摘要：科学探究是学生在物理课程和现实生活的情景中，发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流的活动过程，是获得知识与技能的学习方式，　科学探究不仅涉及提出问题、猜想结果、制定计划、观察、实验、制作、搜集证据、进行解释、表达与交流等活动，还涉及到对科学探究的认识。因此，了解和掌握科学探究的操作要领是非常必要的。

关键词：提出、研究、解决、评估与交流问题

一、提出问题

１、提出可探究、有价值的问题

①能发现新的物理问题：能依据知识背景、问题情境等发现物理现象之间的区别、联系、新物理现象等，具有发现问题的意识。

②能提出明确的具体的物理问题：能将发现的问题演变成一个有探究价值的科学问题，并能用口头或书面语言准确表述出来。

例如： 让足球和铅球都静止在地面上，足球轻轻一踢就能运动起来，但要使铅球运动起来却不那么容易，针对以上情景，提出一个值得探究的物理问题__________。 
 分析： 由题中情景可以看出,这是一个运动和力的问题,我们应当首先把所给的物理现象与相关的物理概念和规律对应起来，足球与铅球的不同——质量不同；踢球——力的作用；运动起来——运动状态的改变；运动状态的改变的容易程度——惯性等。应当从质量、力和运动状态的关系方面进行多角度提出问题。比如:为什么质量越轻运动状态越容易改变呢？改变物体的运动状态,质量越大所用的力越大吗?在相同力的作用下,质量越小的物体,速度变化越快吗? 
２、能大胆猜想与合理假设

①找出猜想的依据并进行大胆猜想：依据已有的知识、经验、科学事实进行大胆的猜想。

②找出推测与假设的依据并进行合理的推测与假设：依据已有的知识、经验及所探究问题的科学事实，对探究的方向和可能出现的实验结果进行合理的可探究的假设和猜想。

例如：《探究凸透镜成像的规律》一节引发的猜想

1．学生体验一：教师手持一张精美的中央电视塔图片在教室中前后走动，学生用凸透镜观察图片，思考并回答：“你观察到什么性质的像，是在什么情况下观察到的？”此环节的设计意图是：让学生在老师创设的情景中进行自主探究，亲身感触到凸透镜成放大的像还是缩小的像与物距有关，引发对凸透镜成像规律的猜想。

2．学生体验二：让学生用另一个焦距不同的凸透镜，与前一透镜竖着并排放置，同时观察图片，学生通过对比，得出所观察到的像是不同的，进而引发学生对凸透镜的成像可能与透镜焦距有关的猜想。

通过以上体验活动，学生从中感悟到凸透镜成像是有规律的，物距和焦距都会影响到所成的像，由此完成有价值的猜想。

二、研究问题

１、制定计划与设计实验

①制定计划与设计实验：通过制定计划与设计实验，将猜想和假设具体化、程序化，是科学探究的必要环节。

②选择好方法及器材：选择好科学探究的方法（包括观察、实验、资料查询、调查访问等）及所需要的器材（包括器材的种类、简易性、安全性、减小误差、方便操作等）。

③找出主要因素并控制变量：尝试在一定条件下从影响问题的各因素中找出主要因素。采用控制变量法，研究变量的具体关系。

２、认真进行实验与准确收集证据

①会收集数据：通过认真操作、仔细观察，获得准确的实验数据。

②会使用仪器和正确记录数据：会正确使用简单的实验仪器（几种必会的常规实验仪器），掌握仪器的使用要求和操作要领，会正确记录实验数据（包括能辨别仪器的测量范围、分度值，会观察读数，会绘制表格记录数据等）。

③能安全操作：具有仪器安全操作意识（如不要超过仪器的量度范围，能预先考虑实验结果的安全性等）和人身安全意识（如易燃、易碎、易破的仪器应谨慎操作，注意安全用电等）。

例如：探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？”时实验的示意图如下。 
　　 （1）本实验中产生摩擦力的方法是______。 
　　 （2）用弹簧测力计拉着木块在木板上滑动时，每次都要保持匀速运动，这是因为_______。 
　　（3）比较b、c两步，你能得出正确的结论吗？________。原因是________。 
　　 
分析 （1）本实验的目的是要探究摩擦力的大小与哪些因素有关，在经历了基本的提问和猜想后，就要进行操作性的实验设计。设计实验时，首先要考虑用什么器材用什么方法产生摩擦力，摩擦力产生的条件是接触面粗糙、有压力、有相对运动，根据题中的示意图就可知道，本实验产生摩擦力的方法就是让木块在水平的木板上滑动。 
　　（2）产生摩擦力的方法确定后，就要考虑如何显示摩擦力，如何在运动时测量摩擦力，这需要运用二力平衡的原理，如果用弹簧测力计拉着木块在水平木板上匀速运动，这时，木块所受的摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力，用弹簧测力计的读数来显示木块所受摩擦力的大小。 
　　（3）在探究的开始，就可能猜想到，摩擦力的大小可能与压力、粗糙程度和表面的材料等因素有关，为了研究摩擦力的大小与某一个因素的关系，就要控制其它的因素保持不变，这就是控制变量的方法，由示意图可以看出，（b）、(c)两步既没有控制表面的粗糙程度相同，又没有控制压力相同，这样，从（b）、(c)就不能得出摩擦力的大小与哪些因素有关，原因是没有控制变量。 

