時間：2023-06-21 08:58:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇科學(xué)探究的要素，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
一、提出問題
用多媒體演示儀播放我國出現(xiàn)的一些干旱和洪澇災(zāi)害，城市缺水等電視新聞片段，學(xué)生討論并提出如下問題：（1）水對生命活動及人類的生產(chǎn)和生活有什么作用？（2）地球上水的分布情況怎樣？為什么有的地方干旱缺水，有的地方卻洪澇成災(zāi)？（3）自然界中的水是否一樣？（4）為什么城市要使用自來水？（5）水體的污染來自哪些方面？如何保護(hù)寶貴的水資源？
二、收集證據(jù)
途徑一：回憶自己以前看過的有關(guān)水的報道.
途徑二：網(wǎng)上搜索.
途徑三：查閱報紙雜志等.
途徑四：社會調(diào)查：調(diào)查自來水廠生產(chǎn)過程，化工生產(chǎn)中用水、污水的凈化及排放情況，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥和化肥的施用情況，城市河流的污染來源等.
途徑五：實(shí)驗探究
（一）猜想與假設(shè)
學(xué)生根據(jù)已有知識和平時積累的經(jīng)驗，認(rèn)為自然界中的水是①一樣 ②不一樣 ③水相同，但水中還含有的其他相同的物質(zhì) ④水相同，但水中含有的其他不同的物質(zhì)
（二）進(jìn)行實(shí)驗
1.分別采集江水、河水、井水、蒸餾水，觀察發(fā)現(xiàn)江水渾濁，河水、井水、蒸餾水都澄清.
2.取江水兩份，其中一份加入少量明礬，都靜置，發(fā)現(xiàn)加明礬的很快變清，另一份長時間后變清，再進(jìn)行過濾，濾液無色澄清，濾紙上有泥沙.
3.取部分濾液、河水、井水、蒸餾水分別加熱煮沸，再靜置冷卻，發(fā)現(xiàn)井水有白色沉淀物.
4.取少量濾液、河水、井水、蒸餾水放在玻片上，分別加熱蒸干，都產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣遇冷的燒杯底又凝聚成水，除蒸餾水外，其他在玻片上都留下痕跡.
5.在蒸餾水中加氯化鈣、碳酸鈣粉未、膽礬，攪拌后靜置，觀察現(xiàn)象.
6.在氯化鈣溶液、井水和蒸餾水中分別加一些肥皂水，攪拌，發(fā)現(xiàn)井水和氯化鈣溶液中泡沫很少，并形成白色垢狀物.
7.將濾液、河水、井水、蒸餾水分別加入水的電解器中通電并觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)都有氣體生成，電源正極放出的氣體少，負(fù)極放出的氣體多.
8.將負(fù)極氣體點(diǎn)燃并在火焰上方罩一干冷的燒杯，正極氣體用帶火星的木條檢驗.
（三）解釋和結(jié)論
由實(shí)驗1、2發(fā)現(xiàn)江水中有不溶性雜質(zhì)（泥沙），靜置后會沉淀，且加入明礬時能加快沉淀的速度，用過濾的方法可除去不溶性泥砂；由實(shí)驗3、4發(fā)現(xiàn)濾液、河水、井水中有不同的雜質(zhì)而蒸餾水中沒有，固蒸餾水應(yīng)屬純凈物，自然界中的水一般不是純凈物；由實(shí)驗5、6可知，水中可溶解多種物質(zhì)，而溶有其他物質(zhì)后，其性質(zhì)會有所改變；由實(shí)驗7、8可知，水在電解時都產(chǎn)生了氫氣和氧氣，因此水是由氫氧兩元素組成.綜上所述，自然界中的水一樣，但水中一般會含有不同其他物質(zhì).
三、獲得結(jié)論
學(xué)生將搜集到的資料按下列分類進(jìn)行匯總，交流討論獲取共識.（1）水是寶貴的自然資源.（2）水的存在.（3）水的污染.（4）防止水污染的措施和方法.（5）水的性質(zhì).（6）水的組成.
反思與評價：（1）如何用實(shí)驗的方法測定物質(zhì)的組成？（2）海水能否飲用？為什么？（3）如何保護(hù)寶貴的水資源？
評析：水的探究活動通過播放有關(guān)水的電視錄相，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)為什么許多地方缺水，水污染，自然界中的水是否相同等問題，從而為探究活動作準(zhǔn)備，也培養(yǎng)了學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題，尋找科研課題的能力.
水是我們熟悉的物質(zhì)，但當(dāng)我們研究它時，卻發(fā)現(xiàn)許多新的問題，這些問題一般都來自于社會和自然，解決這些問題獲得的知識最后又服務(wù)于社會和自然，從而激發(fā)了學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
學(xué)生雖然對水比較熟悉，但其知識點(diǎn)比較多，且比較零散，因此，難形成全面的認(rèn)識，實(shí)驗的設(shè)計應(yīng)將學(xué)生想到的和書本上的進(jìn)行整合而得到，其他資料的搜集和整理也不可能由一個人來完成，因此該探究過程要分組進(jìn)行，全體學(xué)生共同協(xié)作完成，培養(yǎng)學(xué)生的集體協(xié)作精神和分析整理能力.
環(huán)境保護(hù)是社會熱點(diǎn)問題，學(xué)生通過調(diào)查研究，逐步樹立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會問題，初步形成主動參與社會決策的意識.
實(shí)驗探究的設(shè)計思路是：通過自然界中的水因含有其他物質(zhì)而具有一些不同的性質(zhì)，我們用實(shí)驗的方法分離出其中不溶和可溶的物質(zhì)，再在蒸餾水中加入其他物質(zhì)，使其具有不同的性質(zhì)，最后通過化學(xué)方法證明他們具有相同的組成，由此得出水的組成相同，水中能溶解多種物質(zhì)，自然界中的水一般都溶有許多物質(zhì)而不純等結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗探究能力.
課程改革以來,初中物理教學(xué)正逐步由目標(biāo)教學(xué)向探究型教學(xué)轉(zhuǎn)化,這對促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗技能、探究能力、創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)的提高具有舉足輕重的作用。但不可否認(rèn),在初中物理探究教學(xué)中還存在不少誤區(qū),如果對這些誤區(qū)不及時地給予澄清、解決,將直接影響物理探究的有效性。本人在教學(xué)實(shí)踐中經(jīng)歷了幾年的磨礪,在物理探究型教學(xué)上積累了一些經(jīng)驗,在此對于探究性教學(xué)中存在的一些誤區(qū)和同行探討。
一、 認(rèn)為物理探究教學(xué)是唯一的方式
物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出:物理課程突出科學(xué)探究,但探究只是一種讓學(xué)生理解科學(xué)知識的重要學(xué)習(xí)方式,并不是唯一的方式。可是,一些物理教師由于知識和認(rèn)識上的原因,在教學(xué)任何問題都要用物理探究的方法。事實(shí)上,課堂中有效的學(xué)習(xí)要依靠多種不同的教學(xué)方法,所有的科學(xué)知識都只用一種方式來教是低效的。在選擇具體的教學(xué)方法時,一個比較明智的做法是將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)對象有機(jī)地結(jié)合起來考慮。如果只要求學(xué)生掌握某個結(jié)論,那么講授法也許就能達(dá)到目的,如果必須要學(xué)生了解過程與方法,以便更好地掌握概念、規(guī)律等,那么教師就要考慮設(shè)計一個探究過程。也就是說,具體選擇哪種教學(xué)方法或哪幾種教學(xué)方法的組合,關(guān)鍵看想要達(dá)到什么目的,而不是一味提倡物理探究,徹底拋棄其他方法。
二、 把物理探究按照一定的步驟進(jìn)行
物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出:進(jìn)行科學(xué)探究的方式是多種多樣的,其基本過程一般包括提出問題、進(jìn)行猜想與假設(shè)、制訂計劃與設(shè)計實(shí)驗、獲取事實(shí)與證據(jù)、檢驗與評價、合作與交流等六個要素。可是,許多物理教師卻把要素誤認(rèn)為是環(huán)節(jié),在每次探究活動中都不敢遺漏任何一個要素,按部就班地忠實(shí)地執(zhí)行這六個要素。這種步驟化的課堂探究,由于過分追求探究過程的完整性,在時間上是很難保證的,即使做到了,對每個要素的挖掘也只能是淺嘗輒止。因此,對于一個具體的探究活動,不應(yīng)是所有的要素都要強(qiáng)化。學(xué)生應(yīng)該在哪個要素上花工夫,或者說,探究活動的主要能力目標(biāo)是哪個要素,應(yīng)根據(jù)課題的特征、知識的循序漸進(jìn)要求和學(xué)生的身心特點(diǎn)等進(jìn)行合理和全面的規(guī)劃。這樣一節(jié)課雖然只突出了某一兩個要素,但不同的課題分別突出了不同的要素,學(xué)生所得到的將是深入和全面的發(fā)展。
三、 認(rèn)為物理探究就是物理實(shí)驗
物理是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,許多物理探究活動都涉及實(shí)驗,并要求在設(shè)計和動手實(shí)驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識、探索精神和探究能力。于是,一些物理教師將科學(xué)探究與學(xué)生動手實(shí)驗簡單地等同起來,認(rèn)為科學(xué)探究就是讓學(xué)生更多地動手做實(shí)驗,所有的探究活動都要經(jīng)過實(shí)驗。其實(shí),這是對科學(xué)探究的一種錯誤理解,雖然實(shí)驗是物理學(xué)科的基礎(chǔ),但絕不是說,物理課上中的每一個規(guī)律都應(yīng)該或可以直接由實(shí)驗總結(jié)出來。沒有實(shí)驗的教學(xué)過程同樣可以總結(jié)出規(guī)律,同樣可以是物理探究,如根據(jù)實(shí)驗推理等,它們同樣具有重要的意義。此外,由于有的動手操作實(shí)驗并不能保證學(xué)生思維的真實(shí)投入,也不是真正意義上的探究。物理探究不僅涉及邏輯推理和實(shí)驗活動,同時還是一個充滿創(chuàng)造性思維的過程。
四、 認(rèn)為物理探究就是合作學(xué)習(xí)
物理課上要鼓勵學(xué)生合作學(xué)習(xí),利用協(xié)作性的小組形式積極開展探究活動。因此,物理教材中設(shè)計的探究活動大多以小組合作的形式呈現(xiàn),公開課上的探究活動也以小組合作的形式展開,日常教學(xué)中由于缺少實(shí)驗器材等原因,探究活動更應(yīng)以小組合作的形式進(jìn)行,久而久之,使許多物理教師認(rèn)為物理探究活動必須小組化、合作化。客觀地說,小組合作探究確實(shí)是一種重要組織形式和教學(xué)策略,但這并不是說不需要獨(dú)立探究了。英國著名科學(xué)哲學(xué)家卡爾波普爾曾指出:“一個成功的探究者必須學(xué)會做一個獨(dú)行者。”通過獨(dú)立探究,可以使學(xué)生獲得第一手的感性認(rèn)識,有利于學(xué)生形成鮮明的表象,為科學(xué)概念的建立及其科學(xué)知識的應(yīng)用打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。如果沒有獨(dú)立探究,談不到創(chuàng)造,只能亦步亦趨,照貓畫虎,創(chuàng)新也就成為一句空話。
因此,物理教師必須用發(fā)展的目光來審視現(xiàn)有的物理探究,根據(jù)學(xué)生的學(xué)情,采取正確的教學(xué)方法,轉(zhuǎn)變固有觀念,更新教育教學(xué)思想,用新課程理念引領(lǐng)物理教學(xué),從而真正領(lǐng)會科學(xué)探究的精髓。
(湯文科 江蘇省淮安市淮陰區(qū)蔣集九年制學(xué)校 223333)
【關(guān)鍵詞】高中物理 探究學(xué)習(xí) 教學(xué)設(shè)計
21世紀(jì)是創(chuàng)新教育的世紀(jì)，當(dāng)今時代，不再是以擁有知識量的多少作為衡量一個人素質(zhì)高低的唯一尺度，創(chuàng)新和實(shí)踐能力成為衡量人才素質(zhì)高低的關(guān)鍵因素。實(shí)踐證明，探究教學(xué)更有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力，拓寬學(xué)生獲取信息的渠道，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
目前，在我校高中物理探究式教學(xué)實(shí)驗逐步深入開展并已積累了一定實(shí)踐經(jīng)驗的條件下，探索和提出探究式教學(xué)模式，有利于教師進(jìn)行較規(guī)范的、具備參照系的、便于操作的探究式教學(xué)。本文結(jié)合本校開展探究式教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗，對本校特色的高中物理探究式教學(xué)模式進(jìn)行初步探討。
一、高中物理探究式教學(xué)原則
設(shè)計任何一種探究式教學(xué)模式，首先要明確的重要問題之一，就是設(shè)計這種教學(xué)模式的指導(dǎo)原則，因為指導(dǎo)原則制約著探究式教學(xué)的目標(biāo)、形式、內(nèi)容和方法。筆者認(rèn)為設(shè)計高中物理探究式教學(xué)模式應(yīng)明確以下幾個基本原則：
