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導語：在科學探究的要素的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：藥學；情景模擬；綜合素質；教學模式
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0222-02
醫藥學教育最基本的要求是強調對學生進行全方位培養，傳統的醫藥學教學模式著重知識傳授，忽視綜合能力的系統訓練，已不能適應時代進展。我國醫藥學高等教育工作者面臨著“從藥品供應為主到指導患者合理用藥為主”、“從面向藥品到面向患者”的兩大轉變。新的藥學教育模式對藥學人才的培養提出了更高的標準，它要求高等醫藥學院校不單要進行醫藥學科學教育，也要進行人文素質教育；不光傳授醫藥學知識和培養技能，也要培養學生密切理論與實踐的結合，使學生在校期間對職業崗位的要求有明確的認識，及早地接觸職業實踐，融“教、學、做”為一體。情境模擬教學模式可使學生由被動聽課轉為主動參與教學活動，培養學生的參與意識、競爭意識、團結協作精神和社會適應能力。基于情境模擬的教學模式是可以將自然科學知識與人文社會知識相結合；我們在此改革過程中可探索有利于學生個性發展的機制。我們將就案例引領、創設情境、模擬藥房、開放性實踐教學等多種靈活多樣的情境模擬教學模式在藥學生素質教育教學中的運用進行研究和總結。
一、情境模擬教學模式實施方案及內容設計
1.案例引領?！耙圆±秊橐龑У慕虒W”（Case-Based Study，CBS）模式在藥學教學中的設計理念是以病例為先導、以學生為主體、以教師為導向，強調培養學生的綜合素質。例如，在“毒奶粉事件”等貼近生活又與藥物毒副作用有關的重大社會案例發生時，學生從新聞中了解到很多食用三鹿集團生產的嬰幼兒奶粉的嬰兒被發現患有腎結石，隨后在其奶粉中發現化工原料三聚氰胺。由于奶粉等很多食品在檢測蛋白質含量時，為了方便，使用測定食品中氨的含量，就可以換算成蛋白質含量，不法分子在奶粉中添加三聚氰胺這種有毒物質，以便使奶粉在檢測時蛋白質含量變高。老師可聯系到檢測蛋白質含量實驗的原理，并組織學生討論更安全的蛋白質含量檢測方法；老師還可以引領學生由三聚氰胺引起腎結石的原因和后果，總結其他易導致腎結石和腎損害的臨床用藥副作用發生的機理及防治腎損害的措施。
2.創設情境。按臨床常見病編寫糖尿病、高血壓、感冒等病例的“情景模擬”劇本，展示患者的臨床癥狀及體征，讓學生根據所學的藥理學知識討論病人病癥并選擇合適的藥物進行治療，最后在教師的分析指導下，引出正確的診斷和治療藥物，強化課堂教學效果。
3.創建模擬藥房。在實驗室為藥學專業學生建立模擬藥房、建立“藥品展示柜”，教學內容完全模擬真實藥房的工作，使學生更直觀地感受理論知識。
4.開展開放性實踐教學。一是在校學習后期，利用節假日，帶領學生開展社會實踐活動；二是在實習期間要求學生建立“藥歷”，寫與藥學服務有關的畢業論文。實習過程中通過郵件與學生交流實習心得，解答實習中遇到的問題，實現“教學相長”，增進師生情誼。
二、藥學本科生情景模擬教學模式的實施效果
1.加深了藥學本科生對醫藥學知識的理解和掌握。情景化學習理論最初源于吉布森（Gisbson）的支撐理論和維果斯基（Vygosky）的社會學習理論。他們認為學習發生在有意義的背景中才是真正有效的；完整的知識是在真實的學習情境中獲得的。病案教學的重要特點之一，就是為藥學本科生提供一種有意義的學習動機和背景。在情景模擬過程中，沒有臨床處理經驗的藥學本科生可能會犯很多錯誤，甚至導致虛擬患者的死亡。但是，這種情景模擬會激發藥學本科生去思索和探討“怎樣給病人用藥才使治療效果最好而且副作用最小”，“存在多種藥物治療方案時如何針對患者的個性化特點進行選擇”等。采用情景模擬教學模式能使學生從被動的學習轉變為主動的學習，帶著自己感興趣的問題去查閱書籍和文獻，分析和解決情景模擬病例中的問題。情景模擬教學模式將基礎理論中的知識點融入到臨床病例中，加深了學生對所學知識的透徹理解，使學生對知識點的理解更加深刻、掌握更加牢固，真正做到了學以致用。
2.提高了藥學本科生的臨床思維能力。我國傳統醫藥學教學以疾病為中心，學生按照人體解剖學、病理學、生理學、藥理學等不同的學科來學習醫學知識，對疾病的了解缺乏整體性。由于書本上教授的基本上都是最典型的病例，而臨床實踐中的病例千變萬化，臨床藥師要想從藥學生轉變為真正的臨床藥師，就必須學會將從不同學科中學習到的知識綜合運用到病人身上，這就是臨床思維能力的培養過程。情景模擬教學模式就是培養臨床思維能力的重要方法。情景模擬教學將藥學生帶入模擬的臨床環境，雖然這種環境是虛擬的，但是有經驗的指導老師可以將此環境設計得與臨床情景十分貼近。藥學生在模擬訓練過程中需要解決臨床問題，就要逐漸學會如何將既往所學習的橫向知識進行縱向的加工與整合，構建起解決實際問題的思維體系。在情景模擬教學中，藥學生在指導老師的幫助下能盡快形成良好的臨床思維能力，從而減少了對臨床工作的陌生感，縮短了從藥學生到臨床藥師的過渡時間。同時，促進學生形成正確的職業態度與行為習慣，人際溝通能力包括與患者交流的方法和技巧更成熟，更加同情和關心愛護患者，更易養成認真負責的工作習慣，職業道德和職業技能更完善。
3.提高了藥學生的自學能力。現代醫藥學知識更新速度十分驚人，因此，要培養一名優秀的臨床藥師，與其“授之以魚”，不如“授之以漁”。對已完成所有藥學課程學習的藥學生，如果仍采用傳統的“教師授課”方式進行培訓，一方面，藥學生會因為缺乏興趣，導致學習效率低下；另一方面，藥學生只是被動地接受知識，缺乏探索及創新精神，學習能力難以提高。而情景模擬教學模式以“典型案例”為引導激發藥學生的學習興趣，并指導他們帶著問題去查閱文獻信息，對繁雜的信息去粗取精、去偽存真、歸納提煉，最終達到解決問題的目的。這種培訓模式改變了傳統的以“教師講授”為主體的教學方法，強調以學生為主體，培養了藥學生獨立發現問題、分析問題和解決問題的自學能力。
4.同時也加強了老師的教學技能培訓。在情景模擬教學模式培訓中，指導老師在培訓中的角色和任務都發生了變化。老師不但需要具備高水平的專業知識和技能，同時也要具備豐富的非技術性技能，而且還要深入理解并熟練掌握情景模擬教學的方法和技巧，他們由既往的知識傳授者轉變為探索者和引導者。在情景模擬教學過程中，藥學生是主體，指導教師的任務主要是“引導、分析和總結”，避免藥學生在教學過程中偏離主題，同時在適當的情況下指導和幫助藥學生構建清晰的臨床思路。由于許多指導教師開始尚不適應這種培訓模式，因此，有必要對其進行相關的教學技能培訓，以保證情景模擬教學模式的順利實施。
綜上所述，情景模擬教學法從臨床實際出發，設置懸念，能啟發藥學本科生的探索精神，增強學習愿望，是一種寬松、和諧、開放的教學模式，這種模式以學生為主體，以模擬情景為依托，使學生在逼真的環境中提高學習能力，主動地學習。與傳統教學模式比較，具有重點明確、目的性強的特點，對增強學生的學習興趣，促進學生的學習主動性及提高學生的交流合作能力都有很大幫助，是符合醫學教育現狀的，有利于保證教學質量的一種有效的教學模式。將情景模擬教學法應用到藥學本科生教學中，還有利于教師隨時測評自己的教學效果，有利于提高教學活動中師生的相互交流與互動，為推進素質教育起到積極的作用。同時能彌補傳統藥學教育的缺陷，促進藥學本科生實現從藥學生向臨床藥師的轉變，逐步成為一名醫德醫風皆優、綜合能力齊備、整體素質優良的臨床藥師。
參考文獻：
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一、 認為物理探究教學是唯一的方式
