科學方法教育引領開啟創新教育新征程

摘要：張憲魁先生倡導的“物理科學方法教育學術研討會”，已呈現出鮮明的特色，它標志著我們的“物理科學方法教育”已經從“一學習二模仿”階段（也可稱初級階段）提升到了“三創新”的高級階段.新時代的背景下，科學教育方法要與時俱進，承擔起創新教育的責任和使命，開創“物理科學方法教育”的新征程，培養新時代的創新人才.

關鍵詞：科學方法教育；創新教育；創新人才

作者簡介：田成良（1974-）， 男，山東泗水人，本科，中學高級教師，中學物理特級教師，碩士生導師，物理教研員，研究方向：物理過程教學、物理科學方法教育、中學物理課堂教學藝術等.

2018年7月31日至8月2日，來至全國各地的物理骨干教師、教研員、名師工作室成員、高師院校師生齊聚古城荊州，參加全國第十屆物理科學方法教育年會，共享 “物理科學方法教育”的成果，共研物理教育面臨的問題，規劃科學方法教育的未來發展之路.

“物理科學方法教育學術研討會”是由張憲魁先生倡導，在中國教育學會物理教學專業委員會的大力支持下成功舉辦的.自1995年張憲魁教授倡導在陜西師大舉辦了全國首屆物理科學方法教育學術研討會之后，已舉辦了十次，在全國形成了很大的影響力.張憲魁先生是我國物理學科方法教育的先行者與實踐者，30多年來一直辛勤耕耘在科學方法教育的沃土上，始終堅持物理科學方法論的理論研究與實踐探索，現在他倡導的“一學習二模仿三創新”及“知法并行”教學模式已有全國24個省市區的近900位老師、數百所學校進行實踐，教學效果顯著，學生學習的積極性得到了很大提高.

1科學方法教育的新特色

張憲魁先生認為，近兩年科學方法教育已呈現出鮮明的特色，再次說明中學物理老師具有巨大的潛力，它標志著我們的“物理科學方法教育”已經從“一學習二模仿”階段（也可稱初級階段）提升到了“三創新”的高級階段，可喜可賀.初級階段的任務主要是在分析教材中的科學方法因素的基礎上，顯性地自然流暢地展示在課堂教學中，讓學生學習科學方法的基本知識，體驗科學家探究物理科學知識的過程.“三創新”的高級階段，應該在此基礎上，深入分析、挖掘培養學生創新意識與能力的因素，進而實現“物理科學方法教育”培養學生的創新意識與能力的核心功能.具體特色如下：

11走進科技前沿

近兩年大會注重科技前沿領域的科學方法教育，引導廣大師生，用科學的知識和方法，關注科技的發展，加強了科學方法的應用.本次大會，邀請了中科院物理所魏紅祥副研究員以學生科普教育的實例，用風趣幽默的語言深入淺出地介紹了磁性非易失內存芯片研究以及其中的物理科學方法，深受與會教師好評.2017年青島大會邀請了中國航天專家張偉研究員作了《淺談空間科學研究》的主題報告，報告中介紹了國內外空間科學的發展現狀與前景，闡釋了在太空中開展科學研究的方法與途徑，拓展了物理學科研究的研究視野.

物理課程標準強調物理與生活的密切聯系，倡導用科學方法指導學生解決生活問題，體現從生活到物理，從物理到生活的理念.教師通常能把知識與生活緊密地聯系起來，但卻容易忽略科學方法在生活中的應用.物理學不僅僅是知識，還包涵物理思維、科學方法等內容，其中科學方法是連接顯性的物理知識與隱性的科學思維和科學精神等內容的橋梁.若加強物理科學方法應用的教育，不僅能發散學生的思維，還能拓展物理學科的研究視野，更能全面地發揮物理學科育人的功能，為學生提高綜合素養奠定基礎[1].