1.自主性原則。在探究式教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，教師應(yīng)盡量將時間和空間留給學(xué)生，讓學(xué)生自主思考，積極討論，突出學(xué)生的親自感悟能力，培養(yǎng)學(xué)生的多向思維。但探究的關(guān)鍵不在于探究所用時空的數(shù)量，而在于學(xué)生自主思維的廣度和深度。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的探究能力水平，通常我們可以采用教師引導(dǎo)學(xué)生探究和學(xué)生自主探究兩種形式或兩種形式相結(jié)合的方式。很多時候，教師在探究活動中既是引導(dǎo)者也是合作者，教師的作用就是設(shè)計、組織、協(xié)調(diào)和點(diǎn)撥學(xué)生自主探索與合作交流，激勵學(xué)生的探究興趣。當(dāng)然，我們強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)的自主性并不是任學(xué)生自由發(fā)展，而應(yīng)是整個探究活動在教師的合理調(diào)控之中。最關(guān)鍵的是自主性不僅體現(xiàn)在時間上，而且要體現(xiàn)在學(xué)生思維的主動擴(kuò)展上。
2.靈活性原則。《新課標(biāo)》指出：“在學(xué)生的科學(xué)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。”因此，我們可以稱前一種情況為部分探究，后一種情況為完整探究。通常一堂課僅40分鐘，要涉及所有探究要素較難，特別是在探究式教學(xué)剛開始實(shí)施階段，讓學(xué)生自主完成完整的七個探究要素更是不現(xiàn)實(shí)的。因此，采用部分探究還是完整探究，主要應(yīng)根據(jù)所探究的問題、在某一問題中各要素體現(xiàn)的價值、難易程度以及探究所需時間來決定。學(xué)生在各個探究要素中的能力表現(xiàn)往往是不一樣的，在有些探究要素中，學(xué)生自主性較強(qiáng)，能獨(dú)立駕馭；在有些探究要素中，學(xué)生不能獨(dú)立進(jìn)行，需要教師做必要的引導(dǎo)或點(diǎn)撥。因此，教師需要靈活地選擇探究的側(cè)重點(diǎn)和相對應(yīng)的探究要素，開展探究式教學(xué)。
3.漸進(jìn)性原則。學(xué)生對科學(xué)探究的學(xué)習(xí)需要有一個過程，因此，探究式教學(xué)模式的設(shè)計應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則。教師所采用的教學(xué)模式應(yīng)該是由教師調(diào)控探究逐步發(fā)展為學(xué)生自控探究；所探究的問題也宜由淺入深，由簡單到復(fù)雜。在探究活動中，教師應(yīng)先著重培養(yǎng)學(xué)生的一種探究意識，讓學(xué)生學(xué)會觀察，能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，進(jìn)行大膽猜想，嘗試解決問題或提出解決問題的設(shè)想，在教師的幫助、引導(dǎo)、示范下感受科學(xué)探究的過程，然后再逐漸向更規(guī)范、更完整的科學(xué)探究層次發(fā)展。
探究式教學(xué)形式也是多樣的，既可以是實(shí)驗式的探究也可以是理論式的探究。前者是指在科學(xué)探究過程中主要通過做實(shí)驗來解決提出的問題，后者則是主要通過演繹、歸納等推理方法來解決提出的問題。同時，探究式教學(xué)的內(nèi)容可以是《新課標(biāo)》要求的內(nèi)容，也可以是與《新課標(biāo)》科學(xué)內(nèi)容相關(guān)的交叉學(xué)科的內(nèi)容，還可以是貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會實(shí)際的內(nèi)容等。
二、高中物理探究式教學(xué)教案設(shè)計要素
教學(xué)教案是教師教育思想、智慧、動機(jī)、經(jīng)驗、個性和教學(xué)藝術(shù)的綜合體現(xiàn)，探究式教學(xué)的教案設(shè)計更應(yīng)突出探究式教學(xué)模式的特點(diǎn)。因此，教師在寫教案時，教案設(shè)計應(yīng)包括以下幾大要素：
1.探究目標(biāo)。包括知識與技能，過程與方法和情感、態(tài)度與價值觀三維目標(biāo)。
2.探究重、難點(diǎn)。為充分培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，在探究式教學(xué)過程中，一定要弄清哪些是探究的主要部分，哪些是探究的次要部分，哪些是重點(diǎn)、難點(diǎn)知識，只有這樣才有利于引導(dǎo)學(xué)生圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)展開思考并發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)。
黃恕伯：從2001年到2011年的新課程實(shí)施中，科學(xué)探究教學(xué)在物理課程中得到了重視，教師們對科學(xué)探究的理解已經(jīng)從文本認(rèn)識上升到實(shí)踐體會。但在這段過程中，對科學(xué)探究的理解主要是關(guān)于科學(xué)探究的基本要素方面，即物理科學(xué)探究的提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗與制訂計劃、進(jìn)行實(shí)驗與收集證據(jù)、分析論證、評估、交流與合作這七個要素的含義，思考在探究中怎樣體現(xiàn)這些要素，從而發(fā)展學(xué)生的探究能力。而對于科學(xué)探究教學(xué)中出現(xiàn)的一些矛盾，仍然存在著一定的困惑。例如，科學(xué)探究有非常完備的探究環(huán)節(jié)和豐富的探究過程，學(xué)生要自主經(jīng)歷七個要素，需要花費(fèi)大量的時間，然而課堂時間是有限的，課堂中除了科學(xué)探究活動之外，還有其他教學(xué)任務(wù)需要完成。很多教師感到，只要課堂上進(jìn)行科學(xué)探究，時間就不夠用，構(gòu)成了“豐富的探究過程和有限的探究時間”這一對矛盾。又如，科學(xué)探究提倡學(xué)生自主探究，但課堂中如果學(xué)生完全獨(dú)立地進(jìn)行自主探究，教師不予指導(dǎo)，將會遇到很多困難，探究有時難以進(jìn)行下去，而教師過多、過細(xì)地進(jìn)行指導(dǎo)，又削弱了學(xué)生的自主程度，影響了學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，這又構(gòu)成了“學(xué)生自主”和“教師指導(dǎo)”的另一對矛盾。面對普遍存在的上述問題和困惑，初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，就要引導(dǎo)教師正確認(rèn)識和處理這些問題。
2001年版物理課程標(biāo)準(zhǔn)有兩個科學(xué)探究案例，當(dāng)時撰寫這兩個案例的目的，是為了使教師對科學(xué)探究的七個要素有所了解，第一個案例是課內(nèi)的科學(xué)探究，陳述了“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)”這節(jié)課的探究過程，并把全部過程劃分成了七個環(huán)節(jié)，分別貼上了相關(guān)要素的標(biāo)題，通過具體情景對七個要素進(jìn)行解讀。通過十年的實(shí)施，教師們對七個要素已經(jīng)有了明確的認(rèn)識，案例已經(jīng)很好地完成了它的歷史使命，現(xiàn)已沒有繼續(xù)保留的價值了，當(dāng)今要解決的，是如何引導(dǎo)教師消除科學(xué)探究中的一些困惑。因此，修訂時刪去了原來這個案例，重新撰寫了兩個課例，幫助教師們認(rèn)識：課內(nèi)的探究和課外的探究有什么區(qū)別，案例是怎樣處理以上兩對矛盾的。
新撰寫的兩個案例，一個是“什么情況下磁可以生電”，另一個是“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。盡管這兩個課題的內(nèi)容差別很大，一個是電學(xué)的，另一個是光學(xué)的，但是它們都有一個共同的特點(diǎn)，各個探究要素并不面面俱到：前一個案例側(cè)重于“提出問題”，后一個案例側(cè)重“分析和論證”。由于案例具有情境的支撐，教師閱讀后能具體地領(lǐng)悟到：課堂上實(shí)施科學(xué)探究時，七個要素不是面面俱到的，而是有所側(cè)重，屬于本課題所側(cè)重的要素，教師要舍得花時間，讓學(xué)生自主探究，少加指導(dǎo)；不屬于側(cè)重的要素，教師則可以通過指導(dǎo)，使探究過程可以很快進(jìn)行下去。這就是說，課堂內(nèi)的科學(xué)探究，通過“不同的課題側(cè)重培養(yǎng)不同能力”的辦法，來實(shí)現(xiàn)各種探究能力的全面發(fā)展。
因此，實(shí)施科學(xué)探究教學(xué)時，首先需要根據(jù)所探究課題的特點(diǎn)，分析和確定應(yīng)側(cè)重的要素，隨后依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)“科學(xué)探究能力的基本要求”的條目，通過教學(xué)設(shè)計，把這些基本要求轉(zhuǎn)化為學(xué)生在課堂上的探究行為，通過這些行為的積累，發(fā)展相關(guān)的探究能力。
《中國教師》：實(shí)驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，搞好物理實(shí)驗教學(xué)有利于加深學(xué)生對物理知識的理解，提高學(xué)生的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，發(fā)展學(xué)生的探究能力。教師在實(shí)際教學(xué)中，如何優(yōu)化物理實(shí)驗教學(xué)，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)驗教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)物理實(shí)驗教學(xué)的發(fā)展？
黃恕伯：首先需要提高對實(shí)驗教學(xué)的認(rèn)識。提到物理實(shí)驗，往往會把它和操作技能聯(lián)系在一起，在考查學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰r，總是會想到通過某項實(shí)驗操作來考查學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰Γ珉姳恚螛?biāo)卡、螺旋測微器的讀數(shù)，還有各種物理儀器的使用方法和操作注意事項等。其實(shí)，這些操作技能僅僅是物理實(shí)驗中收集信息能力的一小部分，而收集信息能力又是物理實(shí)驗?zāi)芰Φ囊恍〔糠帧Ｎ锢韺?shí)驗有著寬廣的含義，它包含提出問題、設(shè)計實(shí)驗、收集和分析數(shù)據(jù)、形成結(jié)論和表達(dá)交流等一系列過程。實(shí)驗的目的，是讓學(xué)生在這些過程中提高實(shí)驗?zāi)芰Γ鰪?qiáng)理論和實(shí)踐相結(jié)合的意識，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，發(fā)揚(yáng)自主、合作的科學(xué)精神。物理實(shí)驗是有多維目標(biāo)的。
物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，凡是用“通過實(shí)驗”這一措辭陳述的知識內(nèi)容，都必須通過實(shí)驗來實(shí)施教學(xué)。除此之外，為提高教學(xué)效果，教師還應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件做一些課程標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定的物理實(shí)驗。課程標(biāo)準(zhǔn)涉及物理實(shí)驗的條目共有30多條，這次修訂，課程標(biāo)準(zhǔn)在附錄中列出了20個實(shí)驗項目規(guī)定為學(xué)生實(shí)驗。這一舉措，確保了學(xué)生有一定的動手機(jī)會和自主探究過程，起到了強(qiáng)化實(shí)驗教學(xué)的作用。具體實(shí)施時，有條件的學(xué)校不應(yīng)受20個項目的束縛，仍然可以把規(guī)定之外的一些演示實(shí)驗項目開設(shè)為學(xué)生實(shí)驗。例如“用電壓表、電流表測電阻”這個實(shí)驗，考慮到它的能力結(jié)構(gòu)與“測量小燈泡的功率”完全重疊，而其知識內(nèi)容又和“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”是一樣的，為了避免重復(fù)，20個實(shí)驗中沒有把它列入，但仍然提倡有條件的學(xué)校把它作為學(xué)生實(shí)驗來實(shí)施，因為實(shí)驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)并不是做一次實(shí)驗就可以完成的，能力的形成需要相應(yīng)行為的積累。
當(dāng)前有不少學(xué)校推行學(xué)案導(dǎo)學(xué)，對物理實(shí)驗來說，學(xué)案的設(shè)計應(yīng)該有利于學(xué)生積極思考，有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，不要把實(shí)驗操作步驟按順序一條一條列給學(xué)生，讓學(xué)生呆板地按“施工單”的工序來施工，不求甚解地在實(shí)驗學(xué)案的空格中填空。當(dāng)然，這樣可能比較容易得到預(yù)期實(shí)驗結(jié)果，教師或許能從學(xué)生填寫的“施工單”中獲得很好的感覺，但學(xué)生的能力得不到培養(yǎng)。
