物理教學(xué)中科學(xué)探究能力的培養(yǎng)

1、物理教學(xué)中科學(xué)探究能力的培養(yǎng)瑞金市丁陂初級中學(xué) 陳東生初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)探究放到了前所未有的高度，目的在于將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過分強(qiáng)調(diào)知識的傳承與積累向培養(yǎng)學(xué)生的探究能力轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生從被動(dòng)接受知識向主動(dòng)獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究的能力、敢于探索的創(chuàng)新精神。  在物理教學(xué)中，教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)多樣化的教學(xué)情境，重視學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。一、注重科學(xué)探究要素， 培養(yǎng)科學(xué)探究過程  (一)發(fā)現(xiàn)問題與提出問題  發(fā)現(xiàn)問題和提出問題對科學(xué)探究具有重要意義。如果沒有發(fā)現(xiàn)問題、不能提出問題，科學(xué)探究便無從談起，因此，發(fā)現(xiàn)問題和提出問

2、題是進(jìn)行科學(xué)探究的前提。同時(shí)，科學(xué)探究過程是圍繞著所探究的問題展開的，正是由于有了明確、具體的探究問題，才能使探究過程具有明確的方向，使探究能沿著合理的假設(shè)一步一步走下去，可以說，問題是各個(gè)探究環(huán)節(jié)的核心。    (二)猜想與假設(shè)  猜想不是胡猜亂想，猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識對問題中的事實(shí)尋求可能解釋的過程。盡管所提出的猜想不一定是最終的科學(xué)結(jié)論，但對問題成因的猜想仍需要有一定的依據(jù)，這依據(jù)就是上述要求中所述的兩點(diǎn)：一是已有的經(jīng)驗(yàn)和知識，二是科學(xué)事實(shí)，即前面所說的“問題”。    (三)實(shí)驗(yàn)論證  科學(xué)探究需要通過具體的操作來獲取證

3、據(jù)和驗(yàn)證假設(shè)，制定探究計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將把探究的猜想與假設(shè)落實(shí)到具體的操作方案上來。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)時(shí)，如果由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響、實(shí)驗(yàn)條件的改變或者由于實(shí)驗(yàn)者的疏忽，造成所收集數(shù)據(jù)的失真或部分失真，將會(huì)對探究結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至有可能得出與真正的科學(xué)結(jié)果完全相反的結(jié)論。    (四)評估與交流  評估是探究過程的重要環(huán)節(jié)，評估能優(yōu)化探究的方案。通過對科學(xué)探究過程和結(jié)果的評估，從中揚(yáng)其所長，克其所短，不僅能使探究的方案得到改進(jìn)，而且在評估和改進(jìn)方案的過程中，能增長知識，提高相關(guān)技能，為以后對類似課題探究方案的優(yōu)化奠定了較好的基礎(chǔ)。 二、 注重實(shí)驗(yàn)教

4、學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力  物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。初中物理新課程的各個(gè)模塊均安排了一些典型的物理實(shí)驗(yàn)，對其所要解決的問題進(jìn)行了精彩的驗(yàn)證或探索。物理實(shí)驗(yàn)從確立實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡皆O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直至最后的結(jié)果分析，其實(shí)驗(yàn)過程實(shí)質(zhì)就是科學(xué)探究的過程，因此物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。然而，過去教師在教學(xué)過程中，往往是應(yīng)用經(jīng)過幾次消化了的材料來講授，或者經(jīng)過抽象的理論分析加以表述，把已有的知識進(jìn)行系統(tǒng)歸納，形成簡明扼要的理論體系。 為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，我們可以以實(shí)驗(yàn)為載體，例如把電阻與哪些因素有關(guān)的問題盡可能設(shè)計(jì)成富有探究性、創(chuàng)造性，并具有可操作性的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`課題。

5、比如：（1）提出問題：由教師直接提問電阻與哪些因素有關(guān)？  （2）猜想與假說：由學(xué)生思考并互相補(bǔ)充得出電阻可能會(huì)跟材料、長度、橫截面積、溫度等因素有關(guān)。（3）制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：引導(dǎo)學(xué)生制定利用控制變量法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃，思考需要測量的數(shù)據(jù)與可能需要的實(shí)驗(yàn)器材，選擇好實(shí)驗(yàn)器材。 （4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)：對學(xué)生進(jìn)行分組，并各選擇一個(gè)因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。  （5）根據(jù)證據(jù)進(jìn)行解釋：由各組選派代表，提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并作出解釋：  （6）交流與檢驗(yàn)：引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上推導(dǎo)結(jié)論，將其與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差分析。  事實(shí)證明，學(xué)生通過