12深入課改前沿

大會深入課改前沿，直擊課改熱點問題，服務一線課堂教學.如去年青島大會邀請了中國教育學會物理教學專業委員會秘書長李春密教授作的《基于核心素養的物理教學研究》主題報告.李教授從核心素養的國內外研究背景與現狀、為什么要開展教學研究及如何開展教學研究等方面出發，深入解讀了核心素養的發展歷程，基于核心素養教師進行教學研究的意義與方法，高位引領一線物理教師的教學實踐.

本次大會又邀請了正高級教師鄭青岳，作了題為《在質疑和批判中成長》的報告，結合自身的工作實踐，通過鮮活的案例介紹了自己的成長經歷與思考，讓參會人員在新課改的背景下，思考如何發展自己的專業水平，才能更好地促進學生素養的提升.

13創新研究手段

歷屆大會中的名師論壇，備受青睞，是大會亮點之一，主要是各地名師分享與交流自己的研究成果.與會教師可自主選擇論壇的主題和內容，進行學習.本次大會，30多位名師展示了自己在科學方法教育方面的實踐經驗，分享了自己的研究成果.老師們從科學方法教育實踐研究、實驗改進與創新、現代信息技術的物理課堂、網絡資源的開發與使用、物理核心素養與學生發展等多個維度進行了專題匯報，充分展示了我國一線物理教師教學研究的高度與深度.

如2017年青島大會上，首都師范大學附屬中學青年教師張躍，展示了《基于VR、微視頻和傳感器的創新物理課堂教學研究》課例，本節課以電動機為例，利用VR技術，展現虛擬的實驗器材，設置電動機工作故障，利用觀察對比法，進行故障排查，培養學生的觀察對比分析能力.彌補了真實電動機不易拆解的不足，提升了課堂教學的效果.

北京市特級教師梁吉峰老師展示《加速度》一節，梁老師用5個傳感器進行測量物體的速度，能精確地測量每個時刻的速度，學生對速度的變化與時間之比有了深刻理解，容易得出加速度的定義，教學手段的創新，提升了實驗的效果.

14對接STEAM教育

STEAM教育是集科學、技術、工程、藝術、數學于一體的綜合教育.它倡導將各個領域的知識通過綜合課程結合起來，加強學科間的相互融合，發揮綜合育人功能，讓學生在綜合的環境中學習，在項目活動中應用多學科知識解決問題. 去年青島大會上，北京市十一學校龍樾實驗中學的青年教師張亞明進行《汽車駕照-電路的結構與組裝》STEM示范課（初中），課程形式新穎，將物理知識（解釋）線索與STEAM（造物）線索有機結合. “STEAM教育對當前物理教育改革的啟示意義，其情境性、問題解決性、實踐性等特征有利于激發學生的內動力，培養學生能力，促進終身學習”.科學方法對STEAM教育具有指導價值，對學生能力的培養具有重要的價值.

本次年會上，北京市特級教師鮑建中老師展示了《STEM教育融入物理教學的創新》項目，以熱機為例，講解了常規的物理教學如何與STEAM教育進行融合，本節課以自制內燃機為突破口，進行了STEAM教育本土化的嘗試，給與會教師留下深刻的印象.

15思考科學本質

科學本質是對科學知識、科學研究過程、科學方法、科學精神、科學的歷史、科學的價值、科學的限度等方面最基本特點的認識，是一種對于科學本身全面的、哲學性的基礎認識.科學具有技術和文化兩個層面.

目前，很多教師對科學教育和人文教育，存在著很大的誤區，常把二者割裂開，有的科學教師看不起人文學科，文學教師看不起科學學科，甚至已把二者放在了對立的層面.作為物理教師，我們不僅要認識到科學的技術層面，更要把科學與人文有機結合起來，二者就像鳥的一對羽翼，缺失哪一個，都不能展翅翱翔.只有文學和科學的融合教育，才能促進一個人的全面成長.楊振寧曾尖銳地指出：“忽視人文，中國將付出極大代價……”這話并非駭人聽聞.因為在當前激烈競爭的世界形勢下，一個國家如缺少科技力量，一打就倒，一個民族如果缺乏人文精神，不打自倒.因此，要把兩大形態的文化（科學文化和人文文化）加以融合.反映在教育上，就是要把科學教育與人文教育緊密地、有機地結合起來.

