把握科學教學特點,有效滲透科學方法

1、把握科學教學特點，有效滲透科學方法摘要：本文將結合筆者的教學實踐，探討怎樣根據(jù)初中科學教學的內(nèi)容、初中學生的特點，有效地實現(xiàn)科學方法教育，對于實際教學中常見的疑難問題，比如如何處理思維方法教學，如何處理顯性教育與隱性教育的關系，實踐中怎樣進行顯性教育等問題進行了較為深入的探討，在科學課程教學中，首先通過分析教材內(nèi)容，挖掘隱含在其中的科學方法因素，在對教材中的科學方法教育目標層次、目標要求進行分析的基礎上，突出在三個學科中均有體現(xiàn)的自然科學的一般研究方法，比如觀察、實驗、科學抽象、數(shù)學、歸納法、演繹法、分析和綜合等，根據(jù)科學方法在教材中出現(xiàn)的頻數(shù)、重要性以及學生對該方法掌握的程度等，及時地選擇一

2、些特別重要的、常用的方法，如觀察法、控制變量法等，不惜濃墨重彩，明確地強調(diào)、給出該方法的特點、用法及操作過程，讓學生掌握近年來科學方法教育的研究成為教學研究的熱點之一，且有了一批理論和實踐研究成果。但就筆者所見，這些研究大多是針對高中教學的，而針對在初中科學這樣的綜合性課程中實施科學方法教育的論述卻較少。怎樣結合教學的實際，有效地進行科學方法教育是當前初中科學教學中亟待解決的問題。本文將結合筆者的教學實踐，探討怎樣根據(jù)初中科學教學的內(nèi)容、初中學生的特點，有效地實現(xiàn)科學方法教育，對于實際教學中常見的疑難問題，比如如何處理思維方法教學，如何處理顯性教育與隱性教育的關系，實踐中怎樣進行顯性教育等問題

3、進行了較為深入的探討。一、科學教學中科學方法教育的特點及應對要在科學課程中有效地進行科學方法教育，必須始終把握科學教學內(nèi)容的特點和初中學生的特點，即我們所教授的課程是物理、化學和生物三門學科的綜合，課程教學對象的年齡僅有十五六歲。要把科學方法教育的一般原則、規(guī)律與這些特點密切結合起來組織教學，將科學方法教育滲透到教學內(nèi)容中去。1 .根據(jù)課程的特點進行教學科學課程中包含的物理、化學、生物三個學科的知識內(nèi)容，都屬于自然科學的范疇，因此所涉及的科學方法就有自然科學所共有的一般研究方法；由于研究對象的不同，這三個學科又有各自特殊的研究方法，即使在同一學科中，也包含多種科學方法的運用。面對科學課程的這一

4、特點，我們必須突出重點的科學方法。在科學課程教學中，首先通過分析教材內(nèi)容，挖掘隱含在其中的科學方法因素，在對教材中的科學方法教育目標層次、目標要求進行分析的基礎上，突出在三個學科中均有體現(xiàn)的自然科學的一般研究方法，比如觀察、實驗、科學抽象、數(shù)學、歸納法、演繹法、分析和綜合等。在各學科的特殊研究方法中，突出該學科最重要的那些方法，特別要注意從整體上把握各學科的規(guī)律、方法和思想。比如生物知識教學中，要凸顯“生物與環(huán)境相適應，形態(tài)結構與功能相適應”思想?；瘜W知識教學中，需著力體現(xiàn)“組成、結構決定物質(zhì)性質(zhì)，性質(zhì)又決定其存在、用途和鑒別方法”“反應物的狀態(tài)和反應條件決定實驗室制取氣體的發(fā)生裝置，氣體的水

