把握科学教学特点,有效渗透科学方法

1、把握科学教学特点，有效渗透科学方法摘要：本文将结合笔者的教学实践，探讨怎样根据初中科学教学的内容、初中学生的特点，有效地实现科学方法教育，对于实际教学中常见的疑难问题，比如如何处理思维方法教学，如何处理显性教育与隐性教育的关系，实践中怎样进行显性教育等问题进行了较为深入的探讨，在科学课程教学中，首先通过分析教材内容，挖掘隐含在其中的科学方法因素，在对教材中的科学方法教育目标层次、目标要求进行分析的基础上，突出在三个学科中均有体现的自然科学的一般研究方法，比如观察、实验、科学抽象、数学、归纳法、演绎法、分析和综合等，根据科学方法在教材中出现的频数、重要性以及学生对该方法掌握的程度等，及时地选择一

2、些特别重要的、常用的方法，如观察法、控制变量法等，不惜浓墨重彩，明确地强调、给出该方法的特点、用法及操作过程，让学生掌握近年来科学方法教育的研究成为教学研究的热点之一，且有了一批理论和实践研究成果。但就笔者所见，这些研究大多是针对高中教学的，而针对在初中科学这样的综合性课程中实施科学方法教育的论述却较少。怎样结合教学的实际，有效地进行科学方法教育是当前初中科学教学中亟待解决的问题。本文将结合笔者的教学实践，探讨怎样根据初中科学教学的内容、初中学生的特点，有效地实现科学方法教育，对于实际教学中常见的疑难问题，比如如何处理思维方法教学，如何处理显性教育与隐性教育的关系，实践中怎样进行显性教育等问题

3、进行了较为深入的探讨。一、科学教学中科学方法教育的特点及应对要在科学课程中有效地进行科学方法教育，必须始终把握科学教学内容的特点和初中学生的特点，即我们所教授的课程是物理、化学和生物三门学科的综合，课程教学对象的年龄仅有十五六岁。要把科学方法教育的一般原则、规律与这些特点密切结合起来组织教学，将科学方法教育渗透到教学内容中去。1 .根据课程的特点进行教学科学课程中包含的物理、化学、生物三个学科的知识内容，都属于自然科学的范畴，因此所涉及的科学方法就有自然科学所共有的一般研究方法；由于研究对象的不同，这三个学科又有各自特殊的研究方法，即使在同一学科中，也包含多种科学方法的运用。面对科学课程的这一

4、特点，我们必须突出重点的科学方法。在科学课程教学中，首先通过分析教材内容，挖掘隐含在其中的科学方法因素，在对教材中的科学方法教育目标层次、目标要求进行分析的基础上，突出在三个学科中均有体现的自然科学的一般研究方法，比如观察、实验、科学抽象、数学、归纳法、演绎法、分析和综合等。在各学科的特殊研究方法中，突出该学科最重要的那些方法，特别要注意从整体上把握各学科的规律、方法和思想。比如生物知识教学中，要凸显“生物与环境相适应，形态结构与功能相适应”思想。化学知识教学中，需着力体现“组成、结构决定物质性质，性质又决定其存在、用途和鉴别方法”“反应物的状态和反应条件决定实验室制取气体的发生装置，气体的水

5、溶性和密度决定收集方法”两大规律。物理知识教学中，对概念，重在分析、比较、抽象、概括；对规律，注重归纳、演绎；对实验，则侧重“据实验目的，确定实验原理（可用公式表示，比如密度、电阻、电功率、机械效率的测定等），制定实验方案，选择所需的器材，理清实验步骤，设计实验记录表，确定减小误差的方法”这一思维路径。2 .根据初中学生特点进行教学不同年龄层次的学生心理特点、思维规律、理解能力是不同的，高中生与初中生甚至初中不同年级的学生都是有区别的。因此，在进行科学方法教育的时候，要从学生的实际出发，根据学生的年龄特点，选择最有利于学生发展的教学方法。具体来说，有如下几点。（ 1）在对初中学生进行科学方法教

6、育的时候，要特别注意教学方式，选择合适的时机和适宜的知识载体，要充分考虑并依据初中学生的年龄心理特征、接受水平、学习能力，设计出科学合理的教育目标，做到量力而行。（ 2）科学方法教育应体现不同的层次性，根据学生的思维发展特点，遵循学生的认知规律，循序渐进。对于初中学生来说，科学方法的学习往往不是一两次的涉及就能完成的。为了达到学习目标,需要精心地进行设计,力求具有典型性,具有适当的反复、变式和梯度。循序渐进也体现在对科学方法教育的要求上，要在适当时机引导学生讨论、总结这些方法特点及其应用要点等,使学生的认识逐步地深化，逐步地实现科学方法教育由隐性方式向显性方式过渡。（ 3）考虑学生的特点，也意

