物理教学中研究性学习的实施

　　物理教学中研究性学习的实施

　　研究性学习主要是指学生在教师指导下，以类似科学研究的方式去主动获取知识、应用知识、解决问题、形成观点的学习方式。

　　研究性学习的主要特征是“可研究性”和“开放性”，这就决定了研究性学习内容的丰富性和综合性、学习方法的多样性和灵活性，能够使不同学生发挥其个性特长和想象，从不同角度去探究，形成不同的看法和观点，营造一种师生、生生间的交流和争论的研究氛围，学生的发散性思维和创造性思维将充分被挖掘和开发，最后形成相对的结论而不是唯一的结论。同时，也使学生在挫折和失败中养成坚持不懈的科学探究精神，并通过学生对研究过程的体验，激发起学生对科学研究的意识和兴趣。

　　目前的物理课程改革大致趋向于基础型课程、拓展型课程和研究（探究）型课程三种课程结构。这三种课程都包含有不同比例的基础性学习内容、拓展性学习内容和研究性学习内容，为不同学生进行研究性学习提供了课程内容和时间上的保证。

　　一、物理教学中实施研究性学习的目标

　　传统的教学强调知识的传授和灌输，忽视学习者的情感体验和创新精神的培养。研究性学习，特别注重学生对知识和技能的实际应用，强调学生参与学习的过程和亲身的实践及体验。因此，在物理教学中实施研究性学习具有以下几个目标。

　　1.培养学生获得亲身参与研究探索的积极体验

　　物理教学的内容涉及到自然、生活和生产中的大量现象。学生在研究性学习中，通过主动参与、类似科学家那样思考和解决问题，获得亲身的体验（直接经验），从而逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的愿望，激发他们探索、创新的积极欲望。

　　2.培养学生的社会责任心和使命感

　　在物理教学中实施研究性学习，学生将通过社会实践与调查研究，深入了解科学对于自然、社会与人类进步的意义与价值，学会关心国家和社会的进步，促进科学的发展，学会关注人类与环境的和谐发展，逐步形成积极的人生态度，培养对社会的责任心和使命感。

　　3.培养学生发现问题和解决问题的能力

　　研究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开，以解决问题和表达、交流为结束。在学习过程中，通过鼓励和引导学生自主地发现和提出问题，设计解决问题的方案，收集资料，进行分析和调查研究，得出结论并进行成果交流活动，使学生在实践中学习和掌握一些科学的研究方法，培养发现问题和解决问题的能力。

　　4.培养学生学会收集、分析和利用信息的能力

　　研究性学习是一个开放的学习过程。在学习中，学生为了对所提出的问题进行研究，就需要围绕研究的主题主动地收集、加工处理和利用信息。因此，教师要培养学生学会利用多种有效手段，通过各种途径获取信息、整理信息、归纳信息，学会判断和识别信息的价值，并恰当地利用信息，培养学生收集、分析和利用信息解决问题的能力。

　　5.培养学生学会分享和合作

　　现代科学技术的发展都是人们合作探索的结果。合作的意识和能力是现代人不可缺少的基本素质。在学习中，教师要努力创设有利于人际沟通和合作的教学环境，使学生学会交流和分享大家的研究成果，培养和发展乐于合作的团队精神，让学生学会做事、学会做人。

　　二、研究性学习的选题方向

　　物理教学可供研究性学习选题的内容十分丰富，归纳起来选题的方向有以下五个方面：

　　1.物理学的基本概念和规律

　　物理概念和物理规律是物理学的基石，呈物理探究的对象。学生在学习物理概念或规律时，必须以探究的方式去研究它，才能把握其本质。因而，教师应当在物理概念和规律的教学中以探究的思想方法组织教学，促使学生的认知结构趋于系统化，让学生感悟知识的产生原因及其发展过程，以利于学生对物理概念和规律的深刻把握。

　　2.探索性物理实验

　　传统的物理实验一般分为验证性和应用性实验两大类，如“验证机械能守恒定律”、“用单摆测定重力加速度”等。由于这两类实验都在学生掌握了有关的知识后进行，因而学生大多对实验缺乏兴趣，难以激发学生的创造潜能。而探索性实验是在学生原有的知识框架上发挥学生的主观意识，由学生自行设计、自主实验，学生的探究欲望得到激发。如“研究影响滑动摩擦力的因素”，学生可通过具体的实验来探索滑动摩擦力与接触面间的压力、接触面的性质、接触面积及其他可能因素的关系。

　　3.与生活实际相结合的物理问题

　　物理学与人类的生活实际有着密切的联系，并起着重要的作用。因此，在我们的实际生活中寻找研究课题，既能激发学生的学习兴趣，更能培养他们的观察能力、发现问题和应用知识解决问题的能力。如“估测压力锅内水的温度”、“菜刀上的力学知识”、“铅球抛射角的研究”等等。

