初中物理教學(xué)中的科學(xué)探究之我見(jiàn)

張圣紅

摘 要：筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，從科學(xué)探究的定義、目標(biāo)、意義、形式、重點(diǎn)要素的操作方法等方面論述了科學(xué)探究。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；探究形式；探究方法

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）4-0026-2

筆者有幸參加了山東省義務(wù)教育新課程標(biāo)準(zhǔn)初中物理教材備課研討會(huì)，會(huì)上與會(huì)專家分別從不同側(cè)面做了精彩的報(bào)告，談到了新的教育形勢(shì)下如何更好更快地適應(yīng)課程改革。課程改革下不同版本的新教材都突出了“科學(xué)探究”這種學(xué)習(xí)方式，我們只有在深入理解的基礎(chǔ)上才能更好地組織學(xué)生進(jìn)行有效的科學(xué)探究活動(dòng)。

1 科學(xué)探究的定義

所謂科學(xué)探究就是讓學(xué)生去模擬科學(xué)家的研究工作過(guò)程，利用一定的科學(xué)方法，按照一定的科學(xué)思維去探究科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程。通過(guò)科學(xué)探究學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究所需要的能力，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解，體驗(yàn)探究過(guò)程的心理感受。科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一。旨在將學(xué)習(xí)重心從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。其特征為探究活動(dòng)圍繞科學(xué)性問(wèn)題展開(kāi)，學(xué)習(xí)者通過(guò)有序并且有效的探究活動(dòng)，獲取證據(jù)，從而解釋和評(píng)價(jià)科學(xué)性問(wèn)題，學(xué)習(xí)者要交流和論證他們所提出的問(wèn)題或所得出的結(jié)論。

2 科學(xué)探究的目標(biāo)

教育給予人們的無(wú)非是當(dāng)一切已學(xué)過(guò)的東西都遺忘掉的時(shí)候所剩下來(lái)的東西。對(duì)于初中物理學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，能剩下的東西是什么呢？如果從學(xué)生眼前來(lái)說(shuō)，最明顯的就是理論知識(shí)的掌握，進(jìn)而在中考中拿高分；而對(duì)于學(xué)生終身來(lái)說(shuō)，也是最重要的，那就是科學(xué)的方法、過(guò)程以及科學(xué)的本質(zhì)和價(jià)值觀。

科學(xué)探究具有以下教育目標(biāo)： 激發(fā)好奇心和求知欲，掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基本方法；了解科學(xué)探究的一般過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力；牢固掌握科學(xué)知識(shí)以及獲得科學(xué)知識(shí)的方法；培養(yǎng)創(chuàng)新精神，為終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；樹(shù)立正確的科學(xué)觀和價(jià)值觀；提高分工、合作及組織能力。

3 科學(xué)探究的意義

科學(xué)探究有三大重要意義：第一，它是一種學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中獲取知識(shí)、體會(huì)科學(xué)方法、受到情感態(tài)度價(jià)值觀的熏陶；第二，科學(xué)探究本身也是學(xué)習(xí)的內(nèi)容；第三，科學(xué)探究還是一種精神、是一種求實(shí)、求真和理性懷疑的精神。教師要引導(dǎo)學(xué)生用這種精神去探索和研究自然規(guī)律，也要用這種精神學(xué)習(xí)整個(gè)課程中的所有內(nèi)容。科學(xué)探究需要?jiǎng)幽X、動(dòng)口、動(dòng)手，不要片面地理解為只有用實(shí)驗(yàn)儀器動(dòng)手操作才稱為探究。實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)則，雖不是自然規(guī)律，但也可以通過(guò)科學(xué)探究來(lái)學(xué)習(xí)，因?yàn)楦鞣N儀器的使用規(guī)則都是有道理的。學(xué)生可通過(guò)自己的探究來(lái)學(xué)習(xí)這些道理，電流表、電壓表的學(xué)習(xí)就是很好的例子，實(shí)際課堂上可以組織學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究來(lái)學(xué)會(huì)兩表的正確使用規(guī)則。

4 科學(xué)探究的形式

有的老師錯(cuò)誤地認(rèn)為科學(xué)探究就是做物理實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中的科學(xué)探究是指在教師的指導(dǎo)和啟發(fā)誘導(dǎo)下，以學(xué)生的獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作探究為前提，以現(xiàn)行的物理教材為基本探究?jī)?nèi)容，以學(xué)生的生活實(shí)際和周圍世界為參照對(duì)象，為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問(wèn)題的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過(guò)個(gè)人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動(dòng)，將自己所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題的一種科學(xué)的教與學(xué)組織形成。它既是物理教學(xué)的內(nèi)容，也是物理教學(xué)的重要方法之一。科學(xué)探究的過(guò)程一般包含了物理實(shí)驗(yàn)，但并不等同于實(shí)驗(yàn)。科學(xué)探究不一定都要?jiǎng)邮肿鰧?shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展，觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)物理的重要方法。而絕不是說(shuō)物理學(xué)中的每一個(gè)規(guī)律都“應(yīng)該”或者“予以”直接由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)。因此，包含了科學(xué)探究的若干要素，但不包含學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程，也是科學(xué)探究。如：九年級(jí)教材《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》一節(jié)中的“想想看：熱機(jī)效率能達(dá)到100%嗎？為什么？”也是一個(gè)很好的探究課題。

