论中学物理科学探究式教学(本科毕业论文)

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1、目录摘要1Abstract11.引言12.科学探究式教学综述32.1科学探究式教学的形成与发展32.2科学探究式教学的涵义42.2.1科学探究52.2.2科学探究式教学62.2.3物理教学中的探究式教学72.3探究式教学的基本特征73.物理教学中的科学探究93.1科学探究式教学的实施步骤93.2科学探究式教学案例114.实施科学探究教学存在的误区，困难及对策134.1实施科学探究式教学过程中存在的误区134.2 实施科学探究式教学的一些困难154.3 解决实施科学探究困难的对策16结束语20参考文献20致 谢22论中学物理科学探究式教学胡达拜尔迪伊斯拉木西南大学物理科学与技术学院，重庆4007

2、15摘要：物理探究式教学是把科学探究引入课堂，在教师的指导和启发下，通过学生自主，独立的探索活动，有效感知和理解知识，构建知识，获得情感体会，掌握解决问题的方法，发展探索精神和创新能力的教学方式。本文从新课程改革背景和总体目标出发，在借鉴前人的研究的基础上，介绍了探究式教学的基本理论，探究式教学的基本特征和科学探究式教学的实施步骤。最后研究了实施科学探究式教学存在的误区、困难及对策，以确保物理科学探究式教学的顺利实施。关键词：科学探究；探究式教学；中学物理；Exploration of Scientific inquiry teaching high school physicsHudabar

3、di IslamSchool of physical Science and Technology, Southwest University, Chongqing, 400715Abstract: Physics scientific inquiring instruction is an instructional way that introduces scientific exploring to the physics class. In inquiring instruction, students can percept and understand knowledge effe

4、ctively, construct knowledge, obtain emotional experience, master the solutions to solve problems, and then develop the spirit of exploration and the ability to innovate under the guidance and inspiration of teachers and through the autonomous, independent exploration activities of students. This th

5、esis starts from the background and the overall objective of the new curriculum reform, introduces the basic theory of inquiring instruction based on the predecessors results, The basic characteristics of the inquiry teaching and The implementation steps of scientific inquiry teaching. Finally, the

6、thesis discusses the misapplications and difficulties in inquiring instruction and offers corresponding strategies to ensure the application of physics inquiring instruction successfully.Keywords: scientific exploring; inquiring instruction; physics of middle school;1.引言新中国成立以来我国非常重视教育，尤其是改革开放以来日益重视

7、对学生创新能力以及探究能力的培养，促使学生成为创新生人才。人类社会进入21世纪，知识经济初见端倪，国际上各国家之间的竞争越来越激烈，科学技术以及科学教育在培养人才和社会发展中的地位日益增强。提高全民素质，尤其是国民的科学素质成为世界各个国家的重要战略，提升全民素质的重任则落到科学教育的肩上。从科学教育的国际改革趋势看，世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标，好多国家将基础科学教育的培养目标确定为培养全体公民的科学素质。基础科学教育培养目标的调整会导致科学教育方式的改革。在这一改革中，世界各个国家倾向于通过探究式教学培养中学生的科学素养。比如美国，英国等国家纷纷倡导“主题探究”与“设计学习”

8、活动，具有代表性的纲领性文件美国国家科学教育标准明确指出：“所有的学生都能学习科学，科学的中心探究”，“科学教育教学必须参与以探究为目的的研究活动”，在教学过程中“要把注意力集中到探究上，坚持进行探究”，“同时教师要创造一种灵活的，有助于科学探究的学生学习环境”1。我国也非常重视通过探究式教学培养全体学生的科学素养。中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定中进一步强调了学生创新精神和实践能力的培养，而创新精神和实践能力的培养离不开探究教学。教育部于2001年6月颁发的基础教育课程改革纲要（试行）中明确提出要“改变课程实施过于强调死记硬背，机械训练的现状，倡导学生的主动参与，乐于探究

9、。勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。”除此之外，还明确指出要“构建符合素质教育要求的新的基础教育课程体系”，教师要“引导学生质疑，调查，探究，在实战中学习，促进学生在教师指导下主动地，富有个性的学习”2。在国家教育部公布的物理，化学，生物等学科的课程标准中，突出了科学探究。全日制义务教育物理课程标准指出：科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学研究的相似过程，学习物理知识与技能，体检科学探究的乐趣，学习科学探究方法，领悟科学的思想和精神，树立正确的科学观。就目前的教

10、学情况来看，升学考试的压力和教师教学质量的好坏利用考试分数来评价使得在中学物理教学中还存在着教师拘泥于大纲的要求，没有跟多的探究，没有大胆的尝试，也没有给学生更多创新和自由的和空间。探究式教学时一种很重要的策略，在进行物理教学中要充分发挥学生自己设学习方案，主动探究，发现新问题的能力。这就要求教师在教学中运用探究教学的方式，学生运用探究性学习的方式。通过提倡探究式教学，我们主要解决一下几个方面的问题，一是要使学生将“探究”融入自己的日常生活，成为一种生活习惯，而不是思考问题或在课堂将它提出来；二是教会学生自己动脑动手的方法，要比将课本上的知识灌输给学生更为重要；三是作者以大量篇幅介绍和前任基础

11、上整理探究式教学方法的具体模式以及相关概念，只是一点粗浅的理解和探讨，希望这个领域的研究有所用途。2.科学探究式教学综述2.1科学探究式教学的形成与发展在西方科学教育的变革发展历程中，“探究”的思想由来已久，它最初的雏形可以追溯到希腊哲学家苏格拉底的教学方法。苏格拉底的问答教学法，主张教学过程中，不直接向学生传授知识，而是通过激发学生自己思索寻求结论。卢梭的自然主义教育也体现了探究的思想，卢梭倡导教育要适应儿童的自然本性，主张凡是儿童能从经验中学习的事物，都不要他们从书本中去学，而经验主要来源于行，来源于探究。1853年，德国教育家第斯多惠在其著作德国教师的培养指南中，首次提出要将探究发现作为

