科学方法 科学教学方法之比较及启示

摘要本文对科学方法和科学教学方法进行比较，理解两者的内涵、分类及相互关系，使教师及其他教育工作者对科学方法及科学教学方法有更深的理解，在小学科学课堂中能更好地使用科学方法，将其融入课程内容，使学生更好学习科学知识，体会科学方法。
　　关键词科学方法 教学方法 科学教学方法

　　1 研究意义
　　在科学教学中，将科学方法融入科学教学中，能够使学生获得科学知识及科学方法。但科学方法都有其特定的对象及适用范围，这也就决定了其本身的局限性，比如归纳方法，由于人们一般是根据对事物现象的归纳来获得结论，所以它缺乏内在的必然性，同时不能保证一定获得真理；比如演绎方法，首先它只适合于已有理论的证明和推演，而不能导致新的科学发现，其次因为演绎方法的正确性取决于前提的正确性，所以它不能保证其结论的正确性；比如观察，观察只能直接发现对象的现象，而不能直接发现对象的本质，不能直接观察到所研究的对象，某些现象能直接观察到，某些现象不能直接观察到而只能间接观察到，观察只能直接观察到具体特殊事物的性质和特点，而不能直接观察到事物普遍的共性；再如实验，诚然重要，但并非所有领域都可以进行，实验不能代替理论研究，它总是特殊的，特殊的实验结果与普遍的结论之间总是有距离。
　　小学科学课堂中，恰恰存在许多此类问题：一些科学教师不了解科学方法的局限性，某种程度上夸大或者淡化了科学方法的作用。①一方面，教师在教学过程中，由于自身对科学方法的内涵认识模糊，所以在使用科学方法进行教学的过程中，无法向学生清晰介定科学方法使用的领域和对象，存在将科学方法的使用范围扩大、僵化地刻意遵守等问题；另一方面，又存在一些在教学过程中淡化科学方法的问题，过度求新、过分注重细节而忽略了课程内容里所隐含的科学方法。
　　所以，厘清科学方法和科学教学方法的区别和联系，正确理解两者的关系，从而在科学课堂里融入科学方法进行教学，对于学生获得科学知识和学习科学方法，形成正确的科学观，感受科学的价值和精神，都具有较大的指导及促进意义。
　　2 科学方法与科学教学方法
　　2.1 科学方法及分类
　　人们通常把达到目的的途径（手段）称为方法。科学认识活动的目的是要探索客观世界的普遍规律和因果性，对被观察到的事实即形形色色的事物现象作出理论解释，以此对客观世界的复杂图景做出精确地深刻的描绘。科学方法就是人们为实现达到认识客观世界这一基本目的而采用的手段和途径。科学研究的方法包括基本逻辑方法和一般技术方法。②
　　所谓基本逻辑方法，就是基本的思维规律和思维方法。在科学技术研究中，人们会运用到各种各样的思维方法，其中有些方法是在任何场合任何时间都要用到的，而另一些则只是在某些特殊的场合和时间才用到，前者就是基本逻辑方法，包括比较与分类、演绎和归纳、分析和综合等。
　　比较与分类是认识和研究事物的两种最基本的逻辑方法。比较就是在不同事物之间或在同类事物之间找出它们的差一点和共同点的逻辑方法。分类是在比较基础上根据一定的标准对各种事物进行类别划分的逻辑方法，即根据对象的共同点和差异点，将对象区分为不同种类的逻辑方法。归纳和演绎是在科学技术研究中最常用的一对逻辑思维方法。归纳方法是指从个别事物的现象的研究中概括出一般原理或结论的逻辑思维。这种方法主要由推理前提和结论两部分组成。演绎方法是从一半到个别的推理方法，即用已知的一般原理考察某一特殊的对象，推演出有关对这个对象的结论的方法。分析是把一个完整的对象分解为不同的方面和部分，把负责的对象分解为各个简单的要素，并把这些部分或要素分别进行研究和认识的一种思维方法。综合方法就是寻求研究对象的各个部分、侧面、因素的内在联系，把对象的各个部分联系起来作为一个整体加以研究的思维方法。此外，还有数学方法、控制论方法、信息方法、系统方法等，有的学者认为想象、直觉、灵感也是理论思维方法的较特殊的形式。③
