新课程理念下重塑物理科学方法教育的价值.docx

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新课程理念下重塑物理科学方法教育的价值

新课程理念下重塑物理科学方法教育的价值

　　摘要：

本文从高中物理课程目标出发重新审视了物理科学方法教育的价值，深入探讨了物理科学方法同“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度与价值观”之间的关系，并在此基础上提出了教学中进行物理科学方法教育的“两个统一”原则：

方法教育与知识教育的统一；知识与技能的获得、方法的掌握、情感态度与价值观的形成同“过程”的统一。

　　关键词：

高中物理教育；物理科学方法教育；价值；教学建议

　　1.引言

　　21世纪是知识经济时代，科学技术日新月异，同时世界各国之间的竞争日趋激烈，国与国之间的较量集中体现为人与人素质的较量。

对于素质的界定，国内外学者有着不同的认识，通常将其构成要素界定为“知识与技能、科学方法、科学观和科学品质”［１］这四个要素，由此可看出科学方法对提高科学素养的重要性。

　　新课程标准提出的“课程目标”（知识与技能；过程与方法；情感、态度与价值观）有三个维度，也谈到了“方法”，可以看出，方法教育是课程目标的要求之一。

而且这三个维度之间并不是毫无联系的，特别是“过程与方法”在“课程目标”中与其他两者有着深刻的联系，而且科学方法的教育对于“课程目标”的实现具有重要意义。

　　2.新课程理念及相关概念的界定

　　2.1新课程的理念。

　　新课程的理念集中体现在《普通高中物理课程标准（实验）》中，它对物理学科的界定为：

“物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法。

”［2］从以上界定可以看出物理学本身包含着对“实验手段”和“思维方法”的研究，而方法的本质就是“解决某一实际问题，从实践上或理论上所采取的各种手段或方法的总和”［3］。

既然科学方法是物理学的内在要求，那么，物理学的发展一定伴随着科学方法的发展，物理学的教育当然也离不开物理科学方法的教育。

　　2.2相关概念的界定。

　　2.2.1物理科学方法。

　　物理学本身是一门理论和实验高度结合的学科，它特别强调正确而有效的研究方法和过程，严谨缜密的推理和归纳。

而物理学研究所采用的科学方法，从物理研究的一般顺序来讲可以理解为“物理学科学方法就是研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所采用的各种手段与方法”［4］。

可以说物理科学方法的实质应该是“手段”与“方法”，这与新课程理念规定的高中物理的“课程目标”是极为契合的，从另一个侧面说明在高中阶段进行物理科学方法的教育是极为必要的。

　　2.2.2物理科学方法教育。

　　物理科学方法教育一直以来困扰着教育工作者，“长期以来，物理科学方法教育是最不清楚的问题之一”［5］。

对于物理科学方法教育的疑惑主要集中在其内涵、途径、价值这几方面。

　　物理科学方法教育的界定简而言之就是“物理科学方法教育是指在物理教学过程中，有目的、有组织、有意识地渗透和传授研究方法，使学生在逐步掌握科学方法的同时，增强科学素养的活动”［6］，而更为完整的阐述为“高中物理科学方法教育，就是运用现代教育思想和教育手段，有目的、有计划、有步骤地传授和渗透物理学的研究方法，使学生受到科学方法的熏陶和训练，逐步掌握最基本的、最主要的物理科学方法，达到促进知识学习、增强实践能力和培养创新精神，树立辩证唯物主义的世界观，进而提高学生科学素养的目的”［7］。

相比前者，后者更加明确了方法同知识、能力、科学观的关系，较为集中地体现了物理科学方法教育的价值。

　　3.高中物理科学方法教育的意义

　　3.1实施物理科学方法教育有利于“课程目标”的实现。

　　从物理科学方法教育概念的界定不难发现：

高中物理课程目标中的每一维度都与科学方法有着深刻的联系。

　　3.1.1“知识与技能”与科学方法。

　　3.1.1.1科学方法寓于知识之中，又高于知识。

　　首先，“知识”与“方法”相互渗透，不可人为地割裂。

任何方法都不是孤立存在的，都是和一定的现象或者知识联系起来的，或者说方法都是渗透在知识之中的。

脱离了知识的方法，只能是毫无生气的、教条的、无法适应变化的；而同样知识也不能脱离方法而成为“纯粹的知识”，否则就会因为失去了贯穿知识的方法而成为一盘散沙，知识的学习也会变得低效和枯燥。

　　其次，掌握科学方法能够促进知识的学习。

布鲁纳的认知发展理论认为学习本身是一种认知过程，而“学生的知识结构包括某一学科领域的基本观念，它不仅包括掌握一般原理，而且包括学习的态度和方法。

通过科学方法的参与，客观存在的物理知识结构才能转化为学生头脑中的正确认知结构。

准确、合理的认知结构促进知识的进一步学习”［8］。

由此可见，科学方法的掌握并不是独立于知识学习之外的，而是可以有效促进知识学习，并使之更为高效和丰富多彩的。

　　从上面的分析可以看出，方法教育不但渗透于知识教育之中，而且“科学方法教育比知识教育具有更长远的意义［9］。

　　3.1.1.2科学方法是技能培养的重要内容。

　　《高中物理课程标准（实验）》对“技能”的要求为“认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验；能尝试运用有关的物理知识与技能解释一些自然现象和生活中的问题”［2］。

