1. 物理学与科学技术的关系
物理学和现代科学技术的关系物理学是一门探究一切物质的组成及其运动规律，揭示它们之间的联系和各种运动之间的关系的广博而丰富的学问。
物理学的进展密切联系着工业，农业等的发展，也同人类文明的进步息息相关。
从电话的发明到当代互联网络实现的实时通信；从蒸汽机车的制造成功到磁悬浮列车的投入运行；从晶体管的发明到高速计算机技术的成熟等等。
这些无不体现着物理学对社会进步与人类文明的贡献。
当今时代，物理学前沿领域的重大成就又将会引领着人类文明进入一片新天地。
物理学的发展与完善导致了历史上三次工业革命现代工业及科学发展离不开物理学理论。
物理学实验既为物理学发展创造条件同时也为现代工农业生产技术的研究打下了物质基础。
当前我国为了积极跟踪世界新科学技术要努力在生物工程、电子技术、自动化技术、新材料、新能源、航空航天、海洋工程、激光、超导、通讯等新技术领域取得新的科技发展。
这些科技发展都是与物理学的应用有着非常密切关系的物理学是科学技术的基础。
物理学作为一门基础科学可以使人们很好地认识世界、了解自然。
同时它对人们改造自然、推动社会发展也起着极其重要的作用。
技术体现了生产力的进步与物理学有着十分密切的关系它们之间总是相互作用共同发展从而共同改变了人类的生活乃至整个世界。
2. 当前物理教学中怎样培养学生的科学探究素养
物理教学中怎样培养学生的科学探究素养
通过物理教学实践，积极探索出促进学生全面发展、提高科学素养的高中物理课程的教学、学习方式，努力使提高学生科学素养的理念和目标落到实处。本文分析了影响中学生科学素养水平的有利因素和不利原因，同时对培养中学生科学素养进行了一系列的对策研究，为寻求提高中学生科学素养的途径与方法提供了一定的依据。(摘自河南远程教育培训) 一、高中物理新课程应采取以探究式教学为主的教学方式[1] 传统教育认为:知识是被动接受的;知识的学习过程主要是记忆过程;知识的学习带有社会强制性。传统的物理学习建立在人的客体性、受动性和依赖性的基础上，忽略了人的主动性、能动性和独立性，学生的学习状态始终处于被动接受式状态。物理学是一门实验学科，知识的阐述和理论的建构是通过科学探究得出。为此，新课程物理教学中应把科学探究摆到首要位置，课标中和教材中给出了大量的探究课题，注重从自然与生活现象引入问题，通过探究寻找规律，然后介绍知识在生活、生产中的应用。注重将科学探究的各主要环节渗透于不同章节，让学生在科学探究过程中，学习物理知识与技能，体验探究的过程，学习探究的方法。注重学科间的渗透、人文精神与自然科学的融合，以便学生学习科学精神与科学态度、客观了解科学的社会功能，树立正确的科学观。 物理科学探究与以往的物理实验有着根本的不同，其主要差别在于以前的实验是教师或教科书划出了从问题到结论的单一路径，学生只是再操作一遍，以验证实验为主。而科学探究是让学生自己动脑、动手，自己发现问题，解决问题，最后撰写简单的实验报告，以培养学生的科学素养为主要目标，选择最能体现教育价值的知识作为课程内容，与此同时，将物理科学最新进展引入课程，如纳米技术、超导、快中子增殖反应堆、可控热核反应等。 因此，教师要树立以探究式教学贯穿高中物理教学全过程的思想，为学生创设亲身参与探究的问题情境，这将成为今后物理教学中的重头戏。 二、物理实验要贯穿高中物理新课程教学的始终 总之，在高中物理教学中，教师应该积极开发适合教学的实验项目，充分利用实验资源做实验，提倡使用身边随手可得的普通物品做物理实验。 三、将物理学史教育有机地整合到物理课程教学中 物理新课标是围绕着国家教育方针，以提高国民科学素养为目标而制定，科学素养其最核心部分就是受教育者对待科学的情感态度与价值观。 物理学史，它以人类与物理世界对话的历史为研究对象，融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的多学科知识，是一门自然科学、人文科学、社会科学、思维科学紧密交叉渗透的综合学科。通过成功的科学家遇到困难如何思考、如何探索达到目的，描绘物理学家探索科学的欢乐与痛苦、成功与失败，使受教育者精神上受到感染、情操得到陶冶，意志得到磨炼，鉴赏力得到提高，正确理解人和自然的关系，正确理解人与社会的关系，并产生热烈的感情形成了对美和善的辨别力和追求热情，从而使学生的心智得到和谐的发展。 在物理教学中渗透物理学史教育，教师必须注意解决好三个问题:一是要使物理学史故事和物理知识的学习有机地融合在一起，不要使学生感到它是物理课程的附加部分;另外，教师所提出的物理史故事的学习问题，一定能为学生提供一个学习情境和探究过程;三是教学设计时采用学生课外进行课题研究的方法，以解决教学课时少和科学史学习比较费时的矛盾问题。 由于物理学史其内容的特点及它所具有的丰富教育因素，决定它在培养学生的情感态度与价值观方面能发挥出独特的功能，起着重要的作用。因此在高中物理教学中，把物理学史教育整合到课程教学中，而不是成为物理课程教学的一个附加部分，是使提高学生科学素养这一目标得以落实的重要途径之一。 四、开展物理课外活动，陶冶学生科学素养情操 物理课外活动，主要有课外小实验，小制作，小发明，小论文以及物理游戏活动。心理学告诉我们，初中学生抽象逻辑思维开始占优势，已有可能初步理解矛盾对立统一的辩证思维，初二开始，学生的抽象逻辑思维由经验型向理论型转化，到高中，发散思维变得活跃，不轻信现存的答案。因此开展物理课外活动，对于发展他们的逻辑思维很有好处。通过这些课外活动，增强了印象，加深记忆，也培养了对科学的兴趣，促进了科研能力的发展，从而使他们在有兴趣的活动中自然地得到科学素养的教育。 五、开展物理讲座，渗透科学素养的培养 用讲座形式来激发学习物理兴趣，对拓宽学生的知识面，培养分析、解决问题的能力，培育科学素养是十分有效的。讲座可减少学生看书的时间而获得大量信息，一般来说，利用讲座培养学生科学素养有两种形式:(1)在讲座中渗透;(2)专题讲座。讲座的内容可以根据教学内容和学生的特点选择合适的题材，如与生产生活相关并且有广泛应用的物理知识，与社会发展有着重大关系的物理知识，与科学，技术有关的社会热点问题，物理学发展的成就及前沿问题。通过这些讲座，培养了学生的社会责任感，也使学生人文素养得到了提高。 六、加强学生自学能力与信息能力培养 自学能力对于当今提倡的终身教育尤为重要，而信息社会化与社会信息化是当今重要的时代特征，人们在从事科学研究活动的过程中，要处理大量的信息，并需要与他人进行有效的信息交流，所以为培养学生的科学素养，要重视在物理教学中培养学生获取和评价信息的能力。 可以说获得和处理信息的能力是科学素养水平的一种体现。现代传播媒体包含大量的科学技术信息，教师要指导学生收集有益的教育资源，把不同类型的资源更紧密地联系起来，为培养全面的科学素养服务。教师可向学生推荐一些信息来源，如科普网站、科普读物、电视科教节目等。教师还可通过组织一些科技论文写作、收集科技新闻等方式来训练学生的这种能力。通过这样的训练，学生的科学素养和其他能力必然逐渐地得到提高。 七、联系实际，关注物理学与技术和社会的关系 20世纪70年代末西方科学教育界掀起一个全新范式的理科教育运动:STS教育运动。STS英文Science(科学)、Technology(技术)、Society(社会)的首字母缩写。STS教育反应了当今世界科学教育的改革潮流，也揭示了理科教学的本质。它强调学生懂得科学、技术和社会三者之间的相互影响和作用，强调科学技术在社会生产、生活和发展中的应用，培养学生关注社会的意识，并能以正确的价值观和方法来解决科技发展带来的社会问题。 八、在现代物理知识的学习中进行科学素养的培养 物理是一门实用性很强的科学，与农业生产、日常生活有着极为密切的联系，在教学中教帅应结合具体的教学内容，紧密联系生产和生活实际，突出知识的实用性和时效性。所以在物理教学中有效地讲授现代物理知识，是提高学生科学素养的新途径。在知识快捷更新和发展的今天，让中学生了解科学发展的前沿是十分必要的。
3. 什么是物理实验实验在科学探究中的作用是什么
当我们（人类）在这个原本一无所知的世界探索时，没有什么会告诉探索者什么是对的，什么是错的，除了实验，实验告诉你，在这个世界什么会发生，什么不会，实验反映了大自然的规律。物理实验自然也是其中之一。。。
4. 什么是物理实验实验在科学探究中的作用是什么
当我们（人类）在这个原本一无所知的世界探索时,没有什么会告诉探索者什么是对的,什么是错的,除了实验,实验告诉你,在这个世界什么会发生,实验反映了大自然的规律.物理实验自然也是其中之一.