物理課程標準指出:物理課程突出科學探究,但探究只是一種讓學生理解科學知識的重要學習方式,并不是唯一的方式。可是,一些物理教師由于知識和認識上的原因,在教學任何問題都要用物理探究的方法。事實上,課堂中有效的學習要依靠多種不同的教學方法,所有的科學知識都只用一種方式來教是低效的。在選擇具體的教學方法時,一個比較明智的做法是將教學內容、教學目標、教學方法和教學對象有機地結合起來考慮。如果只要求學生掌握某個結論,那么講授法也許就能達到目的,如果必須要學生了解過程與方法,以便更好地掌握概念、規律等,那么教師就要考慮設計一個探究過程。也就是說,具體選擇哪種教學方法或哪幾種教學方法的組合,關鍵看想要達到什么目的,而不是一味提倡物理探究,徹底拋棄其他方法。
二、 把物理探究按照一定的步驟進行
物理課程標準指出:進行科學探究的方式是多種多樣的,其基本過程一般包括提出問題、進行猜想與假設、制訂計劃與設計實驗、獲取事實與證據、檢驗與評價、合作與交流等六個要素?？墒?許多物理教師卻把要素誤認為是環節,在每次探究活動中都不敢遺漏任何一個要素,按部就班地忠實地執行這六個要素。這種步驟化的課堂探究,由于過分追求探究過程的完整性,在時間上是很難保證的,即使做到了,對每個要素的挖掘也只能是淺嘗輒止。因此,對于一個具體的探究活動,不應是所有的要素都要強化。學生應該在哪個要素上花工夫,或者說,探究活動的主要能力目標是哪個要素,應根據課題的特征、知識的循序漸進要求和學生的身心特點等進行合理和全面的規劃。這樣一節課雖然只突出了某一兩個要素,但不同的課題分別突出了不同的要素,學生所得到的將是深入和全面的發展。
三、 認為物理探究就是物理實驗
物理是一門以實驗為基礎的自然學科,許多物理探究活動都涉及實驗,并要求在設計和動手實驗過程中培養學生的協作意識、探索精神和探究能力。于是,一些物理教師將科學探究與學生動手實驗簡單地等同起來,認為科學探究就是讓學生更多地動手做實驗,所有的探究活動都要經過實驗。其實,這是對科學探究的一種錯誤理解,雖然實驗是物理學科的基礎,但絕不是說,物理課上中的每一個規律都應該或可以直接由實驗總結出來。沒有實驗的教學過程同樣可以總結出規律,同樣可以是物理探究,如根據實驗推理等,它們同樣具有重要的意義。此外,由于有的動手操作實驗并不能保證學生思維的真實投入,也不是真正意義上的探究。物理探究不僅涉及邏輯推理和實驗活動,同時還是一個充滿創造性思維的過程。
四、 認為物理探究就是合作學習
物理課上要鼓勵學生合作學習,利用協作性的小組形式積極開展探究活動。因此,物理教材中設計的探究活動大多以小組合作的形式呈現,公開課上的探究活動也以小組合作的形式展開,日常教學中由于缺少實驗器材等原因,探究活動更應以小組合作的形式進行,久而久之,使許多物理教師認為物理探究活動必須小組化、合作化。客觀地說,小組合作探究確實是一種重要組織形式和教學策略,但這并不是說不需要獨立探究了。英國著名科學哲學家卡爾波普爾曾指出:“一個成功的探究者必須學會做一個獨行者。”通過獨立探究,可以使學生獲得第一手的感性認識,有利于學生形成鮮明的表象,為科學概念的建立及其科學知識的應用打下堅實的基礎。如果沒有獨立探究,談不到創造,只能亦步亦趨,照貓畫虎,創新也就成為一句空話。
【關鍵詞】高中物理 探究學習 教學設計
21世紀是創新教育的世紀，當今時代，不再是以擁有知識量的多少作為衡量一個人素質高低的唯一尺度，創新和實踐能力成為衡量人才素質高低的關鍵因素。實踐證明，探究教學更有利于培養學生獨立思考的習慣，激發學生的創新意識，開發學生的創新潛力，拓寬學生獲取信息的渠道，全面提高學生的科學素養。
目前，在我校高中物理探究式教學實驗逐步深入開展并已積累了一定實踐經驗的條件下，探索和提出探究式教學模式，有利于教師進行較規范的、具備參照系的、便于操作的探究式教學。本文結合本校開展探究式教學的實踐經驗，對本校特色的高中物理探究式教學模式進行初步探討。
一、高中物理探究式教學原則
設計任何一種探究式教學模式，首先要明確的重要問題之一，就是設計這種教學模式的指導原則，因為指導原則制約著探究式教學的目標、形式、內容和方法。筆者認為設計高中物理探究式教學模式應明確以下幾個基本原則：
1.自主性原則。在探究式教學中，學生是學習的主人，教師應盡量將時間和空間留給學生，讓學生自主思考，積極討論，突出學生的親自感悟能力，培養學生的多向思維。但探究的關鍵不在于探究所用時空的數量，而在于學生自主思維的廣度和深度。根據教學內容和學生的探究能力水平，通常我們可以采用教師引導學生探究和學生自主探究兩種形式或兩種形式相結合的方式。很多時候，教師在探究活動中既是引導者也是合作者，教師的作用就是設計、組織、協調和點撥學生自主探索與合作交流，激勵學生的探究興趣。當然，我們強調探究式教學的自主性并不是任學生自由發展，而應是整個探究活動在教師的合理調控之中。最關鍵的是自主性不僅體現在時間上，而且要體現在學生思維的主動擴展上。
2.靈活性原則?！缎抡n標》指出：“在學生的科學探究中，其探究過程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。”因此，我們可以稱前一種情況為部分探究，后一種情況為完整探究。通常一堂課僅40分鐘，要涉及所有探究要素較難，特別是在探究式教學剛開始實施階段，讓學生自主完成完整的七個探究要素更是不現實的。因此，采用部分探究還是完整探究，主要應根據所探究的問題、在某一問題中各要素體現的價值、難易程度以及探究所需時間來決定。學生在各個探究要素中的能力表現往往是不一樣的，在有些探究要素中，學生自主性較強，能獨立駕馭；在有些探究要素中，學生不能獨立進行，需要教師做必要的引導或點撥。因此，教師需要靈活地選擇探究的側重點和相對應的探究要素，開展探究式教學。
3.漸進性原則。學生對科學探究的學習需要有一個過程，因此，探究式教學模式的設計應遵循循序漸進的原則。教師所采用的教學模式應該是由教師調控探究逐步發展為學生自控探究；所探究的問題也宜由淺入深，由簡單到復雜。在探究活動中，教師應先著重培養學生的一種探究意識，讓學生學會觀察，能發現問題、提出問題，進行大膽猜想，嘗試解決問題或提出解決問題的設想，在教師的幫助、引導、示范下感受科學探究的過程，然后再逐漸向更規范、更完整的科學探究層次發展。
探究式教學形式也是多樣的，既可以是實驗式的探究也可以是理論式的探究。前者是指在科學探究過程中主要通過做實驗來解決提出的問題，后者則是主要通過演繹、歸納等推理方法來解決提出的問題。同時，探究式教學的內容可以是《新課標》要求的內容，也可以是與《新課標》科學內容相關的交叉學科的內容，還可以是貼近學生生活、聯系社會實際的內容等。
二、高中物理探究式教學教案設計要素
教學教案是教師教育思想、智慧、動機、經驗、個性和教學藝術的綜合體現，探究式教學的教案設計更應突出探究式教學模式的特點。因此，教師在寫教案時，教案設計應包括以下幾大要素：
1.探究目標。包括知識與技能，過程與方法和情感、態度與價值觀三維目標。
2.探究重、難點。為充分培養學生的科學探究精神，在探究式教學過程中，一定要弄清哪些是探究的主要部分，哪些是探究的次要部分，哪些是重點、難點知識，只有這樣才有利于引導學生圍繞重點、難點展開思考并發現疑點。
