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一、物理教學中科學方法隱性教育的不足

所謂科學方法隱性教育，就是在教學中隱蔽地發揮科學方法的導向作用，使學生在學習過程中受到潛移默化的熏陶；教學過程中一般不出現科學方法的名稱，教師也不對科學方法進行解釋。由于具有這些特點，在物理教學實踐中，科學方法隱性教育存在以下不足。

1.教學目標不明確

隱性教育觀認為，科學方法隱藏在知識背后，學生難以理解和把握，因此，不宜在教學中對此展開討論；科學方法教育應該在概念和規律教學中創設一種反映科學方法的情境，讓學生受到科學方法的熏陶；按照科學方法隱性教育方式組織教學，就能使學生感受科學探究的過程，得到科學方法的啟蒙，達到科學方法教育的目的。而實際上，諸如感受和啟蒙等詞匯，本身是模糊和主觀的，將它們作為教學要求，既難以準確操作，也無法客觀評價。這就使得物理教學中科學方法教育缺乏明確的教學目標，由此產生的后果是，一方面，物理教師不清楚應該追求什么樣的教育結果，不確定學生的科學方法應該達到怎樣的水平；另一方面，學生意識不到物理教學中的科學方法，找不到學習科學方法的突破口。所以，隱性教育方式使得學生在物理教學中學習科學方法時無所適從，從而羈絆了科學方法教育的開展。

2.教學內容不確定

受隱性教育觀的影響，科學方法教育內容在《物理課程標準》和物理教材中沒有明確顯現出來，需要教師在教學中自己挖掘。由于大部分物理教師對科學方法教育的認識不夠全面，很少注意到教材中的科學方法教育因素，缺乏對科學方法教育內容進行挖掘，即使少部分教師意識到科學方法的重要性，又由于理解不同且缺乏客觀標準，對應于同一物理知識挖掘出來的科學方法也存在較大差異。以《物體的相互作用》為例，一種判定結果是：演繹推理、守恒思想、隔離法和比較方法；[1]而另一種分析結果是：實驗方法、守恒原理、隔離法、比較、矢量運算和近似法，[2]這就造成了科學方法教育內容的缺失或不統一。有的教師挖掘出的科學方法數量多，有的教師認定的少；有的教師認為某種方法重要、教學要求高一些好，有的教師卻持不同看法。教育內容的不明確嚴重影響了物理教學中科學方法教育的開展。國際科學教育研究者認為，無論采用哪一種形式，都必須明確地加以講述，若非如此，從隱含的印象中得出的認識將是混亂不清的和一堆零散的概念。[3]這充分說明了科學方法教育內容顯性化的重要性。

3.教學效果不顯著

隱性教育觀認為，物理教材大都是按照知識順序編排的，科學方法隱藏在知識背后，不像知識那樣明了，不便于直接講解，而且又比較深奧，學生理解起來有困難，所以應該進行隱性教育，通過知識教學的滲透，反映出科學方法的特點，讓學生自己體會和揣摩。其實，這樣做不僅不能降低學習科學方法的難度，反會增加學生的學習負擔。因為對科學方法進行隱性處理，缺少引發注意的線索，學生很難意識到科學方法的存在，這就使得科學方法學習缺失外部條件；教師不講解科學方法的步驟，學生也不會對科學方法作出思考，使得學習科學方法的內部條件不充分，從而影響了學生對于科學方法的學習。總之，由于隱性教育不能使學生有意識地學習科學方法，不能使學生獲得對科學方法的理性認識，不能讓學生自覺地以科學方法為指導來加深對知識的理解，因而容易使“過程與方法”維度虛化并導致物理教學中的科學方法教育效果欠佳。

