湖北省宜都市教研室　　赵承忠

《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》在课程总目标中，提出了让学生“经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力”等目标要求，并在“内容标准”中针对科学探究的七大要素，分别提出了具体的能力目标要求。由于传统教学和学生学习习惯的作用，评估要素的能力目标在教学中最易缺失。在初中物理教学实践“科学探究”课题研究中，我们认识到：加强反思性学习有助于增强学生对科学探究的评估意识和能力，有利于促进科学探究整体教学目标的落实。

一、培养批判性思维，强化评估意识

随着新课标、新教材的推广和实验，课程改革的滚滚波涛带着探究性学习踏浪而来，新的学习方式与我国几千年来形成的儒家文化思想激烈碰撞，在啸声与浪花中我们清醒地看到：传统的传承式学习习惯仍潜滋暗长，在探究性的学习中表现出一种机械的、形式化的倾向。最为突出的是“评估”意识的淡薄，进行科学探究仅满足于得出探究结论，对探究缺少批判和反思。而探究性学习需要着力培养的是学生的创新精神和实践能力。这就要求我们必须注重培养学生的批判性思维，养成反思习惯。具体说来可从如下两个方面努力。

（一）营造民主平等的教学氛围

培养学生的批判性思维，首先需要有一个民主平等的教学氛围。教师在教学进程中要注意防止唯我独尊、唯专家权威是瞻、唯教材书本是定论的思想禁锢，要充分尊重学生的意见和观点。学生认识问题有一个过程，不要简单粗暴地将观点和科学结论强加于学生，不要担心学生在探索的进程中会走弯路，甚至于得出错误的结论。历史上的许多科学发明也并不是一帆风顺的，而是经历了诸多的曲折，人们只有经历了对错误和笨拙的一次次反思和批判，才能变得正确和聪明起来。教师在教学活动中要鼓励学生大胆发表自己的观点和意见，针对教师、专家、书本、其他同学（即使是成绩优秀的同学）、自己先前的观点和做法都可以“品头论足”，进行评价，找错误、找缺点、找遗漏，通过质疑提出新的问题、新的观点。在教学过程中营造一种重视事实、追求真理、善于交流评价、乐于听取不同意见的良好探究氛围，启发学生积极的批判性思维。要做到这一点，教师必须放下架子，对学生要和蔼亲切，并教育成绩好的学生尊重成绩不太好的同学的人格。探究中可以批判、争论，但不要取笑和鄙视他人。要减轻师生之间、生生之间的紧张感、压迫感，让全体学生放下顾虑大胆发言，积极评价。

（二）通过典型事例介绍，唤起学生的评估意识，点燃批判性思维的火焰

历史可以启迪人，事实可以说服人。唤起学生的“评估”意识、点燃学生的批判性思维火焰，需要让学生了解科学史上的一些经典事例，了解当今世界科学发现的一些事实。如在八年级物理教学中结合“光的传播”，介绍17世纪上半叶，物理学中对“光的传播速度是否有限”的问题进行的争论。当时科学家笛卡儿认为光速是无限的，而伽利略认为是有限的。这就有一个如何测量光速的问题，因为光的传播速度太大了。围绕光速的测量，伽利略最初采用了信号灯法，测量不成功。他进行反思和改进，提出了天文学观测法。丹麦科学家雷默采用这种方法，借助木星木卫食的现象测量出光穿越地球轨道大约需要22分钟。当时人们不接受，但以后却被英国的布拉得雷发现“光行差”所证实。光速测定精确吗？科学家们在进行不断的反思和探索。19世纪实验工作者惠斯通、斐索、傅科等不断地改进方案进行实验，采用旋转齿轮和旋转平面镜法较精确地测出了光的传播速度。这个事例中有四个重要的批判性思维引发的反思：一是光速是无限的吗？可能有限；二是光速太大不可测吗？应是可测的；三是地面不行，另辟蹊径行不行，采用天文观测也许可行；四是光速在地面用实验的方法测不出吗？不断改进方法也许能测出。评价、反思在科学发现中的作用事例对学生应有很大的启发和教育。现实学习生活中学生探究活动的新发现更能激发学生的批判性思维。据2003年11月11日、13日《楚天都市报》报道：监利县12岁的小学生聂利挑战权威，认为蜜蜂不是靠翅膀的振动发声，而是有自己的发音器官。他设计了粘翅膀、剪翅膀的方法进行了40多次实验，结果表明，蜜蜂不振动翅膀也能发声。

通过事例和事实教育学生不迷信权威和本本，用批判的理性的思维方式对待事物和现象，对待自己的探究过程和结论，有时会有意想不到的收获，新的发现。

二、反思过程，质疑结论，发现新的矛盾和问题

学生建立了科学探究的评估意识之后，在探究活动中教师要很好地引导学生运用批判性思维，反思探究的过程，质疑探究结论，对探究进行再次确认或者发现新的矛盾和问题。学生对探究的评估反思对象，可以是自己也可以是他人的探究；可以在探究过程中进行也可以在得出探究结论后进行；可以伴随着“交流合作”过程进行也可以独立进行。教师可根据探究问题的复杂性程度和学生在各要素环节中的表现灵活组织。教师引导学生对已进行了的探究实验评估和反思应从如下一些方面入手。

（一）对探究行为和收集的信息进行科学性、可靠性反思

如“探究电流跟电压的关系”时，按要求电路的电阻应保持不变，在测量操作过程中是否真正做到了不变？从公共信息资源所获得的信息可靠吗？通过其他方式或渠道考证了没有？如据《信息时报》消息：“11月2日上午9时15分，一外省男子站在广州市广园西路通通酒店旁边的天桥上对着桥下京广铁路边的高压线撒尿，由于尿液导电，该男子当场毙命。”这是一则奇特的混合液导电事例，真实可信吗？学生应有所怀疑，并设法证实。

