科学探究的七个要素 （武大附中 余凌华）
2010-07-04 18:20阅读：
一、科学探究的七要素
第一要素是提出问题。也就是探究什么，针对什么现象设问。
第二要素是猜想与假设。实质上就是引导学生根据生活经验对提出的问题进行猜想。
第三要素是制定计划与设计实验。这一环节是教学的核心。教师启发学生讨论、思考，让学生理解实验研究方案，积极投入探索学习.
第四要素是进行实验与收集数据。在实验中加强实验规范操作、安全操作的指导，实验数据及时填入记录表中。
第五要素是分析与论证。实质就是对探究的数据进行描述，对探究现象归纳总结的过程。
第六要素是评估。评估的实质是对探究的反思过程，讨论科学探究中所存在的问题、获得的发现和改进建议等。评估有利于发展学生的批判性思维，教师要以多种形式引导学生养成对探究的过程和探究结果有评估的意识。
第七要素是交流与合作。全班或同一组内围绕得到什么结论，如何得出结论，有什么体会等问题进行讨论与交流。探究实验是在小组合作的基础上完成的，教师要注意加强培养学生的合作意识。这个环节还要求学生能对探究过程做出简单报告。
二、各个要素在整个思维程序中的地位和作用
科学探究过程中的各个要素在整个思维程序中的地位和作用不同，在探究过程中侧重培养的能力也不同。
1、提出问题是探究的基础。问题是思维的动因，是探究的起点。引导学生提出问题可以有效地培养学生的观察能力和提出问题的能力。在教学中教师应多为学生创设问题情景，尽可能地鼓励或启发学生自己去发现和提出问题。
2、猜想与假设是科学探究的核心环节，能使探究者明确探究方向，有目的、有计划地进行探究；能够有效地培养学生收集和处理信息的能力。引导学生猜想时教师要努力为他们创设情景，让学生思维充分发散，鼓励大胆猜想，不要怕错。同时也要注意猜想的指向性，猜想应有根据，而不是胡猜妄想。学生的猜想应该是根据自己已有的认知结构和日常生活经验或实事，运用科学的方法或直觉进行猜想。根据新的课程理念，学生的生活经验也是重要的课程资源，所以应让学生大胆猜想。
3、制
定计划与设计实验方案是探究过程中不可缺少的重要环节。它是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。由于这个环节具有较强的创造性，并且直接影响着探究的结果，教师应在充分尊重学生思维的自主性、多样性的前提下给予积极的指导，使他们的设计向着有利于探究成功的方向发展。
4、进行实验与收集证据是科学探究中的一个重要环节。猜想与假设的正确与否，计划与方案是否可行，探究能否得出结论都必须通过这一环节来检验与支持。
在这个环节中能检验学生对理论知识和基本技能的掌握与运用，能培养学生的观察能力和信息收集能力。这一环节应放手让学生去操作，去观察，去体验，去思考，教师不要做过多的统一示范，切忌教师做一步学生跟着做一步。
5、分析与论证是科学探究中总结规律，得出结论的环节。这是一个从实践上升到理论的思维过程，是认识的飞跃。在这个过程中学生的信息处理能力、分析概括能力会得到有效的培养，学生不仅得出了最终的探究结论，更重要的是学会了运用归纳、比较、推理等各种思维方法。
6、评估是贯穿于整个探究过程中的一个要素。
在整个探究活动中教师是一个评判者，学生也要对自己、对他人、对所经历的探究过程进行评判。探究者或老师对探究方法、探究过程、具体措施、收集的信息、探究的结论及学生在探究过程中所表现出的态度与精神进行及时的评估，能起到进一步优化探究方案，提高科学探究水平与能力的作用。评估作为探究的一大要素侧重于培养学生提出问题和信息交流的能力。这个环节，可采取学生自评、小组评估、教师评估、综合评估等多种形式。针对不同的探究活动，评估的形式可灵活多样，一个探究过程中可以多种评估方式相结合。
7、交流与合作也是在整个探究活动中都要体现的要素。
物理的大多数探究活动，一般都要分成探究小组，每个探究小组成员有不同的分工，为了探究活动的顺利进行，成员在各负其责的同时要把自己所掌握的信息及时反馈给全组，以便组内的交流与合作。交流与合作能有效地培养学生提出问题、分析概括、信息交流的能力。教学中可采用生生交流、师生交流、派代表作中心发言和抢答式发言等多种形式。在交流过程中要坚持平等与尊重的原则，既要让学生充分表达自己的见解，又要让学生学会倾听他人的意见。
在课堂教学中，这几个要素并不是每节课都要同时体现，也不可能全部都体现。要结合课堂内容，选择适当的侧重点，突出科学探究的某个或几个要素，就是一堂探究课。
当然，对于不同的探究实验［比如“大探究”（完整探究）、“小探究”（部分探究）］，探究过程应有所侧重，并不是所有探究都需要探究过程的七个要素面面俱到，应该视实际情况而定。
三、如何才能在教学中落实科学探究的各个要素
但就目前的教学实际看，学生在实际的探究学习、探究实验中存在着一些不容忽视的问题，如实验过程流于形式，目标不明确、组织不严密、纪律松散等。如何才能在教学中落实科学探究的各个要素，发挥出科学探究的真实功能，我认为应从三方面把握。
1、要重视对学生实验过程的有序性指导。进行有序指导，也就是教师在学生探究实验前和过程中，必须做到准备充分、目的明确、要求恰当、设计科学、组织严密，对实验的有关术语、观察方位（整体与局部，或先后、或主次、正确与错误）等，都要有意识地进行指导和强调，真正起到言传身教的作用，实现学生对实验技能的正迁移。教师要把科学探究的主要要素转化为学生能领会的问题。
2、要重视对学生实验过程的规范性指导。物理是一门以观察、实验为基础的科学，既然是科学，物理课就有其特有的严密性和科学性。尤其对于刚接触物理课的初中学生，为了从心理和方法两个方面奠定良好的基础，在学生探究实验中加强规范性指导尤为重要。
3、要求学生写出完整的实验报告。探究实验后，必须将所测量的数据和观察到的现象进行理论上的分析总结，认识其本质，判断其合理性，从而巩固和提高实验的收获，这是十分重要的。从认识论角度来看，将实验中得到的感性材料进行提炼、加工，使之上升到理论认识的高度。这种把实验结果与已知的理论知识相对照，加以解释，是由感性认识向理性认识的过渡。所以教师必须引导学生在充分研究总结的基础上写出简要的实验报告，这是从感性认识到理性认识的提高过程和具体体现，也是科学探究过程中重要的收尾环节。
武汉大学附属中学 余凌华
2009.10.21