6、實(shí)驗(yàn)獲得的學(xué)習(xí)效果與科學(xué)探究能力發(fā)展，比教師做演示實(shí)驗(yàn)或在黑板上講理論的效果要好得多。只有在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了正確的、經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的理論，才能由表及里，達(dá)到對客觀事物的規(guī)律性認(rèn)識。在物理教學(xué)中，創(chuàng)造條件加強(qiáng)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作和科學(xué)探究的能力、發(fā)展新知的重要途徑。 三、滲透物理學(xué)史，培養(yǎng)科學(xué)探究能力的有力示范  物理學(xué)史是人類在物理領(lǐng)域認(rèn)識自然、改造自然、獲得知識的歷史記錄。無數(shù)的科學(xué)家為物理學(xué)大廈的構(gòu)筑付出了艱辛的勞動(dòng)，才結(jié)出了今天造福萬民的智慧之果。人們在回顧物理學(xué)史時(shí)總會(huì)感慨萬千，而在以往的物理教學(xué)過程中，我們通常更關(guān)注物理學(xué)科知識對于學(xué)生科學(xué)態(tài)度、科學(xué)

7、精神的教育，而忽視了物理學(xué)史在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的示范作用。 物理學(xué)的每一步發(fā)展，都離不開科學(xué)探究；物理學(xué)的科學(xué)觀和研究方法的演化、變革與發(fā)展就是一個(gè)探究的過程。在這過程中，存在著許多有價(jià)值的歷史爭論，盡管在物理教材的知識體系中并未留下太多痕跡，但是如果我們在物理教學(xué)中能適度地涉及這些內(nèi)容，無疑會(huì)讓學(xué)生隨著歷史的爭論而深入當(dāng)初科學(xué)探究的每一環(huán)節(jié)中去。 比如牛頓在1672年發(fā)表了關(guān)于光和色的新理論一文，認(rèn)為光具有微粒的性質(zhì)，在當(dāng)時(shí)就引起了物理學(xué)界極大的爭論，胡克就曾質(zhì)問牛頓為什么光束相交時(shí)不發(fā)生碰撞（即“光為什么不為光自身所散射”）。物理學(xué)家托馬斯·楊通過雙縫干涉

8、實(shí)驗(yàn)證明了“光的波動(dòng)說”的正確。從“光的微粒說”到“光的波動(dòng)說”，再到“光的波粒二象性學(xué)說”的提出，其中所包含的對于科學(xué)的每一次質(zhì)疑與推敲，都會(huì)給學(xué)生以極大的智慧啟迪?？茖W(xué)家的思路是怎么產(chǎn)生的，他是如何思考的，他用了哪些方法質(zhì)疑，從哪些角度質(zhì)疑，而最終這些疑問又是怎樣在實(shí)驗(yàn)和理論研究中得以深入并最終獲得結(jié)論的，而這些結(jié)論還有哪些疑問等等。 所以，物理學(xué)史本身作為科學(xué)探究的歷史，也應(yīng)當(dāng)讓其更加突出探究歷程，為學(xué)生進(jìn)行自己探究開闊思路，加深對科學(xué)探究過程的理解并發(fā)展科學(xué)探究能力，使教育功能更加完善地得以發(fā)揮。 四、授以方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力路徑 能力與方法是密切相關(guān)的

9、，教師要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，就意味著要幫助他們掌握完成某種科學(xué)任務(wù)的方法。物理學(xué)方法是指人們在學(xué)習(xí)或研究物理問題的過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、搜集事實(shí)、作出解釋論證等所遵循的途徑和使用的手段，實(shí)際上是思維的方法和程序。物理學(xué)研究方法，主要是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，概括總結(jié)出實(shí)驗(yàn)規(guī)律，然后經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，發(fā)展為物理理論。 物理學(xué)方法是物理學(xué)發(fā)展的靈魂，是以知識學(xué)習(xí)到能力發(fā)展的橋梁。物理學(xué)方法是指物理學(xué)的具體科學(xué)方法，通常認(rèn)為有：觀察法、實(shí)驗(yàn)法、理想化方法、類比方法、假設(shè)方法和數(shù)學(xué)方法六種。教師如果能以物理學(xué)方法為線索組織教學(xué)過程，實(shí)施知識教學(xué)與物理學(xué)方法教育的良好結(jié)合，必然使教學(xué)過程更符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，也更有利于培養(yǎng)學(xué)生的