二、物理教學中科學方法顯性教育的理論建構

所謂科學方法顯性教育，是指教師有意識地公開進行科學方法教育，學生有意識地學習科學方法，以達到理解知識、掌握方法和形成科學態度的目的。在物理教學中進行科學方法顯性教育，其理論思路至關重要。這種理論思路，主要是指整個科學方法顯性教育的理論出發點和基本路線。從物理學知能結構理論出發，可以對此問題作出較為圓滿的詮釋。一般認為，物理學科的基本結構包括物理學的基本概念、基本原理（包括基本定律和基本理論）、基本方法以及它們之間的相互聯系。大量事實和研究表明，科學方法作為物理認識活動的中介，是連接物理現象與物理知識的紐帶，在物理理論的發展中起著橋梁作用。也就是說，物理概念和規律只有通過科學方法的參與，才有可能上升為知識形態。

不僅如此，物理理論的應用同樣需要科學方法的參與。以科學方法為中心的物理學知能結構理論認為，以科學方法作為物理認識活動的中介，可以展現出物理知識與科學方法的相互關系。物理學知能結構主要包括五個部分：物理現象、物理知識、科學方法、數學以及物理學的延伸和應用。圖中的箭頭表明不同部分之間的相互關系。科學方法處于物理學知能結構圖的中心，分別與其他四個部分相連，發生著單向或雙向作用。不同部分之間也會發生聯系，但這種聯系須經由科學方法才可以實現，科學方法起到橋梁和紐帶的作用。科學方法處于物理學知能結構的中心，因此，抓住了科學方法就等于抓住了物理教學的核心。而物理學不同部分之間發生相互作用的途徑和機制，則為科學方法顯性教育的實施提供了參考和依據。從物理教學實踐來看，科學方法教育主要體現在物理學知能結構的兩條路徑上。（1）物理現象科學方法物理知識。這一路徑反映了物理知識的獲得過程。楊振寧指出：“絕大部分物理學是從現象中來的，現象是物理學的根源。”[5]然而，從物理現象出發并不能直接得到物理知識，而需要借助于科學方法。現代科學哲學認為，科學就是人類對物質世界的解釋，物理知識并非外在物質世界的翻版，它是富含人類智慧的，需要經過思考、創造與想象等過程。從物理現象出發，人們必須經過科學方法的加工整理才能獲得物理知識，科學方法是物理現象通達物理知識的必經之路，既不可或缺，也無法逾越。因此，在物理知識教學中必須進行科學方法顯性教育，必須講清楚科學方法，才能使學生掌握科學方法。如，牛頓第二定律的建立，就應用了實驗法、控制變量法、圖像法、化曲為直法以及比例系數法等科學方法。顯然，物理教學應該進行這些科學方法的顯性教育。（2）物理知識科學方法延伸和應用。這一路徑反映了物理知識的應用過程。

顯然，從物理知識出發，必須通過科學方法這一中介才能解決物理問題。物理知識的應用是一個思維加工和信息處理的過程，問題的分析、知識的選擇及其施用都離不開科學方法的參與。這就要求物理知識教學必須重視科學方法教育，要將解決物理問題中使用的科學方法顯化出來，引導學生掌握這些方法。仍以牛頓第二定律為例，在應用該定律解決實際問題時，就需要用到整體法、隔離法、正交分解法及圖像法等科學方法。因此，物理教學中應該進行科學方法顯性教育，讓學生得到這些方法的訓練。明確了科學方法在物理學知能結構中的核心地位，清楚了科學方法發揮作用的途徑和方式，就為物理教學開展科學方法顯性教育奠定了基礎并提供了思路。首先，科學方法具有知識加工、獲取和建構等功能，所以，進行科學方法教育需要與知識教學相結合，“應將方法視為比知識更重要的東西，視為知識的脈絡，按照科學方法所展示的路子，去組織教材，安排教學進程”[6]。其次，科學方法支配著知識的演化和發展，是隱藏在知識背后的一只無形的手，物理教學不僅要按照科學方法的邏輯組織教學，還應該將這種邏輯顯現出來，使學生既能體會到邏輯的力量，又能掌握這種邏輯發生的條件和步驟。第三，科學方法決定了知識的應用和發展，知識的應用和發展離不開科學方法，只有通過科學方法組織起來的知識才會形成清晰、嚴密和靈活的認知結構，才能不斷地接收和包容新的知識，人們也只有熟練地掌握科學方法，才能迅速準確地解決實際問題，進行創造性的活動。

