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摘要：物理是一门以实验为基础的学科，实验在科学中占有重要地位。我们常常用实验来帮助学生建构科学知识。如何从实验现象到得出科学结论？在此过程学生运用了什么样的科学思维方法呢？了解、研究学生在科学实验过程中常用的科学思维方法，对提高物理实验活动的有效性是十分有必要的。本文研究了观察、分析、归纳、类比等常用科学思维方法在具体实践的运用，并就在运用这些科学思维方法的过程中教师能得出的策略作了探讨。以实例的形式对科学思维方式进行研究，有利于教师的掌握和应用。
关键词：实验科学—思维方法物理
初中物理课程中有许多知识对学生的终身可持续发展都具有重要基础性作用，如力的知识、电的知识、光的知识等等。在帮助学生建构这些物理知识的过程中，我们往往是从实验出发的。凡实验总有现象，而做实验又往往不满足于所得到的表面现象，我们总希望得到现象背后的规律、原理、结论等。
实验就是让学生先对物理现象获得清晰的印象，然后通过分析、归纳等科学的思维方式，抓住现象的本质，从而使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识，最终形成物理概念。为提高物理实验活动的有效性，教师应该了解、研究学生在物理实验过程中常用的科学思维方法，即找出学生从现象到结论的过程中所运用的科学思维方法，这是十分必要的。
科学思维的方式有很多种，我们仅对初中学生常用的一些科学思维方法进行了研究。研究这些科学思维方法在具体实践中是如何运用的？在帮助学生运用这些科学思维方法的过程中教师能得出什么样的有效策略？
案例1：对初中学生而言，力是一个重要的、抽象的概念。力的概念也是整个力学大厦中起奠基作用的、最为基础性的概念。在教学过程中，教师往往会做一些实验，这些实验的现象是比较明显的，教师是如何帮助学生从这些明显的实验现象得出力的概念呢？在这个过程中，学生又运用了哪些科学思维方法呢？
步骤 教师行为 学生的科学思维方法 科学策略
1 演示：
提箱、拉犁、推土、压路等实验 观察：
观察其实就是学生对教师演示的实验或展示的图片引起注意。教师的演示中所包含的信息很多，学生往往只是对其中的某些信息感兴趣，从而引起注意，这些信息才能进入大脑进行进一步加工。 由于注意具有选择性，学生注意的信息往往并非教师所希望的关键信息。
1.告诉学生学习的目标；
2.所提供的实验具有新型性。
2 板书：
吊车对箱子施加了提的作用
拖拉机对犁施加了拉的作用
推土机对土施加了推的作用
压路机对路施加了压的作用 分析：
这里的分析其实就是对信息进行加工。教师提供了很多现象，此时学生就对这些现象进行分析，找出这些现象有哪些简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。 信息繁多，学生往往不能马上就能正确分析，找出现象中的简单成分。再则，初中学生处于“形式运算阶段”的初始阶段，学生的分析维能力还比较弱。
1.提供分析的示例；
2.提供事例应具有典型性。
3 结论：
力是一物体对另一个物体的作用。 归纳：
通过以上分析可知，四个例子中都有力的作用存在，都是一个物体对另一物体产生作用，从而认识到“相互作用”就是力的本质。学生从这四个例子中归纳出力的概念。 归纳是从众多事例中排除无关的、非本质的东西，而将事物的本质和规律发掘出来。我们提出以下策略：
1.提供足够多的事例。
2.对本质现象应充分认识；
4 演示：磁铁吸引铁块 比较：
铁块在磁铁吸引下能移动，但两者间并未接触，是否有力存在呢？这个例子给学生理解造成困难。然后通过与上面四个例子进行比较，发现都有两个物体，而却存在相互的作用，因此两者之间也存在力的作用，从而扩大了力这个概念的外延。 教师应积极引导学生进行比较，找出现象之间的差异点和共同点。
不同现象之间的差异要明显；
帮助学生找出不同点和共同点。
教师提供事例（实验现象），学生通过观察、分析、归纳、比较等科学思维方式，最后得出结论：力是一物体对另一个物体的作用。
（1）观察法
观察法是指研究者通过感官和辅助仪器，有目的、有计划地对处于自然情境下的客观事物进行系统感知观察的一种科学研究方法。我们除了借助自己的眼睛、耳朵去感知观察外，还可以运用显微镜、各种电表等手段来进行观察。在初中科学课程中有很多实验要用到观察法，如观察蜗牛、观察月相、观察各种化学变化的现象等。
