浅谈物理课堂中怎样做好科学探究
一、根据教学内容选出几个科学探究点突出落实科学探究的一个或几个要素，作为本节课进行科学探究的重点和目标
一节课的时间是宝贵而有限的，如果在一节课中面面俱到，将七个要素都经历一遍，显然不可能深入探究某个问题。如果每节课都这样，将会把科学探究流于形式，对于培养学生科学探究的精神和培养学生的科学探究能力毫无益处。这就违背了新课程改革的初衷。因此，应该根据教学内容的特点，看看教学内容适合培养学生哪方面的能力，来决定本节课着重进行哪些科学探究的要素，从而确定本节课的科学探究的目标，让学生就某些科学探究的要素深入地探究。虽然这节课的科学探究看似不完整，但对于不同的教学内容，就会深入到不同的科学探究要素的学习，经过几个模块的学习，同样可以培养学生完整的科学探究能力。
二、重视科学探究情景的创设，激发学生进行科学探究的热情
探究学习强调学生的自主性，但决不是简单地把时间和问题抛给学生，在学生进行科学探究之前教师应该灵活利用多种教学手段创设科学探究的情景，营造一个科学探究的氛围，激发学生进行科学探究的热情，使学生产生探究的内在需要。否则学生就会被动地为完成任务而进行科学探究，那时，学生只能望着问题发呆，绝对不可能深入地探究问题，这种科学探究毫无意义，无法达到科学探究的目的。
三、教师在学生进行科学探究时注意倾听学生，适时进行必要的指导
教师在学生自主进行科学探究时应该扮演怎样的角色?决不是旁观者，也不应该是参与者，首先应该是一个倾听者。倾听他们现在的想法，洞察他们这些想法的由来，了解学生们从哪个角度理解问题。在倾听学生发言的过程中，一位好的教师能敏锐地发现学生理解上的偏差、学生的疑惑、学生经验背景中已经拥有和仍然缺乏的东西，从而判断学生理解到的深度，从而果断地决定在何时进行指导。实际上，正是通过倾听学生，通过关注学生的即时表现、学生的观点和发言，通过关注学生的兴奋与疑惑，教师才能对自己何时参与、如何参与做出决定。其次是一个引路人、指导者。
科学探究学习强调学生的自主性，但并不忽视教师的指导。应该特别强调教师适时的、必要的、谨慎的、有效的指导，让学生的自主的科学探究能继续下去，以追求真正从探究中有所收获，包括增进对世界的认识和学生探究素质的不断提升，从而使学生的探究实践得到不断提高和完善。问题是，教师如何指导学生的科学探究，何时介入，介入多少；哪些指导是必要的，怎样指导才算充分了?如果指导得过早(学生还没有充分地自主探究多长时间)，以致阻碍了学生本可以自主发现的机会(“差一点我们就要找到答案了!”)；如果指导过晚以致让学生过久地处于无助状态甚至陷入危险之中;如果教师的指导是根本不必要、不应该，以致剥夺了学生尝试错误和从教训中学习的机会;如果指导又不够充分，以致学生感到手足无措……。要很好地处理这些问题，则需要做好一个倾听者，只有了解学生理解的偏差与疑惑，需要什么才能及时有效地进行指导。这需要不断积累教学经验和教学智慧。
四、注重科学探究之后的反馈与交流
在科学探究之后，由于经验和背景的差异，不同的学生对问题的理解也常常不同，这种差异本身构成了一种宝贵的学习资源，通过全班同学间的交流，学生在阐述自己观点和倾听他人意见的过程中，更好地对自己的想法和思维过程进行审视和反思。同时，同学间的质疑和观点对立，可以引发认知冲突，促进其自我反思，从而深化自己的认识。
而且，这种争议和质疑还有助于激发彼此的灵感，共同建构新的假设和对问题更深层次的认识。有利于学生表达能力的培养，有助于学生科学探究结果的检验和对学生进行科学探究过程的监控。因此在科学探究之后应安排一定的时间用于反馈交流。如在《离心现象及其应用》这节课的教学中，学生进行科学探究之后，紧接着就是反馈与交流的环节。让学生带着猜想假设的结果和实验设计方案利用实物投影仪投影到大屏幕上，学生在讲台上进行必要的讲解，让不同的猜想和各种实验方案在全班进行交流。经过讨论，同学之间相互启发，不断深入了问题的本质，得到了物体发生离心现象的条件。
高中物理的开设是为了进一步提高学生的科学素养，科学素养不仅是科学知识的积累，更是科学方法的掌握、科学精神的领会。这些需要学生在课堂中亲身经历科学探究的过程，体验科学探究的乐趣，让学生在探究过程中体验科学之美、体验科学家在探究中的苦和乐，从而领悟科学的方法和科学的精神。因此在课堂中让学生亲历科学探究、体验探究之乐趣是必须的，也是每个物理教师应尽的责任。
