許光曙，李俊永

1.吳江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)，江蘇 蘇州215200

2.仁懷市周林高級(jí)中學(xué)，貴州 仁懷564500

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》[1]在課程性質(zhì)中指出：“物理學(xué)不僅含有探索大自然的知識(shí)成果，而且含有探索者的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等”，在課程目標(biāo)中指出：“讓學(xué)生學(xué)習(xí)終身發(fā)展必需的物理基礎(chǔ)知識(shí)和方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，在分析和解決問(wèn)題時(shí)嘗試運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和科學(xué)研究方法”“學(xué)習(xí)物理學(xué)家在科學(xué)探索中的研究方法，并能在解決問(wèn)題中嘗試應(yīng)用科學(xué)研究方法”。

然而，由于教育慣性，課堂教學(xué)重知識(shí)和技能、輕思想與方法的現(xiàn)象依然存在。在素養(yǎng)為導(dǎo)向的今天，注重科學(xué)方法教育是物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重要方面，如何在知識(shí)、技能、思想方法中進(jìn)行取舍以適應(yīng)教學(xué)改革，是物理教學(xué)實(shí)踐需要認(rèn)真回答的問(wèn)題。

筆者以江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社出版的義務(wù)教育物理教科書[2]為例（以下簡(jiǎn)稱蘇科版），與廣大同行探討物理科學(xué)研究方法、科學(xué)思想、物理核心素養(yǎng)培育的相關(guān)問(wèn)題。

1 物理學(xué)科思想方法

1.1 核心素養(yǎng)與物理思想方法

初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)劃分為概括理解、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)踐應(yīng)用、求實(shí)創(chuàng)新四個(gè)維度[3]，四個(gè)維度的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。

圖1 初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)四個(gè)維度的結(jié)構(gòu)關(guān)系

處于基礎(chǔ)性地位的實(shí)驗(yàn)探究既是教學(xué)情境，又是學(xué)習(xí)方法，在探究活動(dòng)中伴隨著概括理解、創(chuàng)新、應(yīng)用等高階思維品質(zhì)。概括理解指向思維的概括性，求實(shí)創(chuàng)新指向思維的創(chuàng)造性，實(shí)踐應(yīng)用指向?qū)W習(xí)的遷移本質(zhì)，它們互為表里，相互支撐，思想方法則處于統(tǒng)攝性地位?？梢?jiàn)，實(shí)驗(yàn)探究是基礎(chǔ)，概括理解、求實(shí)創(chuàng)新、實(shí)踐應(yīng)用是中間要素，三者相互促成，彼此形成不同水平等級(jí)的學(xué)科核心思維，思想方法則是物理核心素養(yǎng)的內(nèi)核與靈魂。

1.2 物理思想方法分類及欄目設(shè)計(jì)

初中物理思想方法主要有：控制變量思想、等效思想、轉(zhuǎn)化思想、數(shù)理思想（圖像法、比值定義法、乘積定義法、近似估算法、放大思想、逆向法、累積法、平均值法、比例系數(shù)法、微元法等）、比較思想、物理模型、理想實(shí)驗(yàn)、類比思想、守恒思想、對(duì)稱思想、科學(xué)假說(shuō)、歸納演繹等[4]。同時(shí)，為了便于教師教學(xué)和學(xué)生探索物理知識(shí)，蘇科版教材設(shè)計(jì)了特色欄目（表1），通過(guò)這些欄目將學(xué)科思想方法融入其中，圖文并茂，脈絡(luò)清晰。

表1 教材欄目設(shè)置

1.3 物理思想方法在教材中的體現(xiàn)

基于初中物理思想方法的分類，筆者對(duì)蘇科版義務(wù)教育物理教科書中的思想方法，從章分布、簡(jiǎn)要內(nèi)容和所在欄目三個(gè)角度進(jìn)行了挖掘，并作了統(tǒng)計(jì)匯總。物理思想方法在每一章的數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表2所示，在教材中欄目分布的數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表3所示。

表2 物理思想方法在每一章的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

表3 物理思想方法在欄目中分布的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2 物理思想方法長(zhǎng)期被邊緣化的原因簡(jiǎn)析

學(xué)科思想對(duì)學(xué)科方法起調(diào)控作用，學(xué)科方法則是學(xué)科思想的外顯，很多學(xué)科方法是學(xué)科思想的具體體現(xiàn)。一般情況下，強(qiáng)調(diào)指導(dǎo)性時(shí)稱為學(xué)科思想，強(qiáng)調(diào)工具性時(shí)稱為學(xué)科方法。為研究方便起見(jiàn)，本文對(duì)物理科學(xué)研究方法與物理思想方法不做嚴(yán)格區(qū)分。物理思想方法是比具體物理概念、規(guī)律更為隱蔽的內(nèi)容，通過(guò)梳理，我們對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行思考。

