科學(xué)探究七要素

1、.科學(xué)探究科學(xué)探究包含了七個(gè)方面的要素：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、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)、分析與論證、評(píng)估以及交流與合作。 “科學(xué)探究”的目的 物理課程中，科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取物理知識(shí)，認(rèn)識(shí)和解決物理問(wèn)題的重要實(shí)踐活動(dòng)，其目的是讓學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷和體驗(yàn)與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過(guò)程，學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神，理解科學(xué)的本質(zhì)，挖掘智力潛能，培養(yǎng)科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。 “科學(xué)探究”的地位 “科學(xué)探究”在物理課程中的地位，已經(jīng)在物理課程標(biāo)準(zhǔn)中有明確的表述：物理課程內(nèi)容包括：科學(xué)探究

2、（七個(gè)探究要素和探究能力的基本要求）科學(xué)內(nèi)容（基本知識(shí)與基本技能）。這說(shuō)明：科學(xué)探究的探究要素是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容；科學(xué)探究的能力目標(biāo)是對(duì)學(xué)生除“雙基”以外要達(dá)成的另一目標(biāo)要求；科學(xué)探究還是一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式（以下簡(jiǎn)稱為探究式學(xué)習(xí)方式），它對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用。 如何在物理課堂教學(xué)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和把握“科學(xué)探究要素”，達(dá)成“科學(xué)探究能力的基本要求”，學(xué)會(huì)利用“探究式學(xué)習(xí)方式”來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，是物理教師應(yīng)該著重思考和解決的問(wèn)題。因此，我們可以選擇適合于進(jìn)行“科學(xué)探究”的教學(xué)課（以下簡(jiǎn)稱為“物理探究課”）來(lái)進(jìn)行有側(cè)重的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)，以便探討如

3、何解決這些命題，達(dá)成物理課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)學(xué)生科學(xué)探究要素及探究能力的基本要求。 “科學(xué)探究”的程度 由于不同階段學(xué)生的生理特點(diǎn)區(qū)別，不同學(xué)生群體和個(gè)人的特點(diǎn)區(qū)別，不同教師背景特長(zhǎng)的區(qū)別，不同地區(qū)學(xué)校條件環(huán)境資源的區(qū)別等，因此“物理探究課”的教學(xué)設(shè)計(jì)必須是靈活多樣的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到：探究是一種多側(cè)面、多形式的活動(dòng)；又由于有些探究活動(dòng)的指導(dǎo)和開(kāi)放程度不同，有些探究活動(dòng)只包含了探究的部分要素和特征，有些探究活動(dòng)要求學(xué)生參與探究的全過(guò)程等。因此探究活動(dòng)中每一個(gè)要素的目標(biāo)和整體的目標(biāo)都是應(yīng)該而且可以分層次的。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)探究教學(xué)時(shí)，必須知道每一個(gè)要素目標(biāo)不同層次的具體要求，對(duì)每一個(gè)具體的活動(dòng)設(shè)計(jì)能達(dá)到的目標(biāo)層

4、次做到心中有數(shù)。美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)在科學(xué)研究的專著中，對(duì)科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行了分類研究，對(duì)每一類活動(dòng)中學(xué)生自主探究的程度分別進(jìn)行了劃分和描述。一提出問(wèn)題能力的培養(yǎng)“提出問(wèn)題”是科學(xué)探究的前提，其能力要求有： 能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題。 能書面或口頭表述這些問(wèn)題。 認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題對(duì)科學(xué)探究的意義。 提出問(wèn)題的能力是指從外界眾多的信息源中，闡明自己所發(fā)現(xiàn)的、有價(jià)值的問(wèn)題信息的能力?！疤岢鰡?wèn)題”，不是僅僅指帶有問(wèn)號(hào)的一般性問(wèn)題，而是特指那些可以引起思考和探究的問(wèn)題。愛(ài)因斯坦也指出：“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更為重要，因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題也許僅是數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒?yàn)上的

5、技能而已，而提出新的問(wèn)題，新的可能性，從新的角度去看舊的問(wèn)題，卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力；而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。” 著名美籍華人楊振寧教授曾指出：“中國(guó)學(xué)生普遍學(xué)習(xí)成績(jī)出色，特別在運(yùn)算和推理方面比國(guó)外學(xué)生有明顯優(yōu)勢(shì)，但中國(guó)學(xué)生最大的缺撼，就是不善于提出問(wèn)題，缺乏創(chuàng)新精神?！?沒(méi)有問(wèn)題就難以誘發(fā)和激起求知欲，學(xué)生就不會(huì)去思考，去創(chuàng)造。 因此，培養(yǎng)學(xué)生會(huì)提出問(wèn)題的能力，是促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的重要途徑，也是教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的方法之一。而提出問(wèn)題的前提是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就不能提出問(wèn)題，科學(xué)探究便無(wú)從談起。因此，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題是進(jìn)行科學(xué)探究的前提，也是課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的要求。能否引

6、導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，并且提出能進(jìn)行科學(xué)探究的問(wèn)題，關(guān)鍵在于教師是否能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，能否適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生在所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而提出問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題可以分四步走： 1、 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景的方法很多，可以針對(duì)不同的課題和內(nèi)容，選擇適當(dāng)?shù)姆椒?，如投影、掛圖、錄像、演示實(shí)驗(yàn)等生動(dòng)地再現(xiàn)與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的物理現(xiàn)象、物理事實(shí)，讓學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題。例如在聲音的產(chǎn)生和傳播教學(xué)中，教師播放歌曲“黃河大合唱”后，學(xué)生可以提出一系列問(wèn)題：聲音是怎樣產(chǎn)生的？聲音又是如何傳入人耳的？等。再如“焦耳定律”這節(jié)課一開(kāi)始，播放一段“電線著火”錄像和展示電爐工作時(shí)的真實(shí)情況，創(chuàng)設(shè)電熱的物

