《物理课程标准》中科学探究的能力目标分析与评价策略.doc

物理课程标准中科学探究的能力目标分析与评价策略研究南京航空航天大学附属中学 丁玉祥 210001【摘 要】科学探究活动是科学和科学学习的核心。科学探究能力目标的分析与建构不仅有利于对科学内容的理解和掌握，还有利于课程标准中有关“科学探究”课程目标的实现，同时对于学生科学探究的培养有重要的现实意义。科学的科学探究评价体系的建立更能有效促进学生科学探究能力的发展，促进物理新课程改革的深入。关键词： 科学探究 活动 目标 评价一、 科学探究活动 “科学探究”是科学和科学学习的核心。正如物理课程标准中在“课程性质”部分所述：“通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究的基本方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度”，所以，强调科学探究就意味着不再把教学的重点放在教师传授知识、讲解科学题目这样传统做法上，而是提倡学生主体性，以学习者为中心，鼓励学生积极参与学习过程，经历科学知识与科学过程和方法的相互作用，提倡学生亲身“做科学”，也就是亲自进行“科学探究”。学生通过科学探究活动来掌握科学知识，受到科学过程和科学方法的训练，在二者的相互作用中理解科学，从而形成和提高自身的科学素养。1、 科学探究探究（Inquiry）就其本义，是探讨和研究。探讨就是探求学问，探求真理和探求本源；研究就是研讨问题，追根求源和多方寻求答案，解决疑问。何谓“科学探究”？就是在教师的指导和启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行的物理教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种科学的教与学组织形式。科学探究活动以学生的智力发展为本，培养自学能力，力图通过自主探究引导学生学会学习和掌握科学方法。教师在科学探究活动中的角色为导师地位，其主要职责是调动学生探究的积极性和主动性，促使学生独立的发现问题，提出假设，自主分析问题，主动解决问题，从而获取知识、发展能力，同时，教师还应为学生的科学探究活动设置富于启发的问题情境，形成探究氛围，促进探究活动的进一步开展；学生作为探究活动的主体，主要是根据教师提供的学习条件，明确探究的目标，思考探究的问题，掌握探究的方法与策略，理清探究的思路，交流探究的内容，总结探究的结论，并进行适当的交流与评估。因此，科学探究是一个师生是互为主体、合作互动的学习共同体。 2、 科学探究的特点科学探究是让学生主动参与获得知识的过程，培养学生研究自然所必需的探究能力，形成认识自然的基础-科学概念，培养探究未知世界的积极探究和情感体验。爱因斯坦说过：“结论几乎总是以完成的形式出现在读者面前，读者体会不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地理解全部情况。”这段话深刻切中目前基础科学教育的要害，为了改变这种只重科学静态结果而忽视科学动态建构和发展的状况，美国国家科学教育标准中，就是把探究放在十分突出的位置，强调学生对科学的探究，在探究中学习探究，理解探究，在探究中学习科学，并进而在探究中体验科学的奇妙和伟大。因此，科学探究具有以下四个特点：激励学生自主确定自然、社会或学习生活中的问题，通过探究自然的过程，获得科学知识；注重学生探究能力的培养，强化科学思维的训练；帮助学生形成认识自然的基础-科学概念；培养学生探究未知世界的积极态度。 二、科学探究的能力目标分析（一）提出问题。要紧密结合本内容标准对知识和技能的要求，从学生学习物理和生活实践中，选取他们感兴趣的问题进行探究,对初中学生来说，探究的问题主要应从学生在课堂、实验室、家庭和日常生活中感兴趣的现象中选取。要让每个学生都能搞清楚探究什么问题？让学生去研究、调查、探索。要培养学生从日常生活和自然现象中找出研究课题的能力。能够明确探究的问题，能通过科学探究对研究的课题进行描述，能应用科学的思想和方法，已有的物理知识来确定研究课题。生活、社会和科学技术中的问题往往是很复杂的，限于学生的年龄特点和科学知识的局限，不是所有的问题都可以让学生通过探究来解决的，教师应根据学生提出的探究课题，结合学生的实际进行筛选和梳理，选择哪些有对学生的发展有意义的，而学生又有能力进行探究的课题。能力要求解析：1.