高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐

1、寧波市教育科學(xué)規(guī)劃課題優(yōu)秀成果評(píng)審材料高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐課題研究報(bào)告 寧波市鄞州區(qū)姜山中學(xué)課題負(fù)責(zé)人：周紀(jì)良課題組成員：姓 名性別學(xué) 歷職 稱榮譽(yù)稱號(hào)職 務(wù)周紀(jì)良男教育碩士高級(jí)教師鄞州區(qū)名教師教務(wù)主任張光成男大學(xué)本科高級(jí)教師區(qū)教壇新秀物理教研組長(zhǎng)沈志霞 女大學(xué)本科一級(jí)教師市教壇新秀教務(wù)副主任倪書(shū)恩男大學(xué)本科高級(jí)教師無(wú)政教副主任陳麗峰女大學(xué)本科一級(jí)教師無(wú)無(wú)謝萬(wàn)鈞男大學(xué)本科一級(jí)教師區(qū)教壇新秀無(wú)馬雨峰男大學(xué)本科一級(jí)教師無(wú)無(wú)摘 要在國(guó)外探究教學(xué)長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，依托義務(wù)教育階段課程改革的已有嘗試，我們歸納了適合高中生認(rèn)知水平的探究技能，采用問(wèn)卷調(diào)查法研究了高中生的探究技能現(xiàn)狀，力圖使高中的物

2、理探究教學(xué)適合高中學(xué)生的實(shí)際水平，不簡(jiǎn)單化、形式化，提高學(xué)生的探究技能與對(duì)科學(xué)探究本質(zhì)的理解水平。我們認(rèn)為開(kāi)展高中物理探究教學(xué)務(wù)必加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，不僅是教師做給學(xué)生看，改變學(xué)生感性認(rèn)識(shí)匱乏、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)缺乏的實(shí)際現(xiàn)狀，更要加強(qiáng)學(xué)生自己動(dòng)腦設(shè)計(jì)、動(dòng)手做，有自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡募僭O(shè)檢驗(yàn)型的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，把創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力的培養(yǎng)落到實(shí)處。通過(guò)課堂教學(xué)實(shí)踐和行動(dòng)研究提出適合高中學(xué)生認(rèn)知水平的基于合作小組的“實(shí)驗(yàn)理性”探究方法，提供了操作策略與案例。采用異質(zhì)小組合作學(xué)習(xí)，對(duì)課堂問(wèn)題、課后習(xí)題、生活中的實(shí)際問(wèn)題，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究、社會(huì)調(diào)查、圖書(shū)館探究、因特網(wǎng)探究。提出將信息技術(shù)與高中物理探究教學(xué)整合的三條途徑，途徑之一是利

3、用因特網(wǎng)的探究學(xué)習(xí)；途徑之二是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量；途徑之三是學(xué)生利用計(jì)算機(jī)建模，模擬物理現(xiàn)象、過(guò)程，處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提供了操作策略與案例。提出將信息技術(shù)與高中物理探究教學(xué)整合的三條途徑，途徑之一是利用因特網(wǎng)的探究學(xué)習(xí)；途徑之二是利用傳感器進(jìn)行中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量；途徑之三是利用計(jì)算機(jī)建模，模擬物理現(xiàn)象、過(guò)程，處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要是利用EXCEL和Matlab軟件，提供了操作策略與案例。我們以物理新教材（必修模塊物理1、2）為基本材料，研究了其中適宜探究學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題，并且開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)探究學(xué)習(xí)的教學(xué)案例。優(yōu)秀教學(xué)的本質(zhì)在于那些組織得恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題。好的開(kāi)放教學(xué)要具

4、備足夠多的的示例。通過(guò)把探究教學(xué)理論應(yīng)用于高中物理教學(xué)實(shí)踐中，為2006年浙江省新課改的全面推廣和縱深推進(jìn)在理論和實(shí)踐上作了準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：新課改，物理教學(xué)，教學(xué)策略，探究學(xué)習(xí)，信息技術(shù)目 錄一、課題研究的提出 ································

5、83;·························5（一）本課題的研究背景······················

6、83;·······························5 1、傳統(tǒng)教學(xué)的弊端呼喚探究教學(xué)···············

7、3;·······················52、深化物理探究教學(xué)變革 ························&#

8、183;···················53、我校實(shí)施本研究課題已經(jīng)具備了基礎(chǔ)條件 ··························

9、3;6（二）本課題的研究意義···············································

10、3;······6二、相關(guān)概念的界定及理論基礎(chǔ)·········································&

11、#183;·····6（一）相關(guān)概念的界定 ··········································&

12、#183;············61、探究學(xué)習(xí)與探究教學(xué) ···································

13、············72、高中物理探究教學(xué)策略 ···································

14、3;········7（二）理論基礎(chǔ)········································&#

15、183;······················71、物理學(xué)科基礎(chǔ)保障探究教學(xué)的科學(xué)性和深廣度 ······················72、心理學(xué)基礎(chǔ)

16、保障探究學(xué)習(xí)的自覺(jué)性，提高探究教學(xué)中師生元認(rèn)知水平·83、教育學(xué)思想能端正教學(xué)觀念，引領(lǐng)教學(xué)行為 ··························94、實(shí)踐性知識(shí)是開(kāi)展探究教學(xué)的主要源泉···········

17、3;···················9三、課題研究的目標(biāo)·····························

18、································9四、課題實(shí)施的原則················&#

19、183;··········································10（一）系統(tǒng)性原則·····

20、3;·················································

21、3;····10（二）主動(dòng)性原則············································

22、················10（三）漸進(jìn)性原則································&#

23、183;···························10五、課題的研究與實(shí)踐····················&#

24、183;···································10（一）課題的實(shí)施概況············&#

25、183;············································10（二）課題具體研究的過(guò)程···

26、················································111、基礎(chǔ)研究

27、3;·················································

28、3;·········112、實(shí)踐研究·······································&#

29、183;····················14六、課題研究的主要成果···························&

30、#183;···························27（一）學(xué)生層面實(shí)踐成果····················

31、·································27（二）學(xué)生層面實(shí)踐成果···············

32、;······································28七、討論與結(jié)論··········&#

33、183;·················································&#

34、183;···28八、參考文獻(xiàn) ·············································

35、;·····················29九、附件 ···························

36、3;···········································29附件1 中學(xué)生探究學(xué)習(xí)技能調(diào)查問(wèn)卷與分析表···

37、;···························30附件2 高中物理探究教學(xué)案例舉例····················

38、;·····················35附件3 高中物理新教材中的探究?jī)?nèi)容分析 ·························&

39、#183;·······附件4 教師獲獎(jiǎng)?wù)撐母郊? 教師獲得榮譽(yù)課題研究大事記一、課題研究的提出（一）本課題的研究背景1、傳統(tǒng)教學(xué)的弊端呼喚探究教學(xué)主要對(duì)傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)過(guò)程諸要素中不符合探究式學(xué)習(xí)的方面進(jìn)行分析。教師是課堂教學(xué)的中心，教師準(zhǔn)備上課，教師給學(xué)生講解新課，教師幫助學(xué)生鞏固復(fù)習(xí)，一切都是教師事先安排好的。不過(guò)，不是所有學(xué)生都能達(dá)到教師事先確定的目標(biāo)。學(xué)生的學(xué)習(xí)沒(méi)有納入正式管理的視野，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的管理手段主要是布置練習(xí)作業(yè)題，檢查作業(yè)題的完成情況。教學(xué)內(nèi)容以教材為主，并且以高考考試考綱規(guī)定的內(nèi)容為準(zhǔn)繩，對(duì)考綱不要