实验现象中所包含的信息非常多，由于注意存在着选择性，学生根据自己的喜好、已有的经验，所注意到的往往是实验现象中的某方面信息，这些信息可能对得出正确的结论是无效的。因此，教师要引导学生注意那些关键信息。a.所提供的实验具有足够的新型性。这样更能引起学生的注意，进行仔细观察。b.告诉学习的目标。学习目标能引导学生去关注那些现象、信息是应该着重掌握的。
运用观察法，并非仅仅观察到事物的表面现象即止。我们希望通过观察增加学生的感性认识，然后能由此得出事物的本质。因此，在观察的过程中，我们应引导学生进行分析、对比等思维活动。法拉第曾说:“没有观察就没有科学，科学发现诞生于仔细观察之中。”从某种意义上讲，在科学实验中观察法是其他科学思维方法的基础。
（2）分析法
分析法是指把一件事情、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。
提箱、拉犁、推土、压路等四个实验现象各不相同，其中所包含的信息繁多，学生往往不能马上就能正确分析，找出现象中的本质。再则，初中学生处于“形式运算阶段”的初始阶段，学生的分析维能力还比较弱。因此，要找出这些实验现象中的共同本质是困难的。当对这四个现象进行分解时，发现它们都有两个物体，而且物体之间存在着一定的作用。存在两个及以上的物体，这些物体间存在相互的作用，这两点就是力的概念的本质。
为提高学生分析水平，教师可以a.提供分析的示例。先对其中一个现象进行示范分析，给学生以分析的样本。b.提供事例应具有典型性。
分析和综合往往是连在一起，密不可分的。先是通过分析对部分做周密的研究认识，最后从整体上对部分进行正确的综合，从而达到对力的概念的整体把握。分析的意义在于细致地寻找能够解决问题的主线，并以此解决问题。分析方法作为一种科学方法由笛卡尔引入，源于希腊词“分散”。分析方法认为任何一个研究对象都是由不同的部份组成的，是一种机制。
（3）归纳法
归纳法是指从个别的具体事物的认识中抽象出一般性认识的推理方法和思维形式。其一般包括搜集材料；整理材料；抽象概括三个步骤。
“吊、提、拉、推”仅仅力的相互作用的四种“特殊”的表现形式，是个别的、具体的。归纳就是从这个四个“特殊”的表现形式中得出“相互作用”这一力的“一般”性特征。归纳就是从“特殊”到“一般”的过程。
初中学生正处于皮亚杰所说的 “形式运算阶段”的初始阶段，学生的抽象思维能力还比较弱。因此，虽然早就感受到力的存在，但要求他们自己归纳得出一个科学的力的概念或者仅通过教师的讲解来形成力这个是非常抽象的概念，是非常困难的。教师往往要通过很多实验来帮助学生形成力的概念。a.提供足够多的事例。提供的事例越多，也就提供了更多的感性认识，越容易帮助学生掌握事物的本质。b.帮助学生对本质现象有充分认识。是在对吊、提、拉、推这四个现象有充分的研究后，学生得出力的本质就是两事物在相互作用，从而得出力是一物体对另一个物体的作用。教师应帮助学生进行分析比较，排除无关的、非本质的东西，而将事物的本质和规律挖掘出来。
（4）比较法
比较法就是确定研究对象之间差异点和共同点的思维过程和方法；各种科学现象和过程都可以通比较来确定其差异点和共同点，为进一步抽象概括做好准备工作。
学生得出力的概念后，再举磁铁吸引铁块的例子（两者没有直接接触），这个现象与前面四个现象有明显的不同，两者之间并没有接触。两物体之间没有直接接触是否也能认为有力的作用呢？学生对此感到模糊，迷惑。然后通过与上面四个现象进行比较，发现磁铁吸引铁块这一现象中也存在两个物体，而且磁铁和铁块之间也存在着相互的作用，这是符合力的概念的，因此磁铁和铁块之间也是存在力的作用的。通过不同实验之间的比较将表面不同而实质相同的事物的本质属性联系起来，从而扩大了力这个概念的外延。
物理实验的目的不仅是教学生学会使用各种仪器设备，也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段，而是要让学生通过实验真正掌握物理规律的真谛，培养学生用实验方法去证实或推翻所作的猜想、理论等。为达到这一目的，教师应要求学生“在实验中既动手又动脑”，“用动脑来指导动手”。因此，了解、研究学生在物理实验过程中常用的科学思维方法，对提高实验教学的有效性是十分必要的。科学思维方式有很多种，本文仅对部分常见的科学思维方法做了研究。希望有更多的以实例的形式对更多科学思维方式进行研究，有利于我们教师的掌握和应用。