去年青島大會上，河北張虎崗老師做了《發現不一樣的物理》的報告，從文學的角度看待物理的問題，物理不僅僅是公式和習題，還有詩和遠方，富有深深的哲理.如在學習量筒讀數時，從讀數的視線對學生進行品格教育，人與人的交往，猶如量筒讀數，我們不能仰視，也不必俯視，只有平視才能平等交往.張老師的人文物理，已從教育哲學高度，看待物理問題，對培養全面發展的人，具有很大的促進作用.青島開發區特級教師孔祥龍老師，則從利用物理學史建構物理概念的角度，進行了分析，剖析了前人利用科學方法解決問題的智慧，其中的科學精神和科學方法，至今仍具有很強的借鑒價值.

2開啟創新教育的新征程

新時代教育的核心是迎接知識經濟時代的挑戰，著重研究和解決基礎教育中如何培養中小學生的創新意識和創新能力的問題.但目前，教育的局限在于把以人為對象的教育視為大工業條件下標準化的生產，帶有強烈的機器文明的色彩.這種局限使人們忽視作為社會人的教師與學生的復雜性，忽視認知活動過程的復雜性，忽視教師與學生的首創精神.把狹隘的功利主義帶進教學課堂，不但降低了學生的創造性，而且影響了教師的首創精神的發揮，束縛了教師的發展.在新課改的背景下，科學教育方法更要與時俱進，承擔起創新教育的責任和使命，為培養新時代的創新人才貢獻力量.所以我們應以“創新”為核心，開創“物理科學方法教育”的新征程 .并從以下四個方面重點突破：

21重點開展“物理科學方法教育”對培養學生創新能力的研究

課程標準要求培養學生的創新意識和實踐能力，有的學者認為“創新能力是核心素養的核心，是核心素養寶塔尖上的明珠”.因此，我們應著力研究培養學生掌握一定的創造技能，懂得基本的發明創造的原理、方法與程序，養成創新的思想和意識.如利用物理儀器的構造式教學，不僅讓學生掌握儀器的基本技能，還要讓學生經歷儀器發明創造的過程，在這個過程中培養學生問題解決的能力，從而實現創新能力的培養.

22通過“物理科學方法教育”對提升教師自身創新能力的研究

學生創新能力的培養，離不開教師創新能力的提高，我們教師應增強自身的創新意識，提升自身創新能力的研究，才能為創新性人才的培養奠定基礎.如教師通過開發設計培養學生創新能力的活動和微視頻，就可實現自身的研究能力的提升.

23開辟“物理科學方法教育”研究的新課題

例如：（1） “物理科學方法教育”對落實核心素養的功能研究（“物理科學方法教育”的核心是創新，而創新又是核心素養的核心）；（2）“物理科學方法教育”的德育功能研究.（結合教育部2017.8頒發的“中小學德育工作指南”）；（3）各種高新科技成果、航空航天等“物理科學方法教育”因素的研究，由此提出許多新的課題，也是對我們物理教師自身的挑戰.

24探討研究“物理科學方法教育”的新方法與手段

張憲魁先生經過30多年的科學方法教育的理論研究與實踐探索，已形成了系統的科學方法體系.但是，我們還要通過課堂實踐，不斷拓展科學方法教育的視野，創新科學方法教育的新手段.

回顧張憲魁先生30多年對科學方法教育的理論研究與實踐探索，以及十屆科學方法教育學術研討會的分享交流，可以看到廣大中學物理教師從理念到行動的變化，可喜可賀.新時代，新征程，科學方法教育的事業任重而道遠，真正落實培養學生的創新能力，培養新時代的創新人才，還有很長的路.最后希望廣大教育同仁再接再厲，為物理教育事業做出新的貢獻.

參考文獻：

[1]田成良 注重科學方法應用拓展物理學科視野[J].物理教學，2017（01）：10-11.

[2]唐潔容，侯新杰.初中物理實驗教學中科學方法教育內容顯性化研究[J].中學物理，2018，36（12）：2-4.