物理教学中研究性学习的探索与实践.doc

浅谈物理教学中“研究性学习”的探索与实践武汉市中等职业艺术学校 孟令华【摘要】： 作为我国基础教育课程体系中一个独具特色的课程领域，研究性学习无疑已成为我国当前课程改革的一大亮点。物理学科研究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究研究过程中主动获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。在研究性学习原则的指导下，全面推进研究性学习，引导学生进行创造性学习和思维。【关键词】： 研究性学习 课型 实践 模式研究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，在研究过程中主动地获取知识、应用知识解决问题的学习活动。我们所探索的研究性学习主要是依附于教材知识体系进行的探究性学习活动。 我校学生大多来自农村，学生的知识面、思维能力、文化基础等各方面都普遍较差。多年来，本着培养学生创新能力的目的，在教学中，我大胆突破原有教学模式，在课堂教学中采用研究性学习的方法，取得了较好的效果。实践证明，在物理课堂教学中实施研究性学习是完全可行的。 本文详细地叙述了我实施在高中物理教学中研究性学习实践及具体的操作方式。 一、研究性学习的目的 实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育，重要的着眼点是改变学生的学习方式。学生知识的获得、能力的提高、行为习惯的养成，归根到底是学生学习的结果。所以，学校教育需要关注的重要问题是要让我们的学生形成怎样的学习方式。 在原有教育、教学条件下，许多学生的学习偏重于机械记忆，浅层理解和简单应用，仅仅立足于被动地接受教师的知识传授，这种学习方式十分不利于学生创新精神和实践能力的培养。针对这一状况，当前教学改革的一个重点是通过教学目标、内容和途径方法的调整，帮助学生改变原有的单纯接受式的学习方式，在开展有效的接受学习的同时，形成一种对知识进行主动探求，并重视实际问题解决的主动积极的学习方式。 在研究性学习的过程中，教师起了组织、指导作用，在时间安排上更多的是学生的自主性、探索性学习活动。这样的教学活动显然与被动接受教师知识传输的学习方式不同，对于学生创新精神和实践能力的培养也较为有利。 二、研究性学习的目标 研究性学习的目标，总的来说是以下五个： 1、综合应用所学物理知识 在研究性学习的整个阶段，培养学生充分和恰当地运用所掌握和理解有关物理知识和原理的能力。 2、培养信息收集和处理能力 从认知心理学信息加工理论的角度看，学生开展学习的过程，实质上是信息处理过程。研究性学习过程中能有效地获取和利用各种科学信息，并能分析研究过程中的思想、方法和结果，用确切的科学语言加以完整和系统的表述。 3、掌握科学探索的方法，培养创新精神 研究性学习，能培养学生用较熟练地运用一整套科学研究方法进行探索，并把整个过程中各种有价值的想法结合起来，体现对科学方法的应用。另外，研究性学习强调通过让学生自主参与、积极参与等类似科学家探索的活动，获得体验，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑，努力求知的心理倾向。 4、使学生学会沟通和合作 现代科学技术的发展，都是人们合作探索的结果，结合人文精神的弘扬也把乐于合作、善于合作作为重要的基石。学生在研究性学习中，总是在合作讨论中进行，这样可使学生在亲自体验中认识合作的重要性，也可使学生懂得尊重别人。 5、掌握科学的技能 在研究性学习过程中学会自己设计和有条理地实施一个有效和简单的研究课题，研究中进行细致和有目的的观测，并能对这种观测结果做出有科学分析的评估。 三、研究性学习的内容 目前，一般的教学内容主要以课外活动为主的研究性学习课程。我们在实施研究性学习过程中，教学内容没有脱离课堂知识的教学，教学内容以书本知识为基础。也就是说，我们学生的探究活动依附的知识体系是以高中物理教材中的内容为主。 四、研究性学习的课型实例 1、问题探究型 这类课型是非专题型的，是由学生在自学教材过程中发现问题、提出问题，通过组织学生对问题的探究讨论，完成研究性学习。 比如在学生自学完牛顿定律、动量及动量守恒定理后，让学生提出问题，甲同学提出：动能与动量有什么区别？乙同学提出：动量守恒定律是否在任何状态下适用？我认为并非任何状态下适用如：一对正电与负电子，作为一个系统，都有动量，但碰撞后湮灭，质量为0，动量也为0，动量不守恒，这如何解释？丙同学提出：是由动量守恒定理推出牛顿定律，还是牛顿定律推出动量守恒定律等等问题。 从这些问题中我们可以看到：在提出问题前，学生对课本知识有一个比较深入的了解，在自学过程中，学生也看过一些参考书（不是指习题集之类的参考书），对整个知识体系有了一个较完整的认识，经过充分思考才提出的一些问题。这些问题一提出，学生们就开始讨论。这时，可以向学生介绍一些现代物理知识，介绍一些现代物理知识书籍给学生去钻研。最后，教师可以向学生推荐一些有关书籍，让他们有一个深入学习的机会。这样一来，一方面可从现代物理学角度来看经典物理学，又为经典物理开了一个窗口到现代物理学，有利于学生提高学习兴趣，提高他们的认识水平。 类似问题还有很多。通过对这样一些问题的讨论，一方面提高了学生自学能力，另一方面也可以提高学生对物理学知识的认识水平。 