淺談培養科學探究能力的方法

龐可

摘? 要：科學探究是在物理學科學習中學生需要學習和掌握的一種探究能力，包括提出問題、解決問題、實驗能力、論證能力、交流合作等，也是形成科學觀念、發展科學思維、形成科學態度的手段和途徑。實際物理課堂教學中，“滿堂問”“滿堂灌”的方式比較普遍，忽視了學生的主動性而影響了學生學科素養的形成和發展。使學生有強烈的探究興趣，培養學生的科學探究能力，在教學實踐中將起著非常關鍵的作用。

關鍵詞：問題情景;師生關系;核心素養;科學探究

在物理學科教學時間少、任務重和難度大的矛盾中，教師往往主觀地將眾多的教學內容在課堂上向學生灌輸，學生的學習方式基本是“聽-記-練-考”。在這種教學模式下學生的積極性不高、主動性不強，容易產生學習倦怠，有礙學生物理學科素養的學習和發展。

新修訂的高中物理課程標準明確提出了“物理核心素養”。科學探究作為物理學科核心素養的重要維度，既是學生要學習和掌握的一種探究能力，也是構建物理觀念、發展科學思維、形成科學態度的手段和途徑。這就要求教師注重探究式教學，通過這種方式引導學生學習科學探究方法，養成科學探究習慣，提高科學探究能力，實現新課程標準的要求。

一、教師角色轉變，建立新型師生關系

“把課堂還給學生，讓課堂充滿生命氣息”的課堂教學是其學校生命的最基本的構成部分，它的質量直接影響學生當前及以后的多方面發展和成長。由于高中物理的內容多、難度大、課時少，傳統物理教學課堂變成了教師的自我表演，學生只能機械地聽和記，很少有時間自己動腦、動心、動情、動手、動嘴，參與不到課堂教學中。這樣抹殺了學生的個性，剝奪了學生獨立思考、獨特感悟、自由聯想、自由表達機會。教師花費較大的氣力，卻不會有太大的成效。

要使學生積極主動地參與到課堂活動中，提高會提效率，教師首先應該改變自身角色，變主導者為引導者，把課堂時間留給學生，“課堂上，教師要封住自己的嘴，讓自己少說一點，留出時間和空間給學生”。然后教師應努力構建良好的師生關系，使學生愿學。所謂“親其師，信其道”，建立民主平等和諧的師生關系，才能調動學生學習積極性，提高學習效率。

二、創設合理問題情境，充分激發學生探究興趣

創設問題情境是為了引起學生的認知沖突，從而激發其內驅力，使學生積極探究，真正參與到學習活動中，從而達到掌握知識，訓練思維的目的。成功的問題情境創設是激發學生探究興趣、求知欲和好奇心的有效途徑。

（一）聯系生活和生產實際創設問題情境

物理是與人類生活與生產最為密切的科學，滲入到生活中的各個領域，而問題的提出預示著探究的開始。愛因斯坦曾經說過“一個問題的產生通常要比它的結論的得出更為重要”。因此，教師在教學過程中，教師應善于引導學生注意觀察周圍事物，并對其進行分析、思考、比較，鼓勵學生大膽提出問題，演變成有價值的科學問題。

（二）提高問題情境的實效性

教師應根據教學內容和學生的認知水平，創設出的難度適中且清晰明確的問題情境。這樣更易引發學生共鳴，引起學生的認知沖突，從而激發學生內驅力， 使學生積極探究，愉快地參與到學習活動中。例如在引入“反沖運動火箭”中， 可以通過幾個小實驗引入。

【演示實驗 1】 教師當眾吹一個氣球，然后，讓氣球開口向自己放手，看到氣球直向學生飛去，人為制造一點“驚險氣氛”，活躍課堂氛圍。

【演示實驗 2】 用薄鋁箔卷成一個細管，一端封閉，另一端留一個很細的口， 內裝由火柴頭上刮下的藥粉，把細管放在支架上，用火柴或其他辦法給細管加熱， 當管內藥粉點燃時，生成的燃氣從細口迅速噴出，細管便向相反的方向飛去。

