科学探究的有效途径及指导教师作用

科学探究的有效途径及指导教师作用结合自己教学实践，思考学生在课堂（理论课或实验课）环境下进行科学探究的有效途径及指导老师的作用：在物理课堂中，精心设计物理概念和规律的形成过程和应用过程，发掘这些过程中的创造性成分，合理选择、精心设计并适当组合一些课堂实验，将物理现象的展示、物理模型的建立、物理现象的探究、物理结论的交流等活动及时恰当地有序开展，与课堂教学有机地结合起来，全方位地激发学生的情感、兴趣和意志，充分发挥学生的主体意识、探索意识和参与能力，让学生在“参与—体验—内化—外延”的活动中，主动摄取知识，凸显创造能力，提升实践能力。

一、引导学生有效参与1、注重学生思维的调控。

对于初中生而言，奇妙的实验现象，极易唤起他们的兴趣，但若直接将实验现象呈现给学生，因缺少思维，学生仅仅停留在“看热闹”的层面。

因此，在实验教学中，教师应引导学生在不同的情景中获取信息，揭示事实与学生原有认知结构之间的矛盾，有效地激发认知冲突，启动学生思维，激发创新愿望。

如在研究固体“熔化”特点的实验中，可以采取与教材编排不同的处理方法：先进行非晶体熔化的实验，然后再研究晶体熔化时的特点。

这样设计的原因不仅是因为实验比较容易操控，成功率高，更主要的是实验的结果与他们先前的认识一致，让学生体验“成功”。

学习中还有什么比自己的想法得以实现能让人更兴奋的呢？为了获得熔化的普遍规律，在加热另一些物质(如冰、海波等)时，学生通过观察现象、分析实验数据，发现还有一种未曾知晓的熔化特点，虽然出乎意料，但更能引起大家的好奇与强烈关注整个实验过程中，学生就会带着问题而参与，其行为就不再是机械地读读数据、死板地记记规律了。

2、引导学生合理的猜想。

物理教材中特意设计了多种多样的探究活动，让学生获得探究过程的心理感受，提高探究能力。

其中重要的一环是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。

在课堂教学中如果教师放手让学生猜想，可能会遇到两种尴尬的局面，一是学生提不出猜想，二是学生的猜想漫无边际，从而大大降低实验效果。

如影响浮力大小因素的教学中，学生联想到浮力可能与温度、物质密度、体积、液体密度等因素有关，如何证实这一假设学生比较困难。

如果老师这时不加任何点拨，看似学生思维动起来了，实际上却是为了猜想而猜想，意义不大。

教学中教师还不如“顺水推舟”，在猜想环节给学生指点迷津，提供猜测的依据，从而降低探究的难度、明确探究的方向。

比如称重法测浮力实验，让学生观察测力计示数变化的同时，再让学生说出除此之外实验中的其他现象。

因为绝大多数学生的注意力一定是在物体或弹簧测力计示数的变化上，很少有学生会将注意力放到物体还会排开水这个现象中。

所以，在学生冥思苦想的过程中，再将物体放在盛满水的容器中做同样的实验，学生就会注意到物体浸没的同时，水被物体排出来了。

而且物体浸入越多，被排开的水就越多，猜想就越有目标。

有了这样的铺垫，学生要比较排开水的重力和所受浮力的关系时，方向就明确，实验思路和方法也就明朗：即先用称重法测出浮力，再将物体排开的水收集起来，称出其重力。

与此同时，教师出示“溢水杯”，学生也不只是对它觉得好玩，而且会更有效地进行探索。

3、提供学生表演的机会。

学生观察实验，自然会产生动手的欲望。

因此教师应尽可能多地给学生提供多动手做实验的机会，不仅满足学生动手操作的愿望，实现从观众到演员的转变，更重要的是可以让学生不断体会到“发现”和“克服困难解决问题获得成功”的喜悦，从而提高兴趣、增加信心、增强学习的欲望，进而转化为一种热爱科学的素质和志向。

