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例谈科学探究的施教过程——装满水的杯子还能放多少回形针俞晓明（南京师范大学物理科学与技术学院，江苏南京，210097）培养学生的科学探究能力是社会发展对基础教育提出的新要求，“科学探究活动”的 广泛开展是实施《全日制义务教育•物理课程标准（实验稿）》和《普通商中•物理课程标准 （实验）》的有效途径而对刚刚步入物理殿堂的学生，中学物理教师应该如何引导他们进 行科学探究，科学探究过程中教师应该转变什么观念，这些都是亟待解决的问题本文以一 个科学探究的实例来谈谈科学探究的施教过程一、 创设情境，设置疑问，引起猜测通常，人们都认为水而是水平的，常以它作为一种参照，里倒水，意外地发现水面达到杯口后还能进一步往里面加 水，水面向上凸起，这就引起了我们的兴趣，于是开始了下 面的探究课上，教师取出一只杯子，在杯中装满水（右图），将 一只回形针轻轻地放入杯中，水并没有溢出，水而只是略微 凸起了一点，两只、三只，……，还是这样到底能放多少 回形针呢？ “10只”、“20只”、“50只”、“100只”……o 学生对此很感兴趣，纷纷进行了猜测二、 动手实验，出现疑惑，诱发思考教师给每一小组发了大小、形状不同的杯子、瓶子和四 盒问形针，各小组成员积极进行了实验，不久就有了答案。

有的小组放入杯中问形针的个数是32只，有的是59只，还 有的是120只,最多的竟达200多只实验的结果和起初的猜测出入如此之大并且各小组数据也不相同为什么？这就引起了 学生进行了进一步的探究三、分析影响因素，提出可行方案，证实证伪方案装满水的杯子放入问形针的个数与哪些因素有关？学生们进行了激烈的思考与辩论，在 教师的指导与点拨下，提出了种种猜测，初步认为以下儿个因素是主要因素：（1）杯子装水 “满”的程度；（2）杯子的容积;（3）杯口面积的大小;（4）与所装液体的性质;（5）与液 体的温度有关这些猗想到底对不对，乂如何进行验证呢？根据提出的各种猜想，教师要求每一小组分别选择其中的一种因素，设计实验检验这种 因素是否正确1 杯子装水“满”的程度的约定该问题是本探究过程中的关键问题也是核心困难问题，如何说明杯子巳经装满水呢？有 人提出把无水硫酸铜试纸放在杯口，如果试纸变蓝就证明杯子已经装满这是一个很好的想 法，不过有没有更加简便的方法呢？经过探索学生们做了如下的约定：-•边小心地向杯子里 加水，一边用直尺在杯口来同滑动，当直尺刚好蘸上水时，就停止加水，认为此时水杯巳经 装满1 与杯子的容积无关装满水的杯中放入同形针的个数与杯子的容积有无关系呢？为了证实自己的设想，其中 一个小组设计并完成了本部分实验。

他们分别用350/〃人500/7/7. 750诚的饮料瓶（瓶口一样大）做了该实验，实验数据如下表一容积350诚500诚750诚*n323333*n——放入杯中叵I形针的个数（以下同）在忽略次要因素之后，从上面的实验数据不难看出：不同的瓶子在装满水后，放入其中 回形针的个数与容积无关1 与杯口面积的大小有关为了探讨杯口面积对实验有无影响，其中有一小组在教师的指导下，分别用饮料瓶、酸 奶瓶和水杯做了该实验，实验数据如下表表二杯口半径r （cm）*n饮料瓶1. 132酸奶瓶1.953水杯3.0126该实验数据明显说明放入回形针的个数与杯子口径的大小有关，r越大，个数也越多 这不难理解，因为半径越大，凸出杯口水的体积也越大，回形针的个数也就越多1 与所装液体的性质有关实验前，有学生说：“老师，汕比水稠一些，用汕做实验是不是应该多一些许多同学 听到后捧腹大笑，但作为教师我们知道，油比较粘稠，流动性差一些，因此这个学生的猜想 是正确的为了鼓励他，教师要求他们小组分别用水、食盐水和甘汕完成该实验，实验结果 也令人满意实验数据如下表）表三水食盐水甘汕*n126136167%1 与液体的温度有关温度常常影响液体的很多性质，本实验中放入杯中同形针的个数与温度有没有关系呢？ 经过教师的点拨，其中一个小组的成员产生了这种想法，也设计并完成了该实验。

