科學(xué)方法科學(xué)教學(xué)方法之比較及啟示

1、科學(xué)方法科學(xué)教學(xué)方法之比較及啟示Comparison and Enlightenment of Scientific Methodand Scientific Teaching MethodsZHENG Yinying, YE Baosheng(Primary Education School, Capital Normal University,Beijing 100048)This paper compared the scientific method and scientific teaching methods, understanding their connotation and

2、 classification, and relationship, in oder to help the teachers and other educators better understand about scientific method and scientific teaching methods and can better use it.1 研究意義在科學(xué)教學(xué)中， 將科學(xué)方法融入科學(xué)教學(xué)中， 能夠使學(xué)生獲 得科學(xué)知識(shí)及科學(xué)方法。 但科學(xué)方法都有其特定的對(duì)象及適用范 圍，這也就決定了其本身的局限性，比如歸納方法，由于人們一 般是根據(jù)對(duì)事物現(xiàn)象的歸納來(lái)獲得結(jié)論， 所以它缺乏內(nèi)在

3、的必然 性，同時(shí)不能保證一定獲得真理；比如演繹方法，首先它只適合 于已有理論的證明和推演， 而不能導(dǎo)致新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)， 其次因?yàn)?演繹方法的正確性取決于前提的正確性， 所以它不能保證其結(jié)論 的正確性；比如觀察，觀察只能直接發(fā)現(xiàn)對(duì)象的現(xiàn)象，而不能直 接發(fā)現(xiàn)對(duì)象的本質(zhì)， 不能直接觀察到所研究的對(duì)象， 某些現(xiàn)象能 直接觀察到， 某些現(xiàn)象不能直接觀察到而只能間接觀察到， 觀察 只能直接觀察到具體特殊事物的性質(zhì)和特點(diǎn)， 而不能直接觀察到 事物普遍的共性；再如實(shí)驗(yàn)，誠(chéng)然重要，但并非所有領(lǐng)域都可以 進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)不能代替理論研究，它總是特殊的，特殊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 與普遍的結(jié)論之間總是有距離。小學(xué)科學(xué)課堂中， 恰恰存在

4、許多此類問(wèn)題： 一些科學(xué)教師不 了解科學(xué)方法的局限性， 某種程度上夸大或者淡化了科學(xué)方法的 作用。一方面，教師在教學(xué)過(guò)程中，由于自身對(duì)科學(xué)方法的內(nèi) 涵認(rèn)識(shí)模糊， 所以在使用科學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中， 無(wú)法向?qū)W 生清晰介定科學(xué)方法使用的領(lǐng)域和對(duì)象， 存在將科學(xué)方法的使用 范圍擴(kuò)大、僵化地刻意遵守等問(wèn)題；另一方面，又存在一些在教 學(xué)過(guò)程中淡化科學(xué)方法的問(wèn)題， 過(guò)度求新、 過(guò)分注重細(xì)節(jié)而忽略 了課程內(nèi)容里所隱含的科學(xué)方法。所以，厘清科學(xué)方法和科學(xué)教學(xué)方法的區(qū)別和聯(lián)系， 正確理 解兩者的關(guān)系， 從而在科學(xué)課堂里融入科學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)， 對(duì)于 學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)和學(xué)習(xí)科學(xué)方法， 形成正確的科學(xué)觀， 感受科

5、學(xué)的價(jià)值和精神，都具有較大的指導(dǎo)及促進(jìn)意義。2 科學(xué)方法與科學(xué)教學(xué)方法2.1 科學(xué)方法及分類 人們通常把達(dá)到目的的途徑（手段）稱為方法?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)活 動(dòng)的目的是要探索客觀世界的普遍規(guī)律和因果性， 對(duì)被觀察到的事實(shí)即形形色色的事物現(xiàn)象作出理論解釋，以此對(duì)客觀世界的復(fù)雜圖景做出精確地深刻的描繪?？茖W(xué)方法就是人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)達(dá)到認(rèn) 識(shí)客觀世界這一基本目的而采用的手段和途徑。科學(xué)研究的方法包括基本邏輯方法和一般技術(shù)方法。所謂基本邏輯方法，就是基本的思維規(guī)律和思維方法。 在科 學(xué)技術(shù)研究中，人們會(huì)運(yùn)用到各種各樣的思維方法，其中有些方法是在任何場(chǎng)合任何時(shí)間都要用到的，而另一些則只是在某些特 殊的場(chǎng)合和時(shí)間才用到，

