在課堂教學中教師不僅要合理利用教材中誘發學生探究的語言和學習內容，同時又要結合學生的實際學習水平充分挖掘教材，有目的、有意識地創設能激發學生探究欲望的各種問題情境，提出有思考價值的問題，調動學生的探究積極性，培養和提高學生的探究興趣和探究精神。那么，怎樣挖掘教材創設培養學生科學探究精神和能力的問題情境呢？人教版教材每一節內容的編寫欄目比較多，但眾多欄目都是圍繞一條主線，將知識以平面延伸展開或縱向加深，同時通過一些鼓勵學生從中發現問題并嘗試做出假設和猜想的探究話語,沒有或很少整體構成一個引導學生立體的探究框架，因此，教師的智慧之一就是有效引導學生發現問題、組織學生建構立體的探究框架，并在此基礎上通過對知識的橫向延伸和縱向加深進一步完善立體的探究框架，達到培養學生科學探究精神和提高學生科學探究能力之目的。

例如在人教版《必修2》第六章《太陽與行星的引力》一節中，教材的編寫首先是圍繞“太陽與行星間的引力”這條主線，以五個問題構成“太陽與行星間的引力”的知識平面：①什么原因使行星繞太陽運動？②太陽對行星的引力和向心力之間有什么關系？③行星繞太陽運動的向心力與行星的質量、運行的周期、兩者之間距離有什么關系？④太陽對行星的引力與行星對太陽的引力兩者的關系是怎樣的？由此得到的結論是什么？⑤由第谷的數千個觀測數據到開普勒三大定律再到太陽與行星間引力的關系式，你感悟到了什么？圍繞這些誘發學生探究的問題，根據學生已有的勻速圓周運動、開普勒第三定律、牛頓第三定律的知識引導學生推導出太陽與行星間的引力符合F=GMm/r2結果。

若教師再能夠對教材內容橫向延伸和縱向加深創設下列五個具有培養學生探究精神和能力的問題情境，自然就給學生建立起一個立體的探究框架。

1.為什么說太陽對行星的引力要指向橢圓的一個焦點？如果引力的方向不是指向焦點行星將怎樣運動？（因為行星繞太陽運動的軌道是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，如果引力的方向不指向焦點行星的運動將不符合曲線運動的規律。復習了開普勒第一定律，培養了學生的科學探究精神。）

2.為什么要假設行星繞太陽的運動是圓周？（物理研究問題的方法之一是建立理想化模型，教給學生研究物理問題的方法。）

3.為什么當假設了行星繞太陽的運動是圓周運動時就可以認為是勻速圓周運動？（根據開普勒第二定律可推出，培養學生學應用物理知識解決物理問題的能力。）

4.不同行星到太陽的距離r不同，繞太陽的公轉周期T也不同，但為什么要探究太陽對行星的引力F跟行星到太陽的距離r的關系，而不探究太陽對行星的引力F跟行星繞太陽公轉周期T的關系？如果探究這個引力與公轉周期的關系，將是怎樣的關系？其結果是否具有普遍意義？（其結果顯然對兩個相對靜止的物體不適合，不具有普遍意義，同時也為下一節“萬有引力定律”的探究埋下伏筆。人類對事物的認識都是從特殊到一般，物理研究問題的方法常常也是由特殊到一般，教給學生科學探究的科學思想和科學方法。）

5．第谷為描述行星的運動積累了近萬條觀測數據，開普勒將這些繁雜的數據變成了簡單的三句話，使人眼前一亮，豁然開朗，正如教材中（第二節科學足跡欄目）所寫的：為此開普勒曾欣喜若狂地說：“16年了……我終于走向光明，認識到的真理遠超出我的熱切期望。”……不過，開普勒并不知道，他所發現的三個定律還蘊藏著極其重大的“天機”，那就是萬有引力定律。是牛頓揭露了這個“天機”，回首《必修1》第四章首的一句話：一位英國詩人歌頌牛頓的詩句“自然和自然的法則在黑暗中隱藏，上帝說，讓牛頓去吧，于是一切都被照亮。”至此你對科學探究的魅力又有何感想呢？（又一次喚起學生對科學探究的熱愛和親近，以至“著迷”。這就是科學探究精神的培養，就是情感態度價值觀的培養。）

人教版物理教材所呈現的內容，正像該套教材的副總主編彭前程教授所說的：“教材呈現的方式有利于學生學習方式和教師教學方式的轉變……關注科學方法，關注科學探究精神和科學探究能力的培養。”引導學生充分的利用教材、深挖教材，引導學生多提出問題，從培養學生的科學探究精神做起，使教師和學生的科學探究能力同步提高。