科学方法显化视角下初中《磁场》的教学

潘秀娟+张抗抗

摘 要：本文针对科学方法隐性教育中存在的方法模糊、随意等弊端，以《磁场》一节的教学为实践展开科学方法显化教育的探索，使学生有意识地接受科学方法的训练，并在实践中加深对科学方法的理解和认识，从而提高学生的科学素养。

关键词：科学方法；显性化；初中物理；磁场

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）12-0031-3

1 问题的提出与分析

1.1 问题的提出

科学方法作为连接物理现象和物理知识的纽带及提高学生核心素养的重要内涵，在科学教育中倍受关注。我国《物理课程标准》（2011年版）提出：“义务教育物理课程作为科学教育的组成部分，是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程。此阶段的物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练，而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养”。[1]与此同时，国际上对科学方法教育研究亦热度不减，研究指出：科学素养作为国际科学教育的核心目标，科学方法是其重要内容。[2]著名科学哲学家皮尔逊多次强调：“科学方法是通向整個知识区域的唯一门径。”事实上，科学方法已成为许多国家和地区制订课程目标的重要内容之一。

科学方法是指：人们认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和行为方式。[3]科学方法作为一种基本的研究途径、方式，与科学概念、规律这些知识性内容是相平行的，均包含在科学的范畴。然而，与知识不同的是，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和方式，是高度抽象的。因此，它并不直接由学科知识内容来表达，而是有它自己独特的表达方式，并且比概念、定理、定律、公式这类知识更加抽象和隐蔽。[4]与此同时，科学方法支配着物理知识的获得和应用，是形成知识结构的纲领和脉络。[5]

基于此，物理科学方法教育逐渐形成了隐性教育方式。具体而言，在教学过程中一般不出现科学方法的名称，而是通过物理知识教学渗透方式隐蔽地发挥科学方法的导向作用，以期学生在学习过程中获得熏陶，潜移默化地体会并领悟科学方法。遗憾的是，在物理教学实践中，隐性的科学方法教育方式并没有取得理想的效果。究其原因，就教育的本质特点而言，教育主要是通过有意识、有目的施加影响，从而实现教育人的目的，而隐性教育恰恰忽视了这一点。对学生而言，学生长期的学习使其已经习惯于教师讲什么就学什么，教师强调什么就注意什么，教师没有明确强调的内容就不去思考。[5]

1.2 教学分析

《磁场》作为九年级物理《电与磁》的首节，是整章知识展开的起点，是学生理解并掌握电磁现象的奠基课。其内容由“磁现象”“磁场”“地磁场”三部分构成。教材在编写时主要通过让学生了解生活中的一些磁现象，再结合实验来感悟磁场，从而使学生知道用磁感线来描述磁场。然而遗憾的是，究竟什么是“场”，借助哪些物理方法建立磁场的概念，以及为什么要用磁感线来描述磁场，初中学生并不清楚。

究其原因，就教学层面而言，无论是教材的编排，还是教师的教学，均对研究磁场的科学方法采取隐性处理，试图使学生自己体会和领悟。因此，采用隐性的科学方法教育就导致了认识磁场的存在及用磁感线来描述磁场一直以来成为本节课的教学难点。反观《物理课程标准》（2011年版）对本节的要求是：“通过实验认识磁场”，[6]这样仅仅用“通过实验”四字简单带过，其实质亦未显化出建立磁场概念背后所蕴含的科学方法，这也在很大程度上从政策层面遮蔽了科学方法教育，进一步促使其成为教学难点。