三、物理教學中科學方法顯性教育的意義

科學方法顯性教育的主要做法是：進行科學方法教育時，明確指出科學方法的名稱，揭示科學方法的形式，挖掘科學方法的內涵，說明科學方法的使用條件，強化科學方法的訓練。在物理教學中進行科學方法顯性教育，具有以下教育意義。

1.明確教學目標，使科學方法教育有的放矢當前，物理教學科學方法教育存在的一個重要問題是，教師對科學方法教育的意識不夠清楚，表現為在教學實踐中，要么沒有進行科學方法教育，要么因為認識有限而講解不到位。另一方面，學生需要具備學習科學方法的意識，因為明確學習任務和目標會有利于對知識的思考和掌握，特別是像科學方法這樣比較抽象的內容，通過認真思考可以更好地掌握。教師在確定知識教學目標時，應該同時制定物理教學中的科學方法教育目標，明確不同階段科學方法教育的重點，制定與教學內容相匹配的目標計劃，使科學方法教育更具有針對性，最大限度地發揮教材的作用，調動學生的學習積極性。

2.確定教育內容，使科學方法教育有據可依教育內容決定教育方式，因此，進行科學方法顯性教育必須確定科學方法教育內容。從一定意義上說，全部課程的問題就是內容問題，課程的設計、課程的目的、課程的評價以及課程的實施，都可以理解為圍繞著課程內容的安排及其結果展開的。[7]物理教學中的科學方法教育需要解決三個方面的問題———教什么、教到何種程度、哪個年級教，也就是科學方法的內容標準、學生表現標準和各年級銜接的問題。現代物理教育認為，物理教學中的科學方法教育已經不再局限于智力開發，而是關注科學教育與人文教育的融合；不僅關注智力的發展，也關注知識的價值。我們認為，物理教學中的科學方法教育至少包括三個方面的內容，即思維方法、物理方法和科學方法觀教育。思維方法是人的大腦的功能，是進行各種學習和探索的基礎，在認知心理學中被劃為弱認知方法的范疇，適用于解決各種普遍問題。物理方法是物理知識與思維方法相結合而產生的方法，是物理學特有的方法，在解決物理問題時具有強大的功能。人們重視科學方法不僅由于它具有智育價值，也由于人們認識到它的社會價值和人文價值，科學方法觀將兩個領域連接起來，使得科學與人文走到一起。只有兼顧了這三個方面的教育，才能真正實現物理教學中的科學方法教育目的，提高學生的科學素養。

3.構建教學策略，提供學習科學方法的條件教育方式與教育內容聯系最為緊密，內容決定方式，方式為內容服務。科學方法教育不僅要采用顯性的教育方式，而且依照目標分類學的思想，教學策略還應該與教育內容相匹配。[8]如前所述，物理教學中的科學方法教育包括思維方法、物理方法和科學方法觀教育，這三個部分由于學習條件存在差異，所以教學中必須根據各自的特點，采用不同的教學策略。思維方法作為人腦的功能，主要通過訓練來學習和發展，如概括，就必須通過對各種物理現象的剖析而發現其本質特征，在這一過程中訓練概括的方法。物理方法與物理知識聯系密切，物理知識的建立離不開物理方法，結合物理知識講授物理方法，按照物理方法的邏輯推導出物理知識，是教授物理方法的主要方式。科學方法觀的教學，側重于觀念的傳播和內化，需要教師在教學中講清楚科學方法觀的價值取向、內涵以及現實意義，并組織學生結合具體事例進行討論，以引發學生感悟和加深理解。根據科學方法教學內容的特點，將教學內容與教學策略相對應，不同的教學內容采用對應的教學策略，使得不同的科學方法教學都能取得實效，才能將科學方法教育真正落實在物理教學過程中。