中學(xué)物理課程中的科學(xué)探究

1、中學(xué)物理課程中的科學(xué)探究中學(xué)物理課程中的科學(xué)探究許萌萌許萌萌 新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)： 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的熱情，對(duì)科學(xué)的求知欲，能保持對(duì)自然界的好奇，樂(lè)于探索自然，學(xué)會(huì)領(lǐng)略自然界的美好與和諧的情感； 新課程標(biāo)準(zhǔn)注重： 經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生具有初步的科學(xué)探究能力，在認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中獲得成就感，獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新 .科學(xué)探究的七個(gè)步驟：提出問(wèn)題提出問(wèn)題猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)分析與論證分析與論證評(píng)估評(píng)估交流與合作交流與合作一、問(wèn)題的探究 牛津英語(yǔ)詞典中對(duì)探究給出來(lái)的解釋是:The action of seeking , f

2、or truth,knoeledge,orinformationconceringsomething ;searth,researfh,investigation,examination . 辭海(1 9 9 9年版)的解釋?zhuān)把芯俊敝浮坝每茖W(xué)的方法探求事物的本質(zhì)和規(guī)律”，“探究”則指“深入探討，反復(fù)研究?！?.1 1.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)“科學(xué)探究”倡導(dǎo)過(guò)三次：1、十八世紀(jì)末到十九世紀(jì)的歐洲 盧梭、斐斯泰洛齊 、福祿貝爾 其目的是把人的精神從中世紀(jì)的蒙昧、迷信、盲從中解放出來(lái)，讓理性的光輝照亮人的心靈。 2、十九世紀(jì)末至二十世紀(jì)初的美國(guó) 杜威 、克伯屈、康茨、拉格 培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化需

3、要的改造自然和社會(huì)的人 3、20世紀(jì)70年代末至80年代初的美歐諸國(guó)以及亞洲的韓國(guó)、日本等國(guó) 布魯納 、施瓦布 、費(fèi)尼克斯 培養(yǎng)“智力的卓越性”，造就智力超群的社會(huì)“精英” 雖然各國(guó)的教育任務(wù)、國(guó)情及教育傳統(tǒng)存在著差異，但許多國(guó)家的教學(xué)大綱都明確的提出了“科學(xué)探究”的要求， 例如:日本高級(jí)中學(xué)教學(xué)大綱對(duì)普通科中學(xué)的理科教學(xué)目標(biāo)規(guī)定為:通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)等，在培養(yǎng)探索自然的能力和態(tài)度的的同時(shí)，加深對(duì)自然界事物和現(xiàn)象的基本科學(xué)概念的理解，養(yǎng)成科學(xué)的自然觀。 英國(guó)普通中等教育證書(shū)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物理部分規(guī)定:使學(xué)生認(rèn)識(shí)正確科學(xué)方法的重要意義，發(fā)展學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的能力，發(fā)展學(xué)生觀察的能力以及記錄和解釋這些假設(shè)的能力，

4、發(fā)展學(xué)生形成假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及驗(yàn)證這些假設(shè)的能力。1.2 1.2 中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀 綜觀建國(guó)后從1950年2000年的十余份物理教學(xué)大綱，可以看到中學(xué)物理的培養(yǎng)目標(biāo)朝著強(qiáng)調(diào)知識(shí)應(yīng)用，突出培養(yǎng)能力，形成科學(xué)態(tài)度等方向發(fā)展。我國(guó)當(dāng)前的課程改革過(guò)程中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變， “科學(xué)探究”的內(nèi)容順應(yīng)了世界課程改革的發(fā)展趨勢(shì)，“科學(xué)探究”己成為目前我國(guó)基礎(chǔ)教育改革的熱點(diǎn)、亮點(diǎn)和難點(diǎn)。 二、科學(xué)探究的概念及教學(xué)中的實(shí)施步驟科學(xué)探究的概念：科學(xué)探究的概念：“科學(xué)探究”原本是科學(xué)家解決問(wèn)題的過(guò)程，義務(wù)教育課程改革以科學(xué)探究為突破口，提倡用科學(xué)探究的方式學(xué)習(xí)，這是因?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)和科

