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高中物理研究性学习研究论文

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研究型课程是一种全新的课程形态,是二期课改中“综合实践活动”板块的内容之一,它给高中教学与评价提供了全新的视角和创新的平台。研究性学习是学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定合适的专题进行研究,并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。新的课程形态需要用新的教学理念指导,并构建新的评价模式。

研究性学习强调培养学生主动探究的学习方式,这是培养学生创新精神和实践能力,推行素质教育的一种新的尝试。物理学科的研究性学习是让学生通过探究体验的方式去理解和运用物理学科知识的学习过程。这个过程,不仅培养了学生自主构建学科知识的科学探索精神,也为学科人文精神的渗透提供了一个尝试的途径。

在引导和指导学生进行研究性学习的过程中,我们把物理研究性学习分为“质疑——研究——结题——反思”四个阶段来操作,并辅以不同的调控策略,从中不仅发现学生在学习过程中的一些成功的收获,也对学生在研究性学习过程中暴露的一些问题有了一定的认识。

调控策略一:质疑选题是关键

“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新问题,新的可能性,从新的角度去看旧问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”(爱因斯坦《物理学的进化》)作为一种新的学习方式的探索,研究性课程显然比普通物理课更具“自由发挥”的特点,但这种“自由发挥”决不能“自由发散、漫无目的”。教师在确定研究内容的过程中应随时做到“心中有数”。

一个学生提出地球的磁场是哪来的,对人体的影响是什么?另一个学生提出为什么在高压输电线下植物生长会受到影响?面对学生的疑问,教师怎样去引导学生选择合适的选题探根寻源成为开展研究性学习的关键。学生是研究的主体,教师的作用是引导学生生疑,指导学生定疑,鼓励学生探疑……,合理而正确的指导能帮助学生迅速进入研究主题,教师的全程支持为学生提供了一个研究学习的平台。

作为开展物理研究性学习的切入点,选好适合学生研究的小专题,有利于物理研究性学习的深入开展。选择小课题的过程本身也是培养学生掌握科学思维方法的过程。提出有质量问题,并转化为一个有质量的课题,是从“学会”物理走向“会学”物理的开端,这已经是学习成功的一半。

物理研究性学习的基本方法是在学习过程中强调思考、分析、质疑和提问,收集信息,验证、归纳整理,最后得出合理的结论。研究物理问题可以由“小”见“大”,由“浅”入“深”,切忌贪大求全,面面俱到。

例如:在加油站有一条醒目的标语:“严禁用塑料桶装运汽油”。

这个现象引起了一位同学的疑惑,但很多学生都认为这是防止塑料与汽油起化学反应,于是这个问题就解决了。实质上生活常识和经验告诉我们,即使塑料与汽油有化学反应,也不会引燃汽油发生危险。那么严禁塑料桶装运汽油肯定是有其它原因。排除了学生心中的唯一答案,学生开始调动自己现有的知识经验思考提出的问题:什么能引燃汽油?一颗小火星!小火星哪来?这需要同学开展一系列知识信息的搜集,课题由此产生:探寻“严禁用塑料桶装运汽油”的缘由。

通过收集信息,学生们找到了标语缘由在于:塑料能聚集电荷,当电荷聚集到一定程度时,便会产生放电现象,产生的静电便成为引起汽油燃烧甚至爆炸的那颗小火星。

通过对缘由的探究,学生进一步发现生产生活中与这个问题有关的现象,比如,油罐车在行驶过程中要在马路上拖一铁链条;工厂空气中的粉尘达到一定程度会发生爆炸;厨房煤气漏气不能开关电器等。指导学生选择研究这样的小课题作为静电现象学习的切入点,学生就很有兴趣地将研究性学习进行下去。

这样类似的可研究问题如:水的密度比沙的密度小,但海洋上的风带走的水珠较少,而沙漠中同样的风却能刮起大量的风沙,这是为什么?你认为解决北京地区的沙尘暴的方法是什么?