12、教学理念和方法用于科学教育中。他倡导教学要引导学生在观察简单的事实或现象的基础上进行思考，并且通过教学不但要让学生通过发现掌握知识，还要让学生明白发现知识的途径和方法3。随后，英国教育家阿姆斯特朗也在其教育理论著作科学方法的教学(1903)中提出了要把科学探究发现的方法，引入到科学教学中去的主张，并且全面研究了探究发现法的目的、原则、内容和具体实施。明确把“探究教学”作为一种教学方式则是美国芝加哥大学的教授施瓦布。他认为科学的探究本质如果不为普通大众所理解，科学的发展和社会的进步都是不可能的;另一方面，科学教育的基本途径教学，也应是一种探究过程。因为探究过程蕴含着教育的本质，学生唯有借此才能真

13、正了解科学知识的本质，掌握科学方法，形成科学态度与精神，所以学生要向科学家搞研究那样学习科学即开展探究学习4。针对生物学科的特点，施瓦布还提出了诱发探究教学模式，这种模式将教学过程分为4个阶段:使学生接触问题情境;帮助学生认识情境材料中包含的某个概念或方法上的问题;引导学生思考提出的问题并作出解释;诱发学生设计实验、收集并组织材料、形成结论。19世纪末20世纪初，美国举行了“教育现代化运动”，许多同时代的教育家、心理学家，如杜威、布鲁纳、皮亚杰、加涅、奥苏贝尔、萨奇曼等都对探究学习理论做出了贡献5。这次运动的倡导者、美国著名教育家杜威提出在学校科学教育中要用探究的方法，这种方法可以分为五个阶段

14、实施:教师要给学生准备一个真实的情境;在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物;从资料的占有和必须的观察中产生解决疑难问题的观念和假设;学生必须自己负责一步一步地展开他所想出的解决问题的方法;他要有机会通过应用来检验他的想法，使这些想法意义明确，并且让他自己去发现他们是否有效。杜威的思想和实践对探究教学的形成与发展起了推波助澜的作用。布鲁纳在其学习理论的基础上，提出了结构教学观和发现教学模式。布鲁纳强调学生主动性和原有认知结构的重要性，提出“发现是教育儿童的主要手段”，教学就是通过提供材料、创设情境，引导学生发现事物之间的规律和联系以及解决问题的方法。皮亚杰认为认知发展是一种建构的过

15、程，是个体与环境不断的相互作用中实现的。根据年龄，他将儿童的认知发展划分为四个阶段:感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段，他提倡应该针对每一个阶段学生的认知特点进行教学。加涅把探究描述为科学家所做的工作，他认为学生在有能力从事探究即展示科学家的能力之前，必须有一定的技能和能力作前提，中小学科学教育的重点应放在帮助学生获得这些前提性的知识、技能和能力上6。1963年，加涅旨在探究的第1章引言学习条件一书发表，将学习的过程分为9个阶段:注意;预期目标;提取原有知识;选择性知觉;语义编码;反应;提取知识;技能一般化。学习过程的划分为探究学习的实践研究奠定了心理学基础;萨其曼对探究教学

16、也进行了深入的研究，他认为帮助学生进行探究的最好的办法是训练，即使学生对“为什么事情会如此这般地发生”产生强烈的疑问，并能合乎逻辑地获得资料和加工资料，进行创造性的思考，找出问题的答案，由此形成以探究和训练为特征的教学组织形式，其教学程序包括六个阶段:呈现疑难情境;提出问题;做出假设和收集资料;验证;形成解释;分析探究的过程，这就是著名的萨其曼探究教学模式。20世纪80年代以来，为了提高综合国力、适应知识经济发展的需要，各国都十分重视对学生创新能力的培养，这也就间接促使了针对于探究教学的研究迅猛发展。有其是以英美为首的发达资本主义国家通过各种方式推动探究教学的深入发展。例如，英国推出1998年

17、教育改革法案，首次将科学课程与英语、数学并列为三大核心课程。而在科学课程中，特别强调对学生科学探究能力的培养。美国国家研究理事会1996年推出的美国国家科学教育标准，将探究划分为两种:“科学探究指的是科学家们用于研究自然并基于此种研究获得的证据提出解释的多种不同途径。探究也指学生用以获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。”同时“强调把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法”，并对探究教学提出了一系列标准。由此可以看出，国外对探究教学的研究较早，研究的理论较为全面、系统，现已形成较为成熟的理论体系，并取得了丰富的经验和成果7。2.2科学探究式教学的涵义

18、科学作为一种知识体系，是科学研究活动的结果。为了掌握科学知识，领悟科学的本质，发展科学探究能力，以便更好地促进科学和社会的发展，人们设想教学也可以采用科学研究的形式来进行，于是便有了探究教学研究及实践。因此，要揭示探究教学的本质首先要分析什么是探究？什么是科学探究？下面我概述科学探究式教学的涵义。2.2.1科学探究按照我国的汉语大词典的解释，探究是指“探索研究”，即努力寻找答案、解决问题。人们解决问题的活动即探究虽然复杂多样，但大体上可将其分为广义和狭义两种。广义的探究泛指一切独立解决问题的活动。人们通常所说的追根究底、好奇、好问，企图自己弄清事理，实际上是广义探究的日常表现。可以说，它既指科

