论文部分内容阅读
在初中物理开篇“致同学们”的致词中，物理教材编写专家又给物理书取了一个名字：《探索物理》，设计栏目中第一个即为“探究”，可见科学探究在物理学习中的作用。
科学探究在物理教材中尤其体现在实验上，实验是学习物理的基础，探究性实验作为相对于验证性实验的一种新的学习方式，它是让学生通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，形成尊重事实，探究真理的科学态度，从而培养学生的科学探究能力和敢于创新的探究精神。笔者从教十几年来通过自身的教学实践，对如何培养学生探究能力有以下见解，仅供同仁参考。
探究性实验与验证性实验相比最大的区别在于：验证性实验在教材中已有完美精确的实验结论，实验之初不必猜想假设，实验完成也没有必要评估交流，学生无论实验效果如何，都可免费享用此结论，甚至不必花费任何气力便可坐享其成，谈不上能力培养。而探究性实验一般没有明确结论，学生实验之初就需认真分析问题，做出合理的猜想，并通过实验，评估交流猜想的正确与否，最终得到一个较为完美的结论。所以我个人认为提高学生的猜想能力和评估交流能力是提高学生科学探究能力的关键点。
1.培养学生的猜想能力，提高探究能力
猜想假设是探究的指路灯，是实验探究的目标。猜想还可吊起学生的胃口，吸引学生积极投入到实验中去，但猜想并非凭空瞎猜，不着边际的胡猜乱想。虽然有牛顿、爱因斯坦在当时看来不可想象的大胆猜想，才有了万有引力、相对论，但这些理论是他们在大量的实验、研究基础上得出的，而非一时冲动，脱口而出。我认为可从以下几个方面培养学生的猜想能力。
1.1引导学生根据生活经验、已有知识合理猜想
初中物理阶段的猜想可引导学生认真分析问题，根据生活经验、已有知识对探究问题可能出现的结果进行科学合理的猜想。这对学生将来在高科技未知领域的研究同样具有指导意义。例如：在探究影响摩擦力因素实验时，引导学生联系实际，根据生活经验：拉一辆车，装的货越重，需要拉力越大；路面越“难走”，拉力越大。猜想：摩擦力大小可能与压力和接触面粗糙程度有关。当然猜想和接触面积大小、物体运动速度有关也是合情合理的，有错误才对正确有更深刻的认识。再如：在探究并联电阻的总电阻时，依据串联电阻的特点很自然猜想出：(1)R=R1 R2，(2)R=R1 R2，(3)R=R1R2……尽管这些猜想都是错误的，甚至不可能猜出正确结论，但同学们都兴致高昂地投入到实验中去，经历挫折后，在老师的帮助下，得出正确结论。无论探究过程、结论，记忆都尤为深刻，使学生探究能力得以快速提高。
1.2培养学生的自信心，让学生敢想敢说
在猜想中，有的学生怕猜错不敢说，这时正确对待猜想特别重要。要让学生明白：你的猜想在“猜想”这一环节中都是正确的，没有错误之说。实验考试中猜想的填空是不能空的，猜上就是正确的，树立学生敢于猜想的自信心。
1.3对于学生的猜想，要不吝鼓励和表扬
恰到好处的表扬和夸奖会使人像喝了蜜一样甜，学生尤其得到老师的表扬和肯定后，更感觉在同学面露了脸，甚为光荣，更加积极思考，认真探究。对于错误猜想，是允许的，教师切忌否定，言语打击，甚至耻笑，否则，学生将低头沉寂，无人敢说。
1.4营造和谐，民主的课堂氛围
上课时，老师板着面孔，对有“动作”的学生怒目而视，甚至大声呵斥，是不会有积极猜想的。给学生营造和谐，民主的课堂氛围，创造一个心理安全和心理自由的环境，学生不再受束缚，没有思想压力，自然敞开心扉，畅所欲言，此时，学生的思维才能处于最活跃状态。创新思维的火花不断绽放，各种猜想才会产生，学生的探究热情将充分展示。
1.5适当引导，循序渐进
探究中的问题，学生不一定有生活经验或知识基础，教师应适当引导，引导学生步步深入，循序渐进。例如：影响电阻大小的因素，学生的猜想往往仅局限于电压、电流，考虑不到这么多，教师要耐心引导，不可急躁。
2.培养学生的评估交流能力，提高探究能力
猜想的正确与否，实验验证固然重要，但实际物理实验不是物理模型，它涉及到很多意想不到的因素，给实验现象和数据带来偏差，导致不完善或不正确的结论所以指导学生做好评估交流，去伪存真，获得探究成功，才能培养更深层的探究能力。
2.1指导学生评估实验步骤设计的是否合理
