淺談培養(yǎng)科學(xué)探究能力的方法

龐可

摘? 要：科學(xué)探究是在物理學(xué)科學(xué)習(xí)中學(xué)生需要學(xué)習(xí)和掌握的一種探究能力，包括提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒄撟C能力、交流合作等，也是形成科學(xué)觀念、發(fā)展科學(xué)思維、形成科學(xué)態(tài)度的手段和途徑。實(shí)際物理課堂教學(xué)中，“滿堂問(wèn)”“滿堂灌”的方式比較普遍，忽視了學(xué)生的主動(dòng)性而影響了學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的形成和發(fā)展。使學(xué)生有強(qiáng)烈的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，在教學(xué)實(shí)踐中將起著非常關(guān)鍵的作用。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}情景;師生關(guān)系;核心素養(yǎng);科學(xué)探究

在物理學(xué)科教學(xué)時(shí)間少、任務(wù)重和難度大的矛盾中，教師往往主觀地將眾多的教學(xué)內(nèi)容在課堂上向?qū)W生灌輸，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式基本是“聽(tīng)-記-練-考”。在這種教學(xué)模式下學(xué)生的積極性不高、主動(dòng)性不強(qiáng)，容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)倦怠，有礙學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

新修訂的高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出了“物理核心素養(yǎng)”?？茖W(xué)探究作為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要維度，既是學(xué)生要學(xué)習(xí)和掌握的一種探究能力，也是構(gòu)建物理觀念、發(fā)展科學(xué)思維、形成科學(xué)態(tài)度的手段和途徑。這就要求教師注重探究式教學(xué)，通過(guò)這種方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，養(yǎng)成科學(xué)探究習(xí)慣，提高科學(xué)探究能力，實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。

一、教師角色轉(zhuǎn)變，建立新型師生關(guān)系

“把課堂還給學(xué)生，讓課堂充滿生命氣息”的課堂教學(xué)是其學(xué)校生命的最基本的構(gòu)成部分，它的質(zhì)量直接影響學(xué)生當(dāng)前及以后的多方面發(fā)展和成長(zhǎng)。由于高中物理的內(nèi)容多、難度大、課時(shí)少，傳統(tǒng)物理教學(xué)課堂變成了教師的自我表演，學(xué)生只能機(jī)械地聽(tīng)和記，很少有時(shí)間自己動(dòng)腦、動(dòng)心、動(dòng)情、動(dòng)手、動(dòng)嘴，參與不到課堂教學(xué)中。這樣抹殺了學(xué)生的個(gè)性，剝奪了學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)特感悟、自由聯(lián)想、自由表達(dá)機(jī)會(huì)。教師花費(fèi)較大的氣力，卻不會(huì)有太大的成效。

要使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到課堂活動(dòng)中，提高會(huì)提效率，教師首先應(yīng)該改變自身角色，變主導(dǎo)者為引導(dǎo)者，把課堂時(shí)間留給學(xué)生，“課堂上，教師要封住自己的嘴，讓自己少說(shuō)一點(diǎn)，留出時(shí)間和空間給學(xué)生”。然后教師應(yīng)努力構(gòu)建良好的師生關(guān)系，使學(xué)生愿學(xué)。所謂“親其師，信其道”，建立民主平等和諧的師生關(guān)系，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效率。

二、創(chuàng)設(shè)合理問(wèn)題情境，充分激發(fā)學(xué)生探究興趣

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境是為了引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)其內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生積極探究，真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，從而達(dá)到掌握知識(shí)，訓(xùn)練思維的目的。成功的問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)是激發(fā)學(xué)生探究興趣、求知欲和好奇心的有效途徑。

（一）聯(lián)系生活和生產(chǎn)實(shí)際創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

物理是與人類(lèi)生活與生產(chǎn)最為密切的科學(xué)，滲入到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，而問(wèn)題的提出預(yù)示著探究的開(kāi)始。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“一個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生通常要比它的結(jié)論的得出更為重要”。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)善于引導(dǎo)學(xué)生注意觀察周?chē)挛?，并?duì)其進(jìn)行分析、思考、比較，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出問(wèn)題，演變成有價(jià)值的科學(xué)問(wèn)題。

（二）提高問(wèn)題情境的實(shí)效性

教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知水平，創(chuàng)設(shè)出的難度適中且清晰明確的問(wèn)題情境。這樣更易引發(fā)學(xué)生共鳴，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力， 使學(xué)生積極探究，愉快地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。例如在引入“反沖運(yùn)動(dòng)火箭”中， 可以通過(guò)幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)引入。

【演示實(shí)驗(yàn) 1】 教師當(dāng)眾吹一個(gè)氣球，然后，讓氣球開(kāi)口向自己放手，看到氣球直向?qū)W生飛去，人為制造一點(diǎn)“驚險(xiǎn)氣氛”，活躍課堂氛圍。