参考文献：
[1]罗伯特·所罗门.大问题—简明哲学导论[M].广西师范大学出版社，2008.4
[2]张宪魁等.物理学方法论[M].浙江教育出版社,2007.11
[3]P·L·史密斯，T·J·雷根.教学设计[M].华东师范大学出版社,2008.7
关键词：实验科学—思维方法物理
初中物理课程中有许多知识对学生的终身可持续发展都具有重要基础性作用，如力的知识、电的知识、光的知识等等。在帮助学生建构这些物理知识的过程中，我们往往是从实验出发的。凡实验总有现象，而做实验又往往不满足于所得到的表面现象，我们总希望得到现象背后的规律、原理、结论等。
实验就是让学生先对物理现象获得清晰的印象，然后通过分析、归纳等科学的思维方式，抓住现象的本质，从而使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识，最终形成物理概念。为提高物理实验活动的有效性，教师应该了解、研究学生在物理实验过程中常用的科学思维方法，即找出学生从现象到结论的过程中所运用的科学思维方法，这是十分必要的。
科学思维的方式有很多种，我们仅对初中学生常用的一些科学思维方法进行了研究。研究这些科学思维方法在具体实践中是如何运用的？在帮助学生运用这些科学思维方法的过程中教师能得出什么样的有效策略？
案例1：对初中学生而言，力是一个重要的、抽象的概念。力的概念也是整个力学大厦中起奠基作用的、最为基础性的概念。在教学过程中，教师往往会做一些实验，这些实验的现象是比较明显的，教师是如何帮助学生从这些明显的实验现象得出力的概念呢？在这个过程中，学生又运用了哪些科学思维方法呢？
步骤 教师行为 学生的科学思维方法 科学策略
1 演示：
提箱、拉犁、推土、压路等实验 观察：
观察其实就是学生对教师演示的实验或展示的图片引起注意。教师的演示中所包含的信息很多，学生往往只是对其中的某些信息感兴趣，从而引起注意，这些信息才能进入大脑进行进一步加工。 由于注意具有选择性，学生注意的信息往往并非教师所希望的关键信息。
1.告诉学生学习的目标；
2.所提供的实验具有新型性。
2 板书：
吊车对箱子施加了提的作用
拖拉机对犁施加了拉的作用
推土机对土施加了推的作用
压路机对路施加了压的作用 分析：
这里的分析其实就是对信息进行加工。教师提供了很多现象，此时学生就对这些现象进行分析，找出这些现象有哪些简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。 信息繁多，学生往往不能马上就能正确分析，找出现象中的简单成分。再则，初中学生处于“形式运算阶段”的初始阶段，学生的分析维能力还比较弱。
1.提供分析的示例；
2.提供事例应具有典型性。
3 结论：
力是一物体对另一个物体的作用。 归纳：
通过以上分析可知，四个例子中都有力的作用存在，都是一个物体对另一物体产生作用，从而认识到“相互作用”就是力的本质。学生从这四个例子中归纳出力的概念。 归纳是从众多事例中排除无关的、非本质的东西，而将事物的本质和规律发掘出来。我们提出以下策略：
1.提供足够多的事例。
2.对本质现象应充分认识；
4 演示：磁铁吸引铁块 比较：
铁块在磁铁吸引下能移动，但两者间并未接触，是否有力存在呢？这个例子给学生理解造成困难。然后通过与上面四个例子进行比较，发现都有两个物体，而却存在相互的作用，因此两者之间也存在力的作用，从而扩大了力这个概念的外延。 教师应积极引导学生进行比较，找出现象之间的差异点和共同点。
不同现象之间的差异要明显；
帮助学生找出不同点和共同点。
教师提供事例（实验现象），学生通过观察、分析、归纳、比较等科学思维方式，最后得出结论：力是一物体对另一个物体的作用。
（1）观察法
观察法是指研究者通过感官和辅助仪器，有目的、有计划地对处于自然情境下的客观事物进行系统感知观察的一种科学研究方法。我们除了借助自己的眼睛、耳朵去感知观察外，还可以运用显微镜、各种电表等手段来进行观察。在初中科学课程中有很多实验要用到观察法，如观察蜗牛、观察月相、观察各种化学变化的现象等。
实验现象中所包含的信息非常多，由于注意存在着选择性，学生根据自己的喜好、已有的经验，所注意到的往往是实验现象中的某方面信息，这些信息可能对得出正确的结论是无效的。因此，教师要引导学生注意那些关键信息。a.所提供的实验具有足够的新型性。这样更能引起学生的注意，进行仔细观察。b.告诉学习的目标。学习目标能引导学生去关注那些现象、信息是应该着重掌握的。
