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摘要：在义务教育《物理课程标准》中，科学探究既是学习方式又是学习内容，是新课程的亮点，也是教学的难点。实施新课改以来，不少教师上物理探究课还存在着种种的问题，使学生的科学探究能力培养不能落实。究其原因，除了对科学探究的意义认识不足外，主要是对科学探究内涵的学习和研究不够，导致不能采取科学合理的实施策略。因此，上好物理课的科学探究还需不断学习、不断实践、不断探索。
关键词：物理课；科学探究；科学探究能力；探索精神
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1009-010X（2007）12-0044-03
在全日制义务教育《物理课程标准》（以下简称标准）中，把物理内容标准分为科学探究和科学内容两部分。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的学习方式之一。把“科学探究”与科学内容放到同等重要的地位，可见，“科学探究”在新课程教学中是一个十分重要的课题。由于是个新课题，加上认识和经验的不足，致使有些教师不能落实课程标准关于科学探究的要求。有的把探究课上成了纯粹的实验课；有的是按照教材上科学探究的步骤机械的照葫芦画瓢，牵强附会；有的探究课只是少数学生的“天下”，多数学生“看热闹”等等。因此，进一步加强对“科学探究”课的研究，还“科学探究”的本来面目，真正把科学探究能力的培养落到实处，是当前中学物理教学的重要课题。根据调研和物理课程标准的要求，笔者认为除了要提高对科学探究意义的认识外，还应注意以下几个方面。
一、加强对科学探究内涵的研究，进一步明确科学探究和物理实验的区别
虽然新课程改革已全面实施了两年多，但有的教师仍然把科学探究课上成实验课，甚至认为进行科学探究就是做实验，错误的把二者混为一谈，没有真正搞清这两个不同的概念。《标准》指出：将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。同时又建议：教师在教学过程中帮助学生自己进行知识建构……要引导学生自己去认识和发现。由此可见，科学探究可以解读为：以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行的物理教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生借助实验等手段，通过个人的独立探究或小组的协作活动等多种形式，亲历活动体验，释疑解难，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种科学的教与学的组织形式。它既是物理教学的内容，也是物理教学的重要方法之一。而物理实验是人们为了检验理论、验证规律、发现问题、解决问题而进行的有目的的实践活动。它一般是验证性的，是物理课程的重要组成部分，也是物理教学的重要方法之一。显然，科学探究的过程一般包含了物理实验，也可以说物理实验是进行探究的方法或手段，但并不等同于科学探究。把科学探究课等同于实验课是对科学探究内涵的曲解，是不符和课程标准要求的做法。
二、学生或教师提出有价值问题是搞好“探究”的基础
教材中，编者按照学生的认知规律，采取由易到难、由简单到复杂的编排顺序，把科学探究的七个要素由开始的两三个逐渐过渡到全部。无论是简单的还是复杂的，每个探究里边都含有“提出问题”这一要素，这一要素是其他要素或者说是进行科学探究的基础。爱因斯坦说，提出一个问题比解决一个问题更重要。因此，要搞好科学探究先要把“提出问题”这第一步做好，至关重要。
1.教师根据教学内容创设适当的情境，请学生提出问题。