40、求的教材內(nèi)容，教師課內(nèi)不講，讓學(xué)生課外自己看；學(xué)生則認(rèn)為教師不教，高考不考，提不起興致去看。這樣一來(lái)，本來(lái)是為開(kāi)闊學(xué)生視野，加深學(xué)生理解，完善學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)興趣的教材內(nèi)容，被無(wú)情地拋棄了。教材以教師講授為主，教師對(duì)學(xué)生閱讀教材指導(dǎo)不力，學(xué)生因?yàn)槿鄙賹?duì)教材的通讀、精讀，導(dǎo)致對(duì)教材內(nèi)容不熟悉，對(duì)教材結(jié)構(gòu)不清楚，對(duì)教材布局謀篇的意圖更無(wú)從理解，字里行間的意思聞所未聞。部分學(xué)生高中畢業(yè)時(shí)，沒(méi)有完整地通讀一遍教材，精讀、鉆研更加無(wú)從談起。部分學(xué)生盡管做了許多題目，但僅僅一知半解。教材中表格內(nèi)列舉的各種科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)沒(méi)有引起學(xué)生和許多教師的重視。把數(shù)據(jù)作為證據(jù)，利用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋的意識(shí)淡

41、薄。由于沒(méi)有詳細(xì)的科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)作為理解概念的基礎(chǔ)，也沒(méi)有親自動(dòng)手進(jìn)行探究，許多學(xué)生只是機(jī)械地記憶知識(shí)條目，記了忘，忘了再記，時(shí)間一長(zhǎng)，沒(méi)忘的又混淆了，遷移能力無(wú)從談起。教材中的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有得到足夠的應(yīng)有的重視。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、課堂演示實(shí)驗(yàn)在相當(dāng)一部分中學(xué)沒(méi)有得到落實(shí)。用黑板實(shí)驗(yàn)代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)以應(yīng)付考試的現(xiàn)象依然存在。學(xué)生的課余小制作、小實(shí)驗(yàn)成了一塊荒蕪的田野，極少有人在那里辛勤耕作。教學(xué)方式以多輪反復(fù)講授為主，高中三年的教學(xué)內(nèi)容趕在一年半內(nèi)上完了，擠出來(lái)的時(shí)間就是做題目、講題目，以求得在全國(guó)統(tǒng)一考試中取得分?jǐn)?shù)上的優(yōu)勢(shì)。教育為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)被唯一地解釋為考上大學(xué)，考上更好一些的大學(xué)。由于過(guò)多地迎

42、合了家長(zhǎng)的需要，而不顧及國(guó)家的需要，學(xué)校被社會(huì)異化為升學(xué)機(jī)器，升學(xué)率高，就是好學(xué)校。只從結(jié)果評(píng)價(jià)教師，班平均分高的教師就是好教師，不管該平均分取得的綜合因素。由于升學(xué)率成了評(píng)價(jià)學(xué)校和教師的唯一標(biāo)準(zhǔn)，費(fèi)事費(fèi)時(shí)的探究式學(xué)習(xí)受到教師、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)評(píng)價(jià)、學(xué)校、社會(huì)等多方面的制約。解題一般采用“題型+方法”的訓(xùn)練方法。這種以應(yīng)付考試為主要目的的解題訓(xùn)練，缺少實(shí)際生活的基礎(chǔ)，雖使得一部分學(xué)生的邏輯推理能力得到強(qiáng)化，但更多的一部分學(xué)生則做過(guò)的題目會(huì)解，沒(méi)做過(guò)的不會(huì)做，還有一部分則純粹是套公式，公式套對(duì)了，則對(duì)，套錯(cuò)了，則錯(cuò)，根本沒(méi)有建立依據(jù)物理學(xué)的基本規(guī)律，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行具體問(wèn)題具體分析的能力

43、。這使得一部分學(xué)生認(rèn)為高中階段所學(xué)的知識(shí)在實(shí)際工作中根本沒(méi)用。因?yàn)檫@種教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式?jīng)]有實(shí)現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念，只是給學(xué)生一堆僵化的知識(shí)，而沒(méi)有極大地激發(fā)學(xué)生的思維；學(xué)生也沒(méi)有學(xué)以致用，沒(méi)有極大地提高自己的能力，因而產(chǎn)生了這種學(xué)習(xí)無(wú)用的思想。新世紀(jì)需要新的人才，培養(yǎng)新的人才要求新的教育，新的教育要求新的課程，新課程倡導(dǎo)新的學(xué)習(xí)方式，新的學(xué)習(xí)方式需要在新的探究教學(xué)的過(guò)程中形成。因此必須對(duì)高中物理探究教學(xué)過(guò)程進(jìn)行理論研究。2、深化物理探究教學(xué)變革高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)教學(xué)方式的變革，提倡科學(xué)探究教學(xué)，但我們發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前中學(xué)物理探究教學(xué)研究和實(shí)踐中存在如下問(wèn)題。缺乏對(duì)高中

44、物理探究教學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)研究較多教師對(duì)探究教學(xué)的認(rèn)識(shí)是零散的、不系統(tǒng)的，造成在教學(xué)實(shí)踐中處于模仿和被動(dòng)理解狀態(tài)。 物理探究教學(xué)實(shí)施策略和途徑的匱乏 首先，缺少對(duì)高中學(xué)生的探究技能現(xiàn)狀的調(diào)查，不能有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生必要的探究技能技能進(jìn)行訓(xùn)練；第二，對(duì)如何實(shí)施物理探究教學(xué)的策略缺乏深度探索，致使探究教學(xué)形式化，比較膚淺。第三，在實(shí)施探究教學(xué)時(shí)，只注重通過(guò)新課教學(xué)這一途徑進(jìn)行探究，而沒(méi)有從物理教學(xué)其他途徑（實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外實(shí)踐活動(dòng)、習(xí)題教學(xué)等方面）實(shí)施探究教學(xué)。同時(shí)對(duì)教材可以實(shí)施探究教學(xué)的探究點(diǎn)缺乏系統(tǒng)研究，造成對(duì)探究點(diǎn)的把握不準(zhǔn)。3、我校實(shí)施本研究課題已經(jīng)具備了基礎(chǔ)條件周紀(jì)良同志經(jīng)過(guò)三年教育碩士的學(xué)習(xí)已

45、有一定理論功底，并積累了相當(dāng)數(shù)量的關(guān)于探究教學(xué)的素材。我校的物理實(shí)驗(yàn)室條件已經(jīng)達(dá)到市先進(jìn)水平。我校辦公室電腦全部開(kāi)通ADSL寬帶網(wǎng)，校園內(nèi)外采用光纜連接，市教育局批準(zhǔn)我校為市現(xiàn)代教育技術(shù)示范學(xué)校。我們物理組由物理教師和信息技術(shù)教師組成。許多年輕同志已掌握了計(jì)算機(jī)軟件Matlab、Excel等的使用方法，以及傳感器與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的技術(shù)。針對(duì)當(dāng)前高中物理探究教學(xué)研究和實(shí)踐中存在的問(wèn)題，課題組根據(jù)教學(xué)實(shí)際，經(jīng)過(guò)浙江師范大學(xué)教授和物理特級(jí)教師的論證提出高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐這一研究課題，并于2004年8月被立項(xiàng)為寧波市基礎(chǔ)教育教學(xué)課題。（二）本課題的研究意義（1）高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐，