7、味着要兼顾到学生的发展。为了与高中教学相衔接，突出在整个中学乃至学生将来深造所需要的科学方法，比如理想化方法、数学方法、控制变量法等，它们虽然在初中科学中出现的频率并不算很高，但到了高中阶段却是很重要的方法，因此有必要为后续的学习打下一个深厚的基础。二、科学课程中有效进行科学方法教育的实践1. 似墨染宣纸，渗透科学方法在中学阶段各学科进行科学方法教育的主要方式为渗透，考虑到初中学生的特点，要更加注意渗透的方式。例如，观察方法是科学方法中最重要的方法之一。在进行“观察方法”的教育时，考虑到初中学生好奇心强的特点，因此在上七年级生物绪论课时，可以从激发他们的好奇开始，介绍科学观察的基础知识；在后续

8、的生物课程学习中，可以结合相关的生物学实例，进一步简介有关科学观察的基础知识，结合有关生物形态、结构、生理功能等典型实例，指出科学观察要有明确的目的性、客观性、全面性以及要积极思索。随着学习的深入，继续在其他场合进行“观察方法”的教育，在教学中应该把出于好奇的观察提高到有目的的观察。以化学实验为例，在实验过程中，尤其要培养学生观察的条理性、敏锐性、精确性，使学生掌握观察技巧，领悟科学方法。要训练的观察方法和技巧是：能按一定程序进行系统观察。对于化学反应能按“反应前、反应中、反应后”的程序观察；对实验装置能按“整体-部分-整体”的顺序进行观察。如对实验室制取氧气的装置的观察，先从整体到部分：从左

9、到右由发生和收集装置两部分组成；再从部分到整体：每一部分从下到上由什么仪器组成，如何连接在一起。能通过对比观察、重点观察和重复观察来突出观察目的，强化观察效果。对现象变化不很明显、区分度差的观察对象，如CO2通入紫色石蕊试液后的颜色变化，通入澄清石灰水出现的浑浊现象等，能通过对比观察，获取清晰的效果。2. 借学科综合，融会科学方法由于科学课程内容的多学科性，决定了课程中的科学方法也呈现兼融互渗的特点。这里所说的“兼融互渗”包含两层意思：同一方法在多学科、多场合的应用和一个科学知识内容牵涉到多个方法。（1）同一方法在多学科、多场合的应用近代科学的进一步发展，揭示了物质的不同存在形式和运动形式之间

10、存在着内在的本质联系，发现了原来被分割开的各门学科之间的联系和共性，以及各门学科所共有的最基本、最本质的概念。在这种综合中，自然界的本质进一步得以显示。1科学课程给我们提供了揭示、体会这种本质的舞台。在课程中往往存在着一种科学方法对应着三个学科中不同知识点的情况。如观察法在物理、化学、生物的中均有应用。因此要充分利用好课程的特点，在教学中让学生整体地了解科学的本质以及与各学科之间相互渗透的特点。（2）同一知识内容渗透多种方法科学课程中还经常遇到在一个知识点中体现了多个科学方法的情况，这是因为每一个科学理论的产生、发展和应用,都是多种科学方法综合运用的结果。如在研究滑动摩擦力与哪些因素有关时，同

11、时用到了观察法（观察弹簧测力计示数）、转换法（把测量滑动摩擦力转换成测匀速拉动时拉力的大小）、归纳法（把滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度和面积的关系进行归纳）和控制变量法（在研究滑动摩擦力与压力有关时控制接触面粗糙程度不变）等方法。这时教师要将各种方法有机地结合在一起进行教学。使学生从不同的角度来思考问题，从而开阔学生的思维空间，激活学生思维的灵活性，提高思维品质，提升科学素养，培养学生的综合能力。3. 展思维过程，揭示科学方法思维方法是科学方法教育的重要内容，初中科学教学应使学生掌握一些基本的思维方法，如比较法、分类法、类比法、归纳法等。教学中，要充分重视思维方法的教育，使学生具备初步的分析

12、和综合能力。由于初中学生抽象思维能力水平的限制，思维方法的教育是个难点。要克服这个难点，教师对每一个知识点，都要设计出合理的、适合初中学生特点的思维程序去组织教学，在教学过程中要充分暴露自己的思维过程，有时候甚至有意识地故意暴露一些错误的思维过程。比如一些一流的科学家在上课的时候往往是尽情地按照自己的思路进行分析、演绎、推导，在此过程中，给了学生一个思维模仿的平台，即使出现了错误，也使得学生知道了是怎样出错的。比如对概念教学，从方法论的角度来看,一般是在观察实验的基础上用分析、比较、抽象、概括等抽象思维的方法揭示出事物本质属性的过程,而对于以形象思维为主的初中学生而言，无疑是有一定难度的。为了

