科學(xué)探究—打開神奇世界的鑰匙

翻開八年級滬科版教科書的第一頁，我們就走進(jìn)了一個神奇的世界，展現(xiàn)在我們面前的是滿天星斗與哈雷慧星交相輝映、肆虐美國的龍卷風(fēng)、神奇的拉鏈、驚險地沖浪、激動人心的撐桿跳高等圖片。面對這些神奇的現(xiàn)象，我們不禁要問：浩翰太空，群星閃爍，它們從哪里來，又將到哪里去？變幻莫測的龍卷風(fēng)，為何能肆虐大地？小小的撐桿，為何能幫助運動員跨越高高的橫桿？要回答這些問題就必須要學(xué)習(xí)物理學(xué)的相關(guān)知識。

那么，是不是學(xué)好了物理學(xué)知識，能夠解釋自然、生活中神奇的現(xiàn)象我們就滿足了呢？這顯然不是我們最終的學(xué)習(xí)目的。我們不僅要掌握物理學(xué)的相關(guān)知識，更重要的是掌握一些科學(xué)研究的方法。而科學(xué)探究是物理學(xué)重要的研究方法，也是打開神奇的物理世界的鑰匙。科學(xué)探究不僅能幫助同學(xué)們更好地掌握物理學(xué)的基礎(chǔ)知識，而且能夠使同學(xué)們學(xué)到物理學(xué)中的科學(xué)研究方法，培養(yǎng)同學(xué)們從事生產(chǎn)和探究未知事物的能力。

什么是科學(xué)探究呢？所謂科學(xué)探究就是讓同學(xué)們象科學(xué)家一樣在探究過程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)同學(xué)們的探究能力和科學(xué)精神。那么科學(xué)探究在物理學(xué)習(xí)中起什么作用呢？以下我將從四個方面加以闡述：

1 科學(xué)探究能幫助同學(xué)們更好地掌握物理學(xué)的基礎(chǔ)知識

物理學(xué)的基礎(chǔ)知識包括物理概念和物理規(guī)律。同學(xué)們在初中物理的學(xué)習(xí)中會逐步學(xué)到速度的概念、壓強、密度、比熱容的概念，還將會學(xué)到光的反射規(guī)律、牛頓第一定律、歐姆定律等物理規(guī)律。這些概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)在初中物理學(xué)習(xí)中處在核心地位。同學(xué)們所學(xué)的概念和規(guī)律是科學(xué)家早已建立的，科學(xué)家們建立概念和形成規(guī)律是一個由具體到抽象，再由抽象到具體的十分復(fù)雜的認(rèn)識過程．要讓同學(xué)們真正接受這些概念和規(guī)律，就必須在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行科學(xué)探究，也就是讓同學(xué)們象科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究一樣在探究過程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律，只有這樣，同學(xué)們才能對概念和規(guī)律形成正確的認(rèn)識并靈活地運用。

例如，密度是初中物理的一個重要知識內(nèi)容，在密度概念形成的學(xué)習(xí)中，就用到實驗探究的方法。先通過測量不同體積的同一種物質(zhì)的質(zhì)量，同時算出每一組對應(yīng)質(zhì)量與體積的比值；再通過測量相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量，也要算出每一組對應(yīng)質(zhì)量與體積的比值；由此引導(dǎo)分析得出相同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是個定值，而不同物質(zhì)的這個比值一般不同，從而引入密度的概念。這樣不僅讓同學(xué)們知道了密度是表示物質(zhì)特性的物理量，而且還讓同學(xué)們在不知不覺中掌握了用比值定義物理量的方法，提高了同學(xué)們的思維能力。

再如，凸透鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)也是通過實驗探究進(jìn)行的。同學(xué)們在實驗探究活動中要找出蠟燭成等大、放大、縮小實象，放大虛像的物距、像距，再將每次成像的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較得出凸透鏡成像規(guī)律。通過這些實驗活動，讓同學(xué)們近似地經(jīng)歷科學(xué)家進(jìn)行探究的過程。這樣的探究學(xué)習(xí)有助于同學(xué)們了解學(xué)科知識的發(fā)展過程，有助于同學(xué)們理解概念和規(guī)律的內(nèi)涵，有助于同學(xué)們更好地掌握物理學(xué)的基礎(chǔ)知識。 