19、学家的专门研究，也指一般人的解决问题的活动；既包括成人那种深思熟虑式的“思想实验”，又包括儿童那种尝试错误性的摸索或探索；既有自觉的，又有自发的；既可能是新颖独创的，又可能是模仿的。可以说，广义的探究倾向是人类的天性，人皆有之。狭义探究专指科学探究或科学研究。与广义探究相比，科学探究有很大区别，在对象和方式上有其特殊性。对此，美国学者韦尔奇等人作了简单的说明：“探究是人类寻求信息和理解的一般过程。从广义上说，探究是一种思维方式。科学探究是一般探究的子集（subset），它的对象是自然界，是在某种信仰和假设的指导下进行的。”即科学探究是对自然界的一种有理论指导的探究。另一美国学者彼得森对科学探究

20、的特征作了更进一步的说明，指出科学探究要遵循一定的程序，采用一定的方法。他说：“科学探究是一种系统的调查研究活动，其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系。其特点是采用有秩序的和可重复的过程；简化调查研究对象的规模和形式；运用逻辑框架作解释和预测。探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括。表达、运用及其它活动。”上述科学探究的定义和说明启示我们，要全面理解科学探究的涵义，须把握以下3方面： 第一，科学探究的本质。科学探究在本质上是科学家用来解决自然领域或科学问题的一种思维方式，它追求知识的确凿性，即对任何理论不轻信盲从，不迷信权威，而是用证据来证明。与其他形式的思维相比，科学思维具

21、有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性等特点。正因为科学思维具有这些特点，它才能揭示客观世界中纷繁复杂现象的本质，发现它们之间的相互关系，掌握自然发展的规律。 第二，科学探究过程。科学探究是一种过程，有一定的活动程序或阶段。尽管科学有许多门类，科学家都有各自的研究领域，不同科学家研究问题的方式、途径和手段也有所不同，因而不存在统一的研究模式，但无论他们从事哪一门类或哪一领域的研究，从发现问题到解决问题，都要大体上经过这样一些类似的活动过程或阶段：形成问题，建立假设，制定研究方案，检验假设，作结论。正是上述这些活动过程构成了被称为“探究”的科学过程，进而也成为判断某种活动是否是科学探究活动的依据。 第

22、三，科学探究技能。探究活动除了遵循一定的步骤外，还要采用一系列的方法。科学探究所使用的方法即科学方法，作为科学活动的必备心理素质，科学方法又常被称为科学过程技能（process Skills）或探究技能。关于探究技能的种类，目前尚无统一看法。为使大家有个初步认识，这里仅列出20世纪中期的课程改革运动中，美国科学教育促进会（AAAS）为给小学制定以过程为中心的SAPA课程，从各种科学研究活动中所抽取出来的13种过程技能：观察、分类、应用数字、测量、交流、预测、推理、下定义、生成假设、解释数据、控制变量、实验。这些技能彼此紧密联系，统一在探究活动过程中。其中，前8种为基本技能，后5种为整合技能即综

23、合运用数种基本技能的技能。 这里需要指出的是，科学探究的这3个方面是紧密联系不可分割的。科学思维是科学探究的核心和灵魂，对探究程序和方法起统帅作用，支配着探究程序的设计、方法的选择和使用。探究程序则把各种探究技能有机地联系起来，形成一个整体。可以说，没有科学思维，科学探究则是盲目的、徒劳的，而没有探究程序和方法，则根本不存在科学探究8。2.2.2科学探究式教学 学生虽然不是科学家，但是学生的科学探究式学习活动在本质上与科学教的科学探究活动有很多相似之处，他们模仿科学探究的学习活动就像科学家在从事科学探究一样。国家科学教育标准指出：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据作出

24、解释的各种方式。科学探究也指学生用以构建知识、形成科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。”它包含了学生开展探究活动所需的能力和对科学探究的理解9。所以我们可以将科学探究引入课堂教学，让学生在教师有效指导下，凭借教材和教师提供的信息，通过主体参与教学，积极探索多种解决问题的方式和方法，有效感知和理解教学内容,达到发展创新智能的目的。在此模式中，教师既是学生的示范者，又是一名学习者。教师凭借自身的经验和形象思维，把学生的探究心理激发起来，给学生说明探究的目的和要求，讲解探究的重点问题，帮助学生解答疑难问题，指导学生明确探究方向，让学生在探究过程中发现科学概念、科学规律，

25、培养学生的探究能力和科学精神，从而提高学生的创造力和探究力。学生是学习的主体，充分调动学生的积极性，发挥学生集体的力量，利用教材，以小组讨论和相互交流沟通的形式，对问题进行探讨，以丰富每个个体的思想10。 综上所述，科学探究式教学就是把科学探究引入课堂，在教师的指导和启发下，通过学生自主、独立的探索活动，有效感知和理解知识，构建知识，获得情感体验，掌握解决问题的方法，发展探索精神和创新能力的教学方式。2.2.3物理教学中的探究式教学物理规律的科学探究式教学是指学生在教师的指导下，从自然现象、社会现象、自我生活和物理学习的过程中选择和确定与物理规律有关的研究专题，并在研究过程中主动的获取知识、应

26、用知识、解决问题的类似科学研究的活动。它是一种较为规范的、完整的模拟科学家进行科学研究的形式设置的一种学习方式，学生在完成探究的过程中，要经历发现和提出问题、对问题进行猜想与假设、制订计划，设计实验、进行实验，收集证据、分析证据，得出结论、反思结果，吸取教训、讨论争辩，尝试表达等一系列的活动，从中获得失败与痛苦、成功与喜悦的独特感悟和体验，感受科学方法的魅力，尝试新的与平时课堂学习所不同的学习方式，习得具有综合特点的科学知识。物理教学中科学探究的主要类型有三类：第一类是主题探究，第二类是片断探究，这两类强调的是知识的形成过程。其学习的周期较短，主题探究一般占一节课左右，也可以是一个单元，按需要

