物理科学方法显化教育的理论与实践研究
浅谈高中物理科学方法教育的实践和研究 李志华
浅谈高中物理科学方法教育的实践和研究李志华物理科学方法教育是指在物理教学中，有目的、有意识、有步骤地渗透和传授物理科学研究方法，使学生受到科学方法的熏陶和训练，逐步地掌握最基本、最主要的物理科学方法，达到促进知识学习、培养能力和提高科学素质的目的。
1 科学方法教育的原则开展物理科学方法教育需注意以下四条原则：1援1 适时性。
当教材内容有进行科学方法渗透的必要时可才加以渗透，反对脱离教材内容而空谈方法。
例如：在“原子模型”教学中，从实验观察到的现象，经过推测、假设、推理、演绎提出了原子核式模型，用新的理论推翻旧的学说，让人们对原子结构的认识又深入了一层。
教材将方法和内容紧密地结合在一起，突出了从实验事实出发，通过各种思维方法，建立新的物理学说。
1援2 适度性。
科学方法教育要根据教材的需要、学生的特点来挖掘教材的方法教育因素，制定出切实的渗透目标，不宜过难、过高。
另外也要注意学生的特点，有些方法在重点中学可以讲解，但到了普通中学用同样的方法教学可能效果就不好，教师应该考虑各方面因素，适当地调节自己的教学难度，适度地进行方法教育。
1援3 隐含性。
开展物理方法教育的最好方式就是渗透。
在进行方法教育时，要做到潜移默化，让学生在学习知识的同时不知不觉地接受物理方法的培养和熏陶。
在高中电场教学时经常用到类比的方法，把电势差、电势、电势能、电场力做功和重力场中的高度差、高度、重力势能、重力做功进行类比，在教学过程中教师并未提及“类比”二字，但学生在学习中不知不觉就接受了类比这一物理方法。
1援4 融合性。
知识、方法和能力在学生的学习活动中是密切联系在一起的。
开展物理科学方法教育和学习物理知识、培养学生能力可以结合在一起，促进知识的掌握和能力的培养。
例如：在得出牛顿第二定律时就要用到控制变量法，应用牛顿第二定律解题时就要用到隔离法和正交分解法等典型的物理方法。
能力的培养是通过学习知识和方法渗透等实践活动来培养的。
知识越丰富，方法越多、越巧，解决问题的能力就越强。
初中物理科学方法教育的实践研究
初中物理科学方法教育的实践研究物理科学方法是指运用科学的思维方式和方法来解决物理问题的过程，是培养学生科学思维和科学素养的关键。
初中是培养学生科学思维和科学素养的重要阶段，因此在初中物理教育中，如何有效地进行物理科学方法教育的实践研究至关重要。
初中物理教育应注重培养学生的观察和实验能力。
学生通过观察、实验等方式，积累和掌握物理知识和现象规律，培养科学思维和实践能力。
教师可以将实验作为物理教学的重要组成部分，引导学生自主设计实验、观察现象、分析数据并得出结论。
通过实践中的亲身体验，学生不仅能够更加深入地理解物理概念，还能培养独立思考和实践操作的能力。
初中物理教育应注重培养学生的科学推理和问题解决能力。
物理问题解决过程中，学生需要运用科学方法进行推理和分析，从而得出正确的解答。
为此，教师可以通过引导学生提出问题、构建概念模型、进行逻辑推理等方式，培养学生的科学思维和问题解决能力。
在课堂教学中，教师可以设计各种实例或案例，让学生自主思考和解决问题，并提高他们运用科学方法解决问题的能力。
初中物理教育应注重培养学生的科学沟通和交流能力。
科学方法的实践过程中，学生需要进行观察、实验、数据分析等环节，并将结果进行总结与交流。
为此，教师可以通过小组合作、角色扮演、实验报告等方式，培养学生的科学沟通和交流能力。
通过与同学之间的讨论与交流，学生能够更好地理解和应用科学方法，提高科学思维和表达能力。
初中物理教育应注重培养学生的科学态度和价值观。
