科學(xué)方法顯化視角下初中《磁場》的教學(xué)

潘秀娟+張抗抗

摘 要：本文針對科學(xué)方法隱性教育中存在的方法模糊、隨意等弊端，以《磁場》一節(jié)的教學(xué)為實踐展開科學(xué)方法顯化教育的探索，使學(xué)生有意識地接受科學(xué)方法的訓(xùn)練，并在實踐中加深對科學(xué)方法的理解和認識，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)方法；顯性化；初中物理；磁場

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）12-0031-3

1 問題的提出與分析

1.1 問題的提出

科學(xué)方法作為連接物理現(xiàn)象和物理知識的紐帶及提高學(xué)生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)涵，在科學(xué)教育中倍受關(guān)注。我國《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）提出：“義務(wù)教育物理課程作為科學(xué)教育的組成部分，是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)”。[1]與此同時，國際上對科學(xué)方法教育研究亦熱度不減，研究指出：科學(xué)素養(yǎng)作為國際科學(xué)教育的核心目標(biāo)，科學(xué)方法是其重要內(nèi)容。[2]著名科學(xué)哲學(xué)家皮爾遜多次強調(diào)：“科學(xué)方法是通向整個知識區(qū)域的唯一門徑?！笔聦嵣?，科學(xué)方法已成為許多國家和地區(qū)制訂課程目標(biāo)的重要內(nèi)容之一。

科學(xué)方法是指：人們認識和改造客觀世界的實踐活動中總結(jié)出來的正確的思維方式和行為方式。[3]科學(xué)方法作為一種基本的研究途徑、方式，與科學(xué)概念、規(guī)律這些知識性內(nèi)容是相平行的，均包含在科學(xué)的范疇。然而，與知識不同的是，科學(xué)方法涉及的不是物質(zhì)世界本身，而是人們認識物質(zhì)世界的途徑和方式，是高度抽象的。因此，它并不直接由學(xué)科知識內(nèi)容來表達，而是有它自己獨特的表達方式，并且比概念、定理、定律、公式這類知識更加抽象和隱蔽。[4]與此同時，科學(xué)方法支配著物理知識的獲得和應(yīng)用，是形成知識結(jié)構(gòu)的綱領(lǐng)和脈絡(luò)。[5]

基于此，物理科學(xué)方法教育逐漸形成了隱性教育方式。具體而言，在教學(xué)過程中一般不出現(xiàn)科學(xué)方法的名稱，而是通過物理知識教學(xué)滲透方式隱蔽地發(fā)揮科學(xué)方法的導(dǎo)向作用，以期學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得熏陶，潛移默化地體會并領(lǐng)悟科學(xué)方法。遺憾的是，在物理教學(xué)實踐中，隱性的科學(xué)方法教育方式并沒有取得理想的效果。究其原因，就教育的本質(zhì)特點而言，教育主要是通過有意識、有目的施加影響，從而實現(xiàn)教育人的目的，而隱性教育恰恰忽視了這一點。對學(xué)生而言，學(xué)生長期的學(xué)習(xí)使其已經(jīng)習(xí)慣于教師講什么就學(xué)什么，教師強調(diào)什么就注意什么，教師沒有明確強調(diào)的內(nèi)容就不去思考。[5]

1.2 教學(xué)分析

《磁場》作為九年級物理《電與磁》的首節(jié)，是整章知識展開的起點，是學(xué)生理解并掌握電磁現(xiàn)象的奠基課。其內(nèi)容由“磁現(xiàn)象”“磁場”“地磁場”三部分構(gòu)成。教材在編寫時主要通過讓學(xué)生了解生活中的一些磁現(xiàn)象，再結(jié)合實驗來感悟磁場，從而使學(xué)生知道用磁感線來描述磁場。然而遺憾的是，究竟什么是“場”，借助哪些物理方法建立磁場的概念，以及為什么要用磁感線來描述磁場，初中學(xué)生并不清楚。

究其原因，就教學(xué)層面而言，無論是教材的編排，還是教師的教學(xué)，均對研究磁場的科學(xué)方法采取隱性處理，試圖使學(xué)生自己體會和領(lǐng)悟。因此，采用隱性的科學(xué)方法教育就導(dǎo)致了認識磁場的存在及用磁感線來描述磁場一直以來成為本節(jié)課的教學(xué)難點。反觀《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）對本節(jié)的要求是：“通過實驗認識磁場”，[6]這樣僅僅用“通過實驗”四字簡單帶過，其實質(zhì)亦未顯化出建立磁場概念背后所蘊含的科學(xué)方法，這也在很大程度上從政策層面遮蔽了科學(xué)方法教育，進一步促使其成為教學(xué)難點。

2 教學(xué)設(shè)計與闡釋

基于對磁場教學(xué)的洞察及已有文獻的深入研究，我們立足教師的教與學(xué)生的學(xué)，沿尋科學(xué)方法的邏輯，通過顯化被遮蔽的科學(xué)方法，對磁場教學(xué)展開新的探索，教學(xué)流程見圖1。