高中物理对技能的要求偏重于物理实验中常用的技能，以及将所学知识运用到实际生活中去解决实际问题的能力。

因此，这里的“技能”不再是单一的实验操作，而是更为高级的独立操作能力、应用物理理论的能力。

而能力的获得和方法的掌握有着密切的联系。

　　“一般地说，如果一个人掌握了完成某种任务的方法，就意味着他实际上已经具备了完成这种任务的能力。

人们完成任务的能力，与他们掌握完成这方面任务的方法的自觉程度和熟练程度是密切相关的”［１0］。

也就是说，技能的“习得”过程，也是方法的掌握过程，两者共同在一个过程中完成。

从一定程度上可以说，方法的掌握与否可以成为衡量某一技能掌握与否的重要指标，进行科学方法教育对于能力的培养是必然的选择。

　　至此，知识、技能、方法之间的关系十分明显：

方法是联系知识和能力的桥梁；方法渗透于知识之中，但又高于知识（法国科学家笛卡尔曾说：

“最有价值的知识是关于方法的知识。

”［１1］）；方法的掌握是技能培养的重要内容。

　　3.1.2“过程与方法”与科学方法。

　　从这个目标可以清楚地看出它已经包含了“方法”，更为重要的是还有“过程”，这也提示我们，在实现课程目标的同时，必须重视诸多过程――比如物理史上重大发现的过程、重要理论的形成过程、重要公式的推导过程等。

加强“过程”的呈现，首先可以使学生更加深刻地感受到物理学家是怎样经过艰辛的努力去认识客观世界的，有利于学生树立远大的理想，逐渐形成不畏艰难的意志，这也有利于科学态度的培养，更为重要的是可以把科学方法贯穿其中，使得知识、科学方法的融合更为自然。

其次，科学方法教育能够优化物理的教学过程，“在物理知识教学过程中，同步进行物理科学方法教育，能够引导学生透过事物的现象深入本质的科学思维方法，从而促进学生认识能力的发展，使学生在知识的学习中不仅知道知识的本来面目，而且知道知识是如何获得的。

进行科学方法教育有利于学生在知识获得的过程中对知识本身的理解，有利于学生建构新的知识结构”［１2］。

　　因此，物理科学方法教育在使得知识与方法紧密结合的同时，还可以使得教与学更加高效，这就为“情感、态度与价值观”的培养提供了可能。

　　3.1.3“情感、态度与价值观”与科学方法

　　由于物理学的发展史本身就是一部物理学家通过不懈努力逐步加深对客观世界认识的历史，也可以说是一部科学方法创新的历史，因此，在展现物理过程、阐述物理方法的过程中就不可避免地会给学生以精神上的熏陶，会促使其认识到历代物理学家坚韧不拔、刻苦钻研、无私奉献的精神，以坚定终身学习的信念、树立崇高的理想。

　　另外，物理学是自然科学的基础，蕴含着对物质世界本质的看法，“物理学是关于物质的基本性质和能量转化的知识体系，可以说，物理学是其他自然科学和哲学的基础。

物理科学方法必然与世界观密切相关……只有掌握了正确的思想方法和工作方法，才能提高学生的科学素养和科学鉴赏力，培养创造性能力，加快创造性人才的培养；只有了解了科学方法的内在规律和过程，才能在更深层次上理解科学，从而提高学习科学知识的自觉性。

学习科学方法论也有助于更好地学习唯物辩证法，树立科学的世界观”［１3］。

　　总之，实施物理科学方法教育有助于学生更好地学习、理解唯物论和辩证法，促进科学世界观的建立。

　　3.2实施物理科学方法教育有利于课程标准中“培养目标”的实现。

　　高中物理的“培养目标”是“进一步提高中学生的科学素养”，为了达到这个最高目标，新课程标准提出了课程基本理念，包括课程目的（提高全体学生的科学素养）、课程结构（注重共同基础，体现选择性）、课程内容（体现课程的时代性、基础性和选择性），最后新课程标准为课程的基本理念制定了载体和评价的标准――“课程目标”。

“课程目标”是物理学科高中阶段新课程理念的集中体现，从一定意义上讲，课程目标的实现与否直接制约着高中物理教育最终目标――“培养目标”能否实现。

　　为了更好地实现课程标准的“培养目标”，就必须在深刻理解课程理念的基础上完成课程目标，而通过前面的分析可以看出科学方法教育对于三维的课程目标的完成起着关键的作用，因此，在高中物理教学中进行有效的科学方法教育就成为实现“培养目标”的必要条件。

