一、中学生科学探究能力的培养途径

1.在平时物理教学中的渗透

在平时的教学中，教师要将探究的思想适时适当地融入到教学计划中，应深刻挖掘各种对探究有用的要素。在讲授课上，教师可以针对某一概念或规律的建立过程展开讲述，让学生体会探究活动中，人们的思维是如何围绕着新的发现进行思考，推理与判断的；可以讲述历史上科学家发现某一规律的实际过程，如伽利略通过理想斜面实验探究力与运动的关系时，是如何发现问题，提出假说并进行验证，最后得出结论的。在这一过程中让学生感受科学家研究问题的方法与思想，使学生学会如何围绕实验目的进行巧妙的设计并付诸于实施。此外，教师在教学中，还应该提出一些有现实意义的问题，如学过力学这一章节的内容后，让学生主动去发现自行车上关于力学的知识，激起学生的兴趣，让他们利用课余时间通过自己的探究寻求答案。

2.科学探究课

这里的“科学探究课”是依托于物理教学的科学探究课，通过物理课堂教学来实现。科学探究课以探索、质疑、讨论、自主研究为基本特征，它是在教师的组织与引导下，以学生的兴趣和内在需要为基础，以学生主动感受和体验物理概念与规律的形成过程、探索和解决物理问题为特征，以促进学生认知和情感发展、培养学生创新意识，提高科学探究能力为目标的一种课堂教学模式。具体来讲，它包括两个相互联系的方面，一是以学为中心的研究性学习环境，包括丰富的教学材料、教学设备、课堂氛围等；二是教师需要提供一定的指导，使学生的探究活动具有方向性。

3.学生做研究课题

学生可以在教师的引导下，根据自己的兴趣和实际情况选择和确定自己的研究课题，如自行车上的物理知识，菜刀上的力学知识等。几个学生一组，组成合作伙伴，组内成员制定完整的研究计划并实施。教师在整个过程中要随时监督学生任务的完成情况，对于学生研究过程中出现的困难，教师要给予鼓励与适当的指导。教师要给学生充足的时间去做研究课题，并进行相关的调查分析与调整计划，最后形成一定的研究报告。教师可找某一时间组织学生进行交流，分享彼此研究过程中的心得与体会，并将学生的研究成果装订成册，作为今后指导学生进行科学探究的参考资料，使新学生从中获得更多的思路与启示。

4.科学讲座

如果条件允许，教师可以请相关领域的科研工作者进行专题讲座，使学生了解现代科研的特点以及需要具备的基本素质，开阔学生的视野。同时，通过彼此间的交流，解决学生心中的诸多疑惑。此外，有些中学生参加过某些科技活动、大型的创造发明大赛或者参与了某些科学研究课题。学校可以组织这些学生给其他学生讲座，谈谈他们的亲身感受与体验，结合自己的亲身经历，谈谈中学生应该如何进行科学探究活动，并需要注意哪些问题等。同龄人的经验往往更容易得到学生的认可和接受，也会鼓舞学生相信自己同样具备科学探究的能力。

5.参观访问

教师可以组织学生到科技馆、青少年科技活动中心等地参观访问。实物参观会激发学生浓厚的探究兴趣，同时，通过讲解人员对科研成果研究过程的介绍，可以使学生获得更多的启发，如怎样从不同角度提出问题；如何通过正向思维与逆向思维去解决问题等等。

二、中学生科学探究能力的培养原则

1．生活性原则

生活性原则是指在物理教学中，应选择贴近中学生生活实际的内容进行科学探究能力的培养。

落实生活性原则，要求教师无论是在物理教学之中渗透科学探究的思想、方法，还是在布置的科学探究作业中，都应当尽可能选择贴近学生生活实际的题材，不仅要善于从身边的生活中发掘有科学探究价值的问题，科学探究的情境也要尽量与实际生活一致，探究的结果也要到生活实际中去验证。落实生活性原则，还要让学生明白科学探究并不神秘，它不只是科学家的事情，人人都可以做科学探究。如“力的合成”对学生来讲是一节十分抽象的内容，教师可以从生活中常见的事例出发，如两个小孩共同作用，才能能提起一桶水，而力气很大的大人一个人就可以提起一桶水，从诸如此类的例子中引出“合力”的概念，由此引发学生去探究合力与分力的关系。

