关于物理教学中实施研究性学习的几点思考

关于物理教案中实施研究性学习的几点思考实现学生学习方式的转变是上海第二期课程教材改革（简称“二期课改”）重要的改革方向之一，它是以学生发展为本，适应每一位学生发展课程实施的关键，是影响教育质量一个重要因素。它有三方面的要求，一是以探究为主线；二是以主动参与、亲身体验为基础；三是以问题讨论、专题研究、项目设计为载体。有两条途径，一是在课内外教案活动中实施研究性学习；二是构建研究型课程。在目前的物理教案中，学生的学习方式基本是接受性学习（包括有意义的接受性学习），这种学习方式有它的长处，如：它对学生掌握双基有一定的作用。从学生的发展及“二期课改”的要求来看，每位学生都有自己的学习方式，要尊重学生独特个性和经历，为每位学生的个性得到充分发展提供时空，提供适合学生个性健康发展的课程。为此，在物理教案中，适时适度实施研究性学习显得尤为必要，它体现了时代的特征。在某种程度上，我们是通过转变学生的学习方式来促进学生的全面发展。必须指出：研究性学习不是一种新创造的学习方法，今天，我们倡导“研究性学习”，不能否定“接受性学习”，这两种学习方式不是对立的，它们对学生的发展有着不同的价值，对每位学生而言，都是必需的。在物理教案中，提倡“研究性学习”其目的是：使学生的学习方式发生根本转变，再促进教师的教案模式发生转变，因此，在物理教案中实施研究性学习的基本思路是：（）在学生学习方式和教师教案模式上有所突破；（）不排除其它学习方式的学习。一、物理教案中的研究性学习、主要特点物理课程目标由知识与技能。过程能力与方法和态度与价值观等三个方面组成的，在物理学习时，既要关注知识与技能目标的落实，更要关注过程能力与方法、态度与价值观目标，且教案目标、课时等约束物理教案的方向，为此，物理教案中研究性学习与研究型课程既有相同点，又有不同点。如开放性是研究型课程特点之一，也是物理教案中研究性学习的特点，但两者的开放性又有所不同，区别在于物理教案中研究性学习的开放性是有方向的，它受教案目标、课时等的限制，只能是有控制的开放，因此，受学科教案目标等的约束，强调目标性和有控制的开放性是物理教案中研究性学习的主要特点之一。基础型课程的学习内容是全体学生共同修习的，但对于有差异的学生，参与研究性学习的层次可以不同，尤其是对物理学习内容之一的科学探究，对同一问题不同学生可以有不同的探究方式，也可以从不同侧面去研究。在研究性学习活动中，我们应重点关注是学生的学习过程以及学生对科学探究过程的体验，对科学方法的感悟。如，在研究电流与电阻关系时，甲学生用导线将电流表、滑动变阻器、电源、电键等器材串联起来，先通过移动滑动变阻器滑片，分别记录滑片在不同位置时电流表的读数，然后分析实验记录，得出结论：当电压一定时，电阻越大，电流越小。乙学生用导线将电流表、定值电阻、电源、电键等器材串联起来，通过变换定值电阻，使电路中电流发生变化，并分别记录电流表的读数，通过分析实验记录得出结论：当电压一定时，电流与电阻成反比。从中可以发现，甲、乙两位学生设计电路略有差异，得出结论也有差异，前者为定性结论，后者为定量结论，这说明甲、乙两位学生对同一问题进行探究的方向是不一样的，思维深度也是不一样。但两位学生的探究过程与得出的结论都符合教案要求。因为在研究电流与电阻关系时，所定的教案目标没有规定探究的结论表达：是定性，还是定量，因此全员参与，关注学习过程，强调层次性和过程性是物理教案中研究性学习的主要特点之二。在物理教案中，通过突出科学探究来培养学生的创新精神和实践能力，使物理的学习过程成为一个探究的过程。在探究活动、倡导学生主动参与，乐于探究，勤于动手。当然探究不能与做实验等同，探究着重于让学生体验科学过程，感悟科学方法。在物理教案中，研究性学习的内容不是预先确定的，它是不断开发和生成的，教师要为内容的开发、生成作必要的铺垫：依据教案目标有目的提供情景，提出有利于探究的问题，提供一定的时间和空间，让学生在探究活动中，有实验可探索，有问题可思考，有平台可交流，因此创设合适探究情景，强调自主探究是物理教案中研究性学习的主要特点之三。、主要作用在物理教案中实施研究性学习的主要作用有三点：一是更好理解物理概念和规律，这体现了知识与技能领域的目标。二是体验科学过程、感悟科学方法，这体现了过程能力与方法、态度与价值观领域的目标。