科學探究活動的評價與研究

摘 要：科學探究的教學是當今物理教學改革的一個新方向，科學探究是課程改革一個重要而具體的目標，如何加強對初中學生進行科學探究能力的培養，正確處理科學探究的七要素，避免科學探究活動中的錯誤做法，是物理教師在科學探究活動中應明確和注意的問題。科學探究貫穿于新課程始終，教師能否有效組織學生實施正確的科學探究，對學生的學習至關重要。

關鍵詞：初中物理；科學探究；評價與研究

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。

在當今教育改革的形勢下，探究式教學是當今物理教學改革的一個新方向，科學探究貫穿于新課程始終。教師能否有效組織學生實施正確的科學探究，對學生的學習至關重要。結合對新課程教學理念的思考和這幾年的教學實踐，筆者也說說科學探究活動中的評價與研究。

一、科學探究的定位

科學探究是課程改革一個重要而具體的目標，開展科學探究，是為了“改革課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現象，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。這一目標旨在要求改變學生的學習方式，就是要改變至今仍普遍存在的學生被動接受、大運動量反復練習的學習方式，倡導學生主動參與的探究式學習。在各種國家課程標準中，科學探究不僅被作為重要的理念強調，作為教學建議提出，而且被列入課程目標和內容標準之中。可以說，這是國家的指令性要求。物理、化學、生物等新教材中由易到難、循序漸進地設計有大量的、豐富多彩的、類型各異的探究欄目與活動，說明了觀察、調查、收集和分析資料等探究的一般過程和方法。全日制義務教育《物理課程標準(實驗稿)》中把科學探究和科學內容作為課程的內容標準，明確規定：“科學學習要以探究為核心，探究是科學學習的方式，親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。“突出科學探究”已成為我國物理課程改革的基本理念之一，是物理教學的重要組成部分。

二、科學探究能力的培養

科學探究能力的培養，已成為新課程目標的重要要求。所謂科學探究，就是針對觀察到的自然界的物理現象，進行科學實驗和求證。將科學探究能力的培養作為初中物理教學的重要的目標。要著重培養學生科學探究能力和興趣，以能力和興趣帶動學生的創新意識，科學探究精神和創新能力，大而言之是國家的競爭力，小而言之，也是個人社會的競爭力，采用“多維開放式”的教學方法，在教物理理論基礎的同時，倡導學生大膽質疑，大膽試驗、思考、總結，養成探究真理的心理慣性，對創新精神的培養至關重要。

科學探究能力的培養是一個長期的循序漸進的過程，應“由扶到放，逐步進行”。開始時，由于學生缺乏知識經驗，需要在教師指導下，充分利用物理的研究方法，如控制變量法、轉換法、等效法、理想實驗法、模型法、比較法、類比法等，教師與學生合作共同完成探究活動。然后，根據具體情況逐步放手，多一些建議，少一些規定；多一些操作，少一些提示；多一些交流，少一些講解。在探究內容高于生活經驗和知識基礎時，教師應適時給予引導。例如，滬科版八年級P38“探究真空不能傳聲”的實驗給了我們啟示：在我們無法創造真空環境的條件下，是怎樣通過實驗推出真空不能傳聲的？實驗探究時，當密閉容器中的空氣越來越少，傳出聲音也越來越小，進而教師引導學生，若密閉容器中沒有了空氣，會怎樣呢？那么學生自然會推出：聽不到聲音傳出，從而得到結論“真空中不能傳聲”。

三、正確處理好科學探究中各個要素

1、提出問題

愛因斯坦指出“提出一個問題有時比解決一個問題還重要”。 因此，教師從學生的好奇、好問、求知欲望等特點出發，積極培養學生勤于思考問題，敢于提出問題，善于提出問題，這是培養學生創造性思維的前提。在教學過程中創設情境讓學生提出問題，特別是涉及事物本質的物理問題更是科學探究的先決條件，讓學生在問題情境中產生疑問，發現問題，提出問題。創設物理問題情境是探究式課堂教學的良好開端。在引導學生提出的問題時，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。

2、猜想與假設

牛頓說過“沒有大膽的猜測，就不能作出偉大的發現”。科學猜想是科學性和假定性的辯證統一，是根據已知的相關原理和事實，對未知的自然現象及其規律性所做的一種假定性說明。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”，有利于培養學生嚴謹的工作作風，樹立科學態度，在物理學史上，很多偉人的發明都源于猜想。學生不敢猜想時，就需要教師的鼓勵和引導，不管他們的猜測是否準確合理，教師都要持肯定的態度，并對學生提出的問題給予積極恰當的評價，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。經常這樣訓練，敢于猜想的學生就會越來越多。

3、制定計劃與設計實驗

設計合理的實驗方案，是科學探究能否順利實施的關鍵環節。實驗方案的設計包括實驗器材的確定、實驗步驟以及對實驗結果的預測。在課堂教學中還應對所設計的諸多方案的優劣進行討論直至最后確定要進行實驗的方案。對實驗方案的評價可從以下幾個方面著手：①科學性②可行性③可靠性④準確性。

4、進行實驗與收集證據

進行實驗前應明確實驗的目的，物理實驗是人們有預定目的的一種科學探究活動，學生應設計好收集數據的表格，特別是要對實驗可能產生的結果有預設性。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。

5、分析與論證，得出結論

物理實驗的結果不外乎產生物理現象或測得相關實驗數據。數據處理時，根據取得的原始數據啟發學生討論，得出結論，引導學生思考：數據之間有什么關系?測量結果說明了什么?能得出什么結論?要和學生一起總結實驗的結論，鼓勵學生敢于提出不同的見解，勇于改正自己錯誤。

