科学探究 多媒体技术与物理新课改

一、科学探究的三重含义

新一轮课程改革强调“科学探究”是科学学习的核心，课程标准中提倡探究式学习，旨在将学习重心从过分强调知识的传承与积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识的转化，从而培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识，落实新课程的三维目标。科学探究是让学生经历与科学工作者搞科研时的相似过程，学习知识、培养能力、体验乐趣，掌握科学的研究方法，领悟科学的思想精神。它有下面三重含义：

第一 它是一种学习方法。强调学生不断地发现问题、解决问题，在这个过程中获取知识、体会科学方法、受到情感态度价值观熏陶。

第二 科学探究本身也是学习的内容。课程标准中把科学探究作为重要学习内容，在内容标准里单独设立主题，明确提出发展科学探究能力所包含的基本要求。事实上，平常我们所说的知识包括陈述性知识和程序性知识，怎样进行科学探究属于程序性知识。

第三 科学探究还是一种精神。要用这种精神探索和研究自然规律，也要用这种精神学习整个课程中所有内容。

二、获取知识的本领比知识本身更重要

科学的本质是对未知事物的探究，科学探究是科学学习的核心。科学探究活动在科学学习中具有重要价值，通过“做科学”来学科学 ，学生可以把科学知识、观察推理和操作技能结合起来，从而能动地获得对科学的理解。通过科学探究活动，学生不仅可以学到科学知识，还可以经历学习的过程，了解科学方法，可以受到科学价值观的熏陶。所以，我们在具体教学中应该尽可能地提供机会让学生在力所能及的范围内从事科学探究。

物理新课程将科学探究作为新课程的核心内容，其目的就是培养学生的科学素养，使学生学会运用一定的思维程序去探索科学知识，这种思维程序的核心通常包括七个要素，即：提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作，其中最难把握的要素是“提出问题”，创造性思维最活跃的要素是“猜想与假设”。科学探究的学习与科学内容的学习一样，都遵循循序渐进的原则，司南版八年级新教材也体现了这一原则，将科学探究的每个要素分别渗透到不同的章节，每一章突出一个探究要素。例如，在第二章强调了“进行实验与收集证据”；第三章突出了“提出问题”；第四章则注重“制定计划”；第五章关注“猜想与假设”；第六章训练“分析与论证”；第七章强调“交流与合作”、“评估”等。为了完成探究活动中的各个要素，还需要运用一些具体的方法，如控制变量法、等效法、模型法、类比法、转化法、归纳法等。在物理新课程教学中，教师要明确科学探究活动是新课程的主线之一，要不失时机的对学生科学探究活动进行指导，使其逐步形成良好的探究习惯和探究意识。例如，“探究串联电路中电流的规律”一课中，教师注意有意识的进行科学探究活动的步骤和方法的指导。具体而言，在“提出问题”环节，要想知道通过灯L₁的电流，电流表应放在何处测量？在实验中观察到灯L₁比灯L₂亮，是不是灯L₁中的电流比灯L₂中的电流大？“猜想与假设”环节：上述现象有哪些可能的答案？设计实验环节：a.实验器材　b.画电路图　c.写出实验步骤。“进行实验与收集证据”环节：a.连接电路　b.设计记录表格测量数据。“分析与论证环节”：a.测量的结果说明了什么？b.跟你的猜想与假设有何差异？你得出的结论是什么？“评估环节”：对探究串联电路电流规律实验设计的合理性、操作过程及测量结果进行评估。“交流与合作环节”：让学生把电流探究过程和同学们进行交流，改正错误完善方案，同时为自己的正确观点进行答辩。通过这样的科学探究活动可以使学生逐渐获得六种能力，即观察能力、提出问题能力、信息收集处理能力、分析概括能力和交流合作能力。

三、科学探究存在的误区

科学探究在新课程教学中越来越受到广大教师的重视，但由于其理论与实践目前尚处于探索阶段，许多老师对其认识未深入本质，实践操作中难免出现了各种各样的偏差，主要表现在：

第一 科学探究的“神话”倾向

有些老师认为科学探究高不可攀，它是科学家的创造活动，而这种活动又非常复杂，现行的中小学校不具备科学探究的条件，教学时间也不允许，充其量也只能对少数“尖子”学生开展科学探究活动，对大多数学生来说是不现实的。

科学探究意在“播种一种行为，收获一种习惯”（张维善语），那种把科学探究“精英化”、“社会化”的认识，其结果只让少数学生从中受益，违背了通过探究学习来提高全体学生科学素养的初衷。

第二 科学探究的“泛化”倾向

“泛化”有两种表现，其一是，一些老师认为只要在平常教学的引入部分提出一些实践性问题，组织学生去思考讨论，便已经把原有的传统教学模式转化为探究式学习；其二是，另一些老师认为所有的科学知识都要以科学探究的形式去学习，是实验教学就要设计成探究性实验。

