科学探究活动在初中物理教学中具有重要意义。《课程标准》指出，初中物理科学探究活动既是学生的学习目标，又是教师的重要教学方式和内容。义务教育阶段的物理课程不仅要注重科学知识的传授，更要注重对学生学习兴趣、探究能力和创新意识以及科学态度、科学精神的培养，而“科学探究的学习方式是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径”。“将科学探究列入课程内容，旨在让学生经历与科学工作者相似的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神”。
不同于教师作为主导的演示实验，在科学探究活动中，学生不再只是实验的观摩者，而是探究活动的参与主体。教师通过合理的引导，指引学生积极主动地体验、完成探究活动。在这个过程中教师要避免包办一切，应充分调动学生的积极性，引导学生自主设计并完成探究活动。结合多年一线教学经验，我认为，教师在引导学生进行实验探究活动设计的过程中，要遵循以下几个原则。
一、具体性原则 所谓具体性原则，是指要指导学生提出一个具有探究价值的问题，问题一定要具体、有指向性，而不是笼统地提出一个是什么或为什么的问题。通常可以给出特定的情景，指导学生用列表的方法，将观察到的各种不同现象或事物列举出来，试图找到各种现象或事物之间的因果关系，以确保学生提出的问题具有具体的指向性。
例如：在指导学生探究单摆摆动周期的探究活动中，如果不作任何引导，只给一个单摆，要求学生提出一个问题，很多同学就会提出“为什么单摆会不停地摆动”、“为什么单摆摆动的幅度会越来越小”、“为什么单摆每次摆动的时间都一样”等这样的问题。相反，如果我们给出两个摆长和摆重不同的单摆，请同学们观察并列举两个单摆的不同点，学生就会列举出摆长、摆重、周期等不同点。由此，学生就能够很容易提出“摆动周期与摆长什么关系”、“摆动周期与摆重什么关系”等具体问题。对比两种情况下学生提出的问题，显然后面的问题就更具体，给了学生将探究活动进行下去的动力，学生也很容易设计并完成探究活动，得到基本合理的结论、进而体验到成功的喜悦。科学家经过大量的观察、对比，才提出了要进行探究的问题，教师要做的就是把科学家的大量观察、对比工作用简单的对比实验呈现给学生，引导学生在短时间内发现现象或事物的内在联系，进而可以提出具体问题，体验完整的探究过程。
二、科学性原则 科学性原则是指整个探究过程要科学合理，包括实验原理、实验过程、实验现象、器材的选择等要具有科学性。
例如：在探究通电导体在磁场中受力的活动中，发现导体没有受力运动，有的教师就“急中生智”地将导轨的一端抬高，让导体运动蒙混过关，甚至没有考虑到导体受力方向与电流方向和磁场方向的关系。这种不严谨的教学行为怎能培养学生实事求是的科学态度呢？在测量电阻阻值的活动中，学生测得的电阻阻值依次增大，有些教师片面的用测量误差来解释这个现象。但在实际教学中，如果我们让学生将电路闭合通电一段时间，并用手指按住电阻感受一下温度的变化，学生就会猜想可能是温度的变化导致测得的电阻阻值依次增大，而不是把问题简单归结为测量误差。通过引导，学生明白两次测量之间要有时间间隔，避免因温度升高而导致电阻的阻值变大。这样的设计才是科学合理的，而用“误差”来掩饰实验设计的不足，是违背科学性原则的。
三、合理性原则 合理性原则主要体现在科学探究中提出的猜想要合理。对于学生提出的各种天马行空的猜想，我们不应该简单地以对错来评价，否则，就会打击学生猜想的积极性。正确的做法是，让同学们把各自的猜想大胆地说出来，总结在黑板上，我们再适时引导学生对所有的猜想进行合理性分析。对于明显不合理的可以剔除，对于重复的可以合并，最终得到我们需要的合理猜想。
例如：在探究影响电阻大小因素的活动中，关于影响电阻大小的因素，学生有如下猜想：材料的种类、体积、横截面积（粗细）、质量、密度、颜色、气味、长度、温度等。引导学生分析这些猜想，对于颜色、气味的明显不合理学生是认可的；密度是材料的特性，我们考虑了材料的不同，就不必单独考虑密度；关于质量和体积，对于确定的某种材料，质量跟体积成正比，同时考虑到圆柱形导体体积可以由长度和横截面积来反映，我们就把质量和体积排除在探究活动之外，保留长度和横截面积。最终，需要探究的合理猜想就只有材料、长度、横截面积和温度。
再如：在探究滑动摩擦力与什么因素有关的活动中，学生猜想滑动摩擦力可能跟物体对支持面的压力、重力、接触面积大小、接触面粗糙程度、质量、运动速度、拉力大小等有关。我们可以引导学生分析，在水平面上压力等于重力，重力跟质量成正比，所以重力和质量可以与压力合并。其它猜想则均为合理猜想，应设计探究活动进行探究。
学生通过探究得出滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关，与接触面积大小、运动速度和拉力大小无关的结论。这样的活动设计要比教材上的活动设计效果好很多，学生获得的知识更全面。
