高中物理教师科学方法教育调查研究

谭 琳 李方永 李海涛

高中物理教师科学方法教育调查研究

谭 琳1李方永2李海涛3

物理学是一门具有方法论性质的科学，科学方法教育是物理教学主要内容和任务之一。特别是新一轮基础教育课程改革以来，物理课程的三维目标中明确提出了“方法”目标，要求学生在物理学习中“了解物理学的研究方法”“尝试应用科学探究的方法研究物理问题”。这就对物理教学提出了明确的教学目的，使得科学方法教育得到更广泛的认识和实施。在推进科学方法理论与实践向前发展的同时，许多问题逐渐产生并显露出来，如科学方法的教育功能有哪些、高中物理科学方法教育的内容主要是什么、科学方法可以采用何种更有效的教学方式等。这些问题的思考、讨论与解决对切实推进科学方法教育的发展、提高科学方法教育的质效、培养学生的科学素养，具有举足轻重的深远意义。实践中产生的问题及其解决总是离不开对实际情况的把握与分析。科学方法教育也不例外。因此，对高中物理科学方法教育现状的调查研究就显得比较重要了。

一、调查问卷设计与实施

基于文献研究及调查目的的思考，问卷将围绕下面主题设计相应的问题：(1)个人信息搜集，包括被测对象的学历、职称、教龄；(2)物理教师对科学方法的认识；(3)物理教师对科学方法教育的认识；(4)当前科学方法教育实施的现状及存在的问题。针对上述二级主题设计相应的调查问题，题型包括单选题、多选题和开放题等，拟定《中学物理科学方法施教现状调查问卷》初稿。

问卷初稿编制后，首先对小部分高中物理教师进行试测，同时就问卷的内容和形式等方面的问题向三位物理科学方法教育专家进行咨询，针对试测结果和专家建议又对问卷进行多次修改后定稿。通过教研活动、培训班、学科会议等途径施测，回收有效问卷95份。

二、调查结果与分析

1.高中物理教师对科学方法的认识

高中物理教师对于科学方法的认识程度决定了他们进行科学方法教育的意愿和态度，影响了科学方法教育的方式和效果。进行科学方法教育，教师对科学方法的认识程度，特别是物理科学方法的掌握情况，是首要的必备条件。具体调查及统计结果探讨如下。

(1)对“过程与方法”维度中“方法”的理解

为了了解物理教师对“方法”的理解，我们对此进行了调查。根据课标内容并参考文献研究的结果，我们将物理教学可能存在的“方法”归纳为六种：物理研究方法、物理解题方法、技术方法、物理学习方法、思维方法、物理教学方法。将六种方法设置为六个选项，请物理教师选择，可以选择多项。统计结果如图1所示。

统计显示在参与调查的95名物理教师中，对于物理课程标准里“方法”的理解，认同度从高到低依次是：思维方法(90人次)、物理学习方法(75人次)、物理研究方法(70人次)、物理解题方法(30人次)、物理教学方法(26人次)和技术方法(6人次)。

(2)对物理科学方法分类的认识

随着物理科学的发展，物理科学方法越来越多，为了更好地研究物理科学方法，人们将它们分成不同的类别。按照不同的标准，物理科学方法有多种分类方式，不同的分类方式对物理科学方法的理解认识不一样，对科学方法教育的理解和实践也有所不同。为了调查物理教师对科学方法分类的认识情况，我们将几种代表性的分类设置成选项请教师作答。统计结果如图2所示。

统计结果显示，对于将物理学科学方法分为“思维方法、数学方法、物理方法”的认同度最高，而对于按照“效率”划分的“强方法、弱方法”和按照“科学哲学”视角划分的“经验方法、理性方法、臻美方法”的认同度为零。自从伽利略首创实验、科学思维和数学演绎三者巧妙结合的科学方法以来，人们一直认为物理科学方法主要包括这三类，反映在教学中就是将物理科学方法划分为思维方法、数学方法和物理方法。而对于认知心理学将科学方法按照其解决问题的效率大小，划分为强方法和弱方法，物理教师基本上没有认同，或者说物理教师对此毫无了解。在科学哲学上，科学方法分为理性方法、经验方法、臻美方法，物理教师对于这种方式的认同度也是零，这反映出物理教师对科学哲学的关注度不高。

2.高中物理教师对科学方法教育的认识

关于高中物理教师对科学方法教育的认识，分为若干二级主题一一进行调查与探讨。

(1)物理教师对科学方法教育重要性的认识

马扎诺将自我系统纳入教育目标分类体系中，认为自我系统为个体是否从事一项新任务做出明智的判断，并决定个体参与这项任务的愿望的大小，这种愿望直接关系到任务的成功与否。科学方法教育也不例外，物理教师对于科学方法教育的重视程度，也直接影响了他们开展科学方法教育的意愿。问卷中的问题是：“开展中学物理科学方法教育，您认为( )”，其选项分为极其重要、重要、一般、不重要和没必要五个等级。统计结果如图3所示。

统计结果显示，在接受问卷调查的95名教师中，26名教师认为科学方法教育极其重要，占27.4%，64名教师认为重要，占67.4%，5名教师认为科学方法教育的重要性一般，占5.3%，没有教师认为科学方法教育不重要或者没必要。

从调查结果来看，物理教师基本上都认同科学方法教育，大多数教师还认为科学方法教育在物理教学中很重要。在思想上重视科学方法，这就为在物理教学中开展科学方法教育做好了倾向性准备。

