试论科学探究的目标与实施策略

PAGE2PAGE5试论科学探究的目标与实施策略吴修青【摘

要】重视科学探究，是《物理课程标准》的基本特点之一，科学探究对物理教学的重要意义已广泛的为人们所接受，但如何引导学生进行充分有效的科学探究活动，尚处于摸索阶段。本文试图从科学探究的七个要素出发，条分缕析，逐一探讨每一个探究环节要达成的目标，以及实现目标的策略。【关键词】科学探究

目标实施策略【正文】重视科学探究，是《物理课程标准》的基本特点之一。没有探究，就没有科学，科学探究体现了物理学的本质特征，是物理教学的重要组成部分。科学探究与物理知识的建构是统一的过程。科学探究能激发学生学习物理的内在动机，使学生有效地学习物理。物理课程标准的颁布，仅仅只是拉开了物理课程改革的序幕。知之非难，行之非易。科学探究对物理教学的重要意义虽然已广泛的为人们所接受，但如何引导学生进行充分有效的科学探究活动，尚处于摸索阶段，这是一个必须下苦功且值得下苦功去研究的问题。科学探究有七个要素，这也是科学探究的七个阶段或七个环节，下面将对每一个环节要达成的目标和实现目标的策略进行探讨。一、关于“提出问题”1、期望达成的目标①、我们期望问题由学生提出，尽管《物理课程标准》说：科学探究的问题可以是学生提出的，也可以是老师提出的。在我们的教育价值观中，善于提出问题是一项必须着重培养的能力，诚如爱因斯坦所说：“提出一个问题比解决一个问题更重要，因为后者仅仅是方法和实践的过程，而提出问题则要找到问题的要害。”②、我们期望学生提出的问题表述准确、明白而又深刻，且正好符合我们的研究方向，有利于我们迅速、简捷的切入课题和顺利实施探究。③、我们期望由个别“高手”提出的问题（天才的发问往往只能出自于少数极有天赋的优秀学生之口，大多数人还处于“愤”和“悱”的状态）正好能起到启迪大众的作用，并广泛的唤起学习的兴趣和思维的热情。2、实现目标的条件①、学生对物理学习有积极的态度，态度越积极越容易发现问题并能持续研究下去。②、学生已掌握了一定的物理科研方法并养成了良好的思维习惯。③、学生对呈现的问题情境有浓厚的认识兴趣，有求知欲的人才不会满足于浅尝则止，力图探究事物的原因和结果。④、学生对将要研究的问题已有一定的知识准备和经验的积累。3、实现目标的策略与方法①、建立民主、自由、合作的教学气氛，形成自由探讨、自由争论的氛围。要充分发挥学生的主动性和探索精神，切忌“教师中心”。这种气氛不仅于“提出问题”阶段重要，于科学探究的各个环节乃至于整个物理教学都是十分重要的。②、创设问题情境。问题的提出不可能“无中生有”，更不能放任自流、漫无边际，要充分发挥老师的领导和指导作用，切忌“学生中心”。问题情境呈现的物理情景与学生已有的知识的冲突越激烈，越能激发学生提出问题。问题情境的呈现可以灵活多样，可以是一个谜语、一个没有结尾的故事、一首诗、一道题、一个不明结果的实验、一个出人意料的游戏，等等。总之，一切能够引发学生探究活动的情境，都可以是问题情境。③、进行必要的复习和适当提示相关的生活经验。④、对学生提出的问题进行适当的修正，使之表述准确、契合课题。4、举例研究影响液体内部压强的因素：①、质量、重力、体积、面积可以归结于“液体量的多少”这一类问题。②、江、河、湖、泊的压强比较可转化为在大小形状不同的容器中进行。③、液体压强的大小测量转化为对U形管的观察。④、运用控制变量的方法把这个多因素的问题转化为多个单因素的问题。