浅谈物理教学中学生科学探究能力的培养

泉州四中　　陈永钊

摘要：本文主要论述在初中物理教学中，为何要突出科学探究？如何开展科学探究以及科学探究中应该注意的问题。

关健词：物理教学、科学探究、能力、培养

2001年7月教育部颁布了《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》，在《标准》中，科学探究不仅作为重要的理念强调，作为教学建议提出，而且被列入课程目标和内容标准中，做为必须实施的内容要求。因此，科学在教学实践中日益受到关注和重视。但由于科学探究在《标准》中首次正式提出，对它的理论研究和实践研究都还远远不够，因而在实施中往往存在许多困惑：科学探究教学是什么？为什么要探究？怎样探究？如何培养学生的科学探究能力以及实施过程中应注意哪些问题？本文根据我的教学实践，对上述的几个问题做些初步的探讨。

一、关于科学探究:

1．什么是科学探究?

学生的科学探究指的是学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学研究方法，领悟科学的思想和精神 ^{= 1 \* GB3 ①}。在科学探究的过程中重在探索的过程，而非结果；重在收集证据而非繁杂的计算；重在对结果的评价，而不迷信结果。在科学探究中，学生处于主要地位，教师可以是参与者，可以是学习者，可以是组织者，也可以是指导者或评价者。

2．科学探究的几个环节:

学生的探究活动虽然与科学家的有所不同，但其几个基本环节（过程）是相同的，即：提出问题­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­----猜想与假设----制定计划与设计实验方案----进行实验与收集证据----分析与论证----评估----交流与合作。

3．为什么要在初中阶段突出科学探究?

要回答这个问题，需要先回顾我们现阶段基础教育存在的问题：由于诸多因素的制约，基础教育存在教学形式单一，学生被动学习，个性受到压抑等。在教学实践中，过于强调接受性学习，死记硬背、机械训练状况普遍存在，教学评价“唯分”现象在全国普遍存在。在这种教学机制下，学生成了解题工具；在这种教学机制下，学生的学习兴趣、创新意识、实践能力等都受到扼杀。为还学生一片科学的天空，真正的把素质教育落在实处，我们必须在基础段突出学生的科学探究，给学生提供充分地科学探究机会，使他们能在科学探究过程中，体验科学探究的曲折、艰辛和乐趣，学习科学方法，发展科学工作者探究所需的能力及增进对科学探究的理解。

二、如何开展学生的科学探究?

1．教师更新教学观念，挖掘学生探究潜力.

在传统教学方式中，教师经常对学生知识现状缺乏正确的估计，总认为他们是被灌输者，需要老师扶着、牵着，从而扼杀了学生学习主动性和独立性。而主动性和独立性恰恰在学生的具体学习中表现为“我要学”与“我能学”。因此，在课堂教学中教师要充分信任学生，创设和谐、民主、平等的氛围，放权于学生，把课堂还给学生，让他们的主动参与与独立学习成为可能，让课堂充满生命气息，释放学生的探究能量，挖掘学生探究潜力。

2。课堂上要多设开放性的问题，激发学生的探究欲望.

教师应根据教学内容和学生实际，创设物理情景，多设开放性问题，让学生面对多种疑问，产生浓厚的探究、揭谜兴趣。如在“声音的发生与传播”一节的教学中，上课前先播放《黄河大合唱》的录音“风在吼，马在叫，黄河在咆哮”，随后提问：“同学们刚才听到的歌词中的声音分别是由谁发出？它们是怎样产生的？”同学们兴趣盎然，最熟悉的歌词所述的声音，究竟是由谁发生的？它们怎样产生的？平时思考很少，现在确有探究一下的必要。又如：“光的反射”一节的教学中，上课前先在墙上挂上一个靶牌，然后提问“我国第一枚奥运金牌是什么项目？”（射击）我们现在来玩一玩射击游戏，用激光手枪射靶牌（直接瞄准，光的直线传播原理）。“同学们能通过一旁的镜子射中靶牌吗？”问题提出，学生跃跃欲试，纷纷上台试射，但都没有成功。教师上台射击，先移动位置（让反射角等于入射角）后，举枪一举射中。为什么老师可一次射中呢？因为老师懂得反射定律，同学们想探究一下反射究竟有什么规律吗？开放性、趣味性问题引起学生的多种疑问，从而激发学生探究的欲望。

3。设计课堂实验，开展实验探究，观察、归纳、总结实验结论.

