物理教育研究論文篇二

　　《如何在高中物理教學(xué)中實(shí)施科學(xué)探究教育》

　　摘要：科學(xué)探究能力是新課改背景下高中物理教學(xué)對(duì)學(xué)生提出的新要求，主要包括提出問(wèn)題、猜想和例證、實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、評(píng)估、交流合作等七個(gè)要素。本文以牛頓萬(wàn)有引力的教學(xué)為例，探索了高中物理教學(xué)中科學(xué)探究能力的培養(yǎng)策略。結(jié)果顯示對(duì)于學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)需要以學(xué)生為主體，注重培養(yǎng)其大膽猜想假設(shè)的能力以及評(píng)估實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)其科學(xué)精神、意識(shí)和價(jià)值觀，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和創(chuàng)新科學(xué)探究能力的養(yǎng)成。

　　關(guān)鍵詞：高中物理;科學(xué)探究;猜想;評(píng)估實(shí)驗(yàn)

　　在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出，科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是學(xué)生的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)，也是高中物理教學(xué)過(guò)程中需要貫徹的方針，應(yīng)該大力開(kāi)展能夠發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性和積極性的科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是新時(shí)代學(xué)生發(fā)展的需要，也是一種具有長(zhǎng)遠(yuǎn)目光的教學(xué)方式，尤其對(duì)于科研性極強(qiáng)的高中物理來(lái)說(shuō)更是極為必要的。一般來(lái)說(shuō)在，科學(xué)探究中所包含的要素主要有：提出問(wèn)題、猜想和例證、實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、評(píng)估、交流合作等。本文以萬(wàn)有引力定律為例，對(duì)高中物理教學(xué)中如何實(shí)施科學(xué)探究教育進(jìn)行了探索。

　　一、萬(wàn)有引力定律

　　萬(wàn)有引力定律是偉大的科學(xué)家牛頓在1687年發(fā)表在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上的，其基本理論為自然界中所有的物體都具有引力，引力的大小和物體的質(zhì)量乘積成正比，和兩者之間的距離的平方成反比，和物體的物理化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。公式如下：F=G。式中：G=6.67×10-11N・m2/Kg2。萬(wàn)有引力定律是17世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，是牛頓根據(jù)地球和太陽(yáng)的引力猜想出來(lái)的一種關(guān)于地球?qū)χ車(chē)矬w之間引力的定律，將開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)和伽利略的落體與拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律聯(lián)系起來(lái)，是人類科學(xué)的一次巨大進(jìn)步。在關(guān)于萬(wàn)有引力定律的科學(xué)探究教育課中，教師應(yīng)該著重帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)牛頓的思想，注重“猜想與假設(shè)”、“分析與論證”、“評(píng)估交流與合作”等科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。

　　二、高中物理教學(xué)探究能力培養(yǎng)策略

　　猜想是科學(xué)探究的基礎(chǔ)，在進(jìn)行學(xué)習(xí)之初，學(xué)生就應(yīng)該通過(guò)認(rèn)真的思考來(lái)分析問(wèn)題，給出合理的猜想，然后通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)猜想進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證，最終得到一個(gè)結(jié)論。在高中物理教學(xué)中，學(xué)生猜想能力和評(píng)估交流能力是科學(xué)探究教育的關(guān)鍵因素。