探究式学习与体验式学习、接受式学习一起被称为人类三种主要学习方式，新课程倡导用科学探究方法进行教学，同时提倡学习方式的多样化。教学方法选用要根据学生的现状、教学内容的性质、教学目标等来通盘考虑。我们不能“矫枉过正”，在采用新手段、抛弃老方法的时候，不要将婴儿与洗澡水一起倒掉（马克思语）。事实上，如果只要求学生掌握某个结论，那么讲授法或许就能达到目的；如果必须要学生了解过程与方法，以便更好地掌握概念、规律等，那么，教师需要设计一个“探究活动”；同样，探究教学必须有符合学生探究的课题，像那些靠机械记忆加简单推理即可获得答案的问题是谈不上探究的。我们知道，实验包括练习性实验、验证性实验、测量性实验、探究性实验等多种形式，所有知识、所有实验都去探究，不仅违背教学规律，也必然浪费时间，且不会达到应有的效果，是对新课标、新教材注重探究性学习的一种误解。所以，那种没有找到探究学习特性、载体和适宜对象的情况,是不可能实现探究学习所追求的教育目标。

第三 科学探究的“僵化”倾向

持这种倾向的人认为：科学探究就是要经历“提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作”七个环节，每一探究活动都要按这个模式进行；探究活动对学生来说必须是全开放的；探究活动必须通过学生亲自实验获取直接经验。

物理课程标准中指出了科学探究的七个要素，“要素”不同于“环节”，一个教学过程缺少必要的环节就会中断。“要素”是科学探究的标志，在具体实施过程中，它是系统的，又是灵活的，其系统性在于可以展开一系列的活动，其灵活性在于这些要素可以增减、替换、改变出现的顺序，乃至某一要素的反复调用，即科学探究可以包含全部要素，也可以只有部分要素。事实上，学生对任意一个课题能自由地或自发地进行探究并得出有意义的结论，这种可能性通常是不大的，这就要求教师在科学探究设计中要把握好“指导”与“开放”的程度，如“提出问题”，按照问题的来源，我们可以把它分为三个由低到高的不同层次：①学生根据教师、教材或其它途径直接给出的问题进行探究；②教师创设情境启发学生提出问题；③学生自行提出问题。层次越低教师的指导性越强，层次越高探究的开放程度越大，层次的高低是一个逐步训练、不断培养的过程。物理学是以实验为基础的一门学科，从整体上说实验推动了物理学的发展，但决不是说，物理学中的每一个规律都“应该”或“可以”直接有实验总结出来，所以说，即便没有实验的教学过程，也可以成为科学探究，如以文献资料、类比论证、理论推导等方式进行的科学探究等。

第四 科学探究的“表面化”倾向

有的教师课前布置学生预习教材，上课时让学生自主猜想和探索可能存在的结论。但由于教材演绎知识的呈现方式，往往使学生被动接受现成的结论，学生在已知结论的前提下无法进入真实的发现和探究，或者假探究或者直接运用结论不进行探究了；有的教师对探究的目的不明确，对探究过程设计不清晰，导致学生盲目探究甚至探不出个所以然，最后只得由个别学生或教师自己给出结论；有的教师对学生在探究过程中轻易就作出判断或得出结论的现象视而不见，不注意引导学生持科学的态度和精神进行探究；有的教师虽然让学生经历了探究过程，但不关注探究意识的培养，课堂表面上热热闹闹，但学生并没有深入思考，思维没有被真正激活。总之，这些问题直接导致了课堂教学为探究而探究，使探究流于表面的形式。

科学探究始于问题，而非结论。教学中应让学生亲历探究过程，安排足够的时间让学生把各种想法、观点进行充分的交流与讨论。一堂教师唱主角，个别学生唱配角，多数学生是观众的课不是一堂好课。科学探究需要教师精心设计，但由于探究的创造性特点，常会出现一些始料未及的地方，这时教师应因势利导，通过师生激荡共鸣，共同完成“动态生成”，此乃科学探究的至高境界。单纯的发散性思维和单纯聚合性思维过程都不是真正的创造过程，这就要求教师不仅要引导学生通过发散性思维来提出各种各样的看法，同时还要在必要的地方让他们应用聚合思维来整理归纳这些观点，避免无效或低效的探究学习。

四、信息技术与物理学科的整合，发挥多媒体在物理教学中的作用

实现信息技术与学科教学的整合，就是要鼓励各个学科教学中广泛应用信息技术手段，充分利用现代信息技术和信息资源，改革教师教的方式和学生学的方法，从而培养学生探究、实践、思考和综合运用的能力，最终达到利用信息技术改善学习的目的。

