中學物理教學科學探究論文

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為了更好地推動新課程的實施，促進科學探究在中學物理教學中的應用，湖南省教育科學研究院最近在岳陽中學舉辦了湖南省第二屆中學物理教學創新大賽。大賽以科學探究為主題，參賽選手提供一段反映以科學探究為主題的物理教學30分鐘的錄像片斷及其該課的教學設計方案，接下來將放錄像的參賽選手聽完前面的課后立即評課10分鐘。評委會根據參賽選手的教學錄像、教案、評課的表現綜合評定獲獎等等。雖然整體情況比較好，但存在一些問題，主要表現在：大部分的高中教師不知道什么是科學探究，以為啟發式、導探式、解決問題和解答習題就是科學探究;知道科學探究的教師又不知道如何選題，在17節課中有9節不適合科學探究課型，知道選題的又不知道如何進行科學探究；初中組的教師上的課雖然形似科學探究課，但只是課堂氣氛轟轟烈烈，學生動手動腦的機會不多，沒有真正形成學生自主學習、合作學習、探究學習的氛圍……究其原因，主要是高中課改以及培訓還未全面推開，初中的培訓還不夠細致、到位，對于新課程改革的理念還未很好地接受和消化。老師們普遍反映需要加強在科學探究這方面的指導和幫助。

什么是科學探究呢?在《物理課程標準》中，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內容標準，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承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。學生在科學探究活動中，通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神科學探究的形式是多種多樣的，其要素有：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。在學生的科學探究中，其探究過程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素?？茖W探究滲透在教材和教學過程的不同部分。

一、物理科學探究課必須是一堂物理課

一堂物理課，應當有一定的課堂結構，對內容的處理要詳略得當，不可面面俱到，沒有重點。既要有三維一體的教學目標，又要有流暢的邏輯結構，還必須具有物理特色。按照新的教學理念，教學目標分為三維：知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀。傳統的教學過分地注重知識的傳承，對過程與方法、情感態度與價值觀未引起足夠的重視。在物理教學中，除了科學知識外，還有科學發現過程中的科學方法、科學思想、科學態度等。這些是科學素養中不可或缺的部分。當然，在科學探究課中，情感、態度和價值觀重在體驗，讓學生在體驗中升華，不可貼標簽或喊口號。

一堂好的物理課必須有流暢的邏輯結構。好的一堂課，宛如一首優美的散文詩，一氣呵成。如果一堂課在邏輯上顛三倒四，聽起來就會味同嚼蠟。如“帶電粒子在磁場中的運動”，學生已經知道物體做勻速圓周運動的規律和提供帶電粒子做圓周運動的向心力是洛倫茲力，而某教師在教學中通過一個虛擬實驗讓學生來探究帶電粒子在磁場中的運動半徑與電荷的大不、電荷的質量、磁場的大小之間的關系。這個虛擬實驗是建立在上的。這樣做，在邏輯上是不允許的。

一堂物理課必須具有物理特色，要創建真實的物理情景，提供產生“問題”的土壤，有真實的物理實驗作為支撐。從這次比賽的情況來看，絕大部分的問題是教師提出來的，而不是學生提出來的，問題就在于教師沒有提供明確的物理情景，或是聯系實際、聯系科技，、生活不夠緊密，致使學生提不出問題。有一種觀點認為，虛擬實驗可以代替真實實驗，讓學生通過虛擬實驗來探究并且以科學家模擬原子彈的爆炸等為例來說明其可能性。要知道，學生要探究的是其中的原理，而不僅僅是結果，最重要的是讓學生在真實的物理實驗中，親身體驗物理過程，領悟物理思想和方法，證實或證偽自己的猜想。

二、合理地選擇科學探究課的課題

科學探究課的選題非常重要。因為在科學探究活動中，學生必須要通過經歷，科學工作者進行科學探究時的相似過程，在原有的知識基礎上構建新的物理知識，通過實驗學會新的技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家進行科學探究的方法，領悟科學的思想和精神沒有探究的價值，沒有學生探究經歷的真實過程，沒有學生探究的背景知識，、技能，沒有學生探究的實驗條件，這樣的科學探究就沒有必要或沒有可能進行。因此，科學探究課的課題必須有探究的價值、學生探究的思維基礎和技能、探究的時間和空間、探究的實驗條件。