《中國教師》：2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)物理教學(xué)與實(shí)際生活的聯(lián)系，這也是物理教學(xué)一直倡導(dǎo)的。您能給大家談?wù)勎锢斫虒W(xué)聯(lián)系實(shí)際的意義和價值嗎？教師在教學(xué)中如何做到這一點(diǎn)，可否給予一些指導(dǎo)意見？
黃恕伯：2011年版的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步強(qiáng)化了物理知識跟生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，更加關(guān)注知識的實(shí)踐應(yīng)用。例如，在電磁感應(yīng)的條目中，增加了“了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”，在浮力的條目中，增加了“運(yùn)用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象”，類似的補(bǔ)充，還出現(xiàn)在大氣壓、機(jī)械效率、焦耳定律等條目中。這些修訂，體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)對“從生活走向物理，從物理走向社會”理念的重視。
物理教學(xué)與生活實(shí)踐相聯(lián)系，將進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識，它不僅有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，對學(xué)生的終生發(fā)展具有重要的積極意義，同時也對提高學(xué)生當(dāng)前的學(xué)業(yè)成績具有現(xiàn)實(shí)意義。2011年昆明市中考題就考了這樣一道題：相距幾十公里遠(yuǎn)的甲、乙兩地間的兩根輸電線上結(jié)滿了冰，利用乙地的直流融冰裝置（直流電源）給這兩根導(dǎo)線同時融冰，應(yīng)怎樣連接？缺乏實(shí)踐意識的考生就會犯“紙上談兵”的錯誤，采用并聯(lián)電路，稀里糊涂地把直流融冰電源跟幾十公里外的輸電線用導(dǎo)線連起來，導(dǎo)致答案的錯誤。顯然，本題并不難在知識上，而是在一定程度上考查了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維習(xí)慣。增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識，就能取得該類試題的高分。
要增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識，就需要精選一些聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容充實(shí)課堂，例如跟學(xué)生生活聯(lián)系密切的內(nèi)容、社會熱點(diǎn)內(nèi)容、反映現(xiàn)代科技成果的內(nèi)容等；讓學(xué)生估計生活中有關(guān)物理量的大小；用生活中隨手可得的常見物品（易拉罐、吸管、礦泉水瓶等）在課堂中做實(shí)驗，這樣既可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性，也有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
要增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識，還要選擇優(yōu)化的教學(xué)方式，對于聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，不要單調(diào)地采用“老師講、學(xué)生聽”這種聽覺灌輸式的低級方式，應(yīng)該重視圖片、視頻、實(shí)物演示等視聽同步教學(xué)；有條件的，還應(yīng)該讓學(xué)生通過自己動手獲得實(shí)踐體驗；進(jìn)一步的教學(xué)設(shè)計，還可以融入富有趣味的學(xué)術(shù)性游戲；再高一個層次，讓學(xué)生經(jīng)歷創(chuàng)造性地聯(lián)系實(shí)際解決問題的過程。上面列出的教學(xué)方式是一個遞進(jìn)的優(yōu)化過程，應(yīng)該盡量設(shè)計優(yōu)化的教學(xué)方式來實(shí)現(xiàn)知識和實(shí)踐的聯(lián)系。
《中國教師》：怎樣才能更好地理解和落實(shí)2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)的宗旨和目標(biāo)，是廣大教師要努力與奮斗的，對此，您還有哪些建議與要求寄予廣大教師？
黃恕伯：這次課程標(biāo)準(zhǔn)修訂的一個主要特點(diǎn)，就是在知識上向下作了微調(diào)，為減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，適當(dāng)?shù)卦趥€別地方降低了知識要求，例如把“知道波長、頻率和波速的關(guān)系”修改為“知道波長、頻率和波速”，不再對三者的關(guān)系提出要求，把“理解機(jī)械效率”下調(diào)為“知道機(jī)械效率”等。但“過程與方法”目標(biāo)方面卻恰恰相反，是向上進(jìn)行了微調(diào)，適當(dāng)?shù)靥岣吡丝茖W(xué)探究的要求，在公布的20個學(xué)生實(shí)驗中安排了9個科學(xué)探究實(shí)驗，而課改前教學(xué)大綱規(guī)定的17個學(xué)生實(shí)驗中研究性實(shí)驗只有一個半。在“情感·態(tài)度·價值觀”目標(biāo)方面，也是向上微調(diào)的，不少知識點(diǎn)補(bǔ)充了與實(shí)踐相聯(lián)系的內(nèi)容要求。
課程目標(biāo)要求在結(jié)構(gòu)上的這種微調(diào)，與當(dāng)前迫切需要糾正初中物理教學(xué)某些弊端的現(xiàn)狀是吻合的。不少教師由于過分強(qiáng)調(diào)“知識”目標(biāo)，隨意拔高知識要求，加重對知識與技能刻板訓(xùn)練的強(qiáng)度，助長了學(xué)生的死記硬背，養(yǎng)成了學(xué)生的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，最終造成學(xué)生能力的低下，對學(xué)習(xí)的厭倦。現(xiàn)實(shí)教學(xué)中的這種弊端，就是對“過程與方法”“情感·態(tài)度·價值觀”目標(biāo)沒有引起足夠重視的結(jié)果。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗探究 高考試題 實(shí)驗裝備
倡導(dǎo)科學(xué)探究是本次基礎(chǔ)教育課程改革的主要內(nèi)容之一,其主要目的就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)探究教學(xué)有多種方式,實(shí)驗探究是理科教學(xué)中較為普遍的一種。將科學(xué)探究與科學(xué)實(shí)驗結(jié)合起來,在探究中進(jìn)行實(shí)驗,或者依托實(shí)驗進(jìn)行探究,既能發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰?又可以比較全面地培養(yǎng)科學(xué)探究能力。如何考查和評價實(shí)驗探究是當(dāng)前理科教學(xué)中的重要問題,采用實(shí)驗探究試題來考查學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Σ皇橛幸娴膰L試。有鑒于此,本文試圖通過對高考實(shí)驗探究試題的分析,歸納出該類試題的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上對實(shí)驗裝備和實(shí)驗探究教學(xué)提出建議,以期對理科教學(xué)以有益的啟示。
一、高考對實(shí)驗及探究能力的要求
生物、化學(xué)和物理是傳統(tǒng)的理科科目,都屬于自然學(xué)科,都以自然世界為主要研究對象,實(shí)驗和探究是它們的共同特點(diǎn)。高考中進(jìn)行探究能力考查也主要集中在這3門學(xué)科的試題中。新課改強(qiáng)調(diào),實(shí)驗和探究不僅是理科教學(xué)的重要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式,也是理科教學(xué)應(yīng)當(dāng)達(dá)成的課程目標(biāo)。新課改高考也對實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰γ鞔_提出了考試要求。為了說明在新課程改革后高考對實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Φ目荚囈?下面以首次進(jìn)行新課改高考的北京為例,分析和比較《2010年普通高等學(xué)校全國統(tǒng)一考試北京卷考試說明》中生物、化學(xué)和物理3科的能力要求,各科考試的能力要求見表1。
從表1可以看出:
1.3個科目都對實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰μ岢隽丝荚囈?/p>
實(shí)驗和探究都是自然科學(xué)的基礎(chǔ),是自然科學(xué)發(fā)展的動力。在理科教學(xué)中,實(shí)驗具有不可替代的重要作用和地位,科學(xué)探究也同樣如此。因此,對實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰M(jìn)行評價,并在選拔性考試中作為一項重要的考查內(nèi)容而提出明確的要求,也是情理之中的。
2.實(shí)驗?zāi)芰Φ木唧w要求
3個學(xué)科對實(shí)驗考查的內(nèi)容和要求基本相同:一是指明了所要考查的實(shí)驗內(nèi)容,是教材所規(guī)定的實(shí)驗;二是提出了能力要求,要求考生能夠正確使用和選擇實(shí)驗儀器,能理解實(shí)驗原理和方法,能掌握應(yīng)用相關(guān)操作,能夠收集、處理數(shù)據(jù)并對相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋、分析、說明和評價;三是考查的實(shí)驗類型有所改變,將探索性試驗和設(shè)計性試驗的考查劃歸于探究能力的要求之下。總體來說,實(shí)驗?zāi)芰Φ目疾橐竺鞔_,體現(xiàn)了實(shí)驗的基礎(chǔ)性地位,突出了實(shí)驗?zāi)芰Ρ旧淼膬?nèi)涵和意義,這將有助于高中理科的實(shí)驗教學(xué)和實(shí)驗備考。
3.科學(xué)探究能力的具體要求
3科均對學(xué)科問題的初步探究能力提出了要求,雖然詳略不一,但主要都包括提出解決問題的思路和方案、構(gòu)建模型、設(shè)計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗、收集和處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、進(jìn)行解釋和評價、進(jìn)行修改和完善等方面。此外,物理學(xué)科還明確給出了信息獲取、問題提出等方面的要求。
4.實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Φ年P(guān)系
3門學(xué)科的考試說明對于實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Φ年愂?出現(xiàn)了合并陳述和分開陳述兩種情況。化學(xué)和生物就采取了兩種能力合并陳述。而物理學(xué)科卻不這么處理,不僅將兩種能力的要求分開描述,還將實(shí)驗?zāi)芰w于基礎(chǔ)能力層次,將探究能力歸于較高能力層次,即使在探究能力具體要求中出現(xiàn)了實(shí)驗?zāi)芰Ψ矫娴膬?nèi)容,也只限于實(shí)驗的設(shè)計。
科學(xué)探究的方式有許多種,實(shí)驗只是其中的一種,還有其他的方式和途徑,但是由于實(shí)驗在探究中的重要作用以及通過實(shí)驗進(jìn)行探究所具有的實(shí)踐性、完備性和豐富性,實(shí)驗探究就成了探究教學(xué)最為主要的形式。探究能力的考查要依照探究教學(xué)的實(shí)際情況。從實(shí)驗探究教學(xué)出發(fā),借鑒實(shí)驗?zāi)芰疾榈慕?jīng)驗,并將實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Φ目疾檫M(jìn)行一定程度的綜合,實(shí)驗探究試題就應(yīng)運(yùn)而生了,頻繁出現(xiàn)在各種考題中,成為紙筆考試考查探究能力的主要方式。
二、2010年高考實(shí)驗探究試題的分析
在高考理科綜合考試中,實(shí)驗探究試題是科學(xué)探究能力考查的主要形式。將實(shí)驗探究試題進(jìn)行整理分析,找出其特點(diǎn)和規(guī)律,對于指導(dǎo)探究教學(xué)和高考備考都有重要的意義。2010年高考理科綜合實(shí)驗探究試題的情況見表2。
實(shí)驗探究試題在高考試卷中呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):
1.各卷各科均有實(shí)驗探究試題
除全國卷I,II因為尚未進(jìn)入新課改高考,其余各卷都是新課改高考試卷,都對科學(xué)探究能力提出了考試要求。各套理綜試卷都有實(shí)驗探究試題,分值在12～60分之間不等,有選擇題、填空題、作圖題、簡答題、信息題等題型。有的試卷,3門學(xué)科均有實(shí)驗探究試題,有的試卷只有某一學(xué)科或者某兩門學(xué)科有該類試題。在新課改高考的13套試卷中,有6道化學(xué)實(shí)驗探究試題,生物13道,物理8道。
2.以考查探究能力為主,兼顧實(shí)驗?zāi)芰?/p>
實(shí)驗探究試題主要目的在于探究能力的考查,實(shí)驗?zāi)芰χ皇亲鳛樘骄磕芰Φ囊徊糠帧?shí)驗探究試題,對于實(shí)驗的考查多數(shù)集中在實(shí)驗原理、實(shí)驗步驟和實(shí)驗操作方法上,物理部分試題還考查了數(shù)據(jù)的處理,基本上沒有試題考查基本儀器的使用方法。