新课程中多媒体教学正以它特有的魅力吸引着越来越多的师生。多媒体技术能够提供界面友好、形象直观的交互式学习环境，提供图文声像并茂的多种感官刺激，还能以超文本、超链接方式组织、管理知识信息，形成合理的教学结构，达到最优化的教学效果。

利用多媒体教学的声图并茂，可以激发学生的学习兴趣。例如：在学习“机械运动”时，运用多媒体演示第一次世界大战期间，法国飞行员抓到子弹画面，表明子弹和飞机相对静止，让学生观其形，闻其声，体验多种信息的融合。

利用多媒体的直观性和动态性，帮助学生理解一些抽象的概念，使之形象化、具体化。例如：学习分子动理论、电流、电压的内容时，学生对这些概念的理解比较困难。分子的运动、电流、电压是看不见，摸不着（得）的，用多媒体课件演示分子的热运动，电流的形成，电压的作用可以变抽象为形象，降低了难度。学生凭借这些感性材料对事物进行有效的分析与综合、抽象与概括，从而培养学生的分析概括能力。

利用多媒体的交互性，使学生有更多的机会参与。例如：在复习光学内容时，学生在网络环境下进行系统的复习，大家课前查找了许多网站搜索相关内容，课堂上每人一台电脑利用网络对光的直线传播、光的反射、光的折射内容进行分类复习，从光学现象、光学规律和实际应用等层面展开讨论、交流与合作，学生共享信息资源，构建了一个以学生为中心的、个性化的、围绕问题展开的自主合作交流探究式的学习平台。

利用多媒体教学的大信息量、大容量，可以有效节约教学的空间和时间。对教师和学生来讲，在相同的时间里，完成更多的教学任务和学到更多的知识，是非常重要的。在物理新课程的实施过程中，每一章节的内容和信息量都非常大，恰当地运用多媒体教学可以有效的节约时间。

五、多媒体教学中存在的误区

误区一：以辅代主

在实际的教学活动中，多媒体技术是为收到预定的教学效果而使用的一种辅助手段。如果过分地依赖多媒体技术，教师就必然多媒体技术的奴隶，只起到播音员和解说员的作用，而发挥不了主导作用。事实上，教学是技术和艺术的有机结合体。

误区二：用教师的活动代替学生的思考

有的老师在利用多媒体辅助教学时，本着灌输知识的目的，上出了一“点”到底的“流水课”。在教学活动中，要发挥学生的主体作用，在应用多媒体进行教学时，必须注意不能让电教媒体挤占学生的分析思考、自学探索、理解消化的时间。俗话说，一个茶杯有空位方能盛水。

误区三：用虚拟实验替代动手操作

物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验是物理理论赖以产生和发展的基础，是物理理论运用于生产实践的桥梁和中介，所以实验教学的功能是不能用多媒体来替代的。虚拟实验还存在可性度问题，不利于学生动手能力的培养，更不利于学生科学品质的养成。当然，对于一些不易观察、有危险性、现有条件不能进行的实验，用多媒体来模拟是对真实实验的有效补充。

误区四：教学手段先进，教育思想便先进

多媒体技术能创设情境，激发学生的学习兴趣，使传授知识和发展智能、培养素质统一起来。但一些教师认为只要教学手段先进了，教育思想便也先进了。于是有些教师打着多媒体辅助教学这一现代教学手段的“旗号”，实施传统的教学，把过去的“一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔”的“人灌”改变成“一张嘴、一个话筒、一个手提、一个投影仪”的“机灌”，把“以教师为中心”演变成了“电脑+教师”为中心，学生依然是被动的接受者，换汤不换药。

误区五：众体皆罢黜，独尊多媒体

多媒体辅助教学有着明显的优点，于是有些教师便片面追求多媒体辅助教学，甚至形成无多媒体不上公共课的歪风，而其所设计的所谓多媒体课件，只是简单的文字堆积加图片，“黑板搬家” ，这样大材小用，造成大量资源浪费。所以，教师应根据教学需要选择合适的媒体手段，让多媒体与其它常规媒体有机结合，“和平共处”，找到它们的结合点，不能一味赶时髦。

误区六：公开课现形，非公开课匿迹

有些学校，尤其是多媒体初步开展起来的学校，多媒体只是上公开课时才用一用。于是，为了一堂公开课，授课教师思苦战数日或请人代做一个课件，而在平时的教学中，多媒体销声匿迹，有表演作秀之嫌。多媒体辅助教学不仅仅是用于上公开课，更要体现在平常教学中。课件的制作我们不妨采取“拿来主义”的方式，对下载的课件，资源库中素材进行重新组合编辑加工，重要的是能解决问题，体现实用性和实效性。