5. 物理实验在物理学中的作用
思想实验在物理学中的地位和作用
一、引言：
物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。可以说，离开了物理实验，就无法了解物理学。正因为如此，在物理学的研究和教学中，对于物理实验历来十分重视，无论从实验的设计、仪器的制作和调试，还是到实验过程的控制、实验结果的分析等各个环节，都强调一丝不苟。想比之下，对于与此有关联的思想实验却介绍不多。因此，对物理学中的思想试验进行纵向的历史考察，横向的比较研究，是十分必要的。有助于物理学的研究和教学。
二、思想实验的一般考察
伽利略是位近代物理学的先驱者。他对物理学作出了多方面的贡献。其中，他发现的落体定律和惯性定律，为近代物理学提供了两快坚固的基石。伽利略的成功，得益于他率先采用了科学的物理实验，更得益于他独创的物理实验与思想实验相结合的科学方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理学的大师，也是一位进行思想实验的先驱。
众所周知，在相当长的一段时间内，人们对于力和运动等物理现象、物理规律的认识，一直受到亚里士多德学说的束缚。亚里士多德认为：物体运动速度的大小和有无，是由它是否受力以及力的大小直接决定的；地面上轻重不同的物体下落速度不同；重物下落较快，轻物下落较慢，对此也曾有人反对过他的错误说法，但都因为没有确切的实验和理论的认证，所以没有被人重视。第一个成功的打破亚里士多德的错误权威的正是伽理略。伽利略巧妙地运用思想实验否定了这一统全欧洲近两千年的错误理论。
物体下落的速度和物重成正比。伽利略在他的着作《关于两种新科学的谈话和数学证明》中写道：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验验证过。当两个石头，一个的重量是另一个的10倍，从同一高度，如100库比特，下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以致前者着地时，后者还不超过10库比特。”加利略紧紧抓住这一疑点，设计了思想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物比轻物体下落得快，那么，当重物体和轻物体绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢。慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重物体下落的速度。但是，两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来的重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就和上面的结论相矛盾了。由此可知，重物体下落不会比轻物体下落的快，二者下落的速度应该是相等的。正是这一思想实验，坚定了伽利略落体实验的信心和决心。
在否定了亚里士多德的落体定律之后，伽利略进一步对自由落体运动进行了定量研究。他根据对自由落体运动的定性观察结果：速度越来越快的基础上，假设自由落体运动是一种匀加速运动，在1590—1592年期间进行了大量的落体实验。但在当时的测试条件下，不可能立即用实验来证实这一假设，伽利略便用思想实验与真实实验相结合的方法解决这个难题。他借助于数学，求出了从静止开始的匀加速运动的距离s与时间t的关系，即：s/t²=常量.这时不包括任何速率，只要直接测定s和t就行了。
但是，物体的自由下落还是太快了，在当时无法精确测定。伽利略想用不太快的运动来测量，即用斜面代替落体实验，经过多次的反复实验测定，得到如下结果：
（1）当斜面倾角固定时，球滚过的距离s与所用时间t的平方之比为一常数，即：s/t²=c.
