談談物理學中的“科學探究”

科學探究是物理學科的一種新的教學內容和教學方法，物理學科是一門以實驗為基礎的學科，對初學物理的學生而言，生活中遇到的許多現象都是新奇而有趣的，因此把這些現象與物理知識聯系起來，就會得到驚奇的答案。科學探究過程中的七要素是：（1）提出問題；（2）猜想與假設；（3）制訂計劃與設計實驗；（4）分析與收集數據；（5）分析與論證；（6）評估；（7）交流與合作。

下面依次解讀這些要素。

一、提出問題

物理學科的特點是和實際生活密切相關。教師要創設情景，讓學生知道提出什么問題，讓學生能從日常生活、自然現象或實驗中發現與物理學有關的問題。

1.從日常生活中發現問題。在日常生活中，許多現象與物理息息相關。例如，學習《物態變化》后，知道物態變化在日常生活中很常見，因此，教師可以先播放一段天氣預報，然后解釋發現天氣預報中除了報天氣狀況是晴朗或是多云或是有雨外，還會通報什么呢？同學們由此可以提出：溫度是什么？溫度又如何測量？對于溫度知識，從學生熟悉的生活現象中提出問題，引導學生進行科學探究，還鼓勵學生利用身邊的材料進行實踐、探究活動，這樣有利于學生輕輕松松地學習相關的物理知識，拓展知識面，還有利于幫助學生樹立科學的世界觀。

2.從實驗中發現問題。物理教學中，實驗是重要組成部分，是學生學好物理的重要手段。例如，聲音是人們交流信息的重要媒介，是日常生活中人們經常接觸到的物理現象，對聲音的產生和傳播的探究，可以通過同學們唱歌、敲擊鼓面等，引導學生提出：聲音是怎樣產生的呢？各種不同的聲音為什么一聽就可以區分呢……總之學生聯系生活實際，就能提出很有探究價值的問題。

二、猜想和假設

猜想與假設，實質上就是引導學生根據生活經驗對提出的問題進行猜想，即在提出問題后，讓學生大膽猜想。

1.創設含有豐富信息的問題情景，讓學生知道猜什么

在問題情景創設過程中，應注意引起學生的好奇心與求知欲，使學生發現問題、提出問題，同時，教師創設的情景應符合客觀事實，要有啟示性、暗示性、引導性，這樣學生在猜想時就有一定的方向性，避免了毫無邊際的猜想和假設。例如，在探究壓強概念時，提出這樣的情景，某同學在雪地上玩耍時發現滑雪橇的速度飛快，而在雪地上步行卻相當艱難。此時學生可提出壓力作用效果與哪些因素有關的問題，并根據題中的信息，說明壓力作用效果與受力面積成反比，從而提出問題答案的猜想。

2.通過實驗驗證，從猜想中提煉假設

提出猜想后，仍不能確定答案是否合理、準確。這時可用一些簡單的實驗進行驗證，排除一些不合理的猜想，從而形成正確的科學假設。

三、制訂計劃與設計實驗

這個環節是七個要素中的教學核心，對于從提出問題到猜想與假設，教師要啟發學生研討方案，讓學生討論，思考科學探究七個要素中“猜想與假設”是否正確，需要通過實驗驗證，實驗過程的成與敗，能否得到正確的答案，科學合理的設計是必不可少的，通常的做法是：先分析探究要解決的問題；然后根據確立的問題確定需要什么樣的實驗器材，按思路的邏輯關系構思出實驗設計圖案和實驗的操作步驟。例如設計“光的反射”實驗方案時，通過實驗器材布置實驗，且通過推理得出光的反射現象，制作幾何圖形，然后利用實驗器材制定實驗操作方案。

四、進行實驗和收集數據

在制訂與設計實驗這一環節中，學生在教師的指導下根據設計方案，認真實驗，收集數據和資料。在探究過程中，教師要指導學生不斷改進探究的方法，提高實驗探究能力。

五、分析與論證

分析與論證是對記錄的實驗數據進行描述，對探究過程的歸納和總結。如探究測量物體的平均速度關系時，學生通過分析比較后得出結論v=s/t。

六、評估

評估有利于發展學生的思維，教師可以以多種形式引導學生養成對探究和探究結果的評估意識，例如，對以上實驗，可以問題形式進行評估，你的猜想與實驗結果相符嗎？實驗方案還有更好的嗎？此實驗中有什么缺陷嗎……讓學生有意識地自我評估，自我發現。

七、交流與合作

全班或全團隊或全組圍繞探究所得到的結論，進行討論和交流。

當然，對于不同的探究，探究過程有所側重，并不是所有的探究都要依七個要素進行，而應根據實際情況來定，應讓學生通過科學探究體會到科學的樂趣，激發學習的濃厚興趣，培養他們的科學探究能力、創新能力。

（責任編輯 易志毅）