2 科學(xué)探究使同學(xué)們學(xué)習(xí)到研究問題的重要方法

物理學(xué)的研究方法同它的知識一樣，是物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容。從同學(xué)們的長遠(yuǎn)發(fā)展來看，學(xué)習(xí)方法比學(xué)習(xí)知識更重要，因為有了方法你就有了打開知識寶庫的鑰匙。通過探究式學(xué)習(xí)，同學(xué)們可以學(xué)到許多研究問題的重要方法，如控制變量法、理想實驗法、等效替代法等。教材中探究摩擦力與哪些因素有關(guān)，探究液體壓強與哪些因素有關(guān)、探究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)、探究歐姆定律都用到了一種重要方——控制變量法。

例如，在“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的活動中，同學(xué)們經(jīng)過教師的引導(dǎo)猜想出摩擦力的大小可能與接觸面粗糙程度、接觸面之間壓力的大小有關(guān)，如果在研究過程中，接觸面粗糙程度、接觸面之間壓力同時改變，得到摩擦力的大小也改變，那么這個改變是由于接觸面粗糙程度造成的呢？還是接觸面之間壓力改變造成的呢？這顯然是不能確定的。如何才能使實驗的結(jié)果說明接觸面粗糙程度是否影響物體摩擦力的大小呢?這就需要實施控制變量的實驗，即接觸面粗糙程度以外的所有量都保持不變，只改變接觸面粗糙程度，得到的結(jié)論才能說明與接觸面粗糙程度的關(guān)系。經(jīng)歷這樣的探究過程，同學(xué)們從中深刻體會到什么叫控制變量法，即當(dāng)研究一個物理量與多個因素之間的關(guān)系時，往往先控制住其它幾個因素不變，集中研究其中一個因素變化對這個物理量所產(chǎn)生的影響，這種方法叫控制變量法。

又如，光把世界打扮得如此美麗動人，使我們每天都能看到五彩繽紛的世界，但光是如何傳播的，我們卻不知道。為了“探究光的傳播路徑”，需要借助煙霧或乳狀的溶液來顯示光的傳播路徑，在這個探究過程中，同學(xué)們可以體會到如何“化隱形為顯形”的實驗方法。再如，我們生活的地球周圍空間存在著磁場，可我們看不見、摸不著，為了說明這種特殊物質(zhì)的存在，需要借助小磁針的轉(zhuǎn)動來認(rèn)識磁場的存在，這種方法是通過磁場對放入其中的磁體有力的作用的性質(zhì)來認(rèn)識磁場的。通過經(jīng)歷這樣的實驗，同學(xué)們學(xué)會了一種認(rèn)識物質(zhì)的方法，即在研究看不見、摸不著的物質(zhì)時，可以借助其他的物質(zhì)或借助物質(zhì)的某種特性(如物體之間相互作用的結(jié)果)來研究。

3 科學(xué)的探究活動能樹立同學(xué)們的社會意識

同學(xué)們，我們讀書，學(xué)習(xí)的目的不僅僅是為了會做幾個題，能考個好成績，我們學(xué)習(xí)還有一個重要的目的：就是要把學(xué)到的知識去為我們的社會生產(chǎn)服務(wù)。物理學(xué)的知識原本來源于生產(chǎn)，生活實踐，也應(yīng)該回到社會生產(chǎn)、生活中為我們服務(wù)，才能使我們體會到物理學(xué)的強大生命力，也才能體現(xiàn)物理學(xué)自身巨大的價值。