（2）改变斜面的倾角，s/t²的值随之改变，但小球通过的距离与时间平方成正比关系不变，变化的仅是比例常数。
伽利略用思想实验把这个结果推向极端——当倾角为90º时。即物体作自由落体时，这个论断也成立。他由此得出结论，自由下落运动是匀加速运动。
伽利略对自己所独创的物理实验和思想实验相结合的科学方法感到由衷的高兴。
伽利略之后，随着科技的发展和认识活动的深入，思想实验在物理学中得到了日益广泛、自觉的运用，出现了马赫、爱因斯坦等善于使用思想实验的物理学家。物理学的各个分支中，产生了一些着名的思想实验。例如，在力学中，马赫对“牛顿旋转水桶”的思想实验。否定了牛顿的绝对时空和绝对运动。在量子力学中，有证明粒子波动性的单电子衍射实验，能量势阱等思想实验，证明测不准关系的理想显微镜实验，电子束单缝衍射实验。在相对论中，有证明同时性相对性的“爱因斯坦列车”“光子火箭”的思想实验等等。可以说没有思想实验，物理学的发展是困难的，它的理论体系建立不起来。
对此，爱因斯坦曾评价说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。
三、思想实验的基本特点
从对物理学中的思想实验的历史考察，我们可以看到：思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动。其思想操作包括以下几个方面：（1）对从未进行过的或潜在的可以实现的实验的预想；（2）对真实实验的理想化抽象或外推，即理想实验；（3）现实中不存在，与经验相矛盾，但逻辑上讲得通，物理学上有意义的抽象。这种思想实验操作不必物化就可以得到确定的结论。由此可见，物理学中的思想实验具有以下基本特点：
1、具有实验的可操作性
思想实验不是实际进行的实验，但是之所以被称为实验，是因为这种思维活动是按照实验的格式而展开，是可操作的。R.哈里指出：“所谓思想实验是想象中操作模型时形成的。”
思想实验的操作者根据自己的认识和思考，使用储存于头脑中的经验表象，语言材料，通过分析、想象、类比、猜测和逻辑推理，进行想象的操作。
思想实验使用的假想仪器是假想主体对客体作用的基本手段。爱因斯坦在确定同时性的程序定义时，认为光按直线以恒速传播，核对两个同样钟的同步的程序是：测好两只钟的距离，找到它们的中点，守在两只钟旁的两个观察者，当各自的钟指向七点时发信号，如两信号在中点相遇时，则这两只钟便是同步的了。
假想客体不断变化的形象是思想实验最主要的内容，也是思想实验操作的必然过程，假想的主体和仪器都是为此而存在，并在对假想客体的观察和作用的过程中，揭露被研究事物的本质和相互关系，从而达到思想实验预定的目的。
2、具有严密的逻辑性。
在思想实验进行过程中，逻辑推理是他的基本指向。物理学家在构思思想实验时，想象是充分自由的：他可以根据自己掌握的经验和知识，当时的科学水平，就被研究的客体进行充分的联想，联想从何而发，向何方向延伸也是随机的，当众多的形象材料，经验表象在物理学家脑海中涌现时，其展开和联系则常常求助于与此有关的概念和关系。这些概念和关系既同下一步的逻辑思维联系着，又同构思前预定的目标联系着。只要逻辑推理允许，它甚至也接纳那些违背“经验事实”的，或与已确定的“物理规律”相对立的表象进入思想实验之中。
所以思想实验的操作过程，既是想象自由展开的过程，又是逻辑运动的过程，在这中间，逻辑起着主导作用，它引导，控制着想象，保持想象既是丰富的，又不是胡思乱想。想象活动为逻辑运动提供了可靠的素材基础，逻辑运动在想象提供的形象活动中操作展开。两着相辅相成，浑为一体。
3、具有高度的创造性
物理学家思想实验的目的，是为了揭示事物内部的规律性。因此，其探索是前无先例的，带有高度的创造性。爱因斯坦和英费尔德在，《物理学的进化》中指出：“任何一个理论的目的是指导我们理解新情况，启发我们做新的实验，从而发现新的现象和定律。”思想实验也是如此。法国物理学家和工程师卡诺在研究热效率和热机效率时，受瀑布落差的启示，进行了“卡诺循环“的思想实验，他构思用两个理想的等温过程和两个理想的绝热过程来完成一个热力学循环。通过这样一个理想的热力学循环的思想实验。卡诺得到了热机的最高热效率等于T2-T1/T1，创造性地解决了热机效率问题。
四、思想实验的积极作用
思想实验对物理学的发展具有积极作用，主要表现如下：
1、强烈的质疑批判作用
运用思想实验，往往从传统的理论质疑入手，从而生动准确地揭露旧理论的缺陷，批驳旧理论的错误。
当时在整个欧洲享有至高无上威望的亚里士多德归纳他的力学理论：推一个物体的力不再去推它时，原来运动的物体便归于静止。这个理论统治人们的思想长达两千多年的历史。对此，伽利略提出质疑，在斜面实验的基础上进行思想实验，认为：“一个运动的物体假如有了某种速度之后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这个速度——这个条件只有在水平面上才有可能，因为假如在沿斜面运动的情况里，朝下运动则有了加速的起因，而朝上运动，则已经有了减速的起因。由此可知，只有水平面上运动才是不变的，因为假如速度是不变的，运动既不会减小，更不会消灭。”在这里伽利略对亚里士多德的缺陷，正确区分了速度和速度的变化，提出了“惯性”的思想，得到了力与速度改变之间的联系这一崭新的力学理论，从而否定了力与速度本身之间联系的旧理论。
2、深刻的认识创新作用
思想实验的运用，能够深化人们的认识，开拓新的研究方向，推进物理学的发展。
五、思想实验与真实实验的相互关系
思想实验与真实实验存在着原则的区别：真实实验是一种科学的实验活动。它是在尽可能地排除外界的许多影响，突出主要因素，并能细腻地观察到各种之间相互关系的条件下，使某一事物（或过程）重演起初实验源于实践又高于实践，是发现、检验物理学理论的唯一标准。思想实验是一种理性的思维活动。它不是脱离实际的主观臆想，而是以实际为基础按照实验的格式操作展开，对实践过程做出更深入一层的抽象分析，其推理过程是以一定的逻辑法则为根据的。它是一种相对独立的科学方法。
思想实验和真实实验又是紧密联系和互补的。物理学中的理论、规律是从大量实验事实中概括出来的，物理学中的假设、争论也有赖于真实实验的验证。在真实实验中，物理学有为了获取关于自然界的规律性认识，通过仪器设备等手段对客体进行严密控制和有目的的变革。这样，在真实实验开始前对实验过程的预想和设计，在观测后对经验材料的分析和概括，都得借助一理性思维。有时两者往往密不可分地穿插在一起，真实实验为思想实验提供经验材料，思想实验对经验材料进行理性加工，并为真实实验提供理论指导，从伽利略发现落体定律和惯性定律的活动中，可以明显看到这一点。
在物理学研究中，思想实验能够成为一种不可代替的科学方法，还由于思想实验以其科学思维的严密性、精确性补充了真实实验的不足。
应该指出，现代物理学已发展到理论科学阶段，认识活动日益远离日常经验和人们的直觉，深入感觉不能直接感知的微观和宏观领域，事物的现象和本质之间关系越来越复杂隐蔽。物理学研究活动所需的仪器设备也日趋精细庞杂，理性思维的地位更加突出。思想实验作为一种科学方法将在更广阔的领域中应用。
六、结论
