淺談科學教育中的理想化法及其培養策略

摘 要：學會利用適宜的科學方法，使問題簡單化，是促進科學發展的靈魂。滲透在科學教育中的理想化法能豐富學生對科學學科方法的認識和理解，加強學生對于基礎科學的學習，因此掌握理想化法在科學教育中顯得尤為重要。本文將對科學教育中的理想化法進行討論，并給出培養學生利用理想化方法解決科學問題的策略。

關鍵詞：理想化方法；科學教育；培養；策略

一、由科學書本中的科學發現引發的思考

在浙教版科學教材八年級下冊的第一章電與磁中，提到“為了形象地描述磁體周圍的磁場分布，英國物理學家法拉第（Michael Faraday）引入了磁感線（magnetic induction line）模型。”仿照鐵屑的排列畫出的磁感線實際并不存在，但對于研究磁場來說卻是不可或缺的。否則對于磁場的方向、磁場強弱的判斷、描述將成為一件極為棘手的事情。

同樣八年級下冊的第二章，微粒的模型和符號中，以碳原子為例，展示了碳原子結構的行星模型。以及1911年，盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出的原子核式結構模型和后來的玻爾量子化軌道、現代電子云模型的建立都滲透著理想化法的運用。

中學科學涉及的從實際問題抽象出理想化問題的理想化的方法是一個極為重要的科學方法，是高中自然科學的基礎。因此，我們就應當對科學課本中所涉及的理想模型和理想實驗有較為深刻的認識，站在一個較高的角度審美和鑒賞理想化方法，并通過教學，使學生認可，接受和掌握這一方法。

二、科學教育與理想化方法

理想化方法是一種在思維中把現實的對象充分理想化、純粹化，在排除現實客體系統中其他次要因素的影響后，借助科學的想象或抽象所進行的對現實對象虛構模擬或在思維中實驗的邏輯方法。

初中科學教材中涉及的理想化方法分，一是理想實驗，二是理想模型，這兩者也是運用理想化方法的關鍵。

(一)科學教育中理想實驗的應用

理想實驗[1]，是指人們在科學實驗的基礎上，運用邏輯思維推理方法和發揮想象力，在思維中，把客觀實驗的條件和研究對象加以理想化，抽象或塑造出來的一種理想化過程的“實驗”。例如伽利略的斜面實驗，就是屬于理想實驗。這類實驗就是以可靠的事實為基礎，經過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示自然規律。

(二)科學教育中的理想模型

當給學生介紹光是沿直線傳播的時候，往往用“光線”來描述光的傳播，實際上光線并不存在，是用來代替研究對象實體的理想化模型，我們將這類模型稱為對象模型。科學教材中的點光源、原子結構模型等都屬于對象模型。

三、初中科學教學中理想化方法的培養策略

學習知識的本質在于應用知識，從理想實驗和理想模型在教材中的應用，可知理想化法在科學發展中有著舉足輕重的地位，而科學的進步帶動科學教育的發展。那么如何將理想化方法接受，并用于解決問題，這是一個值得深思的問題。

(一)目前，很多學生因對理想化法的誤解或沒有建立理想化法的概念而在一些問題的研究中始終不能很好地將問題簡化。作為科學教師，應該在不脫離科學性的前提下通過科學知識教學滲透理想化方法。特別是在解釋理想化的現象時，要引起高度的終是，切不可籠統地講述，甚至一筆帶過。科學教師的職責是教學生怎么去學科學，而不是教學生科學或是“背科學”，應該直面理想化法的應用，向學生解釋為什么要這么做，理想化的細節是什么，為學生進行細致的分析。

四、小結：因此，科學教師引導學生學會這種科學家式的探究方式，這也是科學課程的核心部分。提出問題——猜想或建立假設——制定計劃與設計方案——進行實驗與收集證據——分析與論證——評估——交流與合作，在這么一個完整合理的科學探究方式中，蘊含著豐富的理想化方法知識，科學探究在理想化法的教育上有著獨特的優勢，尤其是新教材中設置了不少的探究性活動，可以讓學生在體驗探究的過程中潛移默化地將理想化方法應用其中，從而達到培養學生的探索精神和創新意識的目的和鍛煉解決實際問題的能力。例如在學習杠桿原理的探究過程中，把杠桿看成是粗細均勻的輕質杠桿，這樣，杠桿平衡條件的研究就會簡單化，很容易研究得出杠桿的平衡條件。

此外教師創設訓練理想化方法的情境問題，讓學生學以致用是提高學生分析能力的重要途徑，但需要牢記以下幾點：

(1)我們所研究的科學問題，大多可以用一定的理想模型替代，也就是要大膽采用理想化法；

(2)解決問題前，我們需要分析問題的本質特征；

(3)必須做到具體問題具體分析，力求用做簡單的理想模型進入問題的本質研究。

參考文獻：

[1]黃平. 淺談中學物理中的理想化方法[J]. 教育革新， 2009(7): 58-58.

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[6]張青棋. G#8226; 孟德爾——現代遺傳學的奠基人[J]. 自然辯證法通訊， 1984(1):59-71.

作者簡介：李維康（1992-），男，浙江人，浙江師范大學生化學院，研究方向：科學教育;張常晶（1994-），女，浙江人，浙江師范大學生化學院，研究方向：生物教育;陳海龍（1995-），男，浙江人，浙江師范大學生化學院，研究方向：化學教育。