中学物理教学科学探究论文

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为了更好地推动新课程的实施，促进科学探究在中学物理教学中的应用，湖南省教育科学研究院最近在岳阳中学举办了湖南省第二届中学物理教学创新大赛。大赛以科学探究为主题，参赛选手提供一段反映以科学探究为主题的物理教学30分钟的录像片断及其该课的教学设计方案，接下来将放录像的参赛选手听完前面的课后立即评课10分钟。评委会根据参赛选手的教学录像、教案、评课的表现综合评定获奖等等。虽然整体情况比较好，但存在一些问题，主要表现在：大部分的高中教师不知道什么是科学探究，以为启发式、导探式、解决问题和解答习题就是科学探究;知道科学探究的教师又不知道如何选题，在17节课中有9节不适合科学探究课型，知道选题的又不知道如何进行科学探究；初中组的教师上的课虽然形似科学探究课，但只是课堂气氛轰轰烈烈，学生动手动脑的机会不多，没有真正形成学生自主学习、合作学习、探究学习的氛围……究其原因，主要是高中课改以及培训还未全面推开，初中的培训还不够细致、到位，对于新课程改革的理念还未很好地接受和消化。老师们普遍反映需要加强在科学探究这方面的指导和帮助。

什么是科学探究呢?在《物理课程标准》中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神科学探究的形式是多种多样的，其要素有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。

一、物理科学探究课必须是一堂物理课

一堂物理课，应当有一定的课堂结构，对内容的处理要详略得当，不可面面俱到，没有重点。既要有三维一体的教学目标，又要有流畅的逻辑结构，还必须具有物理特色。按照新的教学理念，教学目标分为三维：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。传统的教学过分地注重知识的传承，对过程与方法、情感态度与价值观未引起足够的重视。在物理教学中，除了科学知识外，还有科学发现过程中的科学方法、科学思想、科学态度等。这些是科学素养中不可或缺的部分。当然，在科学探究课中，情感、态度和价值观重在体验，让学生在体验中升华，不可贴标签或喊口号。

一堂好的物理课必须有流畅的逻辑结构。好的一堂课，宛如一首优美的散文诗，一气呵成。如果一堂课在逻辑上颠三倒四，听起来就会味同嚼蜡。如“带电粒子在磁场中的运动”，学生已经知道物体做匀速圆周运动的规律和提供带电粒子做圆周运动的向心力是洛伦兹力，而某教师在教学中通过一个虚拟实验让学生来探究带电粒子在磁场中的运动半径与电荷的大不、电荷的质量、磁场的大小之间的关系。这个虚拟实验是建立在上的。这样做，在逻辑上是不允许的。

一堂物理课必须具有物理特色，要创建真实的物理情景，提供产生“问题”的土壤，有真实的物理实验作为支撑。从这次比赛的情况来看，绝大部分的问题是教师提出来的，而不是学生提出来的，问题就在于教师没有提供明确的物理情景，或是联系实际、联系科技，、生活不够紧密，致使学生提不出问题。有一种观点认为，虚拟实验可以代替真实实验，让学生通过虚拟实验来探究并且以科学家模拟原子弹的爆炸等为例来说明其可能性。要知道，学生要探究的是其中的原理，而不仅仅是结果，最重要的是让学生在真实的物理实验中，亲身体验物理过程，领悟物理思想和方法，证实或证伪自己的猜想。

二、合理地选择科学探究课的课题

科学探究课的选题非常重要。因为在科学探究活动中，学生必须要通过经历，科学工作者进行科学探究时的相似过程，在原有的知识基础上构建新的物理知识，通过实验学会新的技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家进行科学探究的方法，领悟科学的思想和精神没有探究的价值，没有学生探究经历的真实过程，没有学生探究的背景知识，、技能，没有学生探究的实验条件，这样的科学探究就没有必要或没有可能进行。因此，科学探究课的课题必须有探究的价值、学生探究的思维基础和技能、探究的时间和空间、探究的实验条件。

有时有些课题虽然可以按探究课来上，但必须考虑其有无价值。如“探究怎样用变阻器改变灯泡的壳度”在学生知道变阻器的原理后，这样的探究就没有意义了。科学探究不是万能的，不是所有的课题都可以作为科学探究课来上，有些陈述性知识，特别是一些“是什么的问题”用传统的讲授方法可能事半功倍，而用探究就可能事倍功半，如“气体的性质”是运用分子理论来解释的；程序性知识也只能靠传授，如科学探究的要素是程序性知识，他们怎能按探究的课型来上呢?又如“带电粒子在磁场中的运动”，学生已经知道物体做匀速圆周运动的规律和提供带电粒子作圆周运动的向心力是洛伦兹力，学生不难理解，没有必要让学生通过虚拟实验来探究带电粒子在磁场中的运动半径与电荷的大小、电荷的质量、磁场的大小之间的关系，这样的探究没有实际价值。即使是可以探究的内容，由于有些探究的实验没有相应的设备和条件，有些探究学生可能没有相应的知识基础和技能，也无法探究。如“行星的运动”中开普勒三定律无法探究、“电磁波”中“电磁波是横波”也无法用实验验证。

三、正确处理好科学探究中各个要素

在提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个要素中，评估、交流与合作应该贯穿于整个探究过程中，不只是在最后再作评估。如对于学生的计划与实验方案的设计，如果不做评估、交流，有时可能就可能无法进行实验。

在提出问题时，是创设情景让学生提出问题，还是教师自己提出问题，应该根据具体情况而定，但在一般情况下，首光是考虑让学生自己提出问题来。在实际的教学过程中，往往是教师越俎代庖，并且有时提出的问题缺乏针对性。如在《科学探究：怎样产生感应电流》一课中，有位教师出示了一个水电发电机组的课件，问学生“电是怎样产生的?”，教师的本意是希望学生猜想出感应电流是由于线圈在磁场中转动而产生的，但学生可以回答说“是由于水冲动或水冲动水轮机组而产生的”本来教材上有一个发电机模型，教师可以安排实验，让学生在观察实验的过程中提出电是怎样产生的，进而做出种种猜想。即使是教师提出的问题既应该有一定的思维基础或生活体验，也应该有一定的发散性，以利于培养学生的发散思维能力。在引导学生提出的问题中，问题应该有一定的层次性，让不同层次的学生都能享受提出问题的乐趣。

在提出猜想时，刚开始进行科学探究课时可以允许学生“胡思乱想”、“胡说八道”，但在经过一定时间的训练以后，要引导学生尽可能地提出猜想的依据，“自圆其说”，尽管有时直觉在科学发现中又十分重大的作用。尽可能地提出猜想的依据，有利于培养学生严谨的工作作风，树立科学态度。对于学生的猜想，要予以适当的评估：难于证实或不能证实的，要予以说明；对可以证实或证伪的，在不符合教师预设的情况下可以布置学生课余完成；对于明显的错误猜想，不仅不要给学生难堪，而且要予以适当的鼓励，给与更多的关注。

在进行实验的过程中，在课时十分紧张的情况下，如对于多因素变量中，使用控制变量法时，没有必要让每一个学生都经历每一个变量的探究可以只考虑其中的一个或两个，让学生进行分组实验。在实验中，学生可能会遇到技术和技能上的问题，在收集数据时也可能出现不规范的地方，特别是在处理数据时，有时会出现拼凑数据的情况，教师要特别注意。在实验数据有问题的地方，往往是科学上有重大发现的时机，应该让学生懂得实验数据有问题不要紧，重要的是查明原因，以实事求是的态度对待和处理可能出现的任何问题。