物理学是一门以观察和实验为基础的自然学科。在物理课堂教学中，教师应选择一些实验课题，给学生一个空间----让他们去创造，鼓励学生开展研究性学习。在教师引导性问题的指导下，自主地发现物理问题，探究问题，确定方案，动手实验，获得结论。如在“电磁铁”一节的教学中电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？教师在引入新课后可通过设问，引导学生思考，鼓励学生以小组为单位进行大胆地猜想，使学生产生寻求解决问题的热情，课堂上让出一部分时间给学生交流与讨论。教师充当配角，并将学生的猜想板书在黑板上：与电流的大小、线圈的匝数、铁芯的粗细等有关。并启发学生：要证明猜想，必须进行实验来验证。那么又如何用实验研究电磁铁的磁性跟多个因素有关呢？采用什么方法探究？让学生再一次认识掌握利用控制变量法进行实验验证。教师再追问：“怎样控制变量？怎样具体设计方案？实验需要哪些器材？观察到什么现象？”等。教师通过提出中心问题，引导学生一一讨论，让学生主动参与研究实验方案的设计，培养学生解决实际问题的能力。在学生完成实验方案的设计后，就可放手让学生选择器材，动手、动脑、实践、体验、探究、感悟，并把实验过程中发生的故障、看到的现象，一一写在实验报告纸上。在学生亲自动手----探究----感知基础上，教师组织各组学生交流、汇报实验现象，并围绕实验现象讨论分析，再得出结论。

4．结合科学、技术、社会教育，开展课外探究活动.

由于物理学与生活社会极为紧密和广泛的联系，因此在教学中要根据教学内容和学生的认识水平，提供或指导学生挖掘生活中的探究课题，开展课外探究活动，在讨论与社会发展相联系的课题时，可分别从人口、生态和环境、交通和居住等方面考虑，结合本地实际，选取学生常见的事例。如“研究电冰箱内外温度差和所耗电能的关系”、“温室效应”、“热岛效应”、“调查学校电能消耗情况，并对节约用电提出合理化地建议”、“居民区、厂区、商业区噪声污染的调查”等。根据课题进行课外阅读，网上查询，收集资料，观察记录，利用身边随手可得的器材进行实验，通过分析论证、评估、交流进行比较全面、系统的探究，提高学生的探究能力、丰富学生课外生活。如：在讲《乐音和噪声》这一节时让学生以小组为单位，对居民区、厂区、商业区噪声污染进行调查，让学生深入到居民区、厂区、商业区进行走访调查，实地考查，问卷答题等形式，归纳我们身边的噪声来源，分析产生噪声的原因，讨论减弱噪声的方法。在学生得到初步结论后，教师再引导学生对初步结论开展相互交流、相互讨论，补充和完善，写出较为严谨、正确的专题调查报告，让学生了解调查和研究问题的基本方法。在广大群众中宣传噪声的危害和减弱噪声的方法，并向有关的组织和领导提出减弱噪声的合理化建议。

学生进行科学探究的题目宜小不宜大，要使学生争取通过自己的探究得到比较满意的结论，使学生体验成功的乐趣，从而保持比较浓厚的探究兴趣。进行课外探究的着眼点“不在于学生能够提出多少有实际价值的建议，而在于可以通过这些内容的学习和活动的参与，逐步树立从社会发展的角度考虑科学技术问题的意识，以这种方式把人文精神渗透到物理课程中。”

三、设计培养程序，渐进探究能力:

心理学研究表明：初中生能力的形成必须经历一个过程，不可能一蹴而就。因此，在物理教学中，应根据循序渐进和分层递进的原则，设计以“扶、引、放”为阶段标志的培养程序，使科学探究能力的培养实现科学化、系统化。

1．以“扶”的方式帮学生“上路”

    所谓的“扶”是指在提出问题之后，按进行假设——制定计划与设计实验——实验验证——分析与论证的程序，采用填空的形式，使学生的探究活动全部以填空的形式出现，这就便于学生把已有的知识经验与要探究的内容联系在一起进行思维，从而缩小学生的探索范围和探索难度。学生常常把自己当成或希望自己是一个探索者、研究者、发现者，“扶”使学生的探索愿望成为现实。