2、规律发现型 物理定律是人们通过对自然现象的研究，采用归纳、分析、综合、类比、理想化、推理、演绎验证、图线探索等多种科学方法进行加工、提炼得到的对自然规律的描述。每一个定律的得到，经历了许多艰苦曲折的过程，而中学教材中对定理教学处理过于简单，使学生认为定律得出很容易。这样的定律教学，使学生得不到科学思想、科学方法的教育。我们在教学中采用“溯源法”，在当年科学技术水平上，来学习和探讨某个定律是如何建立的，使学生在学习物理定律过程中，懂得如何用科学方法去探索无穷的新奥秘。 例如，我们在研究小球做自由落体运动的规律时，我们要求每个学生先阅读书本的阅读材料，到图书馆或上网查资料，然后分成几个小组，根据资料介绍仿照当年伽利略的实验装置自己动手制作，模拟当时的实验条件和实验过程进行实验，得到了大量的实验数据。根据数据处理的结果，得到了小球做自由落体运动时，仍然是做匀加速运动这一结论。 通过这样一种教学方式，学生自然就明白了通常数据处理方法，以后碰到一大堆实验数据也就不会感到无从下手了，他们会很自信地去处理这些数据，并最终找到规律。 这种教学方法比单纯地从书本中得出物理定律，一方面学生会感到有趣得多，另一方面，学生在处理数据后会有一种成就感，从而进一步激发他门的学习兴趣。 3、实验课题研究型 实验课题研究对培养学生的创新能力具有很大作用，因为它本身就是一个从己知到未知的探知过程。 作为一种新的教学和评价方式，实验课题研究具有以下几方面的意义： 巩固和加深对所学物理知识的理解与掌握。 全面培养学生发现问题，从实际中抽象出模型，并用一整套科学方法加以解决的能力。 全面培养学生科学地收集、处理、分析和表述有用信息的能力及相互交流协作的态度。 培养学生对未知和不知事物和现象的好奇心和探求心，在解决问题的过程中培养学生克服困难，锲而不舍的精神，并从中获得一种意志、个性上的自我完善的满足感和愉悦感。 首先，让学生自己讨论提出课题，在学生提出的课题中，教师可以提供一些参考意见，经过学生讨论，最后确定研究课题。例如，学生所选的一个题目是铅笔芯导电性能的研究。单从课题来看，就是测铅笔芯的电阻，但这个电阻是多少，如何研究导电性能的方案却不太好确定。我们先把课题布置给学生，让学生利用课余时间去讨论，以便确定实验方案。 过了几天，把学生的实验方案收上来。我们仔细研究了学生的实验方案后，发现学生的实验方案各组不尽相同，有的是研究铅笔笔芯电阻与长度、横截面积的关系，有的是研究其电阻的热稳定性，又有的是研究铅笔笔芯的电阻率与铅笔芯含碳量（H、B） 的关系等。接着学生根据自己的实验目的，提出实验原理，根据实验原理找出所需实验仪器，并设计出实验方案。从学生的方案来看，学生是经过较长时间考虑的。接下来让学生把每组同学的方案在班上进行讨论，接着再进一步完善。 从上面过程分析可以看出，实验课题研究的步骤如下： 提出课题并对所需解决的课题进行初步分析。 收集有关资料、信息。 设计实验研究步骤。 选取必要的装置器材。 实施实验研究方案，保持观察记录，记下每个阶段的分析、思考，必要时对原方案进行修改。 对实验结果进行最终的分析评价。 4、概念建构型 概念建构型学习方法主要通过理论性课题研究来建构概念。理论课题研究是我们最先开展的研究性学习方法。作为研究性学习，不仅仅是从实验中得出一些东西，也不仅仅是从课本中学到一些东西。理论课题研究，可以提高一些比较优秀的学生严密的理论研究能力（包括逻辑推理能力，联想能力，查阅资料能力等），另一方面也可以培养学生撰写论文的能 力。 我们做的一个理论课题研究的题目是摩擦的成因。有关摩擦的成因，大多数课本都未涉及，所以大多数学生只知道摩擦与接触面有关，而确切的原因并不清楚。 这个研究课题布置后，教师先给学生几天时间，学生充分利用图书馆、电脑网络、新华书店等他们可以利用的资料来源展开调查；另一方面，他们利用查到的有用资料，对摩擦的成因进行思考、推测和想象。 在这期间，教师可以不定期向学生了解研究进展，如果有的学生找不到资料，教师可以对他们进行指导，并推荐资料给学生看。 当过去一段时间后，可以把学生分成几个组，让他们在组内进行讨论，并在一个组内形成一个较为统一的看法，有凹凸说、有分子说、有粘合说等。每一个组再派一位同学为代表，在课堂上做专题发言。每一个同学发言后，其余同学可以提问，也可以提出不同意见。等每一组同学介绍并讨论完后，教师可以作一个总结，而后布置学生写有关摩擦的成因的小论文。 从研究性课题实施以后，取得了较好的教学效果，这可以从学生的小论文中可以看出来：他们对摩擦的成因有了一个较为深入的认识，较高层次地形成了摩擦力的概念，同时，学生也体验了理论研究的过程。 以后，我们又多次布置理论课题给学生做，他们都表现出强烈的兴趣，在一定的时间内都能完成。这极大地拓展了学生的视野，提高了他们的知识水平。 总之，把研究型学习融入一般的课堂教学中，是当前实施研究性学习的一个难点，但又势在必行。我们用结合知识的发展进程、采取选择研究课题的方法，突破了这一个难点。 从我们实践的结果来看，依附于教材知识系统进行研究性学习是完全可以实行的。 在研究性学习的教学过程中，要最大限度地发挥学生的能动性，学生的活动量越大越好，而教师应起一个组织引导者的作用。我们的教学过程首先是从学生提出问题（课题）开始的，这就使学生一开始就进入自主学习的状态。另一方面，教师又不设置限制学生思维发挥的框框，让他们在较大的空间中自