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    關于中學物理研究性學習的思考
    2014-01-16 16:31:55
    陳忠華

    關于中學物理研究性學習的思考

      物理是一門以實驗為基礎的學科.研究性課程的開設為中學物理教學提供了更為廣闊的天地,當然也對中學物理的教學方法和教學模式提出了新的要求.下面是筆者對中學物理如何進行研究性學習教學的幾點粗淺思考.

      一、指導學生自主學習,激發學生學習物理的興趣

      要讓中學生能自主地進行物理的研究性學習,首先要讓他們喜歡物理,了解物理的研究方法.教師可以通過指導學生翻閱科普書籍和有關物理雜志,作好閱讀筆記,直至在互聯網上查找有關物理資料等形式,讓學生理解物理知識的含義,了解物理發展的歷史,以及物理學在促進人類社會發展過程中所表現出的魅力,以激發他們對物理的興趣,同時也有利于培養他們自主學習的能力.

      1.指導學生了解物理的發展歷史,提高其科學思維水平

      物理發展的歷史進程闡明了物理學科體系形成過程的各個方面的情況,如物理學家奇特而偉大的構思和重大發現,他們的成功與失敗,學術爭論,以及為科學獻身的品質等.同時重大科學的發現總是與物理學家的創新活動分不開的.因此讓學生自主地了解物理發展的歷史,有利于培養他們的創新精神,提高他們科學思維水平.

      2.認識物理的魅力,激發學生學習物理的興趣

      物理學是前人在認識與探索自然的過程中,通過總結、歸納、抽象、驗證等思維環節而逐步建立、不斷完善起來的一門自然基礎科學.物理學研究所形成的基本觀點,如時空觀、物質觀、自然觀等對整個人類文化都產生了深刻的影響力,是各行各業科技人員所必須具備的基本觀點.物理學在研究問題的過程中所形成的科學方法,大都成為科學研究的基本方法,也成為培養和提高人才素質的最有效方法.讓學生通過研究性學習,仿效科學研究思路,認識物理學發展的特點和基本性質,可以進一步提高物理教學的思想性、人文性和方法論等內涵.

      物理學還是一門實用的、與生產生活緊密聯系的、能夠使人類生活更美好的學科.比如,物理與能源開發,能源與環境保護,高性能物理材料的應用等,都給人類生活帶來了巨大的改變.如果學生能夠在教師的指導下,有意識地通過自己查閱科普雜志、物理雜志和利用互聯網上信息等資料認識物理的作用、地位及其與人類生活的關系.那么對激發學生學習物理的興趣,無疑具有積極的意義.

      中學生正處于體力和智力迅速成長的時期,他們精力充沛,聰敏而好學,易于接受新鮮事物.好奇、好學、好動,對一切未知的事物都感到新奇,總想弄個水落石出,研究性課程一般都具有形象、具體、新奇的特點,教學中如能充分地利用這些資源,就能同這一時期學生的心理產生共鳴,從而最大限度地引發他們學習物理的興趣和熱情.

      二、指導學生有效地開展研究性學習                   

      高中物理研究性學習活動的開展,要有分類遞進的教學思想.既要考慮學生的興趣愛好,學科基礎和學校的研究條件,又要考慮學生的發展問題.選擇課題的難度要由淺入深,否則就會影響他們的興趣,挫傷積極性.

      1.研究性學習要選好課題

      選好課題是活動成功開展的關鍵.學生開始接觸研究性學習時,可以由老師按學生的知識水平選擇合適的課題.隨著活動的不斷開展,學生的研究性學習達到一定層次時,應鼓勵他們自主選擇課題,因為選題的過程就是一個研究問題、思考問題的過程,物理研究性學習的選題可以從以下三個方面來考慮:

      (1)學科知識型選題.收集教學中可以深化、拓展、探討的知識點,可改進的演示實驗、學生實驗等.這種選題方式要求教師和學生在平時教學和學習過程中要善于創新,善于思考,善于發現問題,同時要善于作好讀書筆記.例如,學習形變與彈力一節內容時,不妨提出這樣的課題,對于堅硬物體的形變,如何才能比較清晰、明顯地顯示出來?可以鼓勵學生利用多種器材、各種方法進行設計和探索;學習歐姆定律時,可以鼓勵學生獨立地去研究各種燈泡燈絲的伏安特性;學習串、并聯電路及閉合電路的特點時,可以引導學生去進行電表的改裝,自制歐姆表等;學習了自感現象之后,可以去進一步研究影響自感系數大小的相關因素;學習光的折射、全反射之后,可以去測定各種液體的折射率等.實際上,只要對相關的教學內容進行挖掘,就能提出一些較有價值的研究課題.