黃恕伯：從2001年到2011年的新課程實施中，科學探究教學在物理課程中得到了重視，教師們對科學探究的理解已經從文本認識上升到實踐體會。但在這段過程中，對科學探究的理解主要是關于科學探究的基本要素方面，即物理科學探究的提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析論證、評估、交流與合作這七個要素的含義，思考在探究中怎樣體現這些要素，從而發展學生的探究能力。而對于科學探究教學中出現的一些矛盾，仍然存在著一定的困惑。例如，科學探究有非常完備的探究環節和豐富的探究過程，學生要自主經歷七個要素，需要花費大量的時間，然而課堂時間是有限的，課堂中除了科學探究活動之外，還有其他教學任務需要完成。很多教師感到，只要課堂上進行科學探究，時間就不夠用，構成了“豐富的探究過程和有限的探究時間”這一對矛盾。又如，科學探究提倡學生自主探究，但課堂中如果學生完全獨立地進行自主探究，教師不予指導，將會遇到很多困難，探究有時難以進行下去，而教師過多、過細地進行指導，又削弱了學生的自主程度，影響了學生探究能力的培養，這又構成了“學生自主”和“教師指導”的另一對矛盾。面對普遍存在的上述問題和困惑，初中物理課程標準的修訂，就要引導教師正確認識和處理這些問題。
2001年版物理課程標準有兩個科學探究案例，當時撰寫這兩個案例的目的，是為了使教師對科學探究的七個要素有所了解，第一個案例是課內的科學探究，陳述了“電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關”這節課的探究過程，并把全部過程劃分成了七個環節，分別貼上了相關要素的標題，通過具體情景對七個要素進行解讀。通過十年的實施，教師們對七個要素已經有了明確的認識，案例已經很好地完成了它的歷史使命，現已沒有繼續保留的價值了，當今要解決的，是如何引導教師消除科學探究中的一些困惑。因此，修訂時刪去了原來這個案例，重新撰寫了兩個課例，幫助教師們認識：課內的探究和課外的探究有什么區別，案例是怎樣處理以上兩對矛盾的。
新撰寫的兩個案例，一個是“什么情況下磁可以生電”，另一個是“探究凸透鏡成像的規律”。盡管這兩個課題的內容差別很大，一個是電學的，另一個是光學的，但是它們都有一個共同的特點，各個探究要素并不面面俱到：前一個案例側重于“提出問題”，后一個案例側重“分析和論證”。由于案例具有情境的支撐，教師閱讀后能具體地領悟到：課堂上實施科學探究時，七個要素不是面面俱到的，而是有所側重，屬于本課題所側重的要素，教師要舍得花時間，讓學生自主探究，少加指導；不屬于側重的要素，教師則可以通過指導，使探究過程可以很快進行下去。這就是說，課堂內的科學探究，通過“不同的課題側重培養不同能力”的辦法，來實現各種探究能力的全面發展。
因此，實施科學探究教學時，首先需要根據所探究課題的特點，分析和確定應側重的要素，隨后依據課程標準“科學探究能力的基本要求”的條目，通過教學設計，把這些基本要求轉化為學生在課堂上的探究行為，通過這些行為的積累，發展相關的探究能力。
《中國教師》：實驗教學是物理教學的重要組成部分，搞好物理實驗教學有利于加深學生對物理知識的理解，提高學生的操作技能，培養學生的探究精神，發展學生的探究能力。教師在實際教學中，如何優化物理實驗教學，實現上述實驗教學目標，促進物理實驗教學的發展？
黃恕伯：首先需要提高對實驗教學的認識。提到物理實驗，往往會把它和操作技能聯系在一起，在考查學生的實驗能力時，總是會想到通過某項實驗操作來考查學生的實驗能力，例如電表，游標卡、螺旋測微器的讀數，還有各種物理儀器的使用方法和操作注意事項等。其實，這些操作技能僅僅是物理實驗中收集信息能力的一小部分，而收集信息能力又是物理實驗能力的一小部分。物理實驗有著寬廣的含義，它包含提出問題、設計實驗、收集和分析數據、形成結論和表達交流等一系列過程。實驗的目的，是讓學生在這些過程中提高實驗能力，增強理論和實踐相結合的意識，養成嚴謹、求實的科學態度，發揚自主、合作的科學精神。物理實驗是有多維目標的。
物理課程標準中，凡是用“通過實驗”這一措辭陳述的知識內容，都必須通過實驗來實施教學。除此之外，為提高教學效果，教師還應盡可能創造條件做一些課程標準沒有規定的物理實驗。課程標準涉及物理實驗的條目共有30多條，這次修訂，課程標準在附錄中列出了20個實驗項目規定為學生實驗。這一舉措，確保了學生有一定的動手機會和自主探究過程，起到了強化實驗教學的作用。具體實施時，有條件的學校不應受20個項目的束縛，仍然可以把規定之外的一些演示實驗項目開設為學生實驗。例如“用電壓表、電流表測電阻”這個實驗，考慮到它的能力結構與“測量小燈泡的功率”完全重疊，而其知識內容又和“探究電流與電壓、電阻的關系”是一樣的，為了避免重復，20個實驗中沒有把它列入，但仍然提倡有條件的學校把它作為學生實驗來實施，因為實驗能力的培養并不是做一次實驗就可以完成的，能力的形成需要相應行為的積累。
當前有不少學校推行學案導學，對物理實驗來說，學案的設計應該有利于學生積極思考，有利于學生能力的培養，不要把實驗操作步驟按順序一條一條列給學生，讓學生呆板地按“施工單”的工序來施工，不求甚解地在實驗學案的空格中填空。當然，這樣可能比較容易得到預期實驗結果，教師或許能從學生填寫的“施工單”中獲得很好的感覺，但學生的能力得不到培養。
《中國教師》：2011年版課程標準強調物理教學與實際生活的聯系，這也是物理教學一直倡導的。您能給大家談談物理教學聯系實際的意義和價值嗎？教師在教學中如何做到這一點，可否給予一些指導意見？
黃恕伯：2011年版的課程標準進一步強化了物理知識跟生產、生活的聯系，更加關注知識的實踐應用。例如，在電磁感應的條目中，增加了“了解電磁感應在生產、生活中的應用”，在浮力的條目中，增加了“運用物體的浮沉條件說明生產、生活中的一些現象”，類似的補充，還出現在大氣壓、機械效率、焦耳定律等條目中。這些修訂，體現了課程標準對“從生活走向物理，從物理走向社會”理念的重視。
物理教學與生活實踐相聯系，將進一步增強學生的實踐意識，它不僅有利于學生養成良好的思維習慣，對學生的終生發展具有重要的積極意義，同時也對提高學生當前的學業成績具有現實意義。2011年昆明市中考題就考了這樣一道題：相距幾十公里遠的甲、乙兩地間的兩根輸電線上結滿了冰，利用乙地的直流融冰裝置（直流電源）給這兩根導線同時融冰，應怎樣連接？缺乏實踐意識的考生就會犯“紙上談兵”的錯誤，采用并聯電路，稀里糊涂地把直流融冰電源跟幾十公里外的輸電線用導線連起來，導致答案的錯誤。顯然，本題并不難在知識上，而是在一定程度上考查了學生理論聯系實際的思維習慣。增強學生的實踐意識，就能取得該類試題的高分。
要增強學生的實踐意識，就需要精選一些聯系實踐的教學內容充實課堂，例如跟學生生活聯系密切的內容、社會熱點內容、反映現代科技成果的內容等；讓學生估計生活中有關物理量的大小；用生活中隨手可得的常見物品（易拉罐、吸管、礦泉水瓶等）在課堂中做實驗，這樣既可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，也有利于增強學生的創新意識。
要增強學生的實踐意識，還要選擇優化的教學方式，對于聯系實際的教學內容，不要單調地采用“老師講、學生聽”這種聽覺灌輸式的低級方式，應該重視圖片、視頻、實物演示等視聽同步教學；有條件的，還應該讓學生通過自己動手獲得實踐體驗；進一步的教學設計，還可以融入富有趣味的學術性游戲；再高一個層次，讓學生經歷創造性地聯系實際解決問題的過程。上面列出的教學方式是一個遞進的優化過程，應該盡量設計優化的教學方式來實現知識和實踐的聯系。
《中國教師》：怎樣才能更好地理解和落實2011年版課程標準的宗旨和目標，是廣大教師要努力與奮斗的，對此，您還有哪些建議與要求寄予廣大教師？