13、突破这一思维方法教育的难点，笔者在概念教学中，采用“断词断句法”，即把概念中的重点字句抠出来，展示自己的理解过程，因为这些字句或揭露了事物的本质，或指出了事物变化的范围和条件，或反映两个事物的区别与联系，通过这种方法克服难点，同时再辅以相应的实验或者事例，促使学生的思维从形象思维到抽象思维的过渡。如“电磁感应”的概念：“闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流”，这里，笔者就分划线部分字词并设计相应的实验加以突破。又如“反射”概念，生物体通过神经系统对外界和内部的各种刺激作出的应答性反应，对划线部分字词笔者则设计了相应问题并展开实例分析。久而久之，学生在潜移默化中

14、习得了这种本领，当学习“酶”的概念时，他们就能拆解提炼概念中的关键词“活细胞制造”“有催化能力”“蛋白质”而大做文章了。因为是“催化剂”，所以在“反应前后，其质量和化学性质均不变”；因为是“蛋白质”，所以和“激素”差不多，在食用后，可被“消化分解为非蛋白质成分”。展思维过程，不仅要在概念教学中运用，在课堂教学、实验教学的各个环节以及习题乃至探究活动中都要运用，且要根据不同的内容采用不同的方法。如在习题教学中，教师不能只注意问题的解决，而更要注重暴露自己的思维过程，让学生学到分析问题、解决问题的科学方法，激发学生主动参与，积极思考，促进思维能力的发展。4. 重显性教育，应用科学方法科学方法教育可

15、以分为隐性方式和显性方式两个教育阶段。科学方法教育的终极目的是使学生掌握、内化、自如地应用科学方法，这应该是我们教学所追求的重要目标。而实现此目标的重要步骤，就是进行科学方法的显性教育方式。（ 1）进行显性教育方式的基本策略首先要把隐性渗透的文章做深做透。对于初中低年龄的学生，要通过隐性教育的方式，使他们感受科学方法，受到科学方法的启蒙和熏陶，初步体会科学研究的方法和策略，这也为下一步显性教育创造条件，又避免过多地增加信息量和教学的抽象性。2在隐性渗透的基础上适时地进行显化。根据科学方法在教材中出现的频数、重要性以及学生对该方法掌握的程度等，及时地选择一些特别重要的、常用的方法，如观察法、控制

16、变量法等，不惜浓墨重彩，明确地强调、给出该方法的特点、用法及操作过程,让学生掌握。在这个过程中同样要注意学生的特点，不能离开知识讲方法，要循序渐进，不能一步到位。将这些方法固化在学生的头脑中,并形成学生的思维品质。（ 2）从隐性到显性教育方式转变的实践在前面讲到“观察”方法的时候，实际已经体现了从隐性到显性教育方式转变的过程：在初始阶段采用的是隐性方式，而到了八年级化学实验时，就开始明确提出了该方法的特点、内容和观察的技巧，有意识地引导学生领悟、应用该科学方法，从隐性教育方式转变到显性教育方式。以下再以“控制变量法”的教学为例。首先，在七年级上研究“蒸发快慢的因素实验”时，我们只要求学生初步了

17、解在研究液体温度对蒸发快慢的影响时，能有意识控制液体的表面积和液体上方空气流动快慢两个因素相同即可。在这个阶段，我们所做的仅仅是让学生感受“控制变量”的作用，初步认识“控制变量法”，体会研究问题的的方法和策略。在此阶段，配合精选练习，强化学生对“控制变量法”的感受。到了八年级下研究“电磁铁的磁性与线圈匝数、有无铁芯和电流的大小的关系”时，则可以有意识地将“控制变量”引入整个探究环节，包括由探究目的确定自变量、因变量，并据此设计实验记录表，学会科学地描述实验结论。在九年级上，则可自设探究主题课“不同浓度硫酸铜溶液对水稻种子萌发的影响”，指导重点放在实验方案的设计与评价上。课中，老师可通过一系列问题，如“我们要研究的问题是什么”“做这个研究，要改变什么”“改变这个条件，可能会发生什么变化”等，引导学生理清自变量和因变量的关系，尽可能全面、详尽地分析应控制相同的无关变量，通过对随机分组（挑选健康饱满的活种子并等分成5组）、设置对照（排除偶然性）、条件适宜（垫上细沙，恒温25，置于等大培养皿中，定时、定量加等量水或溶液）、重复实验等无关变量操作策略的指导，使学生深刻领会“控制变量”的内涵。而方案评价上，可通过对实验结果预测的评价，使学生分清结果与结论的不同。通过对实验记录表的评价，发现三个变量