情境创设可从生产、生活等现象入手，可以利用多种教学手段，激发学生的学习主动性，因为探究的动力来自于对问题的好奇、敏感和丰富的联想与假设，来自于不同的观点的撞击和争辩。好的情境创设能使学生自己发现问题或提出问题，可以培养学生发现问题、提出问题的能力。如在学习《声音的产生与传播》这部分知识时，探究“声音的传播”，可先通过多媒体展示美丽的景象以及美妙的声音，这样很自然地将学生带到了声音的世界，从而使学生对新知识也会产生亲切感，感觉新知识不再是陌生的，而是生活中似曾相识的，学生会很自然的提出各种各样的问题。此外，还可采用学生熟悉的图片导入，从熟悉的现象提问；还可利用一些违背思维定势的现象导入，引起学生认知冲突，激发学生提出问题；还可利用演示实验导入，通过观察实验现象提问。在提出问题这一环节中，更多的是教师要善于把学生们提出的若干问题优化筛选，根据教学内容挑选出“含金量”高的问题。必要时也可以由教师提出问题，将学生带入探求问题的欲望之中。
2.要引导学生善于把一般问题转化为物理问题。
如果能把学生的思维调动起来，学生们会提出各种各样的问题，其中有些问题是没有研究价值的，有些是不能成为科学问题，为此，教师要能够根据研究的目标，引导学生剔除无价值的并把一般的问题转化为物理问题。例如，在上“大气压强”一课时，演示：用杯子装满水，盖上一纸片，倒立过来。让学生观察后提出问题，在让学生描述问题时，要对学生问题化式的陈述适当加以指导，如：学生可能会提出：“为什么杯中的水不会洒？”这类的问题，这是比较低层次的问题表述方式，要把它演变成一个科学问题，需引导学生对现象作进一步的思维加工：杯中的水不会洒，显然不是纸片自己托着，是否有力对纸施加了作用呢？是什么力呢？问题则变成：“是什么力作用在纸片上？”提问本身是有能力层次的，《标准》中要求：能书面或口头表述这些问题。指的是学生把自己的发现，通过思考，演变为一个具体、明确的物理问题，这是从发现问题到提出问题的一个思维加工、思维升华的过程，在此，尤其需要教师要做好引导。
三、探究和讲授两种教学模式，交叉并举，有机结合
科学探究有七个要素，对每一节探究课，要在一堂课内都完成七个环节的完整探究，时间上是不可能允许的。《标准》指出：“在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有要素，也可以涉及部分要素。”因此，一堂课里，我们应根据教学内容以及结合学生的实际情况，把探究式和传授式灵活的结合起来，可以只对七个要素中的部分要素进行探究，其他部分采取讲授的方法。所以探究式与讲授式教学应当是相辅相成的。比如，探究光的反射规律，可以由学生“提出问题”，进行“猜想与假设”两个环节的探讨，也可以是教师从生活现象入手，引导学生思考，教师可以直截了当地“提出问题”、 “猜想与假设”，学生来完成“制定实验计划设计实验”、“进行实验”、小组“分析与讨论”等探究活动，教师再小结规律。又如“串、并联电路中电流的规律”的探究教学，教师可以把串联电路和并联电路的定义进行讲解，并画出它们的电路图形。根据学生的实际情况，教师还可以直接提出问题：“电路中各点的电流之间有什么关系”，学生再围绕老师提出的问题进行探究：猜想可能的答案，并制定计划、设计实验、进行实验、交流合作。当然也可以只把“猜想与假设、设计实验”作为学生的探究活动。总之，合理的又恰如其分的使用这两种模式，既能达到培养学生科学探究能力的目的，又能按时完成教学任务。
四、充分利用身边资源，为学生的探究提供丰富的实验材料
教科书是尽可能地设法选取具有共同性和代表性的素材，因此不可能具有很强的差异针对性。教材上安排的“探究”也同样如此。这就为教师充分挖掘本土资源和校本资源，选取具有个性化的教学素材，开展本土化教学和校本教学提供了巨大的发挥空间。一些学校尤其是农村学校受经济条件的限制，实验室建设不到位，实验器材匮乏，现代化的教学手段相对落后，更需要充分开发本校、本地资源，或充分利用身边的材料作为进行科学探究的实验材料，比如，可以利用“瓶瓶罐罐”等家中的一些废旧物品自制实验探究教具，或选择一些可以替代的简易材料，为搞好科学探究提供丰富的实验材料。这方面，新教材上也为我们作出了示范，如用放大镜观察彩色电视机的画面由三原色光构成，把酒精滴入塑料袋加热形成气体来感悟汽化现象，把碘晶体加热形成蒸气获得升华的感性认识，手压易拉罐空瓶到水中获得对浮力的基本认识，等等。
五、教师要搞好组织和调控，保证全体学生参与探究
