【專家介紹】
何光宏(1970-),研究員級(jí)工程師,重慶大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任,教育部高等學(xué)校大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)大中物理教育銜接工作委員會(huì)常委,教育部高等學(xué)校大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)委員會(huì)西南地區(qū)工作委員會(huì)委員。主要從事傳感器技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究,主持了多項(xiàng)省部級(jí)教改項(xiàng)目。
摘? ?要:科學(xué)探究能力培養(yǎng)是物理教育關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)科學(xué)探究?jī)?nèi)涵和要素理解的差異,導(dǎo)致教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)了一些困惑。探討了現(xiàn)代科學(xué)研究方法的核心精神和科學(xué)探究能力的要素,根據(jù)我國(guó)高中生和低年級(jí)大學(xué)生的科學(xué)探究能力特點(diǎn),給出了在中學(xué)和大學(xué)開(kāi)展科學(xué)探究能力培養(yǎng)的建議。
關(guān)鍵詞:科學(xué)探究;核心精神;要素
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? 文章編號(hào):1003-6148(2023)5-0001-4
當(dāng)今世界各國(guó)越來(lái)越重視學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng),美國(guó)、英國(guó)等從上世紀(jì)50年代開(kāi)始強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育,倡導(dǎo)探究式教學(xué)。我國(guó)從本世紀(jì)初開(kāi)始在基礎(chǔ)教育中強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究能力培養(yǎng),《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下分別簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)版課標(biāo)”和“新課標(biāo)”)均將科學(xué)探究列為物理課程的核心素養(yǎng)之一[1-2]。隨著大學(xué)教育改革的深入,大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)等公共基礎(chǔ)課程也開(kāi)始探索科學(xué)探究能力的培養(yǎng)途徑[3-5]。由于科學(xué)探究教育在我國(guó)開(kāi)展的時(shí)間較短,可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多,加上長(zhǎng)期以來(lái)受教師主導(dǎo)的、以知識(shí)傳授為目的的接受式教學(xué)方式影響,實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)了一些需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題,比如,接受式教學(xué)怎樣在科學(xué)探究能力培養(yǎng)中發(fā)揮作用?具有哪些性質(zhì)的內(nèi)容適合科學(xué)探究教學(xué)?課堂上怎樣合理安排探究式教學(xué)活動(dòng)?
上述問(wèn)題源于對(duì)科學(xué)探究?jī)?nèi)涵的認(rèn)識(shí)差異,因此有必要對(duì)其進(jìn)行討論,在此基礎(chǔ)上針對(duì)高中生和低年級(jí)大學(xué)生科學(xué)探究能力特點(diǎn),結(jié)合我國(guó)高中和大學(xué)的實(shí)際情況開(kāi)展科學(xué)探究能力培養(yǎng)的討論。
1? ? 科學(xué)探究的內(nèi)涵
1.1? ? 科學(xué)推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合是現(xiàn)代科學(xué)研究的精神核心
物理學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,不僅是自然科學(xué)諸多學(xué)科的理論基礎(chǔ),也為人類認(rèn)識(shí)自然提供了認(rèn)識(shí)論和方法論工具。近代科學(xué)誕生之前,人們主要采用“觀察-歸納”和“觀察-演繹推理”兩種方法進(jìn)行科學(xué)研究。歸納法對(duì)觀察到的自然現(xiàn)象進(jìn)行分類、歸納并得出規(guī)律,這是一種從特殊到一般的認(rèn)識(shí)過(guò)程,其結(jié)論和前提之間并無(wú)邏輯上的必然聯(lián)系;演繹推理法從一般性的科學(xué)原理出發(fā),通過(guò)邏輯推理得到針對(duì)特定情形的結(jié)論。如果推理所依據(jù)的科學(xué)原理錯(cuò)誤,或者科學(xué)原理的成立前提出現(xiàn)偏差,將會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)論。歐洲的科學(xué)哲學(xué)深受亞里士多德思想影響,認(rèn)為如果精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),過(guò)度操縱自然條件,就不是真正在做科學(xué)[6],因此這個(gè)階段所進(jìn)行的觀察主要是對(duì)自然現(xiàn)象的觀察,幾乎沒(méi)有現(xiàn)代意義上的實(shí)驗(yàn)??傮w而言,這時(shí)的研究方法是先驗(yàn)的,“總是先有一個(gè)先入為主的命題,具體的結(jié)論則從這些先驗(yàn)的命題中演繹而來(lái)?!保?]