三、解决问题

①能用语言、文字、图表客观、真实、准确地描述数据或信息。

②能比较信息，为进一步分析、归纳、概括获得新的科学结论打好基础。

③会正确归纳科学规律：会寻找数据之间相互关系的特征（如相等、之和、之差、乘积、比值等数学关系），归纳总结出结论；要关注物理条件与物理现象变化之间的联系。

④会用自己的语言，客观、准确地描述和解释探究出的结论，培养自己的表述能力。

例如：《探究凸透镜成像的规律》根据所给实验器材和相关实验操作要领，组织学生讨论设计实验方案：

（1）经过展示和讨论确定实验方案后，把学生分为三大组，给各大组焦距不同的透镜，学生进行实验时，观察成缩小倒立像、放大倒立像、正立放大像时的物距和像距。数据记录在学案上的表格中。

此环节的设置主要是因为学生处于实验探究的初级阶段，对于表格的设计会有一定的差异，为了后面的教学能够顺利展开，此处直接在学案中给出实验记录表格。

（2）．进行实验与收集数据

学生实验，记录数据，教师巡视，辅导实验。

（3）．分析数据，得出结论

实验后，各组汇报实验数据，教师将实验数据统一进行多组数据的处（投影），现以四组过去学生实验数据为例，通过对表格中物距排序的处理，使学生很明显的发现放大、缩小的分界点及虚实像的分界点，此时教师再说出凸透镜的焦距是10厘米学生归纳出物在什么范围内，凸透镜成什么像，学生自然会把10厘米、20厘米作为分界点，这时实验中使用凸透镜焦距为5厘米的学生们会不认可这一结论，学生们会建议再处理另一大组的数据，结果找到的分界点是5cm和10 cm，根据数据引导学生思考，透镜不同，焦距不同，所以分界点不同，进而由学生归纳出凸透镜成像的规律。此环节的设计主要是因为学生虽然能够通过实验数据的分析找到两个分界点，但如何从数据中分析出成像的性质与焦距有关，对于学生来说是比较困难的，通过教师的引导对比不同大组的数据找到与焦距的关系，培养了学生分析归纳的能力，同时也让学生体验科学探究带给他们的成功与快乐。归纳出凸透镜成像的规律后，针对物体在一倍焦距处、物体在两倍焦距处成什么像，可以引导学生进行推理。物距大于2f成放大的像，小于2f成缩小的像，则2f处成等大的像。

此环节的设计使得学生探究出的凸透镜成像规律更加完整。

四、评估与交流问题

１、评估

①有评估探究过程（能对探究的行为和所收集信息的科学性、可靠性进行评估）和探究结果（科学性、因果关系、逻辑性思维等）的科学性意识，发展自己的批判性思维。

②关注假设与探究结果的差异程度，并会分析产生差异的原因。

③关注未解决的矛盾，发现新的问题。

④根据发现的问题，改进探究方案。

２、交流与合作

①写出有自己特色的探究报告（包括探究的问题、过程、设计和描述的有关图表、结论等）。探究报告不要用刻板统一的格式，探究要素不要求全，不要在现成的报告册中简单地填写。

②在交流中能准确表述自己的观点（特别是观点不同或新颖、超前时）。

③在合作中坚持原则（坚持实事求是、科学严谨、理论与实践统一、用科学的思维方法等）又尊重他人（认真分析思考别人的观点，勇于改进自己的不足等）。

④能及时吸收借鉴别人的观点，完善和改进自己的方案。

⑤小组分工合理、合作愉快，充分调动和发挥每一个人的积极性和聪明才智，具有很强的凝聚

评估是对探究过程的质疑和反思，通过对自己或他人实验过程中信息的科学性、过程的严密性、数据的可靠性的重新审视，养成严谨的科学态度。

例如：在探究“杠杆平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验,获得了下述数据:

于是,他们认为自己的猜想得到了验证,你认为他们的实验过程存在什么问题?

[分析]此题的求解关键是学生要明白结论的普遍性和结论的偶然性之间的关系。实验中需要获得对多组实验数据，然后对这多组实验数据进行分析论证，另外，不同物理量之间不能相加。此题主要是考查学生对利用科学的实验观对实验结果进行评估的能力实验结论得出后，让学生进行讨论与交流，分别指出实验中存在的问题，以及还可以进行怎样的改进？

总之，科学探究是一种创新活动，是推动创新思维的一种强烈和稳定的动力源泉，也是创新教育的关键环节。在实际的教育教学活动中，要充分运用科学探究的方式，采用科学探究的内容，学会发现新问题，发现新思路，形成科学的创新思维培养模式。