一般的探究活动，教师采用分小组的方式进行。因此，在有的探究活动中，科学探究成了极少数思维敏捷学生的专利，而大多数学生都成了科学探究的旁观者，半数或少于半数的学生在积极的做，而另外半数或多数的学生在看热闹。班上积极参与探究活动的总是反应较快的少数学生，在其他学生还没有得出结果的时候，他们就已经有了成熟的方案，因此，每次都是少数学生在猜想、设计实验，而其他学生则往往变为旁观者，由从前听老师讲变成听学生讲，这与课标上强调的“注重全体学生的发展，满足每个学生发展的基本需要，全面提高学生的科学素质”是背道而驰的。为此，教师要十分关注全体学生的参与情况，并为整体参与采取有效措施。比如，尽量把小组分的多些，或在各小组讨论后，使每一个学生都尝试发表自己的观点，同时认真思考别人的观点，然后请每个小组推选一名代表表述本组的探究过程，代表的推选采取轮流制，使每一个学生都有代表全组发言的机会，这样，既提高了全体学生特别是能力较差学生的探究能力，又培养了学生的交流与合作能力和团队精神，充分体现了学生的探究主体地位。
六、充分发挥教师的主导作用，在不同的阶段抓住不同的探究重点
并不是所有的问题都适合探究，即使在课标中要求的科学探究中也不是都要做成完全探究，有的探究实验不需要去提出问题、去猜想，我们就完全没有必要为了探究过程的完整去提问、猜想，并且一个探究过程的每一个环节在提高学生探究能力方面的作用也不一样，有的探究适合训练学生的猜想能力，有的探究适合训练学生的实验设计能力，这就要求教师认真研究课程标准和教材，根据学生认知能力和知识面的扩展，充分发挥主导作用，在课堂探究中有意引导学生去突出重点探究的环节。比如，在八年级初期重点培养学生提出问题的能力，随后可以把做实验的计划与设计、收集整理证据、分析与论证作为重点；到了九年级重点培养学生科学合理的猜想与假设和评估能力。
“科学探究”的教学对物理教师的观念、能力提出的挑战是空前的。它的七个要素中的每个要素都有着丰富的科学内涵，需要教师不断地学习和研究，不断地总结和完善，不断地提高和创新，把“科学探究”扎扎实实地落实到课堂上。当然，科学探究的形式除了课堂内的还有课堂外的家庭实验探究、社会调查及其他学习活动。无论什么形式的探究，都是旨在培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
【责任编辑：张桂英】
关键词：物理课；科学探究；科学探究能力；探索精神
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1009-010X（2007）12-0044-03
在全日制义务教育《物理课程标准》（以下简称标准）中，把物理内容标准分为科学探究和科学内容两部分。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的学习方式之一。把“科学探究”与科学内容放到同等重要的地位，可见，“科学探究”在新课程教学中是一个十分重要的课题。由于是个新课题，加上认识和经验的不足，致使有些教师不能落实课程标准关于科学探究的要求。有的把探究课上成了纯粹的实验课；有的是按照教材上科学探究的步骤机械的照葫芦画瓢，牵强附会；有的探究课只是少数学生的“天下”，多数学生“看热闹”等等。因此，进一步加强对“科学探究”课的研究，还“科学探究”的本来面目，真正把科学探究能力的培养落到实处，是当前中学物理教学的重要课题。根据调研和物理课程标准的要求，笔者认为除了要提高对科学探究意义的认识外，还应注意以下几个方面。
一、加强对科学探究内涵的研究，进一步明确科学探究和物理实验的区别