　　科学技术与其他学科的一个重要区别就在于它不仅要运用各种逻辑思维方法进行研究，而且它还常常使用各种技术方法进行研究。技术方法就是运用某种技术和设备手段进行研究的方法。主要包括观察和实验两种。
　　观察就是通过感官接受外界各种刺激，再经过大脑处理，形成对外界的感受，科学观察一般是指人们在科学研究中有目的、有意识地对事物和现象进行感知、描述和记载的方法。广义的观察包括自然观察和实验观察，狭义的观察仅指自然观察。自然观察是在现象自然发生的条件下进行的，是人类运用的最早的一种观察，根据不同的标准将观察分类：（1）根据所用观察工具不同将观察分为直接观察和间接观察两种类型。直接观察是通过感官直接观察对象，间接观察则是借助于一定的一起对对象所进行的观察；（2）根据观察结果性质将观察分为定性观察和定量观察两种。定性观察即确认研究对象是什么或什么性质的观察，定量观察则是确定该事物或现象的大小、速度、强度、时间长度等数量性质的观察，又叫测量或观测；（3）根据观察的条件将观察分为非受控观察和受控观察，非受控观察是在不影响观察对象的条件下所进行的观察，受控观察是在对观察对象施加某种影响的条件下所进行的观察。科学实验师在某种科学理论的指导下所进行的运用技术手段来展现某个对象，或推进研究对象的进程，或改变、控制其某些因素而使对象展现某些过程的活动。实验的目的有二，其一是探索和发现新现象或新规律；其二是检验已有知识或理论的正确性。实验由实验者、实验对象、实验仪器三者组成。
　　2.2 科学教学方法
　　教学方法包括科学方法，这里首先对教学方法进行论述。
　　2.2.1 教学方法
　　在当今教育理论界以及各种教育学和教学论著作中，人们对教学方法的认识不尽统一，给教学方法所下定义也各不相同。我们认为，教学方法是指在教学过程中，教师指导学生学习以达到教学目的而采取的教与学相互作用的活动方式的总称。④
2.2.2 教学方法的分类
　　教学方法根据分类依据的不同，可以有多种分类方式。有的学者将教学方法分为： 前苏联著名教育家巴班斯基将教学作为一个活动过程来认识，⑤他们将活动区分出三个最重要成分：组织作用的，激发的和检查评定的。由此，从整体和组织性的观点看活动，就要求有三大组的教学方法：实施学习认识活动的方法（由此而保证通过个性的中介而进行的教学信息的过程）；激发学习认识活动和形成学习动机的方法（由此而保证调整学习活动的最重要职能。促进其认识的、意志的和情绪的积极化）；检查和自我检查学习认识活动的效果的方法（由此，师生得以在教学进程中实现检查和自我检查的职能），其下还有相应的亚组：
　　第一组方法：组织和实施学习认识活动的方法。
　　第一亚组：按传递和接受教学信息来源分类（感知的方法）：口叙法（叙述、谈话、演讲）；直观法（图示、演示）；实际操作法（试验、练习）；教学生产劳动。
　　第二亚组：按传递和接受教学信息的逻辑分（逻辑的方法分）：归纳法、演绎法、分析综合等方法。

　　第三亚组：按学生在掌握知识时思维的独立性程度（求知的方法）：再现法、探索法（局部探索法、研究法）。
　　第四亚组：按控制学习活动的程度分（控制学习的方法）：教师指导下的学习活动，包括试验教学机器在内；学生的独立工作（读书作业、书面作业、实验室作业、完成劳动作业）。
　　第二组方法：激发学习和形成学习动机的方法。
　　第一亚组：激发学习兴趣的方法：认识性游戏、教学讨论、创设道德情绪体验的情境、创设引人入胜的情境、创设统觉的情境（依靠生活经验）、创设认识新奇的情境。
　　第二亚组：激发学习义务和责任感的方法：说明学习的意义、提出要求、完成要求的联系、学习上的奖励、对学习缺陷的责备。