科学方法的实践过程中，学生需要保持开放的态度，勇于质疑并不断探索，才能得出准确的结论。
为此，教师可以通过启发式教学、科学争辩等方式，培养学生积极探索和创新的科学态度。
教师还可以通过讲解科学家的真实故事和科学发现的历史背景，引导学生形成正确的科学价值观，如科学精神、理性和实证等。
初中物理科学方法教育的实践研究是培养学生科学思维和科学素养的关键。
通过培养学生的观察和实验能力、科学推理和问题解决能力、科学沟通和交流能力以及科学态度和价值观，可以帮助学生更好地掌握物理知识和方法，提高科学思维和素养，为未来的学习和发展奠定良好的基础。
初中物理科学方法教育的实践研究
初中物理科学方法教育的实践研究摘要：在初中物理教学中进行科学方法的显化教育是近年来科学方法教育的重要取向。
本文采用“以点带面”的方式，选取初中二年级力学部分的内容进行显化科学方法的物理教学实践。
并采用“访谈法”对部分教师、学生进行访谈，了解他们对科学方法显化教育的感受与体验，最后对访谈结果进行分析，从而得出研究结论。
关键词：科学方法力学显化教育在初中物理教学中进行科学方法的显化教育是近年来科学方法教育的重要取向。
但就目前来看，对在物理教学中如何落实科学方法显化教育这一问题的探讨尚且不多，特别是实证方面的研究鲜有见到。
本文在科学方法显化教育指引下，结合初中物理力学部分的内容，开展了教学实践，得到一些研究结论，以期为科学方法教育提供有益的启示。
一、科学方法显化教育实践的研究设计1研究方法将同一物理概念或规律编写成两套不同的教案并在两个平行班分别实施教学。
对照班按照教材的处理方式教学，实验班则将对应的科学方法显化并在教学中重点突出该科学方法逻辑含义。
在教学过程中，笔者邀请了5位初二年级物理教师和从对照班和实验班各选出的5位同学全程听课，课后分别对他们进行访谈。
2研究对象北京市海淀区北方交通大学附属中学随机分配的两个普通平行班作为合作对象：初二(1)班作为实验班，初二(11)班作为对照班。
这两个班都由笔者进行教学。
3研究素材北京市海淀区北方交通大学附属中学初二年级使用的教材是北京师范大学出版社出版的《新世纪版义务教育课程标准实验教科书·物理》(8年级上册)。
力学重点物理概念有：质量、密度、速度、匀速直线运动等，在此不一一叙述。
所用的主要科学方法，如比值定义法、实验归纳法、控制变量法等。
教学中，尽量本着“以点带面”的原则来进行教学。
4研究思路由于科学方法涉及的不是物质世界本身，而是人们认识物质世界的途径与方式，是高度抽象的。
从学生心理特点来说，初中学生思维规律的第一个特点是处在由形象思维转向抽象思维的过程，是思维发展的转型期。
初中物理科学方法教育的实践研究
初中物理科学方法教育的实践研究随着物理科研的深入探索和应用的日益普及，物理学也成为中学教育的重要组成部分。
然而，传统的物理学教育方式过于注重简单而狭窄的现象和实验，对于物理的实质和核心没有深入探讨，也缺乏对学生的启发式研究，导致学生对物理及其应用的兴趣和理解程度不高。
因此，本文将探讨基于科学方法的中学物理教育方式，以提高学生的科学思维能力和教学实效性。
一、科学方法的基本概念科学方法是指科学家在探索自然现象时所采用的一系列标准化的方法，以达到推导出安全可靠、可验证的结论的目的。
科学方法有以下几个基本步骤：1、问题提出：确定问题和需要解决的问题2、观察和描述：收集相关信息和数据，进行实地观察和测量3、假设形成：根据已有信息和假设，提出一个、两个或多个解释性假设4、检验假设：根据已有数据或测试新数据来检验假设，以确定是否可以接受或拒绝假设。
5、结论输出：从已有数据中得出结论，在实践中确定其效力，沿着这一主题继续构建或拓展。
