方法。物理方法（如比值定义法、理想化方法、等效法、控制变量法等）结合了数学和物理学科的基础知识以及相对应的操作过程，其可操作性较强，可以明确地教授给学生，宜采用显性的教育方式。思维方法包括分析、综合、归纳、概括、抽象等，只能在思维层面上对解决问题的基本思路进行指导，无法给出具体的步骤和途径，不具备较强的可操作性，思维方法宜采取隐性的教育方式。例如：在讲授概念和规律时，引导学生进行分析、综合、概括的过程中渗透思维方法。

3.4 选择有效教学方式，丰富学生感知

教师与学生的问答、对话，指导学生推理、阅读、练习巩固，进行实物演示或实验，列举生活中的实例等常规教学方法中，自觉或不自觉地都在践行着过程目标。如果认为只有设计探究性实验的活动，才符合新课程改革的过程目标，那完全是对新课改理念的狭隘理解。落实过程目标有多种教学方式，凡是使学生有所体验、思考，提高了学生的观察能力、动手能力、科学表达能力的教学方式都是有效的。

在物理课堂教学中，还可以创设生动的研究情境、科学研究模拟、差异性物理实验、课外调查、收集资料后交流、学术性的趣味游戏等多样化的方式，丰富学生感知，增强体验。

4 结束语

优化中学物理教学，需要从教学目标的顶层出发，整合三维目标，创新教学思路。重点是强化“过程与方法”，采用科学探究的形式，选择多种有效的教学方式，提高學生学习的兴趣，增强实践意识，养成良好的分析问题的习惯和科学态度，促进方法和能力的提升，从而提高学生的科学素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]徐敏娜.采用“知法并行”教育模式显性进行模型法教学[J].物理教师，2013，34（8）：8-13.

[3]徐志长.高中物理科学方法教育的研究[J].课程·教材·教法，2002（6）：32-35.（栏目编辑 刘 荣）