　　第三组方法：教学中的检查和自我检查的方法。
　　第一亚组：口头检查的方法：个别提问、面向全班提问的口头考试、学习上的奖励、程序性提问。
　　第二亚组：书面检查的方法：书面测验、测试作业、书面考察、书面考试、程序性的书面作业。
　　第三亚组：实验室-实际操作检查的方法、实验室测验作业、机器测验。
　　2.2.3 科学教学方法与科学方法的比较
　　科学教学方法是教师和学生为了实现共同的科学教学目标，完成共同的科学教学任务，在科学教学过程中运用的方式与手段的总称。⑥以上所介绍的教学方法在科学教学中均可使用，由于科学课的特殊性，活动部分使用较多，所以在课堂教学中主要用到第一组方法，我们通过表1将科学教学方法与科学方法进行比较。
　　通过对比，我们可以看出科学教学方法包括科学方法，虽然有同样的方法，不过两者略有区别。在使用归纳方法方面，科学研究中，将归纳法分为完全归纳和不完全归纳法，穆勒将归纳法分为求同法、求异法、同异联合法、共变法和剩余法，在科学教学中，主要用到的归纳方法类型是不完全归纳法中的简单枚举法，以及穆勒五法之中的求同法、求异法、同异联合法、共变法；在使用观察方法方面，科学教学使用的观察工具较科学研究所使用的要少和简单，观察的对象也有不同；在实验法的使用上，实验者、使用的仪器、对象都有不同，在使用目的上，科学教学上使用实验法主要有第二种目的：检验已有知识或理论的正确性。
　　通过以上分析，可以将科学教学方法定义为师生为了实现科学教学目标，完成共同的科学教学任务，引用科学方法并与普遍的教学方法相结合，形成合理的科学教学策略，在科学教学过程中的程序化但不失灵活的方式或手段。
　　3 科学方法与科学教学方法的比较及启示
　　3.1 科学方法与科学教学方法的比较
　　（1）从与科学教育的关系来看。科学教育的内容包括科学知识、科学方法、科学精神、科学态度和科学价值，科学方法是科学教育的重要内容，⑦科学教学方法是达成科学教育的途径。（2）从两者的具体分类来看，科学教学方法包括科学方法。从科学方法和科学教学方法的具体分类来看，科学教学方法包括科学方法（如图1）。几乎所有科学方法都可以被引用到科学课堂中作为科学教学方法。
　　3.2 启示
　　科学方法在科学课堂中的作用主要有二：一是引用科学方法进行教学，获得科学知识；二是对科学方法本身进行学习，可以促进学生进行迁移，作为更新科学知识的途径，同时也可以为未来的科学研究打基础，同时也可以培养学生形成良好的思维习惯、严谨的思维方式，更好地适应未来的社会生活。
　　教师有必要对科学方法有清晰的了解，清楚各种教学所用的科学方法的内涵及外延，如“穆勒五法”：求同法、求异法、同异联合法、共变法和剩余法，如果教师详细了解这五种方法，就会发现在科学课上，这“五法”中用的较多地主要有求同法、求异法、求同求异并用法、共变法，而剩余法则用的较少。如此，就能在科学教学过程中把握好教学的度，既不会盲目强化也不会无意中淡化科学方法，使学生能在科学探索的过程中学习科学知识，掌握科学方法。
　　
　　注释
　　①吴俊明.对科学方法和科学方法教育的再认识—祝贺《化学教育》30 周年刊庆[j].化学教育,2010(2).
　　②杨玉辉.现代科学技术哲学[m].北京:人民出版社,2010(5).
　　③张巨青.科学研究的艺术—科学方法导论[m].湖北：湖北人民出版社,1988.
　　④河南省教师资格管理办公室组织编写.教学方法概论[m].河南:河南大学出版社,2003.
　　⑤巴班斯基著.中学教学方法的选择[m].张定璋,高文,译.北京:教育科学出版社,2001.
　　⑥周青.科学课程教学论[m].北京:科学出版社,2007.
　　⑦何永红,王祖浩.我国科学教育急需厘清的几个关系[m].教育科学,2006(2).