3.科學(xué)探究能力考查的特點(diǎn)
科學(xué)探究能力的組成要素,各學(xué)科之間存在著一定的差異,但是最為基本的要素卻比較一致。表2中整理出各道試題所考查的探究能力要素,呈現(xiàn)出一些特點(diǎn):第一,各題考查的探究能力要素多寡不一,有的試題只考查了某一個或者幾個要素,有的試題考查的就比較全面;第二,有些探究能力要素出現(xiàn)的頻次很高,比如分析與論證、設(shè)計實(shí)驗,而另一些探究能力要素出現(xiàn)的頻次較低,甚至受到紙筆測試的限制而無法考查,比如提出問題、交流與評價;第三,由于學(xué)科特點(diǎn)不同,不同學(xué)科考查的側(cè)重點(diǎn)也不一樣,比如物理學(xué)科對于數(shù)據(jù)的收集和處理要求較高,物理實(shí)驗探究試題對這一要素考查的就比生物和化學(xué)要多一些;第四,科學(xué)探究能力要素的考查要求水平不一,有些要素的考查要求比較高,比如設(shè)計實(shí)驗、控制變量,有些要素要求的比較一般,比如評估、猜想與預(yù)測。
4.實(shí)驗探究試題取材科學(xué)、合理
實(shí)驗探究試題的素材內(nèi)容豐富,源于教材,但不拘于教材,體現(xiàn)了學(xué)科知識與社會、科技、生活的聯(lián)系,反映了當(dāng)前社會生產(chǎn)生活的現(xiàn)狀和特點(diǎn),考慮了各學(xué)科之間的聯(lián)系。比如,化學(xué)試題對化工生產(chǎn)中相關(guān)化學(xué)知識的考查,物理試題對太陽能利用中的電學(xué)知識的考查,生物試題對諸如赤潮、抗旱等環(huán)保議題的關(guān)注。
實(shí)驗探究試題在高考試卷中頻繁出現(xiàn),成為科學(xué)探究能力考查的主要方式,這種題型和考查方式在一段時間內(nèi)還會繼續(xù)存在。對實(shí)驗探究試題的分析,把握其特點(diǎn),了解其趨勢,對于我們改進(jìn)探究教學(xué)和高考備考都有重要的意義。
三、實(shí)驗探究教學(xué)開展的建議
《考試說明》界定了高考對實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Φ囊?實(shí)驗探究試題呈現(xiàn)了考查的具體形式和內(nèi)容。通過對它們的整理和分析,我們從中得到一些啟示,用以改進(jìn)實(shí)驗探究教學(xué),以期提高學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。
1.加強(qiáng)實(shí)驗教學(xué),培養(yǎng)實(shí)驗?zāi)芰?/p>
確保實(shí)驗的正常進(jìn)行是開展實(shí)驗探究教與學(xué)的基本要求。實(shí)驗是探究的主要途徑,探究需要借助于實(shí)驗來推進(jìn),如果實(shí)驗不能正常進(jìn)行,實(shí)驗探究也就無從談起。所以,必須加強(qiáng)實(shí)驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰Α?/p>
實(shí)驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)要注意四個方面。第一,引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗的興趣。教師要有目的地引導(dǎo)學(xué)生,把他們的興趣引向?qū)嶒災(zāi)芰Φ陌l(fā)展上來;第二,加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)驗技能的訓(xùn)練。必須加強(qiáng)演示實(shí)驗的示范講解、分組實(shí)驗的實(shí)操訓(xùn)練,嚴(yán)格要求,嚴(yán)格操練,使學(xué)生掌握實(shí)驗儀器的主要性能和使用方法;第三,引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會教材中科學(xué)實(shí)驗的設(shè)計思想和實(shí)驗方案。教材中的實(shí)驗給出了設(shè)計實(shí)驗的思想和進(jìn)行實(shí)驗的方法,教師必須引導(dǎo)學(xué)生對這些思想和方法進(jìn)行必要的歸納和總結(jié);第四,鼓勵學(xué)生多做課外實(shí)驗。學(xué)生通過課外實(shí)驗可以獨(dú)立操作實(shí)驗器材、設(shè)計實(shí)驗方案、選擇實(shí)驗儀器、分析實(shí)驗數(shù)據(jù)、評價實(shí)驗結(jié)果和對實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn),因而可以更好地提高實(shí)驗?zāi)芰Α?/p>
2.把握科學(xué)探究過程,全面提高科學(xué)探究能力
經(jīng)過幾年的摸索和嘗試,科學(xué)探究能力的考查逐漸有了發(fā)展,考查范圍覆蓋了科學(xué)探究能力的多個要素。從2010年高考實(shí)驗探究試題來看,考查了猜想與預(yù)測、設(shè)計實(shí)驗、控制變量、進(jìn)行實(shí)驗、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析與論證、誤差分析、評估與交流等方面內(nèi)容。這就要求在教學(xué)中,應(yīng)該著眼于科學(xué)探究的整個過程,重視每個探究要素的教學(xué),全面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。
科學(xué)探究能力的培養(yǎng)要注意五個方面。第一,科學(xué)探究能力由科學(xué)探究內(nèi)容、科學(xué)探究的過程和科學(xué)探究能力的品質(zhì)這3個維度組成,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力應(yīng)該注重3個維度的協(xié)調(diào)發(fā)展,逐步形成完整而合理的結(jié)構(gòu);第二,科學(xué)探究能力的培養(yǎng)必須貫穿于科學(xué)內(nèi)容的教學(xué)與探究過程中,并且將能力品質(zhì)的訓(xùn)練作為培養(yǎng)科學(xué)探究能力的突破口,要謹(jǐn)防科學(xué)探究中淡化理論思維的做法;第三,科學(xué)探究能力以科學(xué)知識和探究技能為基礎(chǔ),科學(xué)探究能力的發(fā)展離不開知識的理解和技能的掌握,拋開具體的知識進(jìn)行空泛的科學(xué)探究,不利于探究能力的發(fā)展;第四,教材中設(shè)置了不同的探究活動,比如實(shí)驗探究和理論探究,不同的探究活動可以有針對地培養(yǎng)探究能力的不同要素,教師要挖掘教材中的探究活動,有計劃、有步驟地培養(yǎng)各個要素;第五,引導(dǎo)學(xué)生將課內(nèi)探究與課外探究結(jié)合起來,將課內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)用到課外探究中去,獨(dú)立開展探究活動,鍛煉自己的探究能力。
3.開展形式多樣的實(shí)驗探究活動,強(qiáng)化實(shí)驗探究訓(xùn)練
實(shí)驗探究的形式多種多樣,可以是課內(nèi)的實(shí)驗探究也可以是課外的實(shí)驗探究,可以是學(xué)生自主探究也可以是在教師指導(dǎo)下的實(shí)驗探究,可以歷經(jīng)整個探究過程也可以著重某些探究環(huán)節(jié)。具體來說,實(shí)驗探究類型有:演示實(shí)驗探究、分組實(shí)驗探究、邊學(xué)邊實(shí)驗探究、課外實(shí)驗探究。演示實(shí)驗探究主要在于展示規(guī)范的實(shí)驗操作、激發(fā)學(xué)生探究興趣、引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、啟發(fā)學(xué)生提出問題;學(xué)生通過分組實(shí)驗探究,可以訓(xùn)練規(guī)范的實(shí)驗技能、體驗完整的科學(xué)探究、領(lǐng)悟?qū)嶒炘O(shè)計的思想和方法;邊學(xué)邊實(shí)驗探究將教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位結(jié)合起來,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下圍繞著科學(xué)問題,通過科學(xué)實(shí)驗進(jìn)行科學(xué)探究,在探究過程中可以很好地交流與合作,展開較為深入的討論和思考;課外實(shí)驗探究具有較強(qiáng)的獨(dú)立性和實(shí)踐性,通過課外實(shí)驗探究可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、勇于探究和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在教學(xué)中,要充分開展多種形式的實(shí)驗探究,通過不同形式的實(shí)驗探究,在探究目的、實(shí)驗器材、探究方案、操作過程、數(shù)據(jù)分析、主體性、創(chuàng)新性等方面加強(qiáng)學(xué)生探究能力的訓(xùn)練。
4.突出訓(xùn)練學(xué)生探究設(shè)計能力、數(shù)據(jù)分析處理能力和分析與論證能力
高考實(shí)驗探究試題呈現(xiàn)出的一個特點(diǎn)就是,探究設(shè)計能力、數(shù)據(jù)分析處理能力和分析與論證能力的考查頻次多、要求高、內(nèi)容廣泛。2010年高考中,實(shí)驗探究試題對探究設(shè)計能力的考查有10道題,對分析與論證的考查有19道題,對數(shù)據(jù)分析處理的考查有9道題。探究方案設(shè)計能力、分析與論證能力和數(shù)據(jù)分析處理能力都是進(jìn)行科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié),是衡量學(xué)生科學(xué)探究能力高低的重要指標(biāo),是歷年高考考查的重點(diǎn),應(yīng)當(dāng)引起理科教學(xué)的充分重視。在教學(xué)中,要創(chuàng)設(shè)條件,對學(xué)生加強(qiáng)方案設(shè)計、分析與論證、數(shù)據(jù)收據(jù)與處理等方面的訓(xùn)練。根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》對這些探究能力要素的教學(xué)要求,在實(shí)驗探究過程中,盡量讓學(xué)生親身經(jīng)歷方案設(shè)計的過程,分析實(shí)驗要解決的主要問題,提出解決這些問題的各種方案的優(yōu)劣,通過篩選、優(yōu)化、組合形成探究方案,在探究結(jié)束時還要評價這個方案。對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,需要明確數(shù)據(jù)處理的基本方向、科學(xué)原理、數(shù)學(xué)思路、處理方法、處理手段等各個方面,要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,要掌握列表法、圖像法、公式法等數(shù)據(jù)處理方法,能夠?qū)?shí)驗結(jié)果進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確、簡潔、清晰地描述,能夠合乎邏輯地得出正確的結(jié)論。
實(shí)驗探究的靈魂是科學(xué)探究,途徑是科學(xué)實(shí)驗,保障是掌握基本的實(shí)驗技能。實(shí)驗探究教學(xué)要重視學(xué)生實(shí)驗?zāi)芰Φ奶岣?培養(yǎng)他們的實(shí)驗技能,確保實(shí)驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行,同時也必須牢牢抓住科學(xué)探究,積極創(chuàng)造科學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)生開展各個角度、多個層面的科學(xué)探究。在實(shí)驗探究教學(xué)的過程中,既要依托實(shí)驗進(jìn)行科學(xué)探究,也要在探究過程中不斷促進(jìn)實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰Φ陌l(fā)展,特別是方案設(shè)計能力和數(shù)據(jù)處理分析能力。只有這樣,才能真正發(fā)揮實(shí)驗探究的教育功能,在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的能力,提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。
四、高中理科實(shí)驗裝備配置的建議
實(shí)驗裝備是開展實(shí)驗教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和必要保障。兵馬未動,糧草先行。實(shí)驗探究是一種新型的實(shí)驗教學(xué)形式,開展實(shí)驗探究,既需要依托已有的實(shí)驗裝備,充分發(fā)揮它們的功能和作用,也需要開發(fā)新的儀器和設(shè)備,滿足實(shí)驗探究教學(xué)的特殊要求。
1.加強(qiáng)實(shí)驗室建設(shè)
實(shí)驗室是學(xué)校基本的辦學(xué)條件之一,也是重要的課程資源。隨著課程改革的不斷推進(jìn),實(shí)驗室的功能和地位越來越得到凸顯和強(qiáng)化。這就要求,實(shí)驗室應(yīng)提供按照國家課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗內(nèi)容和要求開設(shè)實(shí)驗課的環(huán)境和條件,應(yīng)滿足進(jìn)行課堂演示實(shí)驗和學(xué)生分組實(shí)驗的要求。學(xué)校應(yīng)根據(jù)選用的國家課程、地方課程和校本課程教材來滿足教學(xué)需要,采取按國家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選配、定制、自制的方法,配齊配足課程教學(xué)中演示實(shí)驗、分組實(shí)驗、教學(xué)訓(xùn)練和綜合實(shí)踐活動所需要的教學(xué)儀器設(shè)備。做好教學(xué)儀器設(shè)備更新工作,逐步提高學(xué)校的裝備水平。
