初中物理教學中培養學生科學探究能力的實踐與思考

新一輪基礎教育課程改革強調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。初中物理課程標準將“將科學探究作為學生的學習目標，又是一種重要的教學方式之一”同時提出，將科學探究與科學內容并列納入內容標準，并指出“科學探究”不僅僅是教師組織教學的一種教學方式，也是學生獲取知識的一種學習方式，更是初中物理課程的一項具體內容和學習目標，這將凸顯初中物理教學中培養學生的科學探究能力的重要性。基于此，以筆者為組長的南寧市“十一五”教育科學規劃課題《初中物理教學中培養學生的科學探究能力的研究》(2006B029號)自2006年始開展研究工作，取得初步成果。

一、初中物理教學中培養學生科學探究能力的實踐

課題組在實驗班(2006級的061班、062班，2007級的071班、072班)開展了如下培養學生科學探究能力的工作。對照班(2006級的063班、064班，2007級的073班、074班)則按傳統教學方法授課。

1.培養學生對物理學科的學習興趣，激發學生探究的樂趣

(1)上好第一課是培養物理學習興趣的關鍵

在上初中第一節物理課“有趣有用的物理”時，教師認真做好演示實驗后，也讓學生動手操作，讓學生觀察到停止沸騰的水澆上冷水后又繼續沸騰的有趣現象，親自摸到喇叭舞臺上會跳舞的小人。讓學生向倒置的漏斗吹氣，思考漏斗口下的乒乓球為什么不會落下。讓學生親自利用放大鏡觀察物體，思考放大鏡為什么能將物像放大。讓學生利用三棱鏡觀察光的折射，思考白光為什么能分解成不同顏色的光。在這充滿神奇的物理現象的第一節課中，教師不急于告訴學生答案，而是讓學生帶著疑問，引導學生步入物理科學的殿堂，培養學生的學習興趣。

(2)聯系生活實際，激發學生探究興趣

利用現實生活中的物理現象來激發學生的探究興趣。例如，在學習聲音的產生與傳播內容之前，首先讓學生觀察小提琴、二胡、鼓等樂器發聲時出現的振動現象，讓學生親身體驗振動與發聲的關系。又如讓學生思考蝙蝠是如何定位，再引導學生探究超聲波的知識。在學習凸透鏡成像內容之前，首先讓學生動手拆裝望遠鏡;安排學生安裝門鈴，使學生主動探究和學習串聯電路的知識。

(3)介紹最新的科技成果，激發學生的探究和學習的熱情

教師利用多媒體展示我國的科技成果，例如我國的航空航天技術、高速鐵路的建設、大飛機制造、軍事技術等全球領先的科技成果，不僅讓學生開闊知識視野，同時也激發學生立志為祖國的建設貢獻力量而奮發學習。

(4)開展課外活動，培養學生的物理科學探究能力

教師利用課外時間組織學生開展物理興趣活動。兩年來，課題組組織了航模組、攝影組、家電維修組、物理知識宣傳組等課外興趣小組的活動，為學生提供了動手實踐的機會，培養了學習興趣，也提高了學生的物理探究能力。

2.嘗試在理論課教學中培養學生的科學探究能力

在理論課教學中要強化探究方法，規范探究步驟，使學生掌握科學探究的各要素。在課堂教學中，通過問題的研究為載體，使學生學會科學探究的六個步驟。

(1)提出問題:教師引導學生提出問題，或者教師直接提出問題。

(2)猜想與假設:對于所提出的問題提出假設，對比較復雜的問題可以提出猜想。作出的假設可以是肯定的，也可以是否定的。

(3)制定計劃與設計實驗:為了證明所提出的假設，教師要引導學生制定計劃與設計實驗方案。學生設計的實驗很可能是多種多樣的，需要教師選出正確的方案。對于不科學的實驗方案，也要分析其原因。

(4)進行實驗與收集證據:按照既定的方案，遵守操作規程進行實驗，是大部分學生都能完成的，但是實驗過程中部分學生不注意數據的收集，教師務必引導學生仔細觀察，認真如實記錄，培養實事求是的科學精神。

