由英国物理实验看科学探究
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今年9月有幸参加了江苏省教育厅组织的物理骨干教师赴英专业培训，28天的学习考察，使我对自己的物理课堂教学有了深入的思考，特别是对教学中的科学探究有了更深刻的认识，下面就以英国物理教师的几个实验来重新认识科学探究。
1 科学探究需要真实的情境
当地时间9月7日，在曼彻斯特大学(The Uni—versity of Manchester)MMU实验室中，William教授给我们安排了一个用杠杆测物体质量及密度的实验，并告诉我们这是小学六年级的科学内容，我们总共分为八个小组，每组三人，实验开始我们认为这很简单，但拿起作为杠杆用的刻度尺才发现来了问题，它两端没有平衡螺母，且中间偏一端打有十个小孔，由于打出孔的原因，所以当我们小组将中间孔穿上线挂起杠杆后，发现它并不能保持水平平衡，在限时十八分钟的要求下，我们这些在国内执教十几年的教师也不免慌了神，幸好，在扎实专业知识的保护下，其中一位迅速想到了利用支点法找到刻度尺的重心位置，然后，读出相应力臂，运用顺时针力矩和等于逆时针力矩和的实验原理可以解决问题，但是，我们最终还是选择了配重法，从所提供的器材中选择了两段棉线并浸湿，在不滴水的情况下作为平衡螺母吊在刻度尺一端，顺利完成了实验，如图1。
国内在探究杠杆平衡条件时是采用了如图2的装置，作为杠杆的刻度尺两端装有平衡螺母，可以调节杠杆的平衡，在教学时，教师会启发学生“为什么要调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡?”：最后学生会得到一个“方便测量力臂”的标准答案，在以后的考试中熟练运用，这样的一个安排，可以节约课堂时间，简化实验操作，但它使实验趋于标准化，缺少产生探究问题的真实环境，仍然是一种灌输式的教学，在创新能力与动手能力的培养上显然我们输给了英国的教师，因为William教授给我们营造了一个真实的探究情境，在真实环境下，我们不得不思考如何处理真正的实际问题。
因此作为课堂上的科学探究活动，要还原或模拟探究活动本身的真实环境，就如同写文章一样，要有感而发，事件本身是什么情况，要让学生尽可能的知道，对于教学中抽象出的模型，教师要尽可能的还原给学生一个初态，以强化学生对真实事件的了解，学生站在一个经过加工的成品或半成品面前，就会茫然不知所措，就不可能催生出解决实际问题的欲望，只有在真实或近似真实环境下进行的科学探究，才能有效培养学生不断发现问题、解决问题的能力，才能使学生在这个过程中真正获取知识、真正体会到科学的探究方法，领悟真正的科学探究精神。
2 科学探究需要饱满的激情
9月8日，Michael教授给我们做了一个实验，在当天上午的一节讲座中间，教授突然拿出一个白色的圆柱体说：“我们来猜想一个距离，现在我将这个圆柱体放在斜面上，然后放手，它能滚到哪儿呢?”，“请将你认为的可能距离，用你自己的钱币放在桌上做个标记，圆柱体距离谁的钱币近，桌上所有参与竞猜的钱币都是他的，若大家都猜不对，那么钱币都是我的，愿意参与的请将钱币放上!”刚开始，老师们都非常犹豫，有胆子大点的也仅拿出个50P的硬币，但是所有参与教师的热情却都被调动了起来，最后有的拿出一镑，有的拿出20镑，这时Michael教授突然松开了手，结果出乎所有老师的预料，圆柱体静止在斜面上(如图3)，Michael教授赢了，但他仅做了一个拢钱的手势，丢下一个幽默的表情，然后站起来潇洒而又爽朗地笑了。
接下来，所有的老师都掉进去了猜测讨论的熔炉，“底下可能有强力粘贴，”“可能底部是磁体”“可能圆柱体底部稍平”……有的老师一下将圆柱体抢过来，仔细看了个够，那种猜测的热度，那种狂想的氛围，渴望探究的激情足以融化在场所有的人，在这样饱满的探究激情下，还能有不学习的学生?还能有探究不出的结果?答案当然是否定的，在众老师们猜测无果的再三追问下，Michael教授最终给出了答案。