2．过程性原则

过程性原则是指在物理教学中，应当重视通过探究性学习的过程和科学探究解决问题的过程来培养学生的科学探究能力。学生的科学探究能力在探究活动中得以发展，所以教师要高度重视学生在探究过程中的某些表现，从注重探究结果向注重探究过程转变。

落实过程性原则要求每位学生都要参与到科学探究活动中，教师作为组织者与引导者，要尽量将知识的建立过程进行展开，学生在教师的指导下自主探究，在科学探究的过程中学会思考，体会研究问题的某些科学方法与思想，形成严谨的科学态度与坚忍不拔的毅力。

3．民主性原则

民主性原则 是指在探究性学习或探究活动中，师生之间、生生之间都要发扬民主的精神，彼此尊重。

落实民主性原则，要求教师充分尊重学生的意见，积极鼓励学生参与到科学探究中去，给学生提供发表见解的机会，而不是把自己的观点强加给学生。同时，在以小组为单位的探究活动中，要求每个组员都有明确的分工，有自己的想法，能充分参与到探究活动中。

4．兴趣性原则   

兴趣性原则是指探究教学要能够激发起学生的探究兴趣，落实兴趣性原则，要求教师在物理教学中组织科学探究时，要努力使探究的内容丰富多彩，教学组织形式和教学方法灵活多样，培养学生对科学探究的积极持久的兴趣。

落实兴趣性原则，要求教师在物理教学中组织科学探究时，要努力使探究的内容丰富多彩，教学组织形式和教学方法灵活多样，培养学生对科学探究的积极持久的兴趣。

5．主体性原则

主体性原则是指在科学探究中要充分发挥学生的自主性、主动性和创造性。学生是学习和发展的主体。

落实主体性原则要求物理探究教学中涉及的问题要能调动学生的各种感官系统，让学生做到动眼观察，动手操作，动口交流，动脑思考。在知识的建构、活动的参与、思维的交互全过程中，使学生的主体地位得到体现。但是，主体性原则并不意味对学生的完全放任，教师在必要时要给予学生一定的引导与暗示，使其明确方向，启发学生通过自己自己的思考得出答案。

培养学生科学探究的能力及对科学探究的理解是一个循序渐进、有步骤有计划的过程，落实循序渐进原则要求从低年级到高年级应有全盘规划，要在目标一致的基础上层层递进、点面结合，学生前一阶段的探究应为后一阶段的继续探究奠定基础。同时，教师要根据学生的知识水平与能力基础，结合具体教学内容，决定侧重培养学生哪一方面的科学探究能力，在此基础上进行教学的设计。

6．循序渐进原则

循序渐进原则是指探究教学在教学目标、教学内容设置等方面要符合学生的知识能力水平与心理发展特点，在此基础上，遵循循序渐进的原则。

1.中学生科学探究能力的培养策略

（1）创设物理情境，提供探究素材

在探究教学中，教师要根据教学内容和学生的实际情况，创设问题，产生真实情境，引导学生在观察和体验后有所发现、有所联想，萌发出科学问题。

（2）引导学生从日常生活与自然现象中发现问题

物理学科与日常生活，自然现象紧密联系，教师要注意引导学从日常生活中通过细致的观察与思考发现与物理相关的问题。有了问题意识后，教师还要教给学生表述问题的一般方法，如因果提问法、情境扩缩法、逆向思维法、变换条件法等。

（3）创设认知冲突，从矛盾中发现问题

利用矛盾与学生的错误经验诱发学生的思考也是学生提出问题的重要方法。教师需充分了解学生头脑中错误的前概念，针对这些错误的前概念，合理创设情境，让学生在情境中通过与实际现象的矛盾暴露出已有认识的错误，提出问题，激发其寻求新知的欲望。

