物理科学方法显化教育的理论与实践研究

科学方法处于结构图的中心，分别与其他４ 个部分相联
作者 简介：邢红军 ，博士 ，教授 ，博士生导师。 作者单位：首都师范大学物理系。 基金项 目：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”成果 （ 编号 ：Ａ Ａ ８ １） Ｂ０ ００
２ １ 年 １ ， ０ １ ２９
７ ３
ｌ ＳＮ１ ７ ． ４ ８ Ｓ ６ ２１ ３
Ｃ１４ ４＂ Ｎ１９／ －９＇ Ｉ
中国观代 装备
２ 第４ ０第 ２ 总年 期 １ １
１６ ３ 期
于科 学 方法 的参 与才 能进一 步形 成科 学理论 。同样 ，科 学 理论 的应用 也不 是直 接完 成 的，它需 要科 学方 法 的介 入才 能 成功解 决 问题 ，科学 教育 同样 也是 如此 。我们 认 为 这样 的结 构 图才 能准 确地 反映 出科 学知识 与科 学方 法 的关系 。
表２
应用物理知识的物理方法
物理方法 序号 物理方法 三角形法 ２ 临界点法 ５ 三角函数法 ２ ６ 割补法 叠加法 ２ ７ 伏安法 曲线改直法 ２ ８ 放大法 符号判断法 ２ ９ 对称法 逐差法 ３ 等效 电路法 ０ 相对运动法 ３ 等 电位法 １ 微平移法 ３ ２ 插针法 替 代 法 ３ ３ 补 偿 法 特殊点法 ３ ４ 比例法 上下坡法 ３ ５ 统计法 描迹法
成果 ， 以飨读者 。
物理科学 方法显化教育 的理论 与实践研究
邢 红 军
我国物理科学方法教育研究已经开展多年，时至今 日，仍然有一些理论和实践问题没有得到很好解决。如， 科学方法教育的地位、科学方法的分类、科学方法的教育
内容 。围绕这 些重要的理论 问题 ，首都师范大 学物理教育 研 究团队开展 了卓有成 效的研究 ，取得 了显著进 展。
系 。图 中的箭 头表 示 了不 同部 分之 间的相 互关 系 ，不 同
部分 之 间也会 发生 联 系 ，但 这种 联系 须经 由科 学方 法才
能实现，科学方法起到桥梁和纽带的作用。科学发现认 识论认为，现象是科学的根源，在科学发现过程中，科
学现象与科学理论并不存在直接关系，科学现象要借助
当然 ，这一立体结构模型及其投影还有待进一步
探 索 。但 这 样 的结 构 启 发 我 们 进 一 步具 体 探 索 知 识一 方 法一 能 力 的相 互 关 系 。从 这 种 基 本 思 想 出发 ，我 们
提出了科学方法 中心 的物理学知识一方法结构 图ｒ 如图２
所示 １ 。
展都可 以分解为３ 种因素或３ 个坐标：ｘ ——实验（ 事实） ， 广 物理思想（ 逻辑、方法论等） ——数学（ ，ｚ 表述形式
或计 量 公 式１ 。这 一普 适 性 的物 理 学科 结 构 模 式也 为物
理学各分支学科、各单元课题的结构及其教学规律指 出
了道 路 。 费 多琴 柯 的 学科 结 构 图进 一 步 把 三 维 结 构 投 影 到平 面上 ， 形成 上（ 实验 ） 中（ 心理 论） 科 学方 法 、 核 左（
在 “ 力一技 能一 认 知结构 ”能 力理论 中 ，我们 从 智 能力 因素 的来源 出发 ，区分 “ 能力 ”与 “ 硬 软能 力 ”。 我 们 认 为 ， 由 于智 力 和 技 能 均 是人 的大 脑 的功 能 ，因 此 ，定义 其 为 “ 能力 ”。而人们 通过 后天 学 习在大 脑 硬 中拥 有 的知 识 、科 学方 法所 形成 广义 知识 结构— — 即认 知 结构 ，其 功能就 相 当于人 的 能力 的 “ 软件 ”，因此 ，
一
、
物理科学方法教育 的理论进展
图１ 识一 方 法结构 知
科学方法教育的地位问题，即科学方法教育与知识
教育的关系问题，历来是一个争论不休 的问题。长期以 来，科学教育界一直对这个问题进行深入探讨并逐渐形 成了知识中心教育观 。美国的霍尔顿提出了物理学三维
结构模 型 ，前 苏联 的 费多琴 柯提 出了经 典力 学结 构平 面 图 霍 尔顿 认 为物 理学 的任 何一 部分 内容 的结构及 其 发
二 、物理科学方法教育 的内容进展
科 学方法 的分类 问题 ，同样是 困扰 物理 教育 工作者 的 问题 。不 解决 这个 问题 ，科 学方法 教育 内容 问题 就很 难得 到恰 当的解 决 。我们 经过 长期 的理论 思 考 ，逐 渐形
成 自己的观 点。
序号 物理方法 序号 １ 图像法 ｌ ３ ２ 讨论法 １ ４ ３ 等效法 １ ５ ４ 数学法 １ ６ ５ 假设法 ｌ ７ ６ 类 比法 １ ８ ７ 极端假设法 １ ９ ８ 微元法 ２ ０ ９ 整 体 法 ２ １ １ ０ 隔离法 ２ ２ １ 正交分解法 １ ２ ３ １ 判别式法 ２ ２ ４
２ １ 年第２ 期 ０ １ ４
总 １期 第３ ６
中国 观代椭 装 备
ＪＮ６．３ ＳＮ ７１＂ Ｃ１ ２４ Ｓ１９９４／１ １ ＇ ８ ４
－
☆专栏 ：物理科学方法教育☆
编 者按 ：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
首都师范大学课程与教学论博士生导师邢红军教授领导的物理教育研究团队，近年来在北京市 “ 十一五”规划 教育科学课题的资助下，致力于物理科学方法教育的显化研究，在科学方法教育的基本理论、科学方法教育的分类理 论、科学方法教育内容的显化等方面取得了重要的进展，促进了科学方法教育研究的发展，本期发表他们的系列研究
论） 、右（ 数学） 、下ｉ 延伸与应用）个区域，从而全面地反 ５
映 了物 理学 科上述 ５ 个特 点和 物 理学 知识 的３ 主要 成分 个 及其 相 互关 系 ，特 别 是反 映 了知识 和 方法 的关系 （ 图 １ 如 所示 ） 。
图２知 识一 方法 结构 图
图２ 明，知 识一 方 法 结构 图主要包 括５ 部分 ：科 表 个 学现 象 、科 学知识 、科 学方 法 、数学 以及 延伸 与应 用 。