能从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与物理学有关的问题。从日常生活、自然现象、实验观察发现问题的，反映的不仅是学生在发现问题时所处的环境状态不同，而且其心理状态也不同：发现需要敏锐的洞察力；发现需要进行深入的观察；从平常中发现问题，实质上是一种批判性思维的体现。以上发现问题的各种方式都是形成和发展学生发现问题的能力所必须的。 “发现与物理学有关的问题”，包括发现的相关物理现象之间的联系、发现某物理现象区别于其它物理现象的特点、发现在其它场合下和以往事件中没有出现过的物理现象等等。应该说明的是，学生此时发现的是某种现象，仅是一种问题意识，还没有形成具体的、能清晰、明确地用语言或文字表述的问题。2.能书面或口头表述这些问题。本要求指的是学生把自己的发现，通过思考，演变为一个具体、明确的物理问题，这是发现问题、提出问题的另一个环节。实施这一环节最简单的办法就是把观察到的现象采用“问题化”的方式进行陈述。学生提出问题的能力的发展应该是逐步的，在学生获得新的发现之后，首先应该使学生能够把自己的发现用问题的方式表述出来，在这个基础上，教师可以根据学生的认知情况适当地加以指导，帮助学生形成一个与物理学有关的科学问题，并用口头或书面表述出来。学生经过一定案例的积累，并随着他们物理知识的丰富，逐步地提高自己提出探究问题的能力。3.认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。发现问题和提出问题对科学探究具有重要意义。如果没有发现问题、不能提出问题，科学探究便无从谈起，因此，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。同时，科学探究过程是围绕着所探究的问题展开的，正是由于有了明确、具体的探究问题，才能使探究过程具有明确的方向，使探究能沿着合理的假设一步一步走下去，可以说，问题是各个探究环节的核心。另外，发现问题和提出问题的过程是极具创造性的过程，要想从平常的、已经习惯的事件中发现不平常的因素，这是很不容易的事，它比在现成的问题下寻求解决问题的方法更需要创造性思维，科学探究的最终目标之一就是发展学生的创造力，发现问题和提出问题对实现这一目标起着重要的作用。（二）猜想与假设要让学生根据已有的物理知识和实践经验，对确定探究的问题进行猜想和假设，例如，推测探究可能出现什么结果？应该怎样进行探究过程和方向的设计？根据已有的知识和经验，能够对探究的问题做出哪些解释？哪些必须通过探究后才能做出解释？能力要求解析：1.尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。例如为什么太阳光照射到喷泉上，喷泉的上方会有七彩缤纷的彩虹？为了探究彩虹的成因，就要先提出猜想，然后依照猜想来制定探究计划。猜想不是胡猜乱想，猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程。尽管所提出的猜想不一定是最终的科学结论，但对问题成因的猜想仍需要有一定的依据，这依据就是上述要求中所述的两点：一是已有的经验和知识，二是科学事实，即要求中所说的“问题”。2.对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。比如，在探究“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”问题时，老师问学生：如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数，它的磁性强弱会改变吗？“学生相互议论：假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样？是否可以这样推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。如果电磁铁的电流不变，线圈由100匝增加到200匝，它的磁性又会怎样？是否可以这样推测：200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。 通过以上推测可以想到：电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强。” 这就是对“电磁铁磁性强弱与什么因素有关”进行探究的可能实验结果进行的推测和假设。