2 教学设计与阐释

基于对磁场教学的洞察及已有文献的深入研究，我们立足教师的教与学生的学，沿寻科学方法的逻辑，通过显化被遮蔽的科学方法，对磁场教学展开新的探索，教学流程见图1。

具体而言，由于教学贴近生活，并以学生原有知识为新知识的生长点，更利于激发学生的学习兴趣并取得好的教学效果。因此，首先由“简单的磁现象”入手，搭建问题“脚手架”。教师通过演示磁铁靠近铜、铁、铝片、大头针等物体，引导学生通过观察现象，归纳出磁性的概念，并在此基础上，进一步演示条形磁体的N极分别靠近悬吊着的条形磁体的N极、S极，使学生归纳出磁极间的相互作用（实验归纳法）。从而使学生在“玩中学”“做中学”，循序渐进过渡到探究磁场分布情况的原始物理问题情境中（转换法）。本环节每个小组学生利用透明胶片和4枚小磁针画出磁场的大致的分布情况，然后将10个小组的透明胶片“叠加”在一起，合作、共享出磁场的分布情况，实验探究的同时感悟由“点-面-体”逐步建立“磁场”的空间概念（简单枚举法、实验归纳法），再通过对比、评价实验方案的优缺点，学会用磁感线描述磁场（理想模型法）。

对于“地磁场”部分的教学采用“互联网+微视频”的翻转课堂教学模式来完成，以作业的方式发放自主学习清单布置学习任务，并在完成后课上展示交流，分享同伴的学习经验和智慧。引导学生关注社会问题和大自然的奇妙现象，增强责任感和使命感。

整个过程教师以科学方法为主线，依据教学模式建构的路径与逻辑，采用了凸显科学方法的“一知多方”与“一方多知”两种教学模式[5]中的“一知多方”模式，帮助学生完成对“磁场”概念的建构（如图2）：通过明确指出利用小磁针的受力情况来反映磁场分布的“转换法”，利用三个不同小磁针静止时北极的受力方向来显示磁场中某点方向的“简单枚举法”及利用假想的磁感线来描述磁场分布情况的“理想模型法”。这样设计教学，针对以往科学方法隐性教育中存在的模糊、随意等弊端，通过显化科学方法，使学生在学习起点就明确学习目标，清楚学习过程，并在科学方法的“引领”下，将散碎的知识点“串”成完整的体系，促使学生在学习知识的同时获得科学方法教育，从而提高了科学素养，并最终使教学更上一个台阶。

3 教学反思与启示

3.1 教学反思

本节课教学设计的核心目标是显化磁场教学中的科学方法，以科学方法为驱动，在建立起磁场概念的同时，引导学生关注、领悟支撑概念建立时所蕴含的科学方法，从而提高学生的科学素养。因此，在设计时一改以往仅让学生感知简单的磁现象等缺乏深度启发性的探究，从而导致直接将磁场概念灌输给学生的方法，而是在教学过程中通过科学方法的步步引导，使学生从通过实物投影叠加出磁场的分布情况，过渡到用铁屑描述磁场的分布情况，并最终水到渠成地学会用磁感线来描述磁场的分布，建立磁场的概念。整个过程中，在科学方法的驱动下，逐渐“串联”起散碎的知识点，建构知识体系，使学生在思路清晰、逻辑顺畅地获得知识的同时，获得科学方法教育，也使教学效果发生翻天覆地的变化。

3.2 启示

《磁场》一节的教学通过对科学方法的挖掘与探索，使科学方法得到了显化，教学逻辑也更加流畅清晰。整个教学过程中，我们通过有意识地明确指出科学方法的名称，揭示方法的形式，挖掘方法的内涵，将科学方法显性化，使学生通过接受科学方法训练，认识并掌握了有效建构知识体系的思维方法和途径，从而推进了每个学习者的学习进程，培养了使学生终身受益的思考和解决问题的能力，进而提高了学生的科学素养，实现了真正的科学教育。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：2—19.

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

[3]涂艳国.简论科学教育的基本要素[J].教育研究，1990（9）：63—66.

[4]高凌飚.中学物理课程论[M].上海：上海教育出版社，1999：138—150.

[5]邢红军.物理教学论[M].北京：北京大学出版社，2015：177—183.

[6]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：2—19.

（栏目编辑 罗琬华）