如将水收集起来，放入有刻度的杯子中。

师:看到过身边有刻度的容器吗?生:电饭锅内胆、奶瓶、烧杯、药水瓶……如果将它们的分度分得小一些，就可以测出溢出的任意多水的体积了。

师:身边还有标了体积的容器吗?生:饮料瓶、易拉罐……如果用尺量出它们的长度，就可以标出分度了，也可以做成测体积的工具了。

有了这样的想法，量筒、量杯就在瞬间制造出来了。

课堂实验教学中，正是有了教师的适度指导，向学生展现了物理研究的思路，学生的学习步伐才能迈得更大、更快，实验教学的过程也更丰满、精彩。

二、创设物理问题情境好奇心、兴趣、求知欲与创新意识、创新思维的激发密切相关．强烈的好奇心，浓厚的兴趣和旺盛的求知欲是引发学生创新意识、创新思维的动力和源泉．而实验能使物理现象在课堂中生动地呈现出来，让学生感到惊奇、有趣，极大地激发学生的求知欲，促使学生去探究和深思，在置疑释疑的过程中，既能丰富学生的知识又能培养学生的创新思维和创新能力。

如在讲授牛顿第一定律时，由于学生推理能力不强，给他们在头脑中形成物理规律带来困难，而精心设计的演示实验可以调动学生的思维，是使学生理解这一定律关键一环。

在让学生先观察下面的实验：小车从斜面上同一高度自由滚到表面粗糙程度不同的平面上，观察小车停下来的距离．第一次滚到粗糙的毛巾上，第二次滚到教室的地面上，第三次滚到表面光滑的木板上。

学生观察到小车一次比一次滚动的距离远，并最终静止下来。

此时可不失时机的提问：小车为什么会停下来？为什么停下来的距离又有所不同呢？经过前一章的学习学生已经了解到这是摩擦力的缘故，这时又进一步提出问题：假如小车滚到一个没有摩擦力的平面上，小车以后的运动情况将会怎样呢？经过充分的考虑和热烈的讨论，学生最终认识到小车之所以停下来是因为摩擦力，如果没有摩擦力，下车就没有停下来的理由，它就会永远保持滑下斜面时的速度运动下去。

此时再描述牛顿第一定律，学生的理解就会深刻的多，教师对学生的探索给予肯定和鼓励，学生体会到解决问题的愉悦，更加激起了他们潜在的想象意识，思维变得更加活跃，可又抓住时机，让学生就日常生活中一些熟悉的现象举例证明物体惯性的存在，学生会广开思路，充分想象，有的说汽车刹车时乘客上身的前倾；有的说用脚踢球时，球就飞出去，而在空中时保持向前飞行；还有的说高速行驶的列车不能在短时间内停止等等，这些都证明牛顿第一定律的正确性，课堂气氛相当热烈。

教师巧设问题情境，引导学生主动质疑，置学生于新旧知识、感性认识和理性认识、个人经验与科学概念的矛盾冲突的旋涡中，使学生带着问题学习，调动质疑意识，产生创新思维定势。

如在沸点与大气压关系的教学中，运用实验来创设问题情境：液体沸腾的条件是什么？不少学生会立即回答：达到沸点，继续吸热。

此时拿出一个烧瓶，里面装适量水烧开，停止加热后用瓶塞堵住，然后问：现在水还能沸腾吗？这时学生几乎异口同声回答：不会。

再问：泼冷水呢？学生大笑：怎么可能？我泼冷水后，烧瓶中水又重新沸腾，学生愕然，可抓住这个时机分析实验，说明水的沸点与大气压有关，同时提出问题：有什么关系呢？当学生积极思考的时候，及时点拨学生联系上一节课的知识，泼冷水后，烧瓶内大量热水蒸气遇冷液化，里面的气压降低，说明水的沸点与大气压有一定的关系，顺着这条思路，启发学生思考大气压降低水的沸点也降低。

通过上述课堂实验教学实践，可以看出在教学中结合学生已有的知识和一般的推理方法，要在物理课程的教材内容和学生的心理之间制造一种“不协调”，展示新旧知识之间的矛盾冲突，使学生产生“问题意识”，适时的质疑、引导和点拨，进行积极的思维探索，以求得问题的解决。

