淺談如何把科學(xué)探究能力培養(yǎng)落到實(shí)處

摘要：在義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)方式又是學(xué)習(xí)內(nèi)容，是新課程的亮點(diǎn)，也是教學(xué)的難點(diǎn)。實(shí)施新課改以來，不少教師上物理探究課還存在著種種的問題，使學(xué)生的科學(xué)探究能力培養(yǎng)不能落實(shí)。究其原因，除了對(duì)科學(xué)探究的意義認(rèn)識(shí)不足外，主要是對(duì)科學(xué)探究?jī)?nèi)涵的學(xué)習(xí)和研究不夠，導(dǎo)致不能采取科學(xué)合理的實(shí)施策略。因此，上好物理課的科學(xué)探究還需不斷學(xué)習(xí)、不斷實(shí)踐、不斷探索。

關(guān)鍵詞：物理課；科學(xué)探究；科學(xué)探究能力；探索精神

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-010X（2007）12-0044-03

在全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)）中，把物理內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)分為科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩部分。科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的學(xué)習(xí)方式之一。把“科學(xué)探究”與科學(xué)內(nèi)容放到同等重要的地位，可見，“科學(xué)探究”在新課程教學(xué)中是一個(gè)十分重要的課題。由于是個(gè)新課題，加上認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不足，致使有些教師不能落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于科學(xué)探究的要求。有的把探究課上成了純粹的實(shí)驗(yàn)課；有的是按照教材上科學(xué)探究的步驟機(jī)械的照葫蘆畫瓢，牽強(qiáng)附會(huì)；有的探究課只是少數(shù)學(xué)生的“天下”，多數(shù)學(xué)生“看熱鬧”等等。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)“科學(xué)探究”課的研究，還“科學(xué)探究”的本來面目，真正把科學(xué)探究能力的培養(yǎng)落到實(shí)處，是當(dāng)前中學(xué)物理教學(xué)的重要課題。根據(jù)調(diào)研和物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，筆者認(rèn)為除了要提高對(duì)科學(xué)探究意義的認(rèn)識(shí)外，還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

一、加強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究?jī)?nèi)涵的研究，進(jìn)一步明確科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)的區(qū)別

雖然新課程改革已全面實(shí)施了兩年多，但有的教師仍然把科學(xué)探究課上成實(shí)驗(yàn)課，甚至認(rèn)為進(jìn)行科學(xué)探究就是做實(shí)驗(yàn)，錯(cuò)誤的把二者混為一談，沒有真正搞清這兩個(gè)不同的概念。《標(biāo)準(zhǔn)》指出：將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(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。同時(shí)又建議：教師在教學(xué)過程中幫助學(xué)生自己進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)……要引導(dǎo)學(xué)生自己去認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)。由此可見，科學(xué)探究可以解讀為：以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，以現(xiàn)行的物理教材為基本探究?jī)?nèi)容，以學(xué)生周圍世界和生活實(shí)際為參照對(duì)象，為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問題的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)等手段，通過個(gè)人的獨(dú)立探究或小組的協(xié)作活動(dòng)等多種形式，親歷活動(dòng)體驗(yàn)，釋疑解難，將自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種科學(xué)的教與學(xué)的組織形式。它既是物理教學(xué)的內(nèi)容，也是物理教學(xué)的重要方法之一。而物理實(shí)驗(yàn)是人們?yōu)榱藱z驗(yàn)理論、驗(yàn)證規(guī)律、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題而進(jìn)行的有目的的實(shí)踐活動(dòng)。它一般是驗(yàn)證性的，是物理課程的重要組成部分，也是物理教學(xué)的重要方法之一。顯然，科學(xué)探究的過程一般包含了物理實(shí)驗(yàn)，也可以說物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行探究的方法或手段，但并不等同于科學(xué)探究。把科學(xué)探究課等同于實(shí)驗(yàn)課是對(duì)科學(xué)探究?jī)?nèi)涵的曲解，是不符和課程標(biāo)準(zhǔn)要求的做法。

二、學(xué)生或教師提出有價(jià)值問題是搞好“探究”的基礎(chǔ)

教材中，編者按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，采取由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的編排順序，把科學(xué)探究的七個(gè)要素由開始的兩三個(gè)逐漸過渡到全部。無論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的，每個(gè)探究里邊都含有“提出問題”這一要素，這一要素是其他要素或者說是進(jìn)行科學(xué)探究的基礎(chǔ)。愛因斯坦說，提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要。因此，要搞好科學(xué)探究先要把“提出問題”這第一步做好，至關(guān)重要。

