新課標下學生科學探究能力的培養

　　 摘 要：在新課程理念中，科學探究已作為物理課程的目標和任務，培養學生的科學探究能力不是一朝一夕的事，從“探究加速度和力、質量的關系”這個實驗的探究過程來說明如何培養學生的探究能力。
　　 關鍵詞：新課標；探究能力；能力培養
　　
　　 目前，我國正在進行一場劃時代的教學改革。在新課改背景下，中學物理的教育目標更加傾向于提高學生的科學素養。高中物理新課程標準中已明確要求培養學生的科學探究能力。那么如何培養學生的科學探究能力是擺在我們面前的新課題。下面我以“探究加速和力、質量的關系”這個實驗為例，就如何通過實驗探究提高學生探究能力談談我的一些看法。
　　 一、提出問題
　　 能夠提出可以探究的問題，并能從物理學的角度表述這些問題，認識發現問題和提出問題的意義，是實驗探究的基本能力之一。提出的探究問題要有可操作性，并且難度要合適，讓學生能根據自己已有的經驗和能力，通過科學探究，能獲得問題的結果。
　　 在學習了牛頓第一定律后，我們知道力是改變物體運動狀態的原因，而物體運動狀態改變的難易程度又與自身的質量有關，我們還知道加速度是描述物體運動狀態變化的基本物理量。那么，物體運動的加速度與物體所受的力，以及自身的質量一定存在著某種聯系。于是，探究加速度與力、質量的關系也就順理成章。
　　 二、猜想與假設
　　 教師要鼓勵學生大膽地對所要探究的問題提出猜想，對問題的猜想要有一定的依據，這個依據就是自己以往的觀察和經驗以及已經掌握的科學知識。并推測實驗結果，提出假設結論。
　　 根據日常生活經驗，物體質量一定時，受力越大，它獲得的加速度就越大；物體受力一定時，質量越小，加速度也越大。我們可以先從最簡單的方面猜想：當物體質量一定時，物體加速度與它所受的力成正比；當物體所受的力一定時，物體的加速度與質量成反比，或者更復雜點，加速度與質量的二次方、三次方成反比。
　　 三、制訂計劃與設計實驗
　　 為了驗證我們的假設，需要制訂相應的計劃，設計實驗。設計實驗時，要明確哪些是自變量，哪些是因變量，需要控制哪些變量以確保實驗的可靠性；要明確觀察、測量和記錄的方法，以及需要的器材等。在設計中還要掌握相關的技能、方法和策略。
　　 在這個實驗中，物體獲得的加速度隨物體質量和所受力的變化而變化，我們要分別控制物體質量和所受的力不變，探究加速度和力以及質量之間的關系，這就是控制變量法。在設計這個實驗時還需要思考兩個問題：（1）怎樣測量物體的加速度？（2）怎樣提供并測量物體所受的恒力？這些問題可以讓學生分組探究，小組和小組之間相互交流。
　　 四、進行實驗與搜集證據
　　 實驗時首先要正確安裝和使用實驗儀器，然后按照事先制訂好的計劃與步驟認真操作、觀察實驗現象并如實記錄實驗數據。記錄數據時，事先要根據實驗的目的與特點設計合理的表格，把數據分別記錄在對應的表格中。這個實驗采用的是控制變量法分別探究加速度與力、加速度與質量的關系，那么我們可以設計兩個表格分別記錄數據，記錄時要注意因變量和自變量一一對應，這樣才能更好地反映出它們的關系。
　　 五、分析與論證
　　 實驗結束后，我們得到了多組測量數據，那么我們如何根據測量數據得出正確的結論，這就需要對數據進行分析處理。這個實驗，我們最初的猜想和假設是：當物體質量一定時，物體加速度與它受的力成正比；當物體受力一定時，物體加速度與質量成反比。那么我們采用什么方法能夠更容易地找到變量之間的關系。當很多數據以合適的圖象表達出來時，也就很容易判斷出數據是否符合事先的假設。用作圖法處理數據的優點就是直觀、簡便。 六、評估
　　 得出結論后，我們要對整個探究過程進行評估。在猜測和假設過程中是否做到了科學和尊重事實；在設計實驗時是否遺漏了某些因素的影響；在記錄數據時是否如實記錄；在作圖時個別異常數據的處理是否合理等。最后還要分析假設與最終結果之間的差異，探究活動中有沒有未解決的矛盾，有沒有發現新的問題，有沒有更好的實驗方案等。
　　 七、交流與合作
　　 教師要引導學生寫出探究報告，在報告中能準確地表達自己的觀點。在整個探究活動中，培養學生的合作意識，在合作中既堅持原則又尊重他人。
　　 總之，學生的探究能力是綜合能力，探究能力的培養不是一朝一夕的事情，實驗探究是培養學生探究能力的一種重要途徑，只有在不斷的探究中，才能不斷地提高自己的探究能力。
　　 參考文獻：
　　 ［1］普通高中物理課程標準.人民教育出版社.
　　 ［2］張熊飛.誘思探究學科教學論.
　　 （作者單位 河南省汝陽縣第一高級中學）