      (2)熱點型課題.“溫室效應是社會關注的熱點問題之一.對于該問題的研究有兩種學術觀點:一種觀點認為氣溫上升的原因主要是人類活動造成的;另一種觀點則認為源于地球本身的周期性變化的結果.對該問題的研究,可以引導學生查閱各種相關資料,并進行一定的調查,引導學生討論大氣中的二氧化碳的主要來源,各種波長的電磁波對二氧化碳的穿透性,太陽輻射使大氣升溫的物理模型以及氣溫長周期性變化對環境的影響等問題,最后根據已有的材料和自己的分析寫出一篇小論文.這樣不但增長了知識,擴大了眼界,而且對于探索、研究物理問題的意識和能力都有一定的促進作用.

      (3)社會生活型選題.從某些具體的科學技術對社會的影響或者從日常生活中選取與物理有關的課題進行研究,也是物理研究性學習的可選素材.比如,剎車防抱死系統(ABS)是近年來的一項新技術,它在汽車剎車時自動控制摩擦片與輪盤的壓力,使車輪不與地面產生滑動摩擦,這樣司機仍然能夠控制車的運行方向.在這種情況下,大部分機械能消耗在摩擦片和輪盤的摩擦上.這項技術雖然較新,但它的物理模型并不復雜,利用高中物理知識可以做較為深入的研究.

      總之,只要能在平時學習的過程中,多關心、多留意社會生活和周圍環境等的變化,那么可供選擇的研究性課題是取之不盡的.

      2.研究性學習要體現開放性

      研究性學習強調以學生的自主性、探究性學習為基礎,學生按自己的興趣選擇和確定研究的內容多來自學生的學習、生活和身邊的現象,研究內容的實施主要的依賴教材和校園內外的資源.教師在整個研究過程中只能扮演參與者、指導者的角色,而不能干預太多,要充分體現學生的主體性、自主性.學生研究性學習的途徑、方法要多樣化,研究性的內容和形式要突破原有的學科教學的封閉狀態,在開放、主動、多元、合作的學習環境中進行研究性學習,這有利于培養學生主動思考問題,探究、發現問題,解決問題和交往合作的能力.在物理研究性學習過程中可向學生開放實驗室,讓他們自主設計、操作、完成實驗;開放圖書閱覽室,讓學生自己查閱資料,培養學生走向社會選取研究素材的能力.

      3.研究性學習要注重研究性學習過程

      研究性學習的主要活動程序如下方框圖所示:

      

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      研究性學習與傳統的學科教學中只重視學生學習結果可量化、可操作性的預期不同,研究性學習應該將學習過程看得比結果更重要.學生在選定課題后,首先要引導他們對課題進行認真分析,找出存在的問題,建立問題的概念框架,提出預期目標.其次是讓學生查閱資料,開展小組探索討論,設計研究方案,進而對方案的可行性進行論證,通過反復修改論證,確定比較可行的研究方案.再次根據研究方案進行探索研究.教師要引導學生仔細觀察實驗過程的每一個環節,作好實驗記錄,進行思考分析,解決遇到的問題和挫折,進而得出研究結果.然后對研究的過程和研究成果進行檢驗、評價,最后進行總結交流.這樣即使成果是稚嫩可笑的,不足稱道的,但學生通過一系列研究過程的親身經歷,可了解科學研究的一般流程和方法,鍛煉與他人進行交往合作的能力,知道除教材以外還有很多獲得知識和信息的渠道.有利于學生養成科學精神和科學態度,有利于培養他們的創新素質和創新能力.因此,注重研究學習過程是開設研究性學習的主要目的.

     

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