物理教學中科學探究能力的培養(yǎng)

1、物理教學中科學探究能力的培養(yǎng)瑞金市丁陂初級中學 陳東生初中物理課程標準將科學探究放到了前所未有的高度，目的在于將學生學習的重心從過分強調(diào)知識的傳承與積累向培養(yǎng)學生的探究能力轉(zhuǎn)化，讓學生從被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學生實事求是的科學素養(yǎng)、科學探究的能力、敢于探索的創(chuàng)新精神。  在物理教學中，教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)多樣化的教學情境，重視學生科學探究能力的培養(yǎng)。一、注重科學探究要素， 培養(yǎng)科學探究過程  (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，科學探究便無從談起，因此，發(fā)現(xiàn)問題和提出問

2、題是進行科學探究的前提。同時，科學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)驗和知識對問題中的事實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：一是已有的經(jīng)驗和知識，二是科學事實，即前面所說的“問題”。    (三)實驗論證  科學探究需要通過具體的操作來獲取證

3、據(jù)和驗證假設(shè)，制定探究計劃、設(shè)計實驗方案，將把探究的猜想與假設(shè)落實到具體的操作方案上來。在進行實驗與收集數(shù)據(jù)時，如果由于實驗環(huán)境的影響、實驗條件的改變或者由于實驗者的疏忽，造成所收集數(shù)據(jù)的失真或部分失真，將會對探究結(jié)果產(chǎn)生嚴重影響，甚至有可能得出與真正的科學結(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。通過對科學探究過程和結(jié)果的評估，從中揚其所長，克其所短，不僅能使探究的方案得到改進，而且在評估和改進方案的過程中，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、 注重實驗教

4、學，培養(yǎng)科學探究能力  物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學。初中物理新課程的各個模塊均安排了一些典型的物理實驗，對其所要解決的問題進行了精彩的驗證或探索。物理實驗從確立實驗?zāi)康牡皆O(shè)計實驗直至最后的結(jié)果分析，其實驗過程實質(zhì)就是科學探究的過程，因此物理實驗是培養(yǎng)學生科學探究能力的重要途徑。然而，過去教師在教學過程中，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，把已有的知識進行系統(tǒng)歸納，形成簡明扼要的理論體系。 為了培養(yǎng)學生科學探究的能力，我們可以以實驗為載體，例如把電阻與哪些因素有關(guān)的問題盡可能設(shè)計成富有探究性、創(chuàng)造性，并具有可操作性的實驗或?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：由學生思考并互相補充得出電阻可能會跟材料、長度、橫截面積、溫度等因素有關(guān)。（3）制定計劃與設(shè)計實驗：引導(dǎo)學生制定利用控制變量法來進行實驗的計劃，思考需要測量的數(shù)據(jù)與可能需要的實驗器材，選擇好實驗器材。 （4）進行實驗和收集證據(jù)：對學生進行分組，并各選擇一個因素進行實驗研究。  （5）根據(jù)證據(jù)進行解釋：由各組選派代表，提供實驗數(shù)據(jù)并作出解釋：  （6）交流與檢驗：引導(dǎo)學生從實驗數(shù)據(jù)上推導(dǎo)結(jié)論，將其與學生的實驗結(jié)論進行比較，引導(dǎo)學生進行實驗誤差分析。  事實證明，學生通過

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

7、精神的教育，而忽視了物理學史在培養(yǎng)學生科學探究能力的示范作用。 物理學的每一步發(fā)展，都離不開科學探究；物理學的科學觀和研究方法的演化、變革與發(fā)展就是一個探究的過程。在這過程中，存在著許多有價值的歷史爭論，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中能適度地涉及這些內(nèi)容，無疑會讓學生隨著歷史的爭論而深入當初科學探究的每一環(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，認為光具有微粒的性質(zhì)，在當時就引起了物理學界極大的爭論，胡克就曾質(zhì)問牛頓為什么光束相交時不發(fā)生碰撞（即“光為什么不為光自身所散射”）。物理學家托馬斯·楊通過雙縫干涉

8、實驗證明了“光的波動說”的正確。從“光的微粒說”到“光的波動說”，再到“光的波粒二象性學說”的提出，其中所包含的對于科學的每一次質(zhì)疑與推敲，都會給學生以極大的智慧啟迪。科學家的思路是怎么產(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驗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，物理學史本身作為科學探究的歷史，也應(yīng)當讓其更加突出探究歷程，為學生進行自己探究開闊思路，加深對科學探究過程的理解并發(fā)展科學探究能力，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)學生科學探究能力，就意味著要幫助他們掌握完成某種科學任務(wù)的方法。物理學方法是指人們在學習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、作出解釋論證等所遵循的途徑和使用的手段，實際上是思維的方法和程序。物理學研究方法，主要是以觀察和實驗為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學抽象，運用數(shù)學工具，概括總結(jié)出實驗規(guī)律，然后經(jīng)過實踐的檢驗，發(fā)展為物理理論。 物理學方法是物理學發(fā)展的靈魂，是以知識學習到能力發(fā)展的橋梁。物理學方法是指物理學的具體科學方法，通常認為有：觀察法、實驗法、理想化方法、類比方法、假設(shè)方法和數(shù)學方法六種。教師如果能以物理學方法為線索組織教學過程，實施知識教學與物理學方法教育的良好結(jié)合，必然使教學過程更符合學生的認識規(guī)律，也更有利于培養(yǎng)學生的