伽利略強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中的作用,認(rèn)為科學(xué)理論必須源于實(shí)驗(yàn)并接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。但是,他并不單純使用實(shí)驗(yàn)方法,而是開(kāi)創(chuàng)性地把科學(xué)推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,其科學(xué)研究基本方法框架如圖1所示,在對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行一般觀察的基礎(chǔ)上提出科學(xué)假說(shuō)或科學(xué)猜想,然后設(shè)計(jì)一個(gè)可控的實(shí)驗(yàn)獲取、分析定量觀測(cè)證據(jù),檢驗(yàn)推論,根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)假說(shuō)與猜想進(jìn)行修正,或者形成在一定條件下適用的理論。
需要指出的是,圖1中的“實(shí)驗(yàn)”不僅包括在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),也包括理想實(shí)驗(yàn)。理想實(shí)驗(yàn)是伽利略獨(dú)創(chuàng)的科學(xué)創(chuàng)新方法[7],它是把在實(shí)際中難以滿足的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行理想化,按照實(shí)驗(yàn)?zāi)P驮陬^腦中開(kāi)展的思想推理過(guò)程,其目的是從邏輯角度看由假說(shuō)能推理出什么結(jié)果。比如,伽利略用“落體佯謬”理想實(shí)驗(yàn),從亞里士多德的“重物比輕物下落快”原理推理出了“重物比輕物下落慢”悖論,否定了亞里士多德的論斷。他在實(shí)驗(yàn)中觀察到,物體從斜面下滑時(shí),斜面傾角越小其減速越小,然后把斜面和平面理想化為無(wú)摩擦的光滑面,通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)推理出了物體在無(wú)摩擦無(wú)阻力的光滑水平面上滑動(dòng)時(shí)速度應(yīng)保持不變,得到了慣性原理。牛頓為揭示萬(wàn)有引力而想象的能從山巔上以不同速度發(fā)射炮彈的大炮,愛(ài)因斯坦為說(shuō)明同時(shí)相對(duì)性而想象的“愛(ài)因斯坦火車”,都是理想實(shí)驗(yàn)的典型代表。質(zhì)點(diǎn)、剛體、點(diǎn)電荷、單擺、彈簧振子等物理模型也是理想實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物。
科學(xué)推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法極大促進(jìn)了后來(lái)的科學(xué)研究,愛(ài)因斯坦對(duì)此評(píng)價(jià)道:“伽利略的發(fā)現(xiàn)及其對(duì)科學(xué)推理方法的運(yùn)用是人類思想史上最重要的成就之一,標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴我們,基于直接觀察的直覺(jué)結(jié)論并不總是可靠的,因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)會(huì)引向錯(cuò)誤的線索”[8]。
1.2? ? 科學(xué)探究能力的要素
美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》從科學(xué)研究和科學(xué)教育兩個(gè)角度給出了科學(xué)探究的定義,“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,科學(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)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)?!保?]新課標(biāo)從科學(xué)探究過(guò)程的角度進(jìn)行了定義,科學(xué)探究是“基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問(wèn)題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋,以及對(duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力?!保?]兩者的切入角度、描述方式不同,但均體現(xiàn)了科學(xué)推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的現(xiàn)代科學(xué)精神。
實(shí)驗(yàn)版課標(biāo)給出了科學(xué)探究的“提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制訂計(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”7個(gè)要素[1],新課標(biāo)給出了“問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流”4個(gè)要素[2],結(jié)合其他文獻(xiàn)資料,本文將科學(xué)探究要素簡(jiǎn)單歸納為圖2所示的5個(gè)要素。