5、溶性和密度決定收集方法”兩大規(guī)律。物理知識教學中，對概念，重在分析、比較、抽象、概括；對規(guī)律，注重歸納、演繹；對實驗，則側重“據(jù)實驗目的，確定實驗原理（可用公式表示，比如密度、電阻、電功率、機械效率的測定等），制定實驗方案，選擇所需的器材，理清實驗步驟，設計實驗記錄表，確定減小誤差的方法”這一思維路徑。2 .根據(jù)初中學生特點進行教學不同年齡層次的學生心理特點、思維規(guī)律、理解能力是不同的，高中生與初中生甚至初中不同年級的學生都是有區(qū)別的。因此，在進行科學方法教育的時候，要從學生的實際出發(fā)，根據(jù)學生的年齡特點，選擇最有利于學生發(fā)展的教學方法。具體來說，有如下幾點。（ 1）在對初中學生進行科學方法教

6、育的時候，要特別注意教學方式，選擇合適的時機和適宜的知識載體，要充分考慮并依據(jù)初中學生的年齡心理特征、接受水平、學習能力，設計出科學合理的教育目標，做到量力而行。（ 2）科學方法教育應體現(xiàn)不同的層次性，根據(jù)學生的思維發(fā)展特點，遵循學生的認知規(guī)律，循序漸進。對于初中學生來說，科學方法的學習往往不是一兩次的涉及就能完成的。為了達到學習目標,需要精心地進行設計,力求具有典型性,具有適當?shù)姆磸?、變式和梯度。循序漸進也體現(xiàn)在對科學方法教育的要求上，要在適當時機引導學生討論、總結這些方法特點及其應用要點等,使學生的認識逐步地深化，逐步地實現(xiàn)科學方法教育由隱性方式向顯性方式過渡。（ 3）考慮學生的特點，也意

7、味著要兼顧到學生的發(fā)展。為了與高中教學相銜接，突出在整個中學乃至學生將來深造所需要的科學方法，比如理想化方法、數(shù)學方法、控制變量法等，它們雖然在初中科學中出現(xiàn)的頻率并不算很高，但到了高中階段卻是很重要的方法，因此有必要為后續(xù)的學習打下一個深厚的基礎。二、科學課程中有效進行科學方法教育的實踐1. 似墨染宣紙，滲透科學方法在中學階段各學科進行科學方法教育的主要方式為滲透，考慮到初中學生的特點，要更加注意滲透的方式。例如，觀察方法是科學方法中最重要的方法之一。在進行“觀察方法”的教育時，考慮到初中學生好奇心強的特點，因此在上七年級生物緒論課時，可以從激發(fā)他們的好奇開始，介紹科學觀察的基礎知識；在后續(xù)

8、的生物課程學習中，可以結合相關的生物學實例，進一步簡介有關科學觀察的基礎知識，結合有關生物形態(tài)、結構、生理功能等典型實例，指出科學觀察要有明確的目的性、客觀性、全面性以及要積極思索。隨著學習的深入，繼續(xù)在其他場合進行“觀察方法”的教育，在教學中應該把出于好奇的觀察提高到有目的的觀察。以化學實驗為例，在實驗過程中，尤其要培養(yǎng)學生觀察的條理性、敏銳性、精確性，使學生掌握觀察技巧，領悟科學方法。要訓練的觀察方法和技巧是：能按一定程序進行系統(tǒng)觀察。對于化學反應能按“反應前、反應中、反應后”的程序觀察；對實驗裝置能按“整體-部分-整體”的順序進行觀察。如對實驗室制取氧氣的裝置的觀察，先從整體到部分：從左

9、到右由發(fā)生和收集裝置兩部分組成；再從部分到整體：每一部分從下到上由什么儀器組成，如何連接在一起。能通過對比觀察、重點觀察和重復觀察來突出觀察目的，強化觀察效果。對現(xiàn)象變化不很明顯、區(qū)分度差的觀察對象，如CO2通入紫色石蕊試液后的顏色變化，通入澄清石灰水出現(xiàn)的渾濁現(xiàn)象等，能通過對比觀察，獲取清晰的效果。2. 借學科綜合，融會科學方法由于科學課程內(nèi)容的多學科性，決定了課程中的科學方法也呈現(xiàn)兼融互滲的特點。這里所說的“兼融互滲”包含兩層意思：同一方法在多學科、多場合的應用和一個科學知識內(nèi)容牽涉到多個方法。（1）同一方法在多學科、多場合的應用近代科學的進一步發(fā)展，揭示了物質(zhì)的不同存在形式和運動形式之間