三、指导学生学会观察对于实验现象，只有多观察会观察才能加深印象，抓住本质，悟出规律，有所启发。

为此，教师应注意适当地加以引导帮助学生找到观察的程序和方法，学会观察的技能。

1、次序观察法。

我们观察任何一个器件，任何一个实验都应该遵循一定的顺序，这个顺序可以是时间顺序，可以是空间顺序，可以是从整体到局部的顺序，也可以是从现象到本质的顺序。

如我们在观察水沸腾实验时，可以遵循时间的顺序和从现象到本质的顺序，我们在观察验电器的主要构造时，可以遵循从上到下的顺序，从里到外的空间顺序。

2、对比观察法。

“有对比，才有鉴别”“比较见真知”都说明了对比是入门认识事物的内在规律和本质特征的一种常用方法。

在对比观察法中，常采用条件对比，横向对比和纵向对比。

比如在研究压力作用效果的实验中，我们采用的是先保持受力面积相同的条件下，观察压力作用效果与压力大小的关系，再保持压力大小相同的条件下，观察压力作用效果与受力面积的，最后总结出结论。

采用条件对比观察的实验很多，比如：欧姆定律的得出，比热容概念的得出等等。

晶体熔化前、熔化过程中、熔化后的各自特点，可采用纵向对比的观察方法。

在做磁极之间相互作用规律的实验时，可以跟电荷之间相互作用规律的实验进行横向对比。

3、推断观察法。

就是指在观察中进行思考和推理的方法。

比如观察到秋天树叶落地，则推断出树叶是由于受到了地球的吸引。

再比如，在研究物体不受力作用怎样运动的，实验中观察到摩擦力越小，小车运动的越远，于是推断出：假如没有摩擦，小车将在水平轨道上一直运动下去。

四、归纳提炼实验目的物理探究实验成功与否，不能仅满足于得出实验结论，更重要的是让学生知道产生这种结果的原因，所以实验后的归纳与提炼尤为重要。

这样做的目的是进一步强化学生对知识技能的学习，再经过一个思考实践、探索的过程，学生对实验的原理和方法的掌握更加牢固，理解更为深刻。

如“大气压”这部分内容与学生生活非常贴近，因此上课过程中教师总会采用许多实验来吸引学生的参与。

可是课堂实验做下来，学生被调动起来，不停地随着教师的指令动手操作，但学生并不清楚为什么要进行这些操作活动，他们犹如“雾里看花、水中望月”一般，仅仅知道了“大气压”的存在，而并不能明明白白真真切切地解决更多实际的问题。

实际上，归纳“大气压强”中众多实验与现象，可以发现它们都是紧紧围绕这样的主线而展开的——通过各种途径、办法使物体内部的气压与外界大气压不同。

如通过抽气、吸气使物体内部空气减少，密度减小，使气压降低(抽水机、吸管吸饮料等的原理)；通过加快空气流动速度，使压强降低(如分不开的纸、掉不下的球等)，通过使物体内部空气加热升温，密度变小，最终使气压降低等等。

课堂实验探究中，引导学生分析具体的实验过程，得出个性、共性间的区别与联系，即使以后遇到陌生的问题，学生也能触类旁通、迎刃而解。

在课堂实验探究教学中，引导学生主动有效地参与物理实验，将有助于培养学生终生探索的乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力，有助于学生尽快地步入自主学习的轨道。

物理概念教学的基本方法从课程标准的理念上来看，就是我们课程标准的理念是，其中有从生活走向物理，从物理走向社会，那么我们从生活走向物理，就是一个物理概念的形成，或者说一个知识的情况，之前他应该有一个生活的来源，也就是我们对于初中的学生来讲，他已经有了十几年的生活经历，也有这么多的人生阅历，那么他还是感受到很多他生活当中与物理相关的这些生活体验，那么事实上，这些生活体验，就是我们作为新的物理概念教学的一个新起点，应该也可以说，是学生一个新的知识的生长点，应该是这样。