2.猜想与假设的培养策略

（1）启发学生利用直觉思维进行猜想与假设

直觉思维必须建立在坚实的知识基础之上，因而在物理教学中,深入理解和运用直觉猜想的基础—知识至关重要。教师可采用“变式”教学明确概念的内涵和外延，加强学生对知识的理解。此外,还可用概念图检验和完善学生的认知结构,融会贯通所学知识。

高度的直觉能力来源于学生的学识和直接经验，直接经验是猜想与假设的直接来源和素材。只有通过亲身体会,学生才能基于已有的经验和知识提出更多合理的假设。因而物理教学中,教师要善于创造条件,使学生能够亲自动手动脑来体会生活中的物理,丰富他们的感性认识。

此外，教师还要注重对学生美感的培养。在物理教学中,课堂上应更多地展示各种挂图、模型、实物教具,用多媒体展现物质结构模型、真实有趣的物理过程、大自然中各种奇特的物理现象等这些都有利于强化学生直觉猜想。

（2）应用类比法提出猜想与假设

类比法是根据两个(或两类)对象之间在某些属性上的相同或相似,类推出它们的其他属性可能相同或相似的一种方法。它需要学生联系所学知识，把两个看似不相关的事物联系起来，借鉴已有认知，获得信息，从而提出新的假设。在物理教学中,最常用的是异类比较,即不同类,但相近、相似、相关的事物之间的比较。

3.制定计划与设计实验能力的培养策略

制定计划与设计实验中，教师要教会学生制定计划的一般方法，在这里，教师起着一个引导性的作用。在制定实验计划的过程中，教师要结合具体探究内容，向学生渗透某些问题的研究方法。

4. 进行实验与收集证据的培养策略

进行实验时，教师要引导学生有明确的实验目的，清楚观察目标。在实验过程中，不仅仅要操作，更重要的是通过观察，知道是在哪一个研究对象上收集信息；同时要明确收集信息的内容，知道是记录某一现象的细微特征还是记录两个现象之间的相互联系，或者是两者兼而有之；还要明确收集信息的时间，知道是在哪一个时刻或哪一段时间内记录有关信息。做到在预定的时间观察预定的目标，收集预先所关注的信息。

5.分析与论证能力的培养策略

教师需引导学生学会初步描述实验数据或相关信息。描述应与实验结果一致，做到客观、真实，不要带着对实验结果的预期来影响对实验数据的描述。教师要让学生认识到，实验数据是客观事实的反映，实验结论是在数据的基础上进行科学分析的结果。教师要引导学生分析、处理观察、测量实验结果，指导学生合理筛选记录数据，准确处理与分析实验数据，与猜想和假设进行比较，作出解释，从已知数、事实中，收集更多的证据支持解释从中归纳有效结论，初步建立实验结论。

学生要学会对收集的信息进行分析，比较与归纳，教师要引导学生在诸多实验现象中发现其本质规律。

6.评估能力的培养策略

探究活动并不能终止于实验结论，整个实验结束后，教师还要引导学生对实验进行评估，评估是对实验的反思过程，如学生通过探究究竟得到了哪些启示；为什么探究的结果与事先的预测不一样；探究的设计和计划的进行过程是否有缺陷；还有哪些需要改进的地方等等。通过这样的反思和评估，有助于改进实验方案，同时使学生形成严谨的科学态度，发展其批判性思维，科学探究能力逐步提高。

7.交流与合作能力的培养策略

探究教学过程中学生获得的信息不是千篇一律的，因此，对信息的处理，分析与解释也会有所不同，如何构思、组织和表述自己科学探究的过程和结论很重要。在听取别人的观点时，即要注重原则，也要尊重他人，具体表现为能够认真思考别人的观点，从中吸取别人意见中的合理因素，反思自身的不足，具有交流与合作的能力。