寓科學(xué)方法教育于科學(xué)探究之中

馮得會(huì)

普通高中物理課程落實(shí)立德樹(shù)人教育根本任務(wù)，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法，提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。物理教師應(yīng)該重視科學(xué)方法的教育價(jià)值，幫助在學(xué)生探究物理知識(shí)的過(guò)程中掌握科學(xué)方法，為學(xué)生未來(lái)發(fā)展奠基。高中物理是高中生學(xué)習(xí)自然科學(xué)的基礎(chǔ)課程之一，旨在幫助學(xué)生在義務(wù)教育物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高科學(xué)思維、科學(xué)探究的能力，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)責(zé)任意識(shí)，立志獻(xiàn)身祖國(guó)的科學(xué)事業(yè)。其學(xué)科價(jià)值在于運(yùn)用物理知識(shí)探索解決社會(huì)生活中的物理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀，教師要引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究物理知識(shí)的過(guò)程中掌握科學(xué)探究的方法。

科學(xué)方法是科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵

學(xué)生物理學(xué)科的科學(xué)探究素養(yǎng)主要是指學(xué)生在觀察現(xiàn)象、進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)物理問(wèn)題、提出物理猜想或者假設(shè)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方案、開(kāi)展探究物理知識(shí)活動(dòng)，依據(jù)探究或者實(shí)驗(yàn)證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，并將自己的研究成果與同伴分享交流、對(duì)自己的研究成果進(jìn)行評(píng)估和反思。這些科學(xué)探究的活動(dòng)，無(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)，都要講究科學(xué)方法，學(xué)生科學(xué)方法的教育是提高學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵。

掌握科學(xué)方法的內(nèi)涵 教師的教育理論水平影響教學(xué)理念的確立和教學(xué)行為的改進(jìn)。教師掌握科學(xué)方法的含義及其有關(guān)理論對(duì)于開(kāi)展科學(xué)方法教育具有重要意義，有助于引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識(shí)的過(guò)程中認(rèn)識(shí)科學(xué)方法、運(yùn)用科學(xué)方法。教師把科學(xué)方法教育與學(xué)生物理知識(shí)探究的具體實(shí)際結(jié)合起來(lái)，從而更有效地引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展物理探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助學(xué)生在探究知識(shí)的同時(shí)總結(jié)出具有普遍意義的物理學(xué)習(xí)規(guī)律。

重視科學(xué)方法教育的價(jià)值 科學(xué)方法的教育是高中物理教學(xué)的重要組成部分，也是高中物理落實(shí)立德樹(shù)人的重要方面。立德樹(shù)人要求教師引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識(shí)的同時(shí)，掌握科學(xué)方法，科學(xué)方法教育是培養(yǎng)學(xué)生物理科學(xué)探究能力的重要途徑。高中物理知識(shí)主要由概念、定律、原理及其相互關(guān)系組成，科學(xué)探究是學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)的基本方式，科學(xué)方法是科學(xué)探究的基本方法。物理學(xué)科中任意部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，都可以采取物理實(shí)驗(yàn)、物理原理、數(shù)學(xué)應(yīng)有的步驟，這些步驟包含著學(xué)生的科學(xué)探究和科學(xué)方法運(yùn)用。

寓科學(xué)探究中進(jìn)行科學(xué)方法教育

科學(xué)方法是學(xué)生物理知識(shí)探究及物理知識(shí)運(yùn)用最重要的方法，學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中科學(xué)方法的運(yùn)用更能體現(xiàn)學(xué)生處理物理知識(shí)、方法和能力的關(guān)系。物理教學(xué)的實(shí)踐已經(jīng)證明，科學(xué)方法的運(yùn)用能不斷增長(zhǎng)學(xué)生物理探究的能力。