在科學(xué)探究活動中，老師會根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和同學(xué)們的知識水平，指導(dǎo)同學(xué)們挖掘生活中的探究課題，開展課外探究活動，同學(xué)們應(yīng)密切配合。例如：在討論與社會發(fā)展相聯(lián)系的課題時，可分別從資源和人口生態(tài)和環(huán)境、交通和居住等方面考慮，結(jié)合本地實際，選取同學(xué)們常見的事例進(jìn)行探究。又如在學(xué)習(xí)了聲現(xiàn)象之后可以組織同學(xué)們探究“如何減弱居住環(huán)境周圍的噪聲?”、“超聲波在實際生活中應(yīng)用”；在學(xué)習(xí)杠桿之后“調(diào)查杠桿在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用”、在學(xué)習(xí)電學(xué)之后“調(diào)查學(xué)校電能消耗情況，并提出節(jié)約用電的合理化建議”、在學(xué)習(xí)水資源之后可進(jìn)行“家庭用水調(diào)查”等。根據(jù)這些課題，同學(xué)們要深入家庭、學(xué)校、社會去調(diào)查，要進(jìn)行課外閱讀，網(wǎng)上查詢，收集資料，要分工合作，這樣的探究學(xué)習(xí)，既能提高同學(xué)們的能力，又能增加同學(xué)們的社會責(zé)任感，從小樹立起為社會服務(wù)的意識。這些課外探究的著眼點，“不在于同學(xué)們能夠提出多少有實際價值的建議，而在于可通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)和社會活動的參與，逐步樹立從社會發(fā)展的角度考慮科學(xué)技術(shù)問題的意識”。

4 科學(xué)探究學(xué)習(xí)能激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，使同學(xué)們快樂地學(xué)習(xí)物理

同學(xué)們現(xiàn)在正處于好奇、好動的年齡，我們的科學(xué)探究能夠通過實驗性的探究活動來激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，通過滿足成功欲望、開闊視野，獲得學(xué)習(xí)的渴望，使同學(xué)們快樂地學(xué)習(xí)物理，如在學(xué)習(xí)了光學(xué)后，老師會讓同學(xué)們自制“潛望遠(yuǎn)鏡”、“模擬照相機”，同學(xué)們能通過自己自制的潛望遠(yuǎn)鏡在課桌下面看到課桌上面的東西；在學(xué)習(xí)聲學(xué)后，老師會讓同學(xué)們利用小紙盒自己動手探究，自己做一個“吉它”，同學(xué)們會親自聽到這個自制“吉它”發(fā)出的哆、唻、咪……的聲音；在學(xué)了電學(xué)后還會自制磁化鋼針，讓線圈轉(zhuǎn)起來，還會動手讓硬幣作跳高比賽等。這些有趣的實驗探究會讓你興趣大增，更會讓你沉浸在成功的喜悅中。

綜上所述，科學(xué)探究在物理學(xué)習(xí)中起著非常重要的作用，當(dāng)然科學(xué)探究不是萬能的，科學(xué)探究是對原來物理學(xué)習(xí)方式的一個補充，并不能完全取代其它的物理學(xué)習(xí)方法，也不是每節(jié)課都要進(jìn)行科學(xué)探究。它是物理學(xué)習(xí)中的一種新的形式，它強調(diào)科學(xué)概念、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度三者的綜合，強調(diào)同學(xué)們在探究活動中的經(jīng)歷、體驗和感悟。實施科學(xué)探究有助于加深同學(xué)們對科學(xué)、技術(shù)和社會關(guān)系的認(rèn)識，有助于發(fā)展同學(xué)們對科學(xué)技術(shù)的興趣和愛好，有助于擴大同學(xué)們的知識面，有助于促進(jìn)同學(xué)們的自主性發(fā)展，從而達(dá)到素質(zhì)教育的目的。同學(xué)們，神奇的世界需要我們用科學(xué)探究方法去認(rèn)識它?？茖W(xué)探究是我們打開神奇的世界的鑰匙。希望同學(xué)們在物理課的學(xué)習(xí)活動中認(rèn)真進(jìn)行科學(xué)探究活動，為同學(xué)們的終身學(xué)習(xí)和發(fā)展打好基礎(chǔ)。