物理教学中蕴含的大量的科学方法，我们必须给予足够的重视，并且渗透到教学活动中去，适时向学生介绍、点拨，学生在学习活动中去体验、体会这些科学方法，逐步提高科学探究能力，掌握一些科学方法，为学生的终生学习打下良好的基础。在《初中物理课程标准》中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。在探究科学规律的过程中，学生通过动手动脑，通过物理学知道的“再发现”过程，体验到科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神，掌握科学学习的策略和科学的思维方法，从而提高了他们的科学素质。要想使物理教学达到新课程标准确定的目标，我们必须重视物理教学中蕴含的大量的科学方法，把它们渗透到教学活动中去，适时向学生介绍、点拨，让学生在学习活动中去体验、体会科学方法，逐步提高学生科学探究能力，掌握一些科学方法，为学生的终生学习打下良好的基础。下面就与大家一起来探讨物理教学中常用的一些科学方法。一、猜想法在科学探究的学习过程中，猜想这一步骤有着举足轻重的地位，它是物理智慧中最活跃的成分，对学生猜想能力的培养，也是物理探究过程中的一个重要环节，而且猜想决定了科学探究的方向，因此，在物理教学的过程中，引导学生科学合理地猜想就显得格外重要。首先，猜想要有一定经验和知识作为基础。在进行科学猜想能力方面的教学时，可先针对问题让学生展开想象的翅膀，鼓励学生把所有可能的情况都大胆地说出来，然后让学生根据已有知识和生活经验逐一进行分析，想想生活中有哪些事实支持它，它和已有知识是否一致，排除那些与经验和知识相矛盾的想法，留下的就可能是科学的猜想了，没有一定的知识和经验，猜想恐怕只能是无本之木，无源之水。所以在教学中为了避免学生胡猜乱想，让学生说出猜想的理由、事实依据是很有效的避免课堂混乱的手段，也是培养学生探究能力的方法之一。另外，教师引导学生猜想要注意把握好方向性。在学生的自主探究过程中，教师的引导可以起到了画龙点睛的作用，由于课堂教学的时间和器材以及学生的知识的限制，我们不可能将学生讲的、说的一一进行探究，必须进行去粗取精、去伪存真，才能让探究过程顺利完成。例如在猜想动能大小与哪些因素有关的的时候，学生猜想到的因素可能有质量、速度、重力、斜面坡度、高度等，特别应该注意要让学生说出猜想的理由和依据，要能举出相关的实例来证明。然后教师引导学生把其中类似的因素归为一类，即质量和重力可以归为质量这个因素，斜面坡度、高度、速度都可以归为速度这个因素。这样就把动能大小归纳猜想为与质量和速度这两个因素有关。同时引导学生复习前面学习过的牛顿第一定律实验，可以知道要控制物体到达斜面上的速度相同，必须控制物体从斜面上滑下的高度相同。然后通过控制变量的研究方法，这个探究实验就不难完成了。完成实验后，教师可以补充做一个实验，即把质量和速度分别增大一倍，观察木块被推动的距离，来判断质量和速度这两个因素中到底哪一个因素对动能的影响更大，这样为到高中的继续学习打下基础。当然，学生的猜想能力的培养并不是一朝一夕完成的，需要我们教师在教学过程中切实重视这一能力的培养，时时注意引导学生进行合理的猜想，以达到素质教育的目的。二、控制变量法“控制变量法”是初中物理中常用的探究问题的科学方法。由于影响物理研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。所以要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，必须人为的制造一些条件，便于问题的研究。例如当一个物理量与几个因素有关时，我们一般是分别研究这个物理量与各个因素之间的关系，再进行综合分析得出结论。这样就必须在研究物理量同其中一个因素之间的关系时，将另外几个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这个因素之间的关系。这就是“控制变量”的方法，在初中物理教学中有许多概念或规律的探索过程，都要用到控制变量法。例如，在八年级刚接触物理时，有一个探究实验是探究“声音怎样从发声的物体传到远处？”。让一个学生在桌子一端敲击桌面，另个学生在另一端听声音，一次贴在桌面上听，一次只是贴近桌面。