对思想实验的考察和分析告诉我们：思想实验是深入进行物理学研究和教学的重要方法之一。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”为此，我们应该在进行真实实验的基础上，加强对思想实验的研究，启迪思维，把物理学的研究引向深入，使教学引人入胜，更有成效。
参 考 文 献
[1]A.爱因斯坦、L.英费尔德《物理学的进化》，上海科学技术出版社，1962年。
[2]T.S.库思：“思想实验的作用”，《必要的张力》，福建人民出版社，1981年。
[3]WI.B.贝费里奇：《科学研究的艺术》科学出版社，1979年。
[4]高文武：“简论思想实验”，《自然辩证法通讯》，1982年第二期。
[5]《物理学史专题讲座汇编》，北京物理学会，1983年。
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6. 如何处理好初中物理科学探究与其他方式的关系
物理学的实验方法可以分为：探究性实验和验证性实验，基于初中物理学生的知识水平，大多数还是验证性实验，就是已经已知实验结果，学生们只要按照已知的实验步骤按照实验要求，就可以达到实验结果。所以说，初中物理实验的目的大多还是为了使得学生通过对实验过程的观察，更加深刻的理解某些知识重点和难点，同时增加和锻炼学生们的动手能力。
而探索性实验是随着知识的增长，提出一些假设，在实验结果未知的情况或者只能估计结果的情况下进行的实验，这些实验都不太适合初中物理进行的一些实验
7. 为什么要重视科学探究
在高中物理课程中，科学探究既是学生的学习目标，又是一种重要的教学方式。作为目标，科学探究是一种精心设计的，为培养学生的科学探究能力服务的教学活动。作为一种教学方式，要求学生经历与科学家进行科学探究相似的过程，深入理解、掌握物理学的知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。 科学探究是普通高中物理课程改革的一个核心问题。高中物理课程验证性实验与探究性实验有什么区别？学生的科学探究能力怎样考查与评价呢？ 高中物理课程 重视科学探究源于现代社会科学与技术迅速发展的背景下，人们对物理学以及物理教育的重新认识。过去，人们通常认为物理学主要是有关自然的现象、概念以及规律等构成的知识体系。正是在这样的认识下，基础教育建立了以传授知识、强调运用知识解决实际问题的物理课程体系。随着科学技术的发展，人们认识到，物理科学不但是一个知识体系，更重要的是人类认识世界的过程。如果将人们对自然的探究以及通过探究发现的现象、规律以及建立的概念和理论视为一种社会生产活动，物理知识只是这一过程的一个“产品”。显然，物理科学作为培养未来公民科学素养的一个核心课程，仅仅重视知识的传授是不够的，更重要的是应该培养学生“生产”这些“产品”的能力，即科学探究能力。 在高中物理课程中，科学探究既是学生的学习目标，又是一种重要的教学方式。作为目标，基础教育阶段的科学探究是一种精心设计的，为培养学生的科学探究能力服务的教学活动。作为一种重要的教学方式，要求学生经历与科学家进行科学探究相似的过程，深入理解、掌握物理学的知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。 验证性实验与探究性实验有什么不同？ 传统的物理课程通常通过验证性实验促进学生对物理学的理解，培养学生的物理实验能力。现在，高中物理新课程强调培养学生科学探究及物理实验的能力，强调通过探究性教学促进学生对物理学的理解。验证性实验与探究性实验作为两种不同的教学模式，主要有以下几点不同。 验证性实验是一种步骤驱使的教学活动，探究性实验是一种问题驱使的教学活动。通常，验证性实验的实验器材、实验方案通常由教科书、实验手册或教师给定、提供，在实验过程中，学生按事先制定的步骤进行实验，收集数据。学生在实验过程中“按部就班”地操作，其智力活动水平相对不高。从教学设计的角度看，验证性实验更强调行为与规则的统一。而探究性实验需要学生自己设计并进行实验，寻求答案、发现规律。例如，探究怎样使水“火箭”飞得更高或更远，学生将会面临变量的选择，变量的控制以及设计、制作或选定实验器材等诸多问题。不同的变量对应着不同的实验方案，也对应着不同的问题解决技巧。学生智力活动的水平相对较高，更强调独立的思考与行为。 验证性实验以检验已知概念或关系为主要目标，探究性实验以发现新概念或关系为重点。在验证性实验中，学生活动的中心是验证教学中已经讲述过的概念、关系或规律，例如验证牛顿第二定律。实验的结果是已知的，实验的目的是通过具体实验，促进学生进一步理解这一比较抽象的物理规律。从活动过程学生的思维特征看，验证性实验更多地体现出从抽象到具体的思维过程。在探究性实验中，学生活动中心探究未知的问题，并从中发现新的概念、关系或规律。例如，探究“火箭”装水的多少与飞行高度的关系，学生需要通过具体的实验结果，得出装多少水“火箭”能飞得最高的结论或总结出“火箭”装水的多少与飞行高度的关系。在探究性活动过程中，学生的思维更多地体现出从具体到抽象的过程。 验证性实验有助于促进学生掌握陈述性知识，探究性实验有助于促进学生掌握程序性知识。在验证性实验中，实验目的通常是促进学生对科学概念、规律这样的程序性知识的掌握与理解。与验证性实验不同，探究性实验学生则需要自己识别、区别、控制与探究问题有关的变量，并制订实验方案、选择实验器材、收集实验数据，并通过分析与论证得出结论。在这里，结论的正确与否更多地依赖于实验的过程与方法是否正确、可靠，而不是来自于书本知识。因此，探究性实验更能发展学生怎样做实验这样的程序性知识。 验证性实验的结论具有较大的确定性，探究性实验的结论具有较大的不确定性。验证性实验从实验原理到设计，从变量的选择到控制，从器材的制作到选择等都经过教材的编写者、实验器材的开发者以及教师等人员的精心设计、制作与准备，以确保学生的实验结果与所需验证的规律达到较好的一致性。验证性实验通常很少让学生面对并处理错误的、不确定的问题和概念。探究性实验则不同，探究的过程本身就是一个面临不确定结果的探索过程，也许探究活动的开始环节，如学生的猜想与假设，就决定实验不可能得到预期的结果。因此，探究性实验允许学生从错误和失败中学习，甚至将问题或错误视为一种有意义的教学资源，培养学生对科学的深入理解。 科学探究怎样评价？ 从近几年我国义务教育课程的改革实践以及国外部分国家和地区在科学探究能力的考查与评价方面所做的工作来看，科学探究与物理实验能力的考查与评价呈现如下特点： 探究问题大多为生活常见的物理问题情景。如取材于学生生活中常见的斯诺克台球，就球桌桌边高度与台球反弹能量损失多少建立物理问题情景，探究球正常撞击桌边时，球与桌边接触点的高度对球的能量损失的影响。从而为设计斯诺克台球桌边高度，使得当球撞击桌边时，球的动能损失最小建立依据。 利用简单、易行的实验器材作为考查与评价学生科学探究与物理实验能力的工具。如探究小球在凹型球面振动周期问题，使用的器材为一小钢球、一凹型表盖玻璃面和一只停表。探究弹簧振动过程中的能量转化与守恒问题，使用的主要器材为一小弹簧、一有底座的带刻度尺的木棍。 精心设计实验与探究过程。配备一定数量的备用器材；制订严格的考试流程，如考试采取轮转式实验的方式进行，要为考生轮换实验留下相应的时间；学生遇到问题导致实验中途不能进行，监考人员可以给予必要的帮助，使实验能继续进行下去，以便能继续考查考生的其他实验与探究技能，但所提供帮助必须记录在案，而在实验的数据处理和分析环节则不能提供任何帮助。 注重问题之间的内在逻辑联系。实验与探究能力的考查，通常都采用开放——建构型问题。在一个共同的大背景下，按一定的逻辑关系设置若干个小问题要求解答，是一种典型的题型，也是考查考生收集信息，设计实验，运用科学概念和规律分析问题、进行交流，评估实验过程和实验结果等科学探究能力常用的一种方法。试题通常以一个物理问题为起点，通过一个个有待解答的物理问题构成的问题串，形成一个既有一定的限定，又有一定开放性的物理问题情景，以便考生能比较充分地展示收集信息、设计实验、评估实验过程和实验结果等科学探究能力。 重视在过程性评价中考查学生的科学探究能力。部分国家和地区已将对学生平时在学校开展科学探究活动的考查与评价成绩纳入毕业考试成绩之中，成为学生获得毕业文凭以及升学与就业的重要参考。(作者为西南师范大学物理学院副教授，教育部物理课程标准组核心成员。)
