◇云南师范大学物理与电子信息学院 赵佳音 彭朝阳
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2014）15-0005-02
物理学是一门理论和实践高度结合的学科，它强调正确而有效的研究方法和过程、严谨缜密的推理和归纳，因而，物理科学方法教育在中学物理教学中就变得尤为重要，同时，物理科学方法教育也离不开教材的支撑，更离不开物理课程标准的指引，那么，物理课程标准中对科学方法的要求，则更有利于物理科学方法教育在中学物理教学中的实施与发展。
《物理科学方法教育》一书中指出：物理科学方法即研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所用到的各种手段与方法。物理科学方法教育狭义地理解是把各种物理学研究方法的名称、内容、作用和用法传授给学生，使学生能够逐步地掌握和运用；广义地理解是在物理教学中有意识地渗透或者传授物理学的研究方法，使学生得到物理学研究方法的熏陶和训练，最终能够做到不自觉地掌握和运用这些方法。
教育的中心环节是课程，课程的结构体系决定着教育的发展水平，课程标准则指引着课程的实施，是确定一定学段的课程水平及课程结构的纲领性文件，它规定某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议的教学指导性文件。根据我国的教育国情，教育部将学生学习的教育目标写成《普通高中物理课程标准（实验）》，以此来指引和支持物理课程的实施。
那么，如何在教学中实施科学方法教育则需在物理课程标准中寻求依据，选用比较研究的方法，对中美两国物理课程标准中的科学方法教育进行比较与剖析，张扬个性，消解不足呢？本文依托《美国国家科学教育标准》，着重对比分析我国《普通高中物理课程标准（实验）》中的物理科学方法教育，使其真正能担负“标准”的重任，也更好地指导物理科学方法教育的实践。
一、前言中的科学方法教育
我国《普通高中物理课程标准（实验）》（以下简称课标）第一部分前言分别从课程性质、课程基本理念以及课程设计总思路三个方面总述了关于高中物理课程的相关内容。
课标前言的课程性质中写到“了解科学研究方法”、课程基本理念中写到“从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生”，美国《国家科学教育标准》（以下简称“美标准”）的教学标准E中写到“科学教师要把全班学生培养成科学探究推理严谨缜密、思想方法与行为方式以及社会价值观念都有助于科学学习的科学学习者。为此，教师要使学生们知道科学探究所需要的是什么样的技能、思想方法、行为方式和价值观念，教师应把这些作为重点加以培养。”通过两部分内容的比较我们发现，二者都从教师培养学生的角度，提出了通过物理科学方法教育实现学生对物理知识的学习。
课标在关于行为动词说明这一项内容中，对部分行为动词进行了界定，在知识技能目标动词中出现的“比较”、“对比”、“区分”和“验证”以及体验性要求的目标动词中出现的“观察”、“实验”等词语，这是物理科学方法的体现，只是它以隐性的方式呈现 。在美标准的“一些观点和用语”中对“探究”一词的解释写到“探究是一种有多侧面的活动，需要做观察；需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告知于人。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释。”我们看到它也只是在对“探究”的解释中运用了“观察”、“检验”等科学方法，并没有真正把物理科学方法作为需要解释或强调的用语提出来。
没有物理科学方法又如何实现物理学习中的“经历”、“探究”以及“体验”等过程，物理科学方法作为物理学习的一项基本内容，应更加着重地被提出，以增强师生的重视。只有真正掌握了物理科学方法才能更好地学习物理知识和经历物理过程，否则，将失去物理学习的意义。在科学精神和科学态度方面二者都做了很好的强调，这也是物理科学方法教育的一个方面。
二、目标中的科学方法教育
关于课程目标这一部分内容，课标的课程总目标中写到，“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。”并在课程具体目标中独立写出“过程与方法”目标，其包括如下内容：
1.经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
2.通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
3.能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力。
4.参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。
5.具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。
美标准“学校科学的目标”写到“在进行个人决策之时恰当地运用科学的方法和原理”， “在自己的本职工作中运用一个具有良好科学素养的人所应有的知识、认识和各种技能，因而能提高自己的经济生产效率”。