(2)对物理科学方法教育功能的认识

物理教师重视科学方法教育是有原因的，他们认为科学方法在物理教学中发挥着重要的作用，这些作用的发挥直接影响着物理教育目标的达成情况。文献研究表明，科学方法在理解物理知识、解决物理习题、开发智力、发展物理能力、理解科学本质、培养科学精神等方面具有较大的作用。物理教师们怎么看待科学方法教育的功能呢？数据统计如图4所示。

调查显示，对于科学方法的几个功能，物理教师的排序从高到低依次是：理解物理知识(72人次)，培养科学精神(70人次)，发展物理能力(52人次)，理解科学本质(49人次)，开发智力(41人次)，解决物理习题(32人次)。

从调查结果来看，物理教师重视科学方法对理解知识的重要作用，处于第二位的是培养科学精神。这与科学方法在物理知识体系中的地位有密切关系，科学方法支配着物理知识的获得，离开了物理科学方法而想要真正理解物理知识是不可能。

3.当前高中物理开展科学方法教育现状

上面探讨了当前物理教师对科学方法和科学方法教育的认识，但仍停留在观念层面，进一步追问在实际教学中开展科学方法教育的现状，调查如下。

(1)科学方法教育的途径

了解物理教师在实际教学中开展科学方法教育的状况，有必要了解他们主要采用的教育途径(如图5所示)。

数据显示，多数物理教师主要采用的科学方法教育途径是实验教学和探究学习，其次是概念规律教学、习题教学和物理学史教学，而科学方法专题讲座、课外活动和竞赛、原始物理问题教学等途径只有少数教师采纳。

(2)当前教师对科学方法教学目标的设置

物理课程标准将过程与方法作为三维目标之一，指明物理教学应该在过程与方法维度达到一定的要求。物理教师在教学设计中有没有考虑方法教育？查看物理教师设置科学方法教学目标的依据，调查结果如图6所示。

调查结果显示，物理教师在设定科学方法教育目标的时候，参照的依据按照从多到少的顺序依次是：物理课程标准(76人)，科学方法的特点(74人)，学生情况(73人)，物理教材(59人)，各年级科学方法内容的衔接(28人)。

(3)当前教师实施科学方法教育内容的选择

科学方法教育内容较为丰富，同一物理知识内容很可能涉及多种科学方法，这也体现了科学方法的多样性与普适性。限于时间与学生能力水平的限制，在选择科学方法教育内容时需要有所抉择，那么，物理教师主要是参考什么来选择科学方法教育内容的呢？调查显示如图7所示。

数据显示，物理教师在确定科学方法教育内容的时候，所采用的依据依次是课程标准(77人次)、教材(61人次)、教学大纲(55人次)、科学方法资料(46人次)，反映出课程标准和教材的重要地位。

物理课程标准是教学的指南，在选择科学方法教育内容时参考课程标准是值得肯定的。但由于课程标准的表述过于简练，对科学方法教育内容显化不足，单纯查阅课程标准较难全面认识相应的科学方法教育内容，而教材是编写者在理解课程标准的基础上撰写的，因此成为了多数教师的重要参考。数据也显示，只有较少的物理教师会翻阅科学方法资料，实际上这是补充教材中科学方法教育内容的重要途径。教材虽然是最重要的文字课程资源，但不是教学内容的唯一来源，教师应当根据课程标准的要求和学生的实际情况，合理利用其他相关的课程资源以提高物理教学质量。

(4)当前影响科学方法教育实施的因素

问卷中询问教师影响科学方法教育的因素主要是什么，教师的选择如图8所示：

数据显示，近94%的教师认为影响科学方法教育的因素包括教师意识和科学素养，60位物理教师认为教学策略同样是主要的影响因素之一，48位教师认为课程标准要求、教材编写、教育评价等也是影响科学方法教育的因素，还有37位教师认为教学资源也是影响因素之一。

上述调查研究结论，既使我们对当前物理科学方法教育现状及教师对科学方法教育的认识有一个较为全面的了解，同时也为我们思考如何改进当前科学方法教育存在的问题提供了部分重要的参考与依据。

三、结束语

通过问卷调查对高中物理科学方法教育现状进行了探查。基于研究样本的情况，得出以下结论：(1)高中物理教师普遍重视科学方法教育，对于科学方法的教育功能以及重要性有一定的认识，认可科学方法教育。(2)教学实践中，教师们采用的教学方式不同，教育途径较为多样，既有隐性处理也有显性处理。(3)物理教学过程关注科学方法教育，科学方法显性教育已经体现在物理教学的多个环节上。(4)高中物理教师对科学方法了解和认识不够，是科学方法教育面临的一个主要问题。

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[3] 阎金铎,郭玉英. 中学物理新课程教学概论[M].北京:北京师范大学出版社,2008.

[4] 张宪魁.物理科学方法教育[M].山东:青岛海洋大学出版社,2000.

[5] 高飞,邢红军.以科学方法引领初中重点物理知识的教学[J].中国现代教育装备,2011,4:88-90.

谭琳，硕士。李方永，本科，中教一级。李海涛，硕士，中教一级。

1.北京市回民学校。2.湖北省荆州市荆南高级中学。3.河北省邯郸市二十六中。

本文系北京市“十一五”规划教育科学重点课题“高中物理科学方法教育内容显化的理论与实践研究”(编号：ABA08010)。