四、自主性原则 作为探究活动的主体，学生可以在自主探究的过程中，领悟科学探究方法，培养科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。学生通过自主体验探究过程主动获取的物理知识，印象是深刻的，是任何说教都无法替代的。因此，教师在教学过程中应该时刻关注学生，适时对探究过程加以引导，可以给学生方向性建议，让学生通过自主思考完成探究，而不是直接给出解决问题的方案。
例如：在探究影响电阻大小因素的活动中，如何观察电阻阻值的变化呢？教师可以建议学生思考电阻的变化会对电路产生什么影响，这些影响又会引起什么变化，这些变化会不会更方便我们观察和比较等。学生通过思考就意识到电阻变化时会影响电路中的电流强度，从而改变电路中灯泡的亮度。那么，就可以通过观察小灯泡的亮度变化来反映电阻阻值的变化。在探究凸透镜成像规律的活动中，给学生提供不同焦距的凸透镜，让学生在光屏上找到清晰的像。至于放大还是缩小、倒立还是正立、物距和像距等都不必过多关注。可以等全部学生完成一次探究后，让同学们交流探究结果。通过交流合作，学生会发现实像有放大和缩小的区别，成像的性质跟物距有关。进一步对比物距相等时，成像也可能不一样，发现成像性质还与焦距有关。这些探究都是学生自主完成的，教师只是适时进行旁敲侧击式的引导，学生不但获得了知识，也锻炼了能力。
五、简易性原则 简易性是指探究原理要简洁、便于理解，过程要简便易操作，器材要简易便于取材。
例如：在探究浮力大小的活动中，有如图（1）和图（2）所示的实验设计。图（1）的实验设计理论上合理，操作简单。但原理不够简洁，同时也没有考虑到小烧杯中的水不能完全倒出而产生的误差，如果没有教师的介入，学生很难得出“浸入液体中的物体受到的浮力等于排开液体受到的重力”这一结论。图（2）的实验设计思路清晰，简单易行，器材也更容易获得，学生很容易就可以得出“浸入液体中的物体受到的浮力等于排开液体受到的重力”这一结论。
再如：在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的活动中，如果小灯泡的亮度变化不明显，我们怎样反映电阻的变化呢？如果这时有同学提出来可以用“能够测量灯泡亮度变化的仪器（照度表）”来测量灯泡亮度，从原理上来说是没有问题的。但一般学校实验室不配备该仪器，造成探究活动无法进行。这时，我们教师就应该在肯定学生思路的同时，引导学生考虑其它更为可行的替代方案。
六、合作的原则 交流与合作作为科学探究的一个重要环节，在科学探究过程中必不可少。这个过程是一个对获得的信息进行提炼、去伪存真、发现和提出新问题的综合过程。学生在探究活动中的合作包括小组内的合作和小组间的合作。小组内的合作首先体现在探究过程中提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据等几个环节。小组间的合作主要体现在对收集到的证据进行分析与论证、评估、提出改进计划等几个环节。这种合作方式可以保证学生在课堂上有限时间内获得大量的有效数据。学生使用器材的多样性，使得到的规律更具有普遍性。同时，通过对数据或现象的分析和对比，学生可以发现探究过程中的不足并加以改进。在交流过程中可以培养学生实事求是的科学态度和团队合作意识。
例如，在探究凸透镜成像规律的活动中，教师先让学生体验物体通过凸透镜可以在光屏上成放大和缩小的实像。然后调整光具座，分别在光屏上观察到清晰的放大实像和缩小实像，记录对应的像距和物距，且每组只需记录一组数据。接下来的交流与合作环节是这样设计的，没有表格，教师要求学生将成像时的物距和像距的大致位置在图（3）中标记出来，并用长短不一的箭头表示像和物的大小、正倒。图（3）中，只给出了两个焦点和两个二倍焦距点。学生根据自己得到的数据和所用凸透镜的焦距来判断物体和像的大致位置（通常为了使得数据现象更明显，可以要求学生统一把物体放在透镜的左侧）。通过这种合作方式，学生在短时间内获得了大量的数据。这样学生就很容易根据图（3）中的数据图像得出凸透镜成放大实像和缩小实像的成像规律。同时，由于学生使用的凸透镜的焦距不同，使得到的结论更具有普遍性。然后，再进一步指导学生把上面两幅图结合在一起分析推理，继续探究，也容易得到成等大实像、放大虚像和不成像的规律。如果没有同学们之间的合作与交流，学生要单独完成整个的探究活动，需要投入大量的时间和精力，且不容易获得成功的体验。
总之，在长期的教学实践中，我们深刻地认识到：探究活动在传授学生知识和培养学生能力方面，具有不可替代的重要作用。科学探究的任何一个环节都需要广大师生认真对待，要用“以学生为主体”的指导思想引导学生自主地通过科学、合理、简便、易操作的活动设计完成探究活动，从而使学生获得知识、提高能力，给予学生勇于探究未知世界的勇气和动力。