《全日制義務教育數學課程標準》（以下簡稱《課標》）首次將科學探究作為中學生的學習目標（內容）與重要的教學方法之一列在內容標準中，“旨在將學習的重心從過于指出知識的弘揚和積累向知識的探究過程轉化，從中學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，進而培養中學生的科學探究能力、實事求是的科學心態和勇于創新的探求精神”。《課標》和新教科書早已將過去教學中的許多演示實驗和中學生實驗，明晰寫為中學生的探究活動，如中學生實驗“觀察水的沸騰”變為“探究水的沸騰”，演示實驗“觀察平面鏡成像”變為“探究平面鏡成像的特征”初中物理實驗探究專題，演示實驗“電流跟電流、電阻的關系”變為“探究內阻上的電壓跟電流的關系”，“阿基米德原理”的演示實驗變為“探究壓強的大小等于哪些？”等。
通過三年的課改實踐，化學班主任早已對科學探究有了一定的認識，多數班主任就能較好地組織中學生舉辦科學探究，但同時在實驗過程中我們也發覺科學探究的教學還存在較多的問題。
一、對科學探究的認識問題
有較多的班主任沒有認真學習《課標》，不能挺好地用數學課程理念指導自己的教學，對內容標準的學習不落實，因而對科學探究的作用和地位認識不清，主要表現在：
1．對科學探究的內涵認識不足，甚至覺得科學探究就是做化學實驗。內容標準中的科學探究是指在班主任的指導和啟發誘導下，以中學生獨立自主學習和合作討論為前提，以現行的數學教材為基本探究內容，以中學生周圍世界和生活實際為參照對象，為中學生提供充分自由抒發、質疑、探究、討論問題的機會，讓中學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學知識應用于解決實際問題的一種科學的教與學組織產生，它即是數學教學的內容，也是數學教學的重要方式之一。化學是一門以觀察和實驗為基礎的自然學科，化學實驗是人們為了檢驗理論、發現問題、解決問題而進行的有目的的創造性的實踐活動，它是數學課程的重要組成部份，也是數學教學的重要方式之一。其實，科學探究的過程通常包含了化學實驗，但并不等同于實驗。
2．對科學探究中的能力培養不明晰。科學探究活動重在培養中學生的科學探究能力，包括：初步的觀察能力、初步的提出問題的能力、初步的信息搜集能力、初步的信息處理能力、初步的剖析概括能力、初步的信息交流能力。而化學實驗教學重在培養中學生的基本技能，在課程目標的“知識與技能”中明晰提出了中學生通過化學實驗教學應達到的目標：“具有初步的實驗操作技能，會使用簡單的實驗儀器和檢測工具，能檢測一些基本的數學量。會記錄實驗數據，曉得簡單的數據處理方式，會寫簡單的實驗報告，會用科學術語，簡單圖表等描述實驗結果”。
3．對科學探究的過程認識不清。數學學是一門實驗科學，所以科學探究通常也是以化學實驗為基礎的，它由提出問題、猜想與假定、制定計劃與設計實驗、進行實驗與搜集證據、分析與論證、評估、交流與合作等七個要素構成，而這七個要素的結構關系是環環相扣，彼此推動的。在中學生的科學探究過程中，可以涉及全部或部份要素。
二、科學探究教學中的問題
1．不注重對教材的學習剖析。新教材按照《課標》的要求，將往年教材中較多的中學生實驗和演示實驗改為科學探究，這種改變的目的是哪些？在教學中怎樣彰顯等問題，班主任在課前須要認真的剖析理解。
2．科學探究的組織問題。因為班主任在認識上的不足，在教學中首先面臨的就是組織問題，較多的班主任只是將中學生進行了分組，之后按要素進行探究活動。科學探究是中學生在自主學習基礎上的合作學習，因而怎么要充分發揮小組各成員的作用，讓中學生進行有效的合作，是我們必須研究解決的重要問題。
3．注重探究要素，輕中學生探究行為的彰顯。班主任在教學中比較機械的根據科學探究的七個要素進行，但對中學生在各要素中的行為并不注重，如在“提出問題”環節中，怎樣啟發引導中學生按照材料、自己的經驗等提出有價值的問題，怎樣通過討論確定探究的問題等。另外在不同的學習階段，按照不同的探究內容，適當突出不同要素的探究活動，如在早期應通過創設問題情景，精彩導出，重點培養中學生提出問題的能力，到九年級應重點培養中學生的科學合理的推測與假定能力和評估的能力。