46、能提高教師的課程素養(yǎng)，革新傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，落實(shí)新課程理念。（2）高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐，能轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生樹(shù)立學(xué)生的探究意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的探究技能。在高中物理中施行探究教學(xué)的意義在于：能夠有效地鼓勵(lì)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生思維，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，宏揚(yáng)質(zhì)疑精神；保護(hù)好奇心，練就獲取新知能力；掌握物理知識(shí)，培養(yǎng)探究技能；鼓勵(lì)合作學(xué)習(xí)，具備創(chuàng)新能力；提高科學(xué)素養(yǎng)，熏陶科學(xué)精神。二、相關(guān)概念的界定及理論基礎(chǔ)（一）相關(guān)概念的界定1、探究學(xué)習(xí)與探究教學(xué)科學(xué)探究指的是科學(xué)家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑?？茖W(xué)探究也指的是學(xué)生們用以獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)

47、悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。 美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社1999本課題組所界定的“探究學(xué)習(xí)”是上述第二層意義，即學(xué)生自主參與知識(shí)的獲取過(guò)程，獲得探究自然的各種技能，領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種課內(nèi)外活動(dòng)。探究是一種復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動(dòng)。它涉及到觀察現(xiàn)象；提出問(wèn)題；查閱書(shū)刊及其他信息資源以便了解已有的知識(shí)；設(shè)計(jì)調(diào)查和研究方案；根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)來(lái)核查已有的結(jié)論；運(yùn)用各種手段來(lái)搜集、分析和解釋數(shù)據(jù)；得出答案、進(jìn)行解釋并做出預(yù)測(cè)；把結(jié)果告之于人。探究需要明確假設(shè)、運(yùn)用批判思維和邏輯思維、考慮各種可能的解釋。 美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)

48、科學(xué)、數(shù)學(xué)及技術(shù)教育中心科學(xué)探究與國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)羅星凱等譯北京：科學(xué)普及出版社2004(8)14簡(jiǎn)單地講，探究就是尋找問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程，是一種人類的思考方式、一種尋找證據(jù)的方法、一種了解事物的過(guò)程。探究教學(xué)是以學(xué)生自主參與知識(shí)的獲取為主要特征，以教師的適當(dāng)引導(dǎo)或共同參與探究活動(dòng)為主要指導(dǎo)方式，以掌握基礎(chǔ)知識(shí)和探究技能、激發(fā)思維能力，培養(yǎng)探索世界的積極態(tài)度為目的的教學(xué)活動(dòng)。探究教與學(xué)的核心是學(xué)生知識(shí)的自主建構(gòu) 任長(zhǎng)松探究式學(xué)習(xí)：學(xué)生知識(shí)的自主建構(gòu)博士論文北京師范大學(xué)2003，具體操作中應(yīng)以問(wèn)題解決、項(xiàng)目完成、任務(wù)解決為引導(dǎo)；以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)證偽或證實(shí)假設(shè)；以

49、學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)形成為目的；潛移默化形成學(xué)生的優(yōu)良?xì)赓|(zhì)與合作意識(shí)；有益于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展。2、高中物理探究教學(xué)策略高中物理探究教學(xué)策略是指在探究教學(xué)理論的指導(dǎo)下，在高中物理探究教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為建構(gòu)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而建立的課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)（順序排列）和師生間連續(xù)的有實(shí)在內(nèi)容的交流。（二）理論基礎(chǔ)態(tài)度與觀念思想與方法知識(shí)與操作技能物理課堂探究教與學(xué)科學(xué)探究教育學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)基礎(chǔ)心理學(xué)基礎(chǔ)實(shí)踐知識(shí)高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐課題是建立在物理學(xué)科基礎(chǔ)、心理學(xué)基礎(chǔ)、教育學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)踐性知識(shí)等四類的基礎(chǔ)上的。它們的相互關(guān)系如圖所示1、物理

50、學(xué)科基礎(chǔ)保障探究教學(xué)的科學(xué)性和深廣度。物理學(xué)科基礎(chǔ)包括物理學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)觀、中學(xué)物理學(xué)科知識(shí)體系等。 （1）物理學(xué)史物理學(xué)史是研究物理學(xué)辨證發(fā)展的過(guò)程的規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。物理學(xué)史對(duì)解放人類思想，破除迷信，宏揚(yáng)理性具有十分重大的價(jià)值。物理學(xué)史對(duì)于物理教育的作用可以概括為以下十一個(gè)方面：優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、培養(yǎng)科學(xué)思維、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)科學(xué)方法、提高人文素養(yǎng)、樹(shù)立哲學(xué)理念、接受美學(xué)熏陶、辨證教學(xué)關(guān)系、借鑒歷史經(jīng)驗(yàn)、明辨科學(xué)是非、宏揚(yáng)科學(xué)精神 蔡鐵權(quán)物理學(xué)史與物理教育浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)第23卷第3期20008。從學(xué)習(xí)物理學(xué)歷史過(guò)程中我們可以吸取不少的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，從物理學(xué)史記錄的科學(xué)家的真實(shí)探索中獲得有益的啟

51、迪。讓學(xué)生探究物理學(xué)中主要概念的發(fā)展歷史或者利用歷史上的一段經(jīng)典探究范例來(lái)代替教材中簡(jiǎn)單呈現(xiàn)的結(jié)論，例如利用因特網(wǎng)了解海王星的發(fā)現(xiàn)歷史，理解科學(xué)探究中提出問(wèn)題、建立假設(shè)、尋找證據(jù)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)、發(fā)表的科學(xué)流程。學(xué)生在同樣獲得知識(shí)的同時(shí)，還受到了物理學(xué)特有的人文氣息的熏陶，更明了了知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，促進(jìn)了態(tài)度與價(jià)值觀的形成。充分挖掘與利用物理學(xué)史是開(kāi)展探究教學(xué)的一個(gè)重要方面。 （2）科學(xué)哲學(xué)觀愛(ài)因斯坦曾這樣談及物理學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系：科學(xué)研究的結(jié)果，往往使離開(kāi)科學(xué)領(lǐng)域很遠(yuǎn)的問(wèn)題的哲學(xué)觀點(diǎn)發(fā)生變化。在中學(xué)物理教學(xué)中，對(duì)科學(xué)的理解應(yīng)該把握幾個(gè)尺度。首先，科學(xué)知識(shí)、科學(xué)觀念是一個(gè)目前來(lái)講正確的但又逐漸演進(jìn)的