7、理情境，促使學(xué)生提出要探究的問(wèn)題，并激發(fā)他們進(jìn)一步探究的欲望。 2、 引導(dǎo)學(xué)生在問(wèn)題情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 1、 從掛圖、插圖、聲象等素材中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：讓學(xué)生從教師提供的各種素材中，仔細(xì)觀察細(xì)微處，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 2、 從日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：日常生活中很多現(xiàn)象與物理息息相關(guān)，這些現(xiàn)象天天呈現(xiàn)在我們面前，我們已習(xí)以為常。教師能夠引導(dǎo)提醒學(xué)生關(guān)注這個(gè)大自然，從中發(fā)現(xiàn)不能解釋或解決的問(wèn)題。 3、 從各種俗語(yǔ)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：五千年的文化沉淀，使民間流傳著許多俗語(yǔ)，很多是有科學(xué)道理的。引導(dǎo)學(xué)生分析它，并發(fā)現(xiàn)其中需要探究的問(wèn)題。 4、 從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)或參與其他活動(dòng)的過(guò)程中，能發(fā)現(xiàn)許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或與物理

8、相關(guān)的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象便成為了一個(gè)個(gè)問(wèn)題，稍加引導(dǎo)，就可以形成“探究性”問(wèn)題。 5、 從自身體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：學(xué)生生活在大自然中，會(huì)有許多自身體驗(yàn)?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生回味和挖掘自身體驗(yàn)，并從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 3、 引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，并且提出具有科學(xué)性的問(wèn)題 要成功地引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，教師應(yīng)該做到能夠創(chuàng)設(shè)初與學(xué)習(xí)內(nèi)容緊密相關(guān)的、具有啟發(fā)性的問(wèn)題情境，營(yíng)造寬松和諧的課堂學(xué)習(xí)氛圍，同時(shí)教師應(yīng)該主動(dòng)參與學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，與同學(xué)一起思考，有足夠的耐心和樂(lè)于等待學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題。由于不同情況下問(wèn)題的內(nèi)容、性質(zhì)各有特點(diǎn)，因而提問(wèn)的方法和途徑應(yīng)各有特色。只有恰到好處地提問(wèn)，才能揭示問(wèn)題的本質(zhì)，反之，提問(wèn)方法不當(dāng)，不但不能切中

9、問(wèn)題的要害，反而易使人感到乏味和厭煩。因此，要想提高學(xué)生的提問(wèn)能力，還必須教給學(xué)生一些基本的提問(wèn)方法，使學(xué)生善于提問(wèn)。 “問(wèn)題提出”的層次 1、 以“問(wèn)題化”的陳述方式提問(wèn) 這是一種就現(xiàn)象而現(xiàn)象提出的問(wèn)題。例如：某學(xué)生在河邊玩耍，看見(jiàn)兩女士在河邊散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，盡管她們的體重看起來(lái)相同，但她們留在河邊濕地上的腳印深淺有明顯的差異。再例如：某學(xué)生在觀看許多鳥類標(biāo)本時(shí)，發(fā)現(xiàn)啄木鳥的嘴巴和鴿子等鳥不同。學(xué)生很容易提出這樣的陳述性問(wèn)題：“為什么高跟鞋鞋跟對(duì)濕地的壓痕會(huì)比平跟鞋深？”、“為什么啄木鳥的嘴需要特別堅(jiān)硬？” 2、 提出可以進(jìn)行探究的“科學(xué)問(wèn)題、探究問(wèn)題” 這是一種就現(xiàn)象論

10、本質(zhì)提出的問(wèn)題。如將上面例子中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象演變?yōu)橐粋€(gè)科學(xué)問(wèn)題，可表述為：“力對(duì)物體的破壞作用與受力面積有什么關(guān)系？”（科學(xué)問(wèn)題）。“力對(duì)物體的破壞作用與什么因素有關(guān)？”（探究問(wèn)題），從而引發(fā)探究，最終形成“壓強(qiáng)”的概念。 “問(wèn)題提出”的一般方法 碰到某個(gè)物理現(xiàn)象，一般可從以下四個(gè)方面入手：由何（為什么）、如何（怎樣）、若何（如果條件變了，將怎樣）、是何（是什么）。如：做完真空中的鬧鐘實(shí)驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)象可提出：為什么聽(tīng)不到鐘聲？怎樣才能聽(tīng)到聲音？通入空氣后能否重新聽(tīng)到聲音？聲音靠什么來(lái)傳播？ 1、 因果法：觀察到一個(gè)物理現(xiàn)象時(shí)，就要開(kāi)動(dòng)腦筋問(wèn)一問(wèn)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是什么. 2、類比法：比較同一物理規(guī)律

11、在不同情境下的應(yīng)用；不同概念，不同規(guī)律之間的異同；比較某一瞬間前后情況的變化;比較互相矛盾的解釋、說(shuō)法和理論;比較新事物和舊理論之間的矛盾和類似現(xiàn)象之間的異同，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 3、 驗(yàn)證法：對(duì)推理得出的結(jié)論，能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證嗎？反之，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律、現(xiàn)象能從理論上加以論證、解釋嗎? 4、 擴(kuò)大法：從特殊情況或現(xiàn)象中總結(jié)出的規(guī)律，推廣到更大范圍或一般情況還能成立嗎?這規(guī)律是具有普遍性還是只適合于某些特殊情況?怎樣改動(dòng)才可以應(yīng)用到另外的情況? 5、極限法：在通常情況下出現(xiàn)的現(xiàn)象或成立的理論與規(guī)律，放到極端條件下還會(huì)出現(xiàn)或成立嗎?會(huì)不會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題?比如說(shuō)現(xiàn)實(shí)世界是有摩擦力的，如果沒(méi)有摩擦力，世