实验步骤设计的不合理，将不可避免地产生失误。例如：在《测盐水的密度》时，我分给各小组一样的盐水，但测量结果有的组明显偏大，各小组又都坚持自己测的对，经过交流评估他们的实验步骤，发现测量过程中，有的小组是先测出空烧杯的质量m1，再测盐水和烧杯的总质量m2，用m2-m1得盐水的质量，然后倒入量筒测体积，这样做将使所测质量与体积不对应，因为烧杯壁上附着一部分水倒不出。有的小组是先测盐水和烧杯的总质量m，然后减去倒入量筒后剩下盐水和烧杯的质量m1，得盐水质量m-m1。经评估交流，改正了不合理的步骤，提高了探究能力。
2.2评估实验中遇到的新问题
实验结论与学习知识有明显出入，再次正确操作仍然如此，交流评估出现这种现象的原因，是培养探究能力的重要方法。例如：在探究小灯泡的电阻实验中，改变小灯泡两端的电压后，发现小灯泡的电阻也随之改变，得出“电压越高，电阻越大”的结论，这与老师强调的“电阻大小与电压、电流无关”极不相符。通过评估交流得出是“温度”对电阻产生的影响。拓展了学生的知识面，增强了探究的能力。
2.3评估交流实验中系统误差带来的差异，提高探究能力
实验中，器材不可能是理想中的物理模型，不可避免地存在摩擦力，存在电阻，自身重力等，使实验数据与理论计算有出入。例如：理论上，动滑轮省一半力，即F=1/2G，但实验无论多么规范，实验数据都不可能得出F=1/2G，评估原因是动滑轮有重力，有摩擦，不可避免再如：探究串联电路电压规律时，总电压U与各灯泡电压之和总有些误差，评估发现实验电线、灯座存在电阻，而理论分析通常忽略它们的电阻。通过评估，使学生对理论分析和实际实验有了更深刻的认识，为未来更高层次的探究积累了丰富的经验。
2.4评估交流实验是否单一、片面
实验可得出令人信服的结论，但如果实验考虑不全面，也可能得出错误结论。例如“串联电路电压规律”时，有的小组得出：“串联电路总电压等于各部分电压之和，且各部分电压相等”的结论，而有的小组各部分电压明显不相等。评估交流后发现，所选两个灯泡完全一样就会出现各部分电压相等的现象。改换小灯泡后得出正确结论。通过评估交流，防止了以偏概全的单纯做法，培养了学生全面思考实验的能力。
总之，培养学生在探究中的猜想能力和实验结论后的评估交流能力，是确保探究实验成功的保障，是提高学生科学探究能力的双翼。当然，有的实验可能用不到猜想或评估环节，也不必强行加入，并非每个实验都严格要求经历探究的七个因素。只要我们认真对待探究，用一颗真诚的心，一双聪慧的眼睛去揭开科学的面纱，探究未来的天空，人类一定能探究那浩瀚无边的宇宙。
科学探究在物理教材中尤其体现在实验上，实验是学习物理的基础，探究性实验作为相对于验证性实验的一种新的学习方式，它是让学生通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，形成尊重事实，探究真理的科学态度，从而培养学生的科学探究能力和敢于创新的探究精神。笔者从教十几年来通过自身的教学实践，对如何培养学生探究能力有以下见解，仅供同仁参考。
探究性实验与验证性实验相比最大的区别在于：验证性实验在教材中已有完美精确的实验结论，实验之初不必猜想假设，实验完成也没有必要评估交流，学生无论实验效果如何，都可免费享用此结论，甚至不必花费任何气力便可坐享其成，谈不上能力培养。而探究性实验一般没有明确结论，学生实验之初就需认真分析问题，做出合理的猜想，并通过实验，评估交流猜想的正确与否，最终得到一个较为完美的结论。所以我个人认为提高学生的猜想能力和评估交流能力是提高学生科学探究能力的关键点。
1.培养学生的猜想能力，提高探究能力
猜想假设是探究的指路灯，是实验探究的目标。猜想还可吊起学生的胃口，吸引学生积极投入到实验中去，但猜想并非凭空瞎猜，不着边际的胡猜乱想。虽然有牛顿、爱因斯坦在当时看来不可想象的大胆猜想，才有了万有引力、相对论，但这些理论是他们在大量的实验、研究基础上得出的，而非一时冲动，脱口而出。我认为可从以下几个方面培养学生的猜想能力。
1.1引导学生根据生活经验、已有知识合理猜想
初中物理阶段的猜想可引导学生认真分析问题，根据生活经验、已有知识对探究问题可能出现的结果进行科学合理的猜想。这对学生将来在高科技未知领域的研究同样具有指导意义。例如：在探究影响摩擦力因素实验时，引导学生联系实际，根据生活经验：拉一辆车，装的货越重，需要拉力越大；路面越“难走”，拉力越大。猜想：摩擦力大小可能与压力和接触面粗糙程度有关。当然猜想和接触面积大小、物体运动速度有关也是合情合理的，有错误才对正确有更深刻的认识。再如：在探究并联电阻的总电阻时，依据串联电阻的特点很自然猜想出：(1)R=R1 R2，(2)R=R1 R2，(3)R=R1R2……尽管这些猜想都是错误的，甚至不可能猜出正确结论，但同学们都兴致高昂地投入到实验中去，经历挫折后，在老师的帮助下，得出正确结论。无论探究过程、结论，记忆都尤为深刻，使学生探究能力得以快速提高。