2.健全實(shí)驗室人員隊伍
實(shí)驗室人員是實(shí)驗室建設(shè)的主力軍,應(yīng)該重視實(shí)驗室人員隊伍建設(shè),健全實(shí)驗室人員隊伍,形成合理的實(shí)驗室人員管理和培訓(xùn)機(jī)制。就目前來看,實(shí)驗室人員主要包括實(shí)驗教師、技術(shù)人員和管理人員,他們承擔(dān)著實(shí)驗室建設(shè)和保證實(shí)驗教學(xué)正常開展的重要任務(wù)。實(shí)驗室工作是一項具有較強(qiáng)專業(yè)要求的工作,需要一定的專業(yè)知識和技能,實(shí)驗室人員應(yīng)該具備相應(yīng)的學(xué)歷水平和專業(yè)背景,還需要不斷地參加教育培訓(xùn)。這次課程改革,實(shí)驗教學(xué)和裝備有較大的改變,需要實(shí)驗室人員在理念和行動上有所改進(jìn),要求他們必須學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟課程改革的精神,按照不同學(xué)科的具體要求展開創(chuàng)造性的工作。
3.配足實(shí)驗儀器和實(shí)驗材料
實(shí)驗儀器和實(shí)驗材料,是學(xué)生直接學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,學(xué)生對實(shí)驗儀器和藥品的掌握程度是實(shí)驗教學(xué)最終效果的直接體現(xiàn)。對實(shí)驗儀器的使用,對藥品性質(zhì)的把握,是高考經(jīng)久不衰的熱點(diǎn),這在今年的高考試題中也可以得到驗證。從教學(xué)裝備來說,理科教學(xué)儀器可以分為9類(見表3),不同種類的教學(xué)儀器在教學(xué)中發(fā)揮著不同的功能。
實(shí)驗教學(xué)的重要目的之一,就是讓學(xué)生了解實(shí)驗儀器的原理和正確使用的方法,掌握實(shí)驗材料和藥品的特點(diǎn)和性質(zhì),并在一定條件下能夠選用合適的儀器和藥品完成科學(xué)實(shí)驗。這就要求在教學(xué)中,學(xué)生必須親自動手進(jìn)行實(shí)驗,完成教材規(guī)定的測定性實(shí)驗、驗證性實(shí)驗和探究性實(shí)驗,在實(shí)驗中掌握操作方法、觀察實(shí)驗現(xiàn)象、了解實(shí)驗材料的性質(zhì),不斷提高實(shí)驗技能和能力。為了保證每個學(xué)生都能夠有機(jī)會做實(shí)驗和訓(xùn)練實(shí)驗技能與能力,實(shí)驗室應(yīng)該配備足夠的基本實(shí)驗儀器和實(shí)驗材料,主要包括通用類中的電源、測量類、專用儀器類、玻璃儀器類、藥品類和其他材料和工具類等實(shí)驗儀器。同時,地方教育行政部門要加大對中小學(xué)實(shí)驗室建設(shè)的投入,要為實(shí)驗室建設(shè)和實(shí)驗教學(xué)提供相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)保障,要保證實(shí)驗教學(xué)中的易損品和易耗品能夠得到及時地補(bǔ)充,確保實(shí)驗教學(xué)足量高質(zhì)地開展。
4.重視數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)
數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)在實(shí)驗設(shè)計原理、操作方法、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)采集與處理等方面較傳統(tǒng)實(shí)驗技術(shù)都有較大的改進(jìn)和突破,成為實(shí)驗教學(xué)的得力工具。將數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)與傳統(tǒng)實(shí)驗技術(shù)相結(jié)合,可以更好地開展科學(xué)探究。數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)能夠?qū)⒁酝灰子^察到的實(shí)驗現(xiàn)象展現(xiàn)出來,記錄其變化過程,呈現(xiàn)其特點(diǎn),有助于挖掘其中蘊(yùn)含的變化規(guī)律。同時,數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和處理上也極為便捷,可以即時采集數(shù)據(jù),提高了數(shù)據(jù)收集和處理的效率。正因為這樣,數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)在實(shí)驗教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用,應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)探究更成為探究教學(xué)的熱點(diǎn),也頻繁出現(xiàn)在近幾年高考試題中,引起越來越多的關(guān)注。
作為科學(xué)探究重要形式之一的實(shí)驗探究,牢牢抓住了自然科學(xué)的兩大特點(diǎn)―實(shí)驗和探究,將實(shí)驗和探究結(jié)合起來,以探究為靈魂,以實(shí)驗為工具,在理科教學(xué)中擔(dān)當(dāng)起科學(xué)探究能力培養(yǎng)的重要任務(wù)。實(shí)驗室建設(shè)和實(shí)驗儀器裝備是開展實(shí)驗探究教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和條件保障,既要加強(qiáng)實(shí)驗室的常規(guī)工作,也要根據(jù)課程改革的要求進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。只有切實(shí)開展了實(shí)驗探究教學(xué),才能使學(xué)生能夠深刻理解科學(xué)探究,才能真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰吞骄磕芰?才能使他們的科學(xué)素養(yǎng)得到提升,最終實(shí)現(xiàn)理科教育的根本目的。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：RIP；4-H；科學(xué)探究；模型
文章編號：1005－6629(2008)11－0049－03 中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
當(dāng)前世界各國都紛紛將科學(xué)探究作為科學(xué)教育的一個重要目標(biāo)和方法。我國頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)也將科學(xué)探究列為科學(xué)教育的第一目標(biāo)。但是，由于科學(xué)探究在我國實(shí)行的相對較晚，對科學(xué)探究涉及的理論與實(shí)踐問題尚缺乏深入地探討，也沒有建立在我國國情基礎(chǔ)上的科學(xué)探究模型，這就使得有些教師對科學(xué)探究存在一些誤解，要么認(rèn)為科學(xué)探究存在固定模式，要么認(rèn)為探究就是放任學(xué)生動手動腦。因此，有學(xué)者建議，在借鑒國外有關(guān)研究的基礎(chǔ)上，建立適當(dāng)?shù)目梢杂脕碇笇?dǎo)研究過程和教學(xué)實(shí)踐的模型。了解國外發(fā)達(dá)國家相對成熟的科學(xué)探究模型，將有助于教師更深入地理解科學(xué)探究，對我國科學(xué)探究教與學(xué)產(chǎn)生有益的啟示。本文將介紹兩種美國常用的科學(xué)探究模型：RIP和4-H，希望能給我國科學(xué)探究教學(xué)帶來一些啟示。
1 RIP和4-H科學(xué)探究模型
1.1 RIP科學(xué)探究模型
RIP(Research Investigation Process)科學(xué)探究模型是由美國神經(jīng)科學(xué)家、科學(xué)教育家Robert Landsman提出的，目前已被美國科學(xué)教師聯(lián)合會(NSTA，National Science Teachers Association)推薦為可資選擇的科學(xué)探究模型。RIP通過提供給學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己不明白問題的答案的技巧來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在RIP科學(xué)探究過程中，學(xué)生們像科學(xué)家一樣去觀察、提出問題并嘗試給出他們認(rèn)為對其提出問題最好的答案，然后學(xué)生通過科學(xué)探究活動來檢驗這種嘗試性解答的正確性。RIP科學(xué)探究模型在小學(xué)、初中、高中階段略有不同，不過差異不大，三個階段的模型都是有五個主要步驟，即引入、選擇研究方法、收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果、討論并總結(jié)、報告。其中高中階段的RIP科學(xué)探究模型如圖1所示。
Robert Landsman認(rèn)為該模型的每一步都包含若干步驟：
(1)引入(Introduction)：a.觀察；b.闡明研究的問題；c.收集背景信息；d.構(gòu)建一個可解釋的假設(shè)。
(2)選擇研究方法(Method)：a.生成一個研究方案；b.鑒別研究主題、數(shù)量及資源；c.獲取設(shè)備及其他必需品；d.確定實(shí)驗步驟。
(3)收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果(Result)：a.收集定性及定數(shù)據(jù)；b.組織并總結(jié)數(shù)據(jù)；c.分析數(shù)據(jù)。
(4)討論并總結(jié)(Discussion and Conclusion)：a.復(fù)述主要發(fā)現(xiàn)；b.復(fù)述假設(shè)；c.討論結(jié)果是否支持假設(shè)；d.討論這些結(jié)果與先前研究的發(fā)現(xiàn)相比如何；e.給出結(jié)論。
(5)報告(Presentation)：a.準(zhǔn)備口頭陳述；b.準(zhǔn)備書面陳述。
1.2 4-H科學(xué)探究模型
4-H是美國一項青少年發(fā)展項目，4-H是該項目名稱四個單詞的首字母，即head, heart,hand,health。4-H科學(xué)探究模型是美國俄勒岡州立大學(xué)(Oregon state university)4-H學(xué)校增益計劃(4-H Enrichment program)的一個組成部分，目前該計劃已經(jīng)在美國多個州展開實(shí)驗，并取得了較好的實(shí)驗效果。4-H科學(xué)探究模型可以幫助學(xué)生及教師走出書本，走向以學(xué)習(xí)者為中心的體驗程序。
通過對4-H模型進(jìn)行分析，可知模型的核心包含三個環(huán)節(jié)：操作(do)、反思(reflect)、應(yīng)用(apply)，五個階段：體驗(experience)、分享(share)、加工(process)、歸納(generalize)、應(yīng)用(apply)(見圖3)。其中第一階段“體驗”對應(yīng)的是核心環(huán)節(jié)模型中的“操作”(do)，探究小組提出一個問題或形成一個可以通過科學(xué)探究來解決的假設(shè)，并根據(jù)該假設(shè)設(shè)計科學(xué)探究的方案并實(shí)施，最后小組收集數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)表。在該階段，教師應(yīng)起到輔助引導(dǎo)的作用，引導(dǎo)學(xué)生提出有價值的問題或假設(shè)、傾聽學(xué)生的構(gòu)想與觀點(diǎn)、留出足夠的時間來引導(dǎo)學(xué)生對探究活動進(jìn)行反思。第二階段“分享”，教師通過提問小組或者個體的方式，讓學(xué)生們反思自己所做的科學(xué)探究活動，并與他人分享。提問的問題可以包含以下內(nèi)容：做了什么；看到了或者聽到了什么；探究過程中哪些是比較難的，哪些是比較容易的等。第三階段“加工”，在進(jìn)行分享的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將討論重心轉(zhuǎn)移到對活動的反思上，引導(dǎo)學(xué)生思考活動是如何開展的，在進(jìn)行探究活動的時候有哪些步驟，在探究過程中出現(xiàn)了哪些問題，這些問題是如何處理的，得到了什么結(jié)論等。分享和加工兩階段對應(yīng)的是核心環(huán)節(jié)模型中的反思(reflect)。第四階段“歸納”，討論的個性化更強(qiáng)，引導(dǎo)學(xué)生討論從探究活動中學(xué)習(xí)到了什么知識和方法。第五階段“應(yīng)用”，引導(dǎo)學(xué)生討論如何把在該探究活動中學(xué)習(xí)到的知識和方法遷移到其他事物的學(xué)習(xí)中去。用圖式可表示為：
2 國外科學(xué)探究模型對我國的啟示
2.1科學(xué)探究沒有固定的模式但包含共同要素