12、界上的事物將變成什么樣子呢? 6、 變化法：如果原因改變，結(jié)果會(huì)怎樣? 7、 轉(zhuǎn)化法：物體的性質(zhì)能在一定條件下轉(zhuǎn)化嗎? 8、 逆反法：正面的問(wèn)題，反過(guò)來(lái)會(huì)怎樣?正定理成立，逆定理也一定成立嗎? 9、 歸納法：有眾多相似的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象有共同點(diǎn)嗎？它們遵循什么規(guī)律？ 4、 引導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題聚焦于本課主要內(nèi)容 如果學(xué)生提出的問(wèn)題比較發(fā)散，教師就應(yīng)該有意識(shí)地在教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生聚焦問(wèn)題，如果不加強(qiáng)引導(dǎo)，就會(huì)造成探究課的無(wú)序。引導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題聚焦于本課主要內(nèi)容的方法主要有：1、 限制提出問(wèn)題的范圍：創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情景，引導(dǎo)學(xué)生從某個(gè)，或某幾個(gè)角度進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)和提出可進(jìn)行探究的問(wèn)題。2、 對(duì)提出的問(wèn)

13、題進(jìn)行篩選：對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行歸類、分析，引導(dǎo)學(xué)生篩選出普遍關(guān)注的，可以進(jìn)行探究的問(wèn)題。 3、 將提出的問(wèn)題進(jìn)行分流：對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行分類，將一些放在課堂上進(jìn)行探究，其他的問(wèn)題可以布置給學(xué)生在課外，或者活動(dòng)課上進(jìn)行探究。 總之，在教學(xué)過(guò)程中想方設(shè)法增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的積極性，方可讓學(xué)生變被動(dòng)掌握“靜態(tài)”的物理知識(shí)為主動(dòng)探索、研究“動(dòng)態(tài)”的物理過(guò)程，從而真正成為學(xué)習(xí)的主人，活化對(duì)物理學(xué)內(nèi)容實(shí)質(zhì)的理解。二猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)“猜想與假設(shè)”是科學(xué)探究的先導(dǎo)，其能力要求有： 嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)對(duì)問(wèn)題的成因提出猜想。 對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)與假設(shè)。

14、 認(rèn)識(shí)猜想與假設(shè)在科學(xué)探究中的重要性。 猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，是科學(xué)研究中重要的方法，也是對(duì)問(wèn)題中事物的因果性、規(guī)律性做出的假定性解釋。在科學(xué)探究中，提出合理的猜想與假設(shè)除了為探究活動(dòng)指明方向外，可以充分發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。學(xué)生猜想與假設(shè)的能力的水平高低直接影響科學(xué)探究能力的水平。猜想是學(xué)生接觸到問(wèn)題后，在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的感性認(rèn)識(shí)依靠直覺(jué)而做出的各種假定。假設(shè)是在猜想的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)一系列的觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、比較、歸納等邏輯推理排除掉一些不可能的猜想而得到的較為科學(xué)的假設(shè)。假設(shè)比猜想更具有合理性，對(duì)探究的問(wèn)題更有針對(duì)性和指導(dǎo)性。在猜想環(huán)節(jié)，學(xué)生

15、充分發(fā)揮主體性，積極主動(dòng)地提出盡量多的猜測(cè)與可能，不需要考慮問(wèn)題與猜想之間的因果邏輯關(guān)系，因此思維常常處于一種非?；钴S的、非邏輯的、發(fā)散的狀態(tài)。在假設(shè)環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)猜想的排查和做出種種的解釋進(jìn)行提煉總結(jié)，因此需要一種邏輯的聚合思維。 1、 猜想與假設(shè)應(yīng)遵循的原則 1、 合理性原則 猜想不是胡猜亂想，不合理的猜想與假設(shè)不僅沒(méi)有發(fā)展成為科學(xué)結(jié)論的可能，對(duì)探究過(guò)程也沒(méi)有意義。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，不能靠盲目的嘗試，要根據(jù)已有的理論、自己的經(jīng)驗(yàn)和所收集到的有關(guān)資料、事實(shí)以及人類特有想象力、創(chuàng)造力提出解決問(wèn)題的猜想與假設(shè)。如探究影響蒸發(fā)快慢的因素中，學(xué)生根據(jù)生活中晾衣服時(shí)，一般把衣服張開(kāi)在通風(fēng)和有太陽(yáng)的地方

16、的經(jīng)驗(yàn)，提出蒸發(fā)的快慢與液體的表面積大小、與液體上方空氣流動(dòng)的快慢及與液體的溫度有關(guān)的假設(shè)，就有一定的事實(shí)依據(jù)，較為合理。 2、 規(guī)律性原則 猜想與假設(shè)雖然是針對(duì)一些客觀事實(shí)和現(xiàn)象而提出來(lái)的，但科學(xué)探究的目的不是解決個(gè)別問(wèn)題，而應(yīng)是一類問(wèn)題，尋找事物之間的普遍聯(lián)系和一般規(guī)律。因此，提出的猜想與假設(shè)要具有某種規(guī)律性。例如，在探究樹蔭下光斑的形成原因時(shí)，如提出“圓形的光斑是由圓形的太陽(yáng)形成的，與小孔形狀無(wú)關(guān)”就不具有規(guī)律性，其他形狀的光源發(fā)出光線通過(guò)小孔后會(huì)形成怎樣的光斑呢？在該探究中提出“光源發(fā)出的光通過(guò)屏障上的小孔后會(huì)在屏上形成與光源形狀相同，與小孔形狀無(wú)關(guān)的光斑”。把太陽(yáng)這一種光源形成的現(xiàn)象