课堂的科学探究需要饱满的激情，饱满的探究激情，能唤醒学生内心的好奇之心，能使他们具有持续的探究欲望，能使他们可持续发展，纵观我们部分的课堂探究活动，要么是学生及早知道了答案仅是去得出验证性结论，要么一部分同学游离于小组的探究活动之外，不动手不思考，原因就是学生缺少饱满的探究激情，不是学生没有激情，而是我们的教学设计使学生最珍贵最美妙的好奇心慢慢死掉，十几岁的学生本是风华正茂激情澎湃的时期，他们渴望了解所有的未知，如何唤醒学生沉睡的探究激情，如何摇动本就属于他们的锋利铧犁?我想Michael教授已经给出了最好的答案，因此我们要用激情去唤醒激情，用激情去保持激情，用激情去创造激情，使每一位学生可持续地参与到充满激情的科学探究活动中来。
3 科学探究需要人文的关怀
在MMU实验室，我们还做了一个实验，也就是分组设计桥梁，要求每组用十根吸管及部分胶带，在十五分钟内完成工作，实验引入了竞争机制，最终哪组的桥梁承重最大，哪组获胜，获胜小组的成员，每人都会得到一个奖牌，在分组上，教授特提出每组必须有女教师；在评估上，教授给出了一个苏曼系数(我们在苏曼国际教育发展中心)即承重与桥重的比，通过比较这个苏曼系数来公平的给出竞赛结果，并设计出表格如图4，图中四列从左至右依次是桥名、桥重、承重、苏曼系数，桥名是每个小组结合本组的情况给所设计的桥梁起个名字，有的小组起名为苏曼桥，我们组起名为彭祖桥，这个实验安排既体现了对每个小组的公平公正，如苏曼系数的规定，小组女教师人数的规定等，又张扬了小组成员的个性，如桥梁的命名，苏曼系数的大小，公平公正与张扬个性都是一种对他人的尊重，是一种人文精神的体现，科学探究活动不仅是一个学习方法，也是一个学习内容，更是一种精神，我们在学习方法内容的同时，要学会用这种精神去探索和研究自然规律，去学习整个课程中的所有内容，一个对他人能始终保持尊重的人，他就能在科学探究中去客观地遵守仪器使用规则，去遵守整个实验法则，去尊重科学探究活动中的每一个数据，每一个规律，每一位合作伙伴，因此人文关怀应充分体现在每一次的科学探究中，课堂的科学探究活动需要人文关怀的支撑。
让我们的科学探究活动从尊重开始，从人文关怀开始，只有充满人文关怀的科学探究，才能保护他们的探究激情，才能有效呵护那一双稚嫩、好奇的目光，才能使她茁壮成长，即使是班上最调皮的学生，物理最差的学生，我们也要关注到他，使他参与到集体的探究活动中来，且让他感受不到一点的不公正或歧视，我们对学生探究活动中的任何结论或看法，都要从一种人文的角度去引导学生客观的自我剖析正确或错误的原因，当我们从教师的角度去标准化地给出一个评估时，这个评估可能并不是学生产生结果的原因，我们在没有客观对待他的同时，也就磨灭了一份激情，也就漠视了整个物理事件过程，因此，在科学探究活动中，真切的需要人文关怀，
William教授组织科学探究活动的开始，还告诉我们，如果探究中发生火灾，请大家迅速转移到实验楼前面的大草坪上，这种关怀不仅在William教授一人身上体现出来，其他几位教授也都是这样，当时我们仅把这种做法当作一种幽默，后来联系教授在在授课中的其它细节，我们才感到这种人文关怀是被教授作为一种科学探究的人文精神体现出来，在以后学校的实际考察中我们也关注到，每当学生做实验或探究时，老师都会提醒他们注意人身安全、仪器安全及环境全安，当然这也是他们评价学生科学探究活动的标准之一。
4 科学探究需要求实的态度
William教授在我们使用杠杆测量金属密度时，对我们的实验设计表示出了极大的兴趣，要求我们针对得出的实验数据解释实验设计的合理性和有效性，他说：“不要把自己当作老师而过分崇拜自己的数据，而要把自己当作十多岁的学生，不断地在方案与数据间找到令公众信服的合理性，”这种求实的态度，促使我们小组去深度反思实验数据的可靠性，最终在规定时间内小组成员反复实验四次，才使数据更为科学合理，其间发现了烧杯深度太浅，悬挂线太粗等仪器的不合理性，由此可以看出，在科学探究活动中不论是探究的设计、实验仪器的使用、数据的取得，都必须强调其可靠性和有效性，这就要求我们必须以一个求实的态度去进行科学探究，去指导科学探究，只有这样才能促使学生在探究中不断反思、反复实验，从而获得准确和精确的结果，才能最大可能的提高科学证据的可信性，才能使探究真正成为科学的探究。
在平时课堂的探究活动中，许多老师往往给出的是最合理的仪器，这样最方便得出与已有的科学数据最相近的数据，但这只关注了学生探究结果的求实，而忽略了探究过程的求实，从而出现了许多学生凑数的探究现象，因此，科学探究的求实态度应贯穿在探究过程的每一个细节，包括选择测量仪器，确认随机变量、单一测量的可靠性，呈现数据，统计分析、误差及错误分析等。