初中物理教学中的科学探究之我见

张圣红

摘 要：笔者结合自己的教学实践，从科学探究的定义、目标、意义、形式、重点要素的操作方法等方面论述了科学探究。

关键词：科学探究；探究形式；探究方法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）4-0026-2

笔者有幸参加了山东省义务教育新课程标准初中物理教材备课研讨会，会上与会专家分别从不同侧面做了精彩的报告，谈到了新的教育形势下如何更好更快地适应课程改革。课程改革下不同版本的新教材都突出了“科学探究”这种学习方式，我们只有在深入理解的基础上才能更好地组织学生进行有效的科学探究活动。

1 科学探究的定义

所谓科学探究就是让学生去模拟科学家的研究工作过程，利用一定的科学方法，按照一定的科学思维去探究科学问题的过程。通过科学探究学习科学方法，发展科学探究所需要的能力，增进对科学探究的理解，体验探究过程的心理感受。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。旨在将学习重心从过分强调知识传授和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。其特征为探究活动围绕科学性问题展开，学习者通过有序并且有效的探究活动，获取证据，从而解释和评价科学性问题，学习者要交流和论证他们所提出的问题或所得出的结论。

2 科学探究的目标

教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西。对于初中物理学习来说，能剩下的东西是什么呢？如果从学生眼前来说，最明显的就是理论知识的掌握，进而在中考中拿高分；而对于学生终身来说，也是最重要的，那就是科学的方法、过程以及科学的本质和价值观。

科学探究具有以下教育目标： 激发好奇心和求知欲，掌握发现问题的基本方法；了解科学探究的一般过程，培养科学探究的能力；牢固掌握科学知识以及获得科学知识的方法；培养创新精神，为终身学习打下基础；树立正确的科学观和价值观；提高分工、合作及组织能力。

3 科学探究的意义

科学探究有三大重要意义：第一，它是一种学习，强调学生自己不断发现问题，解决问题，在这个过程中获取知识、体会科学方法、受到情感态度价值观的熏陶；第二，科学探究本身也是学习的内容；第三，科学探究还是一种精神、是一种求实、求真和理性怀疑的精神。教师要引导学生用这种精神去探索和研究自然规律，也要用这种精神学习整个课程中的所有内容。科学探究需要动脑、动口、动手，不要片面地理解为只有用实验仪器动手操作才称为探究。实验仪器的使用规则，虽不是自然规律，但也可以通过科学探究来学习，因为各种仪器的使用规则都是有道理的。学生可通过自己的探究来学习这些道理，电流表、电压表的学习就是很好的例子，实际课堂上可以组织学生通过科学探究来学会两表的正确使用规则。

4 科学探究的形式

有的老师错误地认为科学探究就是做物理实验。内容标准中的科学探究是指在教师的指导和启发诱导下，以学生的独立自主学习和合作探究为前提，以现行的物理教材为基本探究内容，以学生的生活实际和周围世界为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学的知识应用于解决实际问题的一种科学的教与学组织形成。它既是物理教学的内容，也是物理教学的重要方法之一。科学探究的过程一般包含了物理实验，但并不等同于实验。科学探究不一定都要动手做实验。实验是物理学的基础，实验推动了物理学的发展，观察和实验是学习物理的重要方法。而绝不是说物理学中的每一个规律都“应该”或者“予以”直接由实验总结出来。因此，包含了科学探究的若干要素，但不包含学生实验或演示实验的教学过程，也是科学探究。如：九年级教材《热机效率和环境保护》一节中的“想想看：热机效率能达到100%吗？为什么？”也是一个很好的探究课题。

科学探究的形式是多种多样的。物理课程标准中指出了科学探究的几个要素，教材中也提到了探究的七大要素。“要素”不同于“环节”，一个过程缺少必要的环节就会中断，而课程标准指出的要素是科学探究的标志。一个具体的教学过程只要有一两个这样的要素，它就有了探究性。也就是说，学习过程中的“科学探究”不一定是完整的。实际教学中最难把握的是“提出问题”这个要素，学生提出的问题五花八门，有的虽有一定的探究意义，但未必与实际教学发展方向一致。所以，问题的提出者不一定都是学生，要探究的问题由教师引导学生提出，或教师直接提出，这样做都依然是科学探究。科学探究中的“猜想与假设”要素是创造性思维中最活跃的因素。科学定律不是根据有限的（尽管可能是大量的）事实归纳出来的，新知识的建立常常不在于实验证据的多寡，而在于研究者的洞察力，科学中的重大发现是这样，日常生活或工作中的新认识、新发现、新见解也是如此。

5 科学探究中几个要素的操作方法

5.1 提出问题的操作方法

程序：设置情境……运用方法……提出问题。

情境：日常生活例举、自然现象、实验现象。

一般方法：为什么？……怎么样？……如果条件变了，将怎样？……是什么？……

例：声音是怎样从发声体传播到远处的？

先做真空铃实验，用实验现象设置情境，根据现象可提出：为什么听不到铃声了？怎样才能听到声音？通入空气后能否重新听到声音？声音是靠什么传播的？

提出问题的方法有很多。可用“抓联系提问题”的方法。比如探究“浮力的大小等于什么”这一课题，创设生活情境：当你躺在浴缸的水中时，会感到自己变轻，同时发现缸中的水面升高了。人感觉变轻是因为人受到水的浮力，水面升高是因为人进入浴缸后排开了一部分水。人体在水中部分越多，排开的水也越多，人就感到越轻，说明浮力大小与排开的那部分水的多少一定存在某种关系。由此可以引导学生提出这样一个问题：浮力的大小跟物体排开的那部分液体的多少是否存在着一种数量的关系呢？

5.2 猜想与假设的操作方法

程序：依据事实……科学方法及思维方法…… 做出猜想。

事实：日常生活现象、自然现象、实验现象。

科学方法：观察法、实验法、模型法、控制变量法、等效法 ……

思维方法：分析和综合、归纳和演绎、比较分类、 类比法、逆向思维法……

猜想的方法有多种，依据日常生活经验或事实进行猜想、运用直觉进行猜想、运用经验和直觉相结合进行猜想、运用物理学思维过程进行猜想、运用逆反原理进行猜想、运用“类比法”进行猜想、运用理论分析法进行猜想等等。

总之，知识固然重要，探究知识的过程更为重要。科学探究主要是一种精神，它应该贯穿于整个教学过程中，教师要想尽一切方法调动学生探求新知识的积极性，使以科学探究为主的多种教学方式有机结合，精心设计探究，科学实践探究，科学探究就一定会在初中物理教学中茁壮成长。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2011.

[2]陈梅.初中物理探究课堂教学活动的设计与研究[D].上海：华东师范大学硕士学位论文，2010.

[3]修春洁.初中物理科学探究教学的实践研究[D].长春：东北师范大学硕士学位论文，2004.

（栏目编辑 刘 荣）