和猜想一样，推测和假设的根据是探究者自己的经验、知识以及所探究问题的科学事实。推测和假设的结论必须是可检验的，检验的结果有两种可能：一是支持假设，即证实；二是否定假设，即证伪。一个无法检验的陈述是没有探究价值的，因而也就不是一个科学假设。3.认识猜想与假设在科学探究中的重要性。猜想与假设在科学探究中的重要作用首先在于它是科学结论的先导，如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持，它就可能发展成为科学结论。因此，猜想与假设能帮助探究者明确探究的内容和方向，指导探究的沿预定目标展开，避免探究的盲目性。因为猜想与假设对解决问题的方案作了一定的预见性思考，因此，它为收集信息、分析和解释信息提供了一个大致的框架。要使学生获得对猜想与假设的正确认识，应该让学生在经历猜想与假设的过程，并据此制定探究计划或设计实验，完成探究活动，使学生体会猜想与假设是科学结论的先导，体验猜想与假设在整个探究活动中所起的引导性作用。（三）制定计划与设计实验要根据确定的探究课题，设计科学的探究计划和方案。探究计划应包括探究的课题、实验器材和资料的准备、探究的程序和过程（包括观察、实验、信息和数据的收集和处理）、通过怎样的分析整理得出探究的结论、以及怎样对探究过程进行评估和反思等。在制定探究计划时，应搞清物理学已有的研究成果。对少数学生可以让他们去设计一些有一定创新意识的、但又符合初中学生认知特点的探究方案。能力要求解析：1.明确探究目的和已知条件，经历制定计划与设计实验的过程。在制定探究计划或设计探究实验之前，必须明确探究的目的和已知条件。探究的目的来自于探究的问题，探究计划的具体任务或实验方案的具体要求来自于根据探究问题所提出的猜想或假设。当猜想或假设一经提出，便能据此明确目的，辨明条件。制定计划与设计实验是科学探究过程中重要的环节，但多数情况下，为了使科学探究能进行下去，教科书都需要介绍探究的方法，因此在课堂教学中，这个环节学生较少有锻炼的机会，这样，让学生经历制定计划与设计实验的过程就显得特别必要。制定计划与设计实验，就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。一般做法是先分析该探究要解决哪几个问题，每个问题有哪几种解决问题的方法，根据现有的条件和探究的要求，各应该选择哪种方法为好，然后根据这些被选中方法确定需要什么实验器材，按这些方法的逻辑关系构思出操作步骤。例如设计“影响电磁铁的磁性强弱的因素”实验方案时，通过推理得出电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强的假设之后，通过逻辑思维，很容易分析出实验需解决的问题有三个：怎样测量磁性强弱，怎样改变和测量电流，怎样改变线圈匝数。这时就可以发动学生来讨论解决这些问题的方法。2.尝试选择科学探究的方法及所需要的器材。物理课程标准中科学探究的问题，比较多的是用观察和实验的方法。其中尤以实验探究方法居多，因此存在着一个如何选择实验器材的问题。选择实验器材所涉及的面很广，如实验的原理、实验器材的性能和操作要求，实验的基本知识等，都会对实验器材的选择起作用。在选择实验器材时，考虑的因素也是多方面的，例如怎样实现探究的步骤，怎样保证器材的安全，怎样减小实验的误差，怎样方便实验的操作等等。对初中学生来说，不能一开始就要求过高，但应该让学生在制定探究计划时领悟选择器材的思路，尝试自己来选择探究所需要的器材。例如，可以让学生在制定探究计划时思考需要哪些器材，把所需器材的种类先确定下来，然后再从实验器材的安全性、减小误差、方便操作等方面来考虑器材的规格等问题，形成从各个因素选择实验器材的意识，逐步地提高学生选择实验器材的能力。在选择实验器材时，应提倡学生选用日常生活中常见的器具来进行实验，这有利于使他们产生对实验探究的亲近感以及发展他们在实验器材选择方面所表现的创造能力。3.尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识。要让学生尝试考虑影响问题的主要因素，首先应使学生认识到，具体的科学问题常常都是由多个因素共同造成的结果；还应使学生认识到，在一定的条件下有时是某个因素在对问题起主要作用。之所以要使学生认识当某个因素在对问题起主要作用时是有一定条件的，就是为了使学生能进一步体会，所谓这个条件，就是除主要因素以外的其它因素对问题的影响应该小到可以忽略的程度。