物理教学中科学探究能力的培养

物理学是一门以实验为基础的科学。所有的物理知识，包括物理概念、定律和理论，都是在实验的基础上建立起来的。因此，培养学生的实验技能，了解物理学的研究方法，培养严格的实事求是的科学态度，对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的基础作用。新课程标准与原教学大纲相比，很重要的不同就是重视科学探究的教育作用，强调过程和方法的学习。探究思维过程包括：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验和收集证据、分析与论证几个基本过程。

一、提出问题的策略

提出问题是科学探究的前提，是解决问题的基础，也决定了科学探究的方向。新标准对提出问题的具体要求是：能从日常生活、自然现象、实验现象中发现与物理学有关的问题，并能准确表述这些问题。常用学以致用提问法、对比提问法、联想提问法、经验提问法等。经验提问法指所探究的问题是新问题，书本上没学过相关知识，但与我们的实际生活非常接近，这时我们可以把实际经验运用到提问中来，提出一个合理的问题。

二、猜想与假设

对科学探究能力中猜想与假设环节有这样的基本要求：尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。认识猜想与假设在科学探究中的重要性。猜想与假设是学习物理的重要方法，中学生学习物理的过程与物理学家探索物理世界的过程在认识上应该是相似的，中学物理学习中的探究活动是引导学生获取物理知识、进行类科学研究探索，培养科学探索创新能力的重要途径。

三、设计实验

设计实验要求学生根据所提出的问题和进行的猜想与假设，根据学生掌握实验的一般原理、进行实验设计的技能。这一环节主要是让学生从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据，根据实验的原理、要求对实验进行设计，包括用什么物理定律、公式，电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量，然后选择所需的仪器和实验条件，进而设计好实验步骤，画好记录表格等。

在分组实验中，每个组可以设计出不同的方案，以锻炼学生的发散思维，为后面的评估交流打好基础。

四、进行实验和收集证据

1、培养学生使用基本仪器的技能。掌握基本仪器的使用，是做好物理实验的基础。基本仪器主要有：刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。在介绍这些基本仪器使用方法时，应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导：（1）各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前，搞清仪器的量程，并且能估计被测对象的情况，选用适当量程，避免超过量程而可能损坏仪器。（2）使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点，否则测出的数据就不准确。（3）会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法，关键是会读出仪器的最小刻度值，会从最小刻度之间估计出一位有效数字，同时，要学会正确读数的姿势。（４）根据仪器的构造原理，掌握它的使用方法和使用规则。

2、培养学生正确调整和安装仪器，正确连接电路的技能。正确的实验，首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如：力学实验中的支架滑轮的安装，牵引线的走向，斜面的架设等，有时要对一些仪器做机械调整或电气调整，电气调整如：使用气垫导轨前必须先调水平位置；在电学实验中，依照电路图连接线路，连线时，应将电路分为主回路和支路，从电源一端开始沿主回路按顺序进行，其次为支路；主回路中必须有开关（先断开）；导线最好选用几种颜色，主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时，应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后，必须复查，确认正确后方能通电。这种技能的培养，从初中开始应先有示范，让学生模仿学习，然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项，由学生独立去安装、调整。

3、培养学生正确记录实验数据，并能进行运算和分析，以得出正确结论的能力。要培养学生这方面的技能，要求学生集中精力，按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据，有的实验则要求测量或操作时动作迅速，要把握时机，如：温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出，并记录下来。读取数据和记录必须注意：①读数要及时，并马上记录；②要记录完整数据，按有效数字的方式记录；③数据的单位要正确。

五、分析与论证

分析与论证是探究活动成果的总结与概括，是指同学们在原有的知识、能力的基础上，针对探究实验获得的现象、数据、图像等信息进行描述、分析、归纳、总结，得出探究主题的科学规律和结论。

进行数据处理、运算，对实验结论进行分析。首先应该明确要探究哪个物理量与哪个因素的关系，还要搞清楚是否使用了转换法，要研究物理量的变化是如何体现的，实验中控制了哪些相关因素，变化因素与探究物理量的变化结果有怎样的因果关系。表述结论要语言简洁，客观，准确。如果是运用控制变量法要把控制不变的因素说出来。

总之，作为老师，尽量要多动些脑筋，多创造一些机会，不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出种种假设或猜想，使学生逐步学会运用假设或猜想的方法解决问题，要让学生善于模仿科学家进行科学的探究。探究的过程应当有悬念，有波澜，要让学生感受到成功的喜悦与失败的痛苦，并从中培养学生科学的、正确的情感、态度和价值观。

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