科学探究—打开神奇世界的钥匙

翻开八年级沪科版教科书的第一页，我们就走进了一个神奇的世界，展现在我们面前的是满天星斗与哈雷慧星交相辉映、肆虐美国的龙卷风、神奇的拉链、惊险地冲浪、激动人心的撑杆跳高等图片。面对这些神奇的现象，我们不禁要问：浩翰太空，群星闪烁，它们从哪里来，又将到哪里去？变幻莫测的龙卷风，为何能肆虐大地？小小的撑杆，为何能帮助运动员跨越高高的横杆？要回答这些问题就必须要学习物理学的相关知识。

那么，是不是学好了物理学知识，能够解释自然、生活中神奇的现象我们就满足了呢？这显然不是我们最终的学习目的。我们不仅要掌握物理学的相关知识，更重要的是掌握一些科学研究的方法。而科学探究是物理学重要的研究方法，也是打开神奇的物理世界的钥匙。科学探究不仅能帮助同学们更好地掌握物理学的基础知识，而且能够使同学们学到物理学中的科学研究方法，培养同学们从事生产和探究未知事物的能力。

什么是科学探究呢？所谓科学探究就是让同学们象科学家一样在探究过程中发现科学概念、科学规律，培养同学们的探究能力和科学精神。那么科学探究在物理学习中起什么作用呢？以下我将从四个方面加以阐述：

1 科学探究能帮助同学们更好地掌握物理学的基础知识

物理学的基础知识包括物理概念和物理规律。同学们在初中物理的学习中会逐步学到速度的概念、压强、密度、比热容的概念，还将会学到光的反射规律、牛顿第一定律、欧姆定律等物理规律。这些概念和规律的学习在初中物理学习中处在核心地位。同学们所学的概念和规律是科学家早已建立的，科学家们建立概念和形成规律是一个由具体到抽象，再由抽象到具体的十分复杂的认识过程．要让同学们真正接受这些概念和规律，就必须在学习过程中进行科学探究，也就是让同学们象科学家进行科学探究一样在探究过程中发现科学概念、科学规律，只有这样，同学们才能对概念和规律形成正确的认识并灵活地运用。

例如，密度是初中物理的一个重要知识内容，在密度概念形成的学习中，就用到实验探究的方法。先通过测量不同体积的同一种物质的质量，同时算出每一组对应质量与体积的比值；再通过测量相同体积的不同物质的质量，也要算出每一组对应质量与体积的比值；由此引导分析得出相同物质的质量与体积的比值是个定值，而不同物质的这个比值一般不同，从而引入密度的概念。这样不仅让同学们知道了密度是表示物质特性的物理量，而且还让同学们在不知不觉中掌握了用比值定义物理量的方法，提高了同学们的思维能力。

再如，凸透镜成像规律的学习也是通过实验探究进行的。同学们在实验探究活动中要找出蜡烛成等大、放大、缩小实象，放大虚像的物距、像距，再将每次成像的数据进行比较得出凸透镜成像规律。通过这些实验活动，让同学们近似地经历科学家进行探究的过程。这样的探究学习有助于同学们了解学科知识的发展过程，有助于同学们理解概念和规律的内涵，有助于同学们更好地掌握物理学的基础知识。 

2 科学探究使同学们学习到研究问题的重要方法

物理学的研究方法同它的知识一样，是物理学习的内容。从同学们的长远发展来看，学习方法比学习知识更重要，因为有了方法你就有了打开知识宝库的钥匙。通过探究式学习，同学们可以学到许多研究问题的重要方法，如控制变量法、理想实验法、等效替代法等。教材中探究摩擦力与哪些因素有关，探究液体压强与哪些因素有关、探究导体的电阻与哪些因素有关、探究欧姆定律都用到了一种重要方——控制变量法。

例如，在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的活动中,同学们经过教师的引导猜想出摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度、接触面之间压力的大小有关，如果在研究过程中，接触面粗糙程度、接触面之间压力同时改变，得到摩擦力的大小也改变，那么这个改变是由于接触面粗糙程度造成的呢？还是接触面之间压力改变造成的呢？这显然是不能确定的。如何才能使实验的结果说明接触面粗糙程度是否影响物体摩擦力的大小呢?这就需要实施控制变量的实验，即接触面粗糙程度以外的所有量都保持不变，只改变接触面粗糙程度，得到的结论才能说明与接触面粗糙程度的关系。经历这样的探究过程，同学们从中深刻体会到什么叫控制变量法，即当研究一个物理量与多个因素之间的关系时，往往先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化对这个物理量所产生的影响，这种方法叫控制变量法。

