初中物理教學中的科學探究之我見

張圣紅

摘 要：筆者結合自己的教學實踐，從科學探究的定義、目標、意義、形式、重點要素的操作方法等方面論述了科學探究。

關鍵詞：科學探究；探究形式；探究方法

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）4-0026-2

筆者有幸參加了山東省義務教育新課程標準初中物理教材備課研討會，會上與會專家分別從不同側面做了精彩的報告，談到了新的教育形勢下如何更好更快地適應課程改革。課程改革下不同版本的新教材都突出了“科學探究”這種學習方式，我們只有在深入理解的基礎上才能更好地組織學生進行有效的科學探究活動。

1 科學探究的定義

所謂科學探究就是讓學生去模擬科學家的研究工作過程，利用一定的科學方法，按照一定的科學思維去探究科學問題的過程。通過科學探究學習科學方法，發展科學探究所需要的能力，增進對科學探究的理解，體驗探究過程的心理感受。科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。旨在將學習重心從過分強調知識傳授和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。其特征為探究活動圍繞科學性問題展開，學習者通過有序并且有效的探究活動，獲取證據，從而解釋和評價科學性問題，學習者要交流和論證他們所提出的問題或所得出的結論。

2 科學探究的目標

教育給予人們的無非是當一切已學過的東西都遺忘掉的時候所剩下來的東西。對于初中物理學習來說，能剩下的東西是什么呢？如果從學生眼前來說，最明顯的就是理論知識的掌握，進而在中考中拿高分；而對于學生終身來說，也是最重要的，那就是科學的方法、過程以及科學的本質和價值觀。

科學探究具有以下教育目標： 激發好奇心和求知欲，掌握發現問題的基本方法；了解科學探究的一般過程，培養科學探究的能力；牢固掌握科學知識以及獲得科學知識的方法；培養創新精神，為終身學習打下基礎；樹立正確的科學觀和價值觀；提高分工、合作及組織能力。

3 科學探究的意義

科學探究有三大重要意義：第一，它是一種學習，強調學生自己不斷發現問題，解決問題，在這個過程中獲取知識、體會科學方法、受到情感態度價值觀的熏陶；第二，科學探究本身也是學習的內容；第三，科學探究還是一種精神、是一種求實、求真和理性懷疑的精神。教師要引導學生用這種精神去探索和研究自然規律，也要用這種精神學習整個課程中的所有內容。科學探究需要動腦、動口、動手，不要片面地理解為只有用實驗儀器動手操作才稱為探究。實驗儀器的使用規則，雖不是自然規律，但也可以通過科學探究來學習，因為各種儀器的使用規則都是有道理的。學生可通過自己的探究來學習這些道理，電流表、電壓表的學習就是很好的例子，實際課堂上可以組織學生通過科學探究來學會兩表的正確使用規則。

4 科學探究的形式

有的老師錯誤地認為科學探究就是做物理實驗。內容標準中的科學探究是指在教師的指導和啟發誘導下，以學生的獨立自主學習和合作探究為前提，以現行的物理教材為基本探究內容，以學生的生活實際和周圍世界為參照對象，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學的知識應用于解決實際問題的一種科學的教與學組織形成。它既是物理教學的內容，也是物理教學的重要方法之一。科學探究的過程一般包含了物理實驗，但并不等同于實驗。科學探究不一定都要動手做實驗。實驗是物理學的基礎，實驗推動了物理學的發展，觀察和實驗是學習物理的重要方法。而絕不是說物理學中的每一個規律都“應該”或者“予以”直接由實驗總結出來。因此，包含了科學探究的若干要素，但不包含學生實驗或演示實驗的教學過程，也是科學探究。如：九年級教材《熱機效率和環境保護》一節中的“想想看：熱機效率能達到100%嗎？為什么？”也是一個很好的探究課題。

科學探究的形式是多種多樣的。物理課程標準中指出了科學探究的幾個要素，教材中也提到了探究的七大要素。“要素”不同于“環節”，一個過程缺少必要的環節就會中斷，而課程標準指出的要素是科學探究的標志。一個具體的教學過程只要有一兩個這樣的要素，它就有了探究性。也就是說，學習過程中的“科學探究”不一定是完整的。實際教學中最難把握的是“提出問題”這個要素，學生提出的問題五花八門，有的雖有一定的探究意義，但未必與實際教學發展方向一致。所以，問題的提出者不一定都是學生，要探究的問題由教師引導學生提出，或教師直接提出，這樣做都依然是科學探究。科學探究中的“猜想與假設”要素是創造性思維中最活躍的因素。科學定律不是根據有限的（盡管可能是大量的）事實歸納出來的，新知識的建立常常不在于實驗證據的多寡，而在于研究者的洞察力，科學中的重大發現是這樣，日常生活或工作中的新認識、新發現、新見解也是如此。

5 科學探究中幾個要素的操作方法

5.1 提出問題的操作方法

程序：設置情境……運用方法……提出問題。

情境：日常生活例舉、自然現象、實驗現象。

一般方法：為什么？……怎么樣？……如果條件變了，將怎樣？……是什么？……

例：聲音是怎樣從發聲體傳播到遠處的？

先做真空鈴實驗，用實驗現象設置情境，根據現象可提出：為什么聽不到鈴聲了？怎樣才能聽到聲音？通入空氣后能否重新聽到聲音？聲音是靠什么傳播的？

提出問題的方法有很多。可用“抓聯系提問題”的方法。比如探究“浮力的大小等于什么”這一課題，創設生活情境：當你躺在浴缸的水中時，會感到自己變輕，同時發現缸中的水面升高了。人感覺變輕是因為人受到水的浮力，水面升高是因為人進入浴缸后排開了一部分水。人體在水中部分越多，排開的水也越多，人就感到越輕，說明浮力大小與排開的那部分水的多少一定存在某種關系。由此可以引導學生提出這樣一個問題：浮力的大小跟物體排開的那部分液體的多少是否存在著一種數量的關系呢？

5.2 猜想與假設的操作方法

程序：依據事實……科學方法及思維方法…… 做出猜想。

事實：日常生活現象、自然現象、實驗現象。

科學方法：觀察法、實驗法、模型法、控制變量法、等效法 ……

思維方法：分析和綜合、歸納和演繹、比較分類、 類比法、逆向思維法……

猜想的方法有多種，依據日常生活經驗或事實進行猜想、運用直覺進行猜想、運用經驗和直覺相結合進行猜想、運用物理學思維過程進行猜想、運用逆反原理進行猜想、運用“類比法”進行猜想、運用理論分析法進行猜想等等。

總之，知識固然重要，探究知識的過程更為重要。科學探究主要是一種精神，它應該貫穿于整個教學過程中，教師要想盡一切方法調動學生探求新知識的積極性，使以科學探究為主的多種教學方式有機結合，精心設計探究，科學實踐探究，科學探究就一定會在初中物理教學中茁壯成長。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2011.

[2]陳梅.初中物理探究課堂教學活動的設計與研究[D].上海：華東師范大學碩士學位論文，2010.

[3]修春潔.初中物理科學探究教學的實踐研究[D].長春：東北師范大學碩士學位論文，2004.

（欄目編輯 劉 榮）