发现两次都可以听到声音，引导学生分析这两次声音分别是通过桌子和空气传来的，从而说明声音要靠介质传播。同时让学生比较两次听到的声音大小，从而认识到声音在固体中比在空气中传播得快，即固体的传声能力强。在这里，老师一定要强调实验中需要控制的变量就是听声音的距离和敲击桌面的力度要相同，使学生体验到控制变量的思想，为以后的探究实验作好方法上的准备。初中物理还用到控制变量法的实验有：影响声音的音调、响度等的因素有哪些？蒸发的快慢与哪些因素有关？导体的电阻大小与哪些因素有关？导体中的电流与导体两端电压和导体的电阻的关系，电热的的大小与哪些因素有关？影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？研究感应电流方向与哪些因素有关？研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关？力的作用效果与哪些因素有关？影响滑动摩擦力大小的因素有哪些？影响压力作用效果的因素有哪些？研究液体的压强与哪些因素有关？研究浮力的大小与哪些因素有关？研究动能或势能的大小与哪些因素有关？研究物体吸引热量的多少与哪些因素有关等等。控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。通过控制变量法，可以让我们很方便的研究出某个物理量与多个因素之间的定性或定量关系，从而能得出普遍的规律。三、等效替代法有一个广为人知的历史故事——曹冲称象。他运用的就是一种等效替代的思想，他是用石头替代了大象，巧妙地测出了大象的重力。当然，这里还用到了“化整为零”的思想。很多伟人也经常会用等效法来使研究问题简化，例如，爱迪生用围成一圈的平面镜的反射光等效多个太阳造成了无影灯，他的助手阿普顿在苦苦计算灯泡的容积时，爱迪生却告诉他只需要把灯泡装满水，测量水的体积即为灯泡的容积。还有阿基米德在洗澡时发现了鉴别王冠真假的方法，从而也导致了一个重要的原理——阿基米德原理的发现。这样看来，当测量器材无法直接测量某个物理量时，就要设法用可以直接测量的物理量来取代不能直接测量的物理量，这就是“等效替代法”。采用此方法时，唯一要注意的是直接测量的与不能直接测量的物理量之间要有内在的联系，找到这种内在的联系，也就完成了实验的设计。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以说“等效替代”的思想是物理实验成功的最根本、最重要的思路，物理学中的相关定律、定理、公式、原理都是以替代思维成立的基础为出发点的。例如，测量不规则固体的体积，就是利用物体浸没在液体中时，物体体积与物体排开的液体的体积相等的原理，将Ｖ物用Ｖ排替代。在有量筒或量杯时，可采用“排液补差法”或叫“等量空间占据法”测量。没有量筒或量杯时，可用弹簧秤和水，通过测量浮力大小，结合阿基米德原理计算Ｖ排（全部浸没），也可以用天平测排水的质量（全部浸没），再利用密度知识来计算Ｖ排。当无法直接测物体的质量时，就可以用漂浮的方法利用Ｆ浮＝Ｇ的原理，测出Ｆ浮也就知道了Ｇ，物体的质量也就可求了。这种质量或体积的替代测量方法一般多见于测量物质密度的方法中。还有许多物理量的测量都用到了等效替代法。等效替代法还可以用在一些器材的等效上，如果在研究某一个物理现象和规律中，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代，这样不仅能顺利得出结论，而且容易被学生接受和理解。例如，在探究平面镜成像规律的实验中，用玻璃板替代了平面镜，因两者在成像特征上有共同之处，容易使学生接受，而玻璃板又是透明的，能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛，便于研究像的特点，揭示出平面镜成像的规律。有了这些科学方法的启发，学生在以后遇到有关问题时就可能运用自如了。比如在学习伏安法测电阻之后，要求学生设计一个实验，在缺少电压表或电流表，但另给一个定值电阻的情况下，要求测出未知电阻的阻值，应该怎么办？学生就可以用等效替代的思想来进行设计了，即让电流表与定值电阻串联来与电压表等效，或者让电压表与定值电阻并联来与电流表等效，每当学生自我解决了一个问题后，他们绝对会有一种“柳暗花明又一村”的感觉，对物理的兴趣也自然而然的增加了不少。