1.2培养学生的自信心，让学生敢想敢说
在猜想中，有的学生怕猜错不敢说，这时正确对待猜想特别重要。要让学生明白：你的猜想在“猜想”这一环节中都是正确的，没有错误之说。实验考试中猜想的填空是不能空的，猜上就是正确的，树立学生敢于猜想的自信心。
1.3对于学生的猜想，要不吝鼓励和表扬
恰到好处的表扬和夸奖会使人像喝了蜜一样甜，学生尤其得到老师的表扬和肯定后，更感觉在同学面露了脸，甚为光荣，更加积极思考，认真探究。对于错误猜想，是允许的，教师切忌否定，言语打击，甚至耻笑，否则，学生将低头沉寂，无人敢说。
1.4营造和谐，民主的课堂氛围
上课时，老师板着面孔，对有“动作”的学生怒目而视，甚至大声呵斥，是不会有积极猜想的。给学生营造和谐，民主的课堂氛围，创造一个心理安全和心理自由的环境，学生不再受束缚，没有思想压力，自然敞开心扉，畅所欲言，此时，学生的思维才能处于最活跃状态。创新思维的火花不断绽放，各种猜想才会产生，学生的探究热情将充分展示。
1.5适当引导，循序渐进
探究中的问题，学生不一定有生活经验或知识基础，教师应适当引导，引导学生步步深入，循序渐进。例如：影响电阻大小的因素，学生的猜想往往仅局限于电压、电流，考虑不到这么多，教师要耐心引导，不可急躁。
2.培养学生的评估交流能力，提高探究能力
猜想的正确与否，实验验证固然重要，但实际物理实验不是物理模型，它涉及到很多意想不到的因素，给实验现象和数据带来偏差，导致不完善或不正确的结论所以指导学生做好评估交流，去伪存真，获得探究成功，才能培养更深层的探究能力。
2.1指导学生评估实验步骤设计的是否合理
实验步骤设计的不合理，将不可避免地产生失误。例如：在《测盐水的密度》时，我分给各小组一样的盐水，但测量结果有的组明显偏大，各小组又都坚持自己测的对，经过交流评估他们的实验步骤，发现测量过程中，有的小组是先测出空烧杯的质量m1，再测盐水和烧杯的总质量m2，用m2-m1得盐水的质量，然后倒入量筒测体积，这样做将使所测质量与体积不对应，因为烧杯壁上附着一部分水倒不出。有的小组是先测盐水和烧杯的总质量m，然后减去倒入量筒后剩下盐水和烧杯的质量m1，得盐水质量m-m1。经评估交流，改正了不合理的步骤，提高了探究能力。
2.2评估实验中遇到的新问题
实验结论与学习知识有明显出入，再次正确操作仍然如此，交流评估出现这种现象的原因，是培养探究能力的重要方法。例如：在探究小灯泡的电阻实验中，改变小灯泡两端的电压后，发现小灯泡的电阻也随之改变，得出“电压越高，电阻越大”的结论，这与老师强调的“电阻大小与电压、电流无关”极不相符。通过评估交流得出是“温度”对电阻产生的影响。拓展了学生的知识面，增强了探究的能力。
2.3评估交流实验中系统误差带来的差异，提高探究能力
实验中，器材不可能是理想中的物理模型，不可避免地存在摩擦力，存在电阻，自身重力等，使实验数据与理论计算有出入。例如：理论上，动滑轮省一半力，即F=1/2G，但实验无论多么规范，实验数据都不可能得出F=1/2G，评估原因是动滑轮有重力，有摩擦，不可避免再如：探究串联电路电压规律时，总电压U与各灯泡电压之和总有些误差，评估发现实验电线、灯座存在电阻，而理论分析通常忽略它们的电阻。通过评估，使学生对理论分析和实际实验有了更深刻的认识，为未来更高层次的探究积累了丰富的经验。
2.4评估交流实验是否单一、片面
实验可得出令人信服的结论，但如果实验考虑不全面，也可能得出错误结论。例如“串联电路电压规律”时，有的小组得出：“串联电路总电压等于各部分电压之和，且各部分电压相等”的结论，而有的小组各部分电压明显不相等。评估交流后发现，所选两个灯泡完全一样就会出现各部分电压相等的现象。改换小灯泡后得出正确结论。通过评估交流，防止了以偏概全的单纯做法，培养了学生全面思考实验的能力。
总之，培养学生在探究中的猜想能力和实验结论后的评估交流能力，是确保探究实验成功的保障，是提高学生科学探究能力的双翼。当然，有的实验可能用不到猜想或评估环节，也不必强行加入，并非每个实验都严格要求经历探究的七个因素。只要我们认真对待探究，用一颗真诚的心，一双聪慧的眼睛去揭开科学的面纱，探究未来的天空，人类一定能探究那浩瀚无边的宇宙。