52、知識(shí)體系。講基本的科學(xué)知識(shí)體系是正確的，有利于科學(xué)知識(shí)的傳承；講科學(xué)知識(shí)是演進(jìn)的，有利于人類的理性的批判反思。我們要通過(guò)物理概念規(guī)律的教學(xué)，幫助學(xué)生建立科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)分析解決問(wèn)題的能力，以利于學(xué)生的終身發(fā)展。其次，按照現(xiàn)代科學(xué)的觀點(diǎn)，伽利略、笛卡兒、牛頓建立的牛頓力學(xué)體系和所包含的哲學(xué)思想，如機(jī)械決定論、還原論不能當(dāng)作高中階段的終極真理進(jìn)行教學(xué)。高中教學(xué)中不能太絕對(duì)、太線性、太完美。應(yīng)該給予學(xué)生有關(guān)現(xiàn)代科學(xué)的激動(dòng)人心的事實(shí)與觀點(diǎn)，激勵(lì)他們?nèi)ヌ剿?。第三，現(xiàn)在的科學(xué)教學(xué)過(guò)于強(qiáng)調(diào)科學(xué)理性的一面，弱化人文的一面。基礎(chǔ)教育中，應(yīng)該將科學(xué)（Science）的理性與邏輯，故事（Story）的想象力與文

53、化，精神（Spirit）的感覺(jué)與創(chuàng)造性結(jié)合起來(lái)，這是后現(xiàn)代主義的3S。 （3）中學(xué)物理學(xué)科知識(shí)體系 中學(xué)物理學(xué)科知識(shí)體系，包括物理學(xué)的知識(shí)、方法與思想、生活物理、物理學(xué)前沿、STS教育等，是學(xué)生必備的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)中學(xué)物理學(xué)科知識(shí)體系的探究學(xué)習(xí)，能夠?qū)W(xué)生從小學(xué)、初中時(shí)期的感性直覺(jué)思維為主，發(fā)展成為以理性邏輯思維為主。物理顧名思義為“萬(wàn)物之理”，物理知識(shí)不是形而上學(xué)，純粹哲學(xué)里的東西。物理就在我們身邊，物理知識(shí)涵蓋了人類生活的整個(gè)時(shí)間空間。從步行到馬車(chē)到汽車(chē)到飛機(jī)到個(gè)人飛行器；從平拋運(yùn)動(dòng)到人造衛(wèi)星到空間站；從太空旅館到火星探測(cè)到星際旅行，從普通電鍵到聲控開(kāi)關(guān)、感應(yīng)自動(dòng)門(mén)、自動(dòng)燈，從雙

54、線繞法到漏電保護(hù)器，從壓力鍋到太陽(yáng)能熱水器到電磁灶到微波爐；從電磁波發(fā)射和接收到電視、手機(jī)、因特網(wǎng)；從全反射到光纖通訊；從光電效應(yīng)到有聲電影到自動(dòng)控制；從哈勃望遠(yuǎn)鏡到哈伯常數(shù)到宇宙大爆炸；從信鴿識(shí)途到海豚超聲定位到全球定位系統(tǒng)GPS。物理知識(shí)聯(lián)系著人們的衣食住行，物理知識(shí)聯(lián)系著現(xiàn)代社會(huì)的生活、生產(chǎn)、科研和高新科技和科學(xué)發(fā)展的前沿。學(xué)以致用是物理學(xué)習(xí)的根本。要通過(guò)學(xué)習(xí)方式的變革，突顯現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的直接性、體驗(yàn)性、問(wèn)題性、應(yīng)用性。2、心理學(xué)基礎(chǔ)保障探究學(xué)習(xí)的自覺(jué)性，提高探究教學(xué)中師生元認(rèn)知水平。心理學(xué)進(jìn)展不斷改變著人們?cè)械年P(guān)于教師、學(xué)生、學(xué)習(xí)的觀念。（1）建構(gòu)主義理論建構(gòu)主義認(rèn)為：知識(shí)是學(xué)習(xí)者在

55、一定的情景下，借助于他人的幫助，利用必需的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得的。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)：以學(xué)生為中心，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主動(dòng)建構(gòu)者，教師只起輔助和指導(dǎo)作用。強(qiáng)調(diào)情景對(duì)意義建構(gòu)的作用，要充分利用學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行意義建構(gòu)。強(qiáng)調(diào)協(xié)作學(xué)習(xí)。即在他人指導(dǎo)和相互協(xié)作中學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)。（2）人本主義心理學(xué)人本主義心理學(xué)重視學(xué)習(xí)的情感因素，其代表人物是羅杰斯和馬斯洛，人本主義學(xué)習(xí)觀主張學(xué)習(xí)是人性的自我實(shí)現(xiàn)，是學(xué)習(xí)者內(nèi)在潛能的發(fā)揮；學(xué)習(xí)者是主體，必須受到尊重；有效學(xué)習(xí)的重要條件是人際關(guān)系；最有用的學(xué)習(xí)是學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。羅杰斯提倡的意義學(xué)習(xí)，而這種意義學(xué)習(xí)是以自由為先決條件的，即允

56、許學(xué)生自由地進(jìn)行自發(fā)的、自我依賴的學(xué)習(xí)，在這種學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者可以自由地去實(shí)現(xiàn)自己所有的潛能。他提出教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生為中心，反對(duì)把學(xué)生看作“較大的白鼠”和“較慢的電子計(jì)算機(jī)”。意義學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生于人類基本的自我實(shí)現(xiàn)傾向。其學(xué)習(xí)目的是使學(xué)生成為一個(gè)能充分發(fā)揮作用的人。教師所扮演的是一個(gè)促進(jìn)者的角色。3、教育學(xué)思想能端正教學(xué)觀念，引領(lǐng)教學(xué)行為主體性教育理論對(duì)誰(shuí)是主體的問(wèn)題，大致有以下幾種觀點(diǎn)“學(xué)生唯一主體觀”認(rèn)為，在教育、教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生始終處于主體內(nèi)因的地位，而教師始終處于客體外因的地位?！敖處熚ㄒ恢黧w觀” 站在教學(xué)中“教”的立場(chǎng)上認(rèn)為，教師是教育的現(xiàn)實(shí)主體，學(xué)生是教育的現(xiàn)實(shí)客體?！皫熒p主體

57、觀”認(rèn)為，教師和學(xué)生是主體，教育內(nèi)容是客體。在探究教與學(xué)過(guò)程中，“學(xué)生是一個(gè)積極的探究者，教師的作用是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一種能夠使學(xué)生獨(dú)立探究的情景，而不是提供現(xiàn)成的知識(shí)，學(xué)生不是被動(dòng)的、消極的知識(shí)接受者，而是主動(dòng)、積極的探究者”（布魯納），學(xué)生是當(dāng)然的主體，教師應(yīng)該把學(xué)生看作認(rèn)真的學(xué)習(xí)者，沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)，探究教學(xué)是一場(chǎng)夢(mèng)。教師應(yīng)該是學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者、引導(dǎo)者。 4、實(shí)踐性知識(shí)是開(kāi)展探究教學(xué)的主要源泉教科書(shū)中提供了一部分探究實(shí)例，更多更好的探究課題產(chǎn)生于教學(xué)實(shí)踐中，要靠積累型反思型的教師和專家共同編寫(xiě)探究范例，最好根據(jù)地區(qū)、學(xué)校實(shí)情、學(xué)生實(shí)際編寫(xiě)校本探究課程。好的開(kāi)放教學(xué)要具備足夠多的的示例。通過(guò)