27、也可适度延伸到课外。片断探究一般在十分钟左右，它可以是课堂教学的片断，也可以是探究过程中的几个环节。在课堂教学中，它们主要向人们展示的是学生的自主探究过程。第三类是专题探究计，它强调的是应用知识。产生新知识的过程。其学习周期较片断探究和主题探究都长，但比研究性学习活动中的课题研究要短或相当，时间跨度大致从几天到几周。所以，第一、二类是在物理教学中开展科学探究的重点11。2.3探究式教学的基本特征区别事物的基本方法就是把握其特征，科学家们所做的探究与将探究作为一种课堂教学的方式是有很大区别的。在实施探究性的教学活动时我们有必要与一般意义上的探究区别开来。为正确有效地实践探究式教学，我们必须把握作

28、为课堂教学的探究活动的本质特征。教学活动中所指的探究强调的学习过程中的质疑、收集证据和做出解释。美国国家研究理事会在 2000 年组织编写的科学探究与国家科学教育标准学与教的指南一书中将探究式的教学概括为五个基本特征：一、学习者围绕科学性问题展开探究活动科学性问题是针对客观世界中的物体、生物和事件提出的。问题与科学概念相联系，并且能够引发学习者进行实验研究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。科学家认为科学性问题有两种。一种是探究现象存在的根源的问题，包括许多以“为什么”开头的问题，比如为什么空中的物体会落回地面?为什么有些岩石中含有水晶的成分？为什么人有心室？许多这类问题还未能被

29、科学清楚地说明。另一种是所谓的“因果关系”问题或“机制性”问题，探究的是现象产生的机制，大多以“怎样”开头。比如阳光怎样促进植物的生长?水晶怎样形成?在课堂上，一个有难度但又能让人尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些有关现象发生的原因及方式的问题。最初的问题可以来自学生、老师、教材、网络等其他渠道，或者是它们相互结合的产物。在指导学生确定探究的问题时，教师起着关键的作用，特别当问题来源于学生的时候就更是如此。因为只有既适合于学生又有意义的问题才能产生有所收获的探究活动，而且问题必须用学生的观察和他们从可靠渠道获取的有关科学知识来解答。探究中学生用到的知识及方法必须

30、是可获得、易操作的，同时也要适合学生的发展水平。有经验的教师会帮助学生将注意力集中在探究的问题上，使他们的探究活动既有趣又真正有所收获。二、学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制。科学家致力于观察现象，获取精确的数据。科学家在实验中通过观察测量获得实验证据，而实验的环境可以是自然环境如海洋，也可以是人工环境如实验室。在观察与测量中，科学家利用感官感知、或借助于仪器如望远镜延伸感官功能进行观察，甚至用仪器测量人的感官所不能感知的物质特性，如测量磁场。有时，科学家能控制条件进行实验；而有一些时候，则无法控制，或者实行控制将破坏试验现象。这种情

31、况下，科学家只有对自然界中发生的现象进行大范围、长时间的观测以便推断出不同因素的影响。可以通过改进测量、反复观察，或者就相同的现象收集不同类型的实验数据的方法提高所收集到的证据的可靠性。证据是可以被质疑和进一步调查研究的。由此可以看出证据在科学研究中的价值。在课堂探究活动中，学生运用证据对科学现象做出解释。学生对动植物、岩石进行观察并详细记录它们的特征；对温度、距离、时间进行测量并仔细记录数据；对化学反应和月相进行观测并绘制图表说明它们的变化情况。或者学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。三、学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答探究的这一特征强调的是

32、从收集证据到提出解释的过程。科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。科学解释须同自然观察或实验所得的证据一致，并遵循证据规则。科学解释还必须接受公开的批评质疑，并要求运用各种与科学有关的一般认知方法以及一般的认知过程。解释是将所观察到的与已有知识联系起来的学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识、提出新的见解。对于科学界，这意味着知识的增长；对于学生，这意味着对现有理解的更新。例如，学生可根据观察或其他的证据解释月相的变化、不同条件下植物的生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。四、学习者要交流和论证他们所提出的解释科学家以结果能够重复

33、验证的方式交流他们的解释。这就要求科学家清楚地阐述所研究的问题、程序、证据，提出的解释以及对不同解释的核查，以便质疑者进一步核实或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。而课堂上，学生公布他们的解释，使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、找出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终，学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。充分利用探究的教学方法和教学资源都包含所有的这五个基本特征。当然，这些特征都可根据实际

34、情况做出调整。教师在活动中起组织作用的程度和学生自主设计进行探究的程度上可以各有不同。例如，每一个探究都会有学生对科学性问题的研究。一些探究中的问题直接来源于学生，另一些探究中的问题可能是学生从可选问题中选择其一或是对给出的问题提炼的结果，还有一些探究中则是学生根据提供的问题展开研究。研究表明，在进行一项探究的任务中，使学生具有主体意识是很重要的，这样往往要求学生自己去判断和分析提炼问题。只要学生学习的过程是围绕能够激发学生思维的、科学性的问题展开，那么为特定的教学目标所做的任何调整都是可以接受的12。3.物理教学中的科学探究3.1科学探究式教学的实施步骤我们要在教学实践中具体实施科学探究式教

35、学，就必须先设计科学探究式教学的教学模式，这就要求我们首先要弄清科学探究式教学可采取的步骤。根据高中物理课程标准根据科学探究的一般要求，结合高中物理课程的特点和学生的认识水平，将物理规律的科学探究分为七个要素，并对每一要素提出了探究能力的要求。具体来说，这七个步骤是：一、引发问题要紧密结合课程标准对知识和技能的要求，根据具体的教学内容和教学目的，从教材或生产、生活实践中提出一些富有启发性的问题，并从物理学的角度明确的表述这些问题，使学生明确学习目标，继而设计一些富有探索性的实验，让学生们去调查、研究、探索。教材、生活和科学技术中的问题往往是复杂的，要培养学生找出探究课题的能力，提出发现问题的意