4．對科學探究能力的培養，注重某方面的結果而不是過程。如“信息搜集能力”的培養，班主任常常注重中學生搜集了哪些信息，而不注重中學生是怎樣搜集到這種信息的；如“提出問題的能力”的培養，中學生常常會提出較多的問題，但與中學生的知識、經驗和教學的內容相關且有探究價值的問題不多，這與班主任不注重怎樣創設問題情境，啟發中學生提出探究的問題的過程有較大關系。
5．過于指出推論的正確，不注重探究的過程。在教學中班主任和中學生都比較注重能夠得出正確的推論，因而對中學生在各過程中的行為關注不夠，導致中學生探究能力培養的不落實，忽略科學心態、科學方式等的教育。為了讓中學生充分體驗探究的過程，要注意不要為了趕時間而在中學生還沒有進行足夠的思索、操作、分析時就輕率得出推論，而應當安排足夠的時間讓中學生就各類看法、各種觀點進行充分的交流和討論，同時一定要給中學生嘗試錯誤的機會。
6．在探究過程中班主任的指導不當。一方面，班主任指導過度，中學生難以實現真正意義上的自主學習和自主探究；另一方面，班主任指導不到位或完成放手，中學生的探究和學習活動零亂無章，盲目無序，因而未能完成學習任務。在中學生探究活動中，班主任應當明晰自己的作用，何時介入，怎樣指導，何時提供背景資料或信息，提供哪些信息等，真正把自己定位于中學生學習的組織者、引導者和合作者這一角色。
7．不注重對科學探究的評價。教學評價變革是課程變革的重點內容，班主任對中學生的探究過程的評價中的問題，一是沒有進行評價；二是評價不及時；三是評價方式不正確；四是評價方法單一，如只有班主任對中學生的評價，而沒有自我評價和中學生間的互相評價等，因而沒能充分發揮評價的激勵和推動作用。
科學探究作為新增的教學內容，同時作為一種致力轉變中學生的學習方法，培養中學生的科學探究能力、實事求是的科學心態和勇于創新的探求精神的教學過程與技巧，班主任怎樣組織中學生舉辦科學探究，實現教學目標，這對班主任的教學提出了較高的要求。下邊以人教版數學教科書八年級（下）第六章第四節《歐姆定理》為例，談一談我們的一些做法。
一、認真閱讀《課標》，確定教學目標，剖析和對比教材的變化并結合中學生具體情況確定教學的重、難點和教學方式等
《課標》明確要求：通過實驗探究電壓、電壓和內阻的關系，理解歐姆定理，并能進行簡單估算，彰顯了三維教學目標。而原《教學大綱》要求：把握歐姆定理，曉得導體中的電壓決定于導體兩端的電流和導體的內阻；能熟練地運用歐姆定理剖析解決簡單的電路問題。僅對知識與技能方面作了要求，相比之下，新《課標》更能突出“以人為本”的思想，盡管在知識與技能方面增加了要求，但更指出中學生多方面的發展，愈加突出過程與技巧，愈發重視合作、交流等新的學習方法和注意中學生科學世界觀的產生。
教材方面，原教材此內容放到高中學習，第一節直接運用“控制變量法”利用演示實驗研究“電流跟電流、電阻的關系”，第二節在以上實驗推論的基礎上學習應用歐姆定理，即便這些學習方法使中學生很被動，新教材將此內容放到了初中（下），歐姆定理編排在中學生學習了電壓、電壓、電阻等概念，電流表、電流表、滑動變阻器使用方式以后，它既符合中學生由易到難，由簡到繁的認識規律，又保持了知識的結構性、系統性。歐姆定理作為一個重要的數學規律，反映了電壓、電壓、電阻這三個重要的熱學量之間的關系，是熱學中最基本的定理，是剖析解決電路問題的金鎖匙。歐姆定理是熱學中的教學重點，也是高中教學內容的重點之一。在整個熱學中起承上啟下的作用。教材先安排探究：“電阻上的電壓跟電流的關系”，讓中學生完整地體驗對一個問題進行科學探究的全過程，再由中學生討論、概括，師生共同歸納，總結出歐姆定理，并能正確敘述和理解歐姆定理，學會用物理公式敘述化學規律，能進行簡單的估算。教材把這兩個內容合成一節，但按照《課標》的要求和實際情況，一直要用兩節課的時間完成，這兒注重談第一個內容即科學探究的教學。