58、一組幾個(gè)、十幾個(gè)案例，幾十學(xué)時(shí)的探究，學(xué)生必將獲益良多。教師展開(kāi)探究活動(dòng)的實(shí)踐知識(shí)的總結(jié)提高升華是下一次探究教學(xué)成功的關(guān)鍵。新課程的改革，必須注重教師專業(yè)的再培訓(xùn)。探究教學(xué)的實(shí)施，必須依靠一線教師的創(chuàng)造性勞動(dòng)。三、課題研究的目標(biāo)高中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐，既承擔(dān)了改變教師的教學(xué)觀念和教學(xué)方式的任務(wù)，又承擔(dān)了轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的雙重任務(wù)。通過(guò)此課題研究要達(dá)到以下幾個(gè)目標(biāo)：（一）通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外探究教學(xué)發(fā)展的研究，將構(gòu)建出適合高中物理探究教學(xué)的過(guò)程，來(lái)指導(dǎo)開(kāi)展高中物理探究教學(xué)。（二）采用問(wèn)卷調(diào)查法研究高中生的探究技能現(xiàn)狀，探索適合高中生認(rèn)知水平的探究技能訓(xùn)練項(xiàng)目。（三）通過(guò)課堂教學(xué)實(shí)踐和行動(dòng)研究，提

59、出適合高中學(xué)生認(rèn)知水平的“實(shí)驗(yàn)理性”探究方法，并提供操作策略與案例。探索出將信息技術(shù)與高中物理探究教學(xué)整合的有效途徑。并能提供操作策略與案例。（四）以物理新教材（必修模塊物理1、2）為基本材料，研究其中適宜探究學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題，并且開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)探究學(xué)習(xí)的教學(xué)案例。（五）通過(guò)課題研究，提升課題組教師的科研水平，積累一定數(shù)量的具有學(xué)術(shù)價(jià)值的教學(xué)案例，發(fā)表一定數(shù)量的課題研究論文。四、課題實(shí)施的原則本課題實(shí)施過(guò)程中應(yīng)遵循的幾個(gè)原則：（一）系統(tǒng)性原則為了弄清探究教學(xué)的本質(zhì)，本課題必須通過(guò)大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的研究，系統(tǒng)地總結(jié)出國(guó)內(nèi)外探究教學(xué)發(fā)展的歷程，歸類分析探究教學(xué)的模式、方法和特征，并歸納得出高中物

60、理探究教學(xué)的過(guò)程。使廣大教師對(duì)探究教學(xué)意義、本質(zhì)和操作方法等有比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。（二）主動(dòng)性原則根據(jù)建構(gòu)主義理論，學(xué)習(xí)是主體對(duì)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程，不是在外部刺激作用下形成反應(yīng)的過(guò)程。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體能動(dòng)性對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響起著決定的作用。在把握、實(shí)施高中物理探究教學(xué)策略時(shí)，應(yīng)把學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體能動(dòng)性放在首位，使學(xué)生主動(dòng)地參與教學(xué)過(guò)程，并在其中積極地去探索、去認(rèn)知，并將知識(shí)、方法內(nèi)化為自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)的一部分。 （三）漸進(jìn)性原則 人們對(duì)任何一個(gè)新事物的接受總需要一個(gè)過(guò)程，高中物理探究教學(xué)也不例外。我們?cè)趯?shí)施本課題研究中，課題組成員需要不斷學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)。在課堂教學(xué)中不斷試驗(yàn)，不斷反思，切

61、不可盲然追捧探究教學(xué)，忽視傳統(tǒng)的接受式教學(xué)，應(yīng)當(dāng)兩者并重。五、課題的研究與實(shí)踐（一）課題的實(shí)施概況1、課題研究的準(zhǔn)備階段（2004年4月2004年10月） 在課題組組長(zhǎng)周紀(jì)良老師的組織下，課題組成員查閱了國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，確立了課題并完成開(kāi)題報(bào)告。并邀請(qǐng)了區(qū)教研員何豐明老師、浙江師范大學(xué)蔡鐵權(quán)教授、朱鐵成教授和李偉健教授，對(duì)該課題進(jìn)行了可行性論證。本課題組成員周紀(jì)良、沈志霞老師對(duì)該課題作了總體的設(shè)計(jì)，并對(duì)該課題作了申報(bào)工作，確立為寧波市教學(xué)研究系統(tǒng)研究課題。課題組組長(zhǎng)周紀(jì)良老師完成了國(guó)內(nèi)外探究教學(xué)發(fā)展概述。2、課題研究的實(shí)施階段（2004年11月2006年2月）在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)支持下，對(duì)本校高一年級(jí)的

62、部分學(xué)生進(jìn)行了“高中生探究學(xué)習(xí)情況”問(wèn)卷調(diào)查，并撰寫(xiě)了調(diào)查報(bào)告。學(xué)校課務(wù)安排上每周有3節(jié)物理課，1節(jié)物理活動(dòng)課。教學(xué)上安排每周一次集體備課，每學(xué)期每位教師都要上好一節(jié)探究性的評(píng)議課。主要采用行動(dòng)研究法、案例研究法、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法等，結(jié)合課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施具體研究，廣泛收集案例，認(rèn)真分析案例，在具體教學(xué)實(shí)踐中不斷反思，調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積累具體研究資料和成果。3、課題研究的總結(jié)階段（2006年3月2006年8月）課題組全面整理課題研究資料，分析總結(jié)課題研究情況，匯集課題研究成果，撰寫(xiě)研究報(bào)告，編印論文專集，進(jìn)行課題結(jié)題鑒定匯報(bào)活動(dòng)等。4、經(jīng)驗(yàn)推廣階段（2006年9月始）對(duì)高一年級(jí)進(jìn)行新

63、課程探究教學(xué)實(shí)踐。（二）課題具體研究的過(guò)程1、基礎(chǔ)研究：（1）高中物理探究教學(xué)的過(guò)程高中物理探究教學(xué)的過(guò)程以懷疑為出發(fā)點(diǎn)，需要發(fā)現(xiàn)、形成、提出問(wèn)題；以實(shí)證為判別尺度，需要收集證據(jù)，利用證據(jù)進(jìn)行邏輯推理；以邏輯作辯論的武器，需要提出解釋、得出結(jié)論、自我辯護(hù)、合作交流。1、形成問(wèn)題的方式、建立假說(shuō)的策略形成問(wèn)題的方式 教學(xué)活動(dòng)中，按照問(wèn)題提出的主體來(lái)分，問(wèn)題的來(lái)源有三個(gè)：教師提供的問(wèn)題；學(xué)生提出的問(wèn)題；師生交互中產(chǎn)生的問(wèn)題。為了能夠有效的開(kāi)展課堂探究教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的探究過(guò)程技能，教師應(yīng)主動(dòng)發(fā)展符合探究教學(xué)的口頭提問(wèn)能力。提問(wèn)應(yīng)能啟發(fā)問(wèn)題的產(chǎn)生，探查問(wèn)題的存在，尋找問(wèn)題的出處。課堂討論的內(nèi)容要反映探

64、究的過(guò)程。 張紅霞科學(xué)究竟是什么北京：教育科學(xué)出版社200348以下是符合探究教學(xué)的典型提問(wèn)：“你們猜這跟哪些因素有關(guān)？”猜想；“你怎么知道是這樣？”方法； “你為什么這么想？” 證據(jù)； “誰(shuí)還有什么別的發(fā)現(xiàn)嗎？”尋找更多證據(jù)，修正已有解釋，合作交流。要讓學(xué)生提出自己的問(wèn)題，必須維護(hù)學(xué)生的好奇心。要讓學(xué)生提出有深度的問(wèn)題，必須要給學(xué)生足夠的等待時(shí)間、思考時(shí)間，有問(wèn)題形成和醞釀的時(shí)間。要獲得學(xué)生對(duì)解決問(wèn)題情境的最大投入，須控制不對(duì)學(xué)生的回答做出補(bǔ)充。要讓學(xué)生提出持續(xù)的問(wèn)題，教師必須有能力引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，教師提供指導(dǎo)和幫助時(shí)盡量采用的提問(wèn)的方式。師生在討論中，將產(chǎn)生大量的問(wèn)題。高質(zhì)量探究的關(guān)鍵：