有時有些課題雖然可以按探究課來上，但必須考慮其有無價值。如“探究怎樣用變阻器改變燈泡的殼度”在學生知道變阻器的原理后，這樣的探究就沒有意義了?？茖W探究不是萬能的，不是所有的課題都可以作為科學探究課來上，有些陳述性知識，特別是一些“是什么的問題”用傳統的講授方法可能事半功倍，而用探究就可能事倍功半，如“氣體的性質”是運用分子理論來解釋的；程序性知識也只能靠傳授，如科學探究的要素是程序性知識，他們怎能按探究的課型來上呢?又如“帶電粒子在磁場中的運動”，學生已經知道物體做勻速圓周運動的規律和提供帶電粒子作圓周運動的向心力是洛倫茲力，學生不難理解，沒有必要讓學生通過虛擬實驗來探究帶電粒子在磁場中的運動半徑與電荷的大小、電荷的質量、磁場的大小之間的關系，這樣的探究沒有實際價值。即使是可以探究的內容，由于有些探究的實驗沒有相應的設備和條件，有些探究學生可能沒有相應的知識基礎和技能，也無法探究。如“行星的運動”中開普勒三定律無法探究、“電磁波”中“電磁波是橫波”也無法用實驗驗證。

三、正確處理好科學探究中各個要素

在提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作七個要素中，評估、交流與合作應該貫穿于整個探究過程中，不只是在最后再作評估。如對于學生的計劃與實驗方案的設計，如果不做評估、交流，有時可能就可能無法進行實驗。

在提出問題時，是創設情景讓學生提出問題，還是教師自己提出問題，應該根據具體情況而定，但在一般情況下，首光是考慮讓學生自己提出問題來。在實際的教學過程中，往往是教師越俎代庖，并且有時提出的問題缺乏針對性。如在《科學探究：怎樣產生感應電流》一課中，有位教師出示了一個水電發電機組的課件，問學生“電是怎樣產生的?”，教師的本意是希望學生猜想出感應電流是由于線圈在磁場中轉動而產生的，但學生可以回答說“是由于水沖動或水沖動水輪機組而產生的”本來教材上有一個發電機模型，教師可以安排實驗，讓學生在觀察實驗的過程中提出電是怎樣產生的，進而做出種種猜想。即使是教師提出的問題既應該有一定的思維基礎或生活體驗，也應該有一定的發散性，以利于培養學生的發散思維能力。在引導學生提出的問題中，問題應該有一定的層次性，讓不同層次的學生都能享受提出問題的樂趣。

在提出猜想時，剛開始進行科學探究課時可以允許學生“胡思亂想”、“胡說八道”，但在經過一定時間的訓練以后，要引導學生盡可能地提出猜想的依據，“自圓其說”，盡管有時直覺在科學發現中又十分重大的作用。盡可能地提出猜想的依據，有利于培養學生嚴謹的工作作風，樹立科學態度。對于學生的猜想，要予以適當的評估：難于證實或不能證實的，要予以說明；對可以證實或證偽的，在不符合教師預設的情況下可以布置學生課余完成；對于明顯的錯誤猜想，不僅不要給學生難堪，而且要予以適當的鼓勵，給與更多的關注。

在進行實驗的過程中，在課時十分緊張的情況下，如對于多因素變量中，使用控制變量法時，沒有必要讓每一個學生都經歷每一個變量的探究可以只考慮其中的一個或兩個，讓學生進行分組實驗。在實驗中，學生可能會遇到技術和技能上的問題，在收集數據時也可能出現不規范的地方，特別是在處理數據時，有時會出現拼湊數據的情況，教師要特別注意。在實驗數據有問題的地方，往往是科學上有重大發現的時機，應該讓學生懂得實驗數據有問題不要緊，重要的是查明原因，以實事求是的態度對待和處理可能出現的任何問題。