论文部分内容阅读
摘 要：本文阐述培养学生探究能力的有效途径：指导观察，促进思考，培养学生的提出问题能力；贯通原理，渗透方法，培养学生的制定方案能力；启导思维，教会推理，培养学生的分析论证能力。
关键词：探究能力；提出问题能力；制定方案能力；分析论证能力
探究性学习是物理新课程极力倡导的一种学习方式，它重在培养学生的探究能力，它不仅有利于实现新课程“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的三维目标，而且更重要的是为我国今后科技的进步与经济的发展培养大量的实用人才。所谓探究能力，依据科学探究的内涵，其要素主要包括提出探究问题的能力，制定探究方案的能力和探究过程中的分析论证能力。本文就初中物理教学中学生探究能力的培养，谈谈个人的实践与体会。
1 指导观察，促进思考，培养学生的提出问题能力
提出问题是解决问题的前提，科学上提不出问题，意味着科学的止步，学习上提不出问题，意味着学习没有进入良好的状态。德国科学家海森保说过：“正确提出问题是解决问题的一半。”因此培养学生的提出问题的能力是培养其探究能力的首要方面。要提出问题，首先是能够发现问题，而在物理学习中能够发现问题的基础是善于观察，因此引导学生掌握正确的观察方法及注意观察周围事物的习惯是培养学生提出问题能力的基础。
所谓观察方法，是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助工具，在自然状态下对正在发生、发展和变化着的现象进行考察而获取资料的方法。要使学生在学习中做到有目的有计划的观察，首先要使学生明确观察在科学研究中或探究学习中的重要性，然而采用讲述科学家善于观察而发现定理或定律的物理学史是有意识的引导学生重视观察的有效做法。如讲述伽利略从观察教堂的吊灯摆动发现了单摆的振动规律，又如牛顿通过观察树上的苹果掉落到地面的现象而发现了万有引力定律。其次是要培养学生注意观察周围事物的习惯。开始是引导学生进行有意观察，这可以通过课堂教学中提供的观察素材与演示实验来完成，主要使学生明确观察的目的、观察的对象与观察的重点。如在学习“液化”知识时，教师可以在两个相同的玻璃杯内，倒入同样多的、温度相同的热水，并在两个杯口同时分别盖上冷玻璃片和烧热的玻璃片后，教师应告诉学生，过一会儿，看两块玻璃片下面会有什么现象发生，这样学生就会根据观察的目的与观察的重点有的放矢地去观察，并可以发现在冷玻璃片下很快出现许多小水珠，在热玻璃片下没有小水珠。如果观察目的与重点不明确，学生就很难发现这些现象。然后是逐步地训练学生的无意观察能力，这种训练主要是安排在课外的日常生活中进行，教师一般不要做任何提示与布置，然而通过有关的课堂教学来检查或诊断学生的无意观察能力。如学习“眼睛与眼镜”课题时，教师就可以提出“近视眼镜与老花眼镜的镜片有什么区别”？ 教师要通过检查或诊断学生的无意观察能力并对这种观察给予适当的暗示或强化鼓励，从而有意识地培养学生的洞察力。
要使学生能提出探究性的学习问题，还必须要求学生养成善于思考的习惯，如果不善于思考，观察到的现象只能是作为一种表象储存在人们的脑海中，不能转化为科学问题或学习问题。因此要督促学生对观察或发现的现象与事实多问几个为什么？另外就是督促学生在阅读教材或观察实验时一定要做到明其然，究其理。如对教材“光的色散”课题中的彩虹图片，就要问一问“为什么彩虹是雨过天晴后的自然景观？”“这时太阳相对彩虹的位置在何处？”显然，这样的问题就是探究性的问题，只要能提出问题，探究性活动就意味着开始。
2 贯通原理，渗透方法，培养学生的制定方案能力
提出问题仅是探究性活动的开始，如何制定探究方案仍是探究活动的关键方面。制定科学可行的探究性方案不仅与现阶段掌握的知识与原理有关，而且起决于灵活地应用知识与原理的熟练程度，更重要的是必须掌握一定的科学方法，在物理探究性学习活动中，具体要求学生必须掌握一定的物理科学方法，否则，学生难于进行有效的探究学习。应该说，物体经冰洲石折射可以产生双像的现象最早是丹麦科学家巴塞林那斯无意中发现的，但由于不能制定科学可行的实验探究方案，而只能将观察到的现象记载下来，因而他没有发现光的偏振规律。同样，学生的探究性学习活动效果与此没有什么本质的区别。
