1. 物理學與科學技術的關系
物理學和現代科學技術的關系物理學是一門探究一切物質的組成及其運動規律，揭示它們之間的聯系和各種運動之間的關系的廣博而豐富的學問。
物理學的進展密切聯系著工業，農業等的發展，也同人類文明的進步息息相關。
從電話的發明到當代互聯網路實現的實時通信；從蒸汽機車的製造成功到磁懸浮列車的投入運行；從晶體管的發明到高速計算機技術的成熟等等。
這些無不體現著物理學對社會進步與人類文明的貢獻。
當今時代，物理學前沿領域的重大成就又將會引領著人類文明進入一片新天地。
物理學的發展與完善導致了歷史上三次工業革命現代工業及科學發展離不開物理學理論。
物理學實驗既為物理學發展創造條件同時也為現代工農業生產技術的研究打下了物質基礎。
當前我國為了積極跟蹤世界新科學技術要努力在生物工程、電子技術、自動化技術、新材料、新能源、航空航天、海洋工程、激光、超導、通訊等新技術領域取得新的科技發展。
這些科技發展都是與物理學的應用有著非常密切關系的物理學是科學技術的基礎。
物理學作為一門基礎科學可以使人們很好地認識世界、了解自然。
同時它對人們改造自然、推動社會發展也起著極其重要的作用。
技術體現了生產力的進步與物理學有著十分密切的關系它們之間總是相互作用共同發展從而共同改變了人類的生活乃至整個世界。
2. 當前物理教學中怎樣培養學生的科學探究素養
物理教學中怎樣培養學生的科學探究素養
通過物理教學實踐，積極探索出促進學生全面發展、提高科學素養的高中物理課程的教學、學習方式，努力使提高學生科學素養的理念和目標落到實處。本文分析了影響中學生科學素養水平的有利因素和不利原因，同時對培養中學生科學素養進行了一系列的對策研究，為尋求提高中學生科學素養的途徑與方法提供了一定的依據。(摘自河南遠程教育培訓) 一、高中物理新課程應採取以探究式教學為主的教學方式[1] 傳統教育認為:知識是被動接受的;知識的學習過程主要是記憶過程;知識的學習帶有社會強制性。傳統的物理學習建立在人的客體性、受動性和依賴性的基礎上，忽略了人的主動性、能動性和獨立性，學生的學習狀態始終處於被動接受式狀態。物理學是一門實驗學科，知識的闡述和理論的建構是通過科學探究得出。為此，新課程物理教學中應把科學探究擺到首要位置，課標中和教材中給出了大量的探究課題，注重從自然與生活現象引入問題，通過探究尋找規律，然後介紹知識在生活、生產中的應用。注重將科學探究的各主要環節滲透於不同章節，讓學生在科學探究過程中，學習物理知識與技能，體驗探究的過程，學習探究的方法。注重學科間的滲透、人文精神與自然科學的融合，以便學生學習科學精神與科學態度、客觀了解科學的社會功能，樹立正確的科學觀。 物理科學探究與以往的物理實驗有著根本的不同，其主要差別在於以前的實驗是教師或教科書劃出了從問題到結論的單一路徑，學生只是再操作一遍，以驗證實驗為主。而科學探究是讓學生自己動腦、動手，自己發現問題，解決問題，最後撰寫簡單的實驗報告，以培養學生的科學素養為主要目標，選擇最能體現教育價值的知識作為課程內容，與此同時，將物理科學最新進展引入課程，如納米技術、超導、快中子增殖反應堆、可控熱核反應等。 因此，教師要樹立以探究式教學貫穿高中物理教學全過程的思想，為學生創設親身參與探究的問題情境，這將成為今後物理教學中的重頭戲。 二、物理實驗要貫穿高中物理新課程教學的始終 總之，在高中物理教學中，教師應該積極開發適合教學的實驗項目，充分利用實驗資源做實驗，提倡使用身邊隨手可得的普通物品做物理實驗。 三、將物理學史教育有機地整合到物理課程教學中 物理新課標是圍繞著國家教育方針，以提高國民科學素養為目標而制定，科學素養其最核心部分就是受教育者對待科學的情感態度與價值觀。 物理學史，它以人類與物理世界對話的歷史為研究對象，融合了與物理學有關的自然科學以及與人類思想、社會歷史發展有關的多學科知識，是一門自然科學、人文科學、社會科學、思維科學緊密交叉滲透的綜合學科。通過成功的科學家遇到困難如何思考、如何探索達到目的，描繪物理學家探索科學的歡樂與痛苦、成功與失敗，使受教育者精神上受到感染、情操得到陶冶，意志得到磨煉，鑒賞力得到提高，正確理解人和自然的關系，正確理解人與社會的關系，並產生熱烈的感情形成了對美和善的辨別力和追求熱情，從而使學生的心智得到和諧的發展。 在物理教學中滲透物理學史教育，教師必須注意解決好三個問題:一是要使物理學史故事和物理知識的學習有機地融合在一起，不要使學生感到它是物理課程的附加部分;另外，教師所提出的物理史故事的學習問題，一定能為學生提供一個學習情境和探究過程;三是教學設計時採用學生課外進行課題研究的方法，以解決教學課時少和科學史學習比較費時的矛盾問題。 由於物理學史其內容的特點及它所具有的豐富教育因素，決定它在培養學生的情感態度與價值觀方面能發揮出獨特的功能，起著重要的作用。因此在高中物理教學中，把物理學史教育整合到課程教學中，而不是成為物理課程教學的一個附加部分，是使提高學生科學素養這一目標得以落實的重要途徑之一。 四、開展物理課外活動，陶冶學生科學素養情操 物理課外活動，主要有課外小實驗，小製作，小發明，小論文以及物理游戲活動。心理學告訴我們，初中學生抽象邏輯思維開始占優勢，已有可能初步理解矛盾對立統一的辯證思維，初二開始，學生的抽象邏輯思維由經驗型向理論型轉化，到高中，發散思維變得活躍，不輕信現存的答案。因此開展物理課外活動，對於發展他們的邏輯思維很有好處。通過這些課外活動，增強了印象，加深記憶，也培養了對科學的興趣，促進了科研能力的發展，從而使他們在有興趣的活動中自然地得到科學素養的教育。 五、開展物理講座，滲透科學素養的培養 用講座形式來激發學習物理興趣，對拓寬學生的知識面，培養分析、解決問題的能力，培育科學素養是十分有效的。講座可減少學生看書的時間而獲得大量信息，一般來說，利用講座培養學生科學素養有兩種形式:(1)在講座中滲透;(2)專題講座。講座的內容可以根據教學內容和學生的特點選擇合適的題材，如與生產生活相關並且有廣泛應用的物理知識，與社會發展有著重大關系的物理知識，與科學，技術有關的社會熱點問題，物理學發展的成就及前沿問題。通過這些講座，培養了學生的社會責任感，也使學生人文素養得到了提高。 六、加強學生自學能力與信息能力培養 自學能力對於當今提倡的終身教育尤為重要，而信息社會化與社會信息化是當今重要的時代特徵，人們在從事科學研究活動的過程中，要處理大量的信息，並需要與他人進行有效的信息交流，所以為培養學生的科學素養，要重視在物理教學中培養學生獲取和評價信息的能力。 可以說獲得和處理信息的能力是科學素養水平的一種體現。現代傳播媒體包含大量的科學技術信息，教師要指導學生收集有益的教育資源，把不同類型的資源更緊密地聯系起來，為培養全面的科學素養服務。教師可向學生推薦一些信息來源，如科普網站、科普讀物、電視科教節目等。教師還可通過組織一些科技論文寫作、收集科技新聞等方式來訓練學生的這種能力。通過這樣的訓練，學生的科學素養和其他能力必然逐漸地得到提高。 七、聯系實際，關注物理學與技術和社會的關系 20世紀70年代末西方科學教育界掀起一個全新範式的理科教育運動:STS教育運動。STS英文Science(科學)、Technology(技術)、Society(社會)的首字母縮寫。STS教育反應了當今世界科學教育的改革潮流，也揭示了理科教學的本質。它強調學生懂得科學、技術和社會三者之間的相互影響和作用，強調科學技術在社會生產、生活和發展中的應用，培養學生關注社會的意識，並能以正確的價值觀和方法來解決科技發展帶來的社會問題。 八、在現代物理知識的學習中進行科學素養的培養 物理是一門實用性很強的科學，與農業生產、日常生活有著極為密切的聯系，在教學中教帥應結合具體的教學內容，緊密聯系生產和生活實際，突出知識的實用性和時效性。所以在物理教學中有效地講授現代物理知識，是提高學生科學素養的新途徑。在知識快捷更新和發展的今天，讓中學生了解科學發展的前沿是十分必要的。
3. 什麼是物理實驗實驗在科學探究中的作用是什麼
當我們（人類）在這個原本一無所知的世界探索時，沒有什麼會告訴探索者什麼是對的，什麼是錯的，除了實驗，實驗告訴你，在這個世界什麼會發生，什麼不會，實驗反映了大自然的規律。物理實驗自然也是其中之一。。。
4. 什麼是物理實驗實驗在科學探究中的作用是什麼
當我們（人類）在這個原本一無所知的世界探索時,沒有什麼會告訴探索者什麼是對的,什麼是錯的,除了實驗,實驗告訴你,在這個世界什麼會發生,實驗反映了大自然的規律.物理實驗自然也是其中之一.