6、評估交流，總結反思

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。評估是對探究的反思和評價的過程，是一個科學探究的完善。《新課標》對學生的評估要求是：有評估探究過程和探究結果的意識；是否有從評估中吸取經驗教訓，對探究方案進行改進的意識。評估可以從以下方面進行：對實驗設計的合理性進行評估，實驗操作是否得當，在探究過程中，按要求應保持不變的量是否在操作中真正做到保持不變，如在研究電流和電阻關系的實驗中，是否保持了電阻兩端的電壓不變，實驗記錄數據是否合乎常理，當個別數據出現差異時是否對測量的可靠性產生懷疑；要有評估探究結果是否可靠合理的意識，當實驗數據與理論有差異時，有否評估誤差原因的意識。

四、科學探究活動中的錯誤做法

1、探究活動中面面俱到，主次顛倒，過于形式化

從表面上看有些教師的教學探究活動的幾個環節一個不少，形式很完美，但是一切活動都是教師事先設計好，牽著學生的手去完成。例如在提出猜想這個環節時，讓學生又是討論又是思考，各自提出自己的猜想，課堂甚是熱熱鬧鬧。但對學生提出的猜想教師處理過于簡單，若與書本上或老師事先準備的一致的就加以肯定，不一致的就不予理睬或簡單的幾句打發掉，然后老師將事先準備好的需要探究的內容列出來，讓學生按照教師事先準備的東西去探究。這樣做遏制了學生探究與猜想的熱情，學生會認為：不管我怎么開動腦筋，苦思冥想，最后還是按你的來做，我們想了也沒意義，我們只是一個配合教師的配角而已，學生有一種被愚弄的感覺。長期下去學生也會把猜想當成一種形式，不再主動參與猜想與探究，這樣不利于學生思維能力的培養，更不利于學生發現問題、提出問題。相反教師若以一個探究者的身份與學生合作，精心設計探究活動氣氛，會極大地提高課堂的民主氣氛。在小組合作探究活動中，讓學生能夠輪流主持，使每個人都有機會為探究負貴，可以充分激發學生的主體意識，會更加積極、更加專注地參與到探究活動中去。

2、教師缺乏指導，學生過于自由

在探究活動過程中應讓學生為主體，教師起主導作用。科學探究并不是放開手讓學生無目的地去隨意擺弄，科學發現可能始于某一個偶然的現象，但漫無目的、不加思索是很難有新的發現的。有的教師為了突現學生的主體作用，提出猜想后，提供給學生器材，沒有適當的引導與點撥，完全讓學生去自行完成。對有些簡單的探究活動可以完全放手，但對于有些探究活動這樣做效果卻很差。例如：在探究平面鏡成像特點時問題一提出后給學生提供了器材，然后讓學生自行探究。許多學生因為不知道兩個棋子各自的作用，不知道先固定玻璃前的一個棋子的位置作為物，然后移動玻瑞后的棋子，使其與像的位置完全重合，而是在那兒前面的棋子動動，后面的移移，甚至還將玻璃板的位置動來動去。還有的學生根本不知道如何去觀察像，因此摸索了半天也沒確定出像的位置，其它的活動就難以進行下去了。本來一個比較容易的探究活動，只是因為少了適當的點撥而變得復雜，浪費了大量的時間，大大的降低了探究的效率。

3、過分強調多媒體，用課件展示來代替實驗探究

有些老師為了保證物理實驗有較高的成功率，避免實驗過程中由于誤差或其它原因而產生許多麻煩事或是為了節省實驗的時間，便于對課堂時間的控制，索性就用課件代替實驗，這樣做盡管方便了教師，也節約了時間，但這樣做把實驗探究變成了花架子、紙上談兵，不僅達不到實驗與探究目的，也違背了實驗與探究的初衷，更談不上鍛煉與培養學生的動手能力及在實驗中發現問題。

4、對探究活動教學評價不到位，沒創意

教師對探究活動完成的情況進行評估，為制訂下一個目標做準備，這是必不可少的環節。而一般情況下老師只注重掌握了知識的重點、難點，形成了相應的技能技巧的評價，缺少對學生探究過程的實作評價。實作評價不僅僅應該看到學生在探究活動中的熟練程度、準確程度，更應該重視實驗中解決問題的能力。學生掌握了什么，超越了什么？誰有新的發現？由教師和學生共同對這個探究活動作出評價，而不是由老師作一個好、壞，成功和失敗的簡單評價，這樣做有利于培養學生的再創新能力。

在物理教學中，科學探究的教學，是新課改物理課堂教學中的亮點之一。若在教學實踐中盡量明確科學探究的以上問題。充分發揮教師的主導作用，使探究時間分配更切合教學實際的需要，把握好探究活動的節奏，教師在設計探究教學時，對具體的探究過程心中有數，能夠比較精確地預估每一個步驟，對需要引導的地方，適時適當引導，使整個探究活動的節奏快慢、轉換自然，使學生學會發現問題，解決問題，在解決問題的過程中提高學習的興趣，提高分析和解決問題的能力，培養創新精神和實踐能力，最終達成學生科學探究能力的提升。

學無止境，教無定法，科學探究的教學本身也是一個值得思考、探索的課題，也需要不斷地完善和充實。但我們應銘記：科學探究的教學是以學生為對象，以促進學生發展為目標的教學方式，應讓學生真正成為探究學習的參與者和實踐者。

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