黃恕伯：這次課程標準修訂的一個主要特點，就是在知識上向下作了微調，為減輕學生的課業負擔，適當地在個別地方降低了知識要求，例如把“知道波長、頻率和波速的關系”修改為“知道波長、頻率和波速”，不再對三者的關系提出要求，把“理解機械效率”下調為“知道機械效率”等。但“過程與方法”目標方面卻恰恰相反，是向上進行了微調，適當地提高了科學探究的要求，在公布的20個學生實驗中安排了9個科學探究實驗，而課改前教學大綱規定的17個學生實驗中研究性實驗只有一個半。在“情感·態度·價值觀”目標方面，也是向上微調的，不少知識點補充了與實踐相聯系的內容要求。
課程目標要求在結構上的這種微調，與當前迫切需要糾正初中物理教學某些弊端的現狀是吻合的。不少教師由于過分強調“知識”目標，隨意拔高知識要求，加重對知識與技能刻板訓練的強度，助長了學生的死記硬背，養成了學生的不良學習習慣，挫傷了學生的學習積極性，最終造成學生能力的低下，對學習的厭倦?，F實教學中的這種弊端，就是對“過程與方法”“情感·態度·價值觀”目標沒有引起足夠重視的結果。
關鍵詞:實驗探究 高考試題 實驗裝備
倡導科學探究是本次基礎教育課程改革的主要內容之一,其主要目的就是培養學生的科學探究能力,提升他們的科學素養?？茖W探究教學有多種方式,實驗探究是理科教學中較為普遍的一種。將科學探究與科學實驗結合起來,在探究中進行實驗,或者依托實驗進行探究,既能發展學生的實驗能力,又可以比較全面地培養科學探究能力。如何考查和評價實驗探究是當前理科教學中的重要問題,采用實驗探究試題來考查學生的實驗能力和探究能力不失為有益的嘗試。有鑒于此,本文試圖通過對高考實驗探究試題的分析,歸納出該類試題的特點,并在此基礎上對實驗裝備和實驗探究教學提出建議,以期對理科教學以有益的啟示。
一、高考對實驗及探究能力的要求
生物、化學和物理是傳統的理科科目,都屬于自然學科,都以自然世界為主要研究對象,實驗和探究是它們的共同特點。高考中進行探究能力考查也主要集中在這3門學科的試題中。新課改強調,實驗和探究不僅是理科教學的重要內容和學習方式,也是理科教學應當達成的課程目標。新課改高考也對實驗能力和探究能力明確提出了考試要求。為了說明在新課程改革后高考對實驗能力和探究能力的考試要求,下面以首次進行新課改高考的北京為例,分析和比較《2010年普通高等學校全國統一考試北京卷考試說明》中生物、化學和物理3科的能力要求,各科考試的能力要求見表1。
從表1可以看出:
1.3個科目都對實驗能力和探究能力提出了考試要求
實驗和探究都是自然科學的基礎,是自然科學發展的動力。在理科教學中,實驗具有不可替代的重要作用和地位,科學探究也同樣如此。因此,對實驗能力和探究能力進行評價,并在選拔性考試中作為一項重要的考查內容而提出明確的要求,也是情理之中的。
2.實驗能力的具體要求
3個學科對實驗考查的內容和要求基本相同:一是指明了所要考查的實驗內容,是教材所規定的實驗;二是提出了能力要求,要求考生能夠正確使用和選擇實驗儀器,能理解實驗原理和方法,能掌握應用相關操作,能夠收集、處理數據并對相關現象進行解釋、分析、說明和評價;三是考查的實驗類型有所改變,將探索性試驗和設計性試驗的考查劃歸于探究能力的要求之下?？傮w來說,實驗能力的考查要求明確,體現了實驗的基礎性地位,突出了實驗能力本身的內涵和意義,這將有助于高中理科的實驗教學和實驗備考。
3.科學探究能力的具體要求
3科均對學科問題的初步探究能力提出了要求,雖然詳略不一,但主要都包括提出解決問題的思路和方案、構建模型、設計實驗、進行實驗、收集和處理數據、得出結論、進行解釋和評價、進行修改和完善等方面。此外,物理學科還明確給出了信息獲取、問題提出等方面的要求。
4.實驗能力和探究能力的關系
3門學科的考試說明對于實驗能力和探究能力的陳述,出現了合并陳述和分開陳述兩種情況?；瘜W和生物就采取了兩種能力合并陳述。而物理學科卻不這么處理,不僅將兩種能力的要求分開描述,還將實驗能力歸于基礎能力層次,將探究能力歸于較高能力層次,即使在探究能力具體要求中出現了實驗能力方面的內容,也只限于實驗的設計。
科學探究的方式有許多種,實驗只是其中的一種,還有其他的方式和途徑,但是由于實驗在探究中的重要作用以及通過實驗進行探究所具有的實踐性、完備性和豐富性,實驗探究就成了探究教學最為主要的形式。探究能力的考查要依照探究教學的實際情況。從實驗探究教學出發,借鑒實驗能力考查的經驗,并將實驗能力和探究能力的考查進行一定程度的綜合,實驗探究試題就應運而生了,頻繁出現在各種考題中,成為紙筆考試考查探究能力的主要方式。
二、2010年高考實驗探究試題的分析
在高考理科綜合考試中,實驗探究試題是科學探究能力考查的主要形式。將實驗探究試題進行整理分析,找出其特點和規律,對于指導探究教學和高考備考都有重要的意義。2010年高考理科綜合實驗探究試題的情況見表2。
實驗探究試題在高考試卷中呈現出以下特點:
1.各卷各科均有實驗探究試題
除全國卷I,II因為尚未進入新課改高考,其余各卷都是新課改高考試卷,都對科學探究能力提出了考試要求。各套理綜試卷都有實驗探究試題,分值在12～60分之間不等,有選擇題、填空題、作圖題、簡答題、信息題等題型。有的試卷,3門學科均有實驗探究試題,有的試卷只有某一學科或者某兩門學科有該類試題。在新課改高考的13套試卷中,有6道化學實驗探究試題,生物13道,物理8道。
2.以考查探究能力為主,兼顧實驗能力
實驗探究試題主要目的在于探究能力的考查,實驗能力只是作為探究能力的一部分。實驗探究試題,對于實驗的考查多數集中在實驗原理、實驗步驟和實驗操作方法上,物理部分試題還考查了數據的處理,基本上沒有試題考查基本儀器的使用方法。
3.科學探究能力考查的特點
科學探究能力的組成要素,各學科之間存在著一定的差異,但是最為基本的要素卻比較一致。表2中整理出各道試題所考查的探究能力要素,呈現出一些特點:第一,各題考查的探究能力要素多寡不一,有的試題只考查了某一個或者幾個要素,有的試題考查的就比較全面;第二,有些探究能力要素出現的頻次很高,比如分析與論證、設計實驗,而另一些探究能力要素出現的頻次較低,甚至受到紙筆測試的限制而無法考查,比如提出問題、交流與評價;第三,由于學科特點不同,不同學科考查的側重點也不一樣,比如物理學科對于數據的收集和處理要求較高,物理實驗探究試題對這一要素考查的就比生物和化學要多一些;第四,科學探究能力要素的考查要求水平不一,有些要素的考查要求比較高,比如設計實驗、控制變量,有些要素要求的比較一般,比如評估、猜想與預測。
4.實驗探究試題取材科學、合理
實驗探究試題的素材內容豐富,源于教材,但不拘于教材,體現了學科知識與社會、科技、生活的聯系,反映了當前社會生產生活的現狀和特點,考慮了各學科之間的聯系。比如,化學試題對化工生產中相關化學知識的考查,物理試題對太陽能利用中的電學知識的考查,生物試題對諸如赤潮、抗旱等環保議題的關注。
實驗探究試題在高考試卷中頻繁出現,成為科學探究能力考查的主要方式,這種題型和考查方式在一段時間內還會繼續存在。對實驗探究試題的分析,把握其特點,了解其趨勢,對于我們改進探究教學和高考備考都有重要的意義。
三、實驗探究教學開展的建議
《考試說明》界定了高考對實驗能力和探究能力的要求,實驗探究試題呈現了考查的具體形式和內容。通過對它們的整理和分析,我們從中得到一些啟示,用以改進實驗探究教學,以期提高學生的探究能力和科學素養。
1.加強實驗教學,培養實驗能力
確保實驗的正常進行是開展實驗探究教與學的基本要求。實驗是探究的主要途徑,探究需要借助于實驗來推進,如果實驗不能正常進行,實驗探究也就無從談起。所以,必須加強實驗教學,培養學生的實驗能力。