長期困擾我國科學(xué)教師的一個問題是：科學(xué)探究究竟有沒有一個固定的模式。通過上文對國外科學(xué)探究模型的介紹可以看出，科學(xué)探究沒有固定的模式，科學(xué)探究是一個復(fù)雜的過程，涉及到理論和實(shí)踐領(lǐng)域中多方面的問題，不能將其簡單化和程式化。科學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究時，可以根據(jù)特定的學(xué)習(xí)者、探究的內(nèi)容、具體的教學(xué)目標(biāo)和不同的學(xué)習(xí)環(huán)境靈活選擇科學(xué)探究的方式。在一個具體的科學(xué)探究活動中，教師應(yīng)考慮探究活動的目標(biāo)，是希望學(xué)生掌握某一特定的科學(xué)概念，還是發(fā)展學(xué)生對探究的理解，或者是培養(yǎng)學(xué)生某一特定的能力都會影響科學(xué)探究所進(jìn)行的方式。雖然科學(xué)探究沒有固定的模式，但是從上文的介紹中也可以看出，這些科學(xué)探究模型包含了一些共同的構(gòu)成要素，即：探究活動都圍繞科學(xué)問題、事件或現(xiàn)象展開，探究要與學(xué)生已有的知識相聯(lián)系，教師要設(shè)法造成他們的思維沖突；學(xué)生通過動手做實(shí)驗探究問題，形成假設(shè)并驗證假設(shè)，解決問題，并為觀察結(jié)果提供解釋；學(xué)生分析、解釋數(shù)據(jù)，并將其觀點(diǎn)進(jìn)行綜合，構(gòu)建模型，利用教師和其它來源所提供的科學(xué)知識闡述概念及解釋；學(xué)生拓展新的理解、發(fā)展新的能力，并運(yùn)用所學(xué)知識于新的情境；學(xué)生和教師共同回顧并評價所學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。某個科學(xué)探究活動不一定包含探究的所有基本特征，但也應(yīng)至少體現(xiàn)某些特征。
2.2科學(xué)探究不是按照要素進(jìn)行的線性過程
在進(jìn)行科學(xué)探究教學(xué)過程中，教師們可能還存在一個誤區(qū)，認(rèn)為科學(xué)探究是按照課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的七要素進(jìn)行的線性過程。實(shí)際上，科學(xué)探究是人類在長期認(rèn)識自然的過程中逐步形成的通過實(shí)驗來認(rèn)識自然的方法，有的可歸結(jié)為七個要素，有的歸結(jié)為五個要素，有的可歸結(jié)為八個要素，通過RIP和4-H模型我們可以看出，在不同的模型中，可能包含不同數(shù)量的要素，同時，科學(xué)探究不是按照要素進(jìn)行的線性過程，所以，科學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的時候，應(yīng)改變科學(xué)探究是線性過程的錯誤認(rèn)識，避免把科學(xué)探究作為一種程序化的進(jìn)程而將科學(xué)探究形式化。
2.3科學(xué)探究能力是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層次能力
通過對國外科學(xué)探究模型的分析介紹可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究能力是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層次能力，它包含了諸如觀察、測量、記錄、假設(shè)、編碼、圖式化、模型化等具體技能，更包含了控制變量、元認(rèn)知、問題解決、批判思維、作出決策等方面的綜合能力。我國的傳統(tǒng)教學(xué)重視基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)技能，這些構(gòu)成了科學(xué)探究能力發(fā)展的基礎(chǔ)，但是僅僅具備了這些知識和技能并不一定能探索新知識、解決實(shí)際問題，要想具備探索新知識、解決實(shí)際問題的能力，還必須具備更高層次的復(fù)雜的綜合能力，而這正是科學(xué)探究能力所蘊(yùn)含的。所以，新課程強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)與培養(yǎng)基礎(chǔ)知識和基本技能并不沖突，而是要在“雙基”的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生更高層次的能力。
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關(guān)鍵詞：高中物理 探究式教學(xué) 活動程序
隨著課程改革的不斷深入，在教學(xué)實(shí)踐中，越來越多的教師接受了探究式教學(xué)模式，可在操作過程中也出現(xiàn)了較多間題。比如說：探究式教學(xué)大部分只限于物理知識的新課教學(xué)；探究過程涉及探究的所有要素；探究式教學(xué)過于形式化。令教師最困惑的一個問題是，這種教學(xué)形式費(fèi)時多，受課時的限制，很多教師感覺這種教學(xué)模式難于實(shí)施。為此，筆者嘗試在探究教學(xué)模式理論指導(dǎo)下，結(jié)合物理學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，構(gòu)建具有可操作性的高中物理探究式教學(xué)模式，使理論研究和教學(xué)實(shí)踐能有機(jī)地結(jié)合起來。
一、高中物理探究式教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)
中學(xué)物理探究式教學(xué)，主要是指在物理課堂教學(xué)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，用科學(xué)探究的方法去獲取知識，應(yīng)用知識解決問題的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生的探究學(xué)習(xí)是在教師的指導(dǎo)下，在班級集體教學(xué)的環(huán)境中進(jìn)行的。它有別于個人在自學(xué)過程中自發(fā)的、個體的探究活動。教師所扮演的角色是探究式教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者和合作者。探究教學(xué)的實(shí)質(zhì)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思維方式和研究方式，培養(yǎng)學(xué)生主動探究，獲取知識，解決問題的能力。
物理學(xué)作為—門基礎(chǔ)科學(xué)，因技術(shù)應(yīng)用廣泛，知識更新快的特點(diǎn)．具有廣泛的應(yīng)用性和不斷的創(chuàng)新性。鑒于物理學(xué)科的上述特點(diǎn)，物理探究式教學(xué)模式一般設(shè)計成如下活動程序：提出問題，猜想假設(shè)，制定計劃及設(shè)計方案，實(shí)驗與收集證據(jù)，分析與論證，評估，交流與合作。
二、高中物理探究式教學(xué)模式的創(chuàng)新應(yīng)用
1、探究與講授相結(jié)合
在新課程中提倡探究式教學(xué)，并不是要否定講授教學(xué)法。為了提高探究質(zhì)量，不能忽視講授法的應(yīng)用。探究教學(xué)與講授教學(xué)法兩者常常是相輔相成，結(jié)伴而行的。因為探究的過程離不開應(yīng)用知識和技能；在提出問題時，評價問題的價值和可操作性時需要一定的知識；在做出猜想、假設(shè)時，需要依據(jù)已有的知識和經(jīng)驗；設(shè)計試驗時，需要掌握相關(guān)的原理和方法；檢驗和評價探究的結(jié)果，需要原理、模型和理論。這些知識和技能不可能全靠直接探究獲得。例如；在探究自由落體運(yùn)動的規(guī)律時，學(xué)生怎么會想到忽略空氣阻力？在探究通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向時，即使學(xué)生明白了這個方向有一定的規(guī)律可循，但怎么會想到用左手來判斷？在探究電磁感應(yīng)規(guī)律時，若不知道磁通量的概念，怎么會想到與磁通量的變化率成正比等等。某些內(nèi)容采用講授教學(xué)法會比用探究式教學(xué)更實(shí)際和有效。
在面對眾多的物理概念規(guī)律時，哪些內(nèi)容適合學(xué)生探究？哪些內(nèi)客適合教師講授？有研究表明，“內(nèi)容更值得重新發(fā)現(xiàn)則更適合探究式教學(xué)。如；物理學(xué)基本概念和規(guī)律；物理學(xué)探究性實(shí)驗；與物理有關(guān)的多學(xué)科綜合性問題；現(xiàn)實(shí)生活中的物理問題等值得學(xué)生去探究”。當(dāng)教學(xué)內(nèi)容非常簡單或?qū)W生對某一現(xiàn)象有大量的感性經(jīng)驗時，講授法可能是一種更適合的選擇。所以說，有的課適宜于用講授法教學(xué)，有的課適宜于探究式教學(xué)，有的課適宜于講授中有探究或探究中有講授的混合教學(xué)。在傳授知識的同時，滲透探究的思想，在探究的過程中講授必要的知識，是一種刨新應(yīng)用的模式。
2、探究能力培養(yǎng)分階段完成
探究教學(xué)包括七個要素，而學(xué)生每一次的探究是否都應(yīng)該完成完整的七個要素？課堂教學(xué)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)摔究，其探究過程可以包含七個要素，也可以只涉及其中的部分要素，具體要根據(jù)探究的是什么問題，各要素的價值（必要性），各要素的難易程度以及時間等因素來決定。特別是在開始階段，讓學(xué)生自主完成完整的七個探究要素更是不現(xiàn)實(shí)的。學(xué)生對科學(xué)探究的學(xué)習(xí)也要有一個過程，應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則。先著重培養(yǎng)學(xué)生的一種探究意識，讓學(xué)生學(xué)會觀察，能發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，進(jìn)行大膽猜想，嘗試解決問題（提出問題的設(shè)想）。在教師的幫助、引導(dǎo)和示范下，感受科學(xué)探究的過程．然后逐漸向更規(guī)范，更完整的科學(xué)探究層次發(fā)展，探究的問題也宜由淺入深、由簡單到復(fù)雜。
筆者認(rèn)為應(yīng)該把探究能力的培養(yǎng)有重點(diǎn)地分別落實(shí)在某些階段。鑒于高一學(xué)生“制定計劃”和“評估”階段實(shí)施起來可能比較困難，應(yīng)該把探究重點(diǎn)放在“較淺層次的探究能力培養(yǎng)”，針對高二、高三學(xué)生提出了更高的要求，應(yīng)該把探究重點(diǎn)放在更高的位置上。新的高中物理課程由12個模塊構(gòu)成，其中物理1和物理2為共同必修模塊，其余為選修模塊。各模塊的核心內(nèi)容不同，探究的重點(diǎn)也有所偏重。由于高—階段的物理是必修內(nèi)容，探究的重點(diǎn)應(yīng)放在“提出問題”、“進(jìn)行實(shí)驗”、“收集證據(jù)”上面。高二則應(yīng)把探究重點(diǎn)放在“猜想與假設(shè)”，“制定計劃與設(shè)計實(shí)驗”上面。高三則應(yīng)把探究重點(diǎn)放在“評估”與“交流合作”上面。這佯．不僅解決了時間的問題，也解決了探究的深度與廣度等問題。
關(guān)鍵詞 科學(xué)探究 科學(xué)探究的寬度 科學(xué)探究的深度 蠟燭燃燒 科學(xué)探究要素
科學(xué)探究有寬度和深度嗎?筆者認(rèn)為這一命題是成立的。所謂科學(xué)探究的寬度是指科學(xué)探究活動所包含的科學(xué)探究要素的多少。在義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的科學(xué)探究要素包括：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實(shí)驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等；科學(xué)探究的深度是指科學(xué)探究活動所獲得的科學(xué)知識的多少和深淺程度。在化學(xué)探究教學(xué)中理解和把握科學(xué)探究的寬度和深度是一個值得研究的重要問題，本文試圖以義務(wù)教育初中化學(xué)中蠟燭燃燒的探究為例來加以闡述和說明。
初中化學(xué)教學(xué)中蠟燭燃燒的探究，大多局限在提出相關(guān)問題、對蠟燭燃燒和熄滅的猜想、蠟燭燃燒的火焰、燃燒現(xiàn)象、燃燒的產(chǎn)物和熄滅蠟燭火焰的實(shí)驗探究。所涉及到的化學(xué)知識有蠟燭的組成元素、蠟燭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水、二氧化碳的檢驗、燃燒條件等。為了使學(xué)生更好地認(rèn)識燃燒現(xiàn)象、理解科學(xué)探究和燃燒的科學(xué)本質(zhì)，很有必要對蠟燭燃燒的探究從寬度和深度上進(jìn)行拓展。1 探究蠟燭的燃燒速率
使用直徑為4cm，密度為0．9g/cm3的蠟燭做燃燒速率的探究實(shí)驗，記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)如表1。
以蠟燭的燃燒時間為橫坐標(biāo)、燃燒質(zhì)量為縱坐標(biāo)繪制燃燒速率曲線(見圖1)。
探究蠟燭的燃燒速率，不僅讓學(xué)生體驗定量研究的探究活動，獲得數(shù)據(jù)處理等探究能力，還要讓學(xué)生從圖1蠟燭燃燒速率曲線幾乎是一條直線來理解所揭示的知識：蠟燭燃燒的化學(xué)反應(yīng)速率是穩(wěn)定的。2 探究為什么蠟燭火焰熄滅順序不一樣[創(chuàng)設(shè)實(shí)驗情境]實(shí)驗1：觀察燒杯中高矮2支蠟燭的燃燒情況，然后順燒杯壁向杯中傾倒二氧化碳(見圖2)。實(shí)驗顯示矮蠟燭火焰先熄滅。 實(shí)驗2：選取一高一矮2支蠟燭，點(diǎn)燃后將燒杯倒扣在燃燒的蠟燭上(見圖3)，觀察蠟燭的燃燒情況。實(shí)驗顯示高蠟燭火焰先熄滅。
[提出問題]為什么實(shí)驗1矮蠟燭先熄滅而實(shí)驗2卻是高蠟燭先熄滅?