　　1.培養(yǎng)學(xué)生猜想能力。猜想假設(shè)是進(jìn)行科學(xué)研究的第一步，適當(dāng)?shù)牟孪脒€可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。萬(wàn)有引力定律本來(lái)就是牛頓通過(guò)猜想，然后驗(yàn)證得來(lái)的。通過(guò)猜想地球和太陽(yáng)之間的吸引力與地球和周?chē)矬w之間的吸引力是否遵從相同的規(guī)律，猜想的依據(jù)是行星因?yàn)楹吞?yáng)之間的引力而難以飛離太陽(yáng)，而進(jìn)一步猜想物體難以離開(kāi)地球是否也是因?yàn)榇嬖谝?，然后再猜想這個(gè)力在距離很遠(yuǎn)的地方也不見(jiàn)衰減，所以這個(gè)力必然延伸到很遠(yuǎn)的地方。而在有限的教學(xué)時(shí)間里，牛頓驗(yàn)證的相關(guān)歷史資料可以放在課外閱讀，課上只需要引導(dǎo)學(xué)生如果萬(wàn)有引力定律的猜想是正確的，那么月球在軌道上運(yùn)動(dòng)的向心加速度和地面重力加速度的比值，應(yīng)該和地球半徑以及月球軌道半徑有關(guān)，且應(yīng)該是半徑平方的比值，即1/3600。隨即可以讓學(xué)生利用已有的圓周知識(shí)來(lái)驗(yàn)證猜想，然后繼續(xù)猜想是不是任意兩個(gè)物體之間都存在這樣的力?這樣經(jīng)過(guò)一系列的猜想，一個(gè)萬(wàn)有引力定律雛形就顯現(xiàn)而出了。這些猜想也是建立在適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法上的，首先應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的已有知識(shí)，讓其自主聯(lián)想。其次要善于引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出猜想，不要不敢說(shuō)，就算錯(cuò)了也要說(shuō)，讓學(xué)生明白猜想只是一種科學(xué)探究能力，并無(wú)對(duì)錯(cuò)之分。教師要善于鼓勵(lì)學(xué)生的猜想，提高學(xué)生的自信心。最后就是要營(yíng)造一個(gè)民主的課堂，讓學(xué)生沒(méi)有壓力，暢所欲言，教師善于引導(dǎo)學(xué)生不同的思想進(jìn)行碰撞，循序漸進(jìn)地掌握科學(xué)探究能力。推理、假設(shè)、猜想、檢驗(yàn)就是最基礎(chǔ)的科學(xué)探究能力，既說(shuō)明了科學(xué)猜想需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，也說(shuō)明了創(chuàng)造性的假設(shè)加上一定的數(shù)學(xué)邏輯思想也是科學(xué)探究的方法之一。

　　2.評(píng)估交流。猜想是否正確，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是一個(gè)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想是一種應(yīng)用非常廣泛的科研方法，但是實(shí)驗(yàn)畢竟實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)方案還是實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是人為，和理想的理論模型還存在很大的差距，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論難免存在一定的偏差，所以在科學(xué)探究能力的培養(yǎng)中，需要合理看待評(píng)估的數(shù)據(jù)偏差，注意鑒別實(shí)驗(yàn)的合理性，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果去偽存真，盡可能得到合理的結(jié)果。(1)建立理想模型。牛頓萬(wàn)有引力定律的研究并不是從開(kāi)始的時(shí)候就按照自然界的真實(shí)情況來(lái)的，而是從物理現(xiàn)象衍生出來(lái)的反映事物本質(zhì)的理想模型，從而便于進(jìn)行計(jì)算研究，探索物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨后通過(guò)將理想模型和實(shí)際事物進(jìn)行比較，進(jìn)行修正就可以得到基本符合真實(shí)世界的物理模型。萬(wàn)有引力定律一開(kāi)始研究的是客觀物體，后來(lái)演變成質(zhì)點(diǎn)，最后又變成客觀物體，這樣的修正過(guò)程正是科學(xué)探究能力培養(yǎng)模式。(2)善于評(píng)估實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證猜想的途徑，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行猜想的驗(yàn)證，盡可能保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境和計(jì)劃的合理性，得出較為合理的結(jié)果。然而評(píng)估實(shí)驗(yàn)的結(jié)論和學(xué)習(xí)的知識(shí)理論肯定存在一定的差異，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，首先查找實(shí)驗(yàn)中是否有不合理的地方，是否過(guò)于單一、片面，然后要學(xué)會(huì)找出出現(xiàn)差異的原因，評(píng)估這種差異對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，通過(guò)評(píng)估對(duì)知識(shí)理論具有更深的印象，要多多評(píng)估，切記以偏概全，提高科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性。

　　三、結(jié)論

　　科學(xué)探究能力是新形勢(shì)下對(duì)于學(xué)生培養(yǎng)的新要求，在高中物理教學(xué)中要注重學(xué)生對(duì)于物理現(xiàn)象敢于猜想的能力，引導(dǎo)他們一層一層猜想事物的本質(zhì)，隨后通過(guò)理想模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異來(lái)評(píng)估交流，找到科學(xué)探究的本質(zhì)。當(dāng)然對(duì)于科學(xué)探究的能力培養(yǎng)，教師要以學(xué)生為主體，假設(shè)、猜想、驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)、評(píng)估的過(guò)程也不能變，物理學(xué)習(xí)的科學(xué)意識(shí)、精神和價(jià)值觀的培養(yǎng)需要大膽的洞察力和猜想，就像牛頓一樣，在進(jìn)行萬(wàn)有引力定律的研究中歷經(jīng)很多挫折，但是都頑強(qiáng)進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐，這樣一種情感價(jià)值觀也是科學(xué)探究能力培養(yǎng)的一個(gè)重要方面。真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)造力和科研精神的培養(yǎng)，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的科研價(jià)值觀，激勵(lì)自我，不斷進(jìn)步。

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