四、转换法所谓“转换法”，主要是指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法。例如，在研究电热的功率与电阻关系的实验中，电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较，而我们通过转换为让煤油吸热，观察煤油温度变化情况，从而推导出那个电阻放热多。进而再问该实验能否不用煤油而改用其它方式来观察电阻通电后的发热情况？这样促使学生思维得以发散，转换的思维方法得到训练，设计实验的能力也随着提高了。弹簧测力计的原理也隐含了一个间接测量原则。即用可直接量度的量去间接表现那些不便直接观察不便直接测量的量。在这里，弹簧的长度变化是可以直接观察直接测量的，而力的大小是看不到措不着的，但是力的大小却和弹簧长度的变化有关系，所以我们就可以用弹簧的伸长量来量度力的大小。不仅测力计是这样的，温度计、压强计、气压表（高度计）、电流表、电压表、时钟速度表都是如此，看见的是长度、角度的变化，反映的是温度、液体压强、大气压强（高度）、电流、电压、时间、速度的变化。初中物理中有很多地方都用到了转换法的原理。研究物体升温吸热的多少与哪些因素有关时，可通过观察放入其中的相同电热器加热时间的长短来判断吸热多少。利用扩散现象来研究分子的运动及分子运动的快慢。研究动能或势能大小时通过观察运动的小球推动纸盒移动距离的大小或是木桩被打入地下的深度，来推断动能和势能的大小。研究力、电流、磁场时，由于它们都是看不见摸不着的东西，我们可以利用力所产生的效果、电流产生的各种效应、磁场的基本性质来研究它们。比如可以通过泡沫塑料凹陷的程度来知道压力的作用效果大小，用灯光的亮度来感知电流的大小、用电磁铁吸引大头针的个数来判断其磁性强弱。将光在透明空气中的传播转换为在烟或水雾中的传播来观察光的传播方向。再如，把发声体的微小振动用泡沫塑料球的振动来进行放大，把物体热胀冷缩的微小变化用细管中液柱的高度变化来放大，把物体受力后的微小形变用平面镜反射光线的偏转角度来进行放大等等都是利用了转换法。转换法可以通过转换研究对象、空间角度、物理规律、物理模型、思维角度、物理过程、物理状态、时间角度等达到化繁为简，化难为易，间接地解决问题。这对于学生的想象设计能力和创造性思维品质的培养是大有益处的。五、理想化方法纵观物理学发展史，许多重大的发现与结论，都是由于科学家们经过大胆的猜想构思，创建出科学的理想化的物理模型，并通过实验检验或实践验证，在模型与事实基础很好吻合的前堤下获得的。伽里略和牛顿构建了光滑这一理想化的模型，才有惯性定律的重大发现。法拉第在1852年，对带电体、磁体周围空间存在的物质，设想出电场线、磁场线一类力线的模型，并用铁粉显示了磁铁周围的磁力线分布形状，从而建立了场的概念，对当前的传统观念是一个重大的突破。卢瑟福也在1911年构思出原子的核式结构模型。用理想化模型代替客观原型的研究方法就是“理想化方法”。它又分为“理想实验法”和“理想模型法”。例如，我们在研究真空能否传声的时候，将一只小电铃放在密闭的玻璃罩内，接通电路，可清楚的听到铃声，用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气，听到铃声越来越弱，这说明空气越稀薄，空气的传声能力越弱。实验中无法达到绝对的真空，但可以通过铃声的变化趋势，推测出真空不能传声，这与牛顿第一定律的建立过程是非常类似的。这属于理想实验法。如果教师在教学中注意很好地渗透这一方法，有利于培养学生的科学思想，提高学生的创新能力。在初中教材中，我们熟悉的理想化模型有：杠杆（只要能绕着固定点转动的物体都可以看做是杠杆）、斜面（像盘山公路这样起点为低终点高的弯曲面可以看做是斜面）、轮轴（像门把手、汽车方向盘、脚踏板、扳手这样在使用中某部分转动形成的轨迹是一个圆的机械都可以看作轮轴）、连通器（上端开口、底部连通的容器都可以看做是连通器）、薄透镜、光线、磁感线等等。正是引入了这些理想化的物理模型，才得以使我们面对许多复杂的现实问题，通过简化处理能够比较顺利地予以解决。我们也常常运用理想化方法，对于某些问题可以通过寻找和建立合适的理想化模型来处理，即将研究对象、条件等理想化，以达到化繁为简的目的。另外，常用的科学方法还有类比法、图象法、归纳法、比较法、演绎法、推理法、想象法、逆向思维法、宏观与微观结合法、累积法，以及微分法等等，这里就不一一獒述了。
