从高中物理看科学探究

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1、从物理课程看科学探究张大昌（人民教育出版社北京100081）这次课程改革中，无论在初中还是在高中，科学领域的各门课程都十分强调学习中的科学探究，研究文章很多，许多教师在实践中做了各种形式的探索和尝试，取得了令人瞩目的成果，也出现了一些问题。今天，我们反思几年来的研究和实践，对科学课程中的科学探究有了更深刻的认识。本文以中学物理课程为例,对科学探究谈些看法。—课稈中的科学探穷有二重章义第二，它是一种学习方法,1虽扁学生自己不断发现问题、解决问题，在这个过程中获取知识、体会科学方法、受到情感态度价值观的熏陶。目前对这点己经取得共识。条科学探究本身也是学习的内容。平常所说的知识包括了

2、陈述性知识和程序性知识①，怎样进行科学探究是一种程序性知识，以而我们对这类知识的学习不够重视。在科学课程的学习中，学生要通过对探究过程的反复体验，学会怎样进行科学探究。这在过去强调得不够，应该引起重视。第三，科学探究还是一种精神。要用这种精神探索和研究自然规律，也要用这种精神学习整个课程中的所有内容。这点尤为重要。例如，实验仪器的使用规则，虽然不是门然规律，但也可以通过科学探究來学习。冇一种说法，认为学习这类内容时不能进行探究，只能严格耍求，即使不明口其中的道理也要记住这些规则，否则这些重要的要求在学生头脑中就不清晰，还可能损坏器材。其实，仪器的使用规则都是有道理的，学生应该通

3、过自己的探究來学习这些道理。天平的学习就是一例。在过去的教学中，教师生硬地告诉学生使用托盘天平的三个步骤和耍注意的两点②，可以不讲任何道理，学生只要记住了、照着做，就算达到要求了。按照新课程的理念，学生完全可以通过科学探究学习这些内容。例1：想想做做一一天平的使用方法③我们通过称量橡皮、铅笔的质量来学习天平的使用方法。学习过程中要一边操作一边思考下面几个问题。•天平应水平放置。你所用的天平有没有检查天平底座是否水平的装置？应怎样调平？•天平使用前要使横梁平衡。每台天平都有平衡螺母，用来调整横梁的平衡。你的天平的平衡螺母安装在什么位置？如果横梁的左臂偏高，应该向哪个方向旋动平衡螺

4、母？•你的硅码盒中最小硅码的质量是多少？实际上，天平还能够分辨出比它更小的质量，这时就要靠游码了。游码相当于一个“秤碇”，它每向右移动一格，就等于在右盘中增加一个很小的硅码。在你的天平上，一个这样的小格相当于多大质量的石去码？使用天平之前，应该使游码停留在什么位置？使用天平时，要求把待称的物体放到左盘，在右盘中增减硅码。为什么要这样做？关于天平的使用，你认为还应该注意什么问题?当然，涉及人身和器材安全的问题应该作为强制性要求，但即使对于这些要求，学生也要明白它的道理④。二、探究形式是多种多样的物理课程标准指出了科学探究的几个要索⑤。“要索”不同于“环节”。一个过程缺少必要的环节

5、就会中断；而课程标准指出的要素是科学探究的标志，一个具体的教学过程只耍具冇一两个这样的耍素，它就有了探究性。也就是就，学习时的科学探究不一定是“完整”的。例如，在引入强相互作用吋，下面的思考与讨论就是一种科学探究。例2:质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？⑥教师提出这个问题，学生自然会想：“对呀，同性相斥啊……可能除了库仑力之外还存在另一种力，使得质子相互吸引，不然怎么会……”这小段教学过程也许只有一两分钟，但它包含了提出问题、猜想与假设以及极其简单的分析。尽管学生不可能得出可靠的结论，但它具冇科学探究的典型耍素，这种互动就是一

6、段科学探究。又如，在学过匀速圆周运动之后，学生对以下问题的研究也是科学探究。例3:思考与讨论地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径。地面上有一辆汽车沿着赤道行驶。根据前面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？⑦学生在拱形桥的问题屮已经知道，半径越小时车对桥的压力与重力Z差越大，地球的半径很大，这种效应应该不明显；但学生还知道，速度越大两力之差越大，所以要在地球上产生明显的效应，车就要开得很快。要多快呢？其实学生已经掌握解决问题的工具了……

7、这个问题是教师提出來的，学生根据解决拱形桥问题的经验，可以做出有很大把握的猜想，然后沿这个方向进行数学推理和分析，得岀准确的结论。这是一个很好的科学探究过程。实际教学屮最难把握的是提出问题这个要素。学生提的问题五屁八门，有的虽然冇意义，但未必与教学发展方向一致。因此，多数课题恐怕还是要由教师提出。这样做还是科学探究吗？还是。根据现象或过去的知识找出孑盾或疑问，把它清晰地表述出来，这是一个很好的教学习惯。教师经常这样做，时间久了学生也就口然而然地这样做，遇到相似的场景时会不自觉地在心里产生疑问