問(wèn):發(fā)現(xiàn)并提出科學(xué)問(wèn)題。這里的科學(xué)問(wèn)題指的是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,在與已有知識(shí)的比較中產(chǎn)生的、可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的問(wèn)題。比如,對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng),“物體的下落規(guī)律是什么”是一個(gè)由觀察而產(chǎn)生的簡(jiǎn)單問(wèn)題,僅僅表達(dá)了對(duì)隱藏在現(xiàn)象背后的未知物理規(guī)律的好奇,但不是一個(gè)可以進(jìn)行探索的科學(xué)問(wèn)題。如果結(jié)合已有的知識(shí),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“物體自由下落的速度或距離與下落時(shí)間是什么關(guān)系”,這就變成了一個(gè)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量探究的科學(xué)問(wèn)題。
問(wèn)題意識(shí)和問(wèn)題能力是科學(xué)探究的核心。能不能提出高質(zhì)量的問(wèn)題,取決于對(duì)已有知識(shí)的批判性理解程度和高度。麥克斯韋在學(xué)習(xí)法拉第的《電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究》時(shí),雖然深為法拉第的力線思想所折服,但他并沒(méi)有迷信且止步于此,而是在批判性學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)了法拉第著作欠缺數(shù)學(xué)描述的不足。為解決這個(gè)問(wèn)題,他在《論法拉第力線》中用數(shù)學(xué)方法對(duì)法拉第的力線進(jìn)行了描述,此后沿著這個(gè)思路繼續(xù)研究電與磁之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系,為經(jīng)典電磁理論奠定了基礎(chǔ)。
猜:猜想,假說(shuō)??茖W(xué)家的科學(xué)研究活動(dòng),探尋的是未知的規(guī)律,需要在已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用邏輯推理、類比、歸納甚至直覺(jué)等思維方法,對(duì)未知規(guī)律進(jìn)行大膽猜想和假設(shè)。從伽利略的自由落體規(guī)律到牛頓的萬(wàn)有引力定律,以及電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)和原子模型的建立,物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,無(wú)不建立在科學(xué)家的大膽猜想和假說(shuō)基礎(chǔ)上。猜想不是毫無(wú)根據(jù)的憑空臆想,它是在對(duì)問(wèn)題和現(xiàn)象深刻分析的前提下,對(duì)已有物理模型的揚(yáng)棄,體現(xiàn)了科學(xué)家的創(chuàng)新思維能力和勇于突破固有認(rèn)識(shí)模式的想象力。
驗(yàn):實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證,體現(xiàn)了證據(jù)意識(shí)。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),猜想和假說(shuō)是否正確,需要接受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。要通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集證據(jù),就要具備良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,如設(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)方案、正確收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論等。此外,科學(xué)研究并不總是一帆風(fēng)順的,實(shí)驗(yàn)中會(huì)遇到各種挫折和失敗,因此要有不畏失敗的勇氣,持續(xù)保持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、求真求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
評(píng):評(píng)估和反思。從多個(gè)角度評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案、數(shù)據(jù)和結(jié)論的合理性,在此基礎(chǔ)上反思猜想和假說(shuō)并及時(shí)作出修正。相對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作本身,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)估和反思,需要對(duì)現(xiàn)代科學(xué)的基本原理有高水平的理解。比如,弗蘭克和赫茲在合作研究元素的電離電勢(shì)時(shí)發(fā)現(xiàn),只有電子動(dòng)能每增加4.9 eV時(shí),電子和汞原子才可能發(fā)生非彈性碰撞,這個(gè)數(shù)據(jù)與當(dāng)時(shí)理論預(yù)言的汞的電離電勢(shì)4.84 V非常接近,因此他們認(rèn)為4.9 V是汞的電離電勢(shì)。玻爾從原子模型的量子化躍遷假說(shuō)出發(fā),重新評(píng)估和反思了弗蘭克和赫茲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,認(rèn)為4.9 V不是汞的電離電勢(shì),應(yīng)該是與汞原子兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷相對(duì)應(yīng)的電子加速電壓。對(duì)同一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的兩種解釋大相徑庭,但正是這種從多個(gè)角度的反思,推動(dòng)了量子理論的進(jìn)步。
