物理的探究源于生活, 又用其研究的成果来指导生活。物理问题的探究经历了从发现问题, 提出问题, 猜想、设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证来验证猜想的正确性, 交流、总结、评估实验结论, 应用结论解决问题的过程。科学探究的过程符合人类解决问题的思维过程, 所以科学探究不仅是教学的一种重要方式, 也是人们进行科学研究的一种重要方法。在教学中实施科学探究, 使学生通过经历与科学工作者探究时的相似过程, 不仅培养了学生的动手和实际解决实际问题的能力, 而且有助于学生掌握科学研究的方法, 并加强了学生的创新思维能力和创造能力等。
由于中学生对未知事物充满强烈好奇心和求知欲, 都想急切知道问题背后的答案。在物理教学中, 教师应该抓住学生的这一心理特点, 创设多种教学情境, 创设情境要新颖, 要有强烈的对比度, 容易观察, 容易参与, 有强烈的吸引力。这样, 学生的注意力就越容易被吸引, 感觉就会越敏锐、越强烈, 越容易诱发他们的好奇心, 从而产生探究的强烈愿望。例如:在讲授大气压强时, 教师用事先装满热水的广口瓶和剥了皮的熟鸡蛋做魔术。教师迅速倒掉瓶中的热水, 立即用鸡蛋堵住瓶口, 然后鸡蛋就慢慢地进入了瓶中;教师又用另一个没装热水的广口瓶和鸡蛋重复刚才的魔术, 但是鸡蛋却没变化, 不能进入瓶中。对比两次实验, 学生提出了各种各样的猜测和问题, 从而产生了探究问题, 解决问题的强烈愿望, 这样能大大地激发学生的学习兴趣。
科学探究作为物理教学的一种重要方式, 它对培养学生的创新精神具有举足轻重的作用。创新通常始于问题, 只有提出需要解决的问题, 才能思考, 创新才有主动性。科学探究也是从提出问题开始, 所以, 在教学中创始开放的教学情境, 鼓励学生独立思考, 敢于质疑, 善于提出问题, 这样能进一步激发学生的创新热情, 培养学生的创新精神。在科学探究中, 对提出的问题进行猜想与假设, 更多依赖于学生的直觉思维, 直觉思维是创新思维活跃的一种表现。所以在教学中鼓励学生对提出的问题进行大胆的猜想与假设, 无疑有利于培养学生的创新思维能力。在教学中即使对于学生所提的明显不合理的猜想, 也不要简单地否定, 在肯定学生积极性的同时要指出其正确合理的成分, 以保护学生的创新激情。在科学探究中, 对所提问题的猜想与假设是否正确需要靠实验来进行检验。物理教学中, 有的问题需要通过教师引导学生自己设计实验来进行探究, 让学生自己设计并动手进行实验, 无疑能培养学生的创新意识。如测定物质的密度时, 给学生足够的实验器材, 让学生测定橡胶泥的密度。学生便会想出多种测量的方法:用天平测一块橡胶泥的质量或用测力计间接的测它的质量, 用量筒测体积或用直尺测体积, 利
用密度计算公式:计算出橡胶泥的密度;用浮力的知识则只需要一个量筒就能测量, 利用漂浮的条件:只要把橡胶泥做成空心体, 让它能漂浮在水面上测出质量, 然后, 再把它做成实心的放入量筒测出体积就可以了。通过这一开放性实验, 促使学生积极思考和探索解决问题的方法和途径, 培养学生提出问题, 分析问题, 解决问题的创新思维和创新意识。
科学探究的过程是一个严格科学过程, 要想获得一个正确的探究结果, 必须尊重客观事实, 避免主观臆断, 这对培养学生实事求是的科学态度十分有益。如光的折射实验:将一支筷子斜插在一只装着半杯水的透明塑料杯中, 让学生进行观察:筷子发生了什么变化?学生异口同声地回答:变弯了。学生表达的“变弯”究竟指的是什么?不同学生所说的“变弯”, 描绘的是同一个现象吗?是指上下两段成某个角度, 还是上下两段向左右错开, 还是两者兼有呢?其实若将斜插着筷子的杯子慢慢地转动进行观察, 并改变头部的位置, 从不同的高度和角度去观察杯子。有时, 筷子上下两段是左右错开的, 并且上下两段左右位置会发生颠倒;有时, 筷子的上下两段折成了某个角度;有时, 这两种现象会同时存在;有时, 筷子看上去仍然是笔直的, 根本就没有发生什么变化。既然插在杯中的筷子会出现那么多的现象, 那么, 面对教师的问题, 学生们为什么几乎众口一词地回答“变弯”呢?我们有理由相信, 在回答筷子“变弯”的学生中, 有的就根本没看到筷子“变弯”。为什么他们不相信自己的眼睛而去从众呢?要知道, 学生所发出的这种“同一个声音”是十分有害的, 因为它与教育所追求的科学精神和科学态度的目标相悖。因此, 在物理教学中培养学生的科学探究能力时要尊重客观事实, 避免主观臆断。
总之科学探究作为一种教学方式, 通过探究可以发展学生的团队精神与合作意识, 锤炼学生的意志, 形成实事求是的科学态度。所以物理教学应注重学生科学探究能力的培养, 从而提高全体学生的科学素质。
摘要：在《物理课程标准》中提出了一种让中学生必须掌握的最为基本的科学思维程序:提出问题─猜想与假设─制定计划与设计实验─进行实验与收集证据─分析与论证─评价─交流协作, 这种科学思维程序就是科学探究。科学探究既是学生的学习目标, 又是重要的教学方式之一。作为教师, 在物理教学中要培养学生的科学探究能力, 促进物理教学长远发展。
关键词：物理教学,科学探究,创新思维,创造能力