17、擴(kuò)展為所有光源共同遵循的規(guī)律，假設(shè)驗(yàn)證后得到小孔成像的規(guī)律。 3、 方向性原則 猜想與假設(shè)是在探究之前對(duì)研究問(wèn)題所進(jìn)行的一種科學(xué)預(yù)見(jiàn)性活動(dòng)，指導(dǎo)著探究計(jì)劃的制定和方案的設(shè)計(jì)，是學(xué)生確定研究方向，選擇實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)。因此提出的猜想與假設(shè)應(yīng)能使學(xué)生明確探究的方向，指導(dǎo)整個(gè)探究活動(dòng)進(jìn)行。如上面的例子中，提出假設(shè)后學(xué)生就會(huì)按照假設(shè)選取不同形狀的光源，如日光燈、燈泡、蠟燭等，在不透光的屏障上鉆不同形狀的小孔（如圓形的、方形的、三角形的等等），然后觀察不同形狀的光源通過(guò)不同的小孔后的光斑形狀。 4、 開(kāi)放性原則 猜想與假設(shè)是科學(xué)探究中學(xué)生思維最活躍的階段，不同學(xué)生由于經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、能力的不同，對(duì)問(wèn)

18、題的認(rèn)識(shí)不同，因此會(huì)提出不同的假設(shè)。探究教學(xué)要調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的積極主動(dòng)性，發(fā)展學(xué)生自主思考、自主創(chuàng)新的能力，就要讓每位學(xué)生提出自己解決問(wèn)題的假設(shè)，教師不要對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)多的干涉，保證提出的猜想與假設(shè)的開(kāi)放性。例如，對(duì)“晚上家里的燈突然熄滅”這一現(xiàn)象進(jìn)行探究時(shí)，學(xué)生會(huì)提出多種假設(shè)，如“停電了，保險(xiǎn)絲斷了，燈絲斷了，電路有問(wèn)題”等等。教師在學(xué)生提出假設(shè)時(shí)，要“裝聾作啞”，讓學(xué)生提出盡量多的假設(shè)，實(shí)現(xiàn)探究教學(xué)的開(kāi)放性。 2、 猜想與假設(shè)的方法 可以從三個(gè)方面來(lái)思考：一是猜想什么、二是怎樣猜想、三是怎樣將猜想轉(zhuǎn)化為科學(xué)的假設(shè)。 1、 讓學(xué)生明確猜想和假設(shè)的方向 由于學(xué)生不可能像科學(xué)家一樣在紛繁復(fù)雜的自然現(xiàn)

19、象面前，根據(jù)自己豐富的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和敏銳的感覺(jué)提出科學(xué)的猜想和假設(shè)，因此，教師在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)要在符合客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，凸顯出一些問(wèn)題解決方式或答案的信息，使創(chuàng)設(shè)的情境對(duì)學(xué)生的猜想和假設(shè)具有一定的啟發(fā)和暗示性。這樣學(xué)生在猜想與假設(shè)時(shí)，就有一個(gè)較為明確的方向，不至于做出一些毫無(wú)邊際的猜想與假設(shè)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生收集信息的能力。例如，“導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)”的科學(xué)探究中猜想與假設(shè)的教學(xué)片斷： 學(xué)生A：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)。 學(xué)生B：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。 學(xué)生C：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)。 學(xué)生D：導(dǎo)體的電阻可能與通過(guò)導(dǎo)體的電流有關(guān)。 學(xué)生E：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的形

20、狀有關(guān)。 學(xué)生F：導(dǎo)體的電阻可能與環(huán)境溫度有關(guān)。 學(xué)生G：我認(rèn)為鋁和鎢的電阻就應(yīng)該不同，否則不會(huì)用鋁做導(dǎo)線而用燈絲又用鎢絲制成。 師：如果鋁和鎢電阻不同，你們認(rèn)為這屬于前面哪位同學(xué)所說(shuō)的哪個(gè)因素？ 學(xué)生G：前面同學(xué)沒(méi)有說(shuō)到這個(gè)因素，應(yīng)該是構(gòu)成導(dǎo)體的物質(zhì)不同。 師：對(duì)，我們?cè)鯓用枋鲞@個(gè)因素呢？ 學(xué)生H：導(dǎo)體電阻與構(gòu)成導(dǎo)體的物質(zhì)有關(guān)。 師：回憶我們?cè)趯?dǎo)體與絕緣體的學(xué)習(xí)中的一些說(shuō)法，這里物質(zhì)兩個(gè)字是否恰當(dāng)？可以怎樣改變一下？ 學(xué)生G：應(yīng)該說(shuō)材料。 師：請(qǐng)你把這個(gè)猜想再描述一下。 學(xué)生G：導(dǎo)體電阻可能與構(gòu)成導(dǎo)體的材料有關(guān)。 2、 教給學(xué)生猜想的方法 利用經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)思維進(jìn)行猜想 學(xué)生在日常生活和學(xué)習(xí)中形