實驗能力的培養要注意四個方面。第一,引導學生對科學實驗的興趣。教師要有目的地引導學生,把他們的興趣引向實驗能力的發展上來;第二,加強對學生實驗技能的訓練。必須加強演示實驗的示范講解、分組實驗的實操訓練,嚴格要求,嚴格操練,使學生掌握實驗儀器的主要性能和使用方法;第三,引導學生領會教材中科學實驗的設計思想和實驗方案。教材中的實驗給出了設計實驗的思想和進行實驗的方法,教師必須引導學生對這些思想和方法進行必要的歸納和總結;第四,鼓勵學生多做課外實驗。學生通過課外實驗可以獨立操作實驗器材、設計實驗方案、選擇實驗儀器、分析實驗數據、評價實驗結果和對實驗進行改進,因而可以更好地提高實驗能力。
2.把握科學探究過程,全面提高科學探究能力
經過幾年的摸索和嘗試,科學探究能力的考查逐漸有了發展,考查范圍覆蓋了科學探究能力的多個要素。從2010年高考實驗探究試題來看,考查了猜想與預測、設計實驗、控制變量、進行實驗、收集數據、處理數據、分析與論證、誤差分析、評估與交流等方面內容。這就要求在教學中,應該著眼于科學探究的整個過程,重視每個探究要素的教學,全面培養學生科學探究能力。
科學探究能力的培養要注意五個方面。第一,科學探究能力由科學探究內容、科學探究的過程和科學探究能力的品質這3個維度組成,培養學生的科學探究能力應該注重3個維度的協調發展,逐步形成完整而合理的結構;第二,科學探究能力的培養必須貫穿于科學內容的教學與探究過程中,并且將能力品質的訓練作為培養科學探究能力的突破口,要謹防科學探究中淡化理論思維的做法;第三,科學探究能力以科學知識和探究技能為基礎,科學探究能力的發展離不開知識的理解和技能的掌握,拋開具體的知識進行空泛的科學探究,不利于探究能力的發展;第四,教材中設置了不同的探究活動,比如實驗探究和理論探究,不同的探究活動可以有針對地培養探究能力的不同要素,教師要挖掘教材中的探究活動,有計劃、有步驟地培養各個要素;第五,引導學生將課內探究與課外探究結合起來,將課內學習的內容應用到課外探究中去,獨立開展探究活動,鍛煉自己的探究能力。
3.開展形式多樣的實驗探究活動,強化實驗探究訓練
實驗探究的形式多種多樣,可以是課內的實驗探究也可以是課外的實驗探究,可以是學生自主探究也可以是在教師指導下的實驗探究,可以歷經整個探究過程也可以著重某些探究環節。具體來說,實驗探究類型有:演示實驗探究、分組實驗探究、邊學邊實驗探究、課外實驗探究。演示實驗探究主要在于展示規范的實驗操作、激發學生探究興趣、引導學生觀察現象、啟發學生提出問題;學生通過分組實驗探究,可以訓練規范的實驗技能、體驗完整的科學探究、領悟實驗設計的思想和方法;邊學邊實驗探究將教師的主導作用和學生的主體地位結合起來,學生在教師的引導下圍繞著科學問題,通過科學實驗進行科學探究,在探究過程中可以很好地交流與合作,展開較為深入的討論和思考;課外實驗探究具有較強的獨立性和實踐性,通過課外實驗探究可以培養學生自主學習、勇于探究和嚴謹的科學態度。在教學中,要充分開展多種形式的實驗探究,通過不同形式的實驗探究,在探究目的、實驗器材、探究方案、操作過程、數據分析、主體性、創新性等方面加強學生探究能力的訓練。
4.突出訓練學生探究設計能力、數據分析處理能力和分析與論證能力
高考實驗探究試題呈現出的一個特點就是,探究設計能力、數據分析處理能力和分析與論證能力的考查頻次多、要求高、內容廣泛。2010年高考中,實驗探究試題對探究設計能力的考查有10道題,對分析與論證的考查有19道題,對數據分析處理的考查有9道題。探究方案設計能力、分析與論證能力和數據分析處理能力都是進行科學探究的重要環節,是衡量學生科學探究能力高低的重要指標,是歷年高考考查的重點,應當引起理科教學的充分重視。在教學中,要創設條件,對學生加強方案設計、分析與論證、數據收據與處理等方面的訓練。根據《課程標準》對這些探究能力要素的教學要求,在實驗探究過程中,盡量讓學生親身經歷方案設計的過程,分析實驗要解決的主要問題,提出解決這些問題的各種方案的優劣,通過篩選、優化、組合形成探究方案,在探究結束時還要評價這個方案。對實驗數據進行分析處理,需要明確數據處理的基本方向、科學原理、數學思路、處理方法、處理手段等各個方面,要引導學生發現數據之間的關系,要掌握列表法、圖像法、公式法等數據處理方法,能夠對實驗結果進行客觀、準確、簡潔、清晰地描述,能夠合乎邏輯地得出正確的結論。
實驗探究的靈魂是科學探究,途徑是科學實驗,保障是掌握基本的實驗技能。實驗探究教學要重視學生實驗能力的提高,培養他們的實驗技能,確保實驗能夠順利進行,同時也必須牢牢抓住科學探究,積極創造科學情景,引導學生開展各個角度、多個層面的科學探究。在實驗探究教學的過程中,既要依托實驗進行科學探究,也要在探究過程中不斷促進實驗能力和探究能力的發展,特別是方案設計能力和數據處理分析能力。只有這樣,才能真正發揮實驗探究的教育功能,在教學過程中培養學生的能力,提高他們的科學素養。
四、高中理科實驗裝備配置的建議
實驗裝備是開展實驗教學的物質基礎和必要保障。兵馬未動,糧草先行。實驗探究是一種新型的實驗教學形式,開展實驗探究,既需要依托已有的實驗裝備,充分發揮它們的功能和作用,也需要開發新的儀器和設備,滿足實驗探究教學的特殊要求。
1.加強實驗室建設
實驗室是學校基本的辦學條件之一,也是重要的課程資源。隨著課程改革的不斷推進,實驗室的功能和地位越來越得到凸顯和強化。這就要求,實驗室應提供按照國家課程標準規定的實驗內容和要求開設實驗課的環境和條件,應滿足進行課堂演示實驗和學生分組實驗的要求。學校應根據選用的國家課程、地方課程和校本課程教材來滿足教學需要,采取按國家和地方相關標準選配、定制、自制的方法,配齊配足課程教學中演示實驗、分組實驗、教學訓練和綜合實踐活動所需要的教學儀器設備。做好教學儀器設備更新工作,逐步提高學校的裝備水平。
2.健全實驗室人員隊伍
實驗室人員是實驗室建設的主力軍,應該重視實驗室人員隊伍建設,健全實驗室人員隊伍,形成合理的實驗室人員管理和培訓機制。就目前來看,實驗室人員主要包括實驗教師、技術人員和管理人員,他們承擔著實驗室建設和保證實驗教學正常開展的重要任務。實驗室工作是一項具有較強專業要求的工作,需要一定的專業知識和技能,實驗室人員應該具備相應的學歷水平和專業背景,還需要不斷地參加教育培訓。這次課程改革,實驗教學和裝備有較大的改變,需要實驗室人員在理念和行動上有所改進,要求他們必須學習和領悟課程改革的精神,按照不同學科的具體要求展開創造性的工作。
3.配足實驗儀器和實驗材料
實驗儀器和實驗材料,是學生直接學習的重要內容,學生對實驗儀器和藥品的掌握程度是實驗教學最終效果的直接體現。對實驗儀器的使用,對藥品性質的把握,是高考經久不衰的熱點,這在今年的高考試題中也可以得到驗證。從教學裝備來說,理科教學儀器可以分為9類(見表3),不同種類的教學儀器在教學中發揮著不同的功能。
實驗教學的重要目的之一,就是讓學生了解實驗儀器的原理和正確使用的方法,掌握實驗材料和藥品的特點和性質,并在一定條件下能夠選用合適的儀器和藥品完成科學實驗。這就要求在教學中,學生必須親自動手進行實驗,完成教材規定的測定性實驗、驗證性實驗和探究性實驗,在實驗中掌握操作方法、觀察實驗現象、了解實驗材料的性質,不斷提高實驗技能和能力。為了保證每個學生都能夠有機會做實驗和訓練實驗技能與能力,實驗室應該配備足夠的基本實驗儀器和實驗材料,主要包括通用類中的電源、測量類、專用儀器類、玻璃儀器類、藥品類和其他材料和工具類等實驗儀器。同時,地方教育行政部門要加大對中小學實驗室建設的投入,要為實驗室建設和實驗教學提供相應的經費保障,要保證實驗教學中的易損品和易耗品能夠得到及時地補充,確保實驗教學足量高質地開展。
4.重視數字化實驗系統
