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1、把握科学教学特点 有效渗透科学方法近年来科学方法教育的研究成为教学研究的热点之 一，且有了一批理论和实践研究成果。但就笔者所见，这些 研究大多是针对高中教学的，而针对在初中科学这样的综合 性课程中实施科学方法教育的论述却较少。怎样结合教学的 实际，有效地进行科学方法教育是当前初中科学教学中亟待 解决的问题。本文将结合笔者的教学实践，探讨怎样根据初中科学教 学的？热荨3.踔醒？生的特点，有效地实现科学方法教育，对 于实际教学中常见的疑难问题，比如如何处理思维方法教学， 如何处理显性教育与隐性教育的关系，实践中怎样进行显性 教育等问题进行了较为深入的探讨。一、科学教学中科学方法教育的特点及应对 要
2、在科学课程中有效地进行科学方法教育，必须始终把 握科学教学 ？热莸奶氐愫统踔醒 ？生的特点，即我们所教授的 课程是物理、化学和生物三门学科的综合，课程教学对象的 年龄仅有十五六岁。要把科学方法教育的一般原则、规律与 这些特点密切结合起来组织教学，将科学方法教育渗透到教 学？热葜腥了 ?1. 根据课程的特点进行教学 科学课程中包含的物理、化学、生物三个学科的知识 热荩 ?都属于自然科学的范畴，因此所涉及的科学方法就有 自然科学所共有的一般研究方法；由于研究对象的不同，这 三个学科又有各自特殊的研究方法，即使在同一学科中，也 包含多种科学方法的运用。面对科学课程的这一特点，我们必须突出重点的科学方
3、 法。在科学课程教学中，首先通过分析教材 ?热荩 ?挖掘隐含 在其中的科学方法因素，在对教材中的科学方法教育目标层 次、目标要求进行分析的基础上，突出在三个学科中均有体 现的自然科学的一般研究方法， 比如观察、 实验、科学抽象、 数学、归纳法、演绎法、分析和综合等。在各学科的特殊研究方法中，突出该学科最重要的那些 方法，特别要注意从整体上把握各学科的规律、 方法和思想。 比如生物知识教学中，要凸显“生物与环境相适应，形态结 构与功能相适应”思想。化学知识教学中，需着力体现“组 成、结构决定物质性质，性质又决定其存在、用途和鉴别方 法” “反应物的状态和反应条件决定实验室制取气体的发 生装置，气
4、体的水溶性和密度决定收集方法”两大规律。物 理知识教学中，对概念，重在分析、比较、抽象、概括；对 规律，注重归纳、演绎；对实验，则侧重“据实验目的，确 定实验原理（可用公式表示，比如密度、电阻、电功率、机 械效率的测定等） ，制定实验方案，选择所需的器材，理清 实验步骤，设计实验记录表，确定减小误差的方法”这一思维路径。2. 根据初中学生特点进行教学 不同年龄层次的学生心理特点、思维规律、理解能力是 不同的，高中生与初中生甚至初中不同年级的学生都是有区 别的。因此，在进行科学方法教育的时候，要从学生的实际 出发，根据学生的年龄特点，选择最有利于学生发展的教学 方法。具体来说，有如下几点。（ 1
5、）在对初中学生进行科学方法教育的时候，要特别 注意教学方式，选择合适的时机和适宜的知识载体，要充分 考虑并依据初中学生的年龄心理特征、 接受水平、 学习能力， 设计出科学合理的教育目标，做到量力而行。（ 2）科学方法教育应体现不同的层次性，根据学生的 思维发展特点，遵循学生的认知规律，循序渐进。对于初中 学生来说，科学方法的学习往往不是一两次的涉及就能完成 的。为了达到学习目标 ,需要精心地进行设计 ,力求具有典型 性,具有适当的反复、 变式和梯度。 循序渐进也体现在对科学 方法教育的要求上，要在适当时机引导学生讨论、总结这些 方法特点及其应用要点等 ,使学生的认识逐步地深化， 逐步地 实现科
6、学方法教育由隐性方式向显性方式过渡。（ 3）考虑学生的特点， 也意味着要兼顾到学生的发展。 为了与高中教学相衔接，突出在整个中学乃至学生将来深造 所需要的科学方法，比如理想化方法、数学方法、控制变量 法等，它们虽然在初中科学中出现的频率并不算很高，但到 了高中阶段却是很重要的方法，因此有必要为后续的学习打 下一个深厚的基础。二、科学课程中有效进行科学方法教育的实践1. 似墨染宣纸，渗透科学方法 在中学阶段各学科进行科学方法教育的主要方式为渗 透，考虑到初中学生的特点，要更加注意渗透的方式。例如，观察方法是科学方法中最重要的方法之一。在进 行“观察方法” 的教育时， 考虑到初中学生好奇心强的特点