36、义，同时应用科学的思想和方法，用已有的物理知识来确定探究课题。教师应根据学生提出的探究课题，结合学生的实际进行筛选和梳理，选择那些对学生发展有意义，而学生又有能力进行探究的课题。二、提出假设教师提出探究问题后，引起学生的好奇、怀疑、困惑和矛盾，从而激发学生的探索心理，形成探究问题的情境，促使学生积极思考，根据已有的物理知识和实际经验，对解决问题的方式和问题的答案做出猜想和假设，并对实验结果进行预测。三、制定计划和设计实验方案在教师的指导下，根据确定的探究课题和已有的条件，学生设计实验方案，选择实验方式，组合实验仪器以及选择探究过程中所需要的资料，收集和处理数据的方法，实验的变量及控制方法等等。

37、预先做出探究计划，写出探究目的、探究仪器，并根据做出的实验假设制定出相应的探究步骤，设计如何记录探究结果。四、探究实验根据探究计划，进行实验操作，边操作边观察现象，并用多种方式收集数据、资料和信息，直接掌握感性材料。要让学生对已有的数据和信息进行科学的分析和解释，找出这些证据和探究课题之间的关系，进行科学的归纳和总结。教师要指导学生不断改进探究方法，可以让学生多设计几种可靠易行的实验方案，鼓励学生反复收集、记录实验数据。五、分析总结教师引导学生整理收集到得各种信息和实验数据。学生对信息和数据进行分析和处理，根据实验事实进行讨论、争辩，揭示产生现象的原因。最后，学生应用科学的思维和方法，通过分析

38、和归纳，根据实验现象和数据得出结论，概括出有关的物理原理或规律，并对实验结果进行解释和描述，使之条理化、系统化。六、评估和反思探究结果与事先的预测是否相符？探究的设计和计划的进行过程是否有缺陷？还有哪些地方需要改进？这些都需要教师和学生进行评估和反思。具体可以采用自我评价、同学之间互评和教师评价相结合的方式，对学生参与实验的过程，实验的技能和技巧进行评价，并对其实验结果进行分析、讨论。七、交流与合作要让学生有充分的语言表达机会，循序渐进的培养学生用准确的语言表述自己的探究成果的能力，培养学生学会倾听其他同学的探究报告、尊重他人的探究成果，允许别人对自己的探究方案和成果提出不同的意见，充分交流河

39、讨论各种想法和观点，深刻理解探究过程中交流和合作的重要性。然而，这七个步骤并不是一成不变的，我们可以根据具体情况选择几个环节进行。主要探究一般占一节课左右，也可以是一个单元，所以选定课题进行主题探究时一般可以根据这七个步骤进行探究过程。而片断探究一般十分钟左右，我们可以选择探究过程的几个环节进行探究。3.2科学探究式教学案例案例一：用天平和量杯测定固体和液体质量目标要求:一、知识与技能目标1.知道如何去探究用天平和量杯测定固体和液体的质量。2.会正确的设计实验方案和操作。3.会正确使用天平和量杯测定固体和液体质量。4.通过实验探究培养学生的观察能力、实验能力和科学探究能力。二、过程和方法1.通

40、过用天平和量杯测定固体和液体的质量，体验科学探究的过程。 2.学会科学研究的方法。三、思想情操目标 1激发主动进行科学探究的意识。2.培养严谨求实的科学态度和协作精神。内容分析一、重点:科学探究全过程的体验和科学研究方法的领会与学习。二、难点:1.主动探究意识的激发。 2.如何根据学生个体差异性因材施教。 三、关键:探究方法的引导。教学与学法探究法 讨论法 实验法教学用具一、教师演示用磁性黑板自制几种量程和最小刻度值不同的纸板标尺自制可在纸板上移动的游码(标尺和游码粘有小铁片即可)二、学生实验用天平和祛码体积相同的长方形木块、铝块、铁块量杯水教学过程一、引发问题(教师引发，学生思考回答)教师:

41、上节课我们学习了质量的概念和质量的测量，请同学们回忆一下:1.什么是质量?2.实验室里，称质量常用的工具是什么?其使用方法是什么?应注意什么?二、提出假设(教师设疑，引导提出问题)教师:你认为上述的问题有哪些可能的答案?学生:学生相互议论思考，能否用弹簧秤称物体质量?能否用天平称物体质量?液体怎么办?能否借用量杯来测量液体的质量?通过以上推测可以想到，可用天平来称量物体的质量三、设计实验(教师引导，学生探究问题并设计方案)1.要求学生阅读实验教材和天平使用说明书，明确实验教材中的实验目标和要求，了解天平使用方法。2.观察实验器材，明确天平性能和规格。教师要启发学生认识实验器材的选配，知道各自的

42、作用，思考是否有其它选配方案?3.教师用磁性黑板出示几种自制纸板标尺，让学生探究最小刻度各为多大?再将游码放在各标尺的不同位置，让学生通过观察回答所示质量数。通过一系列观察、思考和探索，结合以上提出的假设，组织学生独立设计实验方案(包括探究的目标和方法、探究的步骤、观察和记录的方法等)。四、探究实验(学生探究、思考，教师指导)1.提醒学生称量前首先对天平进行什么操作?注意那些方面?2.如何进行称量物体?如何取放物体?如何增减祛码?如何读数?3.如何借用量杯称量物体质量?如何读取并获得数据?4.如何记录实验数据?是否将记录数据如实填写在自行设计的表格中?5.扼要记录实验过程中出现的问题五、分析总