在制定研究性学习活动的教案目标时，要充分考虑上述二个作用，如：研究性学习活动：蚂蚁运动速度的测定的教案目标是：、知道蚂蚁爬行的速度值；、学会估计实际物体运动的速度。三是促进物理课堂教案效率的提高，切实提高课堂教案效率是一切教案活动永恒主题，它是课改开展的动因之一，在课堂中运用研究性学习方式进行物理概念、规律的学习，物理实验的探索等所用时间一般较教师讲授来得长，有一部分教师可能认为前者进行概念、规律的学习，效率低。这种想法在某种程度上是制约研究性学习在物理教案中开展的因素之一。那么如何理解在物理教案中实施研究性学习有助于提高物理课堂教案效率呢？首先必须明确上述所指的“效率”不是指一节课等的效率，而是指学生完成课程标准规定内容学习后，目标达成度高低。我们应该看到，运用研究性学习方式进行物理概念、规律学习时，通过知识载体，使学生体验概念形成过程，规律的得出过程，感悟伴随这些过程中科学方法，全面体现教案目标，并着重从“能力”、“方法”和“价值观”上加以提升，如：蚂蚁运动速度的测定，有的教师是直接把估计方法及速度值数量级告诉学生，表面上，这种方法用的时间较小，但从教案目标上看，落实程度是不够，至少学生缺乏体验，有的教师是通过载体，蚂蚁运动速度的估计，引导学生进行探究，学生关注过程，掌握结论，对立体落实教案目标是有益的，因此教案时间长短是相对的，效率应该反映是：教案目标达成度高低。这是否给我们一个启示，能否在物理学习的重点，难点之处尝试运用研究性学习的方式使重点突出，难点得到突破，从而使物理学习的效率得到提高。、主要类型物理教案中研究性学习类型主要有三类，第一类是片断研究，第二类是主题研究，这两类强调是知识的形成过程。其学习的周期较短，片断研究半节课左右，主题研究一般一节课左右，也可能是一个单元，按需也可适度延伸到课外。在课堂教案中，它们主要向人们展示的是：学生的自主探究过程，学生主要以小组为单位进行探究活动。其中片断研究，可以是课堂教案的片断，也可以是某一研究过程中一些环节；主题研究主要指全班学生都围绕同一主题展开研究，可以用不同方式进行探究，也可以从不同的侧面进行研究，如前面提到的研究电流与电阻的关系属于片断研究，蚂蚁运动速度的测定属于主题研究。第三类是专题研究（项目设计），它强调是应用知识、产生新知识的过程，其学习周期较片断研究和主题研究都长，但比研究型课程中课题研究要短，时间跨度大致以几天到数周。在课堂教案中向人们展示的是：学生交流、反思过程，学生主要以小组为单位进行学习交流，适当兼顾个别学习交流。如：专题研究：振动的研究教案流程为：学生自学“振动与波”相关内容自由分组，确定研究课题（学生所确定专题有：（）单摆的研究；（）吉他的研究；（）长号的研究；（）弹簧振子的研究；（）洗衣机振动的研究；（）小球反弹的研究；（）声音的研究）分头开展研究，完成多媒体展示课件课堂交流研究内容和结果（着重研究交流：弹簧振子的振动、单摆的研究、长号的研究）完成研究报告，提出新问题。第一、二类以课堂教案为主，适度引伸到课外，虽然课堂教案不是研究性学习唯一形式，但是主要形式，因此第一、二类是在物理教案中开展研究性学习的重点（本文讨论主要是这两类），第三类以课外为主，课内仅作为交流反思的平台，它为研究型课题提供一个新的增长点，是连接研究型课程的桥梁。、实施物理教案中开展研究性学习的类型有多种，组织实施方法略有差异，开展研究性学习的抓手为：自主性、探究性和合作性，它们是学习方式的三个基本维度，在实施中，要了解学生运用信息技术，与技术共同学习，实际上这也是一种学习方式的转变。为此物理教案中的研究性学习是在运用信息技术的背景下开展的。具体实施时，以信息技术为支撑，以问题为切入口，以主题、专题（项目）为载体，以探究为重点，以体验为主要目的，以小组合作学习为主要形式，以点拨为反馈调控手段。实施主要分为：、前期准备；、实施过程；、总结反思。前期准备：为了使学生在课堂上能顺利开展研究性学习，充分展示学生的自主探究过程，实施前，教师要为学生提供资料、信息环境。根据需要，将专项（项目）的研究方向告诉学生，让学生课前作一些必要的准备（拟定初步方案、器材准备等），以便课堂上学生间讨论、交流有足够时空，针对性更强，如专题研究：蚂蚁运动速度的测定，时间一节课，课前教师将本专题的研究方向告诉学生，学生各自准备方案与器材等，课上按小组交流各自准备方案，最后确定小组的实施方案。