5. 物理實驗在物理學中的作用
思想實驗在物理學中的地位和作用
一、引言：
物理學從本質上看是一門實驗科學。物理實驗在物理學的發展和物理學教育中佔有重要地位。可以說，離開了物理實驗，就無法了解物理學。正因為如此，在物理學的研究和教學中，對於物理實驗歷來十分重視，無論從實驗的設計、儀器的製作和調試，還是到實驗過程的控制、實驗結果的分析等各個環節，都強調一絲不苟。想比之下，對於與此有關聯的思想實驗卻介紹不多。因此，對物理學中的思想試驗進行縱向的歷史考察，橫向的比較研究，是十分必要的。有助於物理學的研究和教學。
二、思想實驗的一般考察
伽利略是位近代物理學的先驅者。他對物理學作出了多方面的貢獻。其中，他發現的落體定律和慣性定律，為近代物理學提供了兩快堅固的基石。伽利略的成功，得益於他率先採用了科學的物理實驗，更得益於他獨創的物理實驗與思想實驗相結合的科學方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理學的大師，也是一位進行思想實驗的先驅。
眾所周知，在相當長的一段時間內，人們對於力和運動等物理現象、物理規律的認識，一直受到亞里士多德學說的束縛。亞里士多德認為：物體運動速度的大小和有無，是由它是否受力以及力的大小直接決定的；地面上輕重不同的物體下落速度不同；重物下落較快，輕物下落較慢，對此也曾有人反對過他的錯誤說法，但都因為沒有確切的實驗和理論的認證，所以沒有被人重視。第一個成功的打破亞里士多德的錯誤權威的正是伽理略。伽利略巧妙地運用思想實驗否定了這一統全歐洲近兩千年的錯誤理論。
物體下落的速度和物重成正比。伽利略在他的著作《關於兩種新科學的談話和數學證明》中寫道：「我十分懷疑亞里士多德曾用實驗驗證過。當兩個石頭，一個的重量是另一個的10倍，從同一高度，如100庫比特，下落時，其速度的差別會達到這樣的程度，以致前者著地時，後者還不超過10庫比特。」加利略緊緊抓住這一疑點，設計了思想實驗來進行分析和論證。他指出：如果亞里士多德的論斷成立的話，即重物比輕物體下落得快，那麼，當重物體和輕物體綁在一起下落時，由於快的受慢的阻礙而減慢。慢的受快的驅使而加快，其結果綁在一起的物體下落速度一定介於原來兩個物體的速度之間，即小於原來重物體下落的速度。但是，兩個物體綁在一起就成了一個復合體，它比原來的重的物體還要重，按亞里士多德的論斷復合體下落的速度要大於原來重物體下落的速度，這就和上面的結論相矛盾了。由此可知，重物體下落不會比輕物體下落的快，二者下落的速度應該是相等的。正是這一思想實驗，堅定了伽利略落體實驗的信心和決心。
在否定了亞里士多德的落體定律之後，伽利略進一步對自由落體運動進行了定量研究。他根據對自由落體運動的定性觀察結果：速度越來越快的基礎上，假設自由落體運動是一種勻加速運動，在1590—1592年期間進行了大量的落體實驗。但在當時的測試條件下，不可能立即用實驗來證實這一假設，伽利略便用思想實驗與真實實驗相結合的方法解決這個難題。他藉助於數學，求出了從靜止開始的勻加速運動的距離s與時間t的關系，即：s/t²=常量.這時不包括任何速率，只要直接測定s和t就行了。
但是，物體的自由下落還是太快了，在當時無法精確測定。伽利略想用不太快的運動來測量，即用斜面代替落體實驗，經過多次的反復實驗測定，得到如下結果：
（1）當斜面傾角固定時，球滾過的距離s與所用時間t的平方之比為一常數，即：s/t²=c.