43、结(学生操作，教师点拨)1.如何运用已知的原理或公式处理实验结果?2.测量结果说明什么?3.跟你的猜想和假设有何差异?4，你得出的结论是什么?六、评估交流(学生自我评估，教师总结点评)1.将自己的称量结果与同学交流分析，看称量结果是否合理?2.对你的实验设计的合理性、操作过程以及测量的结果进行评估。3.思考有什么不妥的地方?有没有其它因素影响了实验结果? 4.让学生把自己的探究过程和结果与其它同学进行交流，是否有新发现？5.你是否还想继续从事探究?七、巩固和迁移(教师提问，学生思考)1.如果换用邮票或自己头发丝，你能否也可用天平称出其质量?2.这项探究活动突出了哪几个探究环节?4.实施科学探究

44、教学存在的误区，困难及对策4.1实施科学探究式教学过程中存在的误区一、过分夸大科学探究式教学的功效，盲目追从探究式教学有些教师过分夸大科学探究式教学的功效，他们认为，既然物理课堂教学中提倡用探究式教学的方式，那么不论什么物理知识，也不管是否适合用探究式教学这种方式，每节课、每个知识点都用这种方式去教学，“千篇一律、生搬硬套”，完全忽视了传统的教学模式的优点，将探究式教学与传授式教学相对立。这是由于未能领会科学探究的内涵与实质，而走入另一个极端。其实，并不是所有的知识都可以通过探究获取，并非教材上所有的内容都适合于课堂探究式教学。有些内容，特别是一些抽象言语信息很难通过简单的探究活动所能概括出来

45、的，不利于我们进行探究教学；还有些内容，由于不符合学生能力的逻辑发展，或者由于材料、设备和教学整体计划的限制，不能进行探究。这样，我们在进行探究式教学时就要选择合适的探究内容。首先探究内容难度要适中，在探究教学中，探究内容既不能过于复杂，需要太长的时间进行探究；也不能太过简单，这样学生很容易就可以得出结果，从而失去探究的兴趣。其次要有较强的操作性，即探究内容是可以通过有步骤的探究活动得到答案的问题。二、认为探究式教学重视科学探究能力的培养，忽视科学概念和原理的学习有研究者认为探究式教学重过程轻结果，是“过程教育”，在这个过程中过分重视科学探究能力的培养，而忽视科学概念和原理的学习。这种看法是走

46、向了与应试教育相反的另一个极端。其实，它们是同样重要的，正如美国国家科学教育标准指明的，科学探究能力的培养和科学概念和原理的学习是相得益彰的两种学习结果。在很多探究式教学活动过程中，学生发展了科学探究能力，同时运用探究技能发展了对科学概念和原理的理解。而有的老师认为，因为探究式教学活动在探究过程上耗费了大量的时间，所以学生对概念及原理的掌握就要相对薄弱一些，这种观点是不可靠的。探究能力的培养和科学内容的学习是相辅相成的。在不同的学习时期，由于特定的学习需求不同，可能对于科学内容和探究能力两者的侧重点有所不同，但是这样才能更好的把二者结合在一起，使得学生在科学概念和原理的学习和探究能力的发展两者

47、之间保持合理的平衡。三、认为教师的地位和作用有所下降探究式教学让学生成为真正的学习主体，要求学生大胆探索，鼓励学生进行创造性思维，让学生自己通过探究来解决自己提出的问题。在这个过程中，学生提出问题，构想解决问题的方式和途径；他们收集数据，对数据加以整理并解释数据；他们能够通过实验得出结论，并向老师和同学解说他们自己的结论，等等，充分发挥着学习的主观能动性。因此，人们难免会认为探究式教学中教师的作用有所下降，从而否定了教师在教学过程中的地位。这种观点是不正确的。虽然在探究式教学中，教师不再以传授知识为唯一目的，但是教师所面对的不仅仅是教，还要研究如何通过教学发展学生的主体性。探究教学并不是也不可

48、能完全任凭学生去自学或盲目探索，而不要教师的指导。教师要为科学探究的开展设置有利的环境，提供相关资料、信息；指导学生自主探究、合作交流，得出探究的结论。无论是探究种类的选择，探究条件的创造，还是探究各阶段的活动，都离不开教师，都要求教师发挥主观能动性和创造性。因此，教师在科学探究中的指导作用是无可置疑的。现代教学论认为，教师和学生都具有主观能动性，是教与学的主体。探究式教学不仅没有否定教师的主体地位，反而为教师的主体地位的确立奠定了现实基础。4.2 实施科学探究式教学的一些困难对于探究式教学这种具有全新理念的教学方式，在实践中与传统的教学方法有许多的不同之处，从而给教学造成种种的困难。主观的困

49、难如由于教师和学生自身造成的困难，客观的困难如教学时间、材料以及评价方面的困难等。一、影响科学探究式教学的主观因素1、物理教师本身的主观因素（1）教师不愿意开展探究式教学。由于长期受“应试教育”的影响，很多教师认为“让学生做实验不如给学生讲实验，给学生讲实验不如让学生背实验”。这其中的原因有：a.认为实验花费时间多，影响课程进度，导致复习时间减少，而考试又不考学生实验操作；b.认为物理现象简单、普遍存在，没有做实验的必要；c.有些实验过程较为复杂，准备比较费时，不愿意多用时间准备。（2）教师不愿意钻研多种教学的方法，导致教学方法单一化，影响探究式教学的开展。传统的教学模式有着大容量、高强度、多

