潘秀娟+張抗抗

摘 要：本文針對科學方法隱性教育中存在的方法模糊、隨意等弊端，以《磁場》一節(jié)的教學為實踐展開科學方法顯化教育的探索，使學生有意識地接受科學方法的訓練，并在實踐中加深對科學方法的理解和認識，從而提高學生的科學素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學方法；顯性化；初中物理；磁場

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）12-0031-3

1 問題的提出與分析

1.1 問題的提出

科學方法作為連接物理現(xiàn)象和物理知識的紐帶及提高學生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)涵，在科學教育中倍受關(guān)注。我國《物理課程標準》（2011年版）提出：“義務教育物理課程作為科學教育的組成部分，是以提高全體學生科學素養(yǎng)為目標的自然科學基礎(chǔ)課程。此階段的物理課程不僅應注重科學知識的傳授和技能的訓練，而且應注重對學生學習興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學態(tài)度、科學精神等方面的培養(yǎng)”。[1]與此同時，國際上對科學方法教育研究亦熱度不減，研究指出：科學素養(yǎng)作為國際科學教育的核心目標，科學方法是其重要內(nèi)容。[2]著名科學哲學家皮爾遜多次強調(diào)：“科學方法是通向整個知識區(qū)域的唯一門徑?！笔聦嵣希茖W方法已成為許多國家和地區(qū)制訂課程目標的重要內(nèi)容之一。

科學方法是指：人們認識和改造客觀世界的實踐活動中總結(jié)出來的正確的思維方式和行為方式。[3]科學方法作為一種基本的研究途徑、方式，與科學概念、規(guī)律這些知識性內(nèi)容是相平行的，均包含在科學的范疇。然而，與知識不同的是，科學方法涉及的不是物質(zhì)世界本身，而是人們認識物質(zhì)世界的途徑和方式，是高度抽象的。因此，它并不直接由學科知識內(nèi)容來表達，而是有它自己獨特的表達方式，并且比概念、定理、定律、公式這類知識更加抽象和隱蔽。[4]與此同時，科學方法支配著物理知識的獲得和應用，是形成知識結(jié)構(gòu)的綱領(lǐng)和脈絡。[5]

基于此，物理科學方法教育逐漸形成了隱性教育方式。具體而言，在教學過程中一般不出現(xiàn)科學方法的名稱，而是通過物理知識教學滲透方式隱蔽地發(fā)揮科學方法的導向作用，以期學生在學習過程中獲得熏陶，潛移默化地體會并領(lǐng)悟科學方法。遺憾的是，在物理教學實踐中，隱性的科學方法教育方式并沒有取得理想的效果。究其原因，就教育的本質(zhì)特點而言，教育主要是通過有意識、有目的施加影響，從而實現(xiàn)教育人的目的，而隱性教育恰恰忽視了這一點。對學生而言，學生長期的學習使其已經(jīng)習慣于教師講什么就學什么，教師強調(diào)什么就注意什么，教師沒有明確強調(diào)的內(nèi)容就不去思考。[5]

1.2 教學分析

《磁場》作為九年級物理《電與磁》的首節(jié)，是整章知識展開的起點，是學生理解并掌握電磁現(xiàn)象的奠基課。其內(nèi)容由“磁現(xiàn)象”“磁場”“地磁場”三部分構(gòu)成。教材在編寫時主要通過讓學生了解生活中的一些磁現(xiàn)象，再結(jié)合實驗來感悟磁場，從而使學生知道用磁感線來描述磁場。然而遺憾的是，究竟什么是“場”，借助哪些物理方法建立磁場的概念，以及為什么要用磁感線來描述磁場，初中學生并不清楚。

究其原因，就教學層面而言，無論是教材的編排，還是教師的教學，均對研究磁場的科學方法采取隱性處理，試圖使學生自己體會和領(lǐng)悟。因此，采用隱性的科學方法教育就導致了認識磁場的存在及用磁感線來描述磁場一直以來成為本節(jié)課的教學難點。反觀《物理課程標準》（2011年版）對本節(jié)的要求是：“通過實驗認識磁場”，[6]這樣僅僅用“通過實驗”四字簡單帶過，其實質(zhì)亦未顯化出建立磁場概念背后所蘊含的科學方法，這也在很大程度上從政策層面遮蔽了科學方法教育，進一步促使其成為教學難點。