8. 何谓“科学探究”“科学探究”的目的及意义何在在中学物理教学过程中，如何具体实施
科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。科学探究的形式是多种多样的，其要素主要有：提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
一、实施科学探究有利于激发学生的学习兴趣
科学探究的过程是一个提出问题并解决问题的过程。由于中学生对未知事物充满强烈好奇心和求知欲，所以，在物理教学中，不管探究的问题是由学生提出的还是教师提出的，学生都想急切知道问题背后的答案。利用学生的这一心理特点，在实施科学探究中，开始可以设置各种问题情境，引导学生发现新的物理情境与已有知识的冲突所在，从而提出问题，这样能大大地激发学生的学习兴趣。如，在“液体压强”一课的教学中，可向学生提出问题：你建过活的带鱼吗？为什么我们见到的带鱼都是死的？
二、实施科学探究有利于培养学生良好的思维习惯，帮助学生掌握科学研究的方法
一般说来，人类解决问题的思维过程可分为四个阶段：第一阶段，发现并提出问题；第二阶段，分析问题的特点和条件；第三阶段，提出假设，思考解答方法；第四阶段，检验假设。
科学探究从提出问题开始，然后经历猜想与假设、设计并进行实验，到分析论证最后得出结论等这样一些环节。科学探究的过程符合人类解决问题的思维过程，所以科学探究不仅是教学的一种重要方式，也是人们进行科学研究的一种重要方法。在教学中实施科学探究，使学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，不仅有利于培养学生良好的思维习惯，而且有助于学生掌握科学研究的方法。三、实施科学探究有利于培养学生的创新精神
知识经济时代，创新正成为民族进步的灵魂和国家兴旺发达的不竭动力。物理课程标着眼于社会的发展，将“创新意识”的培养作为物理课程总目标的重要方面。科学探究作为物理教学的一种重要方式，它对培养学生的创新精神具有举足轻重的作用。
创新通常始于问题，只有提出需要解决的问题，才能思考，创新才有主动性。科学探究也是从提出问题开始，所以，在教学中创始开放的教学情境，鼓励学生独立思考，敢于质疑，善于提出问题，这样能进一步激发学生的创新热情，培养学生的创新精神。
直觉思维是创新思维活跃的一种表现，它在发明创造的过程中占有重要的地位。在科学探究中，对提出的问题进行猜想与假设，更多依赖于学生的直觉思维，所以在教学中鼓励学生对提出的问题进行大胆的猜想与假设，无疑有利于培养学生的创新思维能力。在教学中即使对于学生所提的明显不合理的猜想，也不要简单地否定，在肯定学生积极性的同时要指出其正确合理的成分，以保护学生的创新激情。
四、实施科学探究有利于培养学生的科学态度和科学作风
科学探究的过程是一个严格科学过程，要想获得一个正确的探究结果，必须尊重客观事实，避免主观臆断，这对培养学生实事求是的科学态度十分有益。如在探究中出现测量和计算的数据不能符合预期结果时，应引导学生对造成错误的原因进行分析，然后重新进行测量和计算，而不应该修改数据，造成假的结果去满足实验目的的要求，这样的做法本身就培养了实事求是的科学态度。
实施：科学探究是学生参与式的学习活动，在物理教学中，探究的问题大多必须通过实验来完成。由于中学生大都具有强烈的操作兴趣，希望亲自动手多做实验，所以在探究活动中，教师要充分保护和利用学生的这个积极性，给学生的探究活动提供丰富的物质材料，让学生更多地参加实验活动，从而激发学生的学习兴趣。在科学探究中，对所提问题的猜想与假设是否正确需要靠实验来进行检验。物理教学中，有的问题需要通过教师引导学生自己设计实验来进行探究，让学生自己设计并动手进行实验，无疑能培养学生的创新意识。如设计一个“把鸡蛋从五楼摔下来而不破碎”的实验，学生可能会提出五花八门的实验方案，这恰好体现了学生的创新意识。在科学探究中，对所提问题的猜想与假设是否正确需要靠实验来进行检验。物理教学中，有的问题需要通过教师引导学生自己设计实验来进行探究，让学生自己设计并动手进行实验，无疑能培养学生的创新意识。如设计一个“把鸡蛋从五楼摔下来而不破碎”的实验，学生可能会提出五花八门的实验方案，这恰好体现了学生的创新意识。
9. 如何改进物理实验教学，培养学生科学探究的兴趣和能力
仅供参考
韩蓄 徐伟
（渤海大学物理系 121000）
【摘 要】实验不仅是一种操作性的实践活动，更是一种探究性的实践
活动，所以在实验教学中运用实验问题情境的创设；实验操作的创新以
及通过实验过程中突发的问题和现象对学生进行教育，能够充分体现科
学探究的精神，更好地使学生养成科学探究的能力。
【关键词】实验教学；科学探究；探究兴趣；
新一轮基础教育课程改革背景下，科学探究已被作为理科各科教学的核心并要求贯彻落实。作为自然学科之一的物理学科也不例外，物理新课程标准中最突出的特点是把科学探究列入到了课程内容标准中，强调在教学中要积极地培养学生的创新精神品质和增强科学探究能力。所以科学探究已成为物理教学的核心内容。而物理实验教学是中学物理教学不可分割的重要组成部分，是中学物理教学的重要基础、内容、方法和手段。基于物理实验教学本身的这些特点，在中学物理实验教学中恰当的进行科学探究能力的培养，能够收到事半功倍的效果。
1．科学探究内涵
科学探究的本意是指科学家们运用科学的方法研究自然界的科学事物及规律时所进行的科学研究活动。运用到教育中的科学探究的具体含义是：“学生在学习课程和现实生活的情境中，通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动，获得知识、技能、方法情感态度与价值观的学习方式和学习过程” [1]。
课程标准明确指出：“将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神”。科学探究的教育目的就是让学生亲身经历和体验科学知识的获得过程，并在此过程中运用科学的方法发现问题、提出问题、以及寻求证据、材料解决问题，体验探究过程中的辛酸与喜悦，从而使学生能够在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面得到全面发展，以应对现代社会和未来发展的挑战。
2．物理实验教学对科学探究能力培养的作用