1.教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)那榫常?qǐng)學(xué)生提出問題。

情境創(chuàng)設(shè)可從生產(chǎn)、生活等現(xiàn)象入手，可以利用多種教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，因?yàn)樘骄康膭?dòng)力來自于對(duì)問題的好奇、敏感和豐富的聯(lián)想與假設(shè)，來自于不同的觀點(diǎn)的撞擊和爭(zhēng)辯。好的情境創(chuàng)設(shè)能使學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題或提出問題，可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力。如在學(xué)習(xí)《聲音的產(chǎn)生與傳播》這部分知識(shí)時(shí)，探究“聲音的傳播”，可先通過多媒體展示美麗的景象以及美妙的聲音，這樣很自然地將學(xué)生帶到了聲音的世界，從而使學(xué)生對(duì)新知識(shí)也會(huì)產(chǎn)生親切感，感覺新知識(shí)不再是陌生的，而是生活中似曾相識(shí)的，學(xué)生會(huì)很自然的提出各種各樣的問題。此外，還可采用學(xué)生熟悉的圖片導(dǎo)入，從熟悉的現(xiàn)象提問；還可利用一些違背思維定勢(shì)的現(xiàn)象導(dǎo)入，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生提出問題；還可利用演示實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提問。在提出問題這一環(huán)節(jié)中，更多的是教師要善于把學(xué)生們提出的若干問題優(yōu)化篩選，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容挑選出“含金量”高的問題。必要時(shí)也可以由教師提出問題，將學(xué)生帶入探求問題的欲望之中。

2.要引導(dǎo)學(xué)生善于把一般問題轉(zhuǎn)化為物理問題。

如果能把學(xué)生的思維調(diào)動(dòng)起來，學(xué)生們會(huì)提出各種各樣的問題，其中有些問題是沒有研究?jī)r(jià)值的，有些是不能成為科學(xué)問題，為此，教師要能夠根據(jù)研究的目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生剔除無價(jià)值的并把一般的問題轉(zhuǎn)化為物理問題。例如，在上“大氣壓強(qiáng)”一課時(shí)，演示：用杯子裝滿水，蓋上一紙片，倒立過來。讓學(xué)生觀察后提出問題，在讓學(xué)生描述問題時(shí)，要對(duì)學(xué)生問題化式的陳述適當(dāng)加以指導(dǎo)，如：學(xué)生可能會(huì)提出：“為什么杯中的水不會(huì)灑？”這類的問題，這是比較低層次的問題表述方式，要把它演變成一個(gè)科學(xué)問題，需引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象作進(jìn)一步的思維加工：杯中的水不會(huì)灑，顯然不是紙片自己托著，是否有力對(duì)紙施加了作用呢？是什么力呢？問題則變成：“是什么力作用在紙片上？”提問本身是有能力層次的，《標(biāo)準(zhǔn)》中要求：能書面或口頭表述這些問題。指的是學(xué)生把自己的發(fā)現(xiàn)，通過思考，演變?yōu)橐粋€(gè)具體、明確的物理問題，這是從發(fā)現(xiàn)問題到提出問題的一個(gè)思維加工、思維升華的過程，在此，尤其需要教師要做好引導(dǎo)。

三、探究和講授兩種教學(xué)模式，交叉并舉，有機(jī)結(jié)合

科學(xué)探究有七個(gè)要素，對(duì)每一節(jié)探究課，要在一堂課內(nèi)都完成七個(gè)環(huán)節(jié)的完整探究，時(shí)間上是不可能允許的。《標(biāo)準(zhǔn)》指出：“在學(xué)生的科學(xué)探究中，其探究過程可以涉及所有要素，也可以涉及部分要素。”因此，一堂課里，我們應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以及結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，把探究式和傳授式靈活的結(jié)合起來，可以只對(duì)七個(gè)要素中的部分要素進(jìn)行探究，其他部分采取講授的方法。所以探究式與講授式教學(xué)應(yīng)當(dāng)是相輔相成的。比如，探究光的反射規(guī)律，可以由學(xué)生“提出問題”，進(jìn)行“猜想與假設(shè)”兩個(gè)環(huán)節(jié)的探討，也可以是教師從生活現(xiàn)象入手，引導(dǎo)學(xué)生思考，教師可以直截了當(dāng)?shù)亍疤岢鰡栴}”、 “猜想與假設(shè)”，學(xué)生來完成“制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”、“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”、小組“分析與討論”等探究活動(dòng)，教師再小結(jié)規(guī)律。又如“串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”的探究教學(xué)，教師可以把串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的定義進(jìn)行講解，并畫出它們的電路圖形。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，教師還可以直接提出問題：“電路中各點(diǎn)的電流之間有什么關(guān)系”，學(xué)生再圍繞老師提出的問題進(jìn)行探究：猜想可能的答案，并制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、交流合作。當(dāng)然也可以只把“猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”作為學(xué)生的探究活動(dòng)。總之，合理的又恰如其分的使用這兩種模式，既能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的目的，又能按時(shí)完成教學(xué)任務(wù)。