6、前者就是基本邏輯方法， 包括比較與分 類、演繹和歸納、分析和綜合等。比較與分類是認(rèn)識(shí)和研究事物的兩種最基本的邏輯方法。比較就是在不同事物之間或在同類事物之間找出它們的差一點(diǎn)和 共同點(diǎn)的邏輯方法。分類是在比較基礎(chǔ)上根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種 事物進(jìn)行類別劃分的邏輯方法，即根據(jù)對(duì)象的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)， 將對(duì)象區(qū)分為不同種類的邏輯方法。 歸納和演繹是在科學(xué)技術(shù)研 究中最常用的一對(duì)邏輯思維方法。 歸納方法是指從個(gè)別事物的現(xiàn) 象的研究中概括出一般原理或結(jié)論的邏輯思維。這種方法主要由推理前提和結(jié)論兩部分組成。 演繹方法是從一半到個(gè)別的推理方 法，即用已知的一般原理考察某一特殊的對(duì)象，推演出有關(guān)對(duì)這個(gè)對(duì)象的結(jié)論的方

7、法。分析是把一個(gè)完整的對(duì)象分解為不同的方 面和部分，把負(fù)責(zé)的對(duì)象分解為各個(gè)簡(jiǎn)單的要素，并把這些部分或要素分別進(jìn)行研究和認(rèn)識(shí)的一種思維方法。綜合方法就是尋求研究對(duì)象的各個(gè)部分、側(cè)面、因素的內(nèi)在聯(lián)系，把對(duì)象的各個(gè)部 分聯(lián)系起來(lái)作為一個(gè)整體加以研究的思維方法。 此外，還有數(shù)學(xué) 方法、控制論方法、信息方法、系統(tǒng)方法等，有的學(xué)者認(rèn)為想象、 直覺(jué)、靈感也是理論思維方法的較特殊的形式。 科學(xué)技術(shù)與其他學(xué)科的一個(gè)重要區(qū)別就在于它不僅要運(yùn)用 各種邏輯思維方法進(jìn)行研究，而且它還常常使用各種技術(shù)方法進(jìn) 行研究。技術(shù)方法就是運(yùn)用某種技術(shù)和設(shè)備手段進(jìn)行研究的方 法。主要包括觀察和實(shí)驗(yàn)兩種。觀察就是通過(guò)感官接受外界各種刺

8、激， 再經(jīng)過(guò)大腦處理，形 成對(duì)外界的感受，科學(xué)觀察一般是指人們?cè)诳茖W(xué)研究中有目的、 有意識(shí)地對(duì)事物和現(xiàn)象進(jìn)行感知、 描述和記載的方法。廣義的觀 察包括自然觀察和實(shí)驗(yàn)觀察， 狹義的觀察僅指自然觀察。 自然觀 察是在現(xiàn)象自然發(fā)生的條件下進(jìn)行的， 是人類運(yùn)用的最早的一種 觀察，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)將觀察分類：（ 1）根據(jù)所用觀察工具不 同將觀察分為直接觀察和間接觀察兩種類型。 直接觀察是通過(guò)感 官直接觀察對(duì)象，間接觀察則是借助于一定的一起對(duì)對(duì)象所進(jìn)行 的觀察；（ 2）根據(jù)觀察結(jié)果性質(zhì)將觀察分為定性觀察和定量觀 察兩種。定性觀察即確認(rèn)研究對(duì)象是什么或什么性質(zhì)的觀察， 定 量觀察則是確定該事物或現(xiàn)象的大小、速

9、度、強(qiáng)度、時(shí)間長(zhǎng)度等 數(shù)量性質(zhì)的觀察，又叫測(cè)量或觀測(cè)；（ 3）根據(jù)觀察的條件將觀 察分為非受控觀察和受控觀察， 非受控觀察是在不影響觀察對(duì)象 的條件下所進(jìn)行的觀察，受控觀察是在對(duì)觀察對(duì)象施加某種影響 的條件下所進(jìn)行的觀察?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)師在某種科學(xué)理論的指導(dǎo)下所 進(jìn)行的運(yùn)用技術(shù)手段來(lái)展現(xiàn)某個(gè)對(duì)象，或推進(jìn)研究對(duì)象的進(jìn)程， 或改變、控制其某些因素而使對(duì)象展現(xiàn)某些過(guò)程的活動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)的 目的有二，其一是探索和發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象或新規(guī)律； 其二是檢驗(yàn)已有 知識(shí)或理論的正確性。實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)儀器三者 組成。2.2 科學(xué)教學(xué)方法 教學(xué)方法包括科學(xué)方法，這里首先對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行論述。2.2.1 教學(xué)方法 在當(dāng)今