要求学生能制定科学可行的实验探究方案，必须要求学生能贯通所学的物理知识与原理，确立实验探究的正确原理，然后围绕原理设计实验装置与步骤，确定待测的物理量或以待观察的现象与事实。如探究“液体的蒸发快慢与哪些因素有关”问题，首先要根据蒸发的含义，明确蒸发是液体中的分子飞出液面，而飞出液面的分子数又与分子的动能大小有关，分子的动能大小又与温度有关；并且飞出液面的分子数还与分子可能飞出的空间有关，这个空间就是液体的表面积。另外，如果液体中的分子如果受到其它分子的碰撞，就会改变动能，这些分子就有可能飞出液面，因而飞出液面的分子数还与液面上流动的空气有关。这种贯通知识与原理的过程，就是物理学中常说的猜想。显然这种猜想不是凭空的想象，而是有依据的思维与推理。当然由于初中学生没有学习有关碰撞的知识与规律，对最后一个猜想，如果没有老师的启发与点拨，学生很难想到，因此教师要起引导作用。完成了这种贯通知识与原理过程，学生就可以着手制定探究“液体的蒸发快慢与温度、液体表面积、液体表面流动的空气速度的关系”的实验方案。
能否制定科学可行的实验探究方案，还起决于学生对科学探究方法的掌握。探究“液体的蒸发快慢与温度、液体表面积、液体表面流动的空气速度的关系”是一个变量与多个变量的关系，如果学生没有掌握控制变量的探究方法，就难以顺利的制定控制变量的实验探究方案。因此教师在教学中要注意渗透科学方法的教学。就物理实验中常应用到的科学方法有控制变量方法、等效替代方法、变换转化方法、间接测量方法、现象放大方法等。只有科学方法的渗透教学到位，学生才有形成制定方案能力的基础，并且要通过一定训练培养，学生这方面的能力才会逐步的形成。 3 启导思维，教会推理，培养学生的分析论证能力
提出探究的问题只是确立了探究的方向，制定探究方案也仅是确定了探究过程的实施策略与方法，至于探究的结果还有待于对探究过程中所收集到的资料与素材、观察到的现象或得到的数据进行分析与论证。应该说，这是科学探究中一个极为重要的环节，对探究性学习而言，也是一个非常重要的过程。如果在这个过程中缺乏科学的思维方法或不善于分析与推理，往往会导致整个探究的失败。如托勒密是最早研究光的折射的科学家，虽然实验探究方法正确，但由于不能正确地分析与论证折射角与入射角之间的数量关系，因此没有得出折射定律。因此启发或引导学生在探究性学习过程中对物理现象或实验数据进行科学的思维与推理是培养学生的分析论证能力的重要途径。
启导学生思维并教会推理，首先是引导学生学会定性分析。定性分析是科学探究中基本的分析与论证，尤其是在初中物理探究性的学习中，主要还是以定性分析为主。所谓探究中的定性分析，其思维策略就是分析两个变量之间的变化方向或粗略的变化关系。如“探究凸透镜成像”中物与象的位置关系、物与象的大小关系、物与象的移动方向关系等，就是一种定性分析。其次要引导学生掌握定量分析的思维策略与推理方法。实验探究中获得的数据是探究分析与论证过程中的重要依据，科学地分析实验数据是探究分析与论证过程中的关键方面。一般说来，寻找两个变量之间的定量关系通常考虑以下八个方面：①两个变量的和是否为一恒量；②两个变量的差是否为一恒量；③两个变量是否成正比；④两个变量的增量是否成正比；⑤两个变量是否成反比；⑥一个变量是否与另一个变量的平方成正比；⑦一个变量是否与另一个变量的平方成反比；⑧对于有关角度的变量，是否存在正弦、余弦、正切、余切函数间的数量关系等。当然，引导初中学生掌握这些定量分析的思维策略与推理方法，其要求会显得过高，但从培养学生探究过程中的分析与论证能力并从学生后继的高中物理学习与长远的发展有着其重要的影响作用。在启导学生对实验数据定量分析的同时，还要使学生掌握应用图象处理数据的方法，因为图象方法处理更为直观，更容易发现两个变量之间的数学关系。另外还要使学生明确实验中的正常误差范围，并使学生对探究结果能顺利地进行归因分析或论证。
分析实验误差的产生原因也是探究过程中分析与论证的必要方面，教师要引导学生既要从探究方案的原理或实验仪器等方面进行分析，又要从探究的过程或实验操作方面进行反思，同时考虑改进或完善的措施与方法。
实践是能力形成的唯一途径，教师除了在上文所说的指导观察与促进思考、贯通原理与渗透方法、启导思维与教会推理等三方面实施教学策略外，更重要的是让学生接受探究性学习的过程训练，通过训练，学生的探究能力才会逐步形成。
