淺談科學探究的一般程序

科學探究是學生體驗科學過程，理解科學本質、領會科學精神態(tài)度價值，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實驗能力的主要學習模式，有助于學生深入理解科學知識和掌控科學技能，對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)有著不可替代的作用。其操作過程與科學家在解決問題時基本相同，大致分為七個要素：

一、提出問題。問題是科學探究的起點，是連接探究活動各個要素的紐帶。有了問題，才會試圖去建立假設、制定方案、收集證據驗證假設。例如探究燈泡亮度決定的因素時，取一只標有“PZ220-60”，一只標有“PZ220-15”的燈泡，先問學生，將兩只燈泡接在電路上時，哪知燈泡會亮些。由此提出問題：燈泡亮度究竟是由什么決定的?從而引導學生進入憤悱狀態(tài)。問題可以是老師提出，也可以是老師提出，也可以是學生提出。當然。學生提出的問題有點淺顯，有的深奧，有的古怪，有的可笑，不管怎樣，老師都應該鼓勵、引導，及時發(fā)現閃光點，切不可諷刺、挖苦、譏笑，只有這樣，“問題”才能達到效果，科學探究才能達到目的。在科學史上牛頓從見到蘋果落地，提出“為什么蘋果能落地，而月亮卻不落地?”愛因斯坦小時候向大人提問：“人若與光賽跑會出現什么情況?”瓦特小時候向大人提問：“水燒開為什么有那么大力量呢?”基于這些問題，后來他們分別作出了重大創(chuàng)造和發(fā)明。

二、猜想與假設。要求學生在已有的知識的基礎上，展開聯(lián)想和想象，通過猜想提出可能的假設，它可以激發(fā)學生的熱情，培養(yǎng)學生敢于面對問題，敢于提出假設的。例如：猜測液體內部壓強的大小與什么因素有關時，學生提出如下可能：①與深度有關；②與方向有關；③與液體質量有關；④與液體密度有關。科學歷史上許多重大發(fā)現都是從假設開始的，如法拉第從奧斯特實驗的電生磁事實，利用逆向思維推測了一種假說：磁比生電。從而驅使他持之以恒地研究十年，終于發(fā)現了電磁感應現象。

三、制定計劃和設計實驗。同學們圍繞自己的猜測和假設，設計實驗、查閱資料、安排調查等實驗方法，以獲得更多的證據來支持或否定自己的假設。例如：研究影響蒸發(fā)快慢的因素。可引導學生利用控制變量的方法設計三個小實驗：①在手背上滴2滴相等量的水，把一滴涂開，看哪一滴干得快；②在桌子上和手上涂上大小面積相同的水漬，看哪個干得快；③在桌面上涂兩塊大小面積相同的水漬，對其一塊進行吹風，看哪一塊干得快。科學史上伽利略曾經反對亞里士多德關于在不同重量物體下落速度不同，物體越重，下落速度越快的說法，而提出不同重量的物體下落速度是相同的假設，為了證實自己的假設。他設計了一個簡單而又明了的著名實驗，就是從比薩斜塔上同時使兩個重量不同的鐵球自由下落，觀察它們是否會同時落地，并為世人所接受。

四、進行實驗與收集證據。本環(huán)節(jié)是為最終得出探究的結論找到實事、例證、與證據。要采用學生分組實驗，記錄觀察到的現象和測量出的數據。

五、分析與論證。這一環(huán)節(jié)應讓學生把注意力放在求證上，不要忙于得出結論。而且也不能所以的探究活動只有證實，沒有虛偽。這樣會誤導學生對科學本質的理解。在頭腦中形成不正確的科學形象。要做到這一點，必須把住猜想與假設這一關，引導學生盡可能多地進行合理的猜想與假設，不能走過場，怕麻煩，只提出與科學結論完全相符合的猜想。例如，在研究平面鏡成像特點時，不僅要讓學生提出：“像與物等大”，“像到鏡面的距離和物到鏡面的距離相等”這樣的猜想，還應允許學生提出“物體離鏡面較遠時，像比物小”等猜想。這些猜想都是學生在認真觀察的基礎上做出的，都是合理的，而且更具有科學探究的味道。

六、評估。學生對實驗的原理、步驟進行反思，看看是否有科學性的錯誤或不合理之處。根據實驗結果，檢查操作過程中有無失誤之處，誤差在何處，產生誤差的原因是什么，如何改進。例如在探究完電流、電壓和電阻關系之后，各小組同學之間討論如下幾個問題：我們剛才探究的過程是怎樣的，有無不足之處?誤差在哪里?能否改進及怎樣改進?

七、交流與表達。各個小組將自己的探究過程。收集到的證據和作出的結論用書面或口頭的形式，有理有據地告訴他人。科學探究的形式是多種多樣的，在實際的探究活動中，上述幾步不一定都包括，也許某一步要反復進行。探究的最后也許也沒有得到確定的結果，或者得到的結論是不完善的，但只要同學們努力進行了探究活動，親身體驗探究的過程，掌握了進行探究的基本方法，學習目的也就達到了。