依據所教中學生認知事物的特性及已有知識的經驗，確定教學的重點：設計實驗與進行實驗、分析與論證；難點：剖析實驗數據得出推論以及評估。
按照本節課的特性，中學生應通過討論、交流、合作，提出探究問題，完成探究過程。由學法定教法，班主任要創設問題情景，采用引導法、討論、交流等教學方式，讓中學生最大限度地參與探究的全過程，使班主任的主導性和中學生的主體性有機地結合。
二、課堂教學設計思路及施行過程
1．設置情景，迸發疑惑。學完《電阻》后，布置了與本節探究有關的預習作業，即讓中學生小結上面學習的電路中三個基本數學量：電壓、電壓、電阻，想一想它們之間有哪些關系？這樣處理為本節探究作了一個鋪墊，不致讓中學生覺得很忽然。上課一開始向中學生展示：一個燈泡接一省電池和接兩節電瓶照度的對比實驗。依照此情景，讓中學生歸納出：電流是產生電壓的緣由，由此可知在導體兩端的電流越高，通過它的電壓越大；同時聯系實際，剖析家庭電路100W的燈泡比40W的燈泡亮的緣由，讓中學生意識到：內阻是導體對電壓的制約作用，由此可知，導體的內阻越大，流過它的電壓還會越小。既有課前的打算，又有課時的情境設置，引導誘發中學生的探究欲望，自然步入狀態，培養中學生的觀察能力和剖析問題的能力。三個化學量的定性關系有了，班主任趁勢誘發中學生提出問題：假若曉得一個導體的內阻值和加在它兩端的電流，能否估算出它的電壓呢？即：電壓與內阻、電壓之間有哪些定量關系呢？這是培養中學生的科學心態和勇于提出有價值的問題的勇氣。
2．各抒己見，大膽猜測。提出探究課題后，鼓勵中學生大膽猜測，在這兒，不管中學生如何猜，首先應鼓勵，非常是初中的中學生，在具體施行過程中，中學生很踴躍。我鼓勵她們展開想像的翅膀吧，而后用同學式的口吻說：大家能說出推測的理由嗎？對這一問題，好多的中學生都不知怎么回答（在期終考試題中，這一問的得分率也是最低的），要么沉默，要么答的不著邊。于是班主任引導中學生將此問題與所學的知識和已有的認識相聯系來作答，并告訴中學生，推測和假定也應當有根有據，合乎情理，這樣可以在探求真理的路途中少走彎路。
3．合作交流，設計實驗。做出推測后，讓中學生分小組討論實驗方案和設計實驗電路圖。之前，我提示：既然研究內阻上的電壓跟電流的關系，請思索：①我們應當采取哪些方式研究？②實驗室給的是電阻不同的定值內阻，應針對某一定值內阻進行，還需檢測哪些數學量？如何測？用哪些儀器測？③你怎么改變電流？④選擇哪些電路圖研究更合理些？在這兒，一定要處理好班主任的指導與中學生自主探究的關系，不能說的太多，甚至完全包辦替代，也不能縱容不管，讓中學生隨心所欲。因為初一中學生知識預備不足，適當的提示和指導是必需的，教材中沒有直接運用“控制變量法”來處理，而只是讓中學生研究“固定內阻情況下，電壓與電流的關系”，這樣處理，主要考慮要增加探究的難度。在教學中，對學有余力的中學生，指導她們直接運用“控制變量法”進行更深入細微的研究。在這個過程中，既講求全體中學生的發展又張揚中學生的個性，通過討論，推動生生之間的情態和信息交流，互相啟發、促進，達到共同提升，培養合作能力的目的。
4．進行實驗，搜集數據。通過集體討論，交流后，中學生根據探究小組進行實驗。新學期伊始，我便按照中學生的學習基礎、行為習慣、興趣愛好等方面的差別將班級中學生分成若干小組，但不以學習成績為惟一標準，每組3—4人，組內的角色分工明晰，有負責統籌組織的主任，有負責發言的，有負責記錄的，另一方面，組內角色輪流轉換，上一次你當主任，這一次你就負責記錄，依次類推，這樣促使組內的中學生取長補短，相互幫助，相互啟發，可以各抒己見、質疑，進而營造了中學生自主抒發、共同學習的活動氣氛，使每位中學生都得到機會均等的全面練習，又能充分彰顯分工與協作。實踐三年，療效特別好，有的平常少言寡語，學習成績不好的中學生提升都很大，只要一說探究，便十分激動，表現出成功的喜悅。
