物理教学中科学探究能力的培养

高中《物理课程标准》将科学探究放到了前所未有的高度，目的在于将学生学习的重心从过分强调知识的传承与积累向培养学生的探究能力转化，让学生从被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生实事求是的科学素养、科学探究的能力、敢于探索的创新精神。
　　
　　从心理学角度看，能力是一种影响人的活动效率，促使活动顺利完成的个性心理特征。根据美国国家研究理事会1996年发布的《美国国家科学教育标准》，科学探究在教育上指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。因此可以将科学探究能力界定为影响人的科学探究活动效率，促使科学探究活动顺利完成的个性心理特征。
　　
　　在物理教学中，教师应该创设多样化的教学情境，重视学生科学探究能力的培养。
　　
　　1注重实验教学，使之成为培养科学探究能力的重要途径
　　
　　物理学是一门以实验为基础的自然科学。高中物理新课程的各个模块均安排了一些典型的物理实验，对其所要解决的问题进行了精彩的验证或探索。物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的结果分析，其实验过程实质就是科学探究的过程，因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。
　　
　　然而，过去教师在教学过程中，往往是应用经过几次消化了的材料来讲授，或者经过抽象的理论分析加以表述，把已有的知识进行系统归纳，形成简明扼要的理论体系。比如研究变压器的输出电压与哪些因素有关的问题时，教材即是以变压器的结构与原理为切入点，简明扼要从理论上推导出了的结论。这样的结论当然是必要的，但是这样的教学方式，往往会造成学生对科学概念的产生和发展的误解，以为什么结论都可用数学方式推导出来，失去了对观察实验的兴趣，使学生们不了解科学结论到底来自何方。
　　
　　为了培养学生科学探究的能力，我们可以以实验为载体，把输出电压与哪些因素有关的问题尽可能设计成富有探究性、创造性，并具有可操作性的实验或实践课题。比如：
　　
　　（1）提出问题：由教师直接提问变压器的输出电压与哪些因素有关？
　　
　　（2）猜想与假说：由学生思考并互相补充得出输出电压可能会跟输入电压、原副线圈匝数、电流频率、铁芯等因素有关。
　　
　　（3）制定计划与设计实验：引导学生制定利用控制变量法来进行实验的计划，思考需要测量的数据与可能需要的实验器材，如电源、原副线圈可变的变压器、多用电表等。
　　
　　（4）进行实验和收集证据：对学生进行分组，并各选择一个因素进行实验研究。
　　
　　（5）根据证据进行解释：由各组选派代表，提供实验数据并作出解释：与铁芯、频率无关。
　　
　　（6）交流与检验：引导学生从理论上推导结论，将其与学生的实验结论进行比较，引导学生进行实验误差分析。
　　
　　事实证明，学生通过实验获得的学习效果与科学探究能力发展，比教师做演示实验或在黑板上讲理论的效果要好得多。只有在实验基础上建立了正确的、经得起实践检验的理论，才能由表及里，达到对客观事物的规律性认识。在物理教学中，创造条件加强探究性实验教学，是培养学生实践操作和科学探究的能力、发展新知的重要途径。
　　
　　2渗透物理学史，使之成为培养科学探究能力的有力示范
　　
　　物理学史是人类在物理领域认识自然、改造自然、获得知识的历史记录。无数的科学家为物理学大厦的构筑付出了艰辛的劳动，才结出了今天造福万民的智慧之果。人们在回顾物理学史时总会感慨万千，而在以往的物理教学过程中，我们通常更关注物理学科知识对于学生科学态度、科学精神的教育，而忽视了物理学史在培养学生科学探究能力的示范作用。
　　
　　物理学的每一步发展，都离不开科学探究；物理学的科学观和研究方法的演化、变革与发展就是一个探究的过程。在这过程中，存在着许多有价值的历史争论，尽管在物理教材的知识体系中并未留下太多痕迹，但是如果我们在物理教学中能适度地涉及这些内容，无疑会让学生随着历史的争论而深入当初科学探究的每一环节中去。
　　
　　比如牛顿在1672年发表了《关于光和色的新理论》一文，认为光具有微粒的性质，在当时就引起了物理学界极大的争论，胡克就曾质问牛顿为什么光束相交时不发生碰撞（即“光为什么不为光自身所

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