50、反复等优点，这种课堂教学模式在绝大多数教师身上已留下深深烙印，驾轻就熟，得心应手。因此，很多教师不愿意更新教育理念，尝试多种教学方法，面对新教材，表现出不愿意改变，难以接受，从而影响了探究式教学的开展。2、学生本身的主观因素（1）学生的探究能力、实验技能不高影响探究式教学的开展由于一直以来受应试教育的影响，大多数学生从低年级开始就很少有机会发展探究实验能力，因此探究能力不高，往往在探究过程中缺乏基本知识和基本技能。学生在低年级形成的探究实验技能影响了高年级的探究性学习，加重了高年级探究式教学的任务和难度，影响了探究式教学的开展。（2）学生本身不愿意开展探究式教学由于受应试教育的影响，有些学生不

51、愿意进行探究式学习，认为只要多做习题，考出好的分数就可以了。这种思想在一定程度上影响探究式教学的开展13。二、影响科学探究式教学的客观因素1、教学时间的困难探究式教学与传统教学相比，很突出的一个特点是学生的主体意识增强，参与性提高。许多时候只能对学生的行为进行开放式的管理，让学生有较充裕的时间用于思考、设计、动手操作、交流等。虽然我们可以对探究时间进行精心地预估与设计，认真分配探究时间，加强管理工作，但是，由于学生程度不同，在面对这种更需要靠自己能力来进行学习活动的教学形式时，他们的学习过程、时间利用率、知识掌握深度的差别将更大。因此传统课堂的四十分钟，己经无法满足科学探究式教学的需要。2、教

52、学材料的困难教学材料包括教科书、辅助用书、实验仪器、电脑、音像设备等。教学材料的缺乏极大地局限着探究活动的开展。3、评价工作的困难探究式教学的评价要求强调评价在促进学生发展方面的作用，不强调评价的甄别与选拔的功能；重视学生在活动、实验、制作、讨论等方面表现的评价，不赞成以书面考试为惟一的评价方式；倡导客观记录学生成长过程中的具体事实，不过分强调评价的标准化。在这一总体要求下，与传统评价方式显著不同的是记录学生成长过程中的具体事实的形成性评价。而就目前来看，对探究式教学的结果进行评价还存在不少困难。4.3 解决实施科学探究困难的对策一、教师要更新理念，转变角色新课程的理念以及新课程所倡导的科学探

53、究式教学对教师的思想观念和教学实践提出了巨大的挑战，促使教师在教学实践中对其做出回应。所以，教师应及时的更新教育理念，转换教师角色，积极应对新课程所带来的巨大挑战。1、教师要更新教育理念，改变教学模式（1）教师要形成全新的教育观：由应试教育转向素质教育和终身教育，提高每一位学生的综合能力，注重学生素质的养成，全面发展学生的综合素质，使学生具备科学精神。（2）教师要具备正确的学生观：由以教师为中心转向以学生为中心，确保学生在学习过程中的主体地位。（3）教师要形成全新的知识观：教师应该使自己成为科技发展的受益者，更加敏锐的感知和吸收新知识、新思想并将其运用到教学实践中。把掌握学习方法，能够独立的求

54、知、探索、创新作为知识教学的目的。2、教师要转换角色（1）由知识的传授者变为学生学习的促进者与合作者14传统的学校教育是教师为中心的。在教学上，教师作为知识的传授者，已经习惯于灌输式、填鸭式的教学方式。在师生关系上，教师习惯于控制与管理，与学生之间缺少对话、沟通和尊重。在新课程理念下，实施科学探究式教学，要求教师要从知识的传授者转变为学生学习的促进者和合作者。这一转变要求教师在教学活动中要表现出以下行为：a为学生创设丰富的教学情境，激发学生的学习动机，培养学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性；b为学生建立一个宽松、民主的课堂气氛，并提供各种便利的学习服务；c指导学生形成良好的学习习惯，并选

55、择最佳的学习策略；d作为教学活动的参与者，和学生一起进行科学探究，与学生共同分享学习成果的快乐；e勇于承认自己的过失和错误。（2）教师应成为课程的开发者教师不应再仅仅作为课程的消极接受者，而要作为积极的课程开发者，这是新课程倡导的新理念，也是对教师提出的新要求。教师作为课程的开发者意味着教师要为课程的开发和改进献策献力，要参与课程决策的过程、在课程开发中发表自己的声音。这是提高课程的适应性的重要举措，对于反映学生个性、更好的促进学生有个性的发展也具有积极的意义。（3）教师应成为教学的研究者新课程要求教师对自己的教学工作应该进行不断的研究。与专门的研究者相比，教师处在一个非常有利的研究位置上。教

56、师面对的是直接的教育对象，可以选择有针对性的研究课题及最佳的研究时机。对于教学情境中出现的各种问题，教师不仅有自己的经验化的处理方式，同时，又在不断地对这些方式进行审视、调整，并从中发现新的问题进行探索、研究，以适应教育对象的需求以及教育和社会的发展。从这个意义上说，这个过程就是教师对自己的教学行为进行分析与研究的过程，而这种分析和研究应该更具有实际意义。（4）教师应成为教学的设计者新课程倡导多种教学方式，这就要求教师成为一个教学的设计者。科学探究式教学更加突出学生的主体地位，强调学生的积极参与。下面以探究式教学为例，说明教师应该如何精心的设计和组织教学。a教师应该精心设计探究计划。首先，应制

57、定明确的探究目标，使学生既能掌握教学大纲所规定的教学内容，又能发展各种探究能力，形成探究精神和态度。其次，教师要精心设计探究步骤，明确在探究过程中每一步的任务以及完成每一步能达到的目的。使得探究过程的每一步都能环环相扣，衔接自然。最后，要选择正确的评价方案，使之有助于提高学生对知识的理解，评价学生们在完成探究活动的过程中在知识、理解和种种能力上有什么进步。b教师要选择恰当的教学材料。探究教学离不开大量的教学材料，而且这些材料不是随意选择的，它们之间还必须存在某种关系或联系，即有一定的结构。一方面教师要精心选择和组织教学材料，这些材料不但要与所学的重要概念或原理有关，而且还能发生多种相互作用，形