10、教育理論界以及各種教育學(xué)和教學(xué)論著作中， 人們對(duì) 教學(xué)方法的認(rèn)識(shí)不盡統(tǒng)一， 給教學(xué)方法所下定義也各不相同。 我 們認(rèn)為，教學(xué)方法是指在教學(xué)過(guò)程中， 教師指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)以達(dá)到 教學(xué)目的而采取的教與學(xué)相互作用的活動(dòng)方式的總稱。2.2.2 教學(xué)方法的分類教學(xué)方法根據(jù)分類依據(jù)的不同， 可以有多種分類方式。有的 學(xué)者將教學(xué)方法分為： 前蘇聯(lián)著名教育家巴班斯基將教學(xué)作為 一個(gè)活動(dòng)過(guò)程來(lái)認(rèn)識(shí)，他們將活動(dòng)區(qū)分出三個(gè)最重要成分： 組 織作用的，激發(fā)的和檢查評(píng)定的。由此，從整體和組織性的觀點(diǎn) 看活動(dòng)，就要求有三大組的教學(xué)方法： 實(shí)施學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的方法 （由此而保證通過(guò)個(gè)性的中介而進(jìn)行的教學(xué)信息的過(guò)程） ；激發(fā) 學(xué)習(xí)

11、認(rèn)識(shí)活動(dòng)和形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的方法 （由此而保證調(diào)整學(xué)習(xí)活動(dòng) 的最重要職能。促進(jìn)其認(rèn)識(shí)的、意志的和情緒的積極化）；檢查 和自我檢查學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的效果的方法 （由此，師生得以在教學(xué)進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)檢查和自我檢查的職能），其下還有相應(yīng)的亞組：第一組方法：組織和實(shí)施學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的方法。第一亞組：按傳遞和接受教學(xué)信息來(lái)源分類（感知的方法） 口敘法（敘述、談話、演講）；直觀法（圖示、演示）；實(shí)際操 作法（試驗(yàn)、練習(xí)）；教學(xué)生產(chǎn)勞動(dòng)。第二亞組：按傳遞和接受教學(xué)信息的邏輯分（邏輯的方法 分）：歸納法、演繹法、分析綜合等方法。第三亞組：按學(xué)生在掌握知識(shí)時(shí)思維的獨(dú)立性程度（求知的方法）：再現(xiàn)法、探索法（局部探索法、研究法）

12、。第四亞組：按控制學(xué)習(xí)活動(dòng)的程度分（控制學(xué)習(xí)的方法）： 教師指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)活動(dòng)，包括試驗(yàn)教學(xué)機(jī)器在內(nèi)； 學(xué)生的獨(dú)立工 作（讀書作業(yè)、書面作業(yè)、實(shí)驗(yàn)室作業(yè)、完成勞動(dòng)作業(yè)）。第二組方法：激發(fā)學(xué)習(xí)和形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的方法。第一亞組：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的方法：認(rèn)識(shí)性游戲、教學(xué)討論、 創(chuàng)設(shè)道德情緒體驗(yàn)的情境、創(chuàng)設(shè)引人入勝的情境、創(chuàng)設(shè)統(tǒng)覺(jué)的情 境（依靠生活經(jīng)驗(yàn)）、創(chuàng)設(shè)認(rèn)識(shí)新奇的情境。第二亞組：激發(fā)學(xué)習(xí)義務(wù)和責(zé)任感的方法： 說(shuō)明學(xué)習(xí)的意義、 提出要求、完成要求的聯(lián)系、學(xué)習(xí)上的獎(jiǎng)勵(lì)、對(duì)學(xué)習(xí)缺陷的責(zé)備。第三組方法：教學(xué)中的檢查和自我檢查的方法。第一亞組：口頭檢查的方法：個(gè)別提問(wèn)、面向全班提問(wèn)的口頭考試、學(xué)習(xí)上的獎(jiǎng)勵(lì)、程序性

13、提問(wèn)。第二亞組：書面檢查的方法：書面測(cè)驗(yàn)、測(cè)試作業(yè)、書面考 察、書面考試、程序性的書面作業(yè)。第三亞組：實(shí)驗(yàn)室 -實(shí)際操作檢查的方法、 實(shí)驗(yàn)室測(cè)驗(yàn)作業(yè)、 機(jī)器測(cè)驗(yàn)。2.2.3 科學(xué)教學(xué)方法與科學(xué)方法的比較 科學(xué)教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實(shí)現(xiàn)共同的科學(xué)教學(xué)目標(biāo)， 完成共同的科學(xué)教學(xué)任務(wù)， 在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用的方式與手段 的總稱。 以上所介紹的教學(xué)方法在科學(xué)教學(xué)中均可使用， 由于 科學(xué)課的特殊性， 活動(dòng)部分使用較多， 所以在課堂教學(xué)中主要用 到第一組方法， 我們通過(guò)表 1將科學(xué)教學(xué)方法與科學(xué)方法進(jìn)行比 較。通過(guò)對(duì)比， 我們可以看出科學(xué)教學(xué)方法包括科學(xué)方法， 雖然 有同樣的方法，不過(guò)兩者略有區(qū)別。在使

