小学理趣法科学课堂中融入方法教育的策略

鲍 峰

【摘要】当今科学技术迅猛发展，科学知识不断更新，人类面临的新问题层出不穷。社会对人才的培养提出了更高的要求，在小学科学教学中不仅要教给学生基本的科学文化知识，更重要的是要教给学生具有普遍价值的科学方法。

【关键词】理趣法;方法教育;逻辑思维;数学方法;哲学方法

科学方法教育比知识教学更具有长远意义，正所谓“授人以鱼不如授人以渔”，只有教给学生具有普遍价值的科学方法，学生才能不断应对各种新发现、新技术、新问题，才能为国家科技事业做出一番应有的贡献。本文从聚焦问题，制订与实施计划，收集与处理数据，得出结论和交流论证等方面阐述了如何在小学理趣法科学课堂中开展方法教育。

一、聚焦问题中渗透非逻辑思维方法

爱因斯坦说过：“没有一个概念能够无歧义地从实验中逻辑地推导出来，人们要彻底地不违反理性，就不可能得到任何东西。”爱因斯坦创立相对论，走的并不是从实验提出假说的道路，他的出发点在于他对对称性的坚定信念。相对论的创立革新了数学与物理、理论与实验的关系，它向人们宣示了现代科学革命不再仅仅是经验与逻辑的产物，而且与直觉、想象、猜测、信念有关。

二、制订与实施计划中落实研究方法

（一）在制订计划中落实控制变量、转换等科学方法

控制变量法就是在解决科学问题的过程中，对影响物理规律的条件进行人为设置，只改变个别变量的数值，保证其他条件的数值不变，探究物理规律的方法。转换法是一种思维方式，主要是指在保证渠道相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见的、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或推测的物理量转换为能够测量或推理的物理量的方法[1]。

例如在教学教科版五年级上册《种子的发芽实验》时，学生一开始会猜测影响种子发芽的条件有阳光、土壤、空气、水、养料、温度、湿度等，这反映了五年级学生的前概念水平。那么哪些条件是种子发芽所必需的？还有待实验证实。开始设计实验时，教师不给学生任何限制和引导，让他们自由地设计实验方案，于是就出现了这样的实验设计：不给种子浇水，观察种子能否发芽。如果种子不发芽，说明种子发芽需要水。但是问题就来了，也有可能是其他原因导致种子不发芽。交流过后达成共识：做对照实验，只改变一个条件，其他条件保持相同。经过这样的分析探讨，在设计其他条件如空气、温度等对种子发芽影响的实验时，学生很容易触类旁通，并设计出自己的研究计划。

（二）在实施计划中落实观察、实验等科学方法

在科学探究过程中，有些问题单凭观察是难以得出结论的，这时就需要通过实验来探究。实验对科学学习和研究有着不可替代的作用，我们不仅要使学生学会做实验，而且要让他们会设计一些简单的实验，以提高他们的创新能力和科研能力。

例如在教学教科版四年级下册《油菜花开了》时，学生活动从观察一株油菜花开始，其中隐含着一个从整体到局部的观察顺序：先让学生从整体上认识一株油菜花的结构，与之前学过的凤仙花有机地结合在一起;再让学生深入观察油菜的“花”的结构;最后从观察一株油菜花来推测花蕾的变化，让学生意识到整个单元的学习方向。

三、收集与处理数据中运用数学方法

数学方法，即用数学语言表达事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预言的方法。在科学研究中，为了对研究对象的本质获得比较深刻的认识，需要对实验现象进行数字化的采集、记录、处理和分析。

（一）列表法和作图法在记录实验现象和实验数据时运用较多

所谓列表和作图，指的是用数学的统计、绘图的方法来研究物理变化规律。在记录数据时，把数据列成表格形式，既可以简单而明确地表示出测量数据之间的对应关系，便于分析和发现数据的规律性，也有助于检验和发现实验中的问题。作图则是将一系列数据之间的关系或变化情况用图线直观地表示出来，是一种最常用的数据处理方法[2]，由图线可以发现实验中个别的测量错误，并可通过图线进行系统误差分析。

例如在教学五年级下册《造一艘小船》时，学生有了前一节课的基础，已经找到让橡皮泥浮在水面的方法，再让学生用一定量的橡皮泥造船就是轻而易举之事，如果换成“用指定边长为10厘米的铝箔纸来造一艘装载量尽可能大的船”，这样的任务就非常具有挑战性，有学生会提出“船的容积大小与小船的載质量存在一定的关系”的观点。此时运用列表的方法来测量船的容积是一个比较合适的方法。