2．1物理实验教学能够激发学生的科学探究兴趣
心理学认为：“兴趣是积极探究某种事物的认知倾向，它是人的一种带有趋向性的心理特征” [2]。科学探究兴趣是学生进行科学探究的一个重要条件，是学生探究的一种推动力。物理学是一门以实验为主基础的自然科学，利用实验可以直观的把物理现象和物理事实呈现在学生们的面前，从而激发学生的直觉兴趣。大量的教育事实表明学生对各种操作性实验和演示实验都感到新鲜而有趣，这也是中学生们愿意上物理实验课的一个心理原因，所以我们就要抓住学生的这个心理因素，充分利用好实验激发学生的科学探究兴趣。
2．2物理实验能够使学生学会并运用物理科学思维方法
“当代科学教育理论认为，科学探究没有固定的模式，但有一些可辨别的要素，比如提出问题、进行猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验、收集数据、提出理论或建立模型、进行评估与交流等” [3]。这些同样也是物理实验中经常用到的科学思维方法。只学习理论，而不把学到的理论应用到实践不是真正地学会了理论。通过物理实验学生们可以直接应用这些科学思维方法，从而使学生真正地掌握这些科学思维方法，成为终身必备的知识与技能，这样才是真正地实现了科学思维方法教育，提高了学生科学探究的能力。所以说物理实验教学能够使学生真正地学会并掌握科学探究的思维方法。
2．3物理实验能够培养学生的科学态度
今天的教育不仅要关注学生的智力发展，更要注重学生的非智力因素的发展。每一个物理概念、规律的发现和证实都离不开物理学家们的坚持不懈、一往直前的科学探索精神。在这一点上物理实验教学表现的尤为突出，因为今天我们所做的实验都是在研究和体验物理学家们的“实验”。我们不仅要让学生们掌握和创新物理学家们的“成果”，更要让学生们体验物理学家们在发现物理问题和解决物理问题上的酸甜苦辣，从而通过实验教学培养学生的探索精神、意志品质和实事求是的科学态度。
3．物理实验教学中科学探究能力的培养策略
3．1创设实验问题情境，激发学生的探究兴趣
问题情境的创设无论是在物理概念教学还是在物理规律教学中都是十分重要的，物理实验教学中同样也不能缺少问题情境的创设。因为一个良好的问题情境的创设能够促使学生提出问题，只有提出问题才能进一步地通过实验进行验证、推理，从而解决问题。一个实验问题情境的创设能够给学生们提供丰富的想象空间，发挥学生的创造性思维能力，从而使学生产生疑问，激发学生的探究兴趣。
例如，我们可以设计的一个实验问题情境：“从物理学角度看日常生活中的一斤棉花和一斤铁哪个重？”当然同学们都会不假思索的回答：“当然是一样重了，因为都是一斤吗？”这时教师说：实际上不是这样的。这时同学们会感到很迷惑，都想知道是怎么回事。教师：一斤棉花和一斤铁它们有什么不同点？学生：棉花的体积大。教师：同学们思考一下刚才的问题，既然它们的体积不同那么它们在天平上的平衡状态会受什么影响？同学们猜想一下，学生：会受到空气浮力的影响。教师：那么同学们可不可以设计一个实验来探究一番呢？于是同学们会积极地设计实验来探究从物理学角度来看日常生活中一斤棉花和一斤铁到底哪个重？学生：在空气中将一斤棉花和一斤铁分别放到天平的两盘内，这时天平保持平衡。然后取一大玻璃罩将天平罩住，抽掉其中的空气，形成“真空”。会发现装棉花的一端逐渐下沉，天平平衡被破坏了。这时教师引导学生交流得出结论：“棉花的真正重量—棉花所受空气浮力=铁的真正重量—铁所受到的空气浮力”。因为棉花所受空气浮力大于铁所受到的空气浮力，所以一斤棉花的真正重量要比一斤铁的真正重量大。
从这个让同学们“疑惑”问题情境入手，激发他们的探究兴趣，更好的使学生形成科学探究的意识和能力。
3．2从实验操作上培养学生的科学探究能力
一个准确的物理实验离不开正确的运用实验器材和准确的观察、记录实验数据，这些过程对实验结论的科学性都是至关重要的。不正确的实验操作就会产生失误，甚至得不到实验结论或产生很大的实验误差，非准确的观察和记录实验数据会导致实验误差的增大。所以在实验操作上对学生进行正确教育和引导是非常重要的，这也是科学探究能力的一个重要组成部分。在物理实验教学中要积极鼓励学生进行创造性的想象，发散思维寻求如何更好的方法完成每一个物理实验。
例如，在“用单摆测定重力加速度”时，中学物理实验中在对记录小球摆动次数时的要求是当小球达到平衡位置时计时，小球每次经过平衡位置是一个周期，在这个实验操作中，学生们会产生这样一个问题虽然小球经过平衡位置容易计时，但小球来回摆动观察起来还是不太容易，一不小心就会查错。那么我们针对这个问题就应该引导学生对实验操作上进行探究改进，使观察记录时清晰一些。教师：同学们我们用什么办法能使在观察记录摆球摆动时更加精确更加清晰一些？教师可以把学生分成若干小组进行探究。经过探究每个小组都想到了自己的办法，如，（1）可以把除平衡位置以外的地方用屏挡住，只能通过屏上的缝或孔看到平衡位置的摆球；（2）可以设计一个光电门来记录摆动次数；等等。
通过教师引导，学生们积极设想，鼓励学生进行科学探究，寻求更多的改进，创新实验操作的方法，有利于学生创造力的培养，更加有利于学生的科学探究能力的养成。
3．3利用实验过程中出现的问题和现象培养学生的探究能力
实验教学在使学生学会验证一个结论和探索某一物理规律的同时，更重要的是培养学生追根刨底的科学精神。学生在实验中遇到了问题时教师就要积极引导学生深入探究其产生的原因。
例如，在“用打点计时器研究匀变速直线运动的规律”的实验中，有时会出现这种情况，在纸带上应该打出一个点的位置却打出了两个很近的点，如图2。当出现这个问题时，有的学生认为打的不成功，于是决定重新做实验，结果还是这样的问题。我们做实验并不是单纯的去“迎合”物理上的正确规律，更重要的是在实验过程中养成“有问必究”的科学探究精神。出现了这样的问题教师应该及时地引导学生探究问题产生的原因，学生们能够发现和找出原因不也是在进行“科学探究”中的一个新发现吗！首先教师应让学生猜想一下原因。学生们可能提出各种各样的猜想，例如：（1）电压不稳；（2）振针长短未调节好；等等。这时教师组织学生进行交流讨论，对这两个原因分别进行检验得出：（1）通过对电压的测量得出电压是稳定的；（2）通过对振针的调节发现打出的纸带不出现“两个点”了。最后在教师的指导下学生们经过探究把原因找到了并排除了故障。
物理实验教学在中学物理教学中占有很大的比重，能够充分地利用好实验教学来培养学生的科学探究能力具有无可替代的优越性。所以我们广大物理教师要进一步做好物理实验教学工作，发挥实验教学的优越性，这样才能更加完美地提高学生的科学探究能力。
引文注释：
[1] 刘力．研究性学习通论[M]．高等教育出版社，2004．465．
[2] 乔际平．物理学科教育学[M]．首都师范大学出版社，2001．193．
[3] 芮泽丽．科学探究是物理教学的基本思想[J]．《安徽教育》月刊,2007．31．
湖南省邵东县两市镇第四中学
