莫讓科學方法教學呈現在假象上

戴金平

（上海閔行區教育學院 上海 201199）

隨著上海市二期課改的深入全面的推進，以學生發展為本的理念正逐漸為廣大教育工作者所接受，教師的教育觀念正在發生明顯的變化．課堂上注意為學生提供多種學習經歷、關注學生的學習過程．考試評價也力求多元，學業考試也盡力檢測三維教學目標的達成度，考查過程與方法、思維能力、科學態度與精神．

愛因斯坦說：“教育就是忘記了在學校所學的一切之后剩下的東西”．學生在學校不僅要學習科學知識，還要學習科學方法，培育科學精神．在學科教育中，科學方法、科學知識與科學精神三者密切聯系在一起的．科學知識是最基本的，是科學方法、科學精神的載體．科學方法是直接蘊含在科學知識之中，而科學思想與科學精神則應當從具體的科學知識與方法中提煉、升華．學生離開學校最易忘記的是“知識”，剩下的科學方法和科學精神使學生終身受益．目前，中學物理教師在課堂上非常重視“科學方法”①的教學，對中學物理常見的科學方法，如控制變量法、等效替代法、理想模型法等如數家珍．這些現象令人欣喜，體現了二期課改“以學生發展為本”的勃勃生機．但是，透過這些熱鬧景象，也發現了“科學方法教學”中令人擔憂的一面，有些所謂“科學方法教學”是與科學相悖的．

本文以真實課堂教學為例，力圖透過現象分析其中問題．期望有更多的教師和專家關注科學方法的教學，在深入研究中促進教師專業能力的提升，使學生得到全面發展．

1 “科學分類”走過場

在課堂上，當學生對所要研究的問題做出多種猜想，或有多種方法解決某個問題時，教師常常要求學生進行分類，以尋找與猜想有關的因素，或找出方法之間的區別與聯系．比較與分類是科學思維的開始，分類可以幫助學生對客觀事物或現象進行更深刻的實質性比較，找出事物或現象間的本質區別與聯系，進而探討事物之間的轉化關系．但在“科學分類”實際教學中，有時教師會發出不和諧之音，課堂上出現不令人滿意的場面．

如“內能”是初中物理最抽象的概念，它蘊含于微觀，顯現于宏觀．在“改變物體內能的兩種方式”教學過程，教師通常讓學生想出多種改變物體內能的方法，然后進行歸類，以便找出各種方法的本質區別與聯系．一些教師是如何對待、處理學生的歸類呢？下面是兩個典型的真實課例．

案例Ⅰ

教師：能不能改變鐵絲的內能？提供器材有鐵絲，砂紙，火柴．

教師（強調）：可以利用身邊一切可以利用的東西，4人一組做實驗，方法越多越好．

小組實驗——改變鐵絲的內能．

小組反饋，教師將小組所介紹的方法板書：

（1）用力磨擦砂紙

（2）火焰加熱

（3）用力彎折

（4）用手捂

（5）用手摩擦

（6）日光照射

教師：改變鐵絲內能的方法一共有六種，可以分為幾類？

生甲：三類．（1）、（3）、（5）都用了力．

教師：哦．（1）、（5）磨擦用了力，通過一段距離，物理上叫做“做了功”．為什么（3）也是？

教師請提出方法（3）的小組進行演示，并分析講解：彎折鐵絲時，也對它做了功．

生甲：（2）、（4）都有熱的物體作用．

教師（打斷）：就是這兩類．能找出第三類嗎？回去思考．如果可以，就要改教材了！

案例Ⅱ

教師：你能改變鐵絲的內能嗎？提供器材有鐵絲，砂紙，打火機．

教師：可以不限于提供的器材，想盡可能多的方法．

小組實驗或討論——改變鐵絲的內能．

小組反饋，教師將小組所介紹的方法板書：

（1）摩擦砂紙

（2）打火機加熱

（3）用力彎折

（4）放入爐中熔化

（5）一直捂在手里

（6）放入沸水中

（7）陽光曝曬

（8）對它呼氣

（9）放入烤箱里

教師：你們能不能分類？

生甲：改變溫度的，用沸水加熱，用手捂……還有改變狀態的，放入爐里熔化……

教師（打斷）：這種分類方法好嗎？乙同學，你說．

生乙：熱傳遞，用手捂 …… 做功，用砂紙摩擦……

分類是以物理現象和物理過程本身所固有的區別和聯系作為客觀基礎，由于客觀事物有多方面的屬性，各事物之間有多方面的聯系，因而人們可以根據不同的實際需要，依據不同的分類標準，對物理事件進行各種分類，從而得到不同形式的結論．課堂上教師并沒有提出分類的標準，學生根據自己的理解確定分類標準，并沒有錯．從學生的分類中可以看出學生具有的知識結構，發現學生知識結構的薄弱之處．通過師生討論，將改變物體內能的方法歸為“做功”和“熱傳遞”兩類，其標準是：能量在物質之間發生傳遞時，能量的形式是否發生變化．科學分類可以幫助學生完善、優化知識結構，更深刻地理解改變內能兩種方式的內涵．