关键词：探究能力；提出问题能力；制定方案能力；分析论证能力
探究性学习是物理新课程极力倡导的一种学习方式，它重在培养学生的探究能力，它不仅有利于实现新课程“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的三维目标，而且更重要的是为我国今后科技的进步与经济的发展培养大量的实用人才。所谓探究能力，依据科学探究的内涵，其要素主要包括提出探究问题的能力，制定探究方案的能力和探究过程中的分析论证能力。本文就初中物理教学中学生探究能力的培养，谈谈个人的实践与体会。
1 指导观察，促进思考，培养学生的提出问题能力
提出问题是解决问题的前提，科学上提不出问题，意味着科学的止步，学习上提不出问题，意味着学习没有进入良好的状态。德国科学家海森保说过：“正确提出问题是解决问题的一半。”因此培养学生的提出问题的能力是培养其探究能力的首要方面。要提出问题，首先是能够发现问题，而在物理学习中能够发现问题的基础是善于观察，因此引导学生掌握正确的观察方法及注意观察周围事物的习惯是培养学生提出问题能力的基础。
所谓观察方法，是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助工具，在自然状态下对正在发生、发展和变化着的现象进行考察而获取资料的方法。要使学生在学习中做到有目的有计划的观察，首先要使学生明确观察在科学研究中或探究学习中的重要性，然而采用讲述科学家善于观察而发现定理或定律的物理学史是有意识的引导学生重视观察的有效做法。如讲述伽利略从观察教堂的吊灯摆动发现了单摆的振动规律，又如牛顿通过观察树上的苹果掉落到地面的现象而发现了万有引力定律。其次是要培养学生注意观察周围事物的习惯。开始是引导学生进行有意观察，这可以通过课堂教学中提供的观察素材与演示实验来完成，主要使学生明确观察的目的、观察的对象与观察的重点。如在学习“液化”知识时，教师可以在两个相同的玻璃杯内，倒入同样多的、温度相同的热水，并在两个杯口同时分别盖上冷玻璃片和烧热的玻璃片后，教师应告诉学生，过一会儿，看两块玻璃片下面会有什么现象发生，这样学生就会根据观察的目的与观察的重点有的放矢地去观察，并可以发现在冷玻璃片下很快出现许多小水珠，在热玻璃片下没有小水珠。如果观察目的与重点不明确，学生就很难发现这些现象。然后是逐步地训练学生的无意观察能力，这种训练主要是安排在课外的日常生活中进行，教师一般不要做任何提示与布置，然而通过有关的课堂教学来检查或诊断学生的无意观察能力。如学习“眼睛与眼镜”课题时，教师就可以提出“近视眼镜与老花眼镜的镜片有什么区别”？ 教师要通过检查或诊断学生的无意观察能力并对这种观察给予适当的暗示或强化鼓励，从而有意识地培养学生的洞察力。
要使学生能提出探究性的学习问题，还必须要求学生养成善于思考的习惯，如果不善于思考，观察到的现象只能是作为一种表象储存在人们的脑海中，不能转化为科学问题或学习问题。因此要督促学生对观察或发现的现象与事实多问几个为什么？另外就是督促学生在阅读教材或观察实验时一定要做到明其然，究其理。如对教材“光的色散”课题中的彩虹图片，就要问一问“为什么彩虹是雨过天晴后的自然景观？”“这时太阳相对彩虹的位置在何处？”显然，这样的问题就是探究性的问题，只要能提出问题，探究性活动就意味着开始。
2 贯通原理，渗透方法，培养学生的制定方案能力
提出问题仅是探究性活动的开始，如何制定探究方案仍是探究活动的关键方面。制定科学可行的探究性方案不仅与现阶段掌握的知识与原理有关，而且起决于灵活地应用知识与原理的熟练程度，更重要的是必须掌握一定的科学方法，在物理探究性学习活动中，具体要求学生必须掌握一定的物理科学方法，否则，学生难于进行有效的探究学习。应该说，物体经冰洲石折射可以产生双像的现象最早是丹麦科学家巴塞林那斯无意中发现的，但由于不能制定科学可行的实验探究方案，而只能将观察到的现象记载下来，因而他没有发现光的偏振规律。同样，学生的探究性学习活动效果与此没有什么本质的区别。
