浅谈培养科学探究能力的方法

庞可

摘  要：科学探究是在物理学科学习中学生需要学习和掌握的一种探究能力，包括提出问题、解决问题、实验能力、论证能力、交流合作等，也是形成科学观念、发展科学思维、形成科学态度的手段和途径。实际物理课堂教学中，“满堂问”“满堂灌”的方式比较普遍，忽视了学生的主动性而影响了学生学科素养的形成和发展。使学生有强烈的探究兴趣，培养学生的科学探究能力，在教学实践中将起着非常关键的作用。

关键词：问题情景;师生关系;核心素养;科学探究

在物理学科教学时间少、任务重和难度大的矛盾中，教师往往主观地将众多的教学内容在课堂上向学生灌输，学生的学习方式基本是“听-记-练-考”。在这种教学模式下学生的积极性不高、主动性不强，容易产生学习倦怠，有碍学生物理学科素养的学习和发展。

新修订的高中物理课程标准明确提出了“物理核心素养”。科学探究作为物理学科核心素养的重要维度，既是学生要学习和掌握的一种探究能力，也是构建物理观念、发展科学思维、形成科学态度的手段和途径。这就要求教师注重探究式教学，通过这种方式引导学生学习科学探究方法，养成科学探究习惯，提高科学探究能力，实现新课程标准的要求。

一、教师角色转变，建立新型师生关系

“把课堂还给学生，让课堂充满生命气息”的课堂教学是其学校生命的最基本的构成部分，它的质量直接影响学生当前及以后的多方面发展和成长。由于高中物理的内容多、难度大、课时少，传统物理教学课堂变成了教师的自我表演，学生只能机械地听和记，很少有时间自己动脑、动心、动情、动手、动嘴，参与不到课堂教学中。这样抹杀了学生的个性，剥夺了学生独立思考、独特感悟、自由联想、自由表达机会。教师花费较大的气力，却不会有太大的成效。

要使学生积极主动地参与到课堂活动中，提高会提效率，教师首先应该改变自身角色，变主导者为引导者，把课堂时间留给学生，“课堂上，教师要封住自己的嘴，让自己少说一点，留出时间和空间给学生”。然后教师应努力构建良好的师生关系，使学生愿学。所谓“亲其师，信其道”，建立民主平等和谐的师生关系，才能调动学生学习积极性，提高学习效率。

二、创设合理问题情境，充分激发学生探究兴趣

创设问题情境是为了引起学生的认知冲突，从而激发其内驱力，使学生积极探究，真正参与到学习活动中，从而达到掌握知识，训练思维的目的。成功的问题情境创设是激发学生探究兴趣、求知欲和好奇心的有效途径。

（一）联系生活和生产实际创设问题情境

物理是与人类生活与生产最为密切的科学，渗入到生活中的各个领域，而问题的提出预示着探究的开始。爱因斯坦曾经说过“一个问题的产生通常要比它的结论的得出更为重要”。因此，教师在教学过程中，教师应善于引导学生注意观察周围事物，并对其进行分析、思考、比较，鼓励学生大胆提出问题，演变成有价值的科学问题。

（二）提高问题情境的实效性

教师应根据教学内容和学生的认知水平，创设出的难度适中且清晰明确的问题情境。这样更易引发学生共鸣，引起学生的认知冲突，从而激发学生内驱力， 使学生积极探究，愉快地参与到学习活动中。例如在引入“反冲运动火箭”中， 可以通过几个小实验引入。

【演示实验 1】 教师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。

【演示实验 2】 用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口， 内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热， 当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。

【演示实验 3】 把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时， 容器就旋转起来。

提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验 3中，细管为什么会旋转起来呢？

看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢？

这个教学案例创设的物理情境都是比较常见的情况，使学生感到犹豫和困惑，产生认知冲突，从而激发学生的好奇心与求知欲。

三、明确探究目标，培养学生猜想和假设能力

牛顿曾说：“没有大胆地猜测，就做不出伟大的发明。”猜想和假设是科学探究的重要环节和方法。学生在教师创设的教学情境中发现并提出问题时，受到知识储备和思维能力的限制，无法提出科学的猜想和假设。

因此科学探究活动必须制定出明确、具体、可操作的探究目标，教师在引导探究活动中，要使全体同学明确探究的方向，避免猜想与假设的盲目性，培养学生探究的逻辑思维品质，引导学生自主探究，培养其能力。

（一）引导学生动手实验，学会观察

观察是科学探究的一种基本方法。科学观察可以直接用肉眼，也可以借助放大镜、显微镜等仪器，或利用照相机、录像机、摄像机等工具，引导学生观察时，应明确学生观察的目的;指导学生在观察过程中要全面、细致、实事求是，并及时记录下来;要有计划、要耐心;要积极思考相结合，及时记录;要交流看法、进行讨论。

（二）培养学生收集和处理数据的能力

实验数据是对实验事实的客观纪录，探究过程中教师应引导学生如实纪录实验现象、数据等，培养学生科学严谨品质。探究结论是客观事实的反映，只有对实验数据进行科学分析和处理，才能得出正确的结论。

（三）做好学生探究能力的评价工作

在科学探究中，及时恰当的评价有利于激发学生学习热情，养成学生严谨的科学态度，发展学生的批判性思维，培养学生的科学探究能力。

在科学探究活动中强调学生的自主性，同时也离不开教师的分析指导作用。学生进行探究活动时，教师要融入学生的探究活动中，巡视学生探究情况，及时给以指导，分析学生存在的问题、缺陷，使学生选择最合理或设计更合理的方案， 避免实验的盲目性或误入歧途等，推动探究活动得以顺利进行。

（四）培养学生科学的探究态度，掌握科学的探究方法

在科学探究过程中渗透、掌握和内化科学方法有助于发展学生科学思维，提高学生的科学素养。科学探究活动中教师要引导每位学生积极主动地参与到科学探究活动中，并逐步将科学方法应用于探究中，体验科学探究过程，有助于学生掌握科学的方法，端正探究的态度，养成良好的思维品质，提高学生探究能力。

四、注重引导学生把科学探究学习向课外延伸

大自然包罗万象，奥秘无穷，仅仅靠课堂上获取的知识是有限的，因此，教师可以引导学生利用课堂上所学到的科学探究方法，在课外进行探究，这就要求教师引导学生到校园、家庭、社会、大自然中去学科学、用科学，使科学探究活动突破教学时间的限制和教学空间的束缚。教师要重视学生在课后的更有意义的后续活动，注重拓展学生的信息渠道，广泛利用存在于教科书以外的各种资源，这样既能扩展学生的知识，激发学生多方面的兴趣，又能培养学生的实践能力，增强学生的探究精神，培养学生自主探究能力。

科学思维和科学探究是培养物理学科核心素养的关键因素因此教师在教学中要优化教学过程，设计合理的教学活动，使学生在具体的学习活动中通过自主探究、合作交流、质疑思辨、反思评价等来培养学生的科学探究能力，促进学生核心素养的发展。

参考文献：

[1]彭前程. 谈对“学生发展核心素养及物理学科核心素养”的理解[J]. 中学物理教学参考，2017，46（19）：1-4.

[2]陈粉. 如何提高学生的科学探究能力[J]. 中学教学参考，2014（32）：96.

[3]薄祥中，姜峰. 以“弹力”教学为例 谈科学探究能力的培养策略[J]. 中学物理教学参考，2017，46（19）：8-10.

（责任编辑：邹宇铭）