數字化實驗系統在實驗設計原理、操作方法、現象觀察、數據采集與處理等方面較傳統實驗技術都有較大的改進和突破,成為實驗教學的得力工具。將數字化實驗系統與傳統實驗技術相結合,可以更好地開展科學探究。數字化實驗系統能夠將以往不易觀察到的實驗現象展現出來,記錄其變化過程,呈現其特點,有助于挖掘其中蘊含的變化規律。同時,數字化實驗系統在數據采集和處理上也極為便捷,可以即時采集數據,提高了數據收集和處理的效率。正因為這樣,數字化實驗系統在實驗教學中得到廣泛的應用,應用數字化實驗系統進行科學探究更成為探究教學的熱點,也頻繁出現在近幾年高考試題中,引起越來越多的關注。
作為科學探究重要形式之一的實驗探究,牢牢抓住了自然科學的兩大特點―實驗和探究,將實驗和探究結合起來,以探究為靈魂,以實驗為工具,在理科教學中擔當起科學探究能力培養的重要任務。實驗室建設和實驗儀器裝備是開展實驗探究教學的物質基礎和條件保障,既要加強實驗室的常規工作,也要根據課程改革的要求進行改進和創新。只有切實開展了實驗探究教學,才能使學生能夠深刻理解科學探究,才能真正培養學生的實驗能力和探究能力,才能使他們的科學素養得到提升,最終實現理科教育的根本目的。
參考文獻
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關鍵詞：RIP；4-H；科學探究；模型
文章編號：1005－6629(2008)11－0049－03 中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B
當前世界各國都紛紛將科學探究作為科學教育的一個重要目標和方法。我國頒布的課程標準也將科學探究列為科學教育的第一目標。但是，由于科學探究在我國實行的相對較晚，對科學探究涉及的理論與實踐問題尚缺乏深入地探討，也沒有建立在我國國情基礎上的科學探究模型，這就使得有些教師對科學探究存在一些誤解，要么認為科學探究存在固定模式，要么認為探究就是放任學生動手動腦。因此，有學者建議，在借鑒國外有關研究的基礎上，建立適當的可以用來指導研究過程和教學實踐的模型。了解國外發達國家相對成熟的科學探究模型，將有助于教師更深入地理解科學探究，對我國科學探究教與學產生有益的啟示。本文將介紹兩種美國常用的科學探究模型：RIP和4-H，希望能給我國科學探究教學帶來一些啟示。
1 RIP和4-H科學探究模型
1.1 RIP科學探究模型
RIP(Research Investigation Process)科學探究模型是由美國神經科學家、科學教育家Robert Landsman提出的，目前已被美國科學教師聯合會(NSTA，National Science Teachers Association)推薦為可資選擇的科學探究模型。RIP通過提供給學生發現自己不明白問題的答案的技巧來提高學生學習的興趣。在RIP科學探究過程中，學生們像科學家一樣去觀察、提出問題并嘗試給出他們認為對其提出問題最好的答案，然后學生通過科學探究活動來檢驗這種嘗試性解答的正確性。RIP科學探究模型在小學、初中、高中階段略有不同，不過差異不大，三個階段的模型都是有五個主要步驟，即引入、選擇研究方法、收集數據分析結果、討論并總結、報告。其中高中階段的RIP科學探究模型如圖1所示。
Robert Landsman認為該模型的每一步都包含若干步驟：
(1)引入(Introduction)：a.觀察；b.闡明研究的問題；c.收集背景信息；d.構建一個可解釋的假設。
(2)選擇研究方法(Method)：a.生成一個研究方案；b.鑒別研究主題、數量及資源；c.獲取設備及其他必需品；d.確定實驗步驟。
(3)收集數據分析結果(Result)：a.收集定性及定數據；b.組織并總結數據；c.分析數據。
(4)討論并總結(Discussion and Conclusion)：a.復述主要發現；b.復述假設；c.討論結果是否支持假設；d.討論這些結果與先前研究的發現相比如何；e.給出結論。
(5)報告(Presentation)：a.準備口頭陳述；b.準備書面陳述。
1.2 4-H科學探究模型
4-H是美國一項青少年發展項目，4-H是該項目名稱四個單詞的首字母，即head, heart,hand,health。4-H科學探究模型是美國俄勒岡州立大學(Oregon state university)4-H學校增益計劃(4-H Enrichment program)的一個組成部分，目前該計劃已經在美國多個州展開實驗，并取得了較好的實驗效果。4-H科學探究模型可以幫助學生及教師走出書本，走向以學習者為中心的體驗程序。
通過對4-H模型進行分析，可知模型的核心包含三個環節：操作(do)、反思(reflect)、應用(apply)，五個階段：體驗(experience)、分享(share)、加工(process)、歸納(generalize)、應用(apply)(見圖3)。其中第一階段“體驗”對應的是核心環節模型中的“操作”(do)，探究小組提出一個問題或形成一個可以通過科學探究來解決的假設，并根據該假設設計科學探究的方案并實施，最后小組收集數據并完成數據表。在該階段，教師應起到輔助引導的作用，引導學生提出有價值的問題或假設、傾聽學生的構想與觀點、留出足夠的時間來引導學生對探究活動進行反思。第二階段“分享”，教師通過提問小組或者個體的方式，讓學生們反思自己所做的科學探究活動，并與他人分享。提問的問題可以包含以下內容：做了什么；看到了或者聽到了什么；探究過程中哪些是比較難的，哪些是比較容易的等。第三階段“加工”，在進行分享的基礎上，教師應引導學生將討論重心轉移到對活動的反思上，引導學生思考活動是如何開展的，在進行探究活動的時候有哪些步驟，在探究過程中出現了哪些問題，這些問題是如何處理的，得到了什么結論等。分享和加工兩階段對應的是核心環節模型中的反思(reflect)。第四階段“歸納”，討論的個性化更強，引導學生討論從探究活動中學習到了什么知識和方法。第五階段“應用”，引導學生討論如何把在該探究活動中學習到的知識和方法遷移到其他事物的學習中去。用圖式可表示為：
2 國外科學探究模型對我國的啟示
2.1科學探究沒有固定的模式但包含共同要素
長期困擾我國科學教師的一個問題是：科學探究究竟有沒有一個固定的模式。通過上文對國外科學探究模型的介紹可以看出，科學探究沒有固定的模式，科學探究是一個復雜的過程，涉及到理論和實踐領域中多方面的問題，不能將其簡單化和程式化?？茖W教師在指導學生進行科學探究時，可以根據特定的學習者、探究的內容、具體的教學目標和不同的學習環境靈活選擇科學探究的方式。在一個具體的科學探究活動中，教師應考慮探究活動的目標，是希望學生掌握某一特定的科學概念，還是發展學生對探究的理解，或者是培養學生某一特定的能力都會影響科學探究所進行的方式。雖然科學探究沒有固定的模式，但是從上文的介紹中也可以看出，這些科學探究模型包含了一些共同的構成要素，即：探究活動都圍繞科學問題、事件或現象展開，探究要與學生已有的知識相聯系，教師要設法造成他們的思維沖突；學生通過動手做實驗探究問題，形成假設并驗證假設，解決問題，并為觀察結果提供解釋；學生分析、解釋數據，并將其觀點進行綜合，構建模型，利用教師和其它來源所提供的科學知識闡述概念及解釋；學生拓展新的理解、發展新的能力，并運用所學知識于新的情境；學生和教師共同回顧并評價所學內容和學習方法。某個科學探究活動不一定包含探究的所有基本特征，但也應至少體現某些特征。
2.2科學探究不是按照要素進行的線性過程
