浅谈如何培养学生的科学探究能力

浅谈如何培养学生的科学探究能力

随着新课程改革的全面展开，一个学习新课标、研究新课程的热潮正在兴起。“用新的教学理念，指导教学实践”已成为广大教育工作者的共识。本人通过对新课程标准的研读和在教学实践中的不断探究、摸索发现：要完全运用新课程理念教学，就必须做好大量的准备工作。在物理教学中观察能力和创新能力的培养是必不可少的，尤其是在实验教学中更是不可或缺。

第一部分：如何在初中物理实验教学中培养学生的观察能力

在物理教学中观察能力的培养是必不可少的，尤其是在实验教学中更是不可或缺。在物理实验教学中如果学生不具备一定的观察能力根本连教学任务都难以顺利完成，更别说是运用新课程理念教学。

一、培养学生观察的兴趣，明确观察的重要性

要培养好学生的观察能力，首先要让学生对观察产生兴趣和明确观察的重要性。青少年学习动机中最活跃的成分是兴趣，兴趣的培养不仅能转化为学习的动力而且也能促进智能的发展以提高学习质量和形成良好的个性品质，更好地发挥学生的主导作用，让学生对之深感兴趣，把兴趣转化为求知欲。也只有产生了兴趣才能调动学生的积极性和主动性，也唯有调动了学生的积极性和主动性，学生才会积极主动地做到“提出问题——研究探讨问题——解决问题”。因此，教师在教学中必须抓住学生的“好奇心”这种心理特征，尽一切办法变好奇心为观察兴趣进而转化为求知欲望。为了学生的观察兴趣，明确观察的重要性，可以给学生讲中外科学家的故事，介绍自然界中的各种奇异现象，做有趣的科学实验等。例如在学生刚接触实验课时，可以给学生介绍：从苹果落地的启示中，牛顿发现了万有引力定律；从水壶中的水蒸气不停地冲击水壶盖的观察中，瓦特发明了蒸气机等。科学家们正是从这些最简单最微不足道的物理现象的观察中，作出了震撼世界的发明和创造的。由此大大激发学生的观察兴趣，使学生更加明确观察的重要性。

二、对学生提出观察要求

（一）要实事求是。观察力的生命在于真实，实事求是既是观察的基础又是观察的重要品质和方法，也是未来科学工作者的基本态度。在物理实验教学中，要求学生坚持实事求是地尊重客观事实，如实地记录实验中观察到的各种现象甚至是一个数据、一个标点符号。做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度，不仅是提高物理实验质量的要求，也是增强学生的科学素质培养创造型人才的需要。

（二）要认真、细致、深入。观察的认真、细致、深入是观察能力的重要品质之一，也是科学工作者的基本素养和要求。许多自然现象和实验中的物理现象，很多时候是稍纵即逝的，只有认真、细致的观察才能随时捕捉住其本质，只有深入观察才能发现细微的变化和隐蔽的特征。

（三）要眼脑并用。在实验观察中要提倡眼脑并用，即把观察和思维紧密结合起来。观察是一种理性知识参与下的知觉，而且能够根据观察到的现象发现新的问题促进进一步的观察和对观察材料的思维加工，辨别本质现象和非本质现象，去伪存真，得出正确的观察结果。例如凸透镜成像的实验中，同样是用凸透镜来成像，为何物距的变化会使到凸透镜所成的像有正立、倒立，有放大、缩小，而且还有虚像、实像之分呢？这些问题的回答都是不能单凭观察就能顺利解决的，它更需要观察者联系观察到的现象动脑思考和列表归纳才能准确回答。所以在观察之前就必须对学生提出：1、找出凸透镜的焦距。2、把物体放在焦距以内(即物距在焦距以内)，观察凸透镜所成的像有什么特点？3、把物体放在2倍焦距和焦距之间，观察所成的像有什么特点？4、把物体放在2 倍焦距以外，观察所成的像有什么特点？5、分组讨论观察到的现象并归纳出凸透镜成像的特点(提示：可用列表法、分类法等)并举例说明。

