解讀科學探究要素滲透科學探究思想

孫桂芳

科學探究一般包括：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、分析論證、評估、交流與合作七個要素.在物理教學中準確把握科學探究要素，恰當適時地滲透科學探究思想，以優化課堂教學結構，引導學生經歷科學探究過程，進而主動發現并獲取知識至關重要.

一、提出問題

1.以日常生活創設情境.物理起源于生活，生活中處處充滿了科學可解釋或未解決的謎團，引導學生仔細觀察身邊的事物和現象，就能切身體會到科學的魅力，發現一些具有探究價值的問題.

2.以實驗現象創設情境.例如，在講“大氣壓強”時，教師可設計“試管旅行”的小實驗：在一個大試管中裝滿水，將一個口徑略小的試管壓入大試管中，并提出問題：把它們倒過來小試管會怎樣呢？學生回答：掉下來.實驗結果小試管居然向上運動，從而激發學生強烈的求知欲望.

3.以自然現象創設情境.例如，在講“光現象”時，利用多媒體展示“雨后天空中美麗的彩虹”.學生通過觀察獲得新的發現之后，將形成的有關的科學問題，口頭或書面表述出來.

二、猜想與假設

1.根據已有的知識和經驗對問題的成因作出猜想，猜想要符合科學事實.

2.對探究的方向和可能出現的實驗結果進行推測與假設.推測與假設必須有一定的根據，并且是可檢驗的，檢驗的結果有兩種可能：一種是證實；另一種是證偽.

三、制定計劃與設計實驗

1.分解課題.根據探究的課題以及提出的猜想與假設，辨明條件分解出所探究（或測量）的物理量.

2.精選器材.首先由需要探究（或測量）的物理量選擇合適的器材種類，然后從實驗器材的安全性、減小誤差、方便操作等方面選擇實驗器材的規格.

3.優選方法.從控制變量法、轉換法、等效法、類比法、模型法、比較法、理想化方法、歸納法等科學探究方法中選擇具體、恰當的研究方法來解決所要探究的問題.

4.擬定步驟.學生提出的探究問題，可以通過多種不同的實驗去解決.教師應善于引導學生擬定適合自己所精選的器材和優選的研究方法的最佳實驗步驟.

5.設計表格.數據記錄表格的設計應符合所確定的收集信息的范圍，即應包含全部必要的記錄項目，為后面數據的分析與論證提供有力的證據，以保證探究結果的可靠性和科學性，從而得出正確的結論.

四、進行實驗與收集證據

實驗時必須嚴格按照實驗步驟進行操作，要注意器材的正確使用方法，同時指導學生認真、細致地進行觀察，并把觀察到的現象和數據記錄在表格中.數據是科學分析的根據，所以數據的記錄必須尊重科學事實.

五、分析與論證

1.指導學生初步描述實驗數據或有關信息.對實驗數據的描述應客觀、真實.描述的方法，可以采用語言、文字表述，也可采用數學圖表等方法.

2.引導學生對收集的信息進行比較.

對信息進行比較是分析、解釋信息的基礎.

3.引導學生進行因果推理和歸納總結.實驗的相關信息是有著必然的聯系的，簡單的推理能力可以從兩個關聯事件發生的時間先后入手，時間在先的是原因，時間在后的是結果.

4.引導學生嘗試對探究結果進行描述和解釋.

通過分析與論證，應讓學生嘗試用自己的語言對探究結果進行描述，描述應力求客觀、準確地反映探究的結論，以培養學生運用科學、簡潔、準確的語言描述探究結果的能力.還要嘗試對實驗結果加以解釋，這也是描述物理規律的一種方式.

六、評估

評估是對探究的反思過程.在科學探究活動中，要通過小組交流或全班交流的方式對自己所做的活動進行評估.評估的目的主要是及時優化探究方案，最大限度地引出新的發現，以發展學生的批判性思維，使學生養成嚴謹的科學態度.

七、交流與合作

學生深層次的認知發展，既需要獨立思考，又需要合作交流.交流是智慧的交換，合作是思維的完善.教師應主動引導學生創造多維互動的交流空間，尋求適合不同探究活動的最佳交流合作方式.

總之，科學探究活動是知識的“發現”過程，旨在將學生的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.在這一過程中，教師應創造條件，采用靈活多變的教學方式，積極滲透科學探究活動的所有或部分要素，讓學生親身體驗科學探究的方法，享受探究成功的喜悅，最終達到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的目的.