21、成了大量的日常經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，它們是學(xué)生進(jìn)行猜想的直接來(lái)源和素材。直覺(jué)思維是未經(jīng)逐步分析就迅速對(duì)問(wèn)題答案做出合理的猜測(cè)、設(shè)想或突然領(lǐng)悟的思維。它往往會(huì)形成智慧的火花，迸發(fā)出創(chuàng)造的靈感。在探究教學(xué)中充分利用學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)讓學(xué)生猜想是培養(yǎng)學(xué)生猜想能力的有效手段。例如，探究“聲調(diào)與什么因素有關(guān)”的猜想與假設(shè)教學(xué)片斷： 師：與學(xué)生一起做一端伸出桌面不同長(zhǎng)度的鋼尺振動(dòng)時(shí)發(fā)出聲音的音調(diào)不同實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生：憑直覺(jué)感受當(dāng)時(shí)振動(dòng)的快慢不同。 師：（引導(dǎo)學(xué)生提出猜想）鋼尺的振動(dòng)快慢不同發(fā)出的聲音高低也不同，由此我們可以得出什么猜想？ 學(xué)生：聲音的音調(diào)與發(fā)聲體振動(dòng)快慢有關(guān)，振動(dòng)越快音調(diào)越高。 運(yùn)用歸納法進(jìn)行猜想 學(xué)生對(duì)

22、一些經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)進(jìn)行歸納、總結(jié)，得出物理現(xiàn)象和過(guò)程的結(jié)論的可能從而提出猜想。例如，人發(fā)出聲音時(shí)聲帶振動(dòng)；蜜蜂發(fā)出“嗡嗡”聲時(shí)翅膀在振動(dòng)；敲擊桌子時(shí)，桌子振動(dòng)發(fā)出聲音；撥琴時(shí)，琴弦振動(dòng)發(fā)出聲音 學(xué)生通過(guò)對(duì)大量實(shí)例歸納提出猜想：聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的。 利用類比聯(lián)想進(jìn)行猜想 科學(xué)研究中，根據(jù)事物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、表現(xiàn)等方面的相似特點(diǎn)，進(jìn)行自然的聯(lián)想而引發(fā)的猜想。例如在進(jìn)行“電流”教學(xué)時(shí)，學(xué)生自然容易把它同“水流”的情況作比較，從而猜想出電流這個(gè)量的一些帶有思辨色彩的特征。 在科學(xué)探究中還有很多提出猜想的方法，例如觀察分析法、反向思維法、溯因判斷法、因果判斷法、概括外推法等。這就需要教師在教學(xué)時(shí)根據(jù)探究?jī)?nèi)

23、容和學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及客觀事實(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。 3、 讓學(xué)生學(xué)習(xí)將猜想轉(zhuǎn)化為假設(shè) 由于時(shí)間和條件的限制，不可能對(duì)所有的猜想都制定詳細(xì)的探究方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這就需要把猜想進(jìn)一步加工轉(zhuǎn)化為科學(xué)的假設(shè)。 通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，從猜想中提煉假設(shè) 提出猜想后，在不能確定猜想是否合理時(shí)，可用一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，排除掉一些不合理的猜想，形成科學(xué)假設(shè)。 經(jīng)過(guò)合理性分析，提出假設(shè) 有些猜想經(jīng)過(guò)一些分析推理，便可否定。例如探究樹蔭下圓形光斑形成的原因是什么？提出兩個(gè)猜想，其一，樹葉是圓形的，它的影子也是圓形的，因?yàn)闃淙~在空中交錯(cuò)重疊，所以地上的圓斑交錯(cuò)重疊。其二是因?yàn)樘?yáng)是圓的，地面的光斑也是圓的，圓形

24、的光斑是圓形的太陽(yáng)形成的。這兩個(gè)猜想那個(gè)更合理呢？根據(jù)已有知識(shí)，影子是光線沒(méi)有照到的地方，而光斑是光線照射到的地方，樹蔭下的圓圈是光斑而不是影子，地面上所有圓形光斑都是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，只有太陽(yáng)的形狀和它吻合，事實(shí)支持第二種猜想，因此通過(guò)推理分析便得出第一個(gè)猜想是不合理的，第二個(gè)猜想可以確立為假設(shè)。 總之，猜想與假設(shè)是教學(xué)過(guò)程中一種重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，在新課教學(xué)中尤其如此，我們只有重視這個(gè)環(huán)節(jié)，并精心設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)，才算真正做到了調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，才更利于發(fā)揮物理課程的總體功能，為學(xué)生的全面發(fā)展服務(wù)。3 制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”是科學(xué)探究的具體化程序化，其能力要求有： 明確探究

25、目的和已有條件，經(jīng)歷制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。 嘗試選擇科學(xué)探究的方法及所需要的器材。 嘗試考慮影響問(wèn)題的主要因素，有控制變量的初步意識(shí)。 認(rèn)識(shí)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的作用?！爸贫ㄓ?jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”是學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)必須經(jīng)歷的一個(gè)過(guò)程，是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生的難點(diǎn)所在。它旨在讓學(xué)生動(dòng)手之前先動(dòng)腦，使探究活動(dòng)的方法更明確、思路更清晰、過(guò)程更科學(xué)。但很多老師都不舍得把時(shí)間花在讓學(xué)生制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)上，而是讓學(xué)生按照現(xiàn)成的“物理實(shí)驗(yàn)冊(cè)”的步驟與方法做，或者按照老師的思路做，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)地做實(shí)驗(yàn)，很少去思考到底為什么要這樣做，怎么做，除了這樣做，是否還可以用其他方法做等等問(wèn)題。