（2）改變斜面的傾角，s/t²的值隨之改變，但小球通過的距離與時間平方成正比關系不變，變化的僅是比例常數。
伽利略用思想實驗把這個結果推向極端——當傾角為90º時。即物體作自由落體時，這個論斷也成立。他由此得出結論，自由下落運動是勻加速運動。
伽利略對自己所獨創的物理實驗和思想實驗相結合的科學方法感到由衷的高興。
伽利略之後，隨著科技的發展和認識活動的深入，思想實驗在物理學中得到了日益廣泛、自覺的運用，出現了馬赫、愛因斯坦等善於使用思想實驗的物理學家。物理學的各個分支中，產生了一些著名的思想實驗。例如，在力學中，馬赫對「牛頓旋轉水桶」的思想實驗。否定了牛頓的絕對時空和絕對運動。在量子力學中，有證明粒子波動性的單電子衍射實驗，能量勢阱等思想實驗，證明測不準關系的理想顯微鏡實驗，電子束單縫衍射實驗。在相對論中，有證明同時性相對性的「愛因斯坦列車」「光子火箭」的思想實驗等等。可以說沒有思想實驗，物理學的發展是困難的，它的理論體系建立不起來。
對此，愛因斯坦曾評價說「伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端」。
三、思想實驗的基本特點
從對物理學中的思想實驗的歷史考察，我們可以看到：思想實驗是按真實實驗的格式展開的一種復雜的思維推理活動。其思想操作包括以下幾個方面：（1）對從未進行過的或潛在的可以實現的實驗的預想；（2）對真實實驗的理想化抽象或外推，即理想實驗；（3）現實中不存在，與經驗相矛盾，但邏輯上講得通，物理學上有意義的抽象。這種思想實驗操作不必物化就可以得到確定的結論。由此可見，物理學中的思想實驗具有以下基本特點：
1、具有實驗的可操作性
思想實驗不是實際進行的實驗，但是之所以被稱為實驗，是因為這種思維活動是按照實驗的格式而展開，是可操作的。R.哈里指出：「所謂思想實驗是想像中操作模型時形成的。」
思想實驗的操作者根據自己的認識和思考，使用儲存於頭腦中的經驗表象，語言材料，通過分析、想像、類比、猜測和邏輯推理，進行想像的操作。
思想實驗使用的假想儀器是假想主體對客體作用的基本手段。愛因斯坦在確定同時性的程序定義時，認為光按直線以恆速傳播，核對兩個同樣鍾的同步的程序是：測好兩只鍾的距離，找到它們的中點，守在兩只鍾旁的兩個觀察者，當各自的鍾指向七點時發信號，如兩信號在中點相遇時，則這兩只鍾便是同步的了。
假想客體不斷變化的形象是思想實驗最主要的內容，也是思想實驗操作的必然過程，假想的主體和儀器都是為此而存在，並在對假想客體的觀察和作用的過程中，揭露被研究事物的本質和相互關系，從而達到思想實驗預定的目的。
2、具有嚴密的邏輯性。
在思想實驗進行過程中，邏輯推理是他的基本指向。物理學家在構思思想實驗時，想像是充分自由的：他可以根據自己掌握的經驗和知識，當時的科學水平，就被研究的客體進行充分的聯想，聯想從何而發，向何方向延伸也是隨機的，當眾多的形象材料，經驗表象在物理學家腦海中涌現時，其展開和聯系則常常求助於與此有關的概念和關系。這些概念和關系既同下一步的邏輯思維聯系著，又同構思前預定的目標聯系著。只要邏輯推理允許，它甚至也接納那些違背「經驗事實」的，或與已確定的「物理規律」相對立的表象進入思想實驗之中。
所以思想實驗的操作過程，既是想像自由展開的過程，又是邏輯運動的過程，在這中間，邏輯起著主導作用，它引導，控制著想像，保持想像既是豐富的，又不是胡思亂想。想像活動為邏輯運動提供了可靠的素材基礎，邏輯運動在想像提供的形象活動中操作展開。兩著相輔相成，渾為一體。
3、具有高度的創造性
物理學家思想實驗的目的，是為了揭示事物內部的規律性。因此，其探索是前無先例的，帶有高度的創造性。愛因斯坦和英費爾德在，《物理學的進化》中指出：「任何一個理論的目的是指導我們理解新情況，啟發我們做新的實驗，從而發現新的現象和定律。」思想實驗也是如此。法國物理學家和工程師卡諾在研究熱效率和熱機效率時，受瀑布落差的啟示，進行了「卡諾循環「的思想實驗，他構思用兩個理想的等溫過程和兩個理想的絕熱過程來完成一個熱力學循環。通過這樣一個理想的熱力學循環的思想實驗。卡諾得到了熱機的最高熱效率等於T2-T1/T1，創造性地解決了熱機效率問題。
四、思想實驗的積極作用
思想實驗對物理學的發展具有積極作用，主要表現如下：
1、強烈的質疑批判作用
運用思想實驗，往往從傳統的理論質疑入手，從而生動准確地揭露舊理論的缺陷，批駁舊理論的錯誤。
當時在整個歐洲享有至高無上威望的亞里士多德歸納他的力學理論：推一個物體的力不再去推它時，原來運動的物體便歸於靜止。這個理論統治人們的思想長達兩千多年的歷史。對此，伽利略提出質疑，在斜面實驗的基礎上進行思想實驗，認為：「一個運動的物體假如有了某種速度之後，只要沒有增加或減少速度的外部原因，便會始終保持這個速度——這個條件只有在水平面上才有可能，因為假如在沿斜面運動的情況里，朝下運動則有了加速的起因，而朝上運動，則已經有了減速的起因。由此可知，只有水平面上運動才是不變的，因為假如速度是不變的，運動既不會減小，更不會消滅。」在這里伽利略對亞里士多德的缺陷，正確區分了速度和速度的變化，提出了「慣性」的思想，得到了力與速度改變之間的聯系這一嶄新的力學理論，從而否定了力與速度本身之間聯系的舊理論。
2、深刻的認識創新作用
思想實驗的運用，能夠深化人們的認識，開拓新的研究方向，推進物理學的發展。
五、思想實驗與真實實驗的相互關系
思想實驗與真實實驗存在著原則的區別：真實實驗是一種科學的實驗活動。它是在盡可能地排除外界的許多影響，突出主要因素，並能細膩地觀察到各種之間相互關系的條件下，使某一事物（或過程）重演起初實驗源於實踐又高於實踐，是發現、檢驗物理學理論的唯一標准。思想實驗是一種理性的思維活動。它不是脫離實際的主觀臆想，而是以實際為基礎按照實驗的格式操作展開，對實踐過程做出更深入一層的抽象分析，其推理過程是以一定的邏輯法則為根據的。它是一種相對獨立的科學方法。
思想實驗和真實實驗又是緊密聯系和互補的。物理學中的理論、規律是從大量實驗事實中概括出來的，物理學中的假設、爭論也有賴於真實實驗的驗證。在真實實驗中，物理學有為了獲取關於自然界的規律性認識，通過儀器設備等手段對客體進行嚴密控制和有目的的變革。這樣，在真實實驗開始前對實驗過程的預想和設計，在觀測後對經驗材料的分析和概括，都得藉助一理性思維。有時兩者往往密不可分地穿插在一起，真實實驗為思想實驗提供經驗材料，思想實驗對經驗材料進行理性加工，並為真實實驗提供理論指導，從伽利略發現落體定律和慣性定律的活動中，可以明顯看到這一點。
在物理學研究中，思想實驗能夠成為一種不可代替的科學方法，還由於思想實驗以其科學思維的嚴密性、精確性補充了真實實驗的不足。
應該指出，現代物理學已發展到理論科學階段，認識活動日益遠離日常經驗和人們的直覺，深入感覺不能直接感知的微觀和宏觀領域，事物的現象和本質之間關系越來越復雜隱蔽。物理學研究活動所需的儀器設備也日趨精細龐雜，理性思維的地位更加突出。思想實驗作為一種科學方法將在更廣闊的領域中應用。
六、結論
對思想實驗的考察和分析告訴我們：思想實驗是深入進行物理學研究和教學的重要方法之一。愛因斯坦指出：「提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想像力，而且標志著科學的真正進步。」為此，我們應該在進行真實實驗的基礎上，加強對思想實驗的研究，啟迪思維，把物理學的研究引向深入，使教學引人入勝，更有成效。
