關于科學研究的幾點探索與思考

一、科學研究中若干環節的選擇問題

科學探究過程包括七個要素：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，這也是具體教學過程中的七個教學環節。筆者認為，在第一次進行科學研究的教學中，應把這七個教學環節全部加以經歷，即使多花一個課時也值得。而在以后的教學過程中，則可視具體情況靈活處理，即選擇其中的一個或某幾個環節加以重點突破，而不需要按部就班的七個環節逐步實施。

二、把科學研究中的各環節滲透到課堂教學中

《物理課標》指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。將科學研究列入內容標準，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干創新的探索精神。”

筆者認為：在各種教學內容的教學中，我們都可以滲透科學探究的思想與理念，并不是非要是實驗內容或涉及到實驗的教學內容才進行科學探究。例如，在物理現象的教學中，我們可以應用科學探究中“提出問題”這一個環節，使學生通過對物理現象的觀察，學會提出問題。培養學生的問題意識和提出問題的能力。在做演示實驗時，我們可以應用科學探究的“猜想與假設”這一個環節，可以在演示前，引導學生進行猜想與假設，培養學生的猜想能力以及推理、假設的能力。在某些涉及實驗內容的教學中，重點實施科學探究中“制定計劃與設計實驗”或“進行實驗與收集證據”、“分析與論證”這幾個環節；對于某些實驗內容，重點實施“評估”“交流與合作”這兩個環節。我想強調指出的是：科學探究中的“提出問題；猜想與假設劃與設計實；分析與論證；評估；交流與合作”等五個教學環節，在我們的所有教學內容的教學中，都非常適合應用。

三、樹立量變引起質變的辨證思想觀念

我們實施科學探究的教學，目的是為了將“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干創新的探索精神。”

四、科學探究中怎樣進行猜想

科學探究是初中物理學習中的重要研究方法，它始終貫穿著初中物理的教學。而在科學探究的七個要素環節中，“猜想與假設”是非常重要的一個要素環節。但上前的教學現狀是：在實際的探究教學中，一個要探究的問題提出后，教師本應鼓勵學生大膽地進行猜想，但由于受傳統教育思想的影響及學生本身的知識和感性經驗的限制，猜想往往流于形式，主要表現為：

1.毫無根據地亂猜

在探究的問題提出后，學生不經思考，隨便猜。比如在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”時，學生就猜跟物體的體積有關，跟物體的密度有關，跟物體的形狀有關，跟物體在液體中的深度有關等。教師問之你是根據什么猜的，學生答不上來，而且學生也很難猜想到跟液體的密度有關，跟物體排開液體的體積有關，也就是學生很難猜到關鍵點上。而且如果學生所有的猜想都去設計實驗及進行實驗，顯然課堂上時間不夠。此時，教師則會說：“由于時間關系，我們只探究浮力大小跟液體的密度和物體排開液體的體積是否有關，其它的你們有興趣的課后自己去探究。”久而久之，“猜想”則成了學生隨便猜，教師直奔主題，猜想等于做秀，流于形式。

2.學生不愿動腦去猜，直接翻到書上的結論來“猜”

比如在“探究電阻的大小跟哪些因素有關”時，學生就翻到書上的粗體寫好的結論，于是乎便舉起手來回答，電阻的大小可能跟導體的材料有關，跟導體的長度有關，跟導體的橫截面積有關。這樣，學生就不勞而獲，最終使猜想勞而無功。

3.學生怕猜

每當進行科學探究的課題，到了“猜想”這一環節時，有部分學生就無所適從，靜靜地坐在座位上，一聲不吭，等著別人猜，成為猜想的陪客。

怎樣在課堂上出現真正的猜想，我們應當以一定的策略引導學生，鼓勵學生做出合理的猜想與假設，從而培養學生猜想的能力。

（1）教師引導學生自己動手做一個小實驗或回想生活中的某一經歷或看到的現象，讓學生有了感性認識后再去猜想，這樣的猜想就有了明確的指導性，就能做到有的放矢，去繁求精。例如，在“探究壓力的作用效果跟哪些因素有關”的猜想時，可讓每一個學生拿一支鉛筆，讓筆尖和平的筆尾壓在兩手指間，先用更小的力壓，后用更大的力壓，比較兩手指有什么不同的感覺。在用同一個力壓時，筆尖和筆尾接觸的手指又有什么不同的感覺。通過實驗，教師引導學生做出正確的猜想，學生則很容易地猜想到壓力的作用效果跟壓力的大小和接觸面積大小有關。再如“探究液體的壓強跟哪些因素有關”時，教師可引導學生回想自己在游泳時，從淺水區走到深水區的過程中，胸部有什么不同的感覺，學生馬上會說：“胸口感覺越來越悶。”教師做好引導，從這一事實，你有什么猜想呢？這樣學生就也很容易猜想到液體的壓強可能跟深度有關。

（2）通過類比引導學生進行猜想。以日常中的物理現象為模型，讓學生的猜想有形可依，有模可仿。例如，“探究并聯電路中的電流有什么特點”時，可以用河流比做電流進行分析，支流的河水匯集到干流后，干流上的河水流量是各支流河水的流量之和。由此猜想，并聯電路中干路的電流可能等于各支路的電流之和。

（3）通過討論、演繹等方法排除錯誤的猜想，從而得出正確猜想。對眾多的猜想結果，教師可以組織學生通過合作討論，從猜想提出的依據是否科學合理，按猜想結果推理可預見的結果是否切合實際等方面進行討論，或者根據已經掌握的知識推理、演繹，排除錯誤的結果，得出正確的結果。例如在“探究影響滑動摩擦力大小跟哪些因素有關”時，有學生提出滑動摩擦力與物體的運動速度有關，速度越大，滑動摩擦力越大。對此猜想，教師可以引導學生討論從斜面上加速下滑的物體受到摩擦力的方向怎樣？學生則會分析到摩擦力的方向與加速下滑的運動方向相反。進一步設問，如果摩擦力變大對物體的運動狀態會產生怎樣的影響？學生能分析到物體應該減速下滑，而事實是物體則加速下滑，這時學生發現按此猜想推理得出的結論與實際相悖，從而否定這一猜想。

在課堂教學中，當教師調動起學生的探究欲望并給予學生猜想的方法和策略的指導，必然會提高開放的猜想活動的有效性、針對性和正確性，使猜想真正成為培養學生創新能力的重要一環。