在目标要求中，我们不难发现中美两国都对科学方法有所提及，这也有力地说明了物理科学方法在物理学习中的重要性，他们将物理科学方法作为学生掌握知识、经历探究、解决问题以及个人决策的一种重要手段。与此同时，我们也看到，课标对于物理科学方法的要求更偏于在理论学习中了解、认识和掌握，而对于应用物理科学方法探究、验证以及解决物理问题或生活相关的实际问题只用了“尝试”一词，这也就意味着并不做严格的要求。而美标准则更多地强调，要恰当地运用科学的方法和原理，并在本职工作中通过运用知识、认识和各种技能，提高自己的生产效率，它则更加注重对于物理科学方法的应用以及它所产生的更高的生产效率。
三、内容标准中的科学方法教育
课标以及美标准在内容标准这一部分，都首先提出了对科学探究的要求，均要求学生在进行科学探究的过程中运用物理科学方法，或者在探究的过程中寻找科学方法，这表明了物理科学方法在物理学习中是十分重要的。其次，对具体内容进行对比研究，所谓具体内容，即教师教学中应引导学生学习的内容，本文选用了课标中必修1、2以及选修3系列的内容与美标准进行对比。通过对二者具体内容的对比，我们发现，美标准“内容标准指南”部分只是罗列了知识内容，并没有提到物理科学方法，而课标在知识内容里指出了科学方法的学习，例如，运动的描述中写到通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用，并举例“认识哪些情况下，可以把物体看成质点。”有意识地提醒了师生对理想化模型这一科学方法的注意，它实现了物理科学方法的显化，明确表述了物理知识教学中物理科学方法教育的实施。
四、实施建议中的科学方法教育
针对实施建议，课标分别从教学、评价、教科书编写以及课程资源利用与开发四个方面提出相关建议，教学的建议在课程内容的对比分析中已做了阐述，不再赘述。
在评价建议中，课标在目的和内容上，都提到了关于科学方法的评价，例如，目的中写到：促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观方面的全面发展；内容中写到：评价要有助于学生对科学过程和物理知识的理解，有助于学生运用物理知识、科学探究方法、实验技能解决学习、生活中的问题。美标准中评价探究能力一项，虽没像课标中直接提到对科学方法的评价，但它选择让学生参加一个长期的调查研究，通过课堂科学教学和学习成果分析来实现对学生的评价，在这样的过程中，对科学方法的评价则是不可缺少的一项内容。在评价这一项内容中，二者出现了较大的不同，课标中明确提出了对科学方法的评价，而美标准并没有提出。就二者的评价部分，笔者认为，可以试图将二者进行结合，尝试用长期探究的方法进行评价，以物理知识为基准，科学方法的选用为手段，解决物理或者相关生活问题，从而多维度实现物理学习目标。
关于教科书编写和课程资源利用，美标准中没有相关的阐述内容，便不做对比分析，但若能像物理实验专题或物理专题研修内容一样，将物理科学方法作为专题呈现在课标中，定能大力促进物理科学方法教育的实施。
五、启示
本文通过对课标和美标准的对比分析，发现基于中美两国国情以及文化等因素的影响，两国的课程或教育标准对物理科学方法的要求存在较大的差异。基于对比分析，对我国的物理课程标准中科学方法教育这一内容提出了以下几点建议：
1.物理科学方法是学生学习物理的一种重要手段，没有方法何谈学习，课标与美标准中都提到要对学生进行科学方法学习的指导，但若能直接提出对科学方法学习的要求或将物理科学方法作为词语进行解释说明，则在物理教学中会更加引起师生的重视，也使学生更好地理解什么是物理科学方法，为什么要学习物理科学方法，物理科学方法的学习价值是什么。
2.在课程目标中，我们虽针对物理科学方法教育既规范了学生理论的学习要求，也提出了尝试应用的建议，但笔者认为，若能在应用和解决问题中也要求学生进行物理科学方法的实践，则能更加有效地实施物理教学中关于科学方法的教育，从而使学生更容易理解和掌握科学方法以及充分认识和重视物理科学方法对于物理学习和生产生活的重要性。
3.对于物理科学方法的教育，我们更提倡显隐结合这样的方式，不是每一种物理科学方法在任何内容中都需要显性出来，让学生以知识点的形式了解或掌握，但笔者认为，在对知识过于重视的教育环境中，将物理科学方法更多的显性化，有利于教师对物理科学方法的教育。
4.从评价的角度说，物理科学方法的学习，不仅仅只依赖于教师以知识点的形式讲授或测评，更可以通过多种形式，如以课题研究的形式，贯穿知识点，运用科学方法，或者通过课题研究发现科学方法等多种手段，既实现了学生的科学探究，又运用多样化的方法实现了物理科学方法的教学，从而提高学生对物理科学方法的学习兴趣。
5.在课标中增加关于物理科学方法的专题，通过这样的环节，引起教师的关注，同时，也可以提高学生对物理科学方法学习的系统性。
物理科学方法教育不是一朝一夕的工作，它应该是一个融入科学知识教育，贯穿于科学方法教育整个过程中的事情，因此，它与科学知识教育一样，需要一个长远的计划，明确的要求，并分层次地进行教学。物理科学方法的教育在物理教学中日益重要，有效实施物理科学方法教育，离不开物理课程标准的指引，通过分析对比中美两国课程标准中对物理科学方法的要求，不断探索更新、更好的实现物理科学方法教育的方式方法，更好地推进我国的物理科学方法教育。
（编辑：杨迪）