1、提高学生的实验设计能力实验设计是中学物理教育的重要环节之一，它需要学生深入理解科学方法，熟悉一种实验设计的方法和流程，逐步提高学生的实验设计能力。
在实验设计之前，必须根据实验的目的和所需要的材料进行思考和讨论。
在实验设计的过程中，成为教师指导和指导的关键，需要对学生的实验设计进行实时检查和指导，发现潜在的问题和漏洞，并及时发现和改正错误的想法和方法。
学生还应该记住，当他们收集必要的数据时，需要保持观察、思考和反思的态度，在与他人合作时，主动交流和沟通，思考不同观点的真实性和合理性。
2、激发学生的好奇心和兴趣在每个物理课程中，教师应该积极调动学生的好奇心和兴趣。
这不仅可以激发学生的学习兴趣，还可以促进学生发展自学的能力和习惯。
在教学过程中，老师应该根据学生的年龄和认知水平，选择一些引人入胜的例子，与学生交流或讨论物理问题，以此使学生积极参与和思索问题。
在探索过程中，学生还应该掌握如何收集信息和解决问题的方法，如搜索物理库或在物理实验环境中提出问题。
初中物理科学方法教育的实践研究
初中物理科学方法教育的实践研究一、物理科学方法教育的重要性1. 培养科学思维物理科学方法教育的一个重要目标是培养学生科学思维。
通过学习物理科学方法，学生能够更好地理解和运用科学知识，形成逻辑思维、分析问题的能力，以及解决实际问题的能力。
这对于学生的综合素质和未来的学习、工作都具有重要意义。
3. 培养科学实践能力物理科学方法教育还有助于培养学生的实践能力。
物理学是一门实验性科学，它需要学生具备一定的实践能力才能真正理解和掌握。
通过学习物理科学方法，学生可以更好地进行物理实验，并逐步培养和提高自己的实践能力。
二、初中物理科学方法教育的困境尽管物理科学方法教育具有如此重要的意义，但在初中物理教育中存在一些困境和挑战。
其中主要包括以下几个方面：1. 学生学习动机不足由于物理科学方法教育往往需要学生进行大量的实践和探究活动，而目前学生的学习动机普遍不足，很难保持持久的学习热情。
2. 教师教学手段不灵活目前很多物理教师在教学中依然采用传统的讲授式教学方法，很少注重学生的实际操作和探究活动，导致学生的实践能力得不到有效的培养。
3. 学校实验设备和资源不足目前很多学校的实验设备和资源都比较匮乏，很难满足学生进行实践活动的需求，这对于物理科学方法教育的开展有一定的制约作用。
三、初中物理科学方法教育的实践研究为了解决初中物理科学方法教育中存在的问题和困境，我们进行了一系列的实践研究，主要包括以下几个方面的工作：1. 教学内容调整在课程设置和内容安排上，我们对物理科学方法进行了重新调整和设计。
主要是将一些实际问题和实验内容融入到物理教学中，让学生在课堂上进行更多的实践探究活动。
同时还结合现实生活，让学生发现科学问题，提出解决问题的方案。
2. 教学方法改进在教学方法上，我们尝试采用更灵活的教学手段，例如翻转课堂、合作学习、问题解决等方式，鼓励学生进行自主探究和合作探究。
并且引导学生多角度思考和分析问题，培养他们的科学思维和创新能力。
高中物理教材中科学方法教育的显化研究——以人教版物理教材为例
中必须重 视科学方法教 育 。 “ 与 科 学 知 识 相 比 ，科 学 方 法