26、?要完成好“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”這個(gè)環(huán)節(jié)的教與學(xué)，應(yīng)該明確：一、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化的一般的做法是： 分析該探究要解決哪些問(wèn)題； 每個(gè)問(wèn)題有哪幾種解決問(wèn)題的方法； 確定選擇哪種方法； 確定需要什么實(shí)驗(yàn)器材； 構(gòu)思操作步驟。教學(xué)中要讓學(xué)生充分討論，發(fā)揮他們的想象力，獲得思維的各種辦法，在此基礎(chǔ)上，教師幫助學(xué)生修改、選擇或綜合，設(shè)計(jì)出最好的實(shí)驗(yàn)方案。例如探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)時(shí)，在學(xué)生猜想可能與壓力及受力面積大小有關(guān)后，老師引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量和對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。可啟發(fā)學(xué)生思考：1、在研究與壓力大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)怎樣保證另外一個(gè)因素（受

27、力面積）相同； 2、壓力作用的效果能通過(guò)什么方式可以觀察到呢？ 在以上點(diǎn)撥、啟發(fā)的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過(guò)討論，很快就能利用所給的器材設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案二、制定計(jì)劃側(cè)重于計(jì)劃的系統(tǒng)性和完整性。一份完整的計(jì)劃內(nèi)容包括：研究的目的、研究的對(duì)象、研究的方法、研究情況的猜測(cè)、研究的步驟、研究的材料和工具、研究的記錄方式等。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)原則是：1、盡量減小由于實(shí)驗(yàn)原理不完善帶來(lái)的系統(tǒng)誤差；2、盡量減小由于測(cè)量?jī)x器不準(zhǔn)確帶來(lái)的誤差；3、盡量減小外界環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。四、選擇實(shí)驗(yàn)器材選擇實(shí)驗(yàn)器材要考慮到實(shí)驗(yàn)器材的安全性、實(shí)驗(yàn)的誤差、實(shí)驗(yàn)操作方便與否、實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格、探究器材的成本等因素。所以，在進(jìn)行探究所需器材的

28、準(zhǔn)備時(shí)，可多提供一些與該探究無(wú)關(guān)或可以作為替代的器件，供學(xué)生自主選擇。五、教師應(yīng)及時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生緊緊圍繞著“猜想與假設(shè)”，積極尋找、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證“猜想、假設(shè)”的實(shí)驗(yàn)方法。常用的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法有：觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較法、類比法、等效法、控制變量法、模型法、排除法、理想實(shí)驗(yàn)法、定量測(cè)量法、科學(xué)推理法等，研究一個(gè)物理問(wèn)題或物理規(guī)律時(shí)，往往需要同時(shí)用到幾種研究方法。六、培養(yǎng)學(xué)生“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”能力可以采用以下策略：1、先讓學(xué)生用自己的計(jì)劃來(lái)初次實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就再次修改研究計(jì)劃，按照新的研究計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2、在實(shí)驗(yàn)前匯報(bào)計(jì)劃，讓學(xué)生對(duì)計(jì)劃提出質(zhì)疑，在交流中完善計(jì)劃。3、探究結(jié)束，引導(dǎo)學(xué)

29、生回頭來(lái)反思自己的計(jì)劃，看看哪些做到了、哪些漏掉了、哪些調(diào)整了、哪些補(bǔ)充了，這將有助于引導(dǎo)學(xué)生比較規(guī)范地操作，體現(xiàn)計(jì)劃對(duì)活動(dòng)的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度。 總之，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是一種創(chuàng)新活動(dòng)，需要打開(kāi)思路，安排合理步驟，才能設(shè)計(jì)出較好的實(shí)驗(yàn)方案，慢慢養(yǎng)成科學(xué)研究中很需要的一種創(chuàng)造性思維。要搞好探究課的教學(xué)，教師應(yīng)該將如何指導(dǎo)學(xué)生制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；如何指導(dǎo)學(xué)生展示、交流、調(diào)整和確定實(shí)驗(yàn)方案；如何處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題等放在教學(xué)設(shè)計(jì)的重要位置上。4 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)能力的培養(yǎng)“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”是收集證據(jù)的必要過(guò)程，“收集證據(jù)”是為進(jìn)行科學(xué)分析提供基本依據(jù)，其能力要求有： 能通過(guò)觀察和

30、實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)。 能通過(guò)公共信息資源收集資料。 嘗試評(píng)估有關(guān)信息的科學(xué)性。 會(huì)閱讀簡(jiǎn)單儀器的說(shuō)明書，能按書面說(shuō)明操作。 會(huì)使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，能正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 具有安全操作的意識(shí)。 認(rèn)識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)探究的重要性。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)是指：一、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就是具體去實(shí)施所制定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案，這是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ磩?dòng)手能力）、觀察能力的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)應(yīng)分散在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課堂、課外探索等多個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。 1、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基本流程 明確實(shí)驗(yàn)的目的、方法、過(guò)程、步驟 ； 了解實(shí)驗(yàn)器材的使用方法、數(shù)據(jù)記錄方法； 按照實(shí)驗(yàn)的方法（例如：替代法、比較法、半偏法、控制變量法）與步驟，以

31、及實(shí)驗(yàn)儀器的使用說(shuō)明，進(jìn)行規(guī)范操作； 仔細(xì)觀察，認(rèn)真讀數(shù)、記數(shù)； 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、畫出圖線； 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出解釋，得出相應(yīng)的結(jié)論； 寫出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 2、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具有的安全操作意識(shí) 具有關(guān)注實(shí)驗(yàn)儀器量度范圍的意識(shí)； 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的安全性具有預(yù)先考慮的意識(shí)； 對(duì)易破、易碎器材具有謹(jǐn)慎操作的意識(shí)。 3、實(shí)驗(yàn)儀器操作技能操作實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的能力是利用實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案的能力。其技能包括認(rèn)識(shí)與調(diào)節(jié)儀器、手眼協(xié)調(diào)操作、一般故障的排除，操縱儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索等方面。實(shí)驗(yàn)儀器的操作技能可通過(guò)以下兩個(gè)方面來(lái)培養(yǎng)。 做好基本儀器的使用性實(shí)驗(yàn)基本儀器的使用性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本類型之一。這類實(shí)驗(yàn)的目的是：要求