2 教學設計與闡釋

基于對磁場教學的洞察及已有文獻的深入研究，我們立足教師的教與學生的學，沿尋科學方法的邏輯，通過顯化被遮蔽的科學方法，對磁場教學展開新的探索，教學流程見圖1。

具體而言，由于教學貼近生活，并以學生原有知識為新知識的生長點，更利于激發(fā)學生的學習興趣并取得好的教學效果。因此，首先由“簡單的磁現(xiàn)象”入手，搭建問題“腳手架”。教師通過演示磁鐵靠近銅、鐵、鋁片、大頭針等物體，引導學生通過觀察現(xiàn)象，歸納出磁性的概念，并在此基礎(chǔ)上，進一步演示條形磁體的N極分別靠近懸吊著的條形磁體的N極、S極，使學生歸納出磁極間的相互作用（實驗歸納法）。從而使學生在“玩中學”“做中學”，循序漸進過渡到探究磁場分布情況的原始物理問題情境中（轉(zhuǎn)換法）。本環(huán)節(jié)每個小組學生利用透明膠片和4枚小磁針畫出磁場的大致的分布情況，然后將10個小組的透明膠片“疊加”在一起，合作、共享出磁場的分布情況，實驗探究的同時感悟由“點-面-體”逐步建立“磁場”的空間概念（簡單枚舉法、實驗歸納法），再通過對比、評價實驗方案的優(yōu)缺點，學會用磁感線描述磁場（理想模型法）。

對于“地磁場”部分的教學采用“互聯(lián)網(wǎng)+微視頻”的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式來完成，以作業(yè)的方式發(fā)放自主學習清單布置學習任務，并在完成后課上展示交流，分享同伴的學習經(jīng)驗和智慧。引導學生關(guān)注社會問題和大自然的奇妙現(xiàn)象，增強責任感和使命感。

整個過程教師以科學方法為主線，依據(jù)教學模式建構(gòu)的路徑與邏輯，采用了凸顯科學方法的“一知多方”與“一方多知”兩種教學模式[5]中的“一知多方”模式，幫助學生完成對“磁場”概念的建構(gòu)（如圖2）：通過明確指出利用小磁針的受力情況來反映磁場分布的“轉(zhuǎn)換法”，利用三個不同小磁針靜止時北極的受力方向來顯示磁場中某點方向的“簡單枚舉法”及利用假想的磁感線來描述磁場分布情況的“理想模型法”。這樣設計教學，針對以往科學方法隱性教育中存在的模糊、隨意等弊端，通過顯化科學方法，使學生在學習起點就明確學習目標，清楚學習過程，并在科學方法的“引領(lǐng)”下，將散碎的知識點“串”成完整的體系，促使學生在學習知識的同時獲得科學方法教育，從而提高了科學素養(yǎng)，并最終使教學更上一個臺階。

3 教學反思與啟示

3.1 教學反思

本節(jié)課教學設計的核心目標是顯化磁場教學中的科學方法，以科學方法為驅(qū)動，在建立起磁場概念的同時，引導學生關(guān)注、領(lǐng)悟支撐概念建立時所蘊含的科學方法，從而提高學生的科學素養(yǎng)。因此，在設計時一改以往僅讓學生感知簡單的磁現(xiàn)象等缺乏深度啟發(fā)性的探究，從而導致直接將磁場概念灌輸給學生的方法，而是在教學過程中通過科學方法的步步引導，使學生從通過實物投影疊加出磁場的分布情況，過渡到用鐵屑描述磁場的分布情況，并最終水到渠成地學會用磁感線來描述磁場的分布，建立磁場的概念。整個過程中，在科學方法的驅(qū)動下，逐漸“串聯(lián)”起散碎的知識點，建構(gòu)知識體系，使學生在思路清晰、邏輯順暢地獲得知識的同時，獲得科學方法教育，也使教學效果發(fā)生翻天覆地的變化。

3.2 啟示

《磁場》一節(jié)的教學通過對科學方法的挖掘與探索，使科學方法得到了顯化，教學邏輯也更加流暢清晰。整個教學過程中，我們通過有意識地明確指出科學方法的名稱，揭示方法的形式，挖掘方法的內(nèi)涵，將科學方法顯性化，使學生通過接受科學方法訓練，認識并掌握了有效建構(gòu)知識體系的思維方法和途徑，從而推進了每個學習者的學習進程，培養(yǎng)了使學生終身受益的思考和解決問題的能力，進而提高了學生的科學素養(yǎng)，實現(xiàn)了真正的科學教育。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012：2—19.

[2]Kosso， P. The Large-scale Structure of Scientific Method [J].SCIENCE & EDUCATION，2009 （18）：33—42.

[3]涂艷國.簡論科學教育的基本要素[J].教育研究，1990（9）：63—66.

[4]高凌飚.中學物理課程論[M].上海：上海教育出版社，1999：138—150.

[5]邢紅軍.物理教學論[M].北京：北京大學出版社，2015：177—183.

[6]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012：2—19.

（欄目編輯 羅琬華）