表:表達(dá),交流。撰寫(xiě)規(guī)范的研究報(bào)告;以口頭或書(shū)面的方式準(zhǔn)確地表達(dá)、反思和交流科學(xué)探究過(guò)程。
2? ? 高中生和低年級(jí)大學(xué)生科學(xué)探究能力現(xiàn)狀
張軍鵬和劉東方對(duì)中學(xué)生的科學(xué)探究能力水平做過(guò)定量評(píng)估[10-11],而對(duì)低年級(jí)大學(xué)生科學(xué)探究能力定量評(píng)估的文獻(xiàn)較少。根據(jù)國(guó)內(nèi)一些高校物理基礎(chǔ)課老師對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的觀察,結(jié)合前述兩篇文獻(xiàn)的結(jié)果,大體可以歸納出當(dāng)前高中生和低年級(jí)大學(xué)生的科學(xué)探究能力特點(diǎn)。
善于回答問(wèn)題,不善于提出問(wèn)題。如果老師給出一道已經(jīng)從實(shí)際情境中加工過(guò)的問(wèn)題,學(xué)生基本知道怎樣回答。但是,如果要求學(xué)生自己從具體情境或背景材料中凝練出能夠探究的科學(xué)問(wèn)題,則往往不知所措或不知所云。
有一定的推理猜測(cè)能力。面對(duì)開(kāi)放性適中的問(wèn)題,基本能夠綜合運(yùn)用邏輯推理、類比、歸納甚至直覺(jué)等思維方法,使用一定的物理模型對(duì)問(wèn)題給出猜測(cè)性的觀點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ写岣?。大部分學(xué)生有初步的證據(jù)意識(shí),能夠在老師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),有基本的數(shù)據(jù)分析能力和一定的誤差思想。但是,獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和完成實(shí)驗(yàn)的能力較差,特別是動(dòng)手操作能力較差,一些本應(yīng)在高中階段掌握的儀器(如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等)甚至都不會(huì)正確使用;不重視數(shù)據(jù)的真實(shí)性,存在拼湊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。
不善于從不同角度評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案、數(shù)據(jù)和結(jié)論的合理性,缺乏從實(shí)驗(yàn)結(jié)論反思實(shí)驗(yàn)原理或猜想的主動(dòng)意識(shí)。這可能與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多有關(guān),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲C實(shí)原理并加深對(duì)原理的感性認(rèn)識(shí)。另外,大部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)都有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生很少有機(jī)會(huì)對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較。
在“表”的方面相對(duì)表現(xiàn)較好。能夠撰寫(xiě)基本規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,可以與同學(xué)或老師圍繞某一主題進(jìn)行交流和溝通,但在表達(dá)的準(zhǔn)確性上有待提高。
3? ? 教學(xué)建議
3.1? ? 根據(jù)中學(xué)和大學(xué)的特點(diǎn)確定目標(biāo)
高中和大學(xué)最大的區(qū)別是面臨的環(huán)境不同。高中面臨高考升學(xué)的直接壓力,在現(xiàn)有考試評(píng)價(jià)體系下,主要通過(guò)書(shū)面答題的方式考查學(xué)生的核心素養(yǎng)。在此大背景下,中學(xué)比較注重課堂理論教學(xué),注重對(duì)知識(shí)的理解和掌握,一般采用傳統(tǒng)知識(shí)傳授式教學(xué)方式,學(xué)生的物理知識(shí)基礎(chǔ)較扎實(shí),有正確的物理觀念和較強(qiáng)的科學(xué)思維能力。但由于“講實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)”等不符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律現(xiàn)象的存在,導(dǎo)致學(xué)生“驗(yàn)”的能力較差,動(dòng)手操作能力普遍偏低,在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中拼湊和抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),欠缺嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向低年級(jí)大學(xué)生開(kāi)設(shè)的公共基礎(chǔ)課,在培養(yǎng)學(xué)生初步科學(xué)探究能力的意義上與中學(xué)的目標(biāo)一致。大學(xué)沒(méi)有高考升學(xué)壓力,面臨的環(huán)境相對(duì)寬松,實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)資源優(yōu)于中學(xué),有條件進(jìn)行科學(xué)探究能力全要素培養(yǎng)。但是,大學(xué)生來(lái)自全國(guó)各地,各地高考考試方案不同,學(xué)生的物理基礎(chǔ)差異較大。