虽然新课程改革已全面实施了两年多，但有的教师仍然把科学探究课上成实验课，甚至认为进行科学探究就是做实验，错误的把二者混为一谈，没有真正搞清这两个不同的概念。《标准》指出：将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。同时又建议：教师在教学过程中帮助学生自己进行知识建构……要引导学生自己去认识和发现。由此可见，科学探究可以解读为：以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行的物理教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生借助实验等手段，通过个人的独立探究或小组的协作活动等多种形式，亲历活动体验，释疑解难，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种科学的教与学的组织形式。它既是物理教学的内容，也是物理教学的重要方法之一。而物理实验是人们为了检验理论、验证规律、发现问题、解决问题而进行的有目的的实践活动。它一般是验证性的，是物理课程的重要组成部分，也是物理教学的重要方法之一。显然，科学探究的过程一般包含了物理实验，也可以说物理实验是进行探究的方法或手段，但并不等同于科学探究。把科学探究课等同于实验课是对科学探究内涵的曲解，是不符和课程标准要求的做法。
二、学生或教师提出有价值问题是搞好“探究”的基础
教材中，编者按照学生的认知规律，采取由易到难、由简单到复杂的编排顺序，把科学探究的七个要素由开始的两三个逐渐过渡到全部。无论是简单的还是复杂的，每个探究里边都含有“提出问题”这一要素，这一要素是其他要素或者说是进行科学探究的基础。爱因斯坦说，提出一个问题比解决一个问题更重要。因此，要搞好科学探究先要把“提出问题”这第一步做好，至关重要。
1.教师根据教学内容创设适当的情境，请学生提出问题。
情境创设可从生产、生活等现象入手，可以利用多种教学手段，激发学生的学习主动性，因为探究的动力来自于对问题的好奇、敏感和丰富的联想与假设，来自于不同的观点的撞击和争辩。好的情境创设能使学生自己发现问题或提出问题，可以培养学生发现问题、提出问题的能力。如在学习《声音的产生与传播》这部分知识时，探究“声音的传播”，可先通过多媒体展示美丽的景象以及美妙的声音，这样很自然地将学生带到了声音的世界，从而使学生对新知识也会产生亲切感，感觉新知识不再是陌生的，而是生活中似曾相识的，学生会很自然的提出各种各样的问题。此外，还可采用学生熟悉的图片导入，从熟悉的现象提问；还可利用一些违背思维定势的现象导入，引起学生认知冲突，激发学生提出问题；还可利用演示实验导入，通过观察实验现象提问。在提出问题这一环节中，更多的是教师要善于把学生们提出的若干问题优化筛选，根据教学内容挑选出“含金量”高的问题。必要时也可以由教师提出问题，将学生带入探求问题的欲望之中。
2.要引导学生善于把一般问题转化为物理问题。
如果能把学生的思维调动起来，学生们会提出各种各样的问题，其中有些问题是没有研究价值的，有些是不能成为科学问题，为此，教师要能够根据研究的目标，引导学生剔除无价值的并把一般的问题转化为物理问题。例如，在上“大气压强”一课时，演示：用杯子装满水，盖上一纸片，倒立过来。让学生观察后提出问题，在让学生描述问题时，要对学生问题化式的陈述适当加以指导，如：学生可能会提出：“为什么杯中的水不会洒？”这类的问题，这是比较低层次的问题表述方式，要把它演变成一个科学问题，需引导学生对现象作进一步的思维加工：杯中的水不会洒，显然不是纸片自己托着，是否有力对纸施加了作用呢？是什么力呢？问题则变成：“是什么力作用在纸片上？”提问本身是有能力层次的，《标准》中要求：能书面或口头表述这些问题。指的是学生把自己的发现，通过思考，演变为一个具体、明确的物理问题，这是从发现问题到提出问题的一个思维加工、思维升华的过程，在此，尤其需要教师要做好引导。
三、探究和讲授两种教学模式，交叉并举，有机结合