四、关于“进行实验与收集证据”1、期望达成的目标①、我们期望学生正确操作仪器，对未使用过的仪器能根据说明迅速掌握使用方法。②、我们期望学生既能严格按程序操作，又能根据实际情况灵活变通。③、我们期望学生在顺利完成实验操作的同时，对现象、数据能归类整理、填写清楚。④、我们期望学生善于通过网络、报刊、电视、广告等公共信息资源收集资料。⑤、我们期望学生安全操作。2、实现目标的条件①、学生具备基本的实验操作、观察、记录的能力。②、实验设计合理，表格设计科学。③、按规则操作仪器，按程序进行实验。3、实现目标的策略与方法①、把学生按能力层次适当搭配，合理分组。②、指导学生准确选择器材，合理摆放。③、指导学生按要求有序进行实验，及时指正违规操作。④、既要求学生如实记录，又要求注意剔除不合理的数据。4、举例“研究决定导体电阻大小的因素”实验，采取控制变量的方法，分别改变导体的材料、长度、横截面积，进行如下实验：导体代号ABCDE长度（米）1.51.51.50.81.5横截面积（毫米2）1.21.21.21.23.2材料钨镍铬丝锰铜锰铜锰铜五、关于“分析与论证”1、期望达成的目标①、我们期望学生能够筛选和描述实验数据和信息。②、我们期望学生能察看和预测数据的分布规律、趋势和走向。③、我们期望学生通过比较、分析、综合、归纳、判断、推理等过程得出科学的结论。④、我们期望学生主动尝试着去解释结果。2、实现目标的条件①、前期的实验数据要有正确的记录和表述。②、分析数据时能同时考虑产生数据的特定的实验条件。③、具备一定的推理能力。3、实现目标的策略与方法①、当数据较多时，要指导学生进行选择性的有意义的比较，避免无关比较。②、引导学生联系产生数据的不同条件，在综合比较数据和条件、因和果的过程中得出规律。③、平时注重科学方法和思维过程的训练，使学生在分析问题时能自觉模仿科学家的思维方式。4、举例在前面的“研究决定导体电阻大小的因素”实验中，选择A、B、C进行比较，是为了研究导体电阻大小与材料的关系；选择C、D进行比较，是为了研究导体电阻大小与长度的关系；选择C、E进行比较，是为了研究导体电阻大小与横截面积的关系。进行其它比较则没有意义。六、关于“评估”1、期望达成的目标①、我们期望学生即使在如期完成探究后，也要反思探究的过程和结果，注意总结成功的经验。②、我们期望学生正确认识假设与探究结果的差异。③、我们期望学生注意未解决的问题，发现新问题。④、我们期望学生在吸取教训的同时尝试改进探究方案。2、实现目标的策略与方法①、探究活动要安排评估时间，自我反思和互评相结合，提出改进意见和调整方案。②、鼓励学生用不同的方法验证或多次实验进行比较。③、当实验结果和假设不一致时，提醒学生区分是数据有偏差，还是假设被证伪。3、举例学生按前面的猜想进行“影响滑动摩擦力大小的因素”实验，其结果必然与猜想有差异。经评估确定：速度和接触面积是摩擦力的无关因素；如果实验不做匀速直线运动，则会引起数据的偏差。七、关于“交流与合作”1、期望达成的目标①、我们期望学生有表达自己观点的意识和撰写探究报告的能力。②、我们期望学生善于听取别人的意见和改进自己的方案。③、我们期望学生早日具备团队精神和合作意识。④、我们期望学生在交流与合作中不要盲从他人。2、实现目标的策略与方法①、按能力层次分成探究小组，鼓励组内合作，组间交流。②、在“制定计划与设计实验”时，尽可能制定多种方案，分组按不同的方案进行，使交流和比较成为必然。③、多步骤、多因素的研究，可分解到各组进行，然后综合，既节省时间，又有利于交流。④、培养学生撰写探究报告的良好习