三、指导学生制订周密的观察计划、引导学生明确观察目标

要培养良好的观察能力，单单产生兴趣和明确其重要性是远远不够的。教师在教学中还必须指导学生制订周密的观察计划和引导学生明确观察的目标。不然，学生虽然对观察很有兴趣和明确观察的重要性并能积极主动地去观察，但是对为何要观察？观察的目的是什么？观察的重点是什么……心中无底。是很难达到教学目标的，更别说是培养良好的观察能力了。

(一)指导学生制订周密的观察计划。

在物理实验中要从物理现象中获得关于物质的组成、结构、性质及其变化等方面的感性认识，必须有周密的观察计划，没有周密的观察计划，就没有科学的观察顺序，容易造成顾此失彼，观察不够全面，不得要领。因此，要指引学生制订周密的观察计划，确定好观察对象、拟订出常规观察项目和特殊观察项目，明确观察要点。

（二）引导学生明确观察目标

每一物理实验都有其明确的实验目标，明确的实验目标要求实验者必须有明确的观察目标和观察重点。学生在开始实验时往往只凭一般的兴趣和爱好，在观察时注意力往往不够集中，观察目标不明确，分不清重点。带有很大的盲目性和片面性，有的以局部代替整体，有的错过一些稍纵即逝的重要现象。对多种并存的现象不能抓住本质现象等。因此，在实验教学中，教师要善于引导学生明确观察目标。对一些关键性的重要的，以及不易观察的对象和项目进行重点观察。四、教给学生科学的以观察方法

在物理实验教学中，除了培养学生观察兴趣，帮助学生制订观察计划以及明确观察目标外，教师还必须教给学生进行观

察的具体方法。

1、比较观察法。比较就是在观察中区分客体，确定客体的异同，从而促进思维活动。由于事物与事物之间，现象与现象之间总是既有联系又有差别的，因此总有可比之处。教师在教学过程中，要注意将物理现象分析比较，要善于在相同事物和现象中通过比较找出它们之间的不同点；在不同事物和现象中通过比较找出它们之间的相同点。如观察用电流表测电流，用电压表测电压的实验中，可以比较两表的构造、最小刻度及实验操作的民同点。

2、顺序观察法。即先观察什么，后观察什么，要按顺序观察。无论从上到下，从外到内，从前到后，从左到右……都应按照一定的顺序进行观察。如测定小灯泡额定功率实验的观察顺序为：（1）先观察小灯泡的额定电压再确定电源电压，电源电压应略高于小灯泡的额定电压。（2）观察电流表、电压表的指针是否正常，指出它们的零刻线、最大量程和最小刻度值（分度值）。（3）观察滑动变阻器的最大电流和最大阻值。（4）按要求连接电路前要观察开关是否断开，滑动变阻器是否在阻值最大处。（5）电压表是否与小灯泡并联，所选量程是否合适。（6）电流表是否串联在电路中，所选量程是否合适。（7）实验开始时，闭合开关，调节滑动量程，重点观察电压表示数和观察电流表示数。

3、分步观察法。对于一些复杂的物理现象，应按照所制定的观察计划引导学生按照一定的步骤一步一步地仔细观察。如研究阿基米德定律实验时，就可以按以下步骤进行：（1）在弹簧下面挂上金属筒，筒下面吊上金属块，指出弹簧伸长后指针的位置，调整金属部分浸入水中，再逐步增加浸入体积。（2）观察弹簧长度的变化和水溢出水的多少有何关系。（3）将金属块全部浸没在水中，让溢出杯中的水流入小杯中。（4）将小杯里的水慢慢倒入小金属筒里，观察指针所指的位置。