因此,中學(xué)和大學(xué)應(yīng)立足各自特點(diǎn),取長(zhǎng)補(bǔ)短,協(xié)同進(jìn)行科學(xué)探究能力培養(yǎng)。中學(xué)要發(fā)揮課堂理論教學(xué)的優(yōu)勢(shì),創(chuàng)新教學(xué)方式,探索“問(wèn)、猜、評(píng)、表”能力培養(yǎng)途徑;課內(nèi)與課外相結(jié)合,補(bǔ)充“驗(yàn)”的短板,增強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,特別是動(dòng)手能力。比如,使學(xué)生課外以小組合作的方式熟悉游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、秒表等基本器材的使用,課堂上老師對(duì)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。加強(qiáng)課外探究實(shí)驗(yàn)建設(shè),全要素培養(yǎng)科學(xué)探究能力。課外探究實(shí)驗(yàn)的數(shù)量不一定要多,但質(zhì)量要高,要滿足“題目有適當(dāng)挑戰(zhàn)度,結(jié)論有一定開(kāi)放性”的原則,比如讓學(xué)生分析研究物體的形狀、密度等對(duì)其下落運(yùn)動(dòng)的影響等。大學(xué)要立足學(xué)生科學(xué)探究能力現(xiàn)狀,面向不同基礎(chǔ)的學(xué)生開(kāi)設(shè)相應(yīng)的通識(shí)課,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)彌補(bǔ)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ偷亩贪澹訌?qiáng)課外自主實(shí)驗(yàn)建設(shè),完善科研訓(xùn)練計(jì)劃、學(xué)科競(jìng)賽等拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制,全要素鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力。
3.2? ? 正確理解科學(xué)探究過(guò)程和能力要素
科學(xué)探究能力的核心是科學(xué)推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的現(xiàn)代科學(xué)精神,要素只是其外在表現(xiàn)形式。每次教學(xué)活動(dòng)目標(biāo)可以只針對(duì)一個(gè)或幾個(gè)能力要素,不一定每次都要經(jīng)歷完整的探究過(guò)程。比如,理論教學(xué)中適當(dāng)穿插一些物理學(xué)史,使學(xué)生了解概念和知識(shí)的形成過(guò)程,養(yǎng)成正確的科學(xué)知識(shí)觀。通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)問(wèn)題并進(jìn)行猜測(cè)性解釋,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)或者給定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、評(píng)估和反思的能力。再如,給出兩物體碰撞前后的運(yùn)動(dòng)視頻,指導(dǎo)學(xué)生獲取并分析物體位置隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù),計(jì)算碰撞前后物體速度、動(dòng)量和動(dòng)能的變化,討論動(dòng)量和動(dòng)能是否守恒、守恒或不守恒的原因是什么等問(wèn)題。
3.3? ? 探究式學(xué)習(xí)與接受式學(xué)習(xí)相結(jié)合
探究式學(xué)習(xí)和接受式學(xué)習(xí)既相互區(qū)別又互為補(bǔ)充,是矛盾的統(tǒng)一體,都服務(wù)于科學(xué)探究能力培養(yǎng)。要精心選擇探究的內(nèi)容,太簡(jiǎn)單和容易理解的內(nèi)容沒(méi)有探究的意義,遠(yuǎn)超學(xué)生能力的內(nèi)容會(huì)挫傷學(xué)生的探究興趣,探究?jī)?nèi)容的難度要符合學(xué)生的認(rèn)知水平。一節(jié)課上探究實(shí)驗(yàn)不宜過(guò)多,探究的目的是核心精神的培養(yǎng),不能為探究而探究。對(duì)于一些簡(jiǎn)單易理解的知識(shí)、難度較大的知識(shí)、適宜由科學(xué)推理推導(dǎo)的結(jié)論,可以采用接受式學(xué)習(xí)方法。
4? ? 結(jié)束語(yǔ)
科學(xué)探究能力培養(yǎng)是大學(xué)和中學(xué)教育長(zhǎng)期關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn),雖然在我國(guó)已經(jīng)有近二十年的發(fā)展,但與注重知識(shí)傳授的傳統(tǒng)教育理念相比,仍然是一個(gè)新生事物,需要在教學(xué)理念、教學(xué)方式、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面繼續(xù)進(jìn)行研究和探討。
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(欄目編輯? ? 廖伯琴)