在實驗教學中培養學生科學探究能力

物理實驗不僅是物理教學的基礎，也是科學研究的基礎。物理規律的發現必須以科學實驗為基礎，物理學家們提出的理論是否正確，也必須通過科學實驗來檢驗，而科學探究能力正是科學工作者做實驗所必須具備的能力。在物理實驗中，尤其是在探究性實驗的教學中，培養學生的科學探究能力，既符合了《標準》又能充分體現《課程改革綱要》的精神。本人結合高中階段的第一個探究性實驗——探究小車速度隨時間變化的規律，來談一下我通過探究性實驗來培養學生科學探究能力的幾點心得。

一、從興趣到問題

潘菽先生在他編著的《教育心理學》中論述了學生認識自然現象的興趣，書中講到，一般學生對感知客觀事物都抱有很大興趣，有的學生甚至有操作的興趣，他們不滿足于觀察某種自然現象，而是要通過自己的活動去研究它，影響它，利用它。學生一旦對某個問題表現出了興趣，那么探究活動對他們來說就是一種愉快，一種享受。教師要引導學生對感興趣的現象提出問題，因為問題是科學研究的出發點，沒有問題就不會有解釋問題和解決問題的思想方法。例如，在教學中，我們可以先播放一些視頻片斷，比如人們跑步，滑雪，跳傘，鴿子飛翔，蝸牛爬行，獵豹追逐獵物，汽車行駛，行星運動等，日常生活中物體的運動通常是比較復雜的，從物理學上我們認識到，這些運動的速度都是變化的，那么你是否思考過你所感興趣的這些運動，它們的速度變化是否存在什么規律呢？

二、問題的精細化

列出要研究的問題，為了達到研究的目的還要有一系列的子問題，以“問題樹”的形式表現出來。要讓學生不光是想，還要寫出來，通過對子問題的提出和梳理，培養學生科學探究的能力。

三、營造高效互動的學習氣氛

由于該實驗是中學生第一次接觸探究性實驗，所以師生的互動是必要的，但是教師的作用主要有兩個，一是引導學生思考問題的方向，激發學生主動解決問題的意識，肯定學生對解決問題進行的嘗試。二是扮演咨詢者的角色，提供有效的學習資料，組織好學生間的互動。學生間的互動可以培養學生的交流與合作能力。首先，要讓學生能夠做到互相傾聽，知道其他同學對同一個問題有沒有其他解釋；其次，要讓學生在互相表達與傾聽中，使自己的想法與思路清晰化、具體化，反思自己最初的計劃有哪些優點和缺點，在互動中互相質疑，互相肯定，不斷修正自己的認識，更深層次地去理解問題，構建出新的假設，制定切實可行的實驗計劃。

四、切實提高學生動手實踐、收集數據、分析論證的能力

實驗用到的器材要讓學生嘗試根據自己設計的實驗方案自主選擇，并讓學生討論如何正確使用所選擇的實驗器材。由于學生以前使用過打點計時器，所以絕大部分學生做實驗時都比較有信心，但是要提醒學生注意重復收集實驗數據。按照大綱的要求本節內容為兩課時，學生收集好實驗數據，正好一課時結束，第二課時建議安排學生到計算機機房去上課。教材上的“做一做”是用計算機繪制v—t圖像，這種教學設計可以大大提高學生的科學探究能力，可以讓學生意識到，我們可以用現代化的科技手段為科學探究服務。學生在使用計算機時興趣很高，他們迫切地想知道，根據自己的實驗數據會得到一個什么樣的函數圖像。這種使用計算機作圖的方法必須教會學生，因為在以后的教學中我們還要多次用到這種方法。用現代化的計算機來幫助完成實驗數據的處理是本探究實驗的一個亮點，學生做完后印象非常深刻。

由于各種原因，學生不會都做得很好，因此教師要讓學生根據自己的實驗數據進行客觀的描述與解釋，一定要注意有些學生為了掩蓋自己的錯誤而抄襲別人實驗結果的情況。要培養學生在科學探究中具有誠實的科學精神，實事求是的科學態度，幫助他們分析錯誤的原因。

五、組織好評估

評估工作在以往的教學中是最不受重視的一個環節，而它卻是科學探究要素中的一個必要組成部分。首先，教師一定要重視評估，因為學生不清楚科學探究有哪些要素，大部分學生意識不到：做完實驗，得到實驗結果后還要對該實驗及這次探究活動進行評估。我認為評估應該包括以下幾個方面：（1）探究意識，包括能通過個人思考或與同學交流討論進行探究活動；善于觀察、猜想，把看到的現象歸納為規律；積極參與完成研究性學習，要有積極探索、堅持真理的態度。（2）實驗技能，包括設計實驗方案，動手操作能力，完成實驗的能力和完成實驗報告的能力。（3）參與程度，包括踴躍發表個人意見，敢于提出問題；積極動手，敢于改進實驗。（4）合作意識，包括主動配合老師、同學，互相促進；積極參與討論與探究，愿意幫助同學；積極主動分擔任務。（5）評價態度，包括公平、公正、如實進行自我評價和評價他人；評價過程認真、負責、誠信。

最后，學生必須完成一份完整的實驗探究報告用來結束這次科學探究實驗。

在探究性實驗中，應采用“高效互動”的教學模式，讓教師宏觀調控教學進度，微觀放活學生的探究過程，通過師生互動，生生互動，營造出高效互動的學習氛圍；利用電腦等現代化教學設備，讓學生根據實際情況來確定探究目標，讓學生親身經歷科學探究過程，讓學生在愉悅的探究情景中，交流，合作，不斷補充、修改自己的看法，在大家的驚奇和欣喜中獲得新知，從而真正提高學生的科學探究能力，更加高效地完成教學目標。

(責任編輯 黃春香）