(5)分析和論證:教師引導學生分析實驗數據或者收集到的知識，論證所提出的假設是否正確，得出結論。

(6)評估與交流:評估有自我評估、學生互評、教師評估等，交流有生生交流、小組交流、師生交流等。學生反思探究中成敗的原因，討論方法的科學性，如何改進等。

3.嘗試在實驗課教學中培養學生的科學探究能力

物理實驗是科學探究的重心。由于物理學是一門實踐性很強的自然科學，認真完成初中階段的學生實驗是培養科學探究能力的關鍵環節。

(1)認真完成演示實驗

演示實驗是教師表演示范、學生觀察的實驗，在實踐中由教師操作，學生是觀眾，難以體現學生的主體地位，學生缺乏主動性。筆者在演示實驗中，常在演示后，讓部分學生參與演示實驗，并引導學生思考。

(2)認真完成學生實驗

做好初中階段所規定的學生實驗，是培養學生科學探究能力的重要工作。教師要善于變驗證性實驗為探索性實驗，讓學生在完成每一次實驗就是經歷一次科學探究過程。實驗中要規范操作，仔細觀察，認真記錄，客觀對待誤差。教師不能代替學生操作，也不能直接給出結論，而應指導學生操作，引導學生探討。

二、初中物理教學中培養學生科學探究能力的效果

1.提高了學生對物理學科的學習興趣

在物理教學中，在對2006級、2007級的實驗班實施培養學生的科學探究能力的工作后，2008年11月，課題組對兩個年級的學生進行了對物理學科學習興趣的無記名問卷調查，結果如下表。

表1 學生物理學習興趣無記名問卷調查結果

從上表看出，所有實驗班在“興趣非常濃厚”一欄的百分比對照班高出27個百分點。所有實驗班在“不感興趣”一欄的百分比低于對照班13.5個百分點;實驗班在“討厭”一欄的百分比低于對照班5個百分點。

再仔細觀察同一教師的實驗班與對照班的比較情況:筆者所教的初三實驗班061班為52.9%，對照班063班為33.3%，實驗班比對照班高出19.6個百分點;筆者所教的初二實驗班072班為60.8%，對照班074班為30.8%，實驗班比對照班高出30個百分點。覃志福老師所教的初三實驗班062班為59.2%，對照班063班為28.0%，實驗班比對照班高出31.2個百分點;覃志福老師所教的初二實驗班071班為54.7%，對照班073班為27.5%，實驗班比對照班高出27.2個百分點。

以上數據和分析表明，通過實驗，對物理學科學習興趣更加濃厚的學生增加了;對物理學科不感興趣或者討厭學物理的學生減少了。這說明了通過對學生科學探究能力的培養可以提高學生的物理學習興趣。

2.提高了物理學科的教學質量

衡量教學質量的方法很多，成績雖然不能與教學質量劃等號，但是成績是反映教學質量的具體表現方式之一。本課題的實踐表明，培養學生的科學探究能力對學生考試成績的影響非常明顯。下面是實驗班與對照班的段、期考和中考分數比較。

從上表可以看出，2006級實驗班三個學期的期考成績和中考成績都比對照班高，其差距表現出逐步拉大的趨勢:筆者任教的實驗班061班與對照班063班期考差距:2007年秋季學期為2.3分，2008年春季學期為6.1分，2008年秋季學期為8.7分。覃志福老師任教的實驗班062班與對照班064班期考差距:2007年秋季學期為2.1分，2008年春季學期為5.1分，2008年秋季學期為10.9分。實驗班中考成績明顯優于對照班:實驗班061班、062班各有一個A+(對照班沒有A+)，實驗班考得A、B+、B的人數也比對照班多。

從上表可以看出，2007級實驗班兩個學期的4次段、期考成績都比對照班高，其差距也表現出逐步拉大的趨勢:筆者任教的實驗班072班與對照班074班期考差距為2008年秋季學期段考6.4分，2008年秋季學期期考5.6分，2009年春季學期段考10.4分，2009年春季學期期考7.9分。覃志福老師任教的實驗班071班與對照班073期考差距為2008年秋季學期段考4.0分，2008年秋季學期期考5.0分，2009年春季學期段考6.1分，2009年春季學期期考7.9分。

3.明確探究方法，規范探究步驟，使學生掌握了科學探究的各要素

實驗班在培養科學探究工作實施前后(實施前測:061班、062班為2007年9月;071班、072班為2008年9月。實施后測:061班、062班為2009年5月;071班、072班為2009年12月)，通過考試題目中相對應的項目，檢測學生的科學探究的六個步驟掌握情況。