实施过程：具体可用“想”、“做”、“说”三方面来反映。“想”：面对问题情景，首先要观察、思考，其次提出猜想与假设，最后制定计划、设计方案。“做”：针对设计方案，进行探究，通过分析归纳，得出结论，“做”是促进“想”，补充“想”。“说”：针对探究过程与结论，通过“说”，构建一个交流平台，加强小组成员的合作与交流，小组间的交流，通过“说”对“想”进行疏理、评估、反思，以进一步完善“想”，因此“说”是研究性学习的关键。总结反思：由于物理教案中开展研究性学习的主要形式为小组合作学习，主要目的是体验，因此交流与合作是基础，通过小组成员分工交流与合作，得出探究的结论，通过小组内、小组间的交流，取长补短，最后进一步反思自己的探究过程与结论，进而完善及提高探究活动的质量，充分体现相互协作的团队精神。必须指出：我们不追求探究过程的完整和系统，只追求开展探究活动对促进学生的学习方式转变有帮助，以达到使学生能主动学习的目标。、评价没有评价的学习是不完善的学习。在研究性学习活动中，对学生的研究情况作出及时、得体的评价，是研究性学习活动能否持续开展的关键。为此，更新评价观念，提出有效策略和具体评价方法，使评价活动科学有效，能正确发挥导向和激励作用的重要保证。在研究性学习活动中，学生主动学习、主动探索是一个很重要的因素，为此学生活动的形式、时间、交流情况、课内外联系等都是我们进行评价时要关注的，我们不仅要关注学生的发展过程，更要突出对学生的态度与价值观的评价。要善于发现不同学生的长处和优点，积极实践对学生个性特长的评价，忌用统一标准来评价每位学生，提倡在开展研究性学习活动前，先制定评价标准，这标准依不同学生（小组）可以有所差异，是多样化，这样才能使每位学生在研究性学习活动中，人人都成功成为可能，真正体现“让课程适应每一个学生发展”的目标。在具体操作时，针对制定的评价标准，通过自评、互评和综合评价的方法对实施过程中各环节进行恰当评价，突出关注方面的目标达成度。如何突出关注方面？如：在某一主题研究的研究性学习活动中，某班分成若干小组，学生以小组为单位进行探究活动，其中甲小组，在组长主持下，在实验探究前，先讨论方案，然后确定每位成员的职责，有的操作，有的读数，有的记录当实验过程中，出现故障，小组成员对此进行讨论分析故障原因、教师巡视到小组时也参与他们讨论，在小组各成员努力及教师点拨下排除故障，继续实验。最后通过分析实验数据，归纳得出结论，但所用实验时间比其它小组长。乙小组学生设计实验并进行操作，然后分析实验数据，得出结论，完成实验探究报告，其余学生中，只有学生参与部分操作，其余都是作为观众看学生做实验，并抄袭他的实验报告。探究活动后，教师对甲、乙两小组进行评价，甲组等第高于乙组，评价结果不一样原因：甲小组虽在实验探究过程中遇到一些困难，用时比其它组长，但在小组合作与交流下，克服困难完成探究活动，乙小组虽顺利完成实验，但基本是学生单独操作下完成，在探究活动中，合作与交流方面体现不够。这位教师对甲、乙两小组进行评价时，关注点是：学生在研究性学习活动中，相互间的合作与交流环节，他充分运用评价的导向功能，以鼓励学生乐于合作，善于合作的团队精神。二、几点思考、教师对研究性学习的指导物理教案中的研究性学习是有一定的教案目标，教师要为研究性学习活动的开展创设一定的问题情境，提供相关资料、信息环境，学生在教师的指导下通过合作交流、自主探究、实践体验的学习方法，在探究过程中获得一种结论。为此，教师在研究性学习中的指导作用是无可置疑的，其指导作用主要有二方面，一是：为学生能顺利开展研究性学习创设必要的外部条件，包括：资料、器材准备，信息环境的预设、引导选题以及排除学生无法自己解决的困难，但不包办代替等；二是：在实施过程中，关注教案目标，注重指导策略。在探究活动中，要注意引导研究、指出误区、把握研究方向，在探究过程中，最有价值的地方，是教师发挥指导作用的地方，要让学生的思维得到充分展开，这个最有价值地方存在何处？它存在于学生回答问题不完整、不科学处，存在于学生用不同方式解决同一问题时，存在于学生对课堂内发生某一事件产生疑惑或露出兴奋的表情时，这些地方，是最容易激发学生的自主性和能动性，是真正体现研究性学习的价值处，也是教师的指导策略运用是否到位检验场所。