10、存在著內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)了原來被分割開的各門學科之間的聯(lián)系和共性，以及各門學科所共有的最基本、最本質(zhì)的概念。在這種綜合中，自然界的本質(zhì)進一步得以顯示。1科學課程給我們提供了揭示、體會這種本質(zhì)的舞臺。在課程中往往存在著一種科學方法對應著三個學科中不同知識點的情況。如觀察法在物理、化學、生物的中均有應用。因此要充分利用好課程的特點，在教學中讓學生整體地了解科學的本質(zhì)以及與各學科之間相互滲透的特點。（2）同一知識內(nèi)容滲透多種方法科學課程中還經(jīng)常遇到在一個知識點中體現(xiàn)了多個科學方法的情況，這是因為每一個科學理論的產(chǎn)生、發(fā)展和應用,都是多種科學方法綜合運用的結果。如在研究滑動摩擦力與哪些因素有關時，同

11、時用到了觀察法（觀察彈簧測力計示數(shù)）、轉(zhuǎn)換法（把測量滑動摩擦力轉(zhuǎn)換成測勻速拉動時拉力的大?。w納法（把滑動摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度和面積的關系進行歸納）和控制變量法（在研究滑動摩擦力與壓力有關時控制接觸面粗糙程度不變）等方法。這時教師要將各種方法有機地結合在一起進行教學。使學生從不同的角度來思考問題，從而開闊學生的思維空間，激活學生思維的靈活性，提高思維品質(zhì)，提升科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的綜合能力。3. 展思維過程，揭示科學方法思維方法是科學方法教育的重要內(nèi)容，初中科學教學應使學生掌握一些基本的思維方法，如比較法、分類法、類比法、歸納法等。教學中，要充分重視思維方法的教育，使學生具備初步的分析

12、和綜合能力。由于初中學生抽象思維能力水平的限制，思維方法的教育是個難點。要克服這個難點，教師對每一個知識點，都要設計出合理的、適合初中學生特點的思維程序去組織教學，在教學過程中要充分暴露自己的思維過程，有時候甚至有意識地故意暴露一些錯誤的思維過程。比如一些一流的科學家在上課的時候往往是盡情地按照自己的思路進行分析、演繹、推導，在此過程中，給了學生一個思維模仿的平臺，即使出現(xiàn)了錯誤，也使得學生知道了是怎樣出錯的。比如對概念教學，從方法論的角度來看,一般是在觀察實驗的基礎上用分析、比較、抽象、概括等抽象思維的方法揭示出事物本質(zhì)屬性的過程,而對于以形象思維為主的初中學生而言，無疑是有一定難度的。為了

13、突破這一思維方法教育的難點，筆者在概念教學中，采用“斷詞斷句法”，即把概念中的重點字句摳出來，展示自己的理解過程，因為這些字句或揭露了事物的本質(zhì)，或指出了事物變化的范圍和條件，或反映兩個事物的區(qū)別與聯(lián)系，通過這種方法克服難點，同時再輔以相應的實驗或者事例，促使學生的思維從形象思維到抽象思維的過渡。如“電磁感應”的概念：“閉合電路的一部分導體，在磁場中做切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應電流”，這里，筆者就分劃線部分字詞并設計相應的實驗加以突破。又如“反射”概念，生物體通過神經(jīng)系統(tǒng)對外界和內(nèi)部的各種刺激作出的應答性反應，對劃線部分字詞筆者則設計了相應問題并展開實例分析。久而久之，學生在潛移默化中