參 考 文 獻
[1]A.愛因斯坦、L.英費爾德《物理學的進化》，上海科學技術出版社，1962年。
[2]T.S.庫思：「思想實驗的作用」，《必要的張力》，福建人民出版社，1981年。
[3]WI.B.貝費里奇：《科學研究的藝術》科學出版社，1979年。
[4]高文武：「簡論思想實驗」，《自然辯證法通訊》，1982年第二期。
[5]《物理學史專題講座匯編》，北京物理學會，1983年。
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6. 如何處理好初中物理科學探究與其他方式的關系
物理學的實驗方法可以分為：探究性實驗和驗證性實驗，基於初中物理學生的知識水平，大多數還是驗證性實驗，就是已經已知實驗結果，學生們只要按照已知的實驗步驟按照實驗要求，就可以達到實驗結果。所以說，初中物理實驗的目的大多還是為了使得學生通過對實驗過程的觀察，更加深刻的理解某些知識重點和難點，同時增加和鍛煉學生們的動手能力。
而探索性實驗是隨著知識的增長，提出一些假設，在實驗結果未知的情況或者只能估計結果的情況下進行的實驗，這些實驗都不太適合初中物理進行的一些實驗
7. 為什麼要重視科學探究
在高中物理課程中，科學探究既是學生的學習目標，又是一種重要的教學方式。作為目標，科學探究是一種精心設計的，為培養學生的科學探究能力服務的教學活動。作為一種教學方式，要求學生經歷與科學家進行科學探究相似的過程，深入理解、掌握物理學的知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。 科學探究是普通高中物理課程改革的一個核心問題。高中物理課程驗證性實驗與探究性實驗有什麼區別？學生的科學探究能力怎樣考查與評價呢？ 高中物理課程 重視科學探究源於現代社會科學與技術迅速發展的背景下，人們對物理學以及物理教育的重新認識。過去，人們通常認為物理學主要是有關自然的現象、概念以及規律等構成的知識體系。正是在這樣的認識下，基礎教育建立了以傳授知識、強調運用知識解決實際問題的物理課程體系。隨著科學技術的發展，人們認識到，物理科學不但是一個知識體系，更重要的是人類認識世界的過程。如果將人們對自然的探究以及通過探究發現的現象、規律以及建立的概念和理論視為一種社會生產活動，物理知識只是這一過程的一個「產品」。顯然，物理科學作為培養未來公民科學素養的一個核心課程，僅僅重視知識的傳授是不夠的，更重要的是應該培養學生「生產」這些「產品」的能力，即科學探究能力。 在高中物理課程中，科學探究既是學生的學習目標，又是一種重要的教學方式。作為目標，基礎教育階段的科學探究是一種精心設計的，為培養學生的科學探究能力服務的教學活動。作為一種重要的教學方式，要求學生經歷與科學家進行科學探究相似的過程，深入理解、掌握物理學的知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。 驗證性實驗與探究性實驗有什麼不同？ 傳統的物理課程通常通過驗證性實驗促進學生對物理學的理解，培養學生的物理實驗能力。現在，高中物理新課程強調培養學生科學探究及物理實驗的能力，強調通過探究性教學促進學生對物理學的理解。驗證性實驗與探究性實驗作為兩種不同的教學模式，主要有以下幾點不同。 驗證性實驗是一種步驟驅使的教學活動，探究性實驗是一種問題驅使的教學活動。通常，驗證性實驗的實驗器材、實驗方案通常由教科書、實驗手冊或教師給定、提供，在實驗過程中，學生按事先制定的步驟進行實驗，收集數據。學生在實驗過程中「按部就班」地操作，其智力活動水平相對不高。從教學設計的角度看，驗證性實驗更強調行為與規則的統一。而探究性實驗需要學生自己設計並進行實驗，尋求答案、發現規律。例如，探究怎樣使水「火箭」飛得更高或更遠，學生將會面臨變數的選擇，變數的控制以及設計、製作或選定實驗器材等諸多問題。不同的變數對應著不同的實驗方案，也對應著不同的問題解決技巧。學生智力活動的水平相對較高，更強調獨立的思考與行為。 驗證性實驗以檢驗已知概念或關系為主要目標，探究性實驗以發現新概念或關系為重點。在驗證性實驗中，學生活動的中心是驗證教學中已經講述過的概念、關系或規律，例如驗證牛頓第二定律。實驗的結果是已知的，實驗的目的是通過具體實驗，促進學生進一步理解這一比較抽象的物理規律。從活動過程學生的思維特徵看，驗證性實驗更多地體現出從抽象到具體的思維過程。在探究性實驗中，學生活動中心探究未知的問題，並從中發現新的概念、關系或規律。例如，探究「火箭」裝水的多少與飛行高度的關系，學生需要通過具體的實驗結果，得出裝多少水「火箭」能飛得最高的結論或總結出「火箭」裝水的多少與飛行高度的關系。在探究性活動過程中，學生的思維更多地體現出從具體到抽象的過程。 驗證性實驗有助於促進學生掌握陳述性知識，探究性實驗有助於促進學生掌握程序性知識。在驗證性實驗中，實驗目的通常是促進學生對科學概念、規律這樣的程序性知識的掌握與理解。與驗證性實驗不同，探究性實驗學生則需要自己識別、區別、控制與探究問題有關的變數，並制訂實驗方案、選擇實驗器材、收集實驗數據，並通過分析與論證得出結論。在這里，結論的正確與否更多地依賴於實驗的過程與方法是否正確、可靠，而不是來自於書本知識。因此，探究性實驗更能發展學生怎樣做實驗這樣的程序性知識。 驗證性實驗的結論具有較大的確定性，探究性實驗的結論具有較大的不確定性。驗證性實驗從實驗原理到設計，從變數的選擇到控制，從器材的製作到選擇等都經過教材的編寫者、實驗器材的開發者以及教師等人員的精心設計、製作與准備，以確保學生的實驗結果與所需驗證的規律達到較好的一致性。驗證性實驗通常很少讓學生面對並處理錯誤的、不確定的問題和概念。探究性實驗則不同，探究的過程本身就是一個面臨不確定結果的探索過程，也許探究活動的開始環節，如學生的猜想與假設，就決定實驗不可能得到預期的結果。因此，探究性實驗允許學生從錯誤和失敗中學習，甚至將問題或錯誤視為一種有意義的教學資源，培養學生對科學的深入理解。 科學探究怎樣評價？ 從近幾年我國義務教育課程的改革實踐以及國外部分國家和地區在科學探究能力的考查與評價方面所做的工作來看，科學探究與物理實驗能力的考查與評價呈現如下特點： 探究問題大多為生活常見的物理問題情景。如取材於學生生活中常見的斯諾克檯球，就球桌桌邊高度與檯球反彈能量損失多少建立物理問題情景，探究球正常撞擊桌邊時，球與桌邊接觸點的高度對球的能量損失的影響。從而為設計斯諾克檯球桌邊高度，使得當球撞擊桌邊時，球的動能損失最小建立依據。 利用簡單、易行的實驗器材作為考查與評價學生科學探究與物理實驗能力的工具。如探究小球在凹型球面振動周期問題，使用的器材為一小鋼球、一凹型表蓋玻璃面和一隻停表。探究彈簧振動過程中的能量轉化與守恆問題，使用的主要器材為一小彈簧、一有底座的帶刻度尺的木棍。 精心設計實驗與探究過程。配備一定數量的備用器材；制訂嚴格的考試流程，如考試採取輪轉式實驗的方式進行，要為考生輪換實驗留下相應的時間；學生遇到問題導致實驗中途不能進行，監考人員可以給予必要的幫助，使實驗能繼續進行下去，以便能繼續考查考生的其他實驗與探究技能，但所提供幫助必須記錄在案，而在實驗的數據處理和分析環節則不能提供任何幫助。 注重問題之間的內在邏輯聯系。實驗與探究能力的考查，通常都採用開放——建構型問題。在一個共同的大背景下，按一定的邏輯關系設置若干個小問題要求解答，是一種典型的題型，也是考查考生收集信息，設計實驗，運用科學概念和規律分析問題、進行交流，評估實驗過程和實驗結果等科學探究能力常用的一種方法。試題通常以一個物理問題為起點，通過一個個有待解答的物理問題構成的問題串，形成一個既有一定的限定，又有一定開放性的物理問題情景，以便考生能比較充分地展示收集信息、設計實驗、評估實驗過程和實驗結果等科學探究能力。 重視在過程性評價中考查學生的科學探究能力。部分國家和地區已將對學生平時在學校開展科學探究活動的考查與評價成績納入畢業考試成績之中，成為學生獲得畢業文憑以及升學與就業的重要參考。(作者為西南師范大學物理學院副教授，教育部物理課程標准組核心成員。)