5．剖析論證，得出推論。數據處理時，依照取得的原始數據啟發中學生討論，得出推論，引導中學生思索：數據之間有哪些關系？檢測結果說明了哪些？能得出哪些推論？要和中學生一起總結實驗的推論，鼓勵中學生勇于提出不同的看法，敢于改正自己錯誤。中學生可能會得出I＝U/R，R＝U/I，U＝IR三種表達式，首先也要肯定中學生很聰明，之后引導剖析：由于我們研究的是電壓與電流、電阻的關系，兩者存在一個因果關系，所以我們最終采用I＝U/R這個關系式。在這個環節中，有某些物理基礎好的組，還運用了圖像法處理，通過剖析，也得到了正確的推論，我當即夸獎了該組的同事，給與適時的評價，提高她們學習的信心和自豪感。
6．評估交流，總結反省。要求中學生對自己的探究活動進行回顧、反思，什么問題搞清了，什么問題還不清楚，剖析實驗偏差的緣由，操作中有沒有失誤，設計合不合理，檢測結果是否可靠……。讓中學生有意識地“自我評估”，學會自我發覺，及時總結，及時調整，先討論，再交流，課后將心得感受寫出來，有朋友提出：①測量過程中，改變電瓶的節數改變電流，假如電路閉合時間太長，檢測會有偏差，可能是因為內阻發熱導致的；②過程中應更換定值內阻反復實驗，起碼檢測三組以上；③前面學習了滑動變阻器和串聯電路電流的規律，在借助滑動變阻調節電流時，應盡量使定值內阻兩端的電流成整數倍變化（如1V、2V、3V……），這樣剖析處理數據時便捷些等等。這種都是中學生的智慧所在，中學生的點滴閃光點。班主任做好課堂記錄，記錄中學生的成長和變化，在適當的時侯公開夸獎或私下溝通，以達到激勵中學生的目的。
在整個探究教學中初中物理實驗探究專題，評價是容易被我們忽略的環節。雖然，當中學生一走入實驗室，作為班主任，就應當留意觀察，主要是去發覺中學生好的、積極的、新奇的、獨特的表現，評價要即時。對于初學化學的中學生，應當對她們參與化學學習的欲望和參與狀況進行積極的評價，并由此迸發中學生的學習興趣，促使中學生學習數學知識。某些中學生剛進實驗室，就很激動地立刻就動手操作，倘若是先前老師都會嚴厲地說：進了實驗室不準動桌上的儀器。這使她們的學習欲望減少，甚至形成逆反心理。按照新的教學理念，老師則說：你對這個探究活動很感興趣，我想你明天一定會很成功，但在操作之前，應該先做些哪些呢？這樣評價促使中學生很容易接受。其實，評價方法好多，探究活動完后，讓中學生完成探究報告，認真評估、交流，每位中學生先自評，班委之間互評，最后收上去，班主任依據實際情況進行綜合評價，評價等級為：A—很好；B—較好；C—一般；D—較差；每次的探究報告置于每位中學生的成長記錄檔案袋中，其實，不是每位科學探究都這樣評價，主要針對重要的探究活動，一些簡單的，不太重要的進行口頭評價即可。
應當說，在科學探究過程中，我們應當既注重探究的過程，也注重探究的結果；注重對資料的搜集、處理以及對結果的評價。在探究學生處于主要地位，班主任是組織者、參與者，也可以是指導者或評價者，同時也是學習者。實踐過程中，中學生的改變和提升是顯而易見的，中學生變“要我學”為“我要學”，充分展示自我，張揚個性，膽量變大了，能力提升了。因為評價體系變了，一些理論知識把握不太好但實踐動手能力強的朋友，同樣也很受你們的肯定，同樣也會有挺好的發展空間。
科學探究作為一種新的教學內容和教學方式，正處于探求和實驗階段。只要我們強化學習、研究，努力實踐，認真總結，讓科學探究貫串于化學教學中，鼓勵中學生積極參與科學探究，才能讓中學生通過科學探究活動體驗到學習科學的樂趣，了解科學研究的方式，培養她們的科學探究能力、實事求是的科學心態和勇于創新的探求精神，使她們更好地把握化學基礎知識和基本技能。
本網站致力推動我國基礎教育的信息交流，推動基礎教育事業的發展。本網站轉載的資料，假如作者不希望我們在網上使用其作品，請立刻與我們聯系，我們會在收到您的意見后立刻從網上移除有關內容。