2.1 教材編寫——隱性化的編寫方式為教學(xué)設(shè)置了障礙

物理知識(shí)作為被實(shí)踐驗(yàn)證了的、正確的科學(xué)結(jié)論和現(xiàn)象，可以通過(guò)文字推廣、交流和傳承，與物理教學(xué)關(guān)系最為直接，也最容易被教師、學(xué)生理解和接受。通過(guò)對(duì)教材的深入分析，我們發(fā)現(xiàn)物理思想方法大量存在于物理問(wèn)題解決過(guò)程、物理實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和物理分析過(guò)程。比如：物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)常要采用控制變量法，物理分析過(guò)程中經(jīng)常用到等效法和數(shù)理分析法，物理問(wèn)題解決過(guò)程中經(jīng)常用到假設(shè)法、理想化法和比較法等，這些科學(xué)研究方法都不能夠獨(dú)立存在于教材之中，需要和一定的知識(shí)發(fā)生穩(wěn)定的聯(lián)系[5]。正如物理教育家喬繼平先生所指出的物理知識(shí)和物理方法存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。正是這種原因才使得物理思想方法難以直接進(jìn)行教授，這是物理科學(xué)法教育被物理教學(xué)實(shí)踐忽視的最主要原因。

2.2 專業(yè)能力——教師對(duì)教材與課標(biāo)的解讀水平參差不齊

課程標(biāo)準(zhǔn)要求物理教學(xué)體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)。但是，物理學(xué)科思想方法都是蘊(yùn)含在教材之中的，有的教師僅僅是用教材教，缺少對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀，沒(méi)有從培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)出發(fā)，對(duì)教材的挖掘和鉆研不夠。很多教師對(duì)于講授教材中的學(xué)科知識(shí)非常清楚，但是教材并未明示科學(xué)方法如何教授，導(dǎo)致教師無(wú)法發(fā)現(xiàn)教材中的物理思想方法。教師的專業(yè)能力限制了教學(xué)視野，教師也逐漸淪為“教書匠”。為此，如何提升教師的專業(yè)研究能力，將教師的專業(yè)研究能力轉(zhuǎn)化為教學(xué)生產(chǎn)力，是教育工作者應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。如果教師對(duì)于教材中隱含的物理思想方法不能有效理解，又如何實(shí)施物理課堂教學(xué)？所以，梳理上面的表格，在一定程度上為廣大教師提供了可進(jìn)一步深入研究的依據(jù)，降低了科學(xué)研究方法的神秘感。

2.3 評(píng)價(jià)體系——識(shí)記式的機(jī)械訓(xùn)練違背了方法教育規(guī)律

舊有的教學(xué)評(píng)價(jià)體系更多地從考試分值的角度評(píng)價(jià)教學(xué)效果，絕大多數(shù)學(xué)校和教師為追求高分不斷增加考試的次數(shù)，弱化知識(shí)得來(lái)的過(guò)程，重結(jié)果應(yīng)用，輕知識(shí)習(xí)得過(guò)程。有的教師盡管知道物理思想方法，但是不愿意在課堂上花費(fèi)時(shí)間和精力，認(rèn)為即使考試題目涉及到這方面的內(nèi)容，到時(shí)候只需要講解和訓(xùn)練即可，因?yàn)檫@樣見(jiàn)效快。這樣的教學(xué)現(xiàn)狀將科學(xué)方法教育再一次推向了尷尬境地，食之無(wú)味，棄之可惜。另一方面，物理知識(shí)在教材中處于顯性化的地位，教師容易把握，而且各類教學(xué)用書、教輔用書、參考資料很多。從評(píng)價(jià)的角度看，物理思想方法也無(wú)法像知識(shí)和技能那樣容易作出定量的評(píng)價(jià)。

3 物理思想方法在教學(xué)實(shí)踐中的落實(shí)途徑

教材編寫方式、教師專業(yè)能力和應(yīng)試教育是影響物理思想方法顯化的三大因素，但是物理教學(xué)實(shí)踐不能也不應(yīng)該因噎廢食，有效的教學(xué)實(shí)踐策略有助于物理教師在課堂教學(xué)實(shí)踐中對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究方法教育。

3.1 挖掘欄目中思想方法是落實(shí)科學(xué)方法的源泉

初中學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)相對(duì)豐富，對(duì)自然界以及科學(xué)的認(rèn)識(shí)更多的是基于經(jīng)驗(yàn)。在物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)中，從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，運(yùn)用歸納法更適合初中學(xué)生[6]。此外，數(shù)理方法中的圖像法、累積法、比值定義法、近似法、放大法等，隨著學(xué)習(xí)難度和深度的不斷增加，理性的成分越來(lái)越多。

由表3中的歸類統(tǒng)計(jì)可描繪出學(xué)科思想方法欄目分布的柱狀圖（圖2）和學(xué)科思想方法占比柱狀圖（圖3）。由圖2可知，教材中的物理思想方法體現(xiàn)在“活動(dòng)”“WWW”“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”“綜合實(shí)踐活動(dòng)”等欄目中的比例約占四分之三，即提示教師在教學(xué)中加以滲透，特別是在科學(xué)探究活動(dòng)過(guò)程中加以合理運(yùn)用，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)思維方法的理解和內(nèi)化；但是，圖2也顯示，約占五分之一的科學(xué)思想方法沒(méi)有出現(xiàn)在教材固定的欄目中，需要教師解讀和挖掘。由圖3可知，基于初中學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，歸納法、數(shù)理方法（比值定義、圖像、放大等）、比較思想、控制變量法等運(yùn)用的頻率較高、占比較大，教師需要在教學(xué)中不斷強(qiáng)化，以期熟練運(yùn)用。