当前，基础教育课程改革正在深入发展，义务教育阶段的物理课程标准已经试用几年，今年又颁布了高中物理课程标准，拉开了高中物理课程改革的序幕。新课标明确提出物理课程的目的是提高全体学生的科学素养；在课程结构上注重共同基础，体现选择性；在课程内容方面体现时代性、基础性和选择性，设计了模块课程供学生选择，这是课程改革的一项重要举措。然而，要真正落实新课标的要求，促进学生科学素养的全面发展，则需要深入开展课堂教学改革，改变以知识传授为主的传统教学方式，逐步形成以促进学生发展为主的现代物理教学方式。这是一个艰巨的过程，需要有明确的指导思想和物理教育工作者的共同努力。从国内外物理教育改革的发展趋势和研究成果来看，应当用科学探究的思想指导高中物理教学改革。 目前，物理教育界对于科学探究有不同的理解和认识。有一种观点认为，只有把学生放开，让他们自己发现问题，自己动手实验才是科学探究，才是探究式的学习方式。这种观点是对科学探究的狭义理解，只看到了科学探究的自主性和操作性层面，而忽视了科学探究的本质含义。我们在实际教学中，不可能每个课题都用这种探究的方式学习。因此，如何理解科学探究和怎样用科学探究的思想指导物理教学改革就成了一个重要的研究课题。 从物理学的发展历程来看，伽利略开创了实验研究的先河，他对自由落体的研究堪称科学探究的典范；牛顿经过对天体运动的长期思考，最终发现了万有引力，将地球与天体的运动规律统一起来，又何尝不是科学探究里程中的丰碑？电磁感应定律是法拉第实验探究的结果，麦克斯韦方程组则是理论思维的结晶。物理学革命的标志量子论和相对论的创立，哪一个不是科学探究的辉煌成就？因此，科学探究的含义是十分广泛的。 从物理教育的角度来看，我们可以从以下三个层面来理解科学探究：首先是观念层面，科学探究体现着现代科学观。科学不是已经完成和固化了的知识体系，而是人类对自然界的永无止境的探究过程。科学的知识体系在探究过程中不断发展和变化，许多科学的结论是待证伪的，是在发现新的证据之后需要修正的。人类对自然界的认识尚且如此，对学生而言，其个体的认识也需要在探究过程中不断发展和改变。因此，学习物理的过程是一个不断转变对自然界的原有认识和观念的过程，是一个自觉的实现观念自我更新的过程。第二是思想方法层面，科学探究是科学家群体在长期探索自然规律的过程中所形成的有效的认识和实践方式，其中最重要的是科学思维方式，即我们通常所说的科学思想方法。当代科学教育理论认为，科学探究没有固定的模式，但有一些可辨别的要素，如提出科学问题、建立假设、搜集证据、提出理论或模型、评估与交流等，这些都是科学思想和工作方式的体现。在物理课程标准中，根据这些要素提出了对学生理解科学探究和发展科学探究能力的要求。第三是操作技能层面，任何实验探究过程都需要某些思维和操作技能，如控制变量、使用仪器、记录和处理数据等。因此，除了第三个层面要求学生必须动手实验之外，以上两个层面都可以以多种方式渗透在教学过程之中。 二、科学探究体现了物理学的本质特征，是物理教学的重要组成部分 科学探究是物理学的本质特征之一，但在我国中学物理教学中一直被忽视。国际物理教育委员会在《物理教育研究与教师教育》一书中讨论的第一个专题就是物理学的本质。文章作者弗伦奇(A P French)指出：总的来说，科学的本质就是观察和探究我们周围的世界，试图从已知事物中确定某些潜在的秩序和模式。物理学主要研究无生命的世界，总是力图确认最基本的原理，并把诸多规律统一起来。他从科学的本质出发，指出了物理学与其他自然科学的区别与联系。物理学的本质特征可以看作由两方面组成，一方面是其过程性特征，即对自然界的观察和探究，体现了自然科学的共性；另一方面是研究对象和追求目标上的特征，以无生命的世界为主要研究领域，力图确认世界最基本的原理，追求内在的统一性。物理学是在不断追求认识统一性的探究过程中发展的，在科学探究过程中寻求事物的本质特征及统一规律的思想方法是物理学的本质特征，是物理教学首先要体现的。中学生对物理的理解和认识是通过亲身经历的学习过程而逐渐形成的。