8. 何謂「科學探究」「科學探究」的目的及意義何在在中學物理教學過程中，如何具體實施
科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。科學探究的形式是多種多樣的，其要素主要有：提出問題、猜想與假設、制訂計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。
一、實施科學探究有利於激發學生的學習興趣
科學探究的過程是一個提出問題並解決問題的過程。由於中學生對未知事物充滿強烈好奇心和求知慾，所以，在物理教學中，不管探究的問題是由學生提出的還是教師提出的，學生都想急切知道問題背後的答案。利用學生的這一心理特點，在實施科學探究中，開始可以設置各種問題情境，引導學生發現新的物理情境與已有知識的沖突所在，從而提出問題，這樣能大大地激發學生的學習興趣。如，在「液體壓強」一課的教學中，可向學生提出問題：你建過活的帶魚嗎？為什麼我們見到的帶魚都是死的？
二、實施科學探究有利於培養學生良好的思維習慣，幫助學生掌握科學研究的方法
一般說來，人類解決問題的思維過程可分為四個階段：第一階段，發現並提出問題；第二階段，分析問題的特點和條件；第三階段，提出假設，思考解答方法；第四階段，檢驗假設。
科學探究從提出問題開始，然後經歷猜想與假設、設計並進行實驗，到分析論證最後得出結論等這樣一些環節。科學探究的過程符合人類解決問題的思維過程，所以科學探究不僅是教學的一種重要方式，也是人們進行科學研究的一種重要方法。在教學中實施科學探究，使學生通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，不僅有利於培養學生良好的思維習慣，而且有助於學生掌握科學研究的方法。三、實施科學探究有利於培養學生的創新精神
知識經濟時代，創新正成為民族進步的靈魂和國家興旺發達的不竭動力。物理課程標著眼於社會的發展，將「創新意識」的培養作為物理課程總目標的重要方面。科學探究作為物理教學的一種重要方式，它對培養學生的創新精神具有舉足輕重的作用。
創新通常始於問題，只有提出需要解決的問題，才能思考，創新才有主動性。科學探究也是從提出問題開始，所以，在教學中創始開放的教學情境，鼓勵學生獨立思考，敢於質疑，善於提出問題，這樣能進一步激發學生的創新熱情，培養學生的創新精神。
直覺思維是創新思維活躍的一種表現，它在發明創造的過程中佔有重要的地位。在科學探究中，對提出的問題進行猜想與假設，更多依賴於學生的直覺思維，所以在教學中鼓勵學生對提出的問題進行大膽的猜想與假設，無疑有利於培養學生的創新思維能力。在教學中即使對於學生所提的明顯不合理的猜想，也不要簡單地否定，在肯定學生積極性的同時要指出其正確合理的成分，以保護學生的創新激情。
四、實施科學探究有利於培養學生的科學態度和科學作風
科學探究的過程是一個嚴格科學過程，要想獲得一個正確的探究結果，必須尊重客觀事實，避免主觀臆斷，這對培養學生實事求是的科學態度十分有益。如在探究中出現測量和計算的數據不能符合預期結果時，應引導學生對造成錯誤的原因進行分析，然後重新進行測量和計算，而不應該修改數據，造成假的結果去滿足實驗目的的要求，這樣的做法本身就培養了實事求是的科學態度。
實施：科學探究是學生參與式的學習活動，在物理教學中，探究的問題大多必須通過實驗來完成。由於中學生大都具有強烈的操作興趣，希望親自動手多做實驗，所以在探究活動中，教師要充分保護和利用學生的這個積極性，給學生的探究活動提供豐富的物質材料，讓學生更多地參加實驗活動，從而激發學生的學習興趣。在科學探究中，對所提問題的猜想與假設是否正確需要靠實驗來進行檢驗。物理教學中，有的問題需要通過教師引導學生自己設計實驗來進行探究，讓學生自己設計並動手進行實驗，無疑能培養學生的創新意識。如設計一個「把雞蛋從五樓摔下來而不破碎」的實驗，學生可能會提出五花八門的實驗方案，這恰好體現了學生的創新意識。在科學探究中，對所提問題的猜想與假設是否正確需要靠實驗來進行檢驗。物理教學中，有的問題需要通過教師引導學生自己設計實驗來進行探究，讓學生自己設計並動手進行實驗，無疑能培養學生的創新意識。如設計一個「把雞蛋從五樓摔下來而不破碎」的實驗，學生可能會提出五花八門的實驗方案，這恰好體現了學生的創新意識。
9. 如何改進物理實驗教學，培養學生科學探究的興趣和能力
僅供參考
韓蓄 徐偉
（渤海大學物理系 121000）
【摘 要】實驗不僅是一種操作性的實踐活動，更是一種探究性的實踐
活動，所以在實驗教學中運用實驗問題情境的創設；實驗操作的創新以
及通過實驗過程中突發的問題和現象對學生進行教育，能夠充分體現科
學探究的精神，更好地使學生養成科學探究的能力。
【關鍵詞】實驗教學；科學探究；探究興趣；
新一輪基礎教育課程改革背景下，科學探究已被作為理科各科教學的核心並要求貫徹落實。作為自然學科之一的物理學科也不例外，物理新課程標准中最突出的特點是把科學探究列入到了課程內容標准中，強調在教學中要積極地培養學生的創新精神品質和增強科學探究能力。所以科學探究已成為物理教學的核心內容。而物理實驗教學是中學物理教學不可分割的重要組成部分，是中學物理教學的重要基礎、內容、方法和手段。基於物理實驗教學本身的這些特點，在中學物理實驗教學中恰當的進行科學探究能力的培養，能夠收到事半功倍的效果。
1．科學探究內涵
科學探究的本意是指科學家們運用科學的方法研究自然界的科學事物及規律時所進行的科學研究活動。運用到教育中的科學探究的具體含義是：「學生在學習課程和現實生活的情境中，通過發現問題、調查研究、動手操作、表達與交流等探究性活動，獲得知識、技能、方法情感態度與價值觀的學習方式和學習過程」 [1]。
課程標准明確指出：「將科學探究列入內容標准，旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，從而培養學生的科學探究能力、實事求是的科學態度和敢於創新的探索精神」。科學探究的教育目的就是讓學生親身經歷和體驗科學知識的獲得過程，並在此過程中運用科學的方法發現問題、提出問題、以及尋求證據、材料解決問題，體驗探究過程中的辛酸與喜悅，從而使學生能夠在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三方面得到全面發展，以應對現代社會和未來發展的挑戰。