科學(xué)探究的形式是多種多樣的。物理課程標(biāo)準(zhǔn)中指出了科學(xué)探究的幾個(gè)要素，教材中也提到了探究的七大要素。“要素”不同于“環(huán)節(jié)”，一個(gè)過(guò)程缺少必要的環(huán)節(jié)就會(huì)中斷，而課程標(biāo)準(zhǔn)指出的要素是科學(xué)探究的標(biāo)志。一個(gè)具體的教學(xué)過(guò)程只要有一兩個(gè)這樣的要素，它就有了探究性。也就是說(shuō)，學(xué)習(xí)過(guò)程中的“科學(xué)探究”不一定是完整的。實(shí)際教學(xué)中最難把握的是“提出問(wèn)題”這個(gè)要素，學(xué)生提出的問(wèn)題五花八門，有的雖有一定的探究意義，但未必與實(shí)際教學(xué)發(fā)展方向一致。所以，問(wèn)題的提出者不一定都是學(xué)生，要探究的問(wèn)題由教師引導(dǎo)學(xué)生提出，或教師直接提出，這樣做都依然是科學(xué)探究。科學(xué)探究中的“猜想與假設(shè)”要素是創(chuàng)造性思維中最活躍的因素。科學(xué)定律不是根據(jù)有限的（盡管可能是大量的）事實(shí)歸納出來(lái)的，新知識(shí)的建立常常不在于實(shí)驗(yàn)證據(jù)的多寡，而在于研究者的洞察力，科學(xué)中的重大發(fā)現(xiàn)是這樣，日常生活或工作中的新認(rèn)識(shí)、新發(fā)現(xiàn)、新見(jiàn)解也是如此。

5 科學(xué)探究中幾個(gè)要素的操作方法

5.1 提出問(wèn)題的操作方法

程序：設(shè)置情境……運(yùn)用方法……提出問(wèn)題。

情境：日常生活例舉、自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

一般方法：為什么？……怎么樣？……如果條件變了，將怎樣？……是什么？……

例：聲音是怎樣從發(fā)聲體傳播到遠(yuǎn)處的？

先做真空鈴實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象設(shè)置情境，根據(jù)現(xiàn)象可提出：為什么聽(tīng)不到鈴聲了？怎樣才能聽(tīng)到聲音？通入空氣后能否重新聽(tīng)到聲音？聲音是靠什么傳播的？

提出問(wèn)題的方法有很多。可用“抓聯(lián)系提問(wèn)題”的方法。比如探究“浮力的大小等于什么”這一課題，創(chuàng)設(shè)生活情境：當(dāng)你躺在浴缸的水中時(shí)，會(huì)感到自己變輕，同時(shí)發(fā)現(xiàn)缸中的水面升高了。人感覺(jué)變輕是因?yàn)槿耸艿剿母×Γ嫔呤且驗(yàn)槿诉M(jìn)入浴缸后排開(kāi)了一部分水。人體在水中部分越多，排開(kāi)的水也越多，人就感到越輕，說(shuō)明浮力大小與排開(kāi)的那部分水的多少一定存在某種關(guān)系。由此可以引導(dǎo)學(xué)生提出這樣一個(gè)問(wèn)題：浮力的大小跟物體排開(kāi)的那部分液體的多少是否存在著一種數(shù)量的關(guān)系呢？

5.2 猜想與假設(shè)的操作方法

程序：依據(jù)事實(shí)……科學(xué)方法及思維方法…… 做出猜想。

事實(shí)：日常生活現(xiàn)象、自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

科學(xué)方法：觀察法、實(shí)驗(yàn)法、模型法、控制變量法、等效法 ……

思維方法：分析和綜合、歸納和演繹、比較分類、 類比法、逆向思維法……

猜想的方法有多種，依據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)或事實(shí)進(jìn)行猜想、運(yùn)用直覺(jué)進(jìn)行猜想、運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)相結(jié)合進(jìn)行猜想、運(yùn)用物理學(xué)思維過(guò)程進(jìn)行猜想、運(yùn)用逆反原理進(jìn)行猜想、運(yùn)用“類比法”進(jìn)行猜想、運(yùn)用理論分析法進(jìn)行猜想等等。

總之，知識(shí)固然重要，探究知識(shí)的過(guò)程更為重要。科學(xué)探究主要是一種精神，它應(yīng)該貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師要想盡一切方法調(diào)動(dòng)學(xué)生探求新知識(shí)的積極性，使以科學(xué)探究為主的多種教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合，精心設(shè)計(jì)探究，科學(xué)實(shí)踐探究，科學(xué)探究就一定會(huì)在初中物理教學(xué)中茁壯成長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳梅.初中物理探究課堂教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與研究[D].上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[3]修春潔.初中物理科學(xué)探究教學(xué)的實(shí)踐研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004.

（欄目編輯 劉 榮）