58、成不同的联系方式，以便学生能借此运用多种途径进行探究活动。c教师要做好组织安排工作。针对不同的教学内容，教师可以选择不同的探究方式。例如，当学习内容较为简单时，可以在课堂上抽出十几分钟进行片断探究；当学习任务较为复杂需要较长时间才能完成时，可以用一节到两节课以小组的形式进行主题探究。d教师要精心指导探究过程。在探究教学中，教师对学生探究过程的指导监督尤为重要。当学生碰到困难时，什么情况下应该引导学生自己克服困难，继续探究，什么情况下应该让他们互相讨论，寻求伙伴的支持，以及什么情况下需要教师直接指导，这都要教师做出判断，实施对整个探究过程的监控15。二、构建促进学生全面发展的评价体系1、当前高中

59、物理教育评价中存在的主要问题（1）评价内容仍然偏重高中物理学科知识，特别是高中物理教科书上的知识。忽视了学生的实践能力、创新精神、心理素质以及学习态度、学习方法、学习习惯等综合素质的考查。（2）评价标准过多地强调共性和一般趋势，忽略学生的个体差异和个性化发展，用一个标准评价不同层次的学生。（3）评价方法仍然以传统的纸笔书面考试为主，过多地依靠分数作为评价结果，很少采用其他评价手段和方法，评价方法单一。（4）学生处于被评价的地位，基本上没有教师、家长、学生、管理者等多主体共同参与和交互作用。（5）评价的重心过于关注结果，忽视被评价者在各个时期的进步状况和努力程度，没有形成真正意义上的形成性评价，

60、不能很好地发挥评价促进发展的功能。当前物理教育评价中存在的问题对高中物理课程改革造成极大障碍，因此，我们有必要在高中新课程方案的指导下搞好教育评价改革，构建促进学生全面发展的评价体系。2、构建促进学生全面发展的发展性评价体系16基础教育课程改革纲要（试行）中明确指出：“建立促进学生全面发展的评价体系。评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展中需求，帮助学生认识自我，建立自信。发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上发展。”（1）发展性评价的特点a发展性评价的目标是多元化的。它要求关注学生的全面发展，不仅关注学生的学习成绩，而且要关注学生在知识与技能、过程与方

61、法、情感态度与价值观等多方面的发展。b发展性评价的形式多元化。发展性评价认为利用纸笔进行书面测评仅仅是评价的一种形式。评价还可以采取其它多种方式，如访谈评价、问卷评价、运用核查表进行观察、小论文、成长记录袋评价和表现性评价等。c教师客观记录学生在探究过程中提出的问题，参与讨论，交流的表现，或者教师对于学生的小制作、实验活动进行评价等。d发展性评价注重过程。发展性评价强调收集并保存表明学生发展状况的关键资料，对这些资料的呈现和分析能够形成对学生发展变化的认识，并在此基础上针对学生的优势和不足给予学生激励或具体的、有针对性的改进建议。e发展性评价关注个体差异。每个学生都具有不同于他人的素质和生活环

62、境，都有自己的爱好、长处和不足。发展性评价要依据学生的不同背景和特点，正确的判断每个学生的不同特点及其发展潜力，为每一个学生提出适合其发展的具体的有针对性的建议。（2）发展性评价的实施a明确评价内容。实施评价工作的第一步，是明确学生学习高中物理的评价内容，并用清楚、简练、可测量的目标术语表示出来。评价内容是通过高中物理课程具体目标体系体现出来的，物理课程的总目标和具体目标前面第一章中已有详细论述。b选择评价方法，设计评价工具。有了评价标准以后，还需要选择评价方法，设计评价工具。发展性学生评价除了使用纸笔测验以外，还有多种其它的质性评价方法，如观察法、访谈法、问卷法、行为描述法、成长纪录袋评价法

63、等，究竟选择哪一种方法，要根据评价内容和评价对象的特点来确定。c收集和分析反映学生学习物理情况的数据。客观收集能真实反映学生学习物理情况的数据和资料是发展性评价的最重要的环节。一般可以使用测验、课堂日志、现场笔录、调查和访谈等方法进行收集。教师要注意收集学生在优势学习领域以及不足的领域中的具体表现，建立学生发展的基本数据，考查学生的学习情况。d反思和评估。学校和物理教师应及时对学生的评价过程和结果进行反思，多方征求学生对评价结果的意见和建议，核实评价原始材料的真实程度。评价材料是否真实反映出学生的学习水平，收集的数据、证据是否可靠；怎样修订评价指标和改进评价方法，使评价结果更加真实可信，促进学

64、生今后的学习和发展。结束语本文通过对物理规律科学探究式教学和新课程改革的整合研究，探讨了物理规律科学探究式教学的基本理论、基本特征并且结合案例着重探讨了物理规律探究式教学的设计，尝试了科学探究式教学在中学物理教学中的应用。从中可以得出，在中学物理规律教学中实施科学探究式教学，使传统的课堂教学模式得到了丰富和完善，增强了课堂教学的效果。学生通过自主探究，可以加深对知识的理解，提高发现问题、解决问题的能力，培养动手协作能力、创新能力、交流能力，使学生在原有的基础上得到了积极主动的发展，是实现素质教育的有效途径。参考文献：1National Research Council. The National Science Education Standards Washington, DC: National Academy Press,1996:23.2钟启泉.基础教育课程改革纲要(试行)解读M.上海：华东师范大学出版社，2002.7-27.3袁维新.科学探究教学模式的反思与批判J.教育学报，2006，2(4):13-17.