运用观察法，并非仅仅观察到事物的表面现象即止。我们希望通过观察增加学生的感性认识，然后能由此得出事物的本质。因此，在观察的过程中，我们应引导学生进行分析、对比等思维活动。法拉第曾说:“没有观察就没有科学，科学发现诞生于仔细观察之中。”从某种意义上讲，在科学实验中观察法是其他科学思维方法的基础。
（2）分析法
分析法是指把一件事情、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。
提箱、拉犁、推土、压路等四个实验现象各不相同，其中所包含的信息繁多，学生往往不能马上就能正确分析，找出现象中的本质。再则，初中学生处于“形式运算阶段”的初始阶段，学生的分析维能力还比较弱。因此，要找出这些实验现象中的共同本质是困难的。当对这四个现象进行分解时，发现它们都有两个物体，而且物体之间存在着一定的作用。存在两个及以上的物体，这些物体间存在相互的作用，这两点就是力的概念的本质。
为提高学生分析水平，教师可以a.提供分析的示例。先对其中一个现象进行示范分析，给学生以分析的样本。b.提供事例应具有典型性。
分析和综合往往是连在一起，密不可分的。先是通过分析对部分做周密的研究认识，最后从整体上对部分进行正确的综合，从而达到对力的概念的整体把握。分析的意义在于细致地寻找能够解决问题的主线，并以此解决问题。分析方法作为一种科学方法由笛卡尔引入，源于希腊词“分散”。分析方法认为任何一个研究对象都是由不同的部份组成的，是一种机制。
（3）归纳法
归纳法是指从个别的具体事物的认识中抽象出一般性认识的推理方法和思维形式。其一般包括搜集材料；整理材料；抽象概括三个步骤。
“吊、提、拉、推”仅仅力的相互作用的四种“特殊”的表现形式，是个别的、具体的。归纳就是从这个四个“特殊”的表现形式中得出“相互作用”这一力的“一般”性特征。归纳就是从“特殊”到“一般”的过程。
初中学生正处于皮亚杰所说的 “形式运算阶段”的初始阶段，学生的抽象思维能力还比较弱。因此，虽然早就感受到力的存在，但要求他们自己归纳得出一个科学的力的概念或者仅通过教师的讲解来形成力这个是非常抽象的概念，是非常困难的。教师往往要通过很多实验来帮助学生形成力的概念。a.提供足够多的事例。提供的事例越多，也就提供了更多的感性认识，越容易帮助学生掌握事物的本质。b.帮助学生对本质现象有充分认识。是在对吊、提、拉、推这四个现象有充分的研究后，学生得出力的本质就是两事物在相互作用，从而得出力是一物体对另一个物体的作用。教师应帮助学生进行分析比较，排除无关的、非本质的东西，而将事物的本质和规律挖掘出来。
（4）比较法
比较法就是确定研究对象之间差异点和共同点的思维过程和方法；各种科学现象和过程都可以通比较来确定其差异点和共同点，为进一步抽象概括做好准备工作。
学生得出力的概念后，再举磁铁吸引铁块的例子（两者没有直接接触），这个现象与前面四个现象有明显的不同，两者之间并没有接触。两物体之间没有直接接触是否也能认为有力的作用呢？学生对此感到模糊，迷惑。然后通过与上面四个现象进行比较，发现磁铁吸引铁块这一现象中也存在两个物体，而且磁铁和铁块之间也存在着相互的作用，这是符合力的概念的，因此磁铁和铁块之间也是存在力的作用的。通过不同实验之间的比较将表面不同而实质相同的事物的本质属性联系起来，从而扩大了力这个概念的外延。
物理实验的目的不仅是教学生学会使用各种仪器设备，也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段，而是要让学生通过实验真正掌握物理规律的真谛，培养学生用实验方法去证实或推翻所作的猜想、理论等。为达到这一目的，教师应要求学生“在实验中既动手又动脑”，“用动脑来指导动手”。因此，了解、研究学生在物理实验过程中常用的科学思维方法，对提高实验教学的有效性是十分必要的。科学思维方式有很多种，本文仅对部分常见的科学思维方法做了研究。希望有更多的以实例的形式对更多科学思维方式进行研究，有利于我们教师的掌握和应用。
参考文献：
[1]罗伯特·所罗门.大问题—简明哲学导论[M].广西师范大学出版社，2008.4
[2]张宪魁等.物理学方法论[M].浙江教育出版社,2007.11
[3]P·L·史密斯，T·J·雷根.教学设计[M].华东师范大学出版社,2008.7