学生通过实验得出现象和实验数据时，教师应引导他们从数量级的大小和理论及物理常识上进行初步的判断，如果数据异常应产生怀疑。如“某同学用体温计测得自身的体温为35 ℃”，可靠吗？“某同学家月耗电1 500kW·h”，可信吗？

（二）关注探究假设与结果间的差异

学生在探究性学习活动中所探究的问题，有的已为前人所研究过，有了明确的结论，如教材上编排的系列物理知识内容；有的是生活中和自然界的新问题，先前没有人研究过或没有明确的结论。对于前一类问题探究假设与结果间的异同可在“分析论证”环节中解决，对于后一类问题，结果假设相同易引起重视，因为它导致了新的发现。如果结果与假设间有差异易被认为无价值而放弃，这样不好。学生应关注差异，进行反思，因为差异可能是另一种规律支配的结果。如同学们从人体对“地窖”、“水井”冬暖夏凉的感受中提出探究假设“地窖和水井中的气温和水温冬季比夏季高”。学生通过实际测量记录，结果却不是这样。是作简单的分析后放弃，还是进行反思，作差异性的研究？科学史上由于理论预期和实践测定之间存在差异，并围绕着这个差异进一步探究而导致新的发现的事例很多。如在19世纪末，英国物理学家瑞利在精确测量各种气体的密度时，发现由空气中取得的氮的密度是1.2572 kg/m3。从氨中取得的氮的密度是1.2505 kg/m3。虽然多次重复测量，仍然存在这个令人奇怪的差异。瑞利不放过这一细微差异而执著地研究下去。后来他在化学家拉姆塞的合作下，于1894年从空气中取得的氮里分离出另一种当时还不知道的气体──氩。瑞利因此荣获1904年诺贝尔物理学奖。给学生介绍这些事例，让学生养成在评估“假设──结果”差异中获得新发现的思维习惯。

（三）让学生注意探究过程中未解决的矛盾，发现新的问题

科学探究过程中有时会出现一些新的矛盾和问题，教师要让学生留心这些问题，并思索分析这些矛盾，提出新的探究性问题，如“研究海波的熔化过程”，采用水浴法对海波加热，海波在加热到近48℃时有的开始熔化，熔化过程中温度计的读数升高，这是什么原因呢？是海波不纯，还是加热不均匀？海波有固定的熔化温度吗？学生要能主动地进行评估和反思。

三、认识评估对科学探究的意义，注重对评估结果的处理

现代战争以高技术装备为支持，进行远程打击，作战双方都非常重视打击效果的评估，如在导弹上安装摄像头、利用军事卫星拍照等。评估结果是指挥官指挥下一轮作战的依据。通过诸如此类的事例让学生认识评估在各行各业中都十分重要，对科学探究更是如此，教师应让学生从以下一些方面认识评估对科学探究的意义：一是评估能优化探究方案；二是评估有可能引出新的发现；三是评估有利于学生养成严谨的科学态度；四是评估有利于发展学生的批判性思维，提高思辨能力。

学生参与评估过程本身是一个提高科学探究能力的过程，处理好评估结果会取得更大的收获，引导学生处理评估结果，可从如下两个方面着手。

（一）正视问题寻求帮助，尝试改进探究方案

学生通过评估和反思发现了探究过程中的一些矛盾和问题，要正视问题的存在，不能回避矛盾。要尝试改进探究方案进行新一轮的探究活动。如探究“光反射时的规律”时，有的探究小组的同学设计了用烟或喷水雾的方式显示光的径迹，实验时测量很不方便，不易记录光的径迹，实验结束后组织各探究小组进行交流评估，就显示和记录光的径迹进行探讨，通过相互启发，教师的指点帮助，学生们想到了一些其他方法，如“用光束掠过白纸板”、用“细塑管套入射光和反射光”等，在此基础上尝试改进探究方案进行新一轮的探究实验。再如探究“液体温度计的测量原理”，用插有细管的单孔塞小药瓶做实验，小药瓶盛染色的酒精，放入冷水和热水中时，细管中的酒精柱会下降或上升。液体的胀缩，液柱的升降显示了温度的高低，学生评估这种温度计，采用缺点列举的思维方式，找出其实际使用中会有哪些不精确，不方便，提出改进方案，把它变成实用品。学生通过列举瓶式温度计不能读出具体数值，尝试怎样刻度；列举瓶太大携带使用不便，尝试小液泡代替小瓶，将管变细……

（二）总结得失，在经验教训的反思中成长进步

《课标》在评估要素能力目标中，要求学生有从评估中吸取经验教训的意识，即对所发现的优点有进一步发扬的愿望，对所发现的缺陷有设法克服的要求。教师要安排适量的课余探究和实践活动，将学生的愿望和想法化为具体的行动，如探究了“噪声的产生及危害”后让学生调查学校教学楼居民楼周围的噪声，如何防治这些噪声干扰人们的学习和休息，再如，探究“并联电路中电流的规律”活动后让学生写探究日记，记录设计和进行实验时有哪些失误，有哪些不满意值得改进的地方。如接好电路后灯泡不亮，电流表指针反转，支路电流之和与干路电流不完全相等……你能吸取教训单独到实验室再做一次吗？学生不断地自觉总结得失，在对探究的经验教训的反思中成长进步。

主要参考文献：

1.中华人民共和国教育部：《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》，北京师范大学出版社2001年版。

2.［美］约翰、查菲：《批评性思维》，姜丽蓉等译，山西人民出版社1989年版。

3.陈龙安：《创造性思维与教学》，中国轻工业出版社1999年版。