依據(jù)科學(xué)的方法設(shè)計(jì)科學(xué)探究情境 科學(xué)方法不僅是方法還有途徑或者手段，物理探究過(guò)程中的科學(xué)方法主要是符合物理知識(shí)構(gòu)建的、符合學(xué)生認(rèn)知能力的正確的學(xué)習(xí)方法。物理學(xué)科科學(xué)方法的教育更重要的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，主要是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析、綜合、抽象、概括物理現(xiàn)象，把探究物理知識(shí)與探究實(shí)際問(wèn)題解決密切聯(lián)系起來(lái)，教師通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)情境，把科學(xué)方法、科學(xué)探究、學(xué)科素養(yǎng)有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，統(tǒng)一在探究過(guò)程之中。探究過(guò)程中的科學(xué)方法并不是直接表達(dá)出來(lái)的，而是隱藏在探究過(guò)程之中，影響著信息的獲取、知識(shí)的運(yùn)用。以“歐姆定律”教學(xué)為例，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)法的探究情境，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究某段導(dǎo)體的電壓、電阻、電流問(wèn)題;學(xué)生通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)變量，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的變化關(guān)系，繪制函數(shù)圖像，推導(dǎo)歐姆定律表達(dá)式。整個(gè)探究過(guò)程貫穿著科學(xué)方法，科學(xué)方法在學(xué)生物理知識(shí)探究過(guò)程中發(fā)揮極其重要的作用，學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)情境中真正領(lǐng)略到科學(xué)方法和物理知識(shí)的內(nèi)涵，科學(xué)探究的能力就會(huì)得到明顯提高，科學(xué)探究的素養(yǎng)就會(huì)自然地形成。

科學(xué)方法的運(yùn)用提升科學(xué)探究的素養(yǎng) 采取科學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)探究，不僅具有獨(dú)特的認(rèn)知功能，還有獨(dú)特的教育功能，有利于學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的形成。引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究中掌握科學(xué)方法的一般路徑是透過(guò)物理現(xiàn)象運(yùn)用科學(xué)方法探究物理知識(shí)。以物理概念教學(xué)為例，物理概念是學(xué)生探究物理規(guī)律的基礎(chǔ)，學(xué)生探究物理概念同樣要運(yùn)用科學(xué)方法，首先要明確掌握某個(gè)物理概念的必要性，其次是運(yùn)用科學(xué)思維從不同角度理解這個(gè)概念，透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)這個(gè)概念的本質(zhì)，達(dá)到掌握這個(gè)物理概念。如學(xué)生探究牛頓運(yùn)動(dòng)定律、學(xué)習(xí)電磁學(xué)，就要做好“力”的概念的理解，掌握有關(guān)力學(xué)的基本知識(shí)。學(xué)生在探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，就要理解掌握“加速度”概念。教師可以通過(guò)播放火車啟動(dòng)、汽車開(kāi)始行駛、飛機(jī)起飛以及行駛的火車進(jìn)站、行駛的公交車進(jìn)站、飛機(jī)落地機(jī)場(chǎng)跑道上滑行到停下的視頻，讓學(xué)生從諸多的變速運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)用科學(xué)方法探究速度變化的快慢不同，差別很大;讓學(xué)生探究速度的變化量相同時(shí)，速度的快慢變化與所用的時(shí)間之間的關(guān)系，探究得出加速度的公式。科學(xué)方法能夠把不同的物理知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，助力學(xué)生形成系統(tǒng)化的物理知識(shí)認(rèn)知結(jié)構(gòu)，為運(yùn)用物理知識(shí)探究實(shí)際問(wèn)題解決打好基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過(guò)觀察、獲取信息，借助模型，運(yùn)用科學(xué)思維，探索物理知識(shí)及其相互關(guān)系;再運(yùn)用物理定律、原理，借助數(shù)學(xué)工具解決物理實(shí)際問(wèn)題，更加能夠幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法，教師有必要結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)歷設(shè)計(jì)物理運(yùn)用情境，讓學(xué)生在探究物理實(shí)際問(wèn)題中深化科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)，掌握科學(xué)方法這把“金鑰匙”。

（作者單位：江蘇省姜堰中學(xué)）