如：某教师上简谐振动时，用传感器、数据处理器、机等组成数字化实验系统，来研究音叉、弹簧振子的振动，计算机屏幕上显示出它们的图象都是正弦曲线，从而归纳出简谐振动的图象。教师接着讲课，由于教师没有把上述实验系统关闭，当教师讲话时，声音传到传感器，在屏上反映出图象与刚才不一样，此时大部分学生关注是屏上图象而不是教师讲课内容，这个时机，就是探究过程中最有价值的地方，教师要善于发现这种最有价值的探究地方，以提升研究性学习活动的质量。在研究性学习活动中，教师时刻关注教案目标，不仅要注意知识与技能、领域、目标落实，更要关注过程能力与方法、态度与价值观领域的目标，且对后者的目标忌空洞说教，要使学生感到这个目标的“实在性”，如在主题研究：蚂蚁运动速度的测定中，当教师在巡视各小组实验时，发现很多学生对实验数据记录很马虎，他们不设计表格记录实验数据，仅在草稿纸上随意写上几个数据（听课时发现，课后与执教教师交流，执教教师已注意到这一情况），且全班个小组中有个小组没有设计好记录实验数据的表格。针对这一情况，教师在学生汇报实验方案和结果时，特别设计一栏：记录方式，并充分利用这一现象，以此为载体，适时适度对学生进行一丝不苟的科学态度的教育，这种教育是有效的，它有助于学生养成良好的实验习惯，这也说明在教案的实施中，教师一定要根据课堂教案动态情况进行适时调整，而不是按部就班地贯彻课前的课堂教案设计。这一点在指导学生进行“研究性学习”时显得尤为重要。教师的指导策略在研究性学习中运用是否恰当，往往会影响研究性学习活动的质量，为此要针对不同情况，采取不同的指导策略，以凸现教师的指导在研究性学习中的不可替代作用。如：在主题研究时，教师要面对主题，针对学生的认知结构和经历，事前准备一些提示卡，尽可能把学生在探究时，易遇到困难，写在提示卡上，当探究活动展开时，在学生有困惑处，不能继续完成探究时利用提示卡，指明方向，使学生的探究活动能顺利开展，这里提示卡主要有二个作用，一是有利于教师在探究活动展开时，对各小组的反馈情况进行调控和指导，这一定程度上避免教师对一个小组进行指导，而来不及兼顾其它小组的探究活动现象。二是有利于教师识别是个性问题，还是共性问题，识别的依据：同样内容的提示卡、发放数量、发的卡多教师要加强集中指导，反之不必，在学生探究时，提示卡并不能全部反映学生所有的疑难问题，因此提示卡制作需要一个积累的过程，这样才能使教师对学生开放性学习的指导到位而不越位，使教师的指导成为学生开展研究性学习的“加油站”。、研究性学习资料的开发目前研究型课程可以做的课题越来越小，同样在物理学习中，可以作为研究性学习的内容发掘工作进程缓慢，其根本原因是：研究性学习资源的缺乏，从中可以发现资源在研究性学习中与有举足轻重的作用，它是开展研究性学习的源头。那么如何开发研究性学习资源呢？应开发什么的资源？我们应积极开发经处理过的资源（半成品），而不是原始的。可以通过挖掘教材资源，开发教案过程资源，把信息技术作为资料来源，重视教师和学生的经历等途径来开发，大力提倡项目设计，这些项目应具有选择性、层次性和持续性的特点，具体说要开发项目是：围绕同一主题，不同年级可以从不同地方切入做，同一年级有差异学生可选择适合自己的做，但整个探究活动设计是系统的，而不是做完一项研究，扔一项。每项研究间缺乏连续性，如：项目肥皂泡的研究，它的具体分层实施过程是：、收集有关肥皂泡的资料，观看有关肥皂泡的表演和魔术；、制作肥皂泡，进行表演交流；、描述制作肥皂泡和肥皂泡的过程；、寻找产生肥皂泡的规律；、研究稳定的肥皂泡为什么总是球形的？、进一步研究稳定的肥皂泡是否是严格的球形？、认识液体表面张力和粘滞性；、研究肥皂泡的光学现象。做这个项目需要时间长短由学生决定，不同的学生可针对自己的实际选择全部或一部分来进行探究。从中可以看出选择性包含许多丰富的内容，在物理学习时，我们不仅要给学生选择，而且要让学生学会选择，实际上学生学会选择也是一种学习方式的转变。、研究性学习中交流与合作在研究性学习活动中，交流与合作的主要形式有二种，一是存在于师、生间，二是存在于生、生间。师、生间的交流与合作，关键是：教师要提供有一定目的问题情景、资料、信息环境等，使提供的情景有利于学生争议、交流。生、生间的交流与合作，主要表现在小组成员间、小组间，如：在研究性学习活动中，当小组探究活动后，小组间进行相互交流，交流的是各自