65、教師能進(jìn)行符合探究教學(xué)的有效提問(wèn)，學(xué)生能形成探究性問(wèn)題。建立假說(shuō)的策略假說(shuō)是對(duì)所要研究的問(wèn)題提出的暫時(shí)性、推測(cè)性的回答，或者對(duì)所觀察的現(xiàn)象的一個(gè)假設(shè)性、猜測(cè)性的解釋。高中物理探究教學(xué)中提出假說(shuō)應(yīng)注意：假說(shuō)要有一定的根據(jù)。學(xué)生提出假說(shuō)時(shí)，一般會(huì)綜合過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和各種相關(guān)的信息來(lái)解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。調(diào)查表明 附錄1中學(xué)生探究學(xué)習(xí)技能調(diào)查問(wèn)卷問(wèn)題32 ，學(xué)生在生活中與現(xiàn)行教學(xué)中提出了一個(gè)暫時(shí)性的回答后，沒(méi)有進(jìn)一步檢驗(yàn)自己假設(shè)的意念和行動(dòng)。解題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)。假設(shè)檢驗(yàn)是導(dǎo)致科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法之一 M.W艾森克，M.T基恩認(rèn)知心理學(xué)上海：華東師范大學(xué)出版社2004第四版439。對(duì)某一現(xiàn)象，觀察、積累

66、體驗(yàn)、獲得經(jīng)驗(yàn)、進(jìn)行評(píng)論、提問(wèn)、探索后，假說(shuō)可能隨之產(chǎn)生。建立假說(shuō)前要有實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。創(chuàng)造力階段論 M.W艾森克，M.T基恩認(rèn)知心理學(xué)上海：華東師范大學(xué)出版社2004第四版500（Wallas）把創(chuàng)造過(guò)程分為四個(gè)主要的階段：準(zhǔn)備期、醞釀期、啟發(fā)期、確認(rèn)期。提出假說(shuō)一般位于第三階段，檢驗(yàn)在最后階段。提出假設(shè)前，必須先提出問(wèn)題，明確問(wèn)題，積累經(jīng)驗(yàn)。引導(dǎo)探究的是問(wèn)題，不是假說(shuō)，如滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)，又如重物比輕物下落得快慢的探究。假說(shuō)是在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中總結(jié)獲得的。如如滑動(dòng)摩擦力可能與接觸面大小有關(guān)就是一個(gè)假說(shuō)，正確與否要用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 亞里士多德對(duì)他假說(shuō)的驗(yàn)證是日常生活經(jīng)驗(yàn)，物體推一推動(dòng)一動(dòng)，不推則

67、停止。伽利略則通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)物理學(xué)史上某個(gè)“假說(shuō)”提出的前因后果的過(guò)程學(xué)習(xí)。例如萬(wàn)有引力定律應(yīng)用的教學(xué)中，海王星的發(fā)現(xiàn)就是一個(gè)科學(xué)探究中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、建立假說(shuō)、進(jìn)行理論推理、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)、證偽假說(shuō)修正理論或證實(shí)假說(shuō)發(fā)展理論的范例?？茖W(xué)探究過(guò)程具體分析如下：首先，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。1781年發(fā)現(xiàn)的第七顆行星天王星的運(yùn)行軌道，總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律，考慮六大行星對(duì)它的引力作用后計(jì)算出來(lái)的理論軌道有一定偏差。第二，形成假說(shuō)。有人推測(cè)，天王星軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星，它對(duì)天王星的引力作用引起了上述偏差。這個(gè)假說(shuō)是對(duì)所要研究的問(wèn)題提出暫時(shí)性的回答。但這種假設(shè)是一種更高級(jí)的猜測(cè)，是建立在萬(wàn)有引力定律之上的

68、系統(tǒng)的有理論依據(jù)的猜測(cè)。第三，理論推理，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。亞當(dāng)斯和勒維列分別計(jì)算出這顆未知行星命名為海王星。1846年9月23日，德國(guó)柏林天文臺(tái)的天文學(xué)家伽勒根據(jù)勒維列提供的海王星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道數(shù)據(jù)，用望遠(yuǎn)鏡觀察到海王星，從而確認(rèn)了這顆太陽(yáng)系的第八顆行星的存在。第四，證實(shí)假說(shuō)發(fā)展理論。海王星的發(fā)現(xiàn)不但意味著推測(cè)假說(shuō)的成立，也又一次證明了萬(wàn)有引力定律的正確。2、收集證據(jù)的途徑、提出解釋的方法收集證據(jù)的途徑高中物理教學(xué)中，證據(jù)在邏輯推理過(guò)程中使用。證據(jù)包括科學(xué)解釋所依賴的觀察結(jié)果和數(shù)據(jù) 美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社1999141。證據(jù)的來(lái)源有直接證據(jù)，如觀察的結(jié)果、實(shí)驗(yàn)的結(jié)

69、果；間接證據(jù)如已公認(rèn)的知識(shí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論。用作證據(jù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)得起別人重復(fù)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，只要是圍繞自己所探究的問(wèn)題的種種觀測(cè)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、相關(guān)的說(shuō)明和解釋，都可以稱之為證據(jù)。使用證據(jù)的規(guī)則論證過(guò)程分原理、證據(jù)、推理過(guò)程、結(jié)論幾個(gè)部分。證據(jù)與結(jié)論之間應(yīng)有嚴(yán)格推理作為保障。推理可以分為有效推理和無(wú)效推理 M.W艾森克，M.T基恩認(rèn)知心理學(xué)上海：華東師范大學(xué)出版社2004第四版。一個(gè)結(jié)論被判定錯(cuò)誤了，要讓學(xué)生分清錯(cuò)誤的根源是原理應(yīng)用錯(cuò)了，還是證據(jù)不適用，抑或是模型不適用，還是推理過(guò)程錯(cuò)了。學(xué)生們能夠參與提出論據(jù)、據(jù)理力爭(zhēng)和作出解釋的能力，都要靠平時(shí)的訓(xùn)練來(lái)培養(yǎng)。 美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)美

70、國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社199953提出解釋的方法 在物理教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生證真的思維，也要培養(yǎng)證偽的意識(shí)。即對(duì)某些結(jié)論，只要舉出一個(gè)反例，就可證明它偽。解釋是科學(xué)事業(yè)的核心。科學(xué)的目的是對(duì)已有的世界的解釋。解釋種類有描述式解釋，定性式解釋，定量式解釋。描述（陳述）是對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)的記錄。描述是解釋的基礎(chǔ)。描述是證據(jù)，解釋是觀點(diǎn)?？茖W(xué)的解釋就是把現(xiàn)有的科學(xué)知識(shí)和來(lái)自觀察、試驗(yàn)、模型的新證據(jù)組合成具有內(nèi)在一致的，符合邏輯的說(shuō)明 美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社1999。培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識(shí)是要在培養(yǎng)推理論證能力的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)。解釋數(shù)據(jù)的方法一般有邏輯法（歸納、演繹、反

