章兆芳

国际上科学教育的着眼点已经从单纯获得知识，逐渐转向全面提高科学素质上来。我校全面开展的自主教育就是旨在传授科学知识的同时开发学生的智力，培养学生的能力，帮助学生“学会生存，学会学习，学会负责，学会追求”。基于这样的目标，我们提出了在传授科学知识的同时渗透科学方法训练，逐步培养学生具有独立解决实际问题的能力。几年教学实践证实，科学方法训练是实施自主教育，培养学生自主能力的重要途径。

一、科学方法训练的基本内容

1．科学研究方法的训练——培养学生独立解决实际问题的能力

科学研究往往是从观察实验获得感性材料开始，经过逻辑思维或直觉思维加工概括，形成科学假设，再经过反复检验，上升为一般规律。它可简化为这样的一个过程：观察—假设--验证—理论。科学研究方法的训练，不仅是为了培养学生初步的科研能力，而且是为了帮助学生掌握解决实际问题的基本程序。

例如，在探索单摆的固有周期的教学中，首先让学生观察各种单摆的摆动，在观察中学生会发现各种单摆振动周期不同（发现问题）。然后引起学生思考，大胆猜想，提出单摆振动周期可能与摆长、质量和摆幅有关（提出假设）。接着，学生亲自动手对猜想进行验证，证实单摆周期只与摆长有关（验证假设）。这时继续引导学生对单摆固有周期和摆长这两个物理量的单位进行分析，学生通过独立思索会发现：要用单摆摆长来表示固有周期，必须再寻找一个物理量（发现新问题），这个物理量应该具有米／秒或米／平方秒的单位，这个物理量是什么？

学生根据这个物理量的特征提出新的猜想：可能是重力加速度g。并根据摆长和重力加速度的单位，构造出T∞√L/g的猜想（提出新的假设）。紧接着再用实验验证猜想。这样，通过两个循环的探究活动，学生对单摆的固有周期公式有了较深的印象，而且学到了探究知识的科学方法和解决实际问题的基本程序。

2．科学思维方法训练

无论是对感性材料获取和描述，还是对科学事实进行整理加工，以及深入到事物的本质去探索内在的规律，都离不开科学思维。为此，我们在教学中结合教学内容，有目的、有计划、有步骤地进行多种思维方法训练。例如，在进行合力和力的合成教学中渗透等效替代的研究方法，在探究向心力公式教学中引入量纲分析法，在光的波动性教学中介绍类比研究法。通过对物理知识的探究学习，让学生了解和初步掌握科学思维的各种方法。

二、科学方法训练的基本形式

科学方训练不可能在“传授--接受”的传统教学模式进行，因为科学方法既是一种知识，又是一种技能和技巧，它只能在科学的认识活动中得到训练。科学方法训练的基本操作方法是：发现问题、提出假设、验证假设、作出结论四个环节。

发现问题学生在教师创设的问题情境（演示实验、电视录像片段、实际问题）中定性地观察、思考，发现需要解决的问题。

提出假设学生运用自己的知识经验对上一环节中提出的问题进行分析，运用归纳、演绎或类比方法提出解决所探究的问题的可能方案——假设或猜想。

验证假设学生亲自动手进行实验或逻辑的推演，运用理论、直接或间接验证方法，判断假设的正确性。

作出结论学生对实验结论，逻辑推演的结果进行分析与综合，归纳与演绎，把抽象上升到具体，得出问题的完整结论。

三、引导学生自主探究是科学方法训练的关键

科学方法训练，即人的能力培养，是在实践活动中进行的。独立解决问题能力，只能在亲自参与问题解决的全过程中得到培养。因此我们在科学方法训练中要引导学生主动参与实践活动，自主探究，鼓励学生大胆地探索尝试，在尝试的成功和失败中，逐步提高解决问题的能力。例如在高二电子技术课的音乐门铃的制作中，当学生安装好音乐门铃，但放不出音乐时，我要求学生根据电路原理和故障现象进行分析，提出产生故障的各种原因。①乐曲发生器部分故障，②喇叭故障，③电源故障，④放大器故障。然后引导学生根据故障原因，设计试探的可能方案，对音乐门铃进行各种试探，找出故障，使音乐门铃放出优美乐曲。由于学生自主探索，主动参与和独立思考，学生的动手能力和研究能力有了很大提高。

总之，科学方法训练是为了开发学生潜在的能力，帮助学生“学会生存，学会学习，学会负责，学会追求”。它不谋求直接的、近期的功利价值意义，而是让学生在训练中养成自信、自强而又谦逊、合作的品性，具有敢于探索和不断发展的进取精神。