【演示實(shí)驗(yàn) 2】 用薄鋁箔卷成一個(gè)細(xì)管，一端封閉，另一端留一個(gè)很細(xì)的口， 內(nèi)裝由火柴頭上刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱， 當(dāng)管內(nèi)藥粉點(diǎn)燃時(shí)，生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速?lài)姵觯?xì)管便向相反的方向飛去。

【演示實(shí)驗(yàn) 3】 把彎管裝在可以旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部，當(dāng)水從彎管流出時(shí)， 容器就旋轉(zhuǎn)起來(lái)。

提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)1、2中，氣球、細(xì)管為什么會(huì)向后退呢？實(shí)驗(yàn) 3中，細(xì)管為什么會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)呢？

看起來(lái)很小的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中包含了很多現(xiàn)代科技的基本原理：如火箭的發(fā)射，人造衛(wèi)星的上天，大炮發(fā)射等。應(yīng)該如何去解釋這些現(xiàn)象呢？

這個(gè)教學(xué)案例創(chuàng)設(shè)的物理情境都是比較常見(jiàn)的情況，使學(xué)生感到猶豫和困惑，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。

三、明確探究目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生猜想和假設(shè)能力

牛頓曾說(shuō)：“沒(méi)有大膽地猜測(cè)，就做不出偉大的發(fā)明。”猜想和假設(shè)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)和方法。學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境中發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題時(shí)，受到知識(shí)儲(chǔ)備和思維能力的限制，無(wú)法提出科學(xué)的猜想和假設(shè)。

因此科學(xué)探究活動(dòng)必須制定出明確、具體、可操作的探究目標(biāo)，教師在引導(dǎo)探究活動(dòng)中，要使全體同學(xué)明確探究的方向，避免猜想與假設(shè)的盲目性，培養(yǎng)學(xué)生探究的邏輯思維品質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)其能力。

（一）引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)觀察

觀察是科學(xué)探究的一種基本方法。科學(xué)觀察可以直接用肉眼，也可以借助放大鏡、顯微鏡等儀器，或利用照相機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)等工具，引導(dǎo)學(xué)生觀察時(shí)，應(yīng)明確學(xué)生觀察的目的;指導(dǎo)學(xué)生在觀察過(guò)程中要全面、細(xì)致、實(shí)事求是，并及時(shí)記錄下來(lái);要有計(jì)劃、要耐心;要積極思考相結(jié)合，及時(shí)記錄;要交流看法、進(jìn)行討論。

（二）培養(yǎng)學(xué)生收集和處理數(shù)據(jù)的能力

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的客觀紀(jì)錄，探究過(guò)程中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如實(shí)紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)品質(zhì)。探究結(jié)論是客觀事實(shí)的反映，只有對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析和處理，才能得出正確的結(jié)論。

（三）做好學(xué)生探究能力的評(píng)價(jià)工作

在科學(xué)探究中，及時(shí)恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，養(yǎng)成學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，發(fā)展學(xué)生的批判性思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

在科學(xué)探究活動(dòng)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，同時(shí)也離不開(kāi)教師的分析指導(dǎo)作用。學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)時(shí)，教師要融入學(xué)生的探究活動(dòng)中，巡視學(xué)生探究情況，及時(shí)給以指導(dǎo)，分析學(xué)生存在的問(wèn)題、缺陷，使學(xué)生選擇最合理或設(shè)計(jì)更合理的方案， 避免實(shí)驗(yàn)的盲目性或誤入歧途等，推動(dòng)探究活動(dòng)得以順利進(jìn)行。

（四）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究態(tài)度，掌握科學(xué)的探究方法

在科學(xué)探究過(guò)程中滲透、掌握和內(nèi)化科學(xué)方法有助于發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)探究活動(dòng)中教師要引導(dǎo)每位學(xué)生積極主動(dòng)地參與到科學(xué)探究活動(dòng)中，并逐步將科學(xué)方法應(yīng)用于探究中，體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，有助于學(xué)生掌握科學(xué)的方法，端正探究的態(tài)度，養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)，提高學(xué)生探究能力。

四、注重引導(dǎo)學(xué)生把科學(xué)探究學(xué)習(xí)向課外延伸

大自然包羅萬(wàn)象，奧秘?zé)o窮，僅僅靠課堂上獲取的知識(shí)是有限的，因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用課堂上所學(xué)到的科學(xué)探究方法，在課外進(jìn)行探究，這就要求教師引導(dǎo)學(xué)生到校園、家庭、社會(huì)、大自然中去學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，使科學(xué)探究活動(dòng)突破教學(xué)時(shí)間的限制和教學(xué)空間的束縛。教師要重視學(xué)生在課后的更有意義的后續(xù)活動(dòng)，注重拓展學(xué)生的信息渠道，廣泛利用存在于教科書(shū)以外的各種資源，這樣既能擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生多方面的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生的探究精神，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力。

科學(xué)思維和科學(xué)探究是培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵因素因此教師在教學(xué)中要優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，設(shè)計(jì)合理的教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)活動(dòng)中通過(guò)自主探究、合作交流、質(zhì)疑思辨、反思評(píng)價(jià)等來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：鄒宇銘）