实际上，这就是在帮助学生建立控制变量的初步意识。具体用以上实例来说就是：当研究导线电阻与长度、横截面积、材料三者中的某一个量的关系时，应保持另外两个量相同；还应使学生意识到，一个长度值对应着一个电阻值，长度的变化引起电阻值的变化，因而一系列的长度值对应着一系列的电阻值，它们的关系是一种动态关系，尽管不要求学生从数学的角度建立它们的函数式或图像，但是物理量之间的相互制约的意识对学生制定探究计划是很必要的。4.认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。科学探究需要通过具体的操作来获取证据和验证假设，制定探究计划、设计实验方案，将把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上来。制定探究计划将使探究者明确收集信息的途径和方式、确定收集信息的范围和要求、了解探究所需的器材和设备以及建立分析数据的方法和思路。探究计划使探究步骤更加有序、探究过程更加科学，如果没有探究计划，没有实验方案，科学探究的操作也就失去了根据。探究计划不当或者实验方案不妥，将直接影响着探究结果的可靠性和科学性。在学生制定探究计划之后，可以引导学生分析自己的计划，同学之间相互交流探究计划，寻找计划中的不当之处，并预料它在探究中所产生的不良后果，从而提高对制定计划与设计实验在科学探究中的作用的认识。（四）进行实验与收集证据学生在教师的指导下，根据探究方案，利用观察、实验和其他的方法和技术，收集数据、资料和信息。特别提倡用计算机来收集、存储、处理和显示各种证据。要让学生对已有的数据和信息进行科学地分析和解释，找出这些证据和探究的课题之间的关系，进行科学地归纳和总结。如果涉及到两个或多个变量（初中阶段只要求处理三个变量的关系），学生应该能进行科学地分析和解释。在初中阶段应以定性分析为主，但也应适当地培养学生运用数学工具进行简单的定量分析。学生在课堂内外进行的探究活动是多样化的，可以是观察现象、进行实验、收集数据、分析现象、讨论交流、发表见解；也可以是从各种信息源，包括各种媒体、图书、期刊、学校的数据库和英特网上收集和获取信息。要在科学探究的过程中，指导与帮助学生不断改进探究的方法，例如，在学生进行观察和实验时，要让学生多设计几种可靠易行的实验方案，鼓励学生反复收集和如实地纪录实验数据。能力要求解析：1.能通过观察和实验收集数据。通过观察收集数据时，首先要有明确的观察目标，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。在实验收集数据时，学生还应具有初步的实验操作技能，会使用简单的实验仪器和测量工具，能测量一些基本的物理量。2.能通过公共信息资源收集资料。初中物理探究活动的公共信息资源主要来源于图书馆、阅览室、科技馆、博物馆、展览馆、广播、电视和互联网等。学生应具备从图书馆、阅览室所收藏的图书和报刊中收集有关资料的初步能力，会从图书索引中查找自己需要的书目，能从自己需要收集资料的内容来选择应查找的刊物和报纸。学生应具有阅读书籍目录的意识，经历从书籍的目录和报刊的栏目中来判断自己所需资料可能位置的过程，尝试用摘抄和复印的方法来复制所收集的资料。学生在参观科技馆、博物馆和某些专门主题的展览会时，应具有收集资料的意识。当带着收集资料的目的去参观这些场馆时，应想到携带适合自己条件的记录资料的工具，如笔记本、照相机、录音机、录像机等，在允许的情况下采用恰当的方式及时地记录所需的资料。学生应尝试从互联网上收集资料，学习查找与资料内容相关的网站和文件的方法和利用下载来收集资料的方法。有条件的，还可以经历从电子图书馆和电子出版物（如中国大百科全书）中查找资料的过程。3.尝试评估有关信息的科学性。由于信息提供者的科学素养以及信息传播过程中的失误，信息的科学性问题是客观存在的。学生应该具有评估信息科学性的意识和初步能力。应从信息所反映的科学概念上来评估信息的科学性。某电视传媒为了强调节能意识，其主持人手拿理发店的电吹风机说：“所节约的电能，足可以供给个这样的电吹风机同时工作。” 此提供的信息混淆了功和功率的含义，在概念上出了科学性问题，因而不是科学的信息。还应从日常生活、技术中常见物理量的数量级来发现信息中的科学性问题。例如对常见用电器的功率和工作电流、各种声音的频率范围、常见日用品的重力、汽车行驶的速度和飞机飞行的速度等物理量的大小应该有一个大致的估计，如果出现汽车的功率是几瓦、日光灯的电流是几十安培，应该判断出这可能在数字或单位的表述上出了问题。