什么是“科学探究”?「科学探究」的目的和意义是什么?在中学物理教学过程中,如何具体实施?

科学探究不仅是学生的学习目标,也是重要的教学方法之一。科学探究的形式多种多样,其主要要素有:提出问题、猜测与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评价、交流与合作。

第一,实施科学探究有利于激发学生的学习兴趣。

科学探究的过程是一个提出问题和解决问题的过程。由于中学生对未知的事物充满了强烈的好奇心和求知欲,在物理教学中,无论是学生还是老师提问,学生都渴望知道问题背后的答案。利用学生的这一心理特点,在实施科学探究时,可以先设置各种问题情境,引导学生发现新的物理情境与已有知识的冲突,从而提出问题,这样可以极大地激发学生的学习兴趣。比如在“液体压力”的教学中,可以向学生提问:你造活带鱼吗?为什么我们看到的带鱼都死了?

第二,实施科学探究有利于培养学生良好的思维习惯,有利于学生掌握科学研究方法。

一般来说,人类解决问题的思维过程可以分为四个阶段:第一阶段,发现问题,提出问题;第二阶段,分析问题的特点和条件;第三阶段,提出假设,思考解决方案;第四阶段是检验假设。

科学探究从提出问题开始,然后经过猜测和假设,设计和进行实验,最后通过分析和论证得出结论。科学探究的过程符合人类解决问题的思维过程,因此科学探究不仅是一种重要的教学方式,也是人们进行科学研究的重要方法。在教学中实施科学探究,让学生经历与科学工作者相似的过程,不仅有利于培养学生良好的思维习惯,而且有助于学生掌握科学研究方法。第三,实施科学探究有利于培养学生的创新精神。

在知识经济时代,创新正成为民族进步的灵魂和国家兴旺发达的不竭动力。物理课程标准着眼于社会的发展,把培养“创新意识”作为物理课程总体目标的一个重要方面。科学探究作为物理教学的一种重要方式,对培养学生的创新精神具有重要作用。

创新通常始于问题。只有提出需要解决的问题,才能思考,才能创新。科学探究也是从提问开始的。因此,在教学中创设开放的教学情境,鼓励学生独立思考、敢于质疑、善于提问,可以进一步激发学生的创新热情,培养学生的创新精神。

直觉思维是创新思维的积极表现,在发明创造过程中发挥着重要作用。在科学探究中,对所提问题的猜测和假设更多地依赖于学生的直觉思维,因此在教学中鼓励学生对所提问题进行大胆的猜测和假设,无疑有利于培养学生的创新思维能力。在教学中,即使学生提出明显不合理的猜测,我们也不应该简单否定。在肯定学生积极性的同时,要指出其正确合理的成分,保护学生的创新激情。

第四,实施科学探究有利于培养学生的科学态度和风格。

科学探究的过程是一个严格的科学过程。为了获得正确的探究结果,必须尊重客观事实,避免主观臆断,这对培养学生实事求是的科学态度非常有益。如果在探究中测得和计算的数据不能达到预期的结果,应引导学生分析产生误差的原因,然后重新测量和计算,而不是修改数据,造成虚假的结果,以达到实验目的的要求。这种做法本身就培养了一种实事求是的科学态度。

实施:科学探究是学生的参与式学习活动。在物理教学中,大部分要探究的问题都必须通过实验来完成。由于大多数中学生对操作有浓厚的兴趣,想自己多做一些实验,教师要充分保护和利用学生在探究活动中的积极性,为学生的探究活动提供丰富的素材,让学生多参与实验活动,从而激发学生的学习兴趣。在科学探究中,问题的猜测和假设是否正确,需要通过实验来检验。在物理教学中,有些问题需要教师指导学生自己设计实验来探究,这无疑会培养学生的创新意识。如果设计一个“鸡蛋从五楼掉下来不打碎”的实验,学生可能会提出各种实验方案,这恰恰体现了学生的创新意识。在科学探究中,问题的猜测和假设是否正确,需要通过实验来检验。在物理教学中,有些问题需要教师指导学生自己设计实验来探究,这无疑会培养学生的创新意识。如果设计一个“鸡蛋从五楼掉下来不打碎”的实验,学生可能会提出各种实验方案,这恰恰体现了学生的创新意识。