科學探究思想在物理教學踐行中的思考

朱立安

摘 要： 探究性實驗，實質上是一種有目的的科學再發現活動。它要求滿足兩個條件：一是學生要有相關的知識準備，二是要求教師進行適時必要的啟發與點撥。實施物理探究學習要落實到物理學科教學中，物理學科教學是實施物理探究學習的主要途徑。

關鍵詞： 科學探究 探究性實驗 知識準備 引導啟發 科學創造性

物理實驗特別是高中物理實驗是高中物理教學的重要內容，是學生學習知識、理解知識的重要途徑，探究性實驗教學為實現物理教學目標提供了極為有效的實驗手段。所謂“探究性實驗”，就是在教師的啟發和指導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以現行的物理教材所列實驗內容為探究對象，以學生周圍世界和生活實際為參照，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題進而得出結論的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，自己發現問題、解釋現象的一種教與學的實驗組織形式。

探究性實驗，實質上是一種有目的的科學再發現活動。我認為，在教學中利用探究性實驗教學，相當于重溫物理原理發現的過程，相當于用前輩物理學家們的思想重新思維，這對理解物理原理，感知物理過程，解析物理現象，培養學生思維的科學性和創造性有極為重要的促進作用。它要求滿足兩個條件：一是學生要有相關知識準備，二是要求教師進行適時必要的啟發與點撥。

例如在學習牛頓第二定律之前教材安排做的實驗：探究加速度與力、質量的關系。這對學好后面的牛頓第二定律很有幫助。學生首先需要反復領會牛頓第一定律，確定自己研究的課題和方法，認真做好加速度與力的關系的實驗，搞清楚加速度與力的定量關系；同時重溫日常生活體驗（火車與小轎車啟動時長顯著不同），做好加速度與物體的質量關系實驗，得出它們的數量關系，只有這樣心中有數，才能在后面討論牛頓第二定律時做到水到渠成。課本在引導學生確定課題時，為學生應用邏輯判斷確定物理量之間的聯系進行了很好的鋪墊。其次老師要為學生理解實驗，做好實驗方案，進行實驗結論的整理給予必要引導。

我們的做法是，首先要求學生認真看書，明確用“比較”的方法測量加速度，然后探究加速度與力、質量的關系，作出加速度與力的關系圖、加速度與質量關系的圖像。在實驗之前，我引導學生明確實驗要探究的內容、探究實驗的設計思路、儀器的操作方法、數據的處理及如何作圖等，為做好實驗充分做好準備，化難為簡。通過實驗探究，學生在牛頓第二定律學習之前對力、加速度、質量三者之間的關系已經了然于心，所以當真正學到牛頓第二定律時，總結一下就可以得出結論，效果十分明顯。

又如在學習牛頓第一定律的時候，有意識地引導學生探究伽利略小球在斜面上的滾動實驗，不僅讓學生重復伽利略的當年實驗過程，重溫那一段偉大的科學歷史，而且采用伽利略的理想化實驗方法進行科學探究、推理，使學生的實驗水平與思維方法得到極大鍛煉。同時使得學生對伽利略理想化實驗的方法本身得到深刻的理解，為學生今后的認識世界、改造世界確立一種很好的思維方法。

另外，學生在實驗探究中，思維的積極性能得到很好的鍛煉，培養他們獨立思考的能力，減少做事上的盲從。只要引導得當，學生在動手動腦的同時會產生很多智慧的火花。仍然以伽利略斜面小球滾動實驗為例：引導提問，為什么小球好像有記憶功能似的，每次總是會上升到開始下滑的起點高度呢？學生當然會從能量守恒、動能和勢能的相互轉化原理方面進行解釋，同時為《必修2》學習“追循守恒量”——能量的來歷埋下伏筆。

實施物理探究學習要落實到學科教學中，物理學科教學是實施物理探究學習的主要途徑。2001年教育部頒布的物理課程標準明確指出物理科學學習要以探究為核心，探究既是物理科學學習的目標，又是科學學習的方式，親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。隨著我國新一輪基礎教育課程改革的不斷深化，在學科教學中實施科學探究學習已成為廣大教師普遍接受的教學理念和教學方式。物理科學本身就是一門實驗科學，從物理學誕生起，從來沒有脫離實驗的物理學，而總是在科學的實驗中前行。所以物理教學中的探究就更有其特殊意義。

在物理學科教學中實施科學探究學習，要求教師和學生一起尋找與教學相適應的物理探究目標，使他們根據物理學科的特點，像科學家那樣從自然、社會和生活等開放的學習環境中選擇自己感興趣的物理問題展開探究活動，綜合運用已有的物理知識、科學思想方法，提出解決問題的方案，進而通過科學實驗或觀察得出結論，使問題得到解決。在問題解決的過程中，體驗學習物理的樂趣，獲得物理知識，提高物理探究的能力，形成尊重事實、善于質疑的科學態度。

艾倫·柯林斯說過：這是一種費時的教學，但如果我們的目標是培養學生能創造性地解決問題和發現理論，那么這是我們所擁有的唯一方法。在物理學習中，要把探究放在十分突出的位置，強調學生對物理內容的探究，在探究中學習探究，理解探究，在探究中學習物理，進而在探究中體驗物理學的奇妙和偉大。

總之，科學探究不僅培養了學生的科學態度，而且鍛煉了學生的科學思維，同時對學生感知自然界物理過程起到引領示范作用，為進一步提高學生科學素養，樹立正確的世界觀打下堅實基礎。探究性實驗教學，對中國的物理教師來說，起步時間不長，沒有很多經驗性的方法，如何才能進一步搞好它，進一步提高學生的創新意識與創新能力，這本身就是一種挑戰，就是一項需要我們大家一起探究的事業。

參考文獻：

[1]劉炳昇，仲扣莊.新課程理念下的高中物理實驗教學.

[2]卞志榮.實施科學探究的途徑和策略.