具 有 更 大 的 稳 定 性 和 更 普 遍 的 适 用 性 。从 这 个 意 义 上 讲 ． 学 生 掌 握 科 学 方 法 比掌 握科 学 知 识更 重要 。 ” 科 学 方 法 教 育 有 隐 性 和 显 性 两 种 方 式 ， 其 中 隐性 教 育 方 式 是 指 在 教 学 中不 点 明 科 学 方 法 的 名 称 ， 不 对 科 学 方 法 进 行 解 释 ，而 是 隐 蔽 地 发 挥 科 学 方 法 的 指 导 作 用 ，使 学 生 潜 移 默 化 地 受 到 科 学 方 法 的 熏 陶 。显 性 教 育 方 式 指 在 进 行 科 学 方 法 教 育 时 ， 明确 指 出 科 学 方 法 的 名 称 ，说 明科 学 方 法 的 原 理 ，揭 示 科 学 方 法 的 本 质 与 科 学 方 法 的 操 作 过 程 。 教 师 有 意 识 地 公 开 宣 称 进 行 科 学 方 法 教 育 ，学 生 处 于 有 意 识 地 接 受 科 学 方 法 的状 态 。 科 学 方 法 本 来 就 比 物 理 知 识 抽 象 更 难 于 理 解 ， 因此 ，采 取 隐 性 方 式 进 行 科 学 方 法 教 育 ，
与 传 统 教 材 相 比 ，人 教 版 新 课 程 高 中 物 理 教 材 对 科 学 方 法 的 显 化 意 识 有 所 加 强 ，在 介 绍 相 关 物 理 知 识 的 同 时通 过 旁 批 和 正 文 直 接 介 绍 的形 式 显 化 了相 应 的科 学 方 法 。 １ ． 旁 批 处 介 绍 科 学 方 法 。 教 材 中分 别 对 理 想 模 型 法 、 控 制 变 量 法 和 比 值 定 义 法 在 文 中 适 当 的 位 置 以旁 批 的方 式 进 行 了 显 化 ，有 助 于 为 学 生 提 示 并 解 释 随 时 出 现 在 正 文 中 的科 学 方 法 ．起 到 画 龙 点 睛 的作 用 ．这 样 容 易 使 学 生 在 学 习领 会 科 学 方 法 的 同 时 ，增 强对 科 学 方 法 的 重 视 。 下 面 以 理 想 模 型 法 为 例 予 以说 明 ：例 如 ，物 理 １ 在 “ 质点 参考 系
初中物理科学方法教育方式的显化研究
８ 一 ２
２１ 第 １ ０ ０年 ０期
物理 通报
物理教 育研 究与课 程论
少 有学生 会 自发 地感 受 到科 学 方 法 的妙 处 ， 更体 会
不 到科学 方法对 学 习物 理 知识 、 解决 实 际 问 题 的实 际用途． 生就不 能获 得对科 学方法 的感 性认 识． 学
部直接 观察 到 ， 是 它仍 然 可 以在 个 体 的认 知 行 为 但
２１ 第 ｌ ０ ０年 ０期
物理通报
物理教 育研 究与课 程论
初 中物 理 科 学 方 法教 育 方 式 的显 化 研 究
熊小青 邢红军
（ 首都师范大学 物理 系 北 京 １０ ４ ） ０ ０ ８
新一 轮 中学 物 理课 程 改 革 提 出 了三 维课 程 目
证实． 因此 ， 科学 方 法教 育方 式 的 “ ” “ 显 、 隐”之争 ， 需 要从理 论上进 行 深入 思 考 和论 证 ， 以期 对 科学 方
笔者 认 为 ， 于 科 学 方 法 教 育 方 式 “ 隐 结 关 显
合 ” “ 隐后 显 ”的观 点存在 一定 的问题． 、先 这种 观点 没有 对“ 隐结合 ” “ 隐后显 ”的合 理性做 出令人 显 、先 信服 的理论 阐述 ， 没有 在教学 实践 中得 到充分 的 也
： ｌ ：本文系北京市教委人文社会科 学面上项 目“ 义务教育 物理 科学 方法教育 内容显化 的理论与 实践研究 ” 项 目号 Ｓ ２ ０ １０ ８０ ） （ Ｍ ０ ９ ０２ ０ ９
成 果
一
最 后 ， 学方 法隐性 教育具 有 自主性． 科 由于 隐性 教育 的信息 隐蔽 ， 没有 明确 的要 求 ， 学生对 科学方 法
高中物理教学中的科学方法显化研究
据 科 学 方 法 的这 种 特 点 可 以把 科 学 方 法 分 为 思 维 方
法 和物理 方法 ． 得提 出的是 ， 的时候 一种物理 方 值 有
法 对 应 多 种 思 维 方 法 的 过 程 ， 一 种 思 维 方 法 可 以 而