由上表可看出，實驗后學生對科學探究六大步驟的掌握情況(人數及百分比)明顯比實驗前提高。

4.促進了課題研究參與者的專業發展

2006年起開展初中物理教學中培養學生的科學探究能力的課題研究工作，課題組長和課題成員在探索工作中不斷學習和實踐，不斷提高了教育教學科研能力，由普通的鄉鎮教師成長為市級教學骨干或城區教學骨干。

筆者作為課題組長，經過三年的努力，由一位普通教師成長為教務主任、南寧市教學骨干、興寧區兼職教研員，負責學校的教學管理，參與南寧市和興寧區的物理學科教研活動，負責總結興寧區歷年期考及中考物理科質量分析，參與興寧區教育局組織的送教下鄉活動。

課題組成員鄧金媚、張樹才、梁志軍2009年被評為南寧市教學骨干。課題組成員甘郁林老師成長為興寧區教學骨干、興寧區教研室學科工作室學科組長。

三、初中物理教學中培養學生科學探究能力的幾點思考

1.培養科學探究能力的訓練需要選擇合適的載體

培養學生的科學探究能力的訓練需要選擇適合的知識主體作為載體。離開載體，科學探究無法進行。“科學探究”作為物理課程的內容和學習目標，不是獨立于科學內容之外的，而應該是落實到科學內容各主題的學習過程和各個環節中。離開科學內容，空談科學探究是無任何意義的;我們必須以科學內容為載體來組織科學探究活動。筆者在幾年的教學實踐中，以物理知識或者實驗問題為載體，反復訓練，使學生在一次次探究中學到知識，逐步掌握探究方法和步驟，一次次體驗成功的樂趣。筆者所帶領的課題組以問題或實驗作為載體，對實驗班進行了科學探究六步驟的訓練，培養了學生的科學探究能力，達到了教學目標。

2.培養科學探究能力需要處理好幾個關系

(1)需處理好培養興趣與強化訓練的關系

培養物理學科的學習興趣是提高科學探究能力的前提。學習興趣是調動學生學習積極性、自覺性和創新性的一種內在動力。學生在學習活動中，對自己感興趣的現象、原理、規律總是積極主動地思考、認識、探究和創新。培養學生對物理學科的學習興趣，使學生更主動地去探究物理現象。然而，并不是所有的人都對物理學科感興趣，也并不是所有的物理問題都令人感興趣。在初中階段，有的物理理論和實驗操作可能還比較單調、乏味，這就需要教師組織學生進行強化訓練，才能掌握知識和技能，熟練具體問題的探究過程和方法。

(2)需處理好課內學習與課外探究的關系

培養科學探究能力不僅需要課內學習，還需要學生課外主動探究。在學好有限的課本知識、完成探究實驗的前提下，將視野投向廣袤的大自然，探究未知世界。

(3)需處理好理論與實踐的關系

科學探究需要遵循規律，按照提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析和論證、評估與交流等六個步驟開展。實驗只是探究的實際動手實踐環節，認真完成實驗是科學探究必不可少的環節，但是實驗僅僅是探究的一部分，切莫將實驗等同于探究活動。有的探究僅僅是理論上的，不一定需要實驗驗證，有的問題也還無法論證。

四、培養學生科學探究能力工作中存在的不足

第一，有的教師只為完成知識的傳授，不夠重視對學生科學態度、科學方法利用等方面能力的培養，即重結果，輕過程。

第二，有的教師忽視載體，空談探究，簡單地認為只要讓學生背得科學探究的幾個步驟就大功告成。

第三，測量科學探究六步驟是通過具體問題設計的，可能由于學生對某一些知識掌握程度的差別而影響其結果。

參考文獻

[1]孫建新，孟田華.淺論培養學生的科學探究能力[J].山西大同大學學報，2007(3).

[2]李東霞.初中物理教學中培養學生科學探究能力的實踐研究[D].長春:東北師范大學，2007.

[3]魏達勇，孫鵬.在物理教學中培養學生的科學探究能力[J].四川教育學院學報，2005(11).

[4]戴達明.走進新課程，運用新教法——談新課程理念下中學物理“自主探究，啟發導學”課堂教學方式的實施[J].物理教師，2004(11).

[5]孫永清.談“物理科學探究”學習網站的設計與體會[J].物理教師，2004(11).

[6]華中正.初中物理教學中的科學探究[J].中學課程輔導#8226;教學研究，2010(1).

(責任編輯 黃春香)