【演示實驗 3】 把彎管裝在可以旋轉的盛水容器的下部，當水從彎管流出時， 容器就旋轉起來。

提問：實驗1、2中，氣球、細管為什么會向后退呢？實驗 3中，細管為什么會旋轉起來呢？

看起來很小的幾個實驗，其中包含了很多現代科技的基本原理：如火箭的發射，人造衛星的上天，大炮發射等。應該如何去解釋這些現象呢？

這個教學案例創設的物理情境都是比較常見的情況，使學生感到猶豫和困惑，產生認知沖突，從而激發學生的好奇心與求知欲。

三、明確探究目標，培養學生猜想和假設能力

牛頓曾說：“沒有大膽地猜測，就做不出偉大的發明。”猜想和假設是科學探究的重要環節和方法。學生在教師創設的教學情境中發現并提出問題時，受到知識儲備和思維能力的限制，無法提出科學的猜想和假設。

因此科學探究活動必須制定出明確、具體、可操作的探究目標，教師在引導探究活動中，要使全體同學明確探究的方向，避免猜想與假設的盲目性，培養學生探究的邏輯思維品質，引導學生自主探究，培養其能力。

（一）引導學生動手實驗，學會觀察

觀察是科學探究的一種基本方法。科學觀察可以直接用肉眼，也可以借助放大鏡、顯微鏡等儀器，或利用照相機、錄像機、攝像機等工具，引導學生觀察時，應明確學生觀察的目的;指導學生在觀察過程中要全面、細致、實事求是，并及時記錄下來;要有計劃、要耐心;要積極思考相結合，及時記錄;要交流看法、進行討論。

（二）培養學生收集和處理數據的能力

實驗數據是對實驗事實的客觀紀錄，探究過程中教師應引導學生如實紀錄實驗現象、數據等，培養學生科學嚴謹品質。探究結論是客觀事實的反映，只有對實驗數據進行科學分析和處理，才能得出正確的結論。

（三）做好學生探究能力的評價工作

在科學探究中，及時恰當的評價有利于激發學生學習熱情，養成學生嚴謹的科學態度，發展學生的批判性思維，培養學生的科學探究能力。

在科學探究活動中強調學生的自主性，同時也離不開教師的分析指導作用。學生進行探究活動時，教師要融入學生的探究活動中，巡視學生探究情況，及時給以指導，分析學生存在的問題、缺陷，使學生選擇最合理或設計更合理的方案， 避免實驗的盲目性或誤入歧途等，推動探究活動得以順利進行。

（四）培養學生科學的探究態度，掌握科學的探究方法

在科學探究過程中滲透、掌握和內化科學方法有助于發展學生科學思維，提高學生的科學素養。科學探究活動中教師要引導每位學生積極主動地參與到科學探究活動中，并逐步將科學方法應用于探究中，體驗科學探究過程，有助于學生掌握科學的方法，端正探究的態度，養成良好的思維品質，提高學生探究能力。

四、注重引導學生把科學探究學習向課外延伸

大自然包羅萬象，奧秘無窮，僅僅靠課堂上獲取的知識是有限的，因此，教師可以引導學生利用課堂上所學到的科學探究方法，在課外進行探究，這就要求教師引導學生到校園、家庭、社會、大自然中去學科學、用科學，使科學探究活動突破教學時間的限制和教學空間的束縛。教師要重視學生在課后的更有意義的后續活動，注重拓展學生的信息渠道，廣泛利用存在于教科書以外的各種資源，這樣既能擴展學生的知識，激發學生多方面的興趣，又能培養學生的實踐能力，增強學生的探究精神，培養學生自主探究能力。

科學思維和科學探究是培養物理學科核心素養的關鍵因素因此教師在教學中要優化教學過程，設計合理的教學活動，使學生在具體的學習活動中通過自主探究、合作交流、質疑思辨、反思評價等來培養學生的科學探究能力，促進學生核心素養的發展。

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（責任編輯：鄒宇銘）