从学生的生活背景出发,由简单的问题入手,确定合适的选题。学生通过研究、检验能自主得出结论,他们研究问题的积极性和成就感被有效激发,为下一步较复杂问题的研究打下了基础。

调控策略二:研究合作是依托

杨振宁博士指出,如果说在过去还有可能一个人独立完成诺贝尔奖项的话,那么,进入80年代以来,尤其是进入信息社会以来,没有人们的共同参与、相互合作,任何重大发明创造都是不可能的。合作意识与合作能力已成为人们生存发展的重要品质。这种合作意识与合作能力要在研究性学习中应该有意识地加以培养。

我们在学生确定研究的小课题后要利用合作为依托,对研究进行调控:让学生学习合作、明确分工,确立学生是研究的主体,将教师定位在指导者而不是正确答案的化身。合作研究的常见形式通常有:小组分工学习式;竞争式;小组讨论或辩论式;角色扮演式等。

在实施过程中,我们指导学生相互分工合作、鼓励学生团队合作、克服困难协助合作……例如放射性同位素和辐射技术的应用这个课题研究中,把课题细化为:同位素的主要来源;在示踪技术、检测等方面的应用;在辐射技术的应用(射线照相法、化学药品合成、木材塑化加工、引发种子变异等)等。由学生分工完成其中一部分内容的研究学习,然后互相交流,讨论,互相合作,最终完成课题的研究。这种小组分工合作式是较常用的研究方式。

在学生进入研究问题的实施过程里,我们应加强两点指导:一是指导学生讨论。教师要帮助学生因“题”制宜,确定讨论的方法:①补充式。②连锁式。二是指导学生交流。就如何清楚明白表达自己的见解,如何听取别人的意见,如何进行综合、归纳同学的意见等环节,教师要进行有针对性的耐心辅导。或深入小组点拨指导,或面向全体示范表述,或针对个体单独传授。如前述同位素,在开展研究前同学们认识有限,对其应用也不清楚。小组分工后,随着课题的细化,既有整体框架结构,又有个体研究目标,开展小组讨论时各抒已见,又互相弥补不足,教师及时肯定在研究中的这种合作与交流,确保研究性学习方式的顺利推进。

研究性课题的选题,无论是由学生自己确定,还是由教师选定,都表现为从提出问题到确立课题、从发散思维到归纳整理的整个过程,在实施过程中指导学生分工合作要做好以下工作:

1、收集资料(社会调查、媒体、图书馆、网络、报纸等,特别是网络信息)

2、处理信息(分析、比较,去伪存真,记录数据资料等)

3、实践检验(尽可能实验、验证)

由于没有现成的教材,在开展研究性课程教学过程中,我们结合社会热点问题和学生已有知识能力,从学生提出的各种选题中,筛选了一些专题让学生进行研究,例如,《放射性同位素和辐射技术的应用研究》;《探索神奇的纳米技术》;《苹果从树上掉下来——无所不在的万有引力》。

这些专题本身缺乏直接的信息源,但在研究的过程中,学生通过分工设计调查问卷、图书阅读、网络搜寻,收集了各种音像多媒体资料,在相互交流信息,分析比较中逐渐认识同位素、纳米和万有引力。学生对学习物理知识的兴趣由此得到激发,树立了克服困难的勇气和信心,增强了自主研究学习的合作意识。

研究性学习的实施阶段应在学生选题完成后,教师针对学生在实施研究性学习过程中所遇到的问题,及时进行信息支持、方法支持、情感支持,参与到学生对数据进行整理分析的过程中去。

学生通过课题设计、寻找资料、动手实验、调查分析,体验发现问题、解决实际问题一般流程和方法,尝试分享与他人交往合作的成果。即使某些问题未必能能拿出有价值的研究成果,但研究性学习的参与和体验,无形中培养了学生积极思索、大胆猜想的能力。例如北京沙尘暴的预防,上海苏州河水的治理,学生合作提出的方案不一定合理可行,但只要让学生在合作中体验到创新和实践的意义,我们就可以认为达到了开展研究性学习的目的。

调控策略三:结题评价是导向

当已经对所研究的问题有了一定的认识,手中已有较详细的资料、数据,就可以让学生合作,撰写一份结题报告了。

写报告要中心突出、简洁明了。如何把自己所做的工作表述清楚,如社会调查的目的、方法、时间、内容、调查表的分析和结果、提出自己的见解和对问题的结论等等。应该让人明了你对研究的问题所采用的研究步骤是怎样的,你遇到了哪些问题以及这些问题是如何解决的,你的数据分析说明了什么,得到的结论是什么。