7、， 因此在上七年级生物绪论课时，可以从激发他们的好奇开始， 介绍科学观察的基础知识；在后续的生物课程学习中，可以 结合相关的生物学实例，进一步简介有关科学观察的基础知 识，结合有关生物形态、结构、生理功能等典型实例，指出 科学观察要有明确的目的性、客观性、全面性以及要积极思 索。随着学习的深入，继续在其他场合进行“观察方法”的 教育，在教学中应该把出于好奇的观察提高到有目的的观察。以化学实验为例，在实验过程中，尤其要培养学生观察 的条理性、敏锐性、精确性，使学生掌握观察技巧，领悟科 学方法。要训练的观察方法和技巧是：能按一定程序进行系 统观察。对于化学反应能按“反应前、反应中、反应后”的 程序
8、观察；对实验装置能按“整体 -部分 -整体”的顺序进行 观察。如对实验室制取氧气的装置的观察， 先从整体到部分： 从左到右由发生和收集装置两部分组成；再从部分到整体： 每一部分从下到上由什么仪器组成，如何连接在一起。能通 过对比观察、重点观察和重复观察来突出观察目的，强化观 察效果。 对现象变化不很明显、 区分度差的观察对象， 如 CO2 通入紫色石蕊试液后的颜色变化，通入澄清石灰水出现的浑 浊现象等，能通过对比观察，获取清晰的效果。2. 借学科综合，融会科学方法由于科学课程？热莸亩嘌B菩裕？决定了课程中的科学方 法也呈现兼融互渗的特点。这里所说的“兼融互渗”包含两 层意思：同一方法在多学科、
9、 多场合的应用和一个科学知识 ？ 热萸I娴蕉喔龇椒0 ?（1）同一方法在多学科、多场合的应用 近代科学的进一步发展，揭示了物质的不同存在形式和 运动形式之间存在着 ？仍诘谋局柿 ？系，发现了原来被分割开 的各门学科之间的联系和共性，以及各门学科所共有的最基 本、最本质的概念。在这种综合中，自然界的本质进一步得 以显示。 1科学课程给我们提供了揭示、体会这种本质的舞台。在 课程中往往存在着一种科学方法对应着三个学科中不同知 识点的情况。如观察法在物理、化学、生物的中均有应用。因此要充分利用好课程的特点，在教学中让学生整体地了解 科学的本质以及与各学科之间相互渗透的特点。（ 2）同一知识 ?热萆
10、?透多种方法 科学课程中还经常遇到在一个知识点中体现了多个科 学方法的情况，这是因为每一个科学理论的产生、发展和应 用, 都是多种科学方法综合运用的结果。如在研究滑动摩擦 力与哪些因素有关时，同时用到了观察法（观察弹簧测力计 示数）、转换法（把测量滑动摩擦力转换成测匀速拉动时拉 力的大小）、归纳法（把滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程 度和面积的关系进行归纳）和控制变量法（在研究滑动摩擦 力与压力有关时控制接触面粗糙程度不变）等方法。这时教 师要将各种方法有机地结合在一起进行教学。使学生从不同 的角度来思考问题，从而开阔学生的思维空间，激活学生思 维的灵活性，提高思维品质，提升科学素养，培养学生的
11、综 合能力。3. 展思维过程，揭示科学方法 思维方法是科学方法教育的重要 ?热荩 ?初中科学教学应 使学生掌握一些基本的思维方法，如比较法、分类法、类比 法、归纳法等。教学中，要充分重视思维方法的教育，使学 生具备初步的分析和综合能力。由于初中学生抽象思维能力水平的限制，思维方法 的教育是个难点。要克服这个难点，教师对每一个知识点， 都要设计出合理的、适合初中学生特点的思维程序去组织教 学，在教学过程中要充分暴露自己的思维过程，有时候甚至 有意识地故意暴露一些错误的思维过程。比如一些一流的科 学家在上课的时候往往是尽情地按照自己的思路进行分析、 演绎、推导，在此过程中，给了学生一个思维模仿的平
12、台， 即使出现了错误，也使得学生知道了是怎样出错的。比如对概念教学，从方法论的角度来看 , 一般是在观察 实验的基础上用分析、比较、抽象、概括等抽象思维的方法 揭示出事物本质属性的过程 ,而对于以形象思维为主的初中 学生而言，无疑是有一定难度的。为了突破这一思维方法教 育的难点，笔者在概念教学中，采用“断词断句法” ，即把 概念中的重点字句抠出来，展示自己的理解过程，因为这些 字句或揭露了事物的本质，或指出了事物变化的范围和条件， 或反映两个事物的区别与联系，通过这种方法克服难点，同 时再辅以相应的实验或者事例，促使学生的思维从形象思维 到抽象思维的过渡。如“电磁感应”的概念： “闭合电路的一