14、用歸納方法方面，科學(xué) 研究中， 將歸納法分為完全歸納和不完全歸納法， 穆勒將歸納法 分為求同法、求異法、同異聯(lián)合法、共變法和剩余法，在科學(xué)教 學(xué)中，主要用到的歸納方法類型是不完全歸納法中的簡(jiǎn)單枚舉 法，以及穆勒五法之中的求同法、 求異法、 同異聯(lián)合法、 共變法； 在使用觀察方法方面， 科學(xué)教學(xué)使用的觀察工具較科學(xué)研究所使 用的要少和簡(jiǎn)單，觀察的對(duì)象也有不同；在實(shí)驗(yàn)法的使用上，實(shí) 驗(yàn)者、使用的儀器、對(duì)象都有不同，在使用目的上，科學(xué)教學(xué)上 使用實(shí)驗(yàn)法主要有第二種目的：檢驗(yàn)已有知識(shí)或理論的正確性。通過(guò)以上分析， 可以將科學(xué)教學(xué)方法定義為師生為了實(shí)現(xiàn)科 學(xué)教學(xué)目標(biāo)， 完成共同的科學(xué)教學(xué)任務(wù)， 引用科學(xué)

15、方法并與普遍 的教學(xué)方法相結(jié)合， 形成合理的科學(xué)教學(xué)策略， 在科學(xué)教學(xué)過(guò)程 中的程序化但不失靈活的方式或手段。3 科學(xué)方法與科學(xué)教學(xué)方法的比較及啟示3.1 科學(xué)方法與科學(xué)教學(xué)方法的比較（1）從與科學(xué)教育的關(guān)系來(lái)看?？茖W(xué)教育的內(nèi)容包括科學(xué) 知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價(jià)值，科學(xué)方法是 科學(xué)教育的重要內(nèi)容，科學(xué)教學(xué)方法是達(dá)成科學(xué)教育的途徑。 （2）從兩者的具體分類來(lái)看，科學(xué)教學(xué)方法包括科學(xué)方法。從 科學(xué)方法和科學(xué)教學(xué)方法的具體分類來(lái)看， 科學(xué)教學(xué)方法包括科 學(xué)方法（如圖 1）。幾乎所有科學(xué)方法都可以被引用到科學(xué)課堂 中作為科學(xué)教學(xué)方法。3.2 啟示科學(xué)方法在科學(xué)課堂中的作用主要有二：

16、一是引用科學(xué)方法 進(jìn)行教學(xué)，獲得科學(xué)知識(shí)；二是對(duì)科學(xué)方法本身進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以 促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行遷移， 作為更新科學(xué)知識(shí)的途徑， 同時(shí)也可以為未 來(lái)的科學(xué)研究打基礎(chǔ)，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生形成良好的思維習(xí) 慣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式，更好地適應(yīng)未來(lái)的社會(huì)生活。教師有必要對(duì)科學(xué)方法有清晰的了解， 清楚各種教學(xué)所用的 科學(xué)方法的內(nèi)涵及外延，如“穆勒五法”：求同法、求異法、同 異聯(lián)合法、共變法和剩余法，如果教師詳細(xì)了解這五種方法，就 會(huì)發(fā)現(xiàn)在科學(xué)課上， 這“五法”中用的較多地主要有求同法、 求 異法、求同求異并用法、共變法，而剩余法則用的較少。如此， 就能在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中把握好教學(xué)的度， 既不會(huì)盲目強(qiáng)化也不會(huì) 無(wú)意中淡化科學(xué)方法， 使學(xué)生能在科學(xué)探索的過(guò)程中學(xué)習(xí)科學(xué)知 識(shí)，掌握科學(xué)方法。注釋 吳俊明.對(duì)科學(xué)方法和科學(xué)方法教育的再認(rèn)識(shí)一祝賀化學(xué)教育 30 周年刊慶 J. 化學(xué)教育 ,2010(2). 楊玉輝 . 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)哲學(xué) M. 北京 :人民出版 社