自然学科教学心理学

自然学科教学心理学（psychology of teaching of natural sciences），研究学生在自然常识、生物、生理卫生、化学、物理等学科教学过程中的心理特点和规律以及学科内容、教学方法与学生心理发展相互关系的学科教学心理学分支。一些教育心理学家有时也称理科教学心理，但在传统观念中数学也包括在理科之内，而数学所研究的对象与物理、化学、生物等研究对象有很大差别。所以，中国心理学家潘菽在他主编的《教育心理学》（1963）中提出了自然学科教学心理的概念。

自然学科教学特点

各门自然学科虽然都有各自的独特研究对象，但由于它们都是研究自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学，所以都具有以下特点：①与学生日常生活中的知识和经验的关系极为密切。学生在系统地学习各门自然学科知识之前，已经在日常生活中接触到了许多自然事物，认识了许多自然现象，积累了不少关于自然现象方面的知识和经验，形成了一定的常识概念。一般地说，这些知识经验都能为进一步学习各门自然学科知识提供良好的心理准备。②各门自然学科教学中，有许多自然现象可以通过指导，由学生直接观察，或借助标本、模型、图表等各种直观教具予以表证、模拟或图示。这样就有利于充分发挥各种感觉器官在理解自然现象中的作用。为学生形成科学概念提供生动具体的感性材料。③自然学科都是实验性很强的学科，在教学过程中，对各种自然现象及其运动变化过程。可以通过现代化技术手段使其在一定范围内加以分解、简化和压缩；可以突破时间与空间的限制，将某些自然现象放大或缩小；也可以变动为静，变静为动，或者把一些现象的变化周期缩短或延长，便于学生进行直接观察和理解。④自然科学知识与人们的生产和生活实践有着直接的联系。因此，各门自然学科的教学比较容易与实践活动相结合。这就为学生掌握有关的科学概念和规律并运用已学的知识解决实际问题提供了有利条件。⑤各门自然学科的知识的内容之间有许多联系。这就使教师能科学地处理教材和使学生有系统地看待自然界的各种事物的关系及其变化。⑥各门自然学科知识的学习过程都遵循着教学过程的一般认识规律。自然学科教学虽然比较注重观察和实验，但是，在学生掌握自然知识的过程中，抽象思维仍占主导地位。所以，学生掌握各门自然学科基本知识和规律的过程，实质上都是他们的直接经验与抽象思维相互交织的发展过程。上述共同特点就为自然学科教学心理的确立提供了客观依据。自然学科教学心理概念的提出，不仅符合自然学科本身的内在规律和联系，也符合当代科学技术迅猛发展趋势。据了解，初中自然科学课程的综合化，是各国改革的新趋向。

研究内容和范围

自然学科教学心理学既研究各门自然学科所共有的教学心理规律，也研究各门学科甚至同一学科的不同部分所具有的特殊的教学心理规律。在生物和生理卫生教学中，学生的实际活动包括直接采集标本、解剖有机体，通过实物标本、模型、挂图等进行直接或间接观察，直接认识的作用显得更为重要。对于一般物质的化学结构的认识则只能依靠实验手段，通过观察物质在化学变化中所表现的特征，借助于想象和思维才能得出相应的结论。许多生命现象不能在短时间内在实验室复制出来，需要在自然条件下有计划有目的地进行长期的观察、记录、分析；而化学和物理现象则较多地可以在人工控制条件下用较短的时间在课堂上重演和表证。学习生物和化学的某些基本知识，如遗传和变异法则的分析、化学量的计算等，也需要具有一定的数学基础知识和计算能力。但是，这种依存性在整个生物和化学的基本知识范围内并不是很普遍很关键的。物理教学中有许多基本概念必须以相应的数学知识和计算能力为基础才能形成，许多定律、法则、公式或物理量的理解也都直接依赖于一定的数学知识和计算能力。在这种不同内容和情境下的教学活动，自然就有它独具的教学心理规律。

自然学科教学心理学的研究范围主要有：①在自然学科教学和课外活动过程中如何使学生形成正确的学习动机。②在教师的指导下，如何通过各项教学活动，使学生正确地理解和认识各种自然现象是在不断地运动和变化、更新和发展的，各种自然现象之间是相互联系、相互依存、相互制约的，各种自然事物和现象都有其内在矛盾，不断从低级到高级、从量变到质变发展着，从而使学生逐步形成辩证唯物主义的世界观和方法论。③研究最优教学组织结构和类型以及有效的教学途径，使学生能经济而有效地从认识个别自然现象或对象向获得不同自然现象或对象的异同知识过渡，形成准确地反映事物本质特征的自然科学概念。掌握自然科学的定律和法则，认识人与自然的辩证关系。④研究学生怎样才能有效地运用已学的自然科学知识去解决书面课题(书面作业)或与实际操作活动相联系的书面课题，培养学生较强的分析问题和解决问题的能力以及知识的迁移能力。⑤研究在教学观察、演示和实验活动过程中如何培养学生严谨的科学态度并初步建立独立地提出假说进行实验研究和测定的能力及实验操作活动的技能。⑥研究教学过程中如何有效地发展学生的自学能力和智力，包括敏锐而精细的观察力、稳定而集中的注意力、丰富而生动的想象力、清晰的综合概括力、灵活的抽象思维能力以及创造力等。⑦研究如何从心理的整体性和系统性出发，寓德育于智育之中，把自然学科教学过程变为学生良好道德品质和个性特点培养的过程。

发展趋势

自然学科教学心理学的研究虽然已取得一定进展，但是与当前科学技术发展的速度和水平相比还有较大的差距。自然科学已成为相互渗透、相互联系的统一整体。各门基础科学的相互渗透日益加强，随着社会生产实践和科学实验的发展，人类对自然的认识和改造更加深入，所碰到的问题都有综合性、内容庞杂、难度大等特点。在这种情况下，如何改革传统的自然学科教学体系，更新教学内容，使之与学生的心理发展水平和社会要求相适应的问题还没有得到比较令人满意的解决。随着各种现代化技术手段在教学过程中的引入，自然学科的教学组织结构和教学方式方法也面临着一场新的革命。与此相关联的就是自然学科教师如何有效地重新学习、更新知识和技能以适应时代发展的要求，这也是亟待研究的问题。随着人类大脑生理科学和儿童教育心理学的发展，在儿童期如何进行科学的早期教育，开发智力和早期发现培养科学人才也是当今需要研究的新课题。