2．物理實驗教學對科學探究能力培養的作用
2．1物理實驗教學能夠激發學生的科學探究興趣
心理學認為：「興趣是積極探究某種事物的認知傾向，它是人的一種帶有趨向性的心理特徵」 [2]。科學探究興趣是學生進行科學探究的一個重要條件，是學生探究的一種推動力。物理學是一門以實驗為主基礎的自然科學，利用實驗可以直觀的把物理現象和物理事實呈現在學生們的面前，從而激發學生的直覺興趣。大量的教育事實表明學生對各種操作性實驗和演示實驗都感到新鮮而有趣，這也是中學生們願意上物理實驗課的一個心理原因，所以我們就要抓住學生的這個心理因素，充分利用好實驗激發學生的科學探究興趣。
2．2物理實驗能夠使學生學會並運用物理科學思維方法
「當代科學教育理論認為，科學探究沒有固定的模式，但有一些可辨別的要素，比如提出問題、進行猜想和假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗、收集數據、提出理論或建立模型、進行評估與交流等」 [3]。這些同樣也是物理實驗中經常用到的科學思維方法。只學習理論，而不把學到的理論應用到實踐不是真正地學會了理論。通過物理實驗學生們可以直接應用這些科學思維方法，從而使學生真正地掌握這些科學思維方法，成為終身必備的知識與技能，這樣才是真正地實現了科學思維方法教育，提高了學生科學探究的能力。所以說物理實驗教學能夠使學生真正地學會並掌握科學探究的思維方法。
2．3物理實驗能夠培養學生的科學態度
今天的教育不僅要關注學生的智力發展，更要注重學生的非智力因素的發展。每一個物理概念、規律的發現和證實都離不開物理學家們的堅持不懈、一往直前的科學探索精神。在這一點上物理實驗教學表現的尤為突出，因為今天我們所做的實驗都是在研究和體驗物理學家們的「實驗」。我們不僅要讓學生們掌握和創新物理學家們的「成果」，更要讓學生們體驗物理學家們在發現物理問題和解決物理問題上的酸甜苦辣，從而通過實驗教學培養學生的探索精神、意志品質和實事求是的科學態度。
3．物理實驗教學中科學探究能力的培養策略
3．1創設實驗問題情境，激發學生的探究興趣
問題情境的創設無論是在物理概念教學還是在物理規律教學中都是十分重要的，物理實驗教學中同樣也不能缺少問題情境的創設。因為一個良好的問題情境的創設能夠促使學生提出問題，只有提出問題才能進一步地通過實驗進行驗證、推理，從而解決問題。一個實驗問題情境的創設能夠給學生們提供豐富的想像空間，發揮學生的創造性思維能力，從而使學生產生疑問，激發學生的探究興趣。
例如，我們可以設計的一個實驗問題情境：「從物理學角度看日常生活中的一斤棉花和一斤鐵哪個重？」當然同學們都會不假思索的回答：「當然是一樣重了，因為都是一斤嗎？」這時教師說：實際上不是這樣的。這時同學們會感到很迷惑，都想知道是怎麼回事。教師：一斤棉花和一斤鐵它們有什麼不同點？學生：棉花的體積大。教師：同學們思考一下剛才的問題，既然它們的體積不同那麼它們在天平上的平衡狀態會受什麼影響？同學們猜想一下，學生：會受到空氣浮力的影響。教師：那麼同學們可不可以設計一個實驗來探究一番呢？於是同學們會積極地設計實驗來探究從物理學角度來看日常生活中一斤棉花和一斤鐵到底哪個重？學生：在空氣中將一斤棉花和一斤鐵分別放到天平的兩盤內，這時天平保持平衡。然後取一大玻璃罩將天平罩住，抽掉其中的空氣，形成「真空」。會發現裝棉花的一端逐漸下沉，天平平衡被破壞了。這時教師引導學生交流得出結論：「棉花的真正重量—棉花所受空氣浮力=鐵的真正重量—鐵所受到的空氣浮力」。因為棉花所受空氣浮力大於鐵所受到的空氣浮力，所以一斤棉花的真正重量要比一斤鐵的真正重量大。
從這個讓同學們「疑惑」問題情境入手，激發他們的探究興趣，更好的使學生形成科學探究的意識和能力。
3．2從實驗操作上培養學生的科學探究能力
一個准確的物理實驗離不開正確的運用實驗器材和准確的觀察、記錄實驗數據，這些過程對實驗結論的科學性都是至關重要的。不正確的實驗操作就會產生失誤，甚至得不到實驗結論或產生很大的實驗誤差，非准確的觀察和記錄實驗數據會導致實驗誤差的增大。所以在實驗操作上對學生進行正確教育和引導是非常重要的，這也是科學探究能力的一個重要組成部分。在物理實驗教學中要積極鼓勵學生進行創造性的想像，發散思維尋求如何更好的方法完成每一個物理實驗。
例如，在「用單擺測定重力加速度」時，中學物理實驗中在對記錄小球擺動次數時的要求是當小球達到平衡位置時計時，小球每次經過平衡位置是一個周期，在這個實驗操作中，學生們會產生這樣一個問題雖然小球經過平衡位置容易計時，但小球來回擺動觀察起來還是不太容易，一不小心就會查錯。那麼我們針對這個問題就應該引導學生對實驗操作上進行探究改進，使觀察記錄時清晰一些。教師：同學們我們用什麼辦法能使在觀察記錄擺球擺動時更加精確更加清晰一些？教師可以把學生分成若干小組進行探究。經過探究每個小組都想到了自己的辦法，如，（1）可以把除平衡位置以外的地方用屏擋住，只能通過屏上的縫或孔看到平衡位置的擺球；（2）可以設計一個光電門來記錄擺動次數；等等。
通過教師引導，學生們積極設想，鼓勵學生進行科學探究，尋求更多的改進，創新實驗操作的方法，有利於學生創造力的培養，更加有利於學生的科學探究能力的養成。
3．3利用實驗過程中出現的問題和現象培養學生的探究能力
實驗教學在使學生學會驗證一個結論和探索某一物理規律的同時，更重要的是培養學生追根刨底的科學精神。學生在實驗中遇到了問題時教師就要積極引導學生深入探究其產生的原因。
例如，在「用打點計時器研究勻變速直線運動的規律」的實驗中，有時會出現這種情況，在紙帶上應該打出一個點的位置卻打出了兩個很近的點，如圖2。當出現這個問題時，有的學生認為打的不成功，於是決定重新做實驗，結果還是這樣的問題。我們做實驗並不是單純的去「迎合」物理上的正確規律，更重要的是在實驗過程中養成「有問必究」的科學探究精神。出現了這樣的問題教師應該及時地引導學生探究問題產生的原因，學生們能夠發現和找出原因不也是在進行「科學探究」中的一個新發現嗎！首先教師應讓學生猜想一下原因。學生們可能提出各種各樣的猜想，例如：（1）電壓不穩；（2）振針長短未調節好；等等。這時教師組織學生進行交流討論，對這兩個原因分別進行檢驗得出：（1）通過對電壓的測量得出電壓是穩定的；（2）通過對振針的調節發現打出的紙帶不出現「兩個點」了。最後在教師的指導下學生們經過探究把原因找到了並排除了故障。
物理實驗教學在中學物理教學中佔有很大的比重，能夠充分地利用好實驗教學來培養學生的科學探究能力具有無可替代的優越性。所以我們廣大物理教師要進一步做好物理實驗教學工作，發揮實驗教學的優越性，這樣才能更加完美地提高學生的科學探究能力。
引文注釋：
[1] 劉力．研究性學習通論[M]．高等教育出版社，2004．465．
[2] 喬際平．物理學科教育學[M]．首都師范大學出版社，2001．193．
[3] 芮澤麗．科學探究是物理教學的基本思想[J]．《安徽教育》月刊,2007．31．
湖南省邵東縣兩市鎮第四中學