[進(jìn)行猜想]實(shí)驗1：二氧化碳的密度比空氣的大，順燒杯壁傾倒的二氧化碳首先在底部聚集，因而矮蠟燭火焰先熄滅；實(shí)驗2中蠟燭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w較熱、密度比空氣的較小，首先向上聚集，因而高蠟燭火焰先熄滅。
[實(shí)驗設(shè)計及驗證](1)由紙筒、玻璃棒、細(xì)線制成一簡易天平，向其中一端的紙筒傾倒二氧化碳，隨之向下傾斜。(2)從“胃必治”藥品包裝板上剪下1排含5個泡狀容器的長條，垂直固定在2支蠟燭的上方，用膠頭滴管吸取飽和的澄清石灰水，由上到下向每一個泡狀容器內(nèi)加入幾滴澄清石灰水。點(diǎn)燃蠟燭，將燒杯倒扣在蠟燭和泡狀容器上。實(shí)驗顯示，高蠟燭火焰先熄滅時各泡狀容器內(nèi)的澄清石灰水從上到下依次變渾濁。
[解釋與說明]蠟燭在開放體系中和封閉體系中的燃燒情況是不同的，在開放體系中當(dāng)點(diǎn)燃蠟燭時，點(diǎn)火源的熱量將燈芯上的蠟融化，由于毛細(xì)作用，液蠟上升并受熱汽化，蠟蒸氣與空氣中的氧氣反應(yīng)生成水和二氧化碳并放出熱量。熱的二氧化碳?xì)怏w密度小，會向上升，冷空氣會過來補(bǔ)充進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。由于對流的原因，使得蠟燭能持續(xù)燃燒并使火焰的形狀呈現(xiàn)“水滴”狀。當(dāng)從外部注人比空氣密度大的常溫二氧化碳時，先在底部聚集，使矮蠟燭火焰先熄滅。而在封閉體系中蠟燭燃燒時生成熱的二氧化碳?xì)怏w，密度小會向上升，首先在上部聚集，致使高蠟燭火焰先熄滅，由于封閉體系沒有新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)來，蠟燭燃燒則不能持續(xù)。
這個實(shí)驗探究教學(xué)可以涉及到課程標(biāo)準(zhǔn)列出的全部探究要素。學(xué)生通過這種探究活動，不僅能激發(fā)探究興趣而且有助于理解蠟燭燃燒的體系不同則燃燒過程也不同，著重揭示了實(shí)驗條件控制的重要性，體會科學(xué)探究的各種方法和過程，有利于提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。3 探究多因素影響的蠟燭燃燒實(shí)驗
創(chuàng)設(shè)一個多因素影響的蠟燭燃燒實(shí)驗進(jìn)行探究教學(xué)，可以讓學(xué)生提出多種假設(shè)，再通過設(shè)計和驗證實(shí)驗，得出結(jié)論，獲得探究能力的提升。例如，可以設(shè)計如下實(shí)驗：[實(shí)驗1]在水槽中固定一支生日蠟燭，加入適量的1mol/L氫氧化鈉溶液，取一支25mm×250 mm的大試管，收集滿(氧氣和空氣按1：1體積比混合的)富氧空氣，點(diǎn)燃蠟燭，將試管迅速倒扣在燃燒的蠟燭上。可觀察到蠟燭燃燒火焰一開始較明亮，然后逐漸變暗直至熄滅，試管中的液面先迅速上升再緩慢升高。待液面不再升高后，取試管中的部分液體滴加足量的濃鹽酸可看到有小氣泡產(chǎn)生。
根據(jù)實(shí)驗現(xiàn)象可以引導(dǎo)學(xué)生提出多種假設(shè)。(1)燃燒時火焰及其周圍的空氣是熱的，氣體密度小，火焰熄滅后降溫，迫使水面上升。(2)燃燒生成的二氧化碳?xì)怏w被氫氧化鈉溶液中的水吸收了。(3)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)。(4)氮?dú)馀c氫氧化鈉反應(yīng)。
上述假設(shè)是否成立?可設(shè)計實(shí)驗并進(jìn)行驗證：
[實(shí)驗2]給試管中的富氧空氣加熱，將試管倒扣在水中，不斷搖動試管保證不離開水面。觀察到液面緩慢上升，但是達(dá)不到實(shí)驗1試管液面上升的高度。
[實(shí)驗3]將收集滿二氧化碳?xì)怏w的試管倒扣在水中，在不離開水面的條件下不斷搖動試管。觀察到液面緩慢上升，也達(dá)不到實(shí)驗1試管液面上升的高度。
[實(shí)驗4]將收集滿二氧化碳?xì)怏w的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，在不離開水面的條件下不斷搖動試管，可看到液面上升較快，幾乎充滿整個試管。取試管中的部分液體滴加足量濃鹽酸可觀察到有小氣泡產(chǎn)生。
[實(shí)驗5]將收集滿氮?dú)獾脑嚬艿箍墼跉溲趸c溶液中，在不離開水面的條件下不斷搖動試管，觀察到試管液面沒有升高。
實(shí)驗結(jié)果肯定了上述假設(shè)(1)、(2)和(3)，否定了假設(shè)(4)。
下面依次解讀這些要素。
一、提出問題
物理學(xué)科的特點(diǎn)是和實(shí)際生活密切相關(guān)。教師要創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生知道提出什么問題，讓學(xué)生能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒炛邪l(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題。
1.從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題。在日常生活中，許多現(xiàn)象與物理息息相關(guān)。例如，學(xué)習(xí)《物態(tài)變化》后，知道物態(tài)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(yù)報，然后解釋發(fā)現(xiàn)天氣預(yù)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(xué)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(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象中提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，還鼓勵學(xué)生利用身邊的材料進(jìn)行實(shí)踐、探究活動，這樣有利于學(xué)生輕輕松松地學(xué)習(xí)相關(guān)的物理知識，拓展知識面，還有利于幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀。
2.從實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)問題。物理教學(xué)中，實(shí)驗是重要組成部分，是學(xué)生學(xué)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(jīng)常接觸到的物理現(xiàn)象，對聲音的產(chǎn)生和傳播的探究，可以通過同學(xué)們唱歌、敲擊鼓面等，引導(dǎo)學(xué)生提出：聲音是怎樣產(chǎn)生的呢？各種不同的聲音為什么一聽就可以區(qū)分呢……總之學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，就能提出很有探究價值的問題。
二、猜想和假設(shè)
猜想與假設(shè)，實(shí)質(zhì)上就是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗對提出的問題進(jìn)行猜想，即在提出問題后，讓學(xué)生大膽猜想。
1.創(chuàng)設(shè)含有豐富信息的問題情景，讓學(xué)生知道猜什么
在問題情景創(chuàng)設(shè)過程中，應(yīng)注意引起學(xué)生的好奇心與求知欲，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，同時，教師創(chuàng)設(shè)的情景應(yīng)符合客觀事實(shí)，要有啟示性、暗示性、引導(dǎo)性，這樣學(xué)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(shè)。例如，在探究壓強(qiáng)概念時，提出這樣的情景，某同學(xué)在雪地上玩耍時發(fā)現(xiàn)滑雪橇的速度飛快，而在雪地上步行卻相當(dāng)艱難。此時學(xué)生可提出壓力作用效果與哪些因素有關(guān)的問題，并根據(jù)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(shí)驗驗證，從猜想中提煉假設(shè)
提出猜想后，仍不能確定答案是否合理、準(zhǔn)確。這時可用一些簡單的實(shí)驗進(jìn)行驗證，排除一些不合理的猜想，從而形成正確的科學(xué)假設(shè)。
三、制訂計劃與設(shè)計實(shí)驗
這個環(huán)節(jié)是七個要素中的教學(xué)核心，對于從提出問題到猜想與假設(shè)，教師要啟發(fā)學(xué)生研討方案，讓學(xué)生討論，思考科學(xué)探究七個要素中“猜想與假設(shè)”是否正確，需要通過實(shí)驗驗證，實(shí)驗過程的成與敗，能否得到正確的答案，科學(xué)合理的設(shè)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(jù)確立的問題確定需要什么樣的實(shí)驗器材，按思路的邏輯關(guān)系構(gòu)思出實(shí)驗設(shè)計圖案和實(shí)驗的操作步驟。例如設(shè)計“光的反射”實(shí)驗方案時，通過實(shí)驗器材布置實(shí)驗，且通過推理得出光的反射現(xiàn)象，制作幾何圖形，然后利用實(shí)驗器材制定實(shí)驗操作方案。
四、進(jìn)行實(shí)驗和收集數(shù)據(jù)
在制訂與設(shè)計實(shí)驗這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下根據(jù)設(shè)計方案，認(rèn)真實(shí)驗，收集數(shù)據(jù)和資料。在探究過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生不斷改進(jìn)探究的方法，提高實(shí)驗探究能力。
五、分析與論證
分析與論證是對記錄的實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，對探究過程的歸納和總結(jié)。如探究測量物體的平均速度關(guān)系時，學(xué)生通過分析比較后得出結(jié)論v=s/t。
六、評估
評估有利于發(fā)展學(xué)生的思維，教師可以以多種形式引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成對探究和探究結(jié)果的評估意識，例如，對以上實(shí)驗，可以問題形式進(jìn)行評估，你的猜想與實(shí)驗結(jié)果相符嗎？實(shí)驗方案還有更好的嗎？此實(shí)驗中有什么缺陷嗎……讓學(xué)生有意識地自我評估，自我發(fā)現(xiàn)。
七、交流與合作
一、切實(shí)加強(qiáng)對物理科學(xué)探究的理解
物理學(xué)是一門科學(xué)，科學(xué)就其結(jié)果來說，是對自然界客觀規(guī)律的反映的知識體系，就其認(rèn)識過程來說，其基本特征應(yīng)當(dāng)是科學(xué)探究。自然界的奧秘只有通過人們的不斷探究活動，才能透過自然現(xiàn)象，進(jìn)而揭示其本質(zhì)，從而形成科學(xué)理論。
1.科學(xué)探究是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的有效方式，這是因為注重創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)科學(xué)的環(huán)境，提供學(xué)生自己動手、動腦去主動探究自然的環(huán)境、條件與機(jī)會，從而激發(fā)他們的好奇心與求知欲，使之在探究過程中體驗學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，也就促進(jìn)了學(xué)生對科學(xué)的學(xué)習(xí)。
2.科學(xué)探究是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的有效途徑。《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》把科學(xué)探究分為七個要素，即提出問題，猜想與假設(shè)，制訂計劃與設(shè)計實(shí)驗，進(jìn)行實(shí)驗與收集證據(jù)，分析論證，評估以及交流與合作。雖然《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》把科學(xué)探究分為七個要素，這些要素是科學(xué)探究的完整過程，但不是科學(xué)探究學(xué)習(xí)的必需環(huán)節(jié)。一個具體的教學(xué)過程只要具有一兩個要素，就有了探究性。也就是說科學(xué)探究學(xué)習(xí)不一定是“完整”的。根據(jù)要素的多少可以把科學(xué)探究學(xué)習(xí)分為完全探究和部分探究。完全探究能讓學(xué)生了解科研的一般流程和方法，能夠在開放的環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
3.科學(xué)探究不要僅僅為了尋求某一個科學(xué)結(jié)論。有的教師為了讓學(xué)生盡快得出結(jié)論，想法設(shè)法把學(xué)生的思維往教師的思路上引導(dǎo)，至于學(xué)生在探究過程中提出的其他問題，教師們常采取回避的態(tài)度；同時，學(xué)生一旦得出了某一科學(xué)結(jié)論，教師也就宣告本次探究活動結(jié)束。這種單純?yōu)樽非蠼Y(jié)論的探究活動是不可取的。誠然，探究過程需要得出某些結(jié)論，但更重要的是讓學(xué)生主動參與探究的過程，在探究過程中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、探究精神。
二、注重生活實(shí)際，培養(yǎng)探究能力
新課標(biāo)中介紹的很多事例，都是將探究的焦點(diǎn)引導(dǎo)到生活中的。例如：“比較材料的保溫性能”“電冰箱中的物態(tài)變化”“自制指南針”等，都離我們的日常生活相當(dāng)近。教學(xué)之余，我們應(yīng)按照新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，多布置學(xué)生利用生活經(jīng)歷來探究新知識、實(shí)踐新知識。讓學(xué)生通過實(shí)驗探究，了解科學(xué)是如何經(jīng)過無數(shù)次的試驗性實(shí)驗而慢慢累積形成的，讓學(xué)生明白科學(xué)是不斷發(fā)展的，人類對自然的探索是永無止境的，從而提升學(xué)生利用實(shí)驗來探究未知事物的興趣和能力。
三、應(yīng)選好著力點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生探究的熱情
在新課標(biāo)下，課堂教學(xué)不再以老師的教為核心展開，而主要是圍繞學(xué)生的學(xué)來進(jìn)行，關(guān)注學(xué)生是否獲得了知識和技能，是否通過物理教學(xué)而具備了一定的探究能力。教師在堂課上，應(yīng)選好著力點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生探究的熱情，使學(xué)生主動參與。教師在教學(xué)中要敢于讓學(xué)生親自動手，讓學(xué)生動腦、動手、動口、主動積極地去探究、去實(shí)踐、去摸索，例如：在學(xué)摩擦力時提出“生產(chǎn)生活中如果沒有摩擦力將會怎樣?”在學(xué)慣性時提出“假如失去慣性世界將怎樣?”這些沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的開放性問題，全憑學(xué)生細(xì)心觀察、搜集資料、生活經(jīng)驗等平時的積累，真正鼓勵學(xué)生自由想象，培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)造性和探究能力。
四、教學(xué)設(shè)計要充分考慮學(xué)生主動發(fā)展的需要