13、部分导体，在 磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流” ，这 里，笔者就分划线部分字词并设计相应的实验加以突破。又 如“反射”概念，生物体通过神经系统对外界和?炔康母髦执碳朋鞒龅挠y鹦苑从r?对划线部分字词笔者则设计了相 应问题并展开实例分析。久而久之，学生在潜移默化中习得了这种本领，当学习 “酶”的概念时，他们就能拆解提炼概念中的关键词“活细 胞制造”“有催化能力”“蛋白质” 而大做文章了。 因为是 “催 化剂”，所以在“反应前后，其质量和化学性质均不变” ；因 为是“蛋白质” ，所以和“激素”差不多，在食用后，可被 “消化分解为非蛋白质成分” 。展思维过程，不仅要在概念教学中运用，
14、在课堂教学、 实验教学的各个环节以及习题乃至探究活动中都要运用，且 要根据不同的 ?热莶捎貌煌 ?的方法。如在习题教学中，教师 不能只注意问题的解决，而更要注重暴露自己的思维过程， 让学生学到分析问题、解决问题的科学方法，激发学生主动 参与，积极思考，促进思维能力的发展。4. 重显性教育，应用科学方法科学方法教育可以分为隐性方式和显性方式两个教育 阶段。科学方法教育的终极目的是使学生掌握、?然 ?、自如地应用科学方法，这应该是我们教学所追求的重要目标。而 实现此目标的重要步骤，就是进行科学方法的显性教育方式。（ 1）进行显性教育方式的基本策略 首先要把隐性渗透的文章做深做透。对于初中低年龄的
15、学生，要通过隐性教育的方式，使他们感受科学方法，受到 科学方法的启蒙和熏陶，初步体会科学研究的方法和策略， 这也为下一步显性教育创造条件，又避免过多地增加信息量 和教学的抽象性。 2在隐性渗透的基础上适时地进行显化。根据科学方法在 教材中出现的频数、重要性以及学生对该方法掌握的程度等， 及时地选择一些特别重要的、常用的方法，如观察法、控制 变量法等，不惜浓墨重彩， 明确地强调、 给出该方法的特点、 用法及操作过程 ,让学生掌握。 在这个过程中同样要注意学生 的特点，不能离开知识讲方法， 要循序渐进， 不能一步到位。 将这些方法固化在学生的头脑中 ,并形成学生的思维品质。（ 2）从隐性到显性教育
16、方式转变的实践 在前面讲到“观察”方法的时候，实际已经体现了从隐 性到显性教育方式转变的过程：在初始阶段采用的是隐性方 式，而到了八年级化学实验时，就开始明确提出了该方法的 特点、 ?热莺凸鄄斓募记桑 ?有意识地引导学生领悟、应用该 科学方法，从隐性教育方式转变到显性教育方式。以下再以 “控制变量法”的教学为例。首先，在七年级上研究“蒸发快慢的因素实验”时，我 们只要求学生初步了解在研究液体温度对蒸发快慢的影响 时，能有意识控制液体的表面积和液体上方空气流动快慢两 个因素相同即可。在这个阶段，我们所做的仅仅是让学生感 受“控制变量”的作用，初步认识“控制变量法” ，体会研 究问题的的方法和策略
17、。在此阶段，配合精选练习，强化学 生对“控制变量法”的感受。到了八年级下研究“电磁铁的磁性与线圈匝数、有无铁 芯和电流的大小的关系” 时，则可以有意识地将 “控制变量” 引入整个探究环节，包括由探究目的确定自变量、因变量， 并据此设计实验记录表，学会科学地描述实验结论。在九年级上，则可自设探究主题课“不同浓度硫酸铜溶 液对水稻种子萌发的影响” ，指导重点放在实验方案的设计 与评价上。课中，老师可通过一系列问题，如“我们要研究 的问题是什么”“做这个研究， 要改变什么”“改变这个条件， 可能会发生什么变化”等，引导学生理清自变量和因变量的 关系，尽可能全面、详尽地分析应控制相同的无关变量，通 过
18、对随机分组（挑选健康饱满的活种子并等分成 5 组）、设 置对照（排除偶然性）、条件适宜（垫上细沙，恒温 25 C, 置于等大培养皿中，定时、定量加等量水或溶液） 、重复实 验等无关变量操作策略的指导， 使学生深刻领会 “控制变量” 的?群 ?。而方案评价上，可通过对实验结果预测的评价，使 学生分清结果与结论的不同。通过对实验记录表的评价，发 现三个变量在表格中的地位，并在对由自变量确立实验组数 的技巧上做出详尽的指导。在对方法的掌握有了一定的基础后，就可以对方法进行 总结。同时，教师要创设情境，尽可能地结合实际问题，例 如让学生进行探究活动，在活动中解决问题，这不仅需要拥 有科学知识，而且更需要运用所学的科学方法。教师要加强 对学生探究活动的指导，让学生主动地观察、思考、实验、讨论，使之沿着科学的思路逐步掌握其中的科学方法。参考文献：1 廖伯琴，张大昌 . 物理课程标准解读 M. 武汉：湖 北教育出版社， 2002： 18-19.2 巫亚珍 . 初步探讨初中物理探究教学中渗透科学方 法的教育 D. 苏州：苏州大学， 2009： 22-23.