又如，光把世界打扮得如此美丽动人，使我们每天都能看到五彩缤纷的世界，但光是如何传播的，我们却不知道。为了“探究光的传播路径”，需要借助烟雾或乳状的溶液来显示光的传播路径，在这个探究过程中，同学们可以体会到如何“化隐形为显形”的实验方法。再如，我们生活的地球周围空间存在着磁场，可我们看不见、摸不着，为了说明这种特殊物质的存在，需要借助小磁针的转动来认识磁场的存在，这种方法是通过磁场对放入其中的磁体有力的作用的性质来认识磁场的。通过经历这样的实验，同学们学会了一种认识物质的方法，即在研究看不见、摸不着的物质时，可以借助其他的物质或借助物质的某种特性(如物体之间相互作用的结果)来研究。

3 科学的探究活动能树立同学们的社会意识

同学们，我们读书，学习的目的不仅仅是为了会做几个题，能考个好成绩，我们学习还有一个重要的目的：就是要把学到的知识去为我们的社会生产服务。物理学的知识原本来源于生产，生活实践，也应该回到社会生产、生活中为我们服务，才能使我们体会到物理学的强大生命力，也才能体现物理学自身巨大的价值。

在科学探究活动中，老师会根据教学内容和同学们的知识水平，指导同学们挖掘生活中的探究课题，开展课外探究活动，同学们应密切配合。例如：在讨论与社会发展相联系的课题时，可分别从资源和人口生态和环境、交通和居住等方面考虑，结合本地实际，选取同学们常见的事例进行探究。又如在学习了声现象之后可以组织同学们探究“如何减弱居住环境周围的噪声?”、“超声波在实际生活中应用”；在学习杠杆之后“调查杠杆在生产和生活中应用”、在学习电学之后“调查学校电能消耗情况，并提出节约用电的合理化建议”、在学习水资源之后可进行“家庭用水调查”等。根据这些课题，同学们要深入家庭、学校、社会去调查，要进行课外阅读，网上查询，收集资料，要分工合作，这样的探究学习，既能提高同学们的能力，又能增加同学们的社会责任感，从小树立起为社会服务的意识。这些课外探究的着眼点，“不在于同学们能够提出多少有实际价值的建议，而在于可通过这些内容的学习和社会活动的参与，逐步树立从社会发展的角度考虑科学技术问题的意识”。

4 科学探究学习能激发同学们的学习兴趣，使同学们快乐地学习物理

同学们现在正处于好奇、好动的年龄，我们的科学探究能够通过实验性的探究活动来激发同学们的学习兴趣，通过满足成功欲望、开阔视野，获得学习的渴望，使同学们快乐地学习物理，如在学习了光学后，老师会让同学们自制“潜望远镜”、“模拟照相机”，同学们能通过自己自制的潜望远镜在课桌下面看到课桌上面的东西；在学习声学后，老师会让同学们利用小纸盒自己动手探究，自己做一个“吉它”，同学们会亲自听到这个自制“吉它”发出的哆、唻、咪……的声音；在学了电学后还会自制磁化钢针，让线圈转起来，还会动手让硬币作跳高比赛等。这些有趣的实验探究会让你兴趣大增，更会让你沉浸在成功的喜悦中。

综上所述，科学探究在物理学习中起着非常重要的作用，当然科学探究不是万能的，科学探究是对原来物理学习方式的一个补充，并不能完全取代其它的物理学习方法，也不是每节课都要进行科学探究。它是物理学习中的一种新的形式，它强调科学概念、科学方法、科学态度三者的综合，强调同学们在探究活动中的经历、体验和感悟。实施科学探究有助于加深同学们对科学、技术和社会关系的认识，有助于发展同学们对科学技术的兴趣和爱好，有助于扩大同学们的知识面，有助于促进同学们的自主性发展，从而达到素质教育的目的。同学们，神奇的世界需要我们用科学探究方法去认识它。科学探究是我们打开神奇的世界的钥匙。希望同学们在物理课的学习活动中认真进行科学探究活动，为同学们的终身学习和发展打好基础。

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