4.会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。会阅读说明书，是指能从使用的角度看懂说明书所表述的仪器的工作条件、操作要求和注意事项。例如以下某JQC-Gl型电磁继电器的产品说明书（部分）：型号Type JQC-Gl外形尺寸（mm） 2313.525.5线圈电压(V.DC) 12、24接触电阻 50m线圈功率 1.6W绝缘电阻 10M环境温度 -40-850C在理解仪器工作条件和操作要求的前提下，应该按照说明书的要求正确地操作仪器。还应该使学生认识到，尽管说明书上有一些看不懂的内容，这些内容一般涉及的是产品在生产、技术方面的问题，但它并不妨碍我们正确地使用仪器。5.会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据。初中物理课所用的天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等都是简单的实验仪器，要正确地使用这些仪器，就要了解仪器的使用要求和操作要领。要正确记录实验数据，除了需要正确地动手操作实验仪器之外，还要正确地观察仪器读数，例如用量筒测量液体的体积时，不仅应该把盛有被测液体的量筒放在水平桌面上，同时眼睛还应该和液面在同一水平面上来观察量筒的刻度。要正确记录实验数据，应辨明仪器的测量范围和最小分度值，正确读取仪器所显示的读数。要正确记录实验数据，还要事先设计并绘制好用于记录数据的表格，把实验数据简单、明了地填在表格中。6.具有安全操作的意识。实验的安全主要体现为实验仪器的安全和实验者的人身安全。应该具有关注实验仪器量度范围的意识：天平所测量物体的质量不能超过天平的称量；不能把温度计用来测量有可能超出其量度范围的温度；不能对弹簧用力尝试超过它的弹性限度；不能使电学元件通过的电流值超过其标称的额定值。应该对实验结果的安全性具有预先考虑的意识。当用滑动变阻器控制电路中的电流时，开关闭合前，应审视变阻器的接线和滑动头的起始位置是否会造成变阻器的短路。当对电路的接线没有十分把握的情况下，闭合开关前，会用瞬时碰接的方法来探测电路在接通时的安全性。当使用易破、易碎的器材做实验应具有谨慎操作的意识。例如在使用长的玻璃管和薄的玻璃器皿时应该采取合理的防范措施。另外，对220V交流电源的使用始终保持用电安全的意识。7.认识进行实验与收集数据对科学探究的重要性。科学事实是检验科学结论的唯一标准，证据是进行科学分析的根据，如果不进行实验，不收集科学数据，实验探究便无法进行下去，所探究问题的结论也就不可能形成。在进行实验与数收集数据时，如果由于实验环境的影响、实验条件的改变或者由于实验者的疏忽，造成所收集数据的失真或部分失真，将会对探究结果产生严重影响，甚至有可能得出与真正的科学结果完全相反的结论而致使探究者对这错误结论反倒信以为真。收集数据对科学探究的重要性是不言而喻的。教师应引导学生对进行实验与收集数据时的偶然失误做出认真的分析，从具体的事例中看到它的严重后果，使学生加深对进行实验与收集收集在科学探究中的重要性的认识。（五）分析与论证教师要引导学生整理收集到的各种信息、实验数据和证据，对信息、数据和各种证据进行分析、应用科学的思维和方法，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。能力要求解析：1.能初步描述实验数据或有关信息。学生应认识到，实验数据并不等于实验结论，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。因此实验数据的描述应该客观、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。实验数据的描述应该准确。对物理现象的描述，其描述标准前后要统一，并尽可能地用定量或半定量的方法描述出物理现象的特征。例如，用配兑的彩色鸡尾酒在静止搁置时其彩色分界面的逐渐模糊来探究不同温度下分子热运动的特点时，对分界面模糊情况演变的描述就应该用同一标准来指出其模糊区域的大致尺度。实验数据的描述可以采用文字表述的方法，也可以采用数学表示的方法，标准明确要求学生“能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征”，通过在有关坐标系中描点来描述实验数据，可以形象地表现出信息的特征，但对初中学生来说应该由易到难、逐步地来形成这种能力。