科学探究也宜“顺其自然”

江苏盐城盐城市文峰中学 孙秀梁

在新一轮课程改革中，一种新的教学方式，同时也是学习方式──“科学探究”被赋予了非同寻常的重要意义。《物理课程标准》（实验稿）明确指出：物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力和创新意识。

在这一理念的指引下，我们的课堂正在发生着质的变化，对科学探究的认识与理解正在我们的课堂中逐步得到体现，这种变化正昭示了科学探究的生命力。然而，在不少课堂中，由于教师急于培养学生科学探究的能力，因此不管什么教学内容都往探究的模式上套，过于强调学生的自主性、探究过程的完整性和探究要素的齐备性，使得原本应该充满活力的探究式教学变得有些生硬，这一点应该引起我们的思考。科学探究也应从教材和学生的实际出发，顺其自然地展开，这是课堂探究活动取得实效的有力保证。下面本文着重从科学探究的三个主要环节谈一谈自己的一点体会。

一、探究内容的选择要顺“价值”之然

虽然探究式教学是我们提倡的主要教学方式，面对众多的物理概念、规律，是否每一个内容都要学生进行探究？这显然是不必要的。那么，哪些内容该让学生探究、适合学生探究？主要根据“什么样的内容更值得重新发现、探究”，其中重要一条是考察内容中的含金量──具有方法和方法论意义的大小。只有那些具有重要方法和方法论意义的内容才值得去重新发现、探究。一般而言，任何一种客观事物及规律，都具有方法的意义，但意义的大小不同。事物性内容与原理性内容相比较，后者的方法价值更大，如牛顿第一定律、用累积法测铜丝直径、研究平面镜成像、研究密度是物质的一种属性、影响液体蒸发快慢的因素、研究决定导体电阻大小的因素等等，都具有较高的方法和方法论上的意义，值得让学生去探究。其次是对一些主干性、基础性的内容，如串、并联电路的电流、电压规律、液体内部的压强、欧姆定律等也值得考虑。再有是一些能有效地激发学生对自然科学好奇心的问题，如光的传播、声音的发生、浮力、电磁感应现象等，也应加以考虑。

二、探究要素的选择要顺“问题”之然

科学探究的基本过程是：①提出问题；②作出假设；③制定计划；④使用工具和搜集证据；⑤处理数据和解释问题；⑥表达与交流等。一堂课仅40分钟，要涉及所有探究要素是很难的，特别是在开始实施阶段，让学生自主完成完整的六个探究要素更是不现实的。如何确定课堂探究活动要素的组合，主要应根据探究的是什么问题、在这一问题中各要素体现的价值（必要性）、难易程度以及时间来决定。学生对科学探究的学习也要有一个过程，应遵循循序渐进的原则，先着重培养学生的一种探究意识，让学生学会观察，能发现问题、提出问题，进行大胆猜想，尝试解决问题（提出解决问题的设想），在教师的帮助、引导、示范下感受科学探究的过程。然后逐渐向更规范、更完整的科学探究层次发展，所探究的问题也宜由浅入深，由简单到复杂。

比如，在“光的折射”教学中，老师通过演示实验，引导学生总结出：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线两侧。老师问：“光发生反射时反射角等于入射角，光发生折射时，折射角与入射还相等吗？如果不相等，那么哪个角更大？请各小组做出猜测，并用实验验证。”各小组选择器材，进行实验探究，老师汇总各小组的实验结果，引导学生归纳结论，各小组根据正确的结论修正自己的假设。在这堂课中，总结和提问需在老师的指导下完成，学生所经历的科学探究过程主要是③④⑤⑥。

三、 猜想与假设应顺“学生”之然

一次公开课中观摩到的一段教学实录：

师：液体蒸发的快慢与哪些因素有关？

生甲：可能与液体表面空气流动的快慢有关。

生乙：可能还与空气的湿度有关。

生丙：还可能与液体的温度有关。

师：还与其它因素有关吗？

（学生一时之间都想不到。）

师：同学想不到是吧。那我们来看两段录像。（启发）

多媒体演示：1．理发师用电吹风帮一个顾客吹头发；2．一个人用拖把将地上的积水拖开。

在多媒体的帮助及教师的引导下，学生终于说出：还可能与液体的表面积有关。

师：同学们的猜想都很好。因为时间关系，我们今天选其中的几个因素来研究。

……

以上的探究过程可以说在很多探究课中都可以见到。实事求是地讲，课备得很充分，教师能够预见到学生在猜想环节中可能出现的问题，并且预设了“破解之法”，这样的课确实有其示范意义，值得学习。

但疑问还是有的。当学生猜想的因素不全时，我们一定要去“启发”学生想到所有正确的因素，然后才可以实施探究吗？科学家在真实的探究过程中，怎么可能将所有的正确因素一下子都想到，然后再用实验去研究呢？真正影响事物的因素一般是在不同的阶段被发现的。虽说学生的探究并不是真正的探究，只不过是一个“模仿”的过程，但就算是模仿，也应该顺“学生”之然，从学生的真实想法出发，在一个相对自然的环境中去完成！

四、教师指导应顺“需要”之然

我们是否应该完全放手让学生“自主探究”，在自由的天空下任意飞翔，最后完成学习任务呢？这种想法未免太理想化了。物理学上的许多发现，大多是科学家经过长时间的观察、思考和实验，有的甚至几十年的艰苦努力才得以解决，期望我们的学生在短短的45分钟（当然有些探究可以课内外结合）、在完全自由的状态下解决问题，这显然是不现实的。因此，我们提倡开展自主探究，不是不需要教师，事实上学生更需教师的引导和帮助。对于探究中的难点，教师可以根据学生实际重新组织学习材料，将“大问题”分解成若干个“小问题”，引导学生将探究逐渐深入，学生在探究过程中常常会遇到似乎难以逾越的障碍，教师需要为学生搭建“脚手架”──进行适当的点拔，知识铺垫，提供相关资料等，让学生利用“脚手架”翻越“障碍”，继续进行探究。

比如，在《通电螺线管的磁场》教学中，教师将“研究通电螺线管的磁场”的大问题分解成若干个“小问题”，引导学生将探究逐渐深入。教师先让学生自制通电螺线管，探究其磁性的有无，根据各小组螺线管所吸的大头针不同，教师问：如何使通电螺线管所吸的大头针更多些？引导学生们进一步去探究影响通电螺线管磁性强弱的因素，学生们发现用滑动变阻器增大电流可以增强其磁性；增加电的节数也可以增加磁性；甲同学发现长导线绕出的螺线管磁性更强；乙同学发现用长度相同的导线绕制的螺线管，细的螺线管磁性更强等，老师引导学生分析，发现影响通电螺线管磁性强弱不是连入的长度，而是绕制的匝数，在实验探究过程中，学生还发现：（1）吸在通电螺线管的同一端的大头针下端总是分开的，说明大头针下端的极性是相同的；（2）用通电螺线管吸大头针时总是两头吸得多，中间吸不起来，根据学生们的发现，教师适时引导，又引出新的探究问题；通电螺线管有无磁极？若有磁极，磁极由什么决定？学生又开始更进一步的探究……

综上所述，笔者认为：一堂真正的科学探究课，应该努力去追求其中的真实性和自然性。顺“教学规律”之然，才可能将新课程的理念落到实处，收到实效，从而焕发其强大的生命力。