14、習得了這種本領，當學習“酶”的概念時，他們就能拆解提煉概念中的關鍵詞“活細胞制造”“有催化能力”“蛋白質(zhì)”而大做文章了。因為是“催化劑”，所以在“反應前后，其質(zhì)量和化學性質(zhì)均不變”；因為是“蛋白質(zhì)”，所以和“激素”差不多，在食用后，可被“消化分解為非蛋白質(zhì)成分”。展思維過程，不僅要在概念教學中運用，在課堂教學、實驗教學的各個環(huán)節(jié)以及習題乃至探究活動中都要運用，且要根據(jù)不同的內(nèi)容采用不同的方法。如在習題教學中，教師不能只注意問題的解決，而更要注重暴露自己的思維過程，讓學生學到分析問題、解決問題的科學方法，激發(fā)學生主動參與，積極思考，促進思維能力的發(fā)展。4. 重顯性教育，應用科學方法科學方法教育可

15、以分為隱性方式和顯性方式兩個教育階段?？茖W方法教育的終極目的是使學生掌握、內(nèi)化、自如地應用科學方法，這應該是我們教學所追求的重要目標。而實現(xiàn)此目標的重要步驟，就是進行科學方法的顯性教育方式。（ 1）進行顯性教育方式的基本策略首先要把隱性滲透的文章做深做透。對于初中低年齡的學生，要通過隱性教育的方式，使他們感受科學方法，受到科學方法的啟蒙和熏陶，初步體會科學研究的方法和策略，這也為下一步顯性教育創(chuàng)造條件，又避免過多地增加信息量和教學的抽象性。2在隱性滲透的基礎上適時地進行顯化。根據(jù)科學方法在教材中出現(xiàn)的頻數(shù)、重要性以及學生對該方法掌握的程度等，及時地選擇一些特別重要的、常用的方法，如觀察法、控制

16、變量法等，不惜濃墨重彩，明確地強調(diào)、給出該方法的特點、用法及操作過程,讓學生掌握。在這個過程中同樣要注意學生的特點，不能離開知識講方法，要循序漸進，不能一步到位。將這些方法固化在學生的頭腦中,并形成學生的思維品質(zhì)。（ 2）從隱性到顯性教育方式轉(zhuǎn)變的實踐在前面講到“觀察”方法的時候，實際已經(jīng)體現(xiàn)了從隱性到顯性教育方式轉(zhuǎn)變的過程：在初始階段采用的是隱性方式，而到了八年級化學實驗時，就開始明確提出了該方法的特點、內(nèi)容和觀察的技巧，有意識地引導學生領悟、應用該科學方法，從隱性教育方式轉(zhuǎn)變到顯性教育方式。以下再以“控制變量法”的教學為例。首先，在七年級上研究“蒸發(fā)快慢的因素實驗”時，我們只要求學生初步了

17、解在研究液體溫度對蒸發(fā)快慢的影響時，能有意識控制液體的表面積和液體上方空氣流動快慢兩個因素相同即可。在這個階段，我們所做的僅僅是讓學生感受“控制變量”的作用，初步認識“控制變量法”，體會研究問題的的方法和策略。在此階段，配合精選練習，強化學生對“控制變量法”的感受。到了八年級下研究“電磁鐵的磁性與線圈匝數(shù)、有無鐵芯和電流的大小的關系”時，則可以有意識地將“控制變量”引入整個探究環(huán)節(jié)，包括由探究目的確定自變量、因變量，并據(jù)此設計實驗記錄表，學會科學地描述實驗結論。在九年級上，則可自設探究主題課“不同濃度硫酸銅溶液對水稻種子萌發(fā)的影響”，指導重點放在實驗方案的設計與評價上。課中，老師可通過一系列問題，如“我們要研究的問題是什么”“做這個研究，要改變什么”“改變這個條件，可能會發(fā)生什么變化”等，引導學生理清自變量和因變量的關系，盡可能全面、詳盡地分析應控制相同的無關變量，通過對隨機分組（挑選健康飽滿的活種子并等分成5組）、設置對照（排除偶然性）、條件適宜（墊上細沙，恒溫25，置于等大培養(yǎng)皿中，定時、定量加等量水或溶液）、重復實驗等無關變量操作策略的指導，使學生深刻領會“控制變量”的內(nèi)涵。而方案評價上，可通過對實驗結果預測的評價，使學生分清結果與結論的不同。通過對實驗記錄表的評價，發(fā)現(xiàn)三個變量