5、學(xué)家認(rèn)識(shí)、研究事物的過(guò)程是一致的，所不同的是科學(xué)家研究的對(duì)象是人類(lèi)未知的，而學(xué)生學(xué)習(xí)的對(duì)象多數(shù)是人類(lèi)己經(jīng)認(rèn)識(shí)的。學(xué)生同樣可以像科學(xué)家那樣，用科學(xué)探究的方法來(lái)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)?？茖W(xué)探究的實(shí)施步驟：1、提出問(wèn)題表述這個(gè)問(wèn)題表述這個(gè)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)值得探究的物理問(wèn)題發(fā)現(xiàn)值得探究的物理問(wèn)題發(fā)現(xiàn)一個(gè)發(fā)現(xiàn)一個(gè) 現(xiàn)現(xiàn)象象 對(duì)現(xiàn)象對(duì)現(xiàn)象質(zhì)疑質(zhì)疑形成形成疑問(wèn)疑問(wèn)提煉為提煉為科學(xué)問(wèn)題科學(xué)問(wèn)題表述這個(gè)疑表述這個(gè)疑問(wèn)問(wèn)創(chuàng)創(chuàng) 造造表表 達(dá)達(dá)抽象、概括抽象、概括探究案例1:觀察水的沸騰現(xiàn)象的過(guò)程中學(xué)生提出了不少問(wèn)題: 為什么水沸騰時(shí)要不停的加熱? 火苗的大小對(duì)沸騰程度有影響嗎? 加熱過(guò)程中水的溫度會(huì)一直上升嗎? 冒出的“白氣”是水蒸

6、氣嗎? 冒出的氣泡從底部上升時(shí)為什么先小后大，為什么氣泡會(huì)上升? 探究案例2: 在探究串、并聯(lián)電路電流特點(diǎn)時(shí)，有這樣一個(gè)問(wèn)題：公園的某一地有兩個(gè)游覽點(diǎn)（用亭子表示），某游覽的入口和出口已確定，請(qǐng)按以下要求設(shè)計(jì)該地的行走路線：游客由入口到出口，先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)游覽點(diǎn)；游客由入口到出口，只經(jīng)過(guò)其中任意一個(gè)游覽點(diǎn)。 2、猜想與假設(shè)3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究案例3：設(shè)計(jì)“影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，通過(guò)猜想得出電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，通過(guò)的電流越大，電磁鐵的磁性將越強(qiáng)的假設(shè)之后，通過(guò)邏輯思維，很容易分析出實(shí)驗(yàn)需要解決的問(wèn)題有三個(gè):怎樣測(cè)量磁性的強(qiáng)弱，怎樣改變和測(cè)量電流，怎樣改變線圈匝數(shù)。這樣就

7、可以發(fā)動(dòng)學(xué)生來(lái)討論解決問(wèn)題的方法，如:(1)測(cè)量電磁鐵磁性的強(qiáng)弱?學(xué)生A:看它能吸起多少大頭針或小鐵釘。學(xué)生B:看它能吸起多少鐵屑，用天平稱(chēng)。學(xué)生C:看它對(duì)某一鐵塊的吸引力，用彈簧測(cè)力計(jì)把電磁鐵吸住的鐵塊拉開(kāi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)有多大。(2)怎樣改變和測(cè)量通過(guò)電磁鐵的電流?學(xué)生D:用滑動(dòng)變阻器改變線圈中的電流，用電流表測(cè)量電流的大小。學(xué)生E:用增減電池來(lái)改變線圈中的電流，用串聯(lián)小燈泡的亮度來(lái)比較電流的大小。(3)怎樣改變電磁鐵線圈的匝數(shù)?學(xué)生F:用中間有抽頭、能改變線圈匝數(shù)的現(xiàn)成電磁鐵產(chǎn)品。學(xué)生G:臨時(shí)制作電磁鐵線圈，邊實(shí)驗(yàn)、邊繞制。 兼顧考慮實(shí)驗(yàn)是否精確、器材是否普及、操作是否簡(jiǎn)便等因素，發(fā)動(dòng)

8、學(xué)生對(duì)這些因素進(jìn)行具體分析，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)條件，可采用C, D, F，或者用A, D, G以及其他方法組成探究方案。（選自物理課程標(biāo)準(zhǔn)）4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)探究案例4：在探究不同焦距的凸透鏡對(duì)像距的影響時(shí)，大家通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了這樣一組數(shù)據(jù)：通過(guò)分析以上數(shù)據(jù)，得出了兩條結(jié)論：結(jié)論一：在成實(shí)像的情況下，凸透鏡的焦距相同時(shí)，物體到凸透鏡的距離越長(zhǎng)，像到凸透鏡的距離就越短。結(jié)論二： 5、分析與論證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不等于探究的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的客觀記錄，探究的結(jié)論是在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過(guò)分析論證所得出的具有普遍意義的規(guī)律。因此分析論證在科學(xué)探究中是必不可少的。 6、評(píng)估探究案例5：在高中課本中學(xué)習(xí)電荷間