在義務教育《物理課程標准》中，將「科學探究」列入課程目標，並強調「以物理知識和技能為載體，讓學生經歷科學探究過程，學習科學探究的方法，培養學生的科學探究精神、實踐能力、創新意識」。隨著新課程標準的實施，科學探究被引入到物理課堂教學中，教材中設置了不少的探究實驗。不僅是讓學生通過科學探究活動獲取知識，而且更重視讓學生經歷探究過程；有的甚至只是要求學生經歷探究過程。由此可見，新課程標准十分強調科學探究在學習中的作用，使科學探究成為一個新的教學要求和新的學習方法。物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，與現實生活聯系最密切，在教學中應把課本上的一些實驗進行合理的科學的改進創新，充分發揮物理學實驗的多種功能和作用，這不僅可以通過實驗掌握物理知識，也是培養學生探究能力和創新能力的重要措施。
筆者在多年的教學實踐中，重視演示實驗，學生分組實驗及課後小實驗的改進，在培養學生科學探究能力方面並做了一些有益的嘗試。
一、演示實驗中，讓學生自主設計完成
傳統的演示實驗教學，只是讓學生看教師表演，先是「教師做，學生看」，後是「教師講，學生聽」，缺乏對知識深入引導和研討，阻礙了學生主動學習和親自探索知識，如能將一些演示實驗進行改進，讓學生去自主探索，經過分析、討論，透過現象看本質，則會從中悟出很多課本上學不到的知識。
例如：在研究焦耳定律的演示實驗中，我是這樣處理的：提前在課前布置預習本節課，以思考題的方式向學生出示本節課的演示實驗課題──研究電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關，要求學生利用自習課時間，實施以下過程：
1、自主設計實驗方案
設計實驗方案關鍵是讓學生考慮好實驗原理，怎樣將電流通過導體產生的熱量變為可以觀察比較的對象。學生們充分發揮想像，不同的實驗方案達十餘種，有的甚至比教材上的方案還簡單易行，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，有的讓燒瓶里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓燈絲發熱升溫而發光……這樣表演性演示實驗變為開放性研究實驗，極大激發了學生學習和研究物理知識的積極性，培養了學生的發散思維和創造性思維能力。
2、自主選擇實驗器材
在完成設計後，有的同學到實驗室借實驗儀器，有的學生找老師幫忙安裝實驗裝置，有的學生自己製作一些小器材，這樣變純觀察性實驗為創造性操作實驗。
3、自由組合，探索研究
經過交流，有一些同學的實驗方案相近似，於是他們就自動組在
實驗過程中，互相交流切磋、溝通、共同研究。在交流中學會團結協作，在互幫互學中，共同提高。
二、學生分組實驗中，讓學生自主探究
學生分組實驗是初中學生最感興趣的課，但絕大多數學生是按教材的安排程序進行實驗，按照教師布置的步驟進行操作，興趣只停留在表面上，湊「熱鬧」成分很多，這樣也就無法培養學生的綜合能力和科學素質。如：初三物理中《測定小燈泡的功率》的實驗，如果只是指導學生按教材的安排進行實驗，讓學生注意觀察小燈泡兩端的電壓在等於額定電壓，高於額定電壓和低於額定電壓的情況下的發光情況，並將每次測得的電壓，電流值填入實驗表格，算出電功率值，那麼實驗目的單一，無法達到培養學生素質的目的，所以在教學過程中我是這樣做的：
1、不限制實驗原理
在講本節課時，只講清實驗目的，說明小燈泡上「3．8V」或「2．5V」意義，至於實驗原理由實驗小組討論決定，並按要求畫出實驗電路圖，結果出現三種實驗原理P=UI，P=U2/R，P=I2R，並通過對三種實驗方案的優劣的深入分析，確定應用P=UI為實驗原理的方案，從而培養了學生的發散思維能力，提高了思維品質的深刻性與批判性。
2、不規定實驗步驟
進實驗室要求不看課本，動手時只說明實驗中要觀察燈泡的亮度，觸摸燈泡熱度，計算燈泡的功率和電阻，並不限定實驗有三個步驟，結果巡視實驗中發現，有的小組實驗有五、六步，並設計了開放性的記錄、表格，其中燈絲在不亮、較暗、正常發光、較亮、燒壞幾種情況下的電壓、電流的測量值和功率、電阻的計算值，燈泡熱度的觸摸感，從而激發了學生的觀察實踐和發現問題能力。
3、不確定實驗歸納
實驗後不固定方向，讓學生多方向、多角度、深入細致的觀察，分析實驗現象和數據，從而開放性地歸納出實驗結論，如有的小組分析真實的實驗數據，得出如下結論：（1）伏安法既可測電阻也可以測電功率；（2）燈絲電阻隨溫度升高而增大；（3）燈泡的實際功率，隨其兩端實際電壓的增大而增大；（4）燈泡只在額定電壓下正常發光，實際電壓過高會燒壞燈泡，過低燈不亮；（5）因燈絲電阻隨溫度升高而變大，故不宜用P=I2R和P=U2/R測燈泡的電功率，通過以上五個方面的歸納，培養了學生的分析、概括實驗結論能力，並加強了前後知識的聯系。
三、加強課外小實驗小製作小發明活動，引導學生參與實踐
物理小實驗，小製作小發明的題材廣泛，材料非常豐富，是激發學生興趣發揮學生創造性的有益活動。對每章或每節課後的小製作、小實驗，教師可適當給予指導，提出必要的建議。使得學生能夠善於動腦動手，因陋就簡就地取材，把小實驗、小製作活動搞得豐富多彩，生動活潑。如在學習了溫度計之後，可以製作簡易溫度計，通過製作過程，了解刻度劃分的方法。再如學習了簡單機械後，可以嘗試製作搬運重物上樓用的「爬樓車」，學了電學後，可以製作發明「防火報警器」、「防盜報警器」、「知識竟賽搶答器」等，通過這些活動使學生學習如何運用知識解決實際問題。又如在學習了光的折射現象後，對於不同介質對光的折射情況是否相同、清晨看到日出時太陽在地平線以下還是在地平線以上等問題，學生常表現出較強的探究慾望。為此我們可以組織學生利用課余時間對該物理知識進行較深入的專題探究，可以從模擬實驗的角度進行，也可以從理論論證的角度進行，由學生自己確定。再如，晶體熔化的實驗誤差較大，可讓學生通過探究產生較大誤差的主要原因，從而提出改進實驗方案或改進實驗裝置的建議。在學習了「能源與可持續發展」後學生可以探究環保方面的問題、節約能源方面的問題。另外還須注意的是選擇研究的題目不宜過大，針對性要強，使學生易於操作。課外小實驗、小製作、小發明活動在許多方面略顯粗糙或不規范，但學生的自主性、參與性高，尤其在設計和准備過程中那種富有創造性的思維及操作過程，是在其它途徑中無法體會到的。同時使學生感受到物理知識的應用無處不在，激發他們自覺應用物理知識探究解決問題的興趣。提高他們科學探險究能力。
綜上所述，本人在物理實驗教學中，盡量把驗證性實驗改為探索性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，邊講邊實驗，並改進實驗裝置，器材並大力發動學生作課外小實驗、小製作、小發明等，讓學生嘗試實驗設計、操作，提高學生科學探究能力、創新能力和對知識的應用能力，使學生自主參與學習進而大面積提高物理教學質量。
10. 怎樣在高中物理教學中培養學生科學探究能力
從心理學角度看，能力是一種影響人的活動效率，促使活動順利完成的個性心理特徵。根據美國國家研究理事會1996年發布的《美國國家科學教育標准》，科學探究在教育上指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。因此可以將科學探究能力界定為影響人的科學探究活動效率，促使科學探究活動順利完成的個性心理特徵。
在物理教學中，教師應該創設多樣化的教學情境，重視學生科學探究能力的培養。