科学探究有七个要素，对每一节探究课，要在一堂课内都完成七个环节的完整探究，时间上是不可能允许的。《标准》指出：“在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有要素，也可以涉及部分要素。”因此，一堂课里，我们应根据教学内容以及结合学生的实际情况，把探究式和传授式灵活的结合起来，可以只对七个要素中的部分要素进行探究，其他部分采取讲授的方法。所以探究式与讲授式教学应当是相辅相成的。比如，探究光的反射规律，可以由学生“提出问题”，进行“猜想与假设”两个环节的探讨，也可以是教师从生活现象入手，引导学生思考，教师可以直截了当地“提出问题”、 “猜想与假设”，学生来完成“制定实验计划设计实验”、“进行实验”、小组“分析与讨论”等探究活动，教师再小结规律。又如“串、并联电路中电流的规律”的探究教学，教师可以把串联电路和并联电路的定义进行讲解，并画出它们的电路图形。根据学生的实际情况，教师还可以直接提出问题：“电路中各点的电流之间有什么关系”，学生再围绕老师提出的问题进行探究：猜想可能的答案，并制定计划、设计实验、进行实验、交流合作。当然也可以只把“猜想与假设、设计实验”作为学生的探究活动。总之，合理的又恰如其分的使用这两种模式，既能达到培养学生科学探究能力的目的，又能按时完成教学任务。
四、充分利用身边资源，为学生的探究提供丰富的实验材料
教科书是尽可能地设法选取具有共同性和代表性的素材，因此不可能具有很强的差异针对性。教材上安排的“探究”也同样如此。这就为教师充分挖掘本土资源和校本资源，选取具有个性化的教学素材，开展本土化教学和校本教学提供了巨大的发挥空间。一些学校尤其是农村学校受经济条件的限制，实验室建设不到位，实验器材匮乏，现代化的教学手段相对落后，更需要充分开发本校、本地资源，或充分利用身边的材料作为进行科学探究的实验材料，比如，可以利用“瓶瓶罐罐”等家中的一些废旧物品自制实验探究教具，或选择一些可以替代的简易材料，为搞好科学探究提供丰富的实验材料。这方面，新教材上也为我们作出了示范，如用放大镜观察彩色电视机的画面由三原色光构成，把酒精滴入塑料袋加热形成气体来感悟汽化现象，把碘晶体加热形成蒸气获得升华的感性认识，手压易拉罐空瓶到水中获得对浮力的基本认识，等等。
五、教师要搞好组织和调控，保证全体学生参与探究
一般的探究活动，教师采用分小组的方式进行。因此，在有的探究活动中，科学探究成了极少数思维敏捷学生的专利，而大多数学生都成了科学探究的旁观者，半数或少于半数的学生在积极的做，而另外半数或多数的学生在看热闹。班上积极参与探究活动的总是反应较快的少数学生，在其他学生还没有得出结果的时候，他们就已经有了成熟的方案，因此，每次都是少数学生在猜想、设计实验，而其他学生则往往变为旁观者，由从前听老师讲变成听学生讲，这与课标上强调的“注重全体学生的发展，满足每个学生发展的基本需要，全面提高学生的科学素质”是背道而驰的。为此，教师要十分关注全体学生的参与情况，并为整体参与采取有效措施。比如，尽量把小组分的多些，或在各小组讨论后，使每一个学生都尝试发表自己的观点，同时认真思考别人的观点，然后请每个小组推选一名代表表述本组的探究过程，代表的推选采取轮流制，使每一个学生都有代表全组发言的机会，这样，既提高了全体学生特别是能力较差学生的探究能力，又培养了学生的交流与合作能力和团队精神，充分体现了学生的探究主体地位。
六、充分发挥教师的主导作用，在不同的阶段抓住不同的探究重点
并不是所有的问题都适合探究，即使在课标中要求的科学探究中也不是都要做成完全探究，有的探究实验不需要去提出问题、去猜想，我们就完全没有必要为了探究过程的完整去提问、猜想，并且一个探究过程的每一个环节在提高学生探究能力方面的作用也不一样，有的探究适合训练学生的猜想能力，有的探究适合训练学生的实验设计能力，这就要求教师认真研究课程标准和教材，根据学生认知能力和知识面的扩展，充分发挥主导作用，在课堂探究中有意引导学生去突出重点探究的环节。比如，在八年级初期重点培养学生提出问题的能力，随后可以把做实验的计划与设计、收集整理证据、分析与论证作为重点；到了九年级重点培养学生科学合理的猜想与假设和评估能力。
“科学探究”的教学对物理教师的观念、能力提出的挑战是空前的。它的七个要素中的每个要素都有着丰富的科学内涵，需要教师不断地学习和研究，不断地总结和完善，不断地提高和创新，把“科学探究”扎扎实实地落实到课堂上。当然，科学探究的形式除了课堂内的还有课堂外的家庭实验探究、社会调查及其他学习活动。无论什么形式的探究，都是旨在培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
【责任编辑：张桂英】