物理學(xué)是一門以觀察、實(shí)驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，做好各種實(shí)驗是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。新編九年義務(wù)教育教材，幾乎每節(jié)課都有配套的演示實(shí)驗。此外，還有學(xué)生分組實(shí)驗及小實(shí)驗、小制作等。利用物理實(shí)驗課這得天獨(dú)厚的條件，引導(dǎo)學(xué)生觀察、感知、思考、探索。通過學(xué)生動手、動腦的學(xué)習(xí)活動，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在《光的折射》一課中組織學(xué)生做“水中捉魚”的游戲，游戲內(nèi)容是：用筷子夾懸浮在水中的物體。要求筷子快速人水只能夾一次，每人夾十次，比比誰捉到的“魚”多，結(jié)果很少有人能捉到“魚”。失敗的學(xué)生很困惑為什么瞄準(zhǔn)了卻捉不到魚，誘發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，為學(xué)生學(xué)習(xí)做好充分的心理準(zhǔn)備，他們才能主動探索。進(jìn)而獲取知識。因此，教學(xué)設(shè)計要充分考慮學(xué)生主動發(fā)展的需要，才能啟迪智慧，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣主動地參與探究。
五、充分利用計算機(jī)多媒體輔助教學(xué)
利用現(xiàn)代教育技術(shù)提供高密度，大容量信息的特點(diǎn)豐富教學(xué)內(nèi)容，利用其多種功能使教學(xué)方法靈活多樣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的主動參與性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動；利用計算機(jī)多媒體的動態(tài)模擬特性形象生動地再現(xiàn)物理現(xiàn)象，補(bǔ)充或拓展物理實(shí)驗幫助學(xué)生獲得知識，突破難點(diǎn)等等。例如：在講《電流的磁場》一節(jié)時教師可把奧斯特實(shí)驗以動靜交融，圖文并茂的多媒體課件展示給學(xué)生，讓學(xué)生從中體驗科學(xué)實(shí)驗的奇妙，學(xué)生對你的這一節(jié)課就會產(chǎn)生奇大的興趣集中注意物理課所學(xué)的內(nèi)容。另外在教學(xué)過程中教師還要注意開發(fā)制作各種軟件，努力提高現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的利用水平。這樣才能使中學(xué)物理教學(xué)由封閉走向開放，真正體現(xiàn)新課程理念。
探究教學(xué)是深受世界各國廣泛重視和推崇的科學(xué)教學(xué)方法，具有顯著的人才培養(yǎng)優(yōu)勢.在我國基礎(chǔ)教育中推廣實(shí)施探究教學(xué)，不必拘泥于既有的教學(xué)模式，應(yīng)正確認(rèn)識其理論意義，本文重點(diǎn)闡述了科學(xué)探究的教學(xué)中存在問題。
【關(guān)鍵詞】
初中物理；科學(xué)探究；教學(xué)
探究教學(xué)是由美國科學(xué)教育家施瓦布等人提出的。半個世紀(jì)以來，已逐漸發(fā)展成為世界各國廣泛重視和推崇的教學(xué)方法，并在現(xiàn)代科學(xué)教育理論體系中占據(jù)重要地位。與我國“應(yīng)試教育”理念下孕育而生的“灌輸式教學(xué)”相比，探究教學(xué)的科學(xué)性和人才培養(yǎng)優(yōu)勢顯而易見。《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《課標(biāo)》）也將科學(xué)探究作為學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)（內(nèi)容）與重要的教學(xué)方式之一列在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，“主要意思是將學(xué)習(xí)的重心從過分強(qiáng)調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神”。為了地組織學(xué)生開展科學(xué)探究，我今天談一下科學(xué)探究的教學(xué)中存在問題。
1.不重視對教材的學(xué)習(xí)分析。新教材根據(jù)《課標(biāo)》的要求，將以往教材中較多的學(xué)生實(shí)驗和演示實(shí)驗改為科學(xué)探究，這些改變的目的是什么？在教學(xué)中如何體現(xiàn)等問題，教師在課前需要認(rèn)真的分析理解。
2.科學(xué)探究的組織問題。由于教師在認(rèn)識上的不足，在教學(xué)中首先面臨的就是組織問題，較多的教師只是將學(xué)生進(jìn)行了分組，然后按要素進(jìn)行探究活動。科學(xué)探究是學(xué)生在自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的合作學(xué)習(xí)，因此如何要充分發(fā)揮小組各成員的作用，讓學(xué)生進(jìn)行有效的合作，是我們必須研究解決的重要問題。
3.重視探究要素，輕學(xué)生探究行為的體現(xiàn)。教師在教學(xué)中比較機(jī)械的按照科學(xué)探究的七個要素進(jìn)行，但對學(xué)生在各要素中的行為并不重視，如在“提出問題”環(huán)節(jié)中，如何啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)材料、自己的經(jīng)驗等提出有價值的問題，如何通過討論確定探究的問題等。另外在不同的學(xué)習(xí)階段，根據(jù)不同的探究內(nèi)容，適當(dāng)突出不同要素的探究活動，如在初期應(yīng)通過創(chuàng)設(shè)問題情境，精彩導(dǎo)入，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，到九年級應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)合理的猜想與假設(shè)能力和評估的能力。
4.對科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，重視某方面的結(jié)果而不是過程。如“信息收集能力”的培養(yǎng)，教師往往重視學(xué)生收集了什么信息，而不重視學(xué)生是如何收集到這些信息的；如“提出問題的能力”的培養(yǎng)，學(xué)生往往會提出較多的問題，但與學(xué)生的知識、經(jīng)驗和教學(xué)的內(nèi)容相關(guān)且有探究價值的問題不多，這與教師不重視如何創(chuàng)設(shè)問題情景，啟發(fā)學(xué)生提出探究的問題的過程有較大關(guān)系。
5.過分強(qiáng)調(diào)結(jié)論的正確，不重視探究的過程。在教學(xué)中教師和學(xué)生都比較重視能否得出正確的結(jié)論，因此對學(xué)生在各過程中的行為關(guān)注不夠，造成學(xué)生探究能力培養(yǎng)的不落實(shí)，忽視科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法等的教育。為了讓學(xué)生充分體驗探究的過程，要注意不要為了趕時間而在學(xué)生還沒有進(jìn)行足夠的思考、操作、分析時就草率得出結(jié)論，而應(yīng)該安排足夠的時間讓學(xué)生就各種想法、各種觀點(diǎn)進(jìn)行充分的交流和討論，同時一定要給學(xué)生嘗試錯誤的機(jī)會。
6.在探究過程中教師的指導(dǎo)不當(dāng)。一方面，教師指導(dǎo)過度，學(xué)生無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的自主學(xué)習(xí)和自主探究；另一方面，教師指導(dǎo)不到位或完成放手，學(xué)生的探究和學(xué)習(xí)活動雜亂無章，盲目無序，從而無法完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在學(xué)生探究活動中，教師應(yīng)該明確自己的作用，何時介入，如何指導(dǎo)，何時提供背景資料或信息，提供什么信息等，真正把自己定位于學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和合作者這一角色。
7.不重視對科學(xué)探究的評價。教學(xué)評價改革是課程改革的重點(diǎn)內(nèi)容，教師對學(xué)生的探究過程的評價中的問題，一是沒有進(jìn)行評價；二是評價不及時；三是評價方法不正確；四是評價方式單一，如只有教師對學(xué)生的評價，而沒有自我評價和學(xué)生間的相互評價等，因此沒能充分發(fā)揮評價的激勵和促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 再探究 假說 實(shí)驗 表達(dá)交流
中圖分類號：G650 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2013）07-0048-01
“以科學(xué)探究為核心”已經(jīng)成為國際科學(xué)教育改革的共識[1]。理解科學(xué)探究必須重視一些基本的要素：提出科學(xué)問題；進(jìn)行猜想和假設(shè)；制訂計劃，設(shè)計實(shí)驗；獲取事實(shí)與證據(jù)；解釋、檢驗與評價；表達(dá)與交流。這些只是作為科學(xué)探究的各要素，并不是科學(xué)探究的過程或者順序。若是墨守成規(guī)，不僅做了教學(xué)上的無用功，甚至?xí)m得其反。
一、再探究
俗話說“提出一個好的問題往往比解決一個難的問題來得更加可貴”。同樣的，科學(xué)探究往往始于問題，使學(xué)生能夠從生活經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)矛盾的問題，并大膽地提出來。此時，教師應(yīng)當(dāng)作為一名協(xié)助者，幫助學(xué)生對問題進(jìn)行簡單的分析，并探討問題是否值得更加深入地學(xué)習(xí)。這是課標(biāo)當(dāng)中對學(xué)生提出問題能力所需要達(dá)成的目標(biāo)。但是，科學(xué)教育的教學(xué)應(yīng)當(dāng)更加貼近學(xué)生的生活，教師可以留意學(xué)生的問題，并對有意義的問題進(jìn)行考慮，組織學(xué)生對相關(guān)的問題再探究，尤其是那些與書上的結(jié)論相悖的經(jīng)驗或?qū)嶒灛F(xiàn)象，可以進(jìn)一步將課內(nèi)的探究延伸至課外，這既能不斷提高學(xué)生對科學(xué)的探究興趣，深化對科學(xué)知識的認(rèn)識，也能夠保持學(xué)生對自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲。同樣地，再探究使教師的專業(yè)知識有為豐富，也能對教師的專業(yè)能力起到促進(jìn)的效果。
二、假說
假說作為科學(xué)探究中一個極有蘊(yùn)含的要素，在教學(xué)的過程中具有很強(qiáng)的教育功能。然而回顧以前的學(xué)習(xí)中，許多任課的老師將這個要素淡化或者舍去了，教師們往往將科學(xué)假說作為一種科學(xué)結(jié)論告訴學(xué)生，這不單純是教師對自身的教學(xué)資源的浪費(fèi)，更是對學(xué)生的科學(xué)思維的一種扼殺，于學(xué)生真正的學(xué)無意義。其實(shí)，在教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)重視起對假說的合理利用，而不應(yīng)當(dāng)跨越這個環(huán)節(jié)。對其中出現(xiàn)的漫無邊際的假說，教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生排除，使同學(xué)們能夠?qū)⒏佣嗟木性谡n堂的學(xué)習(xí)當(dāng)中來。合理開發(fā)利用“假說”可以幫助學(xué)生主動建構(gòu)起科學(xué)概念，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維。
三、實(shí)驗
在已經(jīng)知道實(shí)驗結(jié)論的前提下，再去安排科學(xué)探究，反而顯得無中生有，自找沒趣。雖然在我們學(xué)習(xí)中接觸的科學(xué)探究不像科學(xué)家們那樣，是一種對未知世界的真正探索，但也是沿著科學(xué)家們探索的足跡去發(fā)現(xiàn)我們的科學(xué)之旅——建立在前人基礎(chǔ)上的對未知的探索。而不是簡單的灌輸某個概念，某個結(jié)論，而是領(lǐng)著學(xué)生去究其源，探其因。
四、表達(dá)交流
首先表達(dá)并不是只言片語，對于學(xué)生的零星回答，教師可以特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生用整句話來再次重復(fù)他的內(nèi)容，力求學(xué)生表達(dá)的完整性。有時候，學(xué)生的表達(dá)往往比較籠統(tǒng)，老師就有必要提出要求，例如可以采用追問的方式如“你能舉個例子嗎？”于學(xué)生而言，這能夠提高學(xué)生的表達(dá)，也能夠提高學(xué)生的元認(rèn)知；于教師而言，教師可以了解學(xué)生的想法，防止教師簡單的認(rèn)為學(xué)生已經(jīng)理清概念，做出教學(xué)的錯誤判斷。
當(dāng)然在科學(xué)探究的過程中還應(yīng)當(dāng)注重以下一些細(xì)節(jié)，例如充分發(fā)揮小組合作討論的作用，讓學(xué)生能夠主動排除不合理、不科學(xué)的實(shí)驗，自身能夠不斷完善實(shí)驗設(shè)計；合理利用學(xué)生的前概念，利用學(xué)生正確的前概念，幫助學(xué)生矯正錯誤的前概念，以達(dá)到形成正確的科學(xué)概念，并避免學(xué)生的錯誤認(rèn)識是來自教師的教學(xué)過程；形成科學(xué)家的實(shí)驗，這就要求我們在設(shè)計初中階段的科學(xué)實(shí)驗時，可以考慮“控制變量法”這類并非很復(fù)雜的實(shí)驗，有利于學(xué)生在現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)，易于接受；超出教學(xué)要求的知識，不能單單放手讓學(xué)生自己課外學(xué)習(xí)，因為學(xué)生在自身的學(xué)習(xí)過程中必然會遇到一些阻力或存在安全隱患問題，這極有可能使他放棄這次的探索，甚至對今后的探索更加提不起興趣來。所以這需要教師在課內(nèi)給予相應(yīng)的指導(dǎo)，共同進(jìn)行探討，幫助學(xué)生主動建立起科學(xué)探究的習(xí)慣，或者教師應(yīng)當(dāng)明確指明家長陪同學(xué)生共同探究的方式等。
踐行真正探究教學(xué)是我們作為教師面臨的一個比較重大的挑戰(zhàn)，如何鍛煉自身踐行科學(xué)探究真正的理念，是我們這些職前教師所必須重視起來的內(nèi)容。多數(shù)人都可能保持著一種固步自封的狀態(tài)，安逸于學(xué)生的被動學(xué)習(xí)，教師的接受教學(xué)模式，但這種模式繼續(xù)走下去的話只能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識，而并非真正的科學(xué)。顯然探究教學(xué)相比于接受教學(xué)，需要花費(fèi)更加多的課堂時間和更加多的教師精力。教學(xué)中應(yīng)當(dāng)合理的分配教學(xué)活動，將探究式教學(xué)作為教學(xué)中常用的方式，采取探究教學(xué)與接受教學(xué)互補(bǔ)的方式未嘗不是一個好主意。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳琴等.科學(xué)探究：本質(zhì)、特征與過程的思考[J].教育科學(xué)，2005，21（1）.
作者簡介：應(yīng)灣灣（1991年10月），女，浙江臺州人，浙江師范大學(xué)生化學(xué)院科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生。研究方向：科學(xué)教育。