从科 学方 法 的特 点来 看 ， 隐性 教 育方 式也 是 不 妥的 ． 学 方 法本 来 就 比物 理 知识 抽 象 ， 难 于 理 科 更
要求 ． 在此基 础之上 ， 教材也需 要将科学 方法明确 表 述 出来 ， 师才能将科 学方法 融人知识 的教学 中 ， 教 并
指 导 学 生 运 用 所 学 的 科 学 方 法 解 决 实 际 问 题 ． 一 这
理课 程 标准 》 简 称 《 标》 （ 课 ）明确 指 出 ， 中物 理课 高
了 解 物 理 学 的 研 究 方 法 ． 然 ， 了解 ”层 次 只 是 能 ”显 “
目前 ， 物理 教学 中的科 学方 法 教育 问题 上， 在 普遍存 在一种 观点 ， 为科 学方 法 不像 科学 知识 那 认 样 明了 ， 直接讲 解会过 于枯燥 ， 利于学生记 忆和理 不 解 ； 学方法 就应该进行 隐性 的教育 ， 科 通过让学 生多 次接 触科学方 法 ， 自己去体 会科学方 法 ， 而理解 科 进 学方 法 ． 这种 教育方式 ， 典型 的隐性 教育方 式 ． 是
１ 科 学方法教 育的现状 在 新～轮高 中物理课 程改革 中 ， 科学 方 法教 育 被提高 到与知识教育 相提并论 的高度 ． 通高 中《 普 物
学方法 的“ 隐性 教 育”方 式 ． 们认 为 ， 为 物理 教 我 作
育的指 导依据 ，课标 》 当将 科学 方法 明确 地表 达 《 应 出来 ， 并根据 学生 及知 识 的特 点确 定科 学 方 法教学
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科学方法处于结构图的中心，分别与其他４ 个部分相联
作者 简介：邢红军 ，博士 ，教授 ，博士生导师。 作者单位：首都师范大学物理系。 基金项 目：本文 系北京市 “ 十一五 ”规 划教 育科学重 点课 题 “ 高中物理 科 学方法教 育 内容显化 的理 论 与 实践研 究”成果 （ 编号 ：Ａ Ａ ８ １） Ｂ 的物 理 学科 结 构 模 式也 为物
理学各分支学科、各单元课题的结构及其教学规律指 出
了道 路 。 费 多琴 柯 的 学科 结 构 图进 一 步 把 三 维 结 构 投 影 到平 面上 ， 形成 上（ 实验 ） 中（ 心理 论） 科 学方 法 、 核 左（
２ １ 年第２ 期 ０ １ ４
总 １期 第３ ６
中国 观代椭 装 备
ＪＮ６．３ ＳＮ ７１＂ Ｃ１ ２４ Ｓ１９９４／１ １ ＇ ８ ４
－
☆专栏 ：物理科学方法教育☆
编 者按 ：
首都师范大学课程与教学论博士生导师邢红军教授领导的物理教育研究团队，近年来在北京市 “ 十一五”规划 教育科学课题的资助下，致力于物理科学方法教育的显化研究，在科学方法教育的基本理论、科学方法教育的分类理 论、科学方法教育内容的显化等方面取得了重要的进展，促进了科学方法教育研究的发展，本期发表他们的系列研究
当然 ，这一立体结构模型及其投影还有待进一步
探 索 。但 这 样 的结 构 启 发 我 们 进 一 步具 体 探 索 知 识一 方 法一 能 力 的相 互 关 系 。从 这 种 基 本 思 想 出发 ，我 们
提出了科学方法 中心 的物理学知识一方法结构 图ｒ 如图２
所示 １ 。
展都可 以分解为３ 种因素或３ 个坐标：ｘ ——实验（ 事实） ， 广 物理思想（ 逻辑、方法论等） ——数学（ ，ｚ 表述形式
一
、
物理科学方法教育 的理论进展
图１ 识一 方 法结构 知
科学方法教育的地位问题，即科学方法教育与知识
教育的关系问题，历来是一个争论不休 的问题。长期以 来，科学教育界一直对这个问题进行深入探讨并逐渐形 成了知识中心教育观 。美国的霍尔顿提出了物理学三维
