新课标下学生科学探究能力的培养

摘 要：在新课程理念中，科学探究已作为物理课程的目标和任务，培养学生的科学探究能力不是一朝一夕的事，从“探究加速度和力、质量的关系”这个实验的探究过程来说明如何培养学生的探究能力。

关键词：新课标；探究能力；能力培养

目前，我国正在进行一场划时代的教学改革。在新课改背景下，中学物理的教育目标更加倾向于提高学生的科学素养。高中物理新课程标准中已明确要求培养学生的科学探究能力。那么如何培养学生的科学探究能力是摆在我们面前的新课题。下面我以“探究加速和力、质量的关系”这个实验为例，就如何通过实验探究提高学生探究能力谈谈我的一些看法。

一、提出问题

能够提出可以探究的问题，并能从物理学的角度表述这些问题，认识发现问题和提出问题的意义，是实验探究的基本能力之一。提出的探究问题要有可操作性，并且难度要合适，让学生能根据自己已有的经验和能力，通过科学探究，能获得问题的结果。

在学习了牛顿第一定律后，我们知道力是改变物体运动状态的原因，而物体运动状态改变的难易程度又与自身的质量有关，我们还知道加速度是描述物体运动状态变化的基本物理量。那么，物体运动的加速度与物体所受的力，以及自身的质量一定存在着某种联系。于是，探究加速度与力、质量的关系也就顺理成章。

二、猜想与假设

教师要鼓励学生大胆地对所要探究的问题提出猜想，对问题的猜想要有一定的依据，这个依据就是自己以往的观察和经验以及已经掌握的科学知识。并推测实验结果，提出假设结论。

根据日常生活经验，物体质量一定时，受力越大，它获得的加速度就越大；物体受力一定时，质量越小，加速度也越大。我们可以先从最简单的方面猜想：当物体质量一定时，物体加速度与它所受的力成正比；当物体所受的力一定时，物体的加速度与质量成反比，或者更复杂点，加速度与质量的二次方、三次方成反比。

三、制订计划与设计实验

为了验证我们的假设，需要制订相应的计划，设计实验。设计实验时，要明确哪些是自变量，哪些是因变量，需要控制哪些变量以确保实验的可靠性；要明确观察、测量和记录的方法，以及需要的器材等。在设计中还要掌握相关的技能、方法和策略。

在这个实验中，物体获得的加速度随物体质量和所受力的变化而变化，我们要分别控制物体质量和所受的力不变，探究加速度和力以及质量之间的关系，这就是控制变量法。在设计这个实验时还需要思考两个问题：（1）怎样测量物体的加速度？（2）怎样提供并测量物体所受的恒力？这些问题可以让学生分组探究，小组和小组之间相互交流。

四、进行实验与搜集证据

实验时首先要正确安装和使用实验仪器，然后按照事先制订好的计划与步骤认真操作、观察实验现象并如实记录实验数据。记录数据时，事先要根据实验的目的与特点设计合理的表格，把数据分别记录在对应的表格中。这个实验采用的是控制变量法分别探究加速度与力、加速度与质量的关系，那么我们可以设计两个表格分别记录数据，记录时要注意因变量和自变量一一对应，这样才能更好地反映出它们的关系。

五、分析与论证

实验结束后，我们得到了多组测量数据，那么我们如何根据测量数据得出正确的结论，这就需要对数据进行分析处理。这个实验，我们最初的猜想和假设是：当物体质量一定时，物体加速度与它受的力成正比；当物体受力一定时，物体加速度与质量成反比。那么我们采用什么方法能够更容易地找到变量之间的关系。当很多数据以合适的图象表达出来时，也就很容易判断出数据是否符合事先的假设。用作图法处理数据的优点就是直观、简便。 六、评估

得出结论后，我们要对整个探究过程进行评估。在猜测和假设过程中是否做到了科学和尊重事实；在设计实验时是否遗漏了某些因素的影响；在记录数据时是否如实记录；在作图时个别异常数据的处理是否合理等。最后还要分析假设与最终结果之间的差异，探究活动中有没有未解决的矛盾，有没有发现新的问题，有没有更好的实验方案等。

七、交流与合作

教师要引导学生写出探究报告，在报告中能准确地表达自己的观点。在整个探究活动中，培养学生的合作意识，在合作中既坚持原则又尊重他人。

总之，学生的探究能力是综合能力，探究能力的培养不是一朝一夕的事情，实验探究是培养学生探究能力的一种重要途径，只有在不断的探究中，才能不断地提高自己的探究能力。

参考文献：

［1］普通高中物理课程标准.人民教育出版社.

［2］张熊飞.诱思探究学科教学论.

（作者单位 河南省汝阳县第一高级中学）