4、整体观察法。其观察程序为先由整体到部分，再由部分到整体，即先对整体有一个初步的、一般的、粗略的认识后再分出对象的各部分，对这部分细致地观察，从而对整体对象有一个正确的认识。整体观察法强调学生综合运用眼、耳、手、鼻、舌等各种感觉器官进行观察，不遗漏重要的“细节”；在观察对象的各个部分时注意跟对象整体联系，在整体观点指导下观察各个部分时重点观察主要部分，但又不放弃对次要部分的观察。

5、重点观察法。即抓住事物本质的核心的关键部分或现象进行观察。依椐观察的目的区别哪些是该观察的，哪些是不必观察的。在观察物理现象和图表模型时，引导学生观察能反映事物本质的现象或部分，不受无关现象或部分的干扰。如托里拆利实验，在大气压的作用下使竖直管中水银柱高出槽中水银面，管内管外水银面有一定的高度差。则部分学生可能认为大气压强的大小与水银柱的长度有关。此时，应该进一步观察当玻璃管倾斜一定角度后管中的水银多了一些，水银柱的长度增加了，但水银柱的竖直高度仍然不变。这表明与玻璃管的直立或倾斜无关。还有些同学可能认为大气压的大小与玻璃管的粗细有关，那就可以换用两支内径不同的装满水银的玻璃管重复上述实验，即会观察到管内外水银面的高度差都是一样的。这表明与管的内径大小无关。可见这个现象的本质是水银柱的竖直高度与大气压有关。此实验表明：作用在管外水银面上的大气压强支持着管内这段水银柱产生的压强等于大气压强。

6、归纳观察法。归纳法是在获得许多个别事物的知识的基础上，概括出事物的一般原理的方法，是从个别到一般的推理形式和思维方法。即从一个个的现象观察中先得出一个个结论后归纳出一般的规律。是一种由特殊到一般的认识过程。总之，要培养学生的良好观察能力，就必须培养学生的观察兴趣，对学生提出观察要求并指导制订周密的观察计划，引导学生明确观察目标和教给学生科学的观察方法。只有这样，我们才能更好地利用新课程理念去指导学生自主学习、积极探索并且通过师生合作、生生合作等途径达到解决问题掌握知识的目的。

第二部分：如何在初中物理实验教学中培养学生的创新能力

创新教育是指以创新人格的培养为核心，以创新思维的激发为实施手段，以培养学生的创新意识，创新精神和基本创新能力，促进学生和谐发展为主要特征的素质教育。如何培养出创新人才是当今教学研究的重要课题，本人就如何在物理实验教学中培养学生的创新能力谈谈个人的看法。

一、培养学“观察”能力——打好创新基础

观察是有目的、有计划的一种思维着的知觉，是知觉的最高级形式。演示实验教学是培养学生观察能力的最重要途径。教师做演示实验时，除交代实验器材、实验目的外，更重要的是提出观察的重点。教师对每一项演示实验都应制定相应的程序和方法，特别是依据学生的基础，预见到学生原有知识、经验的缺陷，精心策划富有启发性的引导措施，变简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程，以培养学生的观察能力（第一部分已提过），打好创新的基础。

二、增加分组实验——增强创新体验

传统的演示实验的教学是老师做，学生看。但有不少的演示实验，由于条件的限制，学生(特别是后面的学生)是很难看得清的。即使看得到，但出于缺少“参与”意识，往往调动不起积极性，发挥不了自身的主体作用，学生的独立操作能力及创新力就难以得到充分培养。演示实验改为分组实验，就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性知识，从而自己总结得出结论的过程。这样做不仅可以在课堂上增加学生动手动脑的机会，加强实验基本功的训练，而且还可以通过实验探求知识，获取知识。对学生来说，按照思维发展获取新知识的过程，本身就是创新的过程。变演示实验为分组实验，增加的就是学生的创新体验。这种效果是单纯的演示实验所不能达到的。

三、加大探究性实验力度——激活创新思维