在進行科學探究教學過程中，教師們可能還存在一個誤區，認為科學探究是按照課程標準所提出的七要素進行的線性過程。實際上，科學探究是人類在長期認識自然的過程中逐步形成的通過實驗來認識自然的方法，有的可歸結為七個要素，有的歸結為五個要素，有的可歸結為八個要素，通過RIP和4-H模型我們可以看出，在不同的模型中，可能包含不同數量的要素，同時，科學探究不是按照要素進行的線性過程，所以，科學教師在指導學生進行科學探究的時候，應改變科學探究是線性過程的錯誤認識，避免把科學探究作為一種程序化的進程而將科學探究形式化。
2.3科學探究能力是一種具有復雜結構的高層次能力
通過對國外科學探究模型的分析介紹可以發現，科學探究能力是一種具有復雜結構的高層次能力，它包含了諸如觀察、測量、記錄、假設、編碼、圖式化、模型化等具體技能，更包含了控制變量、元認知、問題解決、批判思維、作出決策等方面的綜合能力。我國的傳統教學重視基礎知識和基礎技能，這些構成了科學探究能力發展的基礎，但是僅僅具備了這些知識和技能并不一定能探索新知識、解決實際問題，要想具備探索新知識、解決實際問題的能力，還必須具備更高層次的復雜的綜合能力，而這正是科學探究能力所蘊含的。所以，新課程強調科學探究能力的培養與培養基礎知識和基本技能并不沖突，而是要在“雙基”的基礎上發展學生更高層次的能力。
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關鍵詞：高中物理 探究式教學 活動程序
隨著課程改革的不斷深入，在教學實踐中，越來越多的教師接受了探究式教學模式，可在操作過程中也出現了較多間題。比如說：探究式教學大部分只限于物理知識的新課教學；探究過程涉及探究的所有要素；探究式教學過于形式化。令教師最困惑的一個問題是，這種教學形式費時多，受課時的限制，很多教師感覺這種教學模式難于實施。為此，筆者嘗試在探究教學模式理論指導下，結合物理學科教學特點，構建具有可操作性的高中物理探究式教學模式，使理論研究和教學實踐能有機地結合起來。
一、高中物理探究式教學模式的理論基礎
中學物理探究式教學，主要是指在物理課堂教學中，學生在教師的指導下，用科學探究的方法去獲取知識，應用知識解決問題的學習方式，學生的探究學習是在教師的指導下，在班級集體教學的環境中進行的。它有別于個人在自學過程中自發的、個體的探究活動。教師所扮演的角色是探究式教學的組織者、引導者和合作者。探究教學的實質是讓學生學習科學研究的思維方式和研究方式，培養學生主動探究，獲取知識，解決問題的能力。
物理學作為—門基礎科學，因技術應用廣泛，知識更新快的特點．具有廣泛的應用性和不斷的創新性。鑒于物理學科的上述特點，物理探究式教學模式一般設計成如下活動程序：提出問題，猜想假設，制定計劃及設計方案，實驗與收集證據，分析與論證，評估，交流與合作。
二、高中物理探究式教學模式的創新應用
1、探究與講授相結合
在新課程中提倡探究式教學，并不是要否定講授教學法。為了提高探究質量，不能忽視講授法的應用。探究教學與講授教學法兩者常常是相輔相成，結伴而行的。因為探究的過程離不開應用知識和技能；在提出問題時，評價問題的價值和可操作性時需要一定的知識；在做出猜想、假設時，需要依據已有的知識和經驗；設計試驗時，需要掌握相關的原理和方法；檢驗和評價探究的結果，需要原理、模型和理論。這些知識和技能不可能全靠直接探究獲得。例如；在探究自由落體運動的規律時，學生怎么會想到忽略空氣阻力？在探究通電導線在磁場中的受力方向時，即使學生明白了這個方向有一定的規律可循，但怎么會想到用左手來判斷？在探究電磁感應規律時，若不知道磁通量的概念，怎么會想到與磁通量的變化率成正比等等。某些內容采用講授教學法會比用探究式教學更實際和有效。
在面對眾多的物理概念規律時，哪些內容適合學生探究？哪些內客適合教師講授？有研究表明，“內容更值得重新發現則更適合探究式教學。如；物理學基本概念和規律；物理學探究性實驗；與物理有關的多學科綜合性問題；現實生活中的物理問題等值得學生去探究”。當教學內容非常簡單或學生對某一現象有大量的感性經驗時，講授法可能是一種更適合的選擇。所以說，有的課適宜于用講授法教學，有的課適宜于探究式教學，有的課適宜于講授中有探究或探究中有講授的混合教學。在傳授知識的同時，滲透探究的思想，在探究的過程中講授必要的知識，是一種刨新應用的模式。
2、探究能力培養分階段完成
探究教學包括七個要素，而學生每一次的探究是否都應該完成完整的七個要素？課堂教學中學生進行科學摔究，其探究過程可以包含七個要素，也可以只涉及其中的部分要素，具體要根據探究的是什么問題，各要素的價值（必要性），各要素的難易程度以及時間等因素來決定。特別是在開始階段，讓學生自主完成完整的七個探究要素更是不現實的。學生對科學探究的學習也要有一個過程，應遵循循序漸進的原則。先著重培養學生的一種探究意識，讓學生學會觀察，能發現問題，提出問題，進行大膽猜想，嘗試解決問題（提出問題的設想）。在教師的幫助、引導和示范下，感受科學探究的過程．然后逐漸向更規范，更完整的科學探究層次發展，探究的問題也宜由淺入深、由簡單到復雜。
筆者認為應該把探究能力的培養有重點地分別落實在某些階段。鑒于高一學生“制定計劃”和“評估”階段實施起來可能比較困難，應該把探究重點放在“較淺層次的探究能力培養”，針對高二、高三學生提出了更高的要求，應該把探究重點放在更高的位置上。新的高中物理課程由12個模塊構成，其中物理1和物理2為共同必修模塊，其余為選修模塊。各模塊的核心內容不同，探究的重點也有所偏重。由于高—階段的物理是必修內容，探究的重點應放在“提出問題”、“進行實驗”、“收集證據”上面。高二則應把探究重點放在“猜想與假設”，“制定計劃與設計實驗”上面。高三則應把探究重點放在“評估”與“交流合作”上面。這佯．不僅解決了時間的問題，也解決了探究的深度與廣度等問題。
關鍵詞 科學探究 科學探究的寬度 科學探究的深度 蠟燭燃燒 科學探究要素
科學探究有寬度和深度嗎?筆者認為這一命題是成立的。所謂科學探究的寬度是指科學探究活動所包含的科學探究要素的多少。在義務教育化學課程標準中提出的科學探究要素包括：提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等；科學探究的深度是指科學探究活動所獲得的科學知識的多少和深淺程度。在化學探究教學中理解和把握科學探究的寬度和深度是一個值得研究的重要問題，本文試圖以義務教育初中化學中蠟燭燃燒的探究為例來加以闡述和說明。
初中化學教學中蠟燭燃燒的探究，大多局限在提出相關問題、對蠟燭燃燒和熄滅的猜想、蠟燭燃燒的火焰、燃燒現象、燃燒的產物和熄滅蠟燭火焰的實驗探究。所涉及到的化學知識有蠟燭的組成元素、蠟燭與氧氣反應生成二氧化碳和水、二氧化碳的檢驗、燃燒條件等。為了使學生更好地認識燃燒現象、理解科學探究和燃燒的科學本質，很有必要對蠟燭燃燒的探究從寬度和深度上進行拓展。1 探究蠟燭的燃燒速率
使用直徑為4cm，密度為0．9g/cm3的蠟燭做燃燒速率的探究實驗，記錄實驗數據如表1。
以蠟燭的燃燒時間為橫坐標、燃燒質量為縱坐標繪制燃燒速率曲線(見圖1)。
探究蠟燭的燃燒速率，不僅讓學生體驗定量研究的探究活動，獲得數據處理等探究能力，還要讓學生從圖1蠟燭燃燒速率曲線幾乎是一條直線來理解所揭示的知識：蠟燭燃燒的化學反應速率是穩定的。2 探究為什么蠟燭火焰熄滅順序不一樣[創設實驗情境]實驗1：觀察燒杯中高矮2支蠟燭的燃燒情況，然后順燒杯壁向杯中傾倒二氧化碳(見圖2)。實驗顯示矮蠟燭火焰先熄滅。 實驗2：選取一高一矮2支蠟燭，點燃后將燒杯倒扣在燃燒的蠟燭上(見圖3)，觀察蠟燭的燃燒情況。實驗顯示高蠟燭火焰先熄滅。
[提出問題]為什么實驗1矮蠟燭先熄滅而實驗2卻是高蠟燭先熄滅?