在结题阶段,如何对学生所写的报告进行多元评价,对整个研究性学习方式具有导向作用。

评价有阶段评价和结题评价。对学生研究性学习过程和成果进行多元评价,定性评价多于定量评价,这样可以促进学生积极地思维,发展学生的学习能力;可以增强师生之间、生生之间的多向信息交流。通过评价,有助于促进人人参与,增强合作意识,提高学习、研究效率。我们可以紧扣这一环节,着重从三个方面进行调控:一是引导学生采用多种形式来汇报交流研究性学习的成果。二是要引导学生自评、互评。三是要指导学生将课题研究养成的学习习惯内化为学习品质,强化科学知识体系的构建和知识的应用。

这里需要指出的是,我们要在评价过程中教会学生学会打开自己的“窗户”,让彼此的学习成为一种共享的资源,同时要反映每一个人在课题研究过程中的作用和贡献,学会倾听他人的意见,懂得尊重他人的意见和贡献的力量。

调控策略四:问题反思是财富

在实践“研究性学习”方式过程中,我们还必须遵循物理学科特点,发掘传统物理教育精华,加强形成性调控。研究性学习的过程中发现有问题时要对存在的问题及时进行分析和反思调控。问题实质上也是一种财富,解决问题就是进步。“研究性学习”方式不是万能钥匙,并非处处皆宜,人人适用。在实践“研究性学习”方式的过程中,我们要根据不同的教学内容,不同的教学对象,调控选择不同的学习方式,科学组合不同学习方式,使其发挥最大的效益。

通过物理研究性学习的课堂调控策略的研究,我们还发现指导学生过程中存在的一些问题:

1、物理研究性学习是一种新的学习方式,许多同学因缺乏研究方法和专业知识,在活动过程中觉得无从着手或打不开思路。特别是高中学生,接受了九年传统教育后,习惯于接受式学习方式,存在着思维定势。有些学生在活动过程中,不理解这种学习方式的意义,积极性不高,敷衍了事,难以达到自主学习的境界。

2、受不得挫折,心理承受能力较差。不愿意做耐心细致的调查、分析,不敢提出质疑、认为书上的定理、定律一定是正确的,能够背出来就算学好了。

3、在调查收集资料过程中过份依赖网络拷贝,甚至不加任何编辑,就打印出来作为自己的“研究成果”。其中暴露出的知识产权意识淡薄是很明显的。这就要求我们在基础知识、研究方法、合作意识、心理素质、道德品质和法制意识等方面加强指导。要向学生介绍一些常用的物理方法,如物理学习中的观察法、实验法、类比法、等效替代法、控制变量法等,还可进行社会调查、数据统计分析方法的学习等,特别要注重引用资料的出处来源和同伴贡献的作用。

4、缺乏实验的支撑。实验验证是学习物理极为重要的一环,但限于实验条件的不足,更主要的是实验思想认识的不到位,使学生只停留在“笔上开花”,难以上升到物理研究性学习的理想境界。

此外,加强学生的科学表述能力也是教师应重视的一项工作。

我们只有反思存在的问题,找出解决的方法,才能使“研究性学习”不断向纵深发展。

传统教学的思维模式存在许多弊端:如偏重于求同思维、死套公式的固定模式计算,导致学生思维刻板、盲从书本和教师、缺乏创造性和想象力,不敢大胆提问和科学批判。而研究性学习可以较好地弥补传统教学模式的不足。作为物理教师,本身更应该不断学习,更新理念,不断提高,才能适应今天的研究性教学指导。

物理研究性学习所研究的范围都与物理知识有关,但与物理基础知识系统教学不一样的是,对物理某一专题的研究性学习,跟社会热点问题挂钩、与生活和学习密切相关。作为学生学习物理的切入点,物理研究性学习有意识地选择相关的小课题,让学生从课题的实际性和趣味性角度去探寻物理学的一些概念和规律,更能激发学生学习物理的兴趣,达到与物理基础性学习相辅相成,互促互进的教学效果。

参考文献:

1、《物理学习论》梁树森广西教育出版社1996年。

2、《素质教育论》燕国材江苏教育出版社1997年。

3、《素质教育在西方》邓智海编著天津社会科学院出版社。

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