71、證等），圖表法，計(jì)算機(jī)輔助法等。提出解釋需要注意：邏輯過(guò)程簡(jiǎn)明。注意常見(jiàn)的邏輯錯(cuò)誤 張紅霞科學(xué)究竟是什么北京：教育科學(xué)出版社200386。如以偏概全，一次觀察得出普遍結(jié)論；相關(guān)解釋為因果；無(wú)法證明不存在即為存在；科學(xué)解釋與隨意解釋。當(dāng)他人對(duì)你的解釋提出質(zhì)疑時(shí)，你的解釋就成為一種為證明自己所言正確的辯護(hù)。學(xué)生提出自己的解釋是將所觀察到的與已有知識(shí)聯(lián)系起來(lái)學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法。對(duì)于學(xué)生，這意味著對(duì)理解的更新。3、結(jié)論評(píng)價(jià)的重要、合作交流的技巧結(jié)論評(píng)價(jià)的重要探究學(xué)習(xí)有四個(gè)特點(diǎn) 鐘啟泉現(xiàn)代教學(xué)論發(fā)展教育科學(xué)出版社1988363- 364，第一個(gè)特點(diǎn)是“學(xué)生自主地抓住自然的事物、現(xiàn)象，通過(guò)探究自然的過(guò)程而獲

72、得知識(shí)?！钡谌齻€(gè)特點(diǎn)是“旨在有效地形成認(rèn)識(shí)自然之基礎(chǔ)科學(xué)概念?！边@兩個(gè)特點(diǎn)指出了探究學(xué)習(xí)不僅要關(guān)注過(guò)程，也要注重得出結(jié)論，不能僅僅停留在探究的過(guò)程中，而且要讓學(xué)生最終獲得知識(shí)結(jié)構(gòu)的更新。自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，嚴(yán)密地分析問(wèn)題，善于得出適當(dāng)?shù)慕Y(jié)論，可以培養(yǎng)學(xué)生的決策能力。“懂得科學(xué)和有科學(xué)的本領(lǐng)還可使學(xué)生們有足夠的能力勝任將來(lái)的各種重要而富有成效的工作。工商企業(yè)者所需要的新就業(yè)者就是那種善于學(xué)習(xí)、善于推理、思維有創(chuàng)造性、能決善斷、會(huì)解決問(wèn)題的人?！?美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社1999合作交流的技巧彼此間把自己有的提供給對(duì)方；或者相互溝通叫做交流?？茖W(xué)探究和學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的

73、一個(gè)重要階段就是口頭和書(shū)面交流。交流的手段有口頭、電子、書(shū)面、繪畫(huà)、圖表、模型、數(shù)學(xué)等各種交流方式。開(kāi)展探究教學(xué)需要發(fā)展學(xué)生的合作交流技能。為了促進(jìn)合作，需要給學(xué)生講授、示范一些合作技能，例如共享科學(xué)資料、專注于自己的任務(wù)、按計(jì)劃完成任務(wù)、承認(rèn)組員的貢獻(xiàn)、幫助組員、獲得組員幫助、在組中談話時(shí)使用適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)氣、主動(dòng)傾聽(tīng)、復(fù)述他人的科學(xué)思想、協(xié)商必要時(shí)讓步、對(duì)問(wèn)題的答案進(jìn)行判斷、堅(jiān)持自己的看法等。（2）高中生探究學(xué)習(xí)情況調(diào)查與分析要有效開(kāi)展探究教學(xué)，必須了解學(xué)生的對(duì)于探究的認(rèn)識(shí)，對(duì)待探究的態(tài)度，已有的探究技能的情況。本調(diào)查目的是了解高中學(xué)生的探究學(xué)習(xí)技能理解和運(yùn)用情況。設(shè)計(jì)分為探究態(tài)度、探究技能、和

74、探究的元認(rèn)知三個(gè)維度。維度一探究態(tài)度設(shè)計(jì)11個(gè)問(wèn)題；維度二探究技能包括探究流程模式與和探究基本技能、整合技能，共設(shè)計(jì)54個(gè)問(wèn)題；維度三探究的認(rèn)知與元認(rèn)知策略設(shè)計(jì)11個(gè)問(wèn)題。共計(jì)76個(gè)問(wèn)題。調(diào)查對(duì)象：姜山中學(xué)2004級(jí)高一（1）班，53人；高一（5）班，52人；共105人，有效問(wèn)卷102份。采集有效數(shù)據(jù)102×76=7752個(gè)。從調(diào)查結(jié)果看：；比較喜歡猜想，但對(duì)于學(xué)習(xí)中的想法、假設(shè)不太愿意動(dòng)手驗(yàn)證檢驗(yàn)，占56.88，對(duì)于生活和學(xué)習(xí)中的想法，更少去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，占86.47，原因可能是學(xué)生認(rèn)為生活中缺乏做實(shí)驗(yàn)的條件，占74.51，家里沒(méi)有一個(gè)工具箱，占69.61；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)意識(shí)薄

75、弱，分析得出結(jié)論情況較好；合作意識(shí)欠強(qiáng)，反映出的問(wèn)題是自我評(píng)價(jià)高的學(xué)生愿意幫助別人，自己評(píng)價(jià)低的學(xué)生，不愿向他人學(xué)習(xí)。平均得分小于3分的問(wèn)題分析平均得分小于3分的問(wèn)題，合作與交流所占比率最大62.5%，主要表現(xiàn)為缺少學(xué)習(xí)伙伴，不愿意向他人求教，自己評(píng)價(jià)高的愿意幫助別人，自己評(píng)價(jià)低的，不愿向他人學(xué)習(xí)。對(duì)于提出問(wèn)題，平均得分小于3分的問(wèn)題占60%，主要表現(xiàn)為沒(méi)有提問(wèn)的習(xí)慣，提不出明確的問(wèn)題。對(duì)于分析與論證得出結(jié)論，平均得分小于3分的問(wèn)題占55.6%，主要表現(xiàn)為對(duì)問(wèn)題的假設(shè)或想法，形成后不太會(huì)動(dòng)手用各種實(shí)驗(yàn)或各種推理來(lái)證明它是正確的，較少或不習(xí)慣用數(shù)字或數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá)生活中的實(shí)際問(wèn)題66.67%?；?/p>

76、答得分最高的是探究態(tài)度與探究的流程模式。對(duì)于探究的流程，每個(gè)學(xué)生基本上了解。學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的條件極其缺乏，問(wèn)題9“在我的生活中，缺乏條件去做一些實(shí)驗(yàn)”%。問(wèn)題36“我會(huì)把生活中的實(shí)際問(wèn)題用數(shù)字或數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá)出來(lái)。”%，利用數(shù)學(xué)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題意識(shí)薄弱，實(shí)踐缺乏。調(diào)查啟示開(kāi)展物理探究教學(xué)能夠保持和激發(fā)學(xué)生的好奇心，滿足求知欲望，是受學(xué)生歡迎的，有相當(dāng)?shù)膶W(xué)生基礎(chǔ)。但要有效開(kāi)展探究教學(xué)，以下三點(diǎn)必須重視：首先，開(kāi)展高中物理探究教學(xué)務(wù)必加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，不僅是教師做給學(xué)生看，改變學(xué)生感性認(rèn)識(shí)匱乏、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)缺乏的實(shí)際現(xiàn)狀，更要加強(qiáng)學(xué)生自己動(dòng)腦設(shè)計(jì)、動(dòng)手做，有自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡募僭O(shè)檢驗(yàn)型的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。開(kāi)