要求学生能制定科学可行的实验探究方案，必须要求学生能贯通所学的物理知识与原理，确立实验探究的正确原理，然后围绕原理设计实验装置与步骤，确定待测的物理量或以待观察的现象与事实。如探究“液体的蒸发快慢与哪些因素有关”问题，首先要根据蒸发的含义，明确蒸发是液体中的分子飞出液面，而飞出液面的分子数又与分子的动能大小有关，分子的动能大小又与温度有关；并且飞出液面的分子数还与分子可能飞出的空间有关，这个空间就是液体的表面积。另外，如果液体中的分子如果受到其它分子的碰撞，就会改变动能，这些分子就有可能飞出液面，因而飞出液面的分子数还与液面上流动的空气有关。这种贯通知识与原理的过程，就是物理学中常说的猜想。显然这种猜想不是凭空的想象，而是有依据的思维与推理。当然由于初中学生没有学习有关碰撞的知识与规律，对最后一个猜想，如果没有老师的启发与点拨，学生很难想到，因此教师要起引导作用。完成了这种贯通知识与原理过程，学生就可以着手制定探究“液体的蒸发快慢与温度、液体表面积、液体表面流动的空气速度的关系”的实验方案。
能否制定科学可行的实验探究方案，还起决于学生对科学探究方法的掌握。探究“液体的蒸发快慢与温度、液体表面积、液体表面流动的空气速度的关系”是一个变量与多个变量的关系，如果学生没有掌握控制变量的探究方法，就难以顺利的制定控制变量的实验探究方案。因此教师在教学中要注意渗透科学方法的教学。就物理实验中常应用到的科学方法有控制变量方法、等效替代方法、变换转化方法、间接测量方法、现象放大方法等。只有科学方法的渗透教学到位，学生才有形成制定方案能力的基础，并且要通过一定训练培养，学生这方面的能力才会逐步的形成。 3 启导思维，教会推理，培养学生的分析论证能力
提出探究的问题只是确立了探究的方向，制定探究方案也仅是确定了探究过程的实施策略与方法，至于探究的结果还有待于对探究过程中所收集到的资料与素材、观察到的现象或得到的数据进行分析与论证。应该说，这是科学探究中一个极为重要的环节，对探究性学习而言，也是一个非常重要的过程。如果在这个过程中缺乏科学的思维方法或不善于分析与推理，往往会导致整个探究的失败。如托勒密是最早研究光的折射的科学家，虽然实验探究方法正确，但由于不能正确地分析与论证折射角与入射角之间的数量关系，因此没有得出折射定律。因此启发或引导学生在探究性学习过程中对物理现象或实验数据进行科学的思维与推理是培养学生的分析论证能力的重要途径。
启导学生思维并教会推理，首先是引导学生学会定性分析。定性分析是科学探究中基本的分析与论证，尤其是在初中物理探究性的学习中，主要还是以定性分析为主。所谓探究中的定性分析，其思维策略就是分析两个变量之间的变化方向或粗略的变化关系。如“探究凸透镜成像”中物与象的位置关系、物与象的大小关系、物与象的移动方向关系等，就是一种定性分析。其次要引导学生掌握定量分析的思维策略与推理方法。实验探究中获得的数据是探究分析与论证过程中的重要依据，科学地分析实验数据是探究分析与论证过程中的关键方面。一般说来，寻找两个变量之间的定量关系通常考虑以下八个方面：①两个变量的和是否为一恒量；②两个变量的差是否为一恒量；③两个变量是否成正比；④两个变量的增量是否成正比；⑤两个变量是否成反比；⑥一个变量是否与另一个变量的平方成正比；⑦一个变量是否与另一个变量的平方成反比；⑧对于有关角度的变量，是否存在正弦、余弦、正切、余切函数间的数量关系等。当然，引导初中学生掌握这些定量分析的思维策略与推理方法，其要求会显得过高，但从培养学生探究过程中的分析与论证能力并从学生后继的高中物理学习与长远的发展有着其重要的影响作用。在启导学生对实验数据定量分析的同时，还要使学生掌握应用图象处理数据的方法，因为图象方法处理更为直观，更容易发现两个变量之间的数学关系。另外还要使学生明确实验中的正常误差范围，并使学生对探究结果能顺利地进行归因分析或论证。
分析实验误差的产生原因也是探究过程中分析与论证的必要方面，教师要引导学生既要从探究方案的原理或实验仪器等方面进行分析，又要从探究的过程或实验操作方面进行反思，同时考虑改进或完善的措施与方法。
实践是能力形成的唯一途径，教师除了在上文所说的指导观察与促进思考、贯通原理与渗透方法、启导思维与教会推理等三方面实施教学策略外，更重要的是让学生接受探究性学习的过程训练，通过训练，学生的探究能力才会逐步形成。