表1 “铝箔纸”小船的容积记录表

船舷的高度/厘米 船底的边长/厘米 船的容积/厘米

1

2

3

……

然后，学生从列表中选取一个较大的容积制作小船，各个小组制作完成后，进行装载量测试，并将成绩记录下来。

表2 “铝箔纸”小船的装载量记录表

第1组 第2组 第3组 第4组 ……

1角硬币数量/枚

（二）在处理实验数据时，经常运用到平均数法、中位数法以及众数法

教学中，多数情况下都采用平均数来分析。但平均数计算比较麻烦，而且容易受到极端数值的影响，必要时还得通过重复做实验来解决。中位数在一组数据中处于中间的位置，反映了一个团体的整体水平，而众数着眼于对各数据出现的频率的考查。适当地采用中位数和众数的方式来处理数据，有时可以避免极端数值的影响，增强数据分析的准确性。

例如教科版五年级上册《我们的小缆车》，在探究拉力大小与小缆车运动关系的活动时，教师常常会要求学生做三次实验，求出三次实验数据的平均值，然后比较快慢顺序。但这样马上就遇到麻烦了，学生要先把“几分几秒”换算成“秒”，再算平均值，还没有算出结果可能就已经下课了。对此，可以将“平均值”改成“我选择的数据”，让学生根据自己的实验情况，去除“极端”数据，选择一个“有效”数据，然后再比较小车运动的快慢。这样一来，一方面节省了学生处理数据的时间，另一方面提高了学生的数据处理能力。

四、得出结论中训练逻辑思维方法

思维方法是在人脑内进行的操作过程和方法，主要包括抽象、概括、判断、推理、比较、分析、综合等方法。在课堂教学中，不论是科学概念、科学规律的学习还是科学知识的应用，教师应牢牢抓住科学方法这条主线组织教学，使学生不仅掌握知识，而且知道所学知识是运用了什么样的方法得出来的，从而让学生感觉到科学方法是真实存在的。这样既能落实科学方法教育，又能提高科学课堂教学的质量。

例如教科版五年级下册《沉浮与什么因素有关》，潜水艇是学生感兴趣的一个话题，对于潜水艇的原理，学生也比较容易理解。因此，可以让学生自制一个潜水艇，并试一试在水中能否沉浮，然后根据观察到的现象来解释潜水艇的原理，训练学生的逻辑思维。

五、交流论证中领悟哲学方法

哲学方法是对所有方法特别是思想方法的概括和总结，主要包括对立与统一、怀疑与求證、肯定与否定、绝对与相对、现象与本质、形式与内容、原因与结果等[3]。它不仅适用于自然科学，而且适用于技术科学。哲学方法可以指示思维的方向，引导人们正确地解决问题，完成活动任务，使人不走或少走弯路。自觉地运用正确的科学的哲学方法，能提高科学活动的效率，使科学活动取得成功。

例如教科版五年级下册《人类认识地球及其运动》，这节课让学生回顾了人类认识地球运动的历史，可以说在哥白尼提出“日心说”观点以前，“地心说”的观点早已深入人心，即使有人有疑义，也没有充分的、直接的证据，更多的人畏惧宗教势力，不敢表达正确的言论。在教学过程中，不仅要让学生理解主要观点和证据，而且要引导学生建立观点和证据之间的联系，学习用思辨性语言来合理推测结论的方法，更要学习哥白尼研究天体运行的持之以恒的精神和坚持真理的气概。

综上所述，科学方法教育比知识教学更具有长远意义，正所谓“授人以鱼不如授人以渔”，只有教给学生具有普遍价值的科学方法，学生才能不断应对各种新发现、新技术、新问题，才能为国家科技事业做出一番应有的贡献。

【参考文献】

[1]吴杰.初中物理教学渗透科学方法教育的研究[J].名师在线，2019（09）：7-8.

[2]邢先良.科学方法教育在物理课堂教学中的应用研究[J].中学物理教学参考，2017，46（24）：12-13.

[3]曹琴珍.中小学数学学科渗透儿童哲学教育的意义与方法探析——以“人教版七年级上册数学几何图形初步”为例[J].福建教育学院学报，2019，20（01）：34-37.