具體而言，由于教學(xué)貼近生活，并以學(xué)生原有知識為新知識的生長點，更利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并取得好的教學(xué)效果。因此，首先由“簡單的磁現(xiàn)象”入手，搭建問題“腳手架”。教師通過演示磁鐵靠近銅、鐵、鋁片、大頭針等物體，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察現(xiàn)象，歸納出磁性的概念，并在此基礎(chǔ)上，進一步演示條形磁體的N極分別靠近懸吊著的條形磁體的N極、S極，使學(xué)生歸納出磁極間的相互作用（實驗歸納法）。從而使學(xué)生在“玩中學(xué)”“做中學(xué)”，循序漸進過渡到探究磁場分布情況的原始物理問題情境中（轉(zhuǎn)換法）。本環(huán)節(jié)每個小組學(xué)生利用透明膠片和4枚小磁針畫出磁場的大致的分布情況，然后將10個小組的透明膠片“疊加”在一起，合作、共享出磁場的分布情況，實驗探究的同時感悟由“點-面-體”逐步建立“磁場”的空間概念（簡單枚舉法、實驗歸納法），再通過對比、評價實驗方案的優(yōu)缺點，學(xué)會用磁感線描述磁場（理想模型法）。

對于“地磁場”部分的教學(xué)采用“互聯(lián)網(wǎng)+微視頻”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式來完成，以作業(yè)的方式發(fā)放自主學(xué)習(xí)清單布置學(xué)習(xí)任務(wù)，并在完成后課上展示交流，分享同伴的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和智慧。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會問題和大自然的奇妙現(xiàn)象，增強責(zé)任感和使命感。

整個過程教師以科學(xué)方法為主線，依據(jù)教學(xué)模式建構(gòu)的路徑與邏輯，采用了凸顯科學(xué)方法的“一知多方”與“一方多知”兩種教學(xué)模式[5]中的“一知多方”模式，幫助學(xué)生完成對“磁場”概念的建構(gòu)（如圖2）：通過明確指出利用小磁針的受力情況來反映磁場分布的“轉(zhuǎn)換法”，利用三個不同小磁針靜止時北極的受力方向來顯示磁場中某點方向的“簡單枚舉法”及利用假想的磁感線來描述磁場分布情況的“理想模型法”。這樣設(shè)計教學(xué)，針對以往科學(xué)方法隱性教育中存在的模糊、隨意等弊端，通過顯化科學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)起點就明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，清楚學(xué)習(xí)過程，并在科學(xué)方法的“引領(lǐng)”下，將散碎的知識點“串”成完整的體系，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時獲得科學(xué)方法教育，從而提高了科學(xué)素養(yǎng)，并最終使教學(xué)更上一個臺階。

3 教學(xué)反思與啟示

3.1 教學(xué)反思

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計的核心目標(biāo)是顯化磁場教學(xué)中的科學(xué)方法，以科學(xué)方法為驅(qū)動，在建立起磁場概念的同時，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注、領(lǐng)悟支撐概念建立時所蘊含的科學(xué)方法，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，在設(shè)計時一改以往僅讓學(xué)生感知簡單的磁現(xiàn)象等缺乏深度啟發(fā)性的探究，從而導(dǎo)致直接將磁場概念灌輸給學(xué)生的方法，而是在教學(xué)過程中通過科學(xué)方法的步步引導(dǎo)，使學(xué)生從通過實物投影疊加出磁場的分布情況，過渡到用鐵屑描述磁場的分布情況，并最終水到渠成地學(xué)會用磁感線來描述磁場的分布，建立磁場的概念。整個過程中，在科學(xué)方法的驅(qū)動下，逐漸“串聯(lián)”起散碎的知識點，建構(gòu)知識體系，使學(xué)生在思路清晰、邏輯順暢地獲得知識的同時，獲得科學(xué)方法教育，也使教學(xué)效果發(fā)生翻天覆地的變化。

3.2 啟示

《磁場》一節(jié)的教學(xué)通過對科學(xué)方法的挖掘與探索，使科學(xué)方法得到了顯化，教學(xué)邏輯也更加流暢清晰。整個教學(xué)過程中，我們通過有意識地明確指出科學(xué)方法的名稱，揭示方法的形式，挖掘方法的內(nèi)涵，將科學(xué)方法顯性化，使學(xué)生通過接受科學(xué)方法訓(xùn)練，認識并掌握了有效建構(gòu)知識體系的思維方法和途徑，從而推進了每個學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進程，培養(yǎng)了使學(xué)生終身受益的思考和解決問題的能力，進而提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，實現(xiàn)了真正的科學(xué)教育。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：2—19.

[2]Kosso， P. The Large-scale Structure of Scientific Method [J].SCIENCE & EDUCATION，2009 （18）：33—42.

[3]涂艷國.簡論科學(xué)教育的基本要素[J].教育研究，1990（9）：63—66.

[4]高凌飚.中學(xué)物理課程論[M].上海：上海教育出版社，1999：138—150.

[5]邢紅軍.物理教學(xué)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2015：177—183.

[6]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：2—19.

（欄目編輯 羅琬華）