　　4.新科技中的物理问题

　　选取与现代科学技术发展前沿问题相近的内容作探究课题，让学生关注当今科学技术的发展动向，开拓知识视野，激发爱科学、学科学、用科学的热情。如选取“阿尔法磁谱仪与暗物质”为主题的探究，通过收集相关的材料，了解阿尔法磁谱仪的原理、暗物质和它在人类认识宇宙进程中的意义，并起到强化学生“学以致用”的意识的作用。

　　5.多学科的综合性问题

　　现代科学技术的迅猛发展，促使学科间的相互渗透、相互结合的态势日趋迅速，科技问题的解决呈现学科的综合化。因此，培养学生的融合意识和知识的整合能力显得尤为重要。为培养学生的发散思维和知识的综合运用能力，可选择一些与物理学相联系的综合性问题。如“灶具的演变”、“从电冰箱到臭氧层”等，这些课题涉及到物理学知识、化学知识、天文学知识、生物学知识和环境保护知识。

　　三、研究性学习的教学内容

　　从研究性学习的特征和目标来看，研究性学习的教学是教师在确立了学习目标后再进行学习内容的选择。因而研究性学习的内容是广域的，从性质上看，可以是综合性课题，也可以是分科性课题；从形式上看，可以是社会现实性课题，也可以是学术前瞻性课题；从研究意义上看，可以是目前有结论的课题，也可以是暂时还没有结论的课题；同时可以是上述各角度不同课题的交叉与综合。

　　物理研究性学习的教学内容，主要是指偏向于物理知识的课题，可以以物理学科为主的物理实验、定律、物理现象、选修课内容、科普知识、实验方案、实验现象及结果分析等为课题，也可以是物理学科与科学、技术和社会相联系的课题，包括物理与人类、物理与社会、物理与技术等方面的课题。

　　四、研究性学习的一般过程

　　从研究性学习的特征来看，其教学不可能按某一固定的模式进行，因此研究主要是提供一种教学的思路，并根据实施过程的形式遵循下列教学过程。

　　1.研究性学习的教学过程可分为三个阶段：课题提出和方案设计→实施研究→成果展示和评价。一般第一和第三阶段可以在课堂上完成，而第二阶段可以在课内完成，也可以利用课后第二课堂时间来完成，所用时间根据研究的课题和研究的进程具体调整。

　　2.三种形式的研究性学习的课题，可以由教师提出有一定开放性的课题，供不同学生根据自己的兴趣与特长作出选择；也可以由学生在学习和生活中发现问题而提出研究课题，或是学生在完成某个课题的探究学习后找出新的探究课题。

　　3.提出课题后，教师要组织学生分组形成合作群体，对于学生群体的组成教师可以有目的地进行分组；也可以让学生自由组合，自由选择合作伙伴；也可以是随机组合。小组成员可以有二至八个人不等。同时，教师要根据不同学生的需要帮助或指导学生进行研究方案的设计。

　　4.三种形式的研究性学习的教学中间过程是一个可以反复循环的过程，即在学生研究中发现问题和遇到困难时，教师可以采取指导或组织学生讨论，通过学生相互帮助等方式寻求解决问题的方法。因此，这一过程的学习所需时间较多，可以是在课堂上，而更多地将是在课后课外活动，同时学生的群体也可以根据研究进程的需要随时调整，真正做到完全可以由学生自己决定合作的对象和花费的精力。

　　5.研究完成后必定会形成一个相对的结论，这就必须有一个将研究成果展示的过程，一般可以采取两种方式，一是在课堂上进行交流，另一种则是以小论文的形式展示。但从学校教学的角度上看，可以组织一次课堂上的成果展示，并可以通过计算机技术将研究成果直观、生动地展示，汇报的学生可以是小组长或随意选定，并在汇报后由小组其他成员补充，这样可以让群体共享研究成果。当学生的成果展示后，教师应组织学生间的相互质疑和评价，教师也可以作一些点评，并由此激活学生的思维，让学生发现新的问题，激发探究的兴趣，从而引出新的研究课题。

　　五、研究性学习的示例：电池的种类、结构和用途

　　1.课题的提出

　　通过物理课本中电动势一节的学习，学生已认识了有关电池的一些知识。但是实际生活中学生接触到的电池有多种，让人眼花缭乱。为了能使学生运用所学的知识来了解这些问题，体会到生活中处处有物理，可以提出“电池的种类、结构和用途”这个贴近生活实际的课题。

　　2.设计方案

　　在课题提出后，教师对班级的学生分成组，根据学生的情况（知识水平及处理问题的能力）适当编排，并对所研究的问题提出一些建议供学生参考，避免学生走弯路，影响学生研究问题的进程，为学生活动做好充分准备。

　　3.社会实践、社会调查

　　因为研究性问题很多涉及实际生活，所以在研究实施阶段，教师要求每一小组走出校园，多进行社会调查。为了减少盲目性，在这个阶段教师可提出一些应用电池的电器，组织小组学生到商场调查，到工厂参观，到生活中去了解情况，去实践，广泛收集材料获取信息。