77、展實(shí)驗(yàn)教育，學(xué)校、社區(qū)、家庭都要采取行動(dòng)。學(xué)校要開(kāi)放已有實(shí)驗(yàn)室，更新儀器，加強(qiáng)專職指導(dǎo)教師。學(xué)校、社區(qū)要共建實(shí)踐場(chǎng)所、調(diào)查單位，定期組織社區(qū)內(nèi)的專家進(jìn)行講座，輔導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。家庭應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)、小制作、小發(fā)明。其次，物理教學(xué)中重視理論基礎(chǔ)是中國(guó)教育的傳統(tǒng)之一。演繹推理是學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)和歸納推理是學(xué)生的弱項(xiàng)，探究教學(xué)中要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力，注重學(xué)生個(gè)人認(rèn)識(shí)史中的原始創(chuàng)新。第三，要培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。調(diào)查反映出的問(wèn)題是自我評(píng)價(jià)高的學(xué)生愿意幫助別人，自己評(píng)價(jià)低的學(xué)生，不愿向他人學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)，在合作探究教學(xué)中教師應(yīng)有所作為。2、實(shí)踐研究：（1）高中物理探究技

78、能的分類與訓(xùn)練綜合文獻(xiàn)，探究技能包括科學(xué)過(guò)程技能和科學(xué)探究流程模式兩項(xiàng)。結(jié)合我國(guó)科學(xué)教學(xué)實(shí)際情況，以及高中生的認(rèn)知特點(diǎn)，將科學(xué)探究過(guò)程所需的技能分為基本技能與統(tǒng)整技能兩大類?；炯寄芊制叻N：觀測(cè)、分類、預(yù)測(cè)、推理、建模、信息、交流。統(tǒng)整技能又分五種：形成假設(shè)、操作型定義、控制變量、實(shí)驗(yàn)、解釋資料并得出結(jié)論。探究技能科學(xué)過(guò)程技能科學(xué)探究流程模式基本技能統(tǒng)整技能下圖是探究技能的分類圖：科學(xué)探究流程模式是一種思考模式，是關(guān)于如何進(jìn)行科學(xué)探究的認(rèn)知策略，也是人們對(duì)科學(xué)探究的理解。例如我國(guó)九年義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2001）、普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2003）提出7項(xiàng)科學(xué)探究要素：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制

79、定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。這是我國(guó)初、高中物理教學(xué)對(duì)科學(xué)探究流程模式的概括?？茖W(xué)探究流程模式都是對(duì)科學(xué)家們的科學(xué)研究活動(dòng)的模仿，具體統(tǒng)合了科學(xué)過(guò)程的各種技能，可以使學(xué)生增強(qiáng)處理問(wèn)題的能力、思考判斷能力與創(chuàng)造能力?？茖W(xué)過(guò)程的基本技能有：觀測(cè)，包括觀察（Observing）與測(cè)量（Measuring）。觀察的訓(xùn)練項(xiàng)目：觀察的客觀性的訓(xùn)練。觀察的記錄或者觀察的描述必須與研究對(duì)象的客觀實(shí)際相符。描述是解釋的基礎(chǔ)，描述是證據(jù)，解釋是觀點(diǎn)。 張紅霞科學(xué)究竟是什么北京：教育科學(xué)出版社200371解釋不是事實(shí)；想象不是事實(shí)，推理不能代替事實(shí)。觀察的記錄或者觀察的描述最

80、好能夠量化。能夠用列表法記錄觀察數(shù)據(jù)。表達(dá)時(shí)要將證據(jù)（事實(shí)）和觀點(diǎn)分開(kāi)。觀察的準(zhǔn)確性的要求。觀察應(yīng)該科學(xué)、仔細(xì)、一絲不茍。要尊重?cái)?shù)據(jù)，保留原始數(shù)據(jù)，不篡改數(shù)據(jù)。在知識(shí)與技能，過(guò)程與方法，情感、態(tài)度與價(jià)值觀三維課程目標(biāo)中，觀察是技能的一種；誠(chéng)實(shí)屬于第三維目標(biāo)情感態(tài)度價(jià)值觀。誠(chéng)實(shí)是科學(xué)思維方法和科學(xué)工作的基礎(chǔ)。在科學(xué)界，誠(chéng)實(shí)受到高度贊揚(yáng)。在科學(xué)課程中有許多機(jī)會(huì)展示誠(chéng)實(shí)的意義和價(jià)值。觀察的結(jié)構(gòu)性的指導(dǎo)?？茖W(xué)觀察是有理論指導(dǎo)的觀察。觀察要事先確定目的，事先或事中制定觀察計(jì)劃，宜在一定的理論指導(dǎo)下進(jìn)行探究。觀察的易錯(cuò)性的重視。觀察的錯(cuò)誤來(lái)自觀察者、儀器和被觀察對(duì)象。觀察的重復(fù)性的認(rèn)識(shí)。對(duì)一個(gè)自然現(xiàn)象的科

81、學(xué)觀察，一個(gè)觀察者多次的觀察的結(jié)果在誤差允許的范圍內(nèi)應(yīng)保持一致，其他觀察者在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下也應(yīng)能獲得相同的觀察結(jié)果。測(cè)量的訓(xùn)練項(xiàng)目：測(cè)量系統(tǒng)的選擇。了解什么時(shí)候使用什么測(cè)量系統(tǒng)。這是測(cè)量的一個(gè)重要訓(xùn)練目標(biāo)。例如要測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑，測(cè)量精度要求0.05mm，那么學(xué)生應(yīng)該知道用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺，而不是毫米刻度尺或螺旋測(cè)微器。測(cè)量?jī)x器的操作?；緝x器的操作訓(xùn)練是中學(xué)理科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生技能的一個(gè)重要途徑。原始數(shù)據(jù)記錄。例如總是報(bào)告和記錄你觀察到的東西，而不是你想象應(yīng)該是的東西，也不是你認(rèn)為老師想要的東西；不要因?yàn)榕c其他人得到的結(jié)果不同而涂改自己的原始數(shù)據(jù)，改變自己的計(jì)算結(jié)果。估算水平的提高。例如要學(xué)生比擬1摩爾氣體在標(biāo)況下所占的體積22.4L有多大，許多同學(xué)不能正確回答。說(shuō)明學(xué)生沒(méi)有受到估算的訓(xùn)練。在本文所做的高中生探究技能調(diào)查問(wèn)卷第50題中“初到一個(gè)教室，我能估計(jì)出這個(gè)教室面積有多少平方米”。只有約26的高一學(xué)生自認(rèn)為能估計(jì)出，約49自認(rèn)為不能估計(jì)。5分為最高分，該題平均得分是分。分類（Classifying）：在深入觀察的基礎(chǔ)上，將觀察到的不同事物用一定的標(biāo)準(zhǔn)加以整理歸類的過(guò)程。分類的訓(xùn)練項(xiàng)目：分類標(biāo)準(zhǔn)的確定。進(jìn)行分類首先要確定分類的標(biāo)準(zhǔn)或依據(jù)。例如可以把帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分類。分類標(biāo)準(zhǔn)是初速度和磁