四、充分利用身邊資源，為學(xué)生的探究提供豐富的實(shí)驗(yàn)材料

教科書是盡可能地設(shè)法選取具有共同性和代表性的素材，因此不可能具有很強(qiáng)的差異針對(duì)性。教材上安排的“探究”也同樣如此。這就為教師充分挖掘本土資源和校本資源，選取具有個(gè)性化的教學(xué)素材，開展本土化教學(xué)和校本教學(xué)提供了巨大的發(fā)揮空間。一些學(xué)校尤其是農(nóng)村學(xué)校受經(jīng)濟(jì)條件的限制，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不到位，實(shí)驗(yàn)器材匱乏，現(xiàn)代化的教學(xué)手段相對(duì)落后，更需要充分開發(fā)本校、本地資源，或充分利用身邊的材料作為進(jìn)行科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)材料，比如，可以利用“瓶瓶罐罐”等家中的一些廢舊物品自制實(shí)驗(yàn)探究教具，或選擇一些可以替代的簡(jiǎn)易材料，為搞好科學(xué)探究提供豐富的實(shí)驗(yàn)材料。這方面，新教材上也為我們作出了示范，如用放大鏡觀察彩色電視機(jī)的畫面由三原色光構(gòu)成，把酒精滴入塑料袋加熱形成氣體來感悟汽化現(xiàn)象，把碘晶體加熱形成蒸氣獲得升華的感性認(rèn)識(shí)，手壓易拉罐空瓶到水中獲得對(duì)浮力的基本認(rèn)識(shí)，等等。

五、教師要搞好組織和調(diào)控，保證全體學(xué)生參與探究

一般的探究活動(dòng)，教師采用分小組的方式進(jìn)行。因此，在有的探究活動(dòng)中，科學(xué)探究成了極少數(shù)思維敏捷學(xué)生的專利，而大多數(shù)學(xué)生都成了科學(xué)探究的旁觀者，半數(shù)或少于半數(shù)的學(xué)生在積極的做，而另外半數(shù)或多數(shù)的學(xué)生在看熱鬧。班上積極參與探究活動(dòng)的總是反應(yīng)較快的少數(shù)學(xué)生，在其他學(xué)生還沒有得出結(jié)果的時(shí)候，他們就已經(jīng)有了成熟的方案，因此，每次都是少數(shù)學(xué)生在猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，而其他學(xué)生則往往變?yōu)榕杂^者，由從前聽老師講變成聽學(xué)生講，這與課標(biāo)上強(qiáng)調(diào)的“注重全體學(xué)生的發(fā)展，滿足每個(gè)學(xué)生發(fā)展的基本需要，全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)”是背道而馳的。為此，教師要十分關(guān)注全體學(xué)生的參與情況，并為整體參與采取有效措施。比如，盡量把小組分的多些，或在各小組討論后，使每一個(gè)學(xué)生都嘗試發(fā)表自己的觀點(diǎn)，同時(shí)認(rèn)真思考別人的觀點(diǎn)，然后請(qǐng)每個(gè)小組推選一名代表表述本組的探究過程，代表的推選采取輪流制，使每一個(gè)學(xué)生都有代表全組發(fā)言的機(jī)會(huì)，這樣，既提高了全體學(xué)生特別是能力較差學(xué)生的探究能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的交流與合作能力和團(tuán)隊(duì)精神，充分體現(xiàn)了學(xué)生的探究主體地位。

六、充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，在不同的階段抓住不同的探究重點(diǎn)

并不是所有的問題都適合探究，即使在課標(biāo)中要求的科學(xué)探究中也不是都要做成完全探究，有的探究實(shí)驗(yàn)不需要去提出問題、去猜想，我們就完全沒有必要為了探究過程的完整去提問、猜想，并且一個(gè)探究過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)在提高學(xué)生探究能力方面的作用也不一樣，有的探究適合訓(xùn)練學(xué)生的猜想能力，有的探究適合訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，這就要求教師認(rèn)真研究課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知能力和知識(shí)面的擴(kuò)展，充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，在課堂探究中有意引導(dǎo)學(xué)生去突出重點(diǎn)探究的環(huán)節(jié)。比如，在八年級(jí)初期重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，隨后可以把做實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃與設(shè)計(jì)、收集整理證據(jù)、分析與論證作為重點(diǎn)；到了九年級(jí)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)合理的猜想與假設(shè)和評(píng)估能力。

“科學(xué)探究”的教學(xué)對(duì)物理教師的觀念、能力提出的挑戰(zhàn)是空前的。它的七個(gè)要素中的每個(gè)要素都有著豐富的科學(xué)內(nèi)涵，需要教師不斷地學(xué)習(xí)和研究，不斷地總結(jié)和完善，不斷地提高和創(chuàng)新，把“科學(xué)探究”扎扎實(shí)實(shí)地落實(shí)到課堂上。當(dāng)然，科學(xué)探究的形式除了課堂內(nèi)的還有課堂外的家庭實(shí)驗(yàn)探究、社會(huì)調(diào)查及其他學(xué)習(xí)活動(dòng)。無論什么形式的探究，都是旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(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。

【責(zé)任編輯：張桂英】