　　3.3实施物理科学方法教育是世界教育的趋势。

　　在知识大爆炸的时代里，为了应对面临的各种挑战，很多“国家和地区在制定课程目标时，都将科学方法列为目标之一，……世界各国，特别是美国、英国、法国、德国、俄罗斯、日本、韩国等发达国家十分重视科学方法的教育，普遍强调要让学生懂得‘研究方法’，要掌握‘获得知识的程序和手段’，要学会‘科学思维’”［１3］。

如1996年美国国家研究理事会颁布了《国家科学教育标准》，物理教育中采用的新的教学方法都必须能够反映物理学本身的研究方法，强调把科学探究作为一种认识世界的有效方式；在美国哈佛大学担任校长十年、现任哈佛名誉校长的陆登庭认为：

“哈佛大学给予学生的是一种学习的方式和解决问题的方法。

”［１4］而英国的科学教育无论是从分科教育向综合平衡的科学教育转变，还是从知识教育向科学探究转变，都突出科学方法、科学思想在日常生活中的应用。

　　世界发达国家虽然在教育理念、教育目标等方面存在许多不同之处，但是通过以上分析不难看出，在进行物理科学方法教育这一认识上一致认为是十分必要的。

　　4.教学建议

　　既然科学方法教育不仅是必要的，而且是必需的，那么在实际的物理教学中就应该遵循以下原则。

　　4.1方法教育与知识教育的统一。

　　如果能够在知识的传授中合理渗透科学方法将是极有效果的：

不仅能让学生了解科学方法，而且会促进学生对知识的理解和掌握。

根据布鲁纳的理论，“学习本身是一种认知过程”，学生的知识结构不应只包括某一学科领域的基本观念，而且包括学习的态度和方法，通过科学方法的渗透，学生才有可能在头脑中形成正确的、动态的认知结构，这样也为学生进一步地学习奠定了良好的基础。

方法与知识的不可分离的特性决定了在实际教学过程中不能人为地把它们割裂开，而应采用多种途径去实现它们的统一。

比如可以采用显性教育与隐性教育相结合的方式，“所以物理科学方法教育需要隐性教育与显性教育相结合，在不同阶段对不同内容各有侧重，显性教育与隐性教育常常是相互交叉的，不能因为在这里要采取隐性方式就一点显性教育的内容都不敢提，隐性起步、及时显化是科学方法教育的特点，当某一方法在某一知识教学中达到‘呼之欲出’的程度时，就应及时进行显性教育。

当然不能因为要采取显性方式就系统地讲述科学方法知识，显性教育方式的精髓在于点到为止、适可而止的科学方法的学习”［１2］。

　　4.2知识与技能的获得，方法的培养，以及情感态度与价值观的形成同“过程”的统一。

　　首先，知识与技能的获得，以及方法的掌握不是一蹴而就的，而是通过不断进行知识的积累，以及认知的重构，反复进行才能实现的。

因此，可以在教学过程中设置科学的方式以帮助学生完成这个过程；而情感、态度与价值观的形成更是需要一个长久的过程，这就要求在实际的物理教学过程中时刻注意将其考虑在内，设计出合理的教学方案，使得情感、态度与价值观的渗透富有成效。

　　其次，学生学习物理概念和物理规律是一个由简单到复杂、由具体到抽象的过程，物理思想和方法的渗透也只能在学生学习具体物理知识的过程中逐步展开，教师的教是由教学过程来实施的。

因此，无论是教师的教，还是学生的学，都需要合理的过程，以完成既定的目标。

　　4.结语

　　综上所述，加强物理科学方法教育在高中物理教育中有着非常特殊的地位和极为重要的作用，因此，从新课程的三维“课程目标”入手，深刻理解科学方法教育，可以高效开展物理教学，更容易实现“课程目标”、“培养目标”。

同时，这也是世界教育趋势大背景下的必然选择。

　　参考文献：

　　［1］周华.高中物理课堂教学中科学方法教育的现状及对策分析［D］.2007，09.

　　［2］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.

　　［3］廖林.高中物理科学方法教育实践研究［D］.2009，04.

　　［4］张宪魁.物理科学方法教育［M］.青岛海洋大学出版社，2000.

　　［5］张锦科，高中物理科学方法教育的实施建议［J］，教育科学论坛，2011，

（2）：

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　　［6］张博.新课标下中学物理科学方法教育的探究［D］.2007，09.

　　［7］宋淑飞.新课程下高中物理科学方法教育实施策略研究［D］.2009，05.

　　［8］陈万峰.高中物理教学中实施科学方法教育的途经研究［D］.2007，05.

　　［9］姚勇.运用原始问题促进中学物理科学方法教育的研究［D］.2007，05.

　　［10］陈万峰.高中物理教学中实施科学方法教育的途经研究［D］.2007，05.

　　［11］肖文志.中学物理科学方法的教育研究［D］.2004，04.

　　［12］张云丽.在物理教学中加强科学方法教育的研究［D］2008，05.

　　［13］周华.高中物理课堂教学中科学方法教育的现状及对策分析［D］.2007，09.

　　［14］包静，林荣，宋阳.新课程背景下物理学的科学方法教育［J］.辽宁教育行政学院学报，2007，（01）：

101.