在与学生 -起探究的过程中教师却发现了意想不到的问题，实验数据如下表表四*n水食盐水甘汕25/90S25/90S25S90S*n126230136149167146问题：根据热学理论，水、盐水、甘汕的表面张力系数位随温度的升高而降低，因此 放入其中同形针的个数都应该减少，为什么温度升高放入水和盐水中同形针的个数在增加而 甘汕中的个数在减少呢？猜测：水和盐水中回形针的个数之所以在增加是因为温度升高水的蒸发加快于是我 们想到影响放入杯中问形针的个数还应与一个新的因素——液体的蒸发——有关这是我们 师生在实验前都没有想到的因素，并且成为我们师生继续探究的一个重要影响因素副产品：分析表四中的数据126、230与136、149,我们还得到了一个重要结论——在 相同的温度下、相同的时间内，食盐水比水更难蒸发这个结论远远超出中学物理的要求, 即使是大学普通物理也难以解释，要解释需要应用物理化学的相关知识1 与液体的蒸发有关为了验证我们的猜想，肴重考虑水蒸发所带来的影响，师生共同设计了以下这个实验 ——用90C的水分别在5分钟、12分钟和25分钟的时间内完成该实验，所得到数据如下 表表五时间5分钟12分钟25分钟*n160272327根据表五中的数据，我们不难看出水的蒸发的确会对实验的结果产生影响，而且是比 较重要的影响，这就从实验上证实了我们起初的指测。

四、 总结实验过程，得出实验结论通过一•系列的探究实验，我们对猜想①进行了约定，并在此基础上证实了猜想③、④ 和⑤，证伪了猜想②在证实猜想⑤的过程中出现了新的问题，提出了新的可能影响因素， 最后用实验⑥证实了该猗想通过本次探究，发现影响放入回形针的个数与杯口面积的大小、液体的性质、液体的 温度和液体的蒸发有关，与容器的容积无关五、 转变观念，着力提高科学探究的能力科学探究过程的全面开展是一项艰巨的系统工程，如何更好地实施科学探究我们认为 关键是要转变教师的观念一） 教材是资源，教师是教材的处理者，教案是动态的教材应当成为学生学习科学的指导,成为发展学生能力的工具，成为开拓学生视野的 窗口，成为学生联系生活和社会的桥梁教材应当是教师教学和学生学习的一种重要资源， 但不是唯一的资源,它不应该成为束缚教师思想的枷锁，而恰恰应该成为教师再创造的基石. 教材中有很多课题值得探究，教师应该根据探究课题的价值把握探究的度此外，对学生提 出的有益问题不能够以“我们以后会学到”而挡过去，与其下次刻意地导入新课，不如及时 调整教学计划，将计就计，顺应学生自身的求知需要，发现并发展学生身上的生长点二） 让更多问题的提出来自于学生而不是教师。

建构主义认为，学生是学习的主体，是自己意义的建构者，教师只是指导者教师应 该给学生更多提出问题的机会而不是提出问题给学生去回答我们不应该走“教师提出一个 问题请一个学生回答，然后评价他；再提出一个问题请其他同学回答，然后再评价”的道路, 而应该走“问题来源于学生——学生来解决问题——学生教师共同发现新问题”的道路不 是教师要教给学生什么，而是学生需要教师给他们指导什么三） 重视探究过程，淡化探究结论通过师生合作完成了某些探究课题，得出一些新的结论，这固然可喜，但最重要的并 不是记住这典结论，而是体验探究的过程，掌握探究的方法本探究课题要求学生在探究过 程中能够分析出影响结果的可能因素，然后选择其中的一种因素，或者儿种因素，设计实验 检验猜想是否正确在实验过程中学会应用控制变量法设计实验，对实验结果进行分析、讨 论，从中发现有用的信息四） 适当开启窗口，给学有余力的学生以发展的空间当教师和学生进行一项探究活动结束时，教师就为学生关闭了一扇窗口，此时，教师 应该为学有余力的学生开启另外一扇窗口，以适合不同层次、不同水平学生的发展本案例 中我们可以引导学生进行如下进一步的探究：（1）能否定量测定水面凸出杯口的高度H呢？ 如果我们假设凸出杯口的液面是平的。

2）能否定量测定水面凸出杯I I的高度与杯I I半径的 比值K并探讨影响K的主要因素呢？（3）能否定量测定水的蒸发强度呢？如果我们定义水的蒸发强度I = （单位时间内单位面积上蒸发掉水的质量）△S • A/（五）转变教师评价观念教师要转变以甄别和选拔为目的的评价观念，构建多元化、发展性的评价体系教师不 应该成为学生学习评价的裁判员，而要成为学生学习的促进者、合作者，学习评价的指导者, 学习潜能的开发者参考文献：[1] 刘炳升，李 容.《物理》（8年级上册）[M].南京：江苏科学技术出版社，2002.[2] 《物理课程标准》（实验稿）.北京：北京师范大学出版社，2001.作者简介：俞晓明，（1977-）,男，南京师范大学物理科学与技术学院课程与教学论硕士研究生,联系方式地址：南京师范大学物理科学与技术学院2001研邮编：210097Tel : 025-3590293E-mail： rgyxm@。