　　4.信息处理

　　通过调查统计后，学生会发现电池的种类有很多，如蓄电池、干电池、纽扣电池、太阳能电池等，用途各异。在结构上，有银锌电池、有锂电池、有镍铬电池等。即使同种用途电池在价格上相差也很大，并且性能上也有很大差别。学生可以把调查的数据进行统计，形成一个完整的数据材料。

　　5.成果展示和评价

　　经过2～3周的社会调查和社会实践，学生自己对调查结果进行分析处理，逐步形成了自己的观点。这时，教师可进行一次课堂交流。首先教师可让各小组代表小结前一阶段小组的工作和成果，成果可通过制作一些课件展示与说明。交流以后，教师对每一小组的工作加以肯定与表扬，从而提出问题“电池的种类、用途和结构”，接着，经辩论的形式阐述支持各自观点的理由。由于这是个综合性的课题，涉及的知识较广，内容包括环境污染问题、消费经济学的内容、电学等知识。在学习中，教师可引导学生认识不同电池在生活中的应用价值。最后，教师在总结中指出作为一名消费者，在购买时当然要从价格与产品质量上多加比较，科学选购，合理应用。作为未来的人民教师，应留意身边的事物，注意积累知识，充实和完善自己。在课题结束之前，教师还可以让学生展望一下多年后我们将会用什么样的电池？提出学科学、爱科学、用科学的观点。注意科学的新发展，不断地用所学的知识来揭示事物的本质，以提高自身科学素养。

　　研究性学习的时间和空间跨度不局限于课堂，其教学模式有别于其他的课堂教学模式。例如，研究性学习的教学评价应注重整个研究过程中教师的指导和学生的学习的评价，而非评价研究成果的正确与否，因此可以从教师和学生两个角度进行评价。

　　教师：指导者、组织者、帮助者、参与者、评价者。

　　学生：兴趣、意识、态度、参与、思维、探究、方法、体验、观点、展示、评价。

　　5.成果展示和评价

　　经过2～3周的社会调查和社会实践，学生自己对调查结果进行分析处理，逐步形成了自己的观点。这时，教师可进行一次课堂交流。首先教师可让各小组代表小结前一阶段小组的工作和成果，成果可通过制作一些课件展示与说明。交流以后，教师对每一小组的工作加以肯定与表扬，从而提出问题“电池的种类、用途和结构”，接着，经辩论的形式阐述支持各自观点的理由。由于这是个综合性的课题，涉及的知识较广，内容包括环境污染问题、消费经济学的内容、电学等知识。在学习中，教师可引导学生认识不同电池在生活中的应用价值。最后，教师在总结中指出作为一名消费者，在购买时当然要从价格与产品质量上多加比较，科学选购，合理应用。作为未来的人民教师，应留意身边的事物，注意积累知识，充实和完善自己。在课题结束之前，教师还可以让学生展望一下多年后我们将会用什么样的电池？提出学科学、爱科学、用科学的观点。注意科学的新发展，不断地用所学的知识来揭示事物的本质，以提高自身科学素养。

　　研究性学习的时间和空间跨度不局限于课堂，其教学模式有别于其他的课堂教学模式。例如，研究性学习的教学评价应注重整个研究过程中教师的指导和学生的学习的评价，而非评价研究成果的正确与否，因此可以从教师和学生两个角度进行评价。

　　教师：指导者、组织者、帮助者、参与者、评价者。

　　学生：兴趣、意识、态度、参与、思维、探究、方法、体验、观点、展示、评价。

　　5.成果展示和评价

　　经过2～3周的社会调查和社会实践，学生自己对调查结果进行分析处理，逐步形成了自己的观点。这时，教师可进行一次课堂交流。首先教师可让各小组代表小结前一阶段小组的工作和成果，成果可通过制作一些课件展示与说明。交流以后，教师对每一小组的工作加以肯定与表扬，从而提出问题“电池的种类、用途和结构”，接着，经辩论的形式阐述支持各自观点的理由。由于这是个综合性的课题，涉及的知识较广，内容包括环境污染问题、消费经济学的内容、电学等知识。在学习中，教师可引导学生认识不同电池在生活中的应用价值。最后，教师在总结中指出作为一名消费者，在购买时当然要从价格与产品质量上多加比较，科学选购，合理应用。作为未来的人民教师，应留意身边的事物，注意积累知识，充实和完善自己。在课题结束之前，教师还可以让学生展望一下多年后我们将会用什么样的电池？提出学科学、爱科学、用科学的观点。注意科学的新发展，不断地用所学的知识来揭示事物的本质，以提高自身科学素养。

　　研究性学习的时间和空间跨度不局限于课堂，其教学模式有别于其他的课堂教学模式。例如，研究性学习的教学评价应注重整个研究过程中教师的指导和学生的学习的评价，而非评价研究成果的正确与否，因此可以从教师和学生两个角度进行评价。

　　教师：指导者、组织者、帮助者、参与者、评价者。

　　学生：兴趣、意识、态度、参与、思维、探究、方法、体验、观点、展示、评价。