在义务教育《物理课程标准》中，将“科学探究”列入课程目标，并强调“以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究过程，学习科学探究的方法，培养学生的科学探究精神、实践能力、创新意识”。随着新课程标准的实施，科学探究被引入到物理课堂教学中，教材中设置了不少的探究实验。不仅是让学生通过科学探究活动获取知识，而且更重视让学生经历探究过程；有的甚至只是要求学生经历探究过程。由此可见，新课程标准十分强调科学探究在学习中的作用，使科学探究成为一个新的教学要求和新的学习方法。物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学，与现实生活联系最密切，在教学中应把课本上的一些实验进行合理的科学的改进创新，充分发挥物理学实验的多种功能和作用，这不仅可以通过实验掌握物理知识，也是培养学生探究能力和创新能力的重要措施。
笔者在多年的教学实践中，重视演示实验，学生分组实验及课后小实验的改进，在培养学生科学探究能力方面并做了一些有益的尝试。
一、演示实验中，让学生自主设计完成
传统的演示实验教学，只是让学生看教师表演，先是“教师做，学生看”，后是“教师讲，学生听”，缺乏对知识深入引导和研讨，阻碍了学生主动学习和亲自探索知识，如能将一些演示实验进行改进，让学生去自主探索，经过分析、讨论，透过现象看本质，则会从中悟出很多课本上学不到的知识。
例如：在研究焦耳定律的演示实验中，我是这样处理的：提前在课前布置预习本节课，以思考题的方式向学生出示本节课的演示实验课题──研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，要求学生利用自习课时间，实施以下过程：
1、自主设计实验方案
设计实验方案关键是让学生考虑好实验原理，怎样将电流通过导体产生的热量变为可以观察比较的对象。学生们充分发挥想象，不同的实验方案达十余种，有的甚至比教材上的方案还简单易行，有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧，有的让烧瓶里的空气受热膨胀而使玻璃管的红水柱上升，有的让灯丝发热升温而发光……这样表演性演示实验变为开放性研究实验，极大激发了学生学习和研究物理知识的积极性，培养了学生的发散思维和创造性思维能力。
2、自主选择实验器材
在完成设计后，有的同学到实验室借实验仪器，有的学生找老师帮忙安装实验装置，有的学生自己制作一些小器材，这样变纯观察性实验为创造性操作实验。
3、自由组合，探索研究
经过交流，有一些同学的实验方案相近似，于是他们就自动组在
实验过程中，互相交流切磋、沟通、共同研究。在交流中学会团结协作，在互帮互学中，共同提高。
二、学生分组实验中，让学生自主探究
学生分组实验是初中学生最感兴趣的课，但绝大多数学生是按教材的安排程序进行实验，按照教师布置的步骤进行操作，兴趣只停留在表面上，凑“热闹”成分很多，这样也就无法培养学生的综合能力和科学素质。如：初三物理中《测定小灯泡的功率》的实验，如果只是指导学生按教材的安排进行实验，让学生注意观察小灯泡两端的电压在等于额定电压，高于额定电压和低于额定电压的情况下的发光情况，并将每次测得的电压，电流值填入实验表格，算出电功率值，那么实验目的单一，无法达到培养学生素质的目的，所以在教学过程中我是这样做的：
1、不限制实验原理
在讲本节课时，只讲清实验目的，说明小灯泡上“3．8V”或“2．5V”意义，至于实验原理由实验小组讨论决定，并按要求画出实验电路图，结果出现三种实验原理P=UI，P=U2/R，P=I2R，并通过对三种实验方案的优劣的深入分析，确定应用P=UI为实验原理的方案，从而培养了学生的发散思维能力，提高了思维品质的深刻性与批判性。
2、不规定实验步骤
进实验室要求不看课本，动手时只说明实验中要观察灯泡的亮度，触摸灯泡热度，计算灯泡的功率和电阻，并不限定实验有三个步骤，结果巡视实验中发现，有的小组实验有五、六步，并设计了开放性的记录、表格，其中灯丝在不亮、较暗、正常发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流的测量值和功率、电阻的计算值，灯泡热度的触摸感，从而激发了学生的观察实践和发现问题能力。
3、不确定实验归纳
实验后不固定方向，让学生多方向、多角度、深入细致的观察，分析实验现象和数据，从而开放性地归纳出实验结论，如有的小组分析真实的实验数据，得出如下结论：（1）伏安法既可测电阻也可以测电功率；（2）灯丝电阻随温度升高而增大；（3）灯泡的实际功率，随其两端实际电压的增大而增大；（4）灯泡只在额定电压下正常发光，实际电压过高会烧坏灯泡，过低灯不亮；（5）因灯丝电阻随温度升高而变大，故不宜用P=I2R和P=U2/R测灯泡的电功率，通过以上五个方面的归纳，培养了学生的分析、概括实验结论能力，并加强了前后知识的联系。
三、加强课外小实验小制作小发明活动，引导学生参与实践
物理小实验，小制作小发明的题材广泛，材料非常丰富，是激发学生兴趣发挥学生创造性的有益活动。对每章或每节课后的小制作、小实验，教师可适当给予指导，提出必要的建议。使得学生能够善于动脑动手，因陋就简就地取材，把小实验、小制作活动搞得丰富多彩，生动活泼。如在学习了温度计之后，可以制作简易温度计，通过制作过程，了解刻度划分的方法。再如学习了简单机械后，可以尝试制作搬运重物上楼用的“爬楼车”，学了电学后，可以制作发明“防火报警器”、“防盗报警器”、“知识竟赛抢答器”等，通过这些活动使学生学习如何运用知识解决实际问题。又如在学习了光的折射现象后，对于不同介质对光的折射情况是否相同、清晨看到日出时太阳在地平线以下还是在地平线以上等问题，学生常表现出较强的探究欲望。为此我们可以组织学生利用课余时间对该物理知识进行较深入的专题探究，可以从模拟实验的角度进行，也可以从理论论证的角度进行，由学生自己确定。再如，晶体熔化的实验误差较大，可让学生通过探究产生较大误差的主要原因，从而提出改进实验方案或改进实验装置的建议。在学习了“能源与可持续发展”后学生可以探究环保方面的问题、节约能源方面的问题。另外还须注意的是选择研究的题目不宜过大，针对性要强，使学生易于操作。课外小实验、小制作、小发明活动在许多方面略显粗糙或不规范，但学生的自主性、参与性高，尤其在设计和准备过程中那种富有创造性的思维及操作过程，是在其它途径中无法体会到的。同时使学生感受到物理知识的应用无处不在，激发他们自觉应用物理知识探究解决问题的兴趣。提高他们科学探险究能力。
综上所述，本人在物理实验教学中，尽量把验证性实验改为探索性实验，把演示实验改为开放性实验，边讲边实验，并改进实验装置，器材并大力发动学生作课外小实验、小制作、小发明等，让学生尝试实验设计、操作，提高学生科学探究能力、创新能力和对知识的应用能力，使学生自主参与学习进而大面积提高物理教学质量。
10. 怎样在高中物理教学中培养学生科学探究能力
从心理学角度看，能力是一种影响人的活动效率，促使活动顺利完成的个性心理特征。根据美国国家研究理事会1996年发布的《美国国家科学教育标准》，科学探究在教育上指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。因此可以将科学探究能力界定为影响人的科学探究活动效率，促使科学探究活动顺利完成的个性心理特征。
在物理教学中，教师应该创设多样化的教学情境，重视学生科学探究能力的培养。
1注重实验教学，使之成为培养科学探究能力的重要途径