圖2 物理學(xué)科思想方法欄目分布

圖3 物理學(xué)科思想方法占比

3.2 發(fā)展教師專業(yè)能力是物理思想方法落地的保障

首先，物理教師要重視物理學(xué)史所蘊(yùn)含的極其豐富的物理思想，用物理思想引領(lǐng)課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維。其次，教師要加強(qiáng)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的研讀，挖掘內(nèi)涵。第三，加強(qiáng)對(duì)教材和實(shí)驗(yàn)的研究。無(wú)論是教材的編寫，還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，都有助于學(xué)生形成應(yīng)有的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，逐步形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。

物理思想方法之于科學(xué)思維猶如大樹(shù)之于枝干，科學(xué)方法構(gòu)成了科學(xué)思維的重要內(nèi)容，讓物理思想方法落地在很大程度上就是培育物理科學(xué)思維，就是培育物理核心素養(yǎng)。問(wèn)題在于我們是否認(rèn)識(shí)到教師專業(yè)能力在這個(gè)過(guò)程中所起的保障性作用，是否視科學(xué)思想方法為“雞肋”，有沒(méi)有能力挖掘思想寶庫(kù)讓其惠及物理教學(xué)實(shí)踐，并在實(shí)踐中展現(xiàn)方法的魅力。除了思想引領(lǐng)外，學(xué)校教研組對(duì)教師的專業(yè)引領(lǐng)同樣重要。

3.3 顯化科學(xué)方法是落實(shí)物理核心素養(yǎng)的有效途徑

如前所述，隱性化的編寫方式為教學(xué)設(shè)置了障礙。首都師范大學(xué)邢紅軍教授認(rèn)為，方法才是核心，是對(duì)能力起決定性作用的因素，在物理學(xué)的范疇之中，科學(xué)方法與科學(xué)知識(shí)是相互平行的。與科學(xué)知識(shí)不同的是，科學(xué)方法涉及的不是物質(zhì)世界本身，而是人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的途徑與方式，是高度抽象的，隱藏在知識(shí)背后。因此，初中物理的各版教材和教學(xué)參考書都應(yīng)該依據(jù)教育部頒布的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，從物理知識(shí)與科學(xué)方法相對(duì)應(yīng)的角度，將科學(xué)方法的內(nèi)容具體化。教師在進(jìn)行科學(xué)方法教育時(shí)，也應(yīng)把隱藏在物理知識(shí)背后的科學(xué)方法挖掘出來(lái)，向?qū)W生揭示科學(xué)方法，幫助學(xué)生借助科學(xué)方法獲取知識(shí)。

掌握科學(xué)方法是獲取物理知識(shí)的重要途徑，學(xué)生只有掌握科學(xué)方法，才能更快捷地獲取物理知識(shí)。雖然科學(xué)方法很抽象，不容易理解，教學(xué)上會(huì)有一定難度。但是，把那些意義明確、應(yīng)用廣泛、符合學(xué)生認(rèn)知水平的科學(xué)方法，作為典型的、主要的科學(xué)方法，在初中的重點(diǎn)物理概念和物理規(guī)律教學(xué)中加以滲透、顯化，具有真實(shí)性和可操作性[7]。每一個(gè)物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)中要結(jié)合科學(xué)方法教育，并將其顯化，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中才能真正掌握科學(xué)方法。

3.4 出現(xiàn)頻次比較多的科學(xué)方法是進(jìn)行教學(xué)的著力點(diǎn)

初中學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力逐步增強(qiáng)，而抽象能力還在不斷完善中，因此這個(gè)階段應(yīng)把觀察實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法作為著力點(diǎn)。其次，初中學(xué)生接觸物理的時(shí)間較短，許多物理概念（如質(zhì)量、力等概念）都是直接給出的，而速度、密度、壓強(qiáng)、功率等貫穿初中物理始末的基礎(chǔ)核心概念，都要運(yùn)用比值定義法。因此，實(shí)驗(yàn)歸納法、比值定義法等此類的科學(xué)方法出現(xiàn)的頻次多，教師在教學(xué)過(guò)程中要作為教學(xué)的重點(diǎn)，要明確地、有計(jì)劃地、循序漸進(jìn)地開(kāi)展教學(xué)，隨著頻次的增加，多次講解，逐步深化，學(xué)生才能領(lǐng)會(huì)和運(yùn)用，強(qiáng)化科學(xué)方法的重要意義。此外，對(duì)于出現(xiàn)頻次較少的科學(xué)方法，要結(jié)合學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)、身心特點(diǎn)、思維水平，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的認(rèn)識(shí)水平。