[進行猜想]實驗1：二氧化碳的密度比空氣的大，順燒杯壁傾倒的二氧化碳首先在底部聚集，因而矮蠟燭火焰先熄滅；實驗2中蠟燭燃燒產生的二氧化碳氣體較熱、密度比空氣的較小，首先向上聚集，因而高蠟燭火焰先熄滅。
[實驗設計及驗證](1)由紙筒、玻璃棒、細線制成一簡易天平，向其中一端的紙筒傾倒二氧化碳，隨之向下傾斜。(2)從“胃必治”藥品包裝板上剪下1排含5個泡狀容器的長條，垂直固定在2支蠟燭的上方，用膠頭滴管吸取飽和的澄清石灰水，由上到下向每一個泡狀容器內加入幾滴澄清石灰水。點燃蠟燭，將燒杯倒扣在蠟燭和泡狀容器上。實驗顯示，高蠟燭火焰先熄滅時各泡狀容器內的澄清石灰水從上到下依次變渾濁。
[解釋與說明]蠟燭在開放體系中和封閉體系中的燃燒情況是不同的，在開放體系中當點燃蠟燭時，點火源的熱量將燈芯上的蠟融化，由于毛細作用，液蠟上升并受熱汽化，蠟蒸氣與空氣中的氧氣反應生成水和二氧化碳并放出熱量。熱的二氧化碳氣體密度小，會向上升，冷空氣會過來補充進入反應區。由于對流的原因，使得蠟燭能持續燃燒并使火焰的形狀呈現“水滴”狀。當從外部注人比空氣密度大的常溫二氧化碳時，先在底部聚集，使矮蠟燭火焰先熄滅。而在封閉體系中蠟燭燃燒時生成熱的二氧化碳氣體，密度小會向上升，首先在上部聚集，致使高蠟燭火焰先熄滅，由于封閉體系沒有新鮮空氣補充進來，蠟燭燃燒則不能持續。
這個實驗探究教學可以涉及到課程標準列出的全部探究要素。學生通過這種探究活動，不僅能激發探究興趣而且有助于理解蠟燭燃燒的體系不同則燃燒過程也不同，著重揭示了實驗條件控制的重要性，體會科學探究的各種方法和過程，有利于提高自身的科學素養。3 探究多因素影響的蠟燭燃燒實驗
創設一個多因素影響的蠟燭燃燒實驗進行探究教學，可以讓學生提出多種假設，再通過設計和驗證實驗，得出結論，獲得探究能力的提升。例如，可以設計如下實驗：[實驗1]在水槽中固定一支生日蠟燭，加入適量的1mol/L氫氧化鈉溶液，取一支25mm×250 mm的大試管，收集滿(氧氣和空氣按1：1體積比混合的)富氧空氣，點燃蠟燭，將試管迅速倒扣在燃燒的蠟燭上?？捎^察到蠟燭燃燒火焰一開始較明亮，然后逐漸變暗直至熄滅，試管中的液面先迅速上升再緩慢升高。待液面不再升高后，取試管中的部分液體滴加足量的濃鹽酸可看到有小氣泡產生。
根據實驗現象可以引導學生提出多種假設。(1)燃燒時火焰及其周圍的空氣是熱的，氣體密度小，火焰熄滅后降溫，迫使水面上升。(2)燃燒生成的二氧化碳氣體被氫氧化鈉溶液中的水吸收了。(3)二氧化碳與氫氧化鈉反應。(4)氮氣與氫氧化鈉反應。
上述假設是否成立?可設計實驗并進行驗證：
[實驗2]給試管中的富氧空氣加熱，將試管倒扣在水中，不斷搖動試管保證不離開水面。觀察到液面緩慢上升，但是達不到實驗1試管液面上升的高度。
[實驗3]將收集滿二氧化碳氣體的試管倒扣在水中，在不離開水面的條件下不斷搖動試管。觀察到液面緩慢上升，也達不到實驗1試管液面上升的高度。
[實驗4]將收集滿二氧化碳氣體的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，在不離開水面的條件下不斷搖動試管，可看到液面上升較快，幾乎充滿整個試管。取試管中的部分液體滴加足量濃鹽酸可觀察到有小氣泡產生。
[實驗5]將收集滿氮氣的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，在不離開水面的條件下不斷搖動試管，觀察到試管液面沒有升高。
實驗結果肯定了上述假設(1)、(2)和(3)，否定了假設(4)。
下面依次解讀這些要素。
一、提出問題
物理學科的特點是和實際生活密切相關。教師要創設情景，讓學生知道提出什么問題，讓學生能從日常生活、自然現象或實驗中發現與物理學有關的問題。
1.從日常生活中發現問題。在日常生活中，許多現象與物理息息相關。例如，學習《物態變化》后，知道物態變化在日常生活中很常見，因此，教師可以先播放一段天氣預報，然后解釋發現天氣預報中除了報天氣狀況是晴朗或是多云或是有雨外，還會通報什么呢？同學們由此可以提出：溫度是什么？溫度又如何測量？對于溫度知識，從學生熟悉的生活現象中提出問題，引導學生進行科學探究，還鼓勵學生利用身邊的材料進行實踐、探究活動，這樣有利于學生輕輕松松地學習相關的物理知識，拓展知識面，還有利于幫助學生樹立科學的世界觀。
2.從實驗中發現問題。物理教學中，實驗是重要組成部分，是學生學好物理的重要手段。例如，聲音是人們交流信息的重要媒介，是日常生活中人們經常接觸到的物理現象，對聲音的產生和傳播的探究，可以通過同學們唱歌、敲擊鼓面等，引導學生提出：聲音是怎樣產生的呢？各種不同的聲音為什么一聽就可以區分呢……總之學生聯系生活實際，就能提出很有探究價值的問題。
二、猜想和假設
猜想與假設，實質上就是引導學生根據生活經驗對提出的問題進行猜想，即在提出問題后，讓學生大膽猜想。
1.創設含有豐富信息的問題情景，讓學生知道猜什么
在問題情景創設過程中，應注意引起學生的好奇心與求知欲，使學生發現問題、提出問題，同時，教師創設的情景應符合客觀事實，要有啟示性、暗示性、引導性，這樣學生在猜想時就有一定的方向性，避免了毫無邊際的猜想和假設。例如，在探究壓強概念時，提出這樣的情景，某同學在雪地上玩耍時發現滑雪橇的速度飛快，而在雪地上步行卻相當艱難。此時學生可提出壓力作用效果與哪些因素有關的問題，并根據題中的信息，說明壓力作用效果與受力面積成反比，從而提出問題答案的猜想。
2.通過實驗驗證，從猜想中提煉假設
提出猜想后，仍不能確定答案是否合理、準確。這時可用一些簡單的實驗進行驗證，排除一些不合理的猜想，從而形成正確的科學假設。
三、制訂計劃與設計實驗
這個環節是七個要素中的教學核心，對于從提出問題到猜想與假設，教師要啟發學生研討方案，讓學生討論，思考科學探究七個要素中“猜想與假設”是否正確，需要通過實驗驗證，實驗過程的成與敗，能否得到正確的答案，科學合理的設計是必不可少的，通常的做法是：先分析探究要解決的問題；然后根據確立的問題確定需要什么樣的實驗器材，按思路的邏輯關系構思出實驗設計圖案和實驗的操作步驟。例如設計“光的反射”實驗方案時，通過實驗器材布置實驗，且通過推理得出光的反射現象，制作幾何圖形，然后利用實驗器材制定實驗操作方案。
四、進行實驗和收集數據
在制訂與設計實驗這一環節中，學生在教師的指導下根據設計方案，認真實驗，收集數據和資料。在探究過程中，教師要指導學生不斷改進探究的方法，提高實驗探究能力。
五、分析與論證
分析與論證是對記錄的實驗數據進行描述，對探究過程的歸納和總結。如探究測量物體的平均速度關系時，學生通過分析比較后得出結論v=s/t。
六、評估
評估有利于發展學生的思維，教師可以以多種形式引導學生養成對探究和探究結果的評估意識，例如，對以上實驗，可以問題形式進行評估，你的猜想與實驗結果相符嗎？實驗方案還有更好的嗎？此實驗中有什么缺陷嗎……讓學生有意識地自我評估，自我發現。
七、交流與合作