物理学是一门以实验为基础的自然科学。高中物理新课程的各个模块均安排了一些典型的物理实验，对其所要解决的问题进行了精彩的验证或探索。物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的结果分析，其实验过程实质就是科学探究的过程，因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。
然而，过去教师在教学过程中，往往是应用经过几次消化了的材料来讲授，或者经过抽象的理论分析加以表述，把已有的知识进行系统归纳，形成简明扼要的理论体系。比如研究变压器的输出电压与哪些因素有关的问题时，教材即是以变压器的结构与原理为切入点，简明扼要从理论上推导出了 的结论。这样的结论当然是必要的，但是这样的教学方式，往往会造成学生对科学概念的产生和发展的误解，以为什么结论都可用数学方式推导出来，失去了对观察实验的兴趣，使学生们不了解科学结论到底来自何方。
（2）猜想与假说：由学生思考并互相补充得出输出电压可能会跟输入电压、原副线圈匝数、电流频率、铁芯等因素有关。
（3）制定计划与设计实验：引导学生制定利用控制变量法来进行实验的计划，思考需要测量的数据与可能需要的实验器材，如电源、原副线圈可变的变压器、多用电表等。
（4）进行实验和收集证据：对学生进行分组，并各选择一个因素进行实验研究。
（5）根据证据进行解释：由各组选派代表，提供实验数据并作出解释： 与铁芯、频率无关。
（6）交流与检验：引导学生从理论上推导结论，将其与学生的实验结论进行比较，引导学生进行实验误差分析。
事实证明，学生通过实验获得的学习效果与科学探究能力发展，比教师做演示实验或在黑板上讲理论的效果要好得多。只有在实验基础上建立了正确的、经得起实践检验的理论，才能由表及里，达到对客观事物的规律性认识。在物理教学中，创造条件加强探究性实验教学，是培养学生实践操作和科学探究的能力、发展新知的重要途径。
2渗透物理学史，使之成为培养科学探究能力的有力示范
物理学史是人类在物理领域认识自然、改造自然、获得知识的历史记录。无数的科学家为物理学大厦的构筑付出了艰辛的劳动，才结出了今天造福万民的智慧之果。人们在回顾物理学史时总会感慨万千，而在以往的物理教学过程中，我们通常更关注物理学科知识对于学生科学态度、科学精神的教育，而忽视了物理学史在培养学生科学探究能力的示范作用。
物理学的每一步发展，都离不开科学探究；物理学的科学观和研究方法的演化、变革与发展就是一个探究的过程。在这过程中，存在着许多有价值的历史争论，尽管在物理教材的知识体系中并未留下太多痕迹，但是如果我们在物理教学中能适度地涉及这些内容，无疑会让学生随着历史的争论而深入当初科学探究的每一环节中去。
比如牛顿在1672年发表了《关于光和色的新理论》一文，认为光具有微粒的性质，在当时就引起了物理学界极大的争论，胡克就曾质问牛顿为什么光束相交时不发生碰撞（即“光为什么不为光自身所散射”）。物理学家托马斯?杨通过双缝干涉实验证明了“光的波动说”的正确。从“光的微粒说”到“光的波动说”，再到“光的波粒二象性学说”的提出，其中所包含的对于科学的每一次质疑与推敲，都会给学生以极大的智慧启迪。科学家的思路是怎么产生的，他是如何思考的，他用了哪些方法质疑，从哪些角度质疑，而最终这些疑问又是怎样在实验和理论研究中得以深入并最终获得结论的，而这些结论还有哪些疑问等等。
所以，物理学史本身作为科学探究的历史，也应当让其更加突出探究历程，为学生进行自己探究开阔思路，加深对科学探究过程的理解并发展科学探究能力，使教育功能更加完善地得以发挥。
3授以方法，为培养科学探究能力寻找路径
能力与方法是密切相关的，教师要培养学生科学探究能力，就意味着要帮助他们掌握完成某种科学任务的方法。物理学方法是指人们在学习或研究物理问题的过程中发现问题、提出假说、搜集事实、作出解释论证等所遵循的途径和使用的手段，实际上是思维的方法和程序。物理学研究方法，主要是以观察和实验为基础，经过科学抽象，运用数学工具，概括总结出实验规律，然后经过实践的检验，发展为物理理论。
物理学方法是物理学发展的灵魂，是以知识学习到能力发展的桥梁。物理学方法是指物理学的具体科学方法，通常认为有：观察法、实验法、理想化方法、类比方法、假设方法和数学方法六种。教师如果能以物理学方法为线索组织教学过程，实施知识教学与物理学方法教育的良好结合，必然使教学过程更符合学生的认识规律，也更有利于培养学生的科学探究能力。
例如，在库仑定律的教学中，教师不必要求学生预习，直接在上课之初先让学生进行两个带电体之间相互作用力的大小可能与哪些因素有关的猜想。猜想是探索性实验的前提，学生可能会想到：带电体的形状，大小，两带电体带电的多少，两带电体间的距离，两带电体间的介质等。然后，再让学生考虑这么多的因素怎么研究，有没有主次之分，哪些是主要因素，哪些是次要因素，次要因素在什么条件下可以忽略，等等。当还剩下“电荷量”和“距离”两个因素时，再让学生考虑两个因素对作用力的影响如何思考，并提出控制变量法。这样模拟科学家的探索过程使学生体会与学习物理学方法，达到理想的教学效果。
4建构物理概念规律，培养学生科学探究的能力
物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式；物理规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。形成概念和掌握规律就是对观察和实验得到的感性材料进行理性加工，并把有关物理问题的本质抽象出来。
教师应当让学生明白，任何概念和规律都是严谨的科学探究的结果，使学生在建构新的概念规律时，要学会质疑，学会尽可能经过严谨的探究再建构自己可以接受的知识体系。例如在讲解牛顿第一定律时，可把牛顿和古希腊自然哲学家亚里士多德的观点进行比较，并结合伽利略的实验研究成果。牛顿认为任何物体都将保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止；而亚里士多德认为物体的运动需要靠外力来维持。牛顿和亚里士多德都是千古流芳的人物，但在此问题上却有着截然不同的观点，孰是孰非，争论也许并不能够令人信服，只有通过实验才能得出肯定的回答。在此基础上，再来讲述伽利略的实验研究成果，就可以让学生清楚地认识到亚里士多德的观点的错误性。
为了丰富科学探究能力培养的内容，可以将某些科学概念规律的典型探究方法作为重点使之凸现，针对于学生的薄弱环节突出某些能力的培养，从而实现对于科学探究能力的渗透式培养。
5尝试STS教育，使生活成为培养科学探究能力的良好素材
STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科，它强调科学技术在社会生产、生活中的应用。在教授物理知识的同时，渗透STS教育，在拓宽知识的过程中，有利于学生提高对科学的过程与方法的认识，增强对科学的情感、态度与价值观的体验，加深对科学、技术与社会关系的理解。
例如，学习原子能的知识，教师既要让学生了解核技术可以用作医疗、能源，同时也必须向学生介绍核污染、核放射可以杀伤人类甚至毁灭地球；了解声学知识时，可以让学生调查身边的声污染情况，并尝试提出减小噪声污染的有效措施等。这些都超出了物理学科自身的研究范围，然而是教师培养学生的科学探究能力的良好素材。
学生的科学探究能力的发展不是“自然而然”就能完成的，它需要教师精心设计和培养。