1注重實驗教學，使之成為培養科學探究能力的重要途徑
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。高中物理新課程的各個模塊均安排了一些典型的物理實驗，對其所要解決的問題進行了精彩的驗證或探索。物理實驗從確立實驗目的到設計實驗直至最後的結果分析，其實驗過程實質就是科學探究的過程，因此物理實驗是培養學生科學探究能力的重要途徑。
然而，過去教師在教學過程中，往往是應用經過幾次消化了的材料來講授，或者經過抽象的理論分析加以表述，把已有的知識進行系統歸納，形成簡明扼要的理論體系。比如研究變壓器的輸出電壓與哪些因素有關的問題時，教材即是以變壓器的結構與原理為切入點，簡明扼要從理論上推導出了 的結論。這樣的結論當然是必要的，但是這樣的教學方式，往往會造成學生對科學概念的產生和發展的誤解，以為什麼結論都可用數學方式推導出來，失去了對觀察實驗的興趣，使學生們不了解科學結論到底來自何方。
（2）猜想與假說：由學生思考並互相補充得出輸出電壓可能會跟輸入電壓、原副線圈匝數、電流頻率、鐵芯等因素有關。
（3）制定計劃與設計實驗：引導學生制定利用控制變數法來進行實驗的計劃，思考需要測量的數據與可能需要的實驗器材，如電源、原副線圈可變的變壓器、多用電表等。
（4）進行實驗和收集證據：對學生進行分組，並各選擇一個因素進行實驗研究。
（5）根據證據進行解釋：由各組選派代表，提供實驗數據並作出解釋： 與鐵芯、頻率無關。
（6）交流與檢驗：引導學生從理論上推導結論，將其與學生的實驗結論進行比較，引導學生進行實驗誤差分析。
事實證明，學生通過實驗獲得的學習效果與科學探究能力發展，比教師做演示實驗或在黑板上講理論的效果要好得多。只有在實驗基礎上建立了正確的、經得起實踐檢驗的理論，才能由表及裡，達到對客觀事物的規律性認識。在物理教學中，創造條件加強探究性實驗教學，是培養學生實踐操作和科學探究的能力、發展新知的重要途徑。
2滲透物理學史，使之成為培養科學探究能力的有力示範
物理學史是人類在物理領域認識自然、改造自然、獲得知識的歷史記錄。無數的科學家為物理學大廈的構築付出了艱辛的勞動，才結出了今天造福萬民的智慧之果。人們在回顧物理學史時總會感慨萬千，而在以往的物理教學過程中，我們通常更關注物理學科知識對於學生科學態度、科學精神的教育，而忽視了物理學史在培養學生科學探究能力的示範作用。
物理學的每一步發展，都離不開科學探究；物理學的科學觀和研究方法的演化、變革與發展就是一個探究的過程。在這過程中，存在著許多有價值的歷史爭論，盡管在物理教材的知識體系中並未留下太多痕跡，但是如果我們在物理教學中能適度地涉及這些內容，無疑會讓學生隨著歷史的爭論而深入當初科學探究的每一環節中去。
比如牛頓在1672年發表了《關於光和色的新理論》一文，認為光具有微粒的性質，在當時就引起了物理學界極大的爭論，胡克就曾質問牛頓為什麼光束相交時不發生碰撞（即「光為什麼不為光自身所散射」）。物理學家托馬斯?楊通過雙縫干涉實驗證明了「光的波動說」的正確。從「光的微粒說」到「光的波動說」，再到「光的波粒二象性學說」的提出，其中所包含的對於科學的每一次質疑與推敲，都會給學生以極大的智慧啟迪。科學家的思路是怎麼產生的，他是如何思考的，他用了哪些方法質疑，從哪些角度質疑，而最終這些疑問又是怎樣在實驗和理論研究中得以深入並最終獲得結論的，而這些結論還有哪些疑問等等。
所以，物理學史本身作為科學探究的歷史，也應當讓其更加突出探究歷程，為學生進行自己探究開闊思路，加深對科學探究過程的理解並發展科學探究能力，使教育功能更加完善地得以發揮。
3授以方法，為培養科學探究能力尋找路徑
能力與方法是密切相關的，教師要培養學生科學探究能力，就意味著要幫助他們掌握完成某種科學任務的方法。物理學方法是指人們在學習或研究物理問題的過程中發現問題、提出假說、搜集事實、作出解釋論證等所遵循的途徑和使用的手段，實際上是思維的方法和程序。物理學研究方法，主要是以觀察和實驗為基礎，經過科學抽象，運用數學工具，概括總結出實驗規律，然後經過實踐的檢驗，發展為物理理論。
物理學方法是物理學發展的靈魂，是以知識學習到能力發展的橋梁。物理學方法是指物理學的具體科學方法，通常認為有：觀察法、實驗法、理想化方法、類比方法、假設方法和數學方法六種。教師如果能以物理學方法為線索組織教學過程，實施知識教學與物理學方法教育的良好結合，必然使教學過程更符合學生的認識規律，也更有利於培養學生的科學探究能力。
例如，在庫侖定律的教學中，教師不必要求學生預習，直接在上課之初先讓學生進行兩個帶電體之間相互作用力的大小可能與哪些因素有關的猜想。猜想是探索性實驗的前提，學生可能會想到：帶電體的形狀，大小，兩帶電體帶電的多少，兩帶電體間的距離，兩帶電體間的介質等。然後，再讓學生考慮這么多的因素怎麼研究，有沒有主次之分，哪些是主要因素，哪些是次要因素，次要因素在什麼條件下可以忽略，等等。當還剩下「電荷量」和「距離」兩個因素時，再讓學生考慮兩個因素對作用力的影響如何思考，並提出控制變數法。這樣模擬科學家的探索過程使學生體會與學習物理學方法，達到理想的教學效果。
4建構物理概念規律，培養學生科學探究的能力
物理概念是反映物理現象和過程的本質屬性的思維形式；物理規律是物理現象、過程在一定條件下發生、發展和變化的必然趨勢及其本質聯系的反映。形成概念和掌握規律就是對觀察和實驗得到的感性材料進行理性加工，並把有關物理問題的本質抽象出來。
教師應當讓學生明白，任何概念和規律都是嚴謹的科學探究的結果，使學生在建構新的概念規律時，要學會質疑，學會盡可能經過嚴謹的探究再建構自己可以接受的知識體系。例如在講解牛頓第一定律時，可把牛頓和古希臘自然哲學家亞里士多德的觀點進行比較，並結合伽利略的實驗研究成果。牛頓認為任何物體都將保持靜止或勻速直線運動狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止；而亞里士多德認為物體的運動需要靠外力來維持。牛頓和亞里士多德都是千古流芳的人物，但在此問題上卻有著截然不同的觀點，孰是孰非，爭論也許並不能夠令人信服，只有通過實驗才能得出肯定的回答。在此基礎上，再來講述伽利略的實驗研究成果，就可以讓學生清楚地認識到亞里士多德的觀點的錯誤性。
為了豐富科學探究能力培養的內容，可以將某些科學概念規律的典型探究方法作為重點使之凸現，針對於學生的薄弱環節突出某些能力的培養，從而實現對於科學探究能力的滲透式培養。
5嘗試STS教育，使生活成為培養科學探究能力的良好素材
STS是一門研究科學、技術和社會相互關系的新興學科，它強調科學技術在社會生產、生活中的應用。在教授物理知識的同時，滲透STS教育，在拓寬知識的過程中，有利於學生提高對科學的過程與方法的認識，增強對科學的情感、態度與價值觀的體驗，加深對科學、技術與社會關系的理解。
例如，學習原子能的知識，教師既要讓學生了解核技術可以用作醫療、能源，同時也必須向學生介紹核污染、核放射可以殺傷人類甚至毀滅地球；了解聲學知識時，可以讓學生調查身邊的聲污染情況，並嘗試提出減小雜訊污染的有效措施等。這些都超出了物理學科自身的研究范圍，然而是教師培養學生的科學探究能力的良好素材。
學生的科學探究能力的發展不是「自然而然」就能完成的，它需要教師精心設計和培養。