物理课不应当是听课、记笔记、做实验、做习题的结合，而应当是在教师的指导和帮助下不断探究物理现象的本质与内在联系的过程，将科学探究作为物理教学改革的指导思想，这是体现物理学的本质与促进学生科学素养发展相统一的要求，是国际物理教育发展的共同趋势。 在20世纪50年代开始的第一次国际科学课程改革浪潮中，科学探究作为物理学的过程就已经进入了中学课程和教学之中。著名PSSC教材这样写道：物理学呈现出来的不只是干巴巴的事实，从根本上说，是人类探究物质世界本质的一个连续不断的过程。学生需要在物理学习中经历科学探究的过程，这种观点得到了国际物理教育界的普遍认同。虽然布鲁纳倡导的发现法在理论和实践中受到质疑，但科学探究对于物理教育的促进作用是确定无疑的，并且在20世纪末开始至今方兴未艾的新一轮科学课程改革浪潮中再次得到普遍的认同。 三、研究表明：科学探究与物理知识的建构是统一的过程 在物理教学改革中，有许多人担心强调科学探究会影响学生掌握物理知识。用科学探究的思想指导物理教学不是忽视物理知识的学习，而是注重了学生对物理知识的自主建构过程，科学探究与知识的建构是在同一过程中发生的。建构知识与传授知识的本质区别在于：传授是自上而下的，知识的来源是教师和教材，接受者是学生。而建构则是自下而上的，学生的头脑本来就不是一张白纸，他们对于物理现象和问题存在着大量的前概念和特殊的认识和思维方式，这些原有认识只有在科学探究的过程中经过冲突和挑战才可能真正转变，科学的观念和思维方式才能真正建立起来。国内外物理教育的大量研究结果表明，学生学习科学知识的过程是在原有认识的基础上自主建构知识的过程，学生的原有认识和在探究过程中产生的认知冲突在物理知识的建构过程中起着十分重要的作用。 以探究的方式学习物理是当前国际物理教学的发展趋势。以华盛顿大学物理教育研究组编写的探究物理（Physics by Inquiry，1996）为例，该教材是在研究组长期对学生如何学习物理进行深入细致的研究基础上编写的，完全打破了传统物理教材的编写模式。作者在前言中指出：探究物理由一系列以实验为基础的单元组成，一步一步地将学生引入物理学和物质科学。学生通过深入地研究简单的物质系统及其相互作用，获取科学过程的直接经验。学生从自己的观察入手，发展基本的物理概念，使用并解释不同的科学表达方式，建构具有解释和预测功能的模型。所有单元设计都有明确的目的，发展学生的科学推理技能，提供将科学概念、表达方式和模型与实际问题建立联系的实践活动。 在探究过程中帮助学生建构知识的教学策略方面的研究也有了一定成果。下面仅举一个典型的例子，说明如何在教学过程中将科学探究与知识的建构统一起来。尼德若（Niedderer，1987）通过对1619岁的学生的研究，提出了一种以新科学哲学为基础的教学策略。其目的不是用科学理论代替学生自己的观点，而是让学生以探究的方式了解科学理论和自己的观点，并通过比较日常思维与科学思维的差异来达到学习科学概念的目的。这个策略包含以下六个阶段： 1．准备：教学干预之前的过程，包括准备仪器和相关概念。 2．开始：提出一个开放性问题。 3．实施：包括下列内容：提出问题或形成假设，设计和进行实验，观察，理论讨论，总结发现。 4．对结果进行讨论：全班讨论。 5．与科学的结论进行比较：把学生的发现与相似的历史上的理论或者现代观念进行比较，找出不同之处，并讨论产生这些差异的原因。 6．反思：鼓励学生回顾实施过程，并思考出现的特殊问题或困难。 这种教学策略的后三个步骤体现了科学知识的社会建构过程，将学生、教师、科学家视为一个大群体，学生通过探究只能得出个别结论，而不是普遍性的结论。通过与科学的结论进行比较和反思，将学生个体或小团体的认识发展为一般的认识，从而达到在探究过程中发展科学思维和建构知识的统一。 四、科学探究能激发学生学习物理的内在动机，使学生有效地学习物理 物理课程难教又难学，老师的教与学生的学之间存在差异，这是国际物理教育领域面临的共同难题，表明传统的教学方式不能帮助学生有效地学习。许多研究者关于探究式教学进行了大量研究，结果表明，探究式教学比较符合学生的认识和发展过程。在物理教学中，科学探究将物理学科的探究本质与学生学习的探究过程有机地统一起来，体现了物理教学的本质特征。学生从原有的认识出发，积极参与寻找解释和答案的过程，真正成为探索物理世界的主体。