2.能对收集的信息进行简单的比较。对收集信息的简单比较，是指判断所比较的信息是相同还是不同，如果不同，其不同点是什么。例如，用电压表测量并联电路各支路电压，比较它们的大小关系，发现总是相等的；用电流表测量其电流关系，发现它们是不等的，进一步的比较还发现，干路电流总等于各支路电流之和。再如比较放在通电螺线管周围的各个小磁针静止时的指向，发现它们是不同的，进一步比较相邻磁针的指向关系，发现它们是有联系的。尽管以上所比较的量是不同的，如电压、磁针指向等，但它们共同的特点是由于通过比较而获得了发现。如果对所获得的发现再作进一步的分析、归纳和概括，就有可能得出科学的结论。因此，对信息进行比较是进一步分析、解释信息的基础。3.能进行简单的因果推理。要使学生能进行因果推理。简单的因果推理能力的培养，有的可以从两个关联事件发生的时间先后分析入手，时间在先的是原因，时间在后的是结果，从而使学生体会到这是由于发生了某种原因A而产生了某种结果B。例如，耳朵听到声音和声源发生振动，这是两个有必然联系的事件，从时间顺序上看，是由于声源的振动，带动周围的空气依次向外振动，终使耳朵鼓膜发生振动感觉声音，因此从因果关系来说，是由于声源的振动而产了声音。4.经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。在经历了对数据的准确记录、对数据的比较和对可能的因果关系进行分析之后，离科学探究的结果仅有一步之遥，这一步就是归纳科学规律。要归纳科学规律，就要寻找数据之间相互关系的特征。在初中物理，这种特征通常表现为相等、之和、之差、乘积、比值等数学关系。因此在归纳时，就要通过对数据的比较，发现这些特征并归纳出结论。一些简单关系的规律，如“连通器中的液面总是相平的”、“并联电路的干路电流等于各支路电流之和”等结论，只要通过对实验数据的简单比较就可以归纳出来，这既是一个启发学生自己发现这些数据之间规律的过程，又是一个发展学生创造性思维的过程。5.尝试对探究结果进行描述和解释。学生应尝试用自己的语言对探究结果进行描述，描述时，应力求客观、准确地反映探究的结论。发展学生运用科学、简洁、准确的语言来表述探究结果的能力。学生还应尝试对探究结果进行解释。例如在探究对晶体加热时其温度变化的特点，发现晶体在熔化的过程中虽然没有停止加热，但温度不变。该现象表明，晶体在熔化的过程中需要吸热。这既是对结果的解释，也是对规律的描述。6.认识分析论证在科学探究中是必不可少的。应该认识到，实验数据并不等于探究的结论，实验数据是对实验事实的客观记录，探究的结论是在数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律。例如对部分电路欧姆定律的探究，当实验测出了在各种不同电压下通过电阻的电流值时，即使实验操作正确，得出的数据可靠，但探究仅停留在此阶段，面对诸多的电流值和电压值，不对这些数据进行比较、分析、归纳，将什么结论也不能形成，探究等于半途而废，因此，分析论证在科学探究中是必不可少的。（六）评估评估是探究过程的重要环节，过去的物理教学虽然也组织过一些探究活动，但是，往往在得出结论后就万事大吉了，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？这些都需要学生去反思，只有通过这样的反思和评估，学生的科学探究能力才能逐步提高。能力要求解析：1.有评估探究过程和探究结果的意识。有评估探究过程的意识，是指对探究的行为和所收集信息的科学性、可靠性有进行评估的愿望，这种愿望，通常表现为对如下一些问题的思考：在探究过程中，按要求应该保持不变的物理量是否在操作中真正做到了保持不变？从公共信息资源所获得的信息，是否会对它的可靠性程度进行思考？例如对如下不同说法：“据说”， “据先生的实验结果”， “根据先生在条件下实验得出的数据”等，是否会考虑这些说法的差别？有评估探究结果的意识，通常表现为思考探究结果是否会和探究者原有的知识相矛盾？探究结果是否会和日常的经验、现象相冲突？探究结果中各因素之间的关系是否符合逻辑？是否能自圆其说？等等。强化对探究过程和探究结果所进行评估的意识，对发展学生的批判性思维具有积极的意义。2.能注意假设与探究结果间的差异。