亞太科學教育論壇，第六期，第二冊，文章三(二零零五年十二月) 朱鋐雄、劉金梅、於潔 發揮大學物理演示實驗的探究教育功能--對安培定律演示實驗現象的探究
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三． 體現探究要素，提高探究能力

物理學是一門探求物質結構和物質運動形式的學科。大學物理課程的目標，除了要使學生掌握基礎的物理學知識和技能外，還要使學生認識物理學家的成功之道，體會開展科學研究的過程和方法。科學探究既是大學物理課程的目標，又是重要的教學方式之一。探究性教學是指在教師指導下學生運用探究性的學習方法進行學習，主動獲取知識，發展能力的實踐活動，其目的在於培養學生的創新精神和實踐能力。建構主義理論認為，學生的知識與能力主要不是依靠教師進行強制性灌輸與培養而獲得的，而是在教師的指導下由學生主動探索、主動思考、親身體驗並在原有知識的基礎上建構起來的。將科學探究列入教學過程，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。

從這個實驗的探究過程中，我們可以歸納出探究性學習方式的幾大要素：

1、發現問題和提出問題。從日常生活、自然現象或實驗觀察中發現與物理學有關的問題，這是實施科學探究的第一步。

在本實驗中我們可以看到問題正是從觀察到的現象與理論預言不符合開始的。在這種情況下，簡單地否定具體實驗結果和籠統地懷疑理論的可靠性都不是科學的態度。面對著出現的出乎意料的問題，我們不回避，不排斥，而是承認問題，抓住出現問題的機遇，開始了探究性的學習。

2、作出猜想和提出假設。猜想與假設是科學探究的核心環節。在本實驗中，我們根據實驗中獲得的資訊提出一個又一個可能的可能答案，這就是猜想。在猜想的基礎上做出預測並闡述他們的因果關係，這就是假設。猜想是對問題中的事實尋求可能的解釋，儘管猜想不一定是最終的科學結論，但猜想不是主觀臆斷，不是毫無根據的胡思亂想，它是根據已有的經驗、知識和一定的科學事實經過一系列思維推理得出的，猜想的提出往往就是為探究提供的具體方向。

3、制定計劃和設計實驗。明確探究的方向以後，就需要制定計劃與設計實驗。制定計劃與設計實驗是科學探究活動的重要一環。在本實驗中，我們要求學生自己制定實驗探究的計畫，相互交流，既預料可能實現的途徑，努力加以實現，又尋求計畫中的不當之處，並預料它在探究中可能產生不良後果。

4、實現實驗和收集資料。設想是否科學和合理，必須通過實驗來驗證。首先要能夠實現實驗，並能通過觀察和實驗收集需要的資料；能正確記錄和處理實驗資料。實現實驗與收集資料對於進行科學探究是十分重要的。

5、分析論證和形成結論。對實驗的結果進行分析比較既是科學方法，也是從物理現象和實驗中歸納科學規律的科學過程。比較分析和描述論證在科學探究中是必不可少的。

比較分析實驗顯示的結果，盡可能地用定量或半定量的方法描述物理現象的特徵，資料的描述可以採用文字表述的方法，也可以採用數學表示的方法。特別是需要判斷得到的資訊與已有現象的不同之處。

通過分析論證形成探究結論後，把分析論證前後的科學探究過程進行對比，能夠有助於學生正確認識分析論證在科學探究中所起的作用。