它与启发式教学有着本质的区别，启发式仍然将教师放在主体地位，学生要*教师来启发，因此往往造成启而不发的局面。 科学探究可以激发学生学习物理的内在动机，充分发挥学习的潜能。在探究过程中，学生要明确研究的问题，自己收集和分析信息，做出假设或预测；要在老师的指导下，在共同讨论证据、比较结论以及把自己的结论和科学知识进行比较和建立联系的过程中，获得新的观点和新的思维方式，主动地构建、修正或放弃自己原有的认识和解释，从而扩展对科学的理解和认识。这个过程涉及到深层次思维过程结构的重组和元认知意义上的建构，可以提高学生的质疑、推理和批判性思考的能力，增强他们对自己学习的控制和责任感，从而更加有效地学习物理。 探究式教学不仅在西方国家有较长的历史和相关研究，在我国的台湾和香港也已经有了多年的实践。在我国的物理教学改革中，也有不少教师在尝试探究式教学，并取得了一定的成效。但由于受到课时的限制和应试教育的压力，高中物理课堂教学改革受到一定影响，但研究性学习和课题研究的开展在教师观念转变和经验积累两方面都起到了一定作用。 五、对高中物理教学改革的建议 虽然学生学习科学的本质具有共性，国外和港、台的有关研究成果可供我们借鉴。但教学过程是一个非常复杂的过程，受多种因素的影响和制约，其中社会环境、文化背景和学校条件等因素也是不可忽略的，而正是在这些方面，我国与发达国家存在较大差异。从我国目前的情况来看，发达地区与不发达地区之间、重点中学与普通中学之间也存在很大差异。探究式教学作为一种现代物理教学模式，应作为我们教学改革和发展的方向，但不可能一步到位。在目前条件下，用科学探究的思想指导物理教学改革应当是可行的，关键在于教师对于探究性教学的认同和对于有效的物理教学的责任感，同时，教师自身对科学探究的理解和引导学生开展科学探究的能力也是非常重要的。 教师可以根据学校和学生的实际情况，将科学探究作为物理教学的指导思想，从以下三个方面入手，逐步改变传统的教学模式，向探究教学的方向发展。第一，将科学探究的思想体现在具体的教学方式和方法之中。教师应把握科学探究的本质，而不是将其形式化和程式化。例如，教师的讲授作为一种具体的教学方法，既可以变成满堂灌式的知识传授，也可以体现科学探究的思想，作为探究式教学的补充。关键在于教师在何时使用这种方法以及如何使用。第二，就像科学家的探究过程一样，学生的探究方式是灵活多样的，而不是一整套具体的模式和程序，教师应注意启发学生探究的积极性，培养他们自主探究的意识和能力。第三，科学探究并不一定需要装备良好的实验室，教师要想办法利用生活中的低成本的物品，因陋就简引导学生开展探究活动。 这样，用科学探究的思想指导物理教学就存在着多种教学方式，学生动手实验是其中一种重要的方式，但不是惟一的方式。任何物理教学内容都是科学探究过程与结果的统一，都是一个发现和提出问题直至问题解决的过程，只是在以前的教学中忽视了作为过程的科学探究方面，常常将科学的结论直接告诉学生，让学生理解和运用，使科学的过程与结果分离开来。用科学探究的思想和观念指导物理教学，教师首先要创造一种探究学习的课堂氛围，使学生逐步体验和认识到，学习物理就是在教师的引导和帮助下不断探索周围的物质世界，不断发展自己的认识和探究能力，形成科学的思维方式和行为习惯的过程。教师要从科学发展的角度认真研究教学内容，分析科学家提出和解决问题的研究方法；在充分了解学生的原有认识和思维方式的基础上，从学生发展的角度把握每一个重要物理问题的提出、研究和解决过程，针对学生的实际将大问题分解成小问题，最后转化为学生感兴趣而又能够解决的问题。给学生提供研究所需的仪器、数据或资料，引导学生用科学的研究方法和思维方式来探究问题的答案，尝试自己解决或通过合作学习解决这些问题。在学生遇到困难时，可以采用多种方式（如多媒体教学等）展示或重现物理学家的探究过程和思想方法，给学生以启迪。在这个过程中，引导学生主动寻求和建立知识之间的联系，自主建构对物理世界的认识。只有这样，物理课程标准提出的三维目标才能在学生身上真正实现。答：教师应摒弃传统的教学模式，以新的教学理念，积极开展兴趣小组活动，激发学生兴趣，调动学生的学习能动性，培养学生的综合素养。那么，我们该如何开展初中物理兴趣小组活动呢？一、细心做好兴趣小组活动计划 做好活动计划的拟订有利于活动有条不紊的进行，它是开展活动的首要环节。教师应根据学生的学习情况和...