探究假设是对探究结果的预期，探究结果是对探究假设的验证（这里所指的探究结果是指实验结果，并非是对探究结论的陈述）。若结果与假设吻合，则假设被证实；若结果与假设冲突，则假设被推翻；若结果与假设基本吻合，但存在着差异，从原则上说，该差异必然是受到另一种规律支配的结果。关注这种差异，实际上就是在关注引起这种差异的规律，这是发现问题和提出问题的前奏，是创造性思维的表现。科学史上海王星的发现就是由于理论预期和实践测定之间存在着差异，导致新的发现。3.能注意探究过程中未解决的矛盾，发现新的问题。例如，探究电动机的原理。首先探究的是如何使线圈通电后转起来。教师指导学生把一段粗漆包线绕成一个小矩形线圈，线圈的左右两端各伸出一段，用小刀刮去两端漆包线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。用钳子把曲别针弄弯，做两个支架，把线圈两端放在支架上，线圈下面放一永磁体，支架分别与电池的两极相连。用手轻转小线圈，它就会不停地转下去。这一探究过程的实验设计是教师提供的，学生在这一环节中的主要任务是对实验现象进行解释，以及对这个“电动机”的工作进行评估。学生在仔细观察后，发觉线圈每转一圈，电路被接通一次，获得一次使线圈沿相同方向转动的动力。这是线圈之所以能维持转动的原因，但这同时又是线圈对电源的利用率不高和线圈转动不平稳的原因。这是探究过程中需要解决的矛盾，是新发现的问题，如果能解决这个矛盾，“电动机”的实用价值将会得到巨大的提升。这一矛盾的揭示，标志着对电动机换向器研究的开始。从上例中我们看到，通过对探究的评估，注意探究过程中未解决的矛盾，将可能导致更有意义的新一轮探究过程的展开。4.尝试改进探究方案。针对不同的实验探究方案要能够进行比较，根据实验探究的需要、方案的可操作性、科学性、简便性以及复杂程度来改进或选择合理的探究方案。5.有从评估中吸取经验教训的意识。有从评估中吸取经验教训的意识，是指通过对探究过程和结果进行评估后，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。如果把这种愿望和要求转化为具体的行动，就是尝试改进探究方案。因此，在评估环节中，标准所提出的“有评估探究过程和探究结果的意识”、“有从评估中吸取经验教训的意识”、“尝试改进探究方案”等对学生的基本要求，构成了一种有机的、递进的关系。6.认识评估对科学探究的意义。评估能优化探究的方案。通过对科学探究过程个结果的评估，从中扬其所长，克其所短，不仅使本探究课题的方案直接得到了改进，而且在评估和改进方案的过程中，增长了知识，提高了相关技能，为将后对类似课题探究方案的优化奠定了较好的基础。评估有可能引出新的发现。在关注探究结果和探究假设的差异的过程中，在关注探究过程未解决矛盾的过程中，将会涉及探究方案中没有考虑的问题，这将可能引发出新的探究问题和获得新的发现；评估有利于学生养成严谨的科学态度。评估是对探究行为和获取信息的可靠性、科学性从严密的角度重新审视的过程，它需要学生从更全面角度来思考和认识问题，这将促进学生用严谨的态度来进行科学探究；评估是对探究反思的过程，评估有利于发展学生的批判性思维。（七）交流与合作要让每个学生都有充分的语言表达机会，要循序渐进的培养学生尽可能用已有的科学知识和较为准确的语言表述自己的探究成果。要让学生编写科学探究报告、设计表格、图像（包括应用计算机设计）。学生应该能够向其他同学科学地表述自己的研究成果，包括研究的过程、方法和结果。教师要培养学生注意倾听其他同学的研究报告、尊重别人的探究成果，允许别人对自己的探究过程和成果提出不同的意见和表示怀疑，并能认真思考别人的意见，改进自己的探究方案。要让学生尽可能把自己的探究结果表述清楚，并且运用收集的信息和实验数据做出有说服力的解释；要让各种想法、观点进行充分地交流和讨论，在此过程中，使学生体会到科学探索和科学实践的过程和方法。能力要求解析：1.能写出简单的探究报告。简单的探究报告，其内容应该包括探究的问题、探究的过程和探究的结论。不要强求学生用刻板的格式来写探究报告，也不要强求学生把科学探究的各个要素必须全部贯穿在每一个科学探究报告中。应该让学生在理解科学探究的情况下写出自己的探究报告，自己表述探究的问题和探究的过程，自己设计和描绘有关的图表，自己总结所探究的结论。不要让学生不动脑筋地在事先全部印制好的探究报告册中完成他们填写“探究报告”的任务。2.有准确表述自己观点的意识。首先应要求学生具有准确表述的意识。