一些教師由于自身對科學分類理解不透，受“現有結論”所束縛，眼中只有教材中的“標準答案”．一旦學生的分類與教材不同，都被視為另類，或置之不理，或加以壓制．如果某位同學的分類恰好與教材一致，合乎老師的心意，立即給予肯定；不給其他學生思考的時間與空間，也不追問他們分類的標準（或依據）是什么，長期如此必將束縛學生的思維．在一些課堂上，面對教師的“啟發”，學生應對“猜想、分類”時，或翻書找答案，或無動于衷，也屬于正常之舉了，從而導致“科學分類教學”走過場．

2 “控制變量”虛控制

在聽課過程中，筆者發現中學物理教師似乎對“控制變量法”特別鐘愛，學生對其也特別熟悉．在探究實驗前，教師通常會問：用什么方法進行探究實驗？不同學校、不同班級的學生幾乎都是異口同聲回答“控制變量法”．

為什么要用控制變量法？物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．它是科學探究中的重要方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究中．控制變量法是初中物理常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一．但在“控制變量”實際教學中，有些教師對因素（變量）的控制是以自己已有的認識為準繩，不顧及學生的認知基礎，也不遵循科學探究的原理，課堂上常出現因素（變量）隨意控制的情況．

案例Ⅲ

學生活動：

（1）男、女生用鋼管拔河，結果女生贏了．

（2）將氣球放在玻璃杯中，吹氣后將杯拎起．

（3）把手掌貼在桌面，使手掌沿桌面滑動，體驗手掌的感覺．

（4）用手拉動小木塊在桌面上滑行，將力撤掉，觀察小木塊的運動．

問題討論：

（1）在超市買了一瓶辣椒醬，可怎么也打不開蓋子，你能幫助我嗎？

（2）星期天老師想要去參加攀巖比賽，你認為我該怎樣做才不易滑下來而盡快到達終點？

教師從學生反饋回答中提煉出關鍵詞：握緊，擠壓，壓桌面，裹毛巾，帶手套，接觸面的面積等．

教師：有多種方法增大摩擦，這些方法如何分類？

教師（引導）：（用力）握緊，擠壓，壓桌面歸為“壓力”；裹毛巾，帶手套歸為“接觸面的粗糙程度”；接觸面的面積另成一類．

教師：影響摩擦力的因素有三個：壓力，接觸面的粗糙程度，接觸面面積．由于時間關系我們研究前兩個，第三個因素由同學討論．

教師：我們猜想滑動摩擦力的大小與多個因素有關，在探究時應采取什么方法處理？生（集體）：“控制變量法．”教師：怎樣研究呢？

PPT呈現探究影響滑動摩擦力大小的因素，如表1．

表1 影響滑動摩擦力大小因素

教師：先別做實驗，討論方法．

學生討論反饋：

（1）研究A 在毛巾上……水平拉木塊（教師補充勻速）．

（2）研究B 在木塊上加砝碼 …… 水平拉木塊．

……

教師：如何研究滑動摩擦力與接觸面面積的關系？

教師：要研究它就要保證壓力、接觸面的粗糙程度不變．請問木塊有幾個面？

生：6個．

教師：大家可以課后去做……

PPT交流小結

實驗表明，滑動摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關，與接觸面的面積大小無關．

控制變量法控制什么？當研究的問題與多個因素有關時，雖然在多個因素中可能有某幾個因素與研究的問題無關，在沒有排除之前，要研究與某一因素的關系時，其他的因素都應該“被控制”．在上面的課例中，師生已經討論出影響滑動摩擦力的大小可能與三個因素有關，為什么在“探究影響滑動摩擦力與壓力大小的關系”時，只控制接觸面的粗糙程度，而不控制接觸面面積的大??？而研究摩擦力與接觸面面積的關系時，卻又要將壓力、接觸面的粗糙程度都加以控制呢？顯然教師沒有站在學生的角度上去思考，也沒有立足于“控制變量法”去思考、處理，而是站在“終點”指導學生，片面簡化過程．使“控制變量”虛實難辨，令學生處在云里霧里．

3 結語

光講知識不講方法肯定不是一堂好課．科學方法教育是綜合的，其中科學方法是主體．一些學生不明白科學方法的真諦是因為教師自己還不明白．教師對科學方法教學的隨意性，有些看似開放、熱鬧的“科學方法”教學，而有悖于科學，不僅不能培養學生的科學思維能力，反而挫傷了學生的積極性，也不利于科學態度與科學精神的培育．這對于科學方法教學是很不利的，更與二期課改的理念相左．

因此，教師要加強學習領會科學方法的真諦．要學會和學生一起從“起點看終點”，親身體驗“科學探究”的過程”，不能讓“科學方法”教學停留在表面上，呈現在假象上．

1 張憲魁，李曉林，陰瑞華．物理學方法論．杭州：浙江教育出版社，2007