9、的相互作用時(shí)常常引入這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)靜電除塵。找來(lái)一個(gè)透明的有機(jī)玻璃的圓筒（加蓋），用細(xì)鐵絲螺旋均勻緊貼筒外壁纏繞，筒蓋中心插入一根銅絲，在底座出點(diǎn)燃一根蚊香，讓煙霧順著小孔進(jìn)入筒內(nèi)，把鐵絲和銅絲分別接觸靜電起電機(jī)的正負(fù)極上，當(dāng)搖動(dòng)起電機(jī)后會(huì)觀察到筒內(nèi)濃煙慢慢消失，筒內(nèi)又變得清澈透明了，會(huì)發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)壁上附著一層薄薄的臟東西。不難想象煙在電荷的作用下被吸在了內(nèi)壁上，實(shí)驗(yàn)過(guò)后大家梳理了一下思路，回顧了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，都在思索交流著如何能把實(shí)驗(yàn)做的更完美，現(xiàn)象更明顯呢？以下是關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的討論：老師：能不能對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使效果更好呢？學(xué)生A：我認(rèn)為鐵絲在纏繞時(shí)應(yīng)均勻，不能只放在筒的下半部分，應(yīng)增大鐵絲的覆蓋

10、面，增大帶點(diǎn)范圍。學(xué)生B：我猜想如果煙霧的濃度再大些，效果應(yīng)該更明顯，混濁的煙霧變清亮。學(xué)生C：我認(rèn)為大家在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意蚊香在制造煙霧過(guò)程中，要將底蓋掀開(kāi)一個(gè)小口，讓空氣進(jìn)入，防止因隔絕空氣熄滅蚊香。老師：大家說(shuō)的這些問(wèn)題都是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題。7、交流與合作在這個(gè)過(guò)程中教師可以引導(dǎo)學(xué)生回憶以下問(wèn)題: .在這項(xiàng)學(xué)習(xí)中，我發(fā)現(xiàn)了 .我感到我實(shí)際完成的情況是 .我比較滿(mǎn)意的方面是 .我能夠作到比我想的更多的方面是 .我認(rèn)為我仍需努力的是 .在這項(xiàng)學(xué)習(xí)中我所學(xué)到的是 .下一次，我計(jì)劃 .對(duì)于這個(gè)活動(dòng)我能想到的新方法是科學(xué)探究各要素之間的關(guān)系：科學(xué)探究各要素之間的關(guān)系：三、科學(xué)探究活

11、動(dòng)的類(lèi)型從活動(dòng)的內(nèi)容來(lái)劃分對(duì)物理知識(shí)的探究活動(dòng)應(yīng)用物理知識(shí)的探究活動(dòng)STS方面的探究活動(dòng)從完成活動(dòng)的方式來(lái)劃分實(shí)驗(yàn)類(lèi)的科學(xué)探究調(diào)查類(lèi)的科學(xué)探究交流類(lèi)的科學(xué)探究 首先，學(xué)生在科學(xué)探究學(xué)習(xí)中，不僅很好地掌握課本上的知識(shí)，而且學(xué)到了科學(xué)思想、方法以及實(shí)驗(yàn)探究的一些方法，啟迪了思維，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力、收集分析和利用信息的能力，科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀等。 其次，傳統(tǒng)的教學(xué)觀把學(xué)生當(dāng)做被動(dòng)的接受知識(shí)者，忽視其主體地位和需求，而現(xiàn)代的學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)、電視等途徑對(duì)所學(xué)知識(shí)己經(jīng)有了初步的了解，教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平改變教學(xué)模式。再者，探究過(guò)程中師生和學(xué)生之間在自由平等的情況下相互交流，討論問(wèn)題，提出建議和互相鼓勵(lì)，建立了民主平等的教學(xué)氛圍，教師虛心聽(tīng)取學(xué)生的見(jiàn)解，和學(xué)生一起商討解決策略。 最后，科學(xué)探究的評(píng)價(jià)不是只看結(jié)果，更注重探究過(guò)程，過(guò)程是學(xué)生創(chuàng)造力的萌芽，教師的及時(shí)鼓勵(lì)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的人格非常重要。四、科學(xué)探究在教學(xué)中實(shí)施的現(xiàn)狀和效果四、科學(xué)探究在教學(xué)中實(shí)施的現(xiàn)狀和效果五、科學(xué)探究教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)及面臨的困難五、科學(xué)探究教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)及面臨的困難優(yōu)點(diǎn)：1、學(xué)生得到書(shū)本上的知識(shí)比較輕松 2、了解學(xué)生思維，抓住學(xué)生困難 3、體驗(yàn)過(guò)程促進(jìn)學(xué)生健康成長(zhǎng) 4、學(xué)生發(fā)展促進(jìn)教師的發(fā)展缺點(diǎn)：1、時(shí)間問(wèn)題 2、控制問(wèn)題 3、評(píng)價(jià)問(wèn)題 1、結(jié)構(gòu)性2、真實(shí)性3、啟發(fā)性4