结构模 型 ，前 苏联 的 费多琴 柯提 出了经 典力 学结 构平 面 图 霍 尔顿 认 为物 理学 的任 何一 部分 内容 的结构及 其 发
２ １ 年 １ ， ０ １ ２９
７ ３
ｌ ＳＮ１ ７ ． ４ ８ Ｓ ６ ２１ ３
Ｃ１４ ４＂ Ｎ１９／ －９＇ Ｉ
中国观代 装备
２ 第４ ０第 ２ 总年 期 １ １
１６ ３ 期
于科 学 方法 的参 与才 能进一 步形 成科 学理论 。同样 ，科 学 理论 的应用 也不 是直 接完 成 的，它需 要科 学方 法 的介 入才 能 成功解 决 问题 ，科学 教育 同样 也是 如此 。我们 认 为 这样 的结 构 图才 能准 确地 反映 出科 学知识 与科 学方 法 的关系 。
系 。图 中的箭 头表 示 了不 同部 分之 间的相 互关 系 ，不 同
部分 之 间也会 发生 联 系 ，但 这种 联系 须经 由科 学方 法才
能实现，科学方法起到桥梁和纽带的作用。科学发现认 识论认为，现象是科学的根源，在科学发现过程中，科
学现象与科学理论并不存在直接关系，科学现象要借助
论） 、右（ 数学） 、下ｉ 延伸与应用）个区域，从而全面地反 ５
映 了物 理学 科上述 ５ 个特 点和 物 理学 知识 的３ 主要 成分 个 及其 相 互关 系 ，特 别 是反 映 了知识 和 方法 的关系 （ 图 １ 如 所示 ） 。
图２知 识一 方法 结构 图
图２ 明，知 识一 方 法 结构 图主要包 括５ 部分 ：科 表 个 学现 象 、科 学知识 、科 学方 法 、数学 以及 延伸 与应 用 。
表２
应用物理知识的物理方法
物理方法 序号 物理方法 三角形法 ２ 临界点法 ５ 三角函数法 ２ ６ 割补法 叠加法 ２ ７ 伏安法 曲线改直法 ２ ８ 放大法 符号判断法 ２ ９ 对称法 逐差法 ３ 等效 电路法 ０ 相对运动法 ３ 等 电位法 １ 微平移法 ３ ２ 插针法 替 代 法 ３ ３ 补 偿 法 特殊点法 ３ ４ 比例法 上下坡法 ３ ５ 统计法 描迹法
二 、物理科学方法教育 的内容进展
科 学方法 的分类 问题 ，同样是 困扰 物理 教育 工作者 的 问题 。不 解决 这个 问题 ，科 学方法 教育 内容 问题 就很 难得 到恰 当的解 决 。我们 经过 长期 的理论 思 考 ，逐 渐形
成 自己的观 点。
序号 物理方法 序号 １ 图像法 ｌ ３ ２ 讨论法 １ ４ ３ 等效法 １ ５ ４ 数学法 １ ６ ５ 假设法 ｌ ７ ６ 类 比法 １ ８ ７ 极端假设法 １ ９ ８ 微元法 ２ ０ ９ 整 体 法 ２ １ １ ０ 隔离法 ２ ２ １ 正交分解法 １ ２ ３ １ 判别式法 ２ ２ ４
在 “ 力一技 能一 认 知结构 ”能 力理论 中 ，我们 从 智 能力 因素 的来源 出发 ，区分 “ 能力 ”与 “ 硬 软能 力 ”。 我 们 认 为 ， 由 于智 力 和 技 能 均 是人 的大 脑 的功 能 ，因 此 ，定义 其 为 “ 能力 ”。而人们 通过 后天 学 习在大 脑 硬 中拥 有 的知 识 、科 学方 法所 形成 广义 知识 结构— — 即认 知 结构 ，其 功能就 相 当于人 的 能力 的 “ 软件 ”，因此 ，
成果 ， 以飨读者 。
物理科学 方法显化教育 的理论 与实践研究
邢 红 军
我国物理科学方法教育研究已经开展多年，时至今 日，仍然有一些理论和实践问题没有得到很好解决。如， 科学方法教育的地位、科学方法的分类、科学方法的教育
内容 。围绕这 些重要的理论 问题 ，首都师范大 学物理教育 研 究团队开展 了卓有成 效的研究 ，取得 了显著进 展。