答：如何在初中物理教学中实施探究性学习 什么是研究性学习？学生在教师的指导下，从社会科学和自然科学发现某个问题或专题，用科学研究的方式、方法去认识问题，获取知识，以达到问题的认识深化或者最终解决，这就是研究性学习。在研究性学习中，研究方案的确定，资源的开发利用，合作者的确定均由学生自主解决。
答：例如：在《大气压强》一节教学开始时，教师先做一个实验：向盖子紧盖的热的薄铁皮桶淋冷水，原先形状规则的铁皮桶发出阵阵响声变扁了。实验有声有形，很自然地激发起学生探究的期待，本节课要学什么自然也就明确了。 （2）由学生熟悉的日常生活现象入手引入课题 学生对某些与课题密切相关的日常生活现象...
答：初中物理教学中开展研究性学习,就是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本研究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,让学生主动地探索、发现和体验,学会对信息进行收集、分析和判断,并有充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组...
答：学探究的精神,更好地使学生养成科学探究的能力。【关键词】实验教学;科学探究;探究兴趣; 新一轮基础教育课程改革背景下,科学探究已被作为理科各科教学的核心并要求贯彻落实。作为自然学科之一的物理学科也不例外,物理新课程标准中最突出的特点是把科学探究列入到了课程内容标准中,强调在教学中要积极地培养学生的创新...
答：实验探究课的教学,就是让学生在教师的组织和指导下有目的、相对独立地进行探索研究,从而激发学生求知欲望,促进学生思维水平的发展,提高学生运用知识解决实际问题的能力,培养学生严谨求实的科学态度,并从中得到科学思想的熏陶,为培养创新精神、创造思维打好基础。为此,我认为物理实验探究课的教学要注意一下几个方面: (...
答：回答：[关键词]中学物理;实验探究课;创新能力 新课程已走进我们的学校,走进我们的课堂,走进我们的生活。物理新课程标准着重指出物理学科注重科学探究,提倡学习方式多样化,保持对自然界的好奇,发展对科学的探索兴趣,在了解和认识自然的过程中有满足感和兴奋感。养成良好的思想习惯,在解决问题或作决定时能...
答：为此,笔者以培养学生的科学探究能力为出发点,对物理实验教学进行改革,尽可能将演示实验改为学生实验,将验证实验改为探究实验,力求让学生自己动手“学科学、做科学”。 一、改进和优化演示实验,突出科学探究 教学实践中,我将光的反射定律、欧姆定律等演示实验都设计成了探索性的学生实验。 例如:在“大气压的测定”这...
答：这样既可以培养学生提出问题的能力，又培养了他们的合作意识。兴趣是学习的动力，没有兴趣，学习就会变得很枯燥。但如果兴趣没有发展成为稳定的求知欲，学生就不可能对科学真理的追求产生理智感。2 重视实验，激发学生的探知欲 实验是物理课堂教学中不可缺少的主要环节，特别是新课程改革，强调实践性，探究...
答：二、教师在自主学习的教学中创造多种机会让学生进行科学探究 在探究物理或化学反应前后质量是否发生变化这一问题中，通过学生猜想与假设、设计实验方案、分组实验、小组讨论、交流汇报最后得出物理反应前后质量不变，并得出质量守恒定律的内容。通过碳酸钠与稀盐酸反应在敞口容器内进行天平不平衡，而在密闭容器...