交流的目的是为了使自己表述的内容能被交流的对象所理解，因此，对交流内容具有准确表述的意识，表现为怎样实现这一目的所进行的各种思考，例如应该如何站在听众的立场上来构思、组织和表述自己科学探究的过程和结论。重要的是要求学生具有表述自己观点的意识。科学探究不同于接受式教学方式，它是对并不确定的预期结果所进行的探索，在这过程中所获取的信息并不是千篇一律的，因而对信息的处理、分析和解释也会有所不同，这就要求学生明确表述自己的观点。学生表述自己观点的意识，具体表现为当自己的观点与别人不同时，或者自己的想法别人暂时还没有想到时所具有的表述自己观点的愿望。要使学生能形成这种意识，就要尊重学生表述自己观点的愿望，并在科学探究的交流中实现这种愿望。3.在合作中注意既坚持原则又尊重他人。4.能思考别人的意见，改进自己的探究方案。合作精神应贯穿在科学探究的各个环节中。在合作中注意坚持原则，具体表现为坚持实事求是的精神，坚持严谨的科学态度，坚持用实践来检验理论的观点，坚持依靠证据结合逻辑分析进行科学探究的方法等。在合作中注意尊重他人，表现为认真思考别人的观点，分析别人观点与自己观点不同的地方，一旦发现自己的想法有错误时，要勇于承认、放弃或修改自己的错误的地方。尊重他人，还表现为认真体会别人意见中的道理，一旦当发现别人意见中的合理因素，应尽量吸收到自己的探究方案中来，完善和改进自己的探究方案。5.有团队精神。科学探究中的团队精神表现为在探究过程中既有分工、又有合作。在集体制定探究计划之后，可以分工收集信息。在收集信息时还可以根据观察、记录、整理等需要作进一步的分工合作。科学探究中的团队精神还表现为群策群力，调动各人的积极性，使每个人都发挥自己的聪明才智。在发挥团队精神方面，物理学习中的科学探究过程与科研机构的探究有不同的地方，物理学习中科学探究的分工，不能只考虑每个人的能力特长，造成不同的人始终在发挥自己特长的方面承担探究的分工，而在其它非特长方面却得不到锻炼。学习中的探究活动，在不同的探究课题中各人应该轮番扮演不同的角色，这样才有利于探究能力的全面发展。6.认识科学探究中必须有合作精神。科学探究中的诸环节，如制定计划、操作实验，收集信息、处理数据等，许多都需要发挥探究小组的整体力量，小组成员只有具备合作精神，才能使这些环节顺利完成或得到优化。而收集信息、技术咨询等工作，还涉及到探究小组与外界的联系，这种合作精神还需要延伸到更大的范围。任何成功的科学探究，都离不开合作精神。物理学习中的科学探究活动，通常是以小组的方式进行的。从学习的角度来说，每位成员在学习上的想法都为整个小组所共享，个人的知识构建是集体智慧的结晶，也是合作精神的体现。三、科学探究活动的评价方法与策略评价的目的不是为了甄别和分等，目的是促进科学探究的发展。科学探究活动的评价主要是收集科学探究活动过程中各方面的信息，以科学探究的能力要求为目标，制定科学的标准，运用一切有效的手段和技术，对科学探究活动过程及结果做出客观的衡量和科学的判定的过程。它主要包括科学知识、技能的评价和科学思维、能力与态度的评价。知识技能的评价是比较表面的评价，科学思维、态度的评价则是比较深层的评价。科学探究活动的评价具有调控、激励、定向功能，对科学探究活动的有序进行有有效的保障作用。根据信息反馈的阶段，科学探究的评价一般分为诊断性评价、形成性评价和终结性评价，对科学探究活动的特点，一般提倡采用描述性评价。诊断性评价又称准备性评价，是在科学探究活动开始之前进行的评价，是对科学探究活动的准备。主要涉及探究所面临的问题以及相应而且确定的活动基本要求；学生探究活动的知识储备和能力倾向、探究的准备态度等。形成性评价又称过程评价，是在科学探究活动过程中进行的评价，是为引导科学探究正确、完善地开展而对学生学习结果和教师指导成效采取的评价。形成性评价的目的是发现学生探究过程中存在的问题，并为进一步改进探究方法，向教师提供反馈信息。终结性评价又称结果评价，是在相对完整的科学探究活动结束后对整个探究目标实现程度做出的结论性的评价。终结性评价在科学探究活动中运用比较少，但对学生的探究活动的阶段性学习水平确定有一定的作用。1、科学探究能力评价的依据。教师应及时对小组和学生的科学探究的能力和在科学探究中的表现进行评价。对学生的科学探究能力评价的依据是：l 学生在集体和个人的探究活动中，能否发现并提出值得研究的问题？l 能否制定出有效的、切实可行的探究计划？l 能否科学地进行观察、实验和信息的收集、分析和处理？l 能否对探究的结果进行积极的反