2．以“引”的方式让学生“学走路”

“引”既是由“扶”到“放”的过渡阶段，也是把已经设计好的实验方案（可以是完全正确的设计方案，也可以是正确、错误兼备的方案）交给学生，让学生分析实验的设计原理，做出正确的探究判断，从而形成与发展科学探究能力。如在上滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时，教师先提出可能的因素（接触面的粗糙程度、压力的大小、接触面积、物体运动速度等）与实验方案，但故意不讲实验要采用控制变量法，让学生自己去判断、分析、实验后，教师再进行归纳、总结。

3．以“放”的方式让学生“自己走路”

“放”是指出示观察对象后，提供部分或全部的实验材料，让学生完成的全过程。如在上“电磁感应”时，演示手摇直流发电机后，学生在观察实验的基础上获得提示后，就可大胆地让学生自行进行探究，得出结果。

“扶” 、“引” 、“放”的设计形式构成了循序渐进地培养学生科学探究能力的框架，形成了由教师引导学生探究逐渐到学生独立探究过渡的格局，是培养学生的探究能力、创新能力的基础。

四、总结实验方法，发展探究能力:

在培养学生的探究能力时，教师应注意向学生尽可能展示发现问题的思路，渗透发现问题的方法，让学生懂得问题是怎样被发现和提出的。通过发散、收敛思维的点拨，引导学生分析解决问题的多种途径，启发学生找到多种方案中的最优方案，以达到通过探究优化学习方法、优化思维方法、优化知识结构的目的，同时，把全班各组讨论后的方法进行汇总，与学生一起分析设计实验的方法，为以后的探究打下基础。设计实验的能力是科学探究能力的重要组成部分，所以在教学过程中，应根据学生的探究内容和认知水平，有目的、有计划、有系统地引导学生积累实验设计的方法，发展学生的探究能力。

五、实施中应注意以下四点：

1。.培养学生的科学探究能力应循序渐进：科学探究的内容应由简单到复杂；科学探究的程序应由只包括部分要素的不完整探究逐步过渡到包括所有要素的完整探究；教师在学生科学探究过程中的指导作用应逐步减弱。

 2．教材中并非所有的内容都适合学生进行探究性学习。因此，要把探究性学习和接受性学习有机结合起来，切忌“一刀切”，今天开展如何培养学生的科学探究能力，结果把什么东西都搞成探究，而不顾学生的实际能力，忽略“三基”的学习，把学生的学习兴趣扼杀在摇篮中。

3．探究中，学生是知识的直接探索者、构建者和发现者，教师只是组织者、激励者、引导者，不能“越位”。

4。由于课堂时间短暂，课后学生自行探究离不开外部环境和必要的设施，教师要尽可能为他们提供便利，如全面开放实验室、图书馆、校园网等探究场所，使他们能根据探究需要进行实验操作，查找资料和进行信息处理。教师在这过程中要积极跟踪，在学生遇到困难时，要帮助学生树立克服困难的信心和勇气，并引导他们寻找对策，使学生的探究尽可能获得成功。

总之，通过教师转换观念，课堂上多设开放性问题，认真设计随堂实验，结合科学、技术、社会，开展科学探究活动，配合“扶、引、放”的培养程序和传授方法性知识相结合，引导学生在探究知识过程的同时，培养和发展探究能力以及进行科学的思维方法训练，是符合学生的认知、发展规律的，是行之有效的。

在物理教学实践活动中实施科学探究，能使物理教学与活动课、社会实践课浑然一体，能形成自主、开放、灵活的教学方式，使物理教学生机勃勃，面貌焕然一新。物理教学不再是师生封闭在教室里枯燥地讲概念、背定律、记公式、做习题，而是与广阔的社会、生活相联系，通过多种形式的课内外、校内外结合，进行生动活泼地探究教学，既可促进物理教学质量的提高，又能培养学生的创新精神和创造能力，提高学生的综合素质。当然，在目前的物理教学中，如何激发学生的探究动机、如何开展科学探究、如何培养学生的探究能力等都还处在摸索阶段，怎样形成序列，持之以恒，始终保持学生旺盛的求知欲望、探究动机，培养和发展学生的科学探究能力，还有许多工作要做。

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