32、學(xué)會(huì)正確熟練地調(diào)整使用有關(guān)儀器儀表和量具，如刻度尺、天平、游標(biāo)卡尺、彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、溫度計(jì)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱，等等；了解它們的名稱、原理和構(gòu)造，以及它們的性能，特點(diǎn)和注意事項(xiàng)。通過(guò)基本儀器的使用和實(shí)驗(yàn)應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)： 會(huì)調(diào)整儀器的零點(diǎn)或確定零點(diǎn)誤差。能調(diào)整的一定要調(diào)整，不能調(diào)整的要對(duì)相對(duì)零點(diǎn)位置進(jìn)行確定。 會(huì)選擇恰當(dāng)?shù)牧砍?。量程過(guò)小，則無(wú)法使用或損壞儀器，量程過(guò)大，則讀數(shù)不準(zhǔn)，測(cè)量誤差大。選擇量程的方法是，先估算被測(cè)對(duì)象的值，然后選擇比該值稍大一些的量程，最后，在可能的范圍內(nèi)，把里程調(diào)整到最恰當(dāng)處。 要正確地操作儀器與讀數(shù)。要結(jié)合儀器的構(gòu)造原理和測(cè)量方法，弄清儀器的使用規(guī)

33、則并正確讀數(shù)。 按實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程進(jìn)行規(guī)范化操作在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，按照操作規(guī)程親自動(dòng)手操作，進(jìn)行觀察和測(cè)量，可以有力地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。規(guī)范的操作過(guò)程可以分為以下幾步進(jìn)行。 檢查和認(rèn)識(shí)儀器。首先檢查本次實(shí)驗(yàn)儀器（包括工具和其他器材）是否缺少，有無(wú)損壞，是否有自己尚不能熟練使用的儀器。如有儀器自己尚不能非常熟練地使用，則根據(jù)有關(guān)的資料，對(duì)該儀器的型號(hào)、原理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解，對(duì)主要部位充分認(rèn)識(shí)，繼而掌握儀器的性能。用途和使用方法。 裝配儀器。無(wú)論是一臺(tái)儀器各個(gè)部位的裝配，還是多個(gè)儀器和器材的組合，都必須做到正確、合理和完善。 預(yù)調(diào)儀器。儀器裝好后，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行預(yù)調(diào)。如儀器位置的調(diào)節(jié)，零點(diǎn)的調(diào)節(jié)

34、或校正，儀表量程的選擇，等等。 進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)記錄。實(shí)驗(yàn)操作的依據(jù)有兩方面，一是儀器本身的使用規(guī)則，二是實(shí)驗(yàn)本身的要求。不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作有不同的要求，但儀器本身的使用規(guī)則卻很恒定。如不能用手拿法碼（要用攝子夾?。荒苡脺囟扔?jì)作攪拌器，不得用手摸光學(xué)鏡面，等等。數(shù)據(jù)的測(cè)量和記錄要按照實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)則進(jìn)行。測(cè)得的數(shù)據(jù)按實(shí)驗(yàn)前制定好的實(shí)驗(yàn)記錄表格認(rèn)真填好便可。只要多進(jìn)行規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)操作，并逐漸養(yǎng)成一種良好的行為習(xí)慣，就能大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作能力的提高。二、收集證據(jù)收集證據(jù)是進(jìn)行科學(xué)分析的根據(jù)。課程標(biāo)準(zhǔn)中所談的收集證據(jù)，不僅是指從實(shí)驗(yàn)中收集和正確記錄相關(guān)數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還包括從互

35、聯(lián)網(wǎng)、圖書館、博物館等公共信息渠道收集相關(guān)資料。因此，對(duì)收集證據(jù)能力的培養(yǎng)具有廣泛的路徑和方法，不僅僅局限于通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)培養(yǎng)了。但就“物理探究課”來(lái)說(shuō)，收集證據(jù)主要是指在實(shí)驗(yàn)中采用正確的讀數(shù)方法，認(rèn)真讀數(shù)、記數(shù)，獲取真實(shí)數(shù)據(jù)，并科學(xué)地記錄數(shù)據(jù)，包括科學(xué)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。五分析與論證能力的培養(yǎng)“分析與論證”是科學(xué)結(jié)論的形成過(guò)程，其能力要求有： 能初步描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)信息。 能對(duì)收集的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。 能進(jìn)行簡(jiǎn)單的因果推理。 經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過(guò)程。 嘗試對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋。 認(rèn)識(shí)分析論證在科學(xué)探究中是必不可少的。物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的“分析與論證”，是指：分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

36、是否合理、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，論證猜想與假設(shè)是否成立、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能驗(yàn)證已有理論或解釋學(xué)習(xí)中的疑問(wèn)等，最終得出科學(xué)結(jié)論的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理是進(jìn)行后續(xù)分析論證的基礎(chǔ)。只有在確認(rèn)設(shè)計(jì)合理的情況下才有可能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，使分析論證得出符合客觀規(guī)律的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象并不等于探究的結(jié)論，它們只是對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的客觀記錄。探究的結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的基礎(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。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得感知，再對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、概括，進(jìn)行思維加工，并嘗試用自己的語(yǔ)言對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述，力求準(zhǔn)確地反映實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生經(jīng)歷了從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸

37、納科學(xué)規(guī)律的過(guò)程，感覺(jué)自己也能像科學(xué)家“搞科研”一樣“發(fā)現(xiàn)”科學(xué)規(guī)律，從而獲得巨大的成功感，激發(fā)學(xué)生探究的熱情和興趣，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的分析概括及語(yǔ)言表達(dá)能力。在物理探究課的教學(xué)中，如何指導(dǎo)學(xué)生分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論；如何對(duì)待學(xué)生得出的“錯(cuò)誤結(jié)論”，是教師應(yīng)該思考的問(wèn)題。一、引導(dǎo)學(xué)生分析處理數(shù)據(jù)1、尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，客觀、真實(shí)、準(zhǔn)確地記錄和描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，決不能為達(dá)到數(shù)據(jù)精確而任意篡改數(shù)據(jù)。2、盡可能用定量或半定量的方法來(lái)描述物理現(xiàn)象，練習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用語(yǔ)言、文字、圖表等多種方法來(lái)進(jìn)行描述。3、學(xué)會(huì)對(duì)收集的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。例如觀察連通器各個(gè)部位的水面，比較它們的高度；用溫度計(jì)測(cè)量水壺中的水溫

38、，比較在始終加熱的情況下，水沸騰前后的溫度變化情況；用電壓表測(cè)量并聯(lián)電路各支路電壓，比較它們的大?。挥秒娏鞅頊y(cè)量其電路各支路的電流，比較它們的大小關(guān)系；比較放在通電螺線管周圍的各個(gè)小磁針靜止時(shí)的指向。4、從數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系的特征，歸納科學(xué)規(guī)律。 簡(jiǎn)單關(guān)系的規(guī)律，只要通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單比較就可以歸納出來(lái)。如：“連通器中的液面總是相平的”、“并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和”等結(jié)論。 復(fù)雜關(guān)系的規(guī)律，需要把有關(guān)數(shù)據(jù)的乘積或者比值拿來(lái)進(jìn)行比較，才能發(fā)現(xiàn)和歸納出它們的規(guī)律。如：“杠桿的平衡條件”、“同一電阻的電流和電壓的關(guān)系”等。5、從物理?xiàng)l件與物理現(xiàn)象變化之間的關(guān)系，歸納科學(xué)規(guī)律。如： 探究光

39、的反射規(guī)律，在改變?nèi)肷涔饩€的方向時(shí)，關(guān)注反射光線的變化。 探究音調(diào)與頻率的關(guān)系，在改變頻率時(shí)，關(guān)注音調(diào)的變化。 探究彈簧形變與受力的關(guān)系，改變拉力時(shí)，關(guān)注彈簧長(zhǎng)度的變化。6、客觀、準(zhǔn)確地描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如：光反射時(shí)，反射角等于入射角，不能說(shuō)成：光反射時(shí)，入射角等于反射角。7、對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行解釋。例如發(fā)現(xiàn)晶體在熔化過(guò)程中雖然沒(méi)有停止加熱，但溫度不變。該現(xiàn)象表明：晶體在熔化過(guò)程中需要吸熱。這既是對(duì)結(jié)果的解釋，也是對(duì)規(guī)律的描述。8、進(jìn)行簡(jiǎn)單的因果推理。比如下面的因果推理：聲源的振動(dòng)? 帶動(dòng)周圍的空氣 ?依次向外振動(dòng)? 耳朵鼓膜發(fā)生振動(dòng)? 感覺(jué)聲音琴弦拉緊? 弦振動(dòng)的頻率高? 琴弦的張力是改變琴弦振動(dòng)頻

40、率的原因琴弦放松? 弦振動(dòng)的頻率低? 琴弦的張力是改變琴弦振動(dòng)頻率的原因二、正確對(duì)待學(xué)生得出的“錯(cuò)誤結(jié)論”錯(cuò)誤結(jié)論的出現(xiàn)是因?yàn)槎喾N因素造成的，總的說(shuō)來(lái)可分為前端因素和后端因素。前端因素包括實(shí)驗(yàn)方案的制定、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇；后端因素包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的觀察和記錄、實(shí)驗(yàn)誤差的對(duì)待和處理、學(xué)生已知結(jié)論對(duì)分析與論證的影響等等。因此，當(dāng)學(xué)生得出“錯(cuò)誤結(jié)論”時(shí)，教師應(yīng)該用積極的評(píng)價(jià)態(tài)度，鼓勵(lì)和保護(hù)他們的學(xué)習(xí)熱情，在肯定結(jié)論中合理可取部分的基礎(chǔ)上，與學(xué)生一起討論錯(cuò)誤結(jié)論形成的原因，啟發(fā)學(xué)生積極進(jìn)行反思。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生要堅(jiān)持自己的結(jié)論，不能輕易放棄沒(méi)有證偽的結(jié)論。六評(píng)估能力的培養(yǎng)“評(píng)估”能力是未來(lái)社會(huì)每個(gè)人最重要的素養(yǎng)之一。其能力要求有： 有評(píng)估探究過(guò)程和探究結(jié)果的意識(shí)。 能注意假設(shè)與探究結(jié)果間的差異。 能注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。 嘗試改進(jìn)探究方案。 有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí)。 認(rèn)識(shí)評(píng)估對(duì)科學(xué)探究的意義。 讓學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)中的評(píng)估環(huán)節(jié)，學(xué)會(huì)進(jìn)行評(píng)估的基本方法和途徑，強(qiáng)化對(duì)探究過(guò)程和探