高中物理学科开展研究性学习的几点思考

作为自然科学的一门基础学科，物理学不仅具有巨大的物质价值，而且蕴藏着丰富的精神价值，给人们带来了视野广阔而又深邃的世界观和宇宙观。在高中物理教学中开展研究性学习，既能让学生具有这种能力、领会这种精神、认识这种作用，又能使学生运用这种方法和能力，进行渗透式学习，联系各科知识，并进而学好、会学高中其他课程。在高中物理学科内开展研究性学习的探索与实践中，如下几个问题应该引起我们的思考。

一、研究性学习与“课题研究”的关系

研究性学习是学生通过亲身实践活动获得直接经验（有时也在一定程度上参与知识的创造），并在获得直接经验或参与知识创造的过程中养成科学精神和科学态度，掌握一定的科学方法，提高综合运用所学知识发现问题、提出问题、判断问题和解决问题的能力，增强社会交往能力和团队精神的一种学习活动。从广义上看，它贯穿在高中物理各式各样的学习活动中。既可以是参观、走访、演讲，也可以是作品制作、课题研究、项目设计，以及其他各种各类的自主活动；既可以是概念、规律的形成，也可以是知识的应用、反思和批判，以及以现有知识为铺垫的观察或探索性实验、学科前沿知识的拓展研究、包括跨学科的综合性研究等；既可以采取小组活动的形式开展学习，也可以采取个人或班级集体的形式实施研究；既可以在必修课内开展，也可以在选修或者活动课程中进行；既可以是课内的集体研究，也可以是课外的分散研究，课内和课外结合，校内和校外相结合；既可以是完全由学生自发进行的，学校和教师没有参与的探究，也可以是在教师的引导、点拨和目标驱动下进行的课题探索；既可以是一种显形的学习形式，也可以是一种隐性的学习形式。

物理学科的课题研究则是指学生在教师指导下，从自然现象、社会现象、自我生活和物理学习的过程中选择和确定与物理有关的研究专题，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的显形的研究性学习活动。课题研究是一种较为规范、完整地模拟科学家进行科学研究的形式设置的一种学习方式。学生在完成课题的全过程中，要经历发现和提出问题、确定课题并制定课题的研究计划、采用观察、实验、文献、调查等方法收集和整理信息、经过分析和综合以及逻辑推理得出结论、撰写课题研究报告、进行交流与展示等一系列的活动，从中获得失败与痛苦、成功与欣喜的独特感悟和体验，感受科学方法的院力，尝试新的与平时的课堂学习所不同的学习方式，习得具有综合特点的科学知识。

我们不仅在课题研究中要求学生按照研究性学习的方式进行学习，在平时的物理教学中，而且要适度地引入研究性学习。随着物理课堂教学改革的深入，当物理教师在传授知识的同时越来越重视发展学生的思维，培养学生的创新意识时，高中物理的教学就会成为接受性学习和研究性学习两种学习方式并存互补，研究性学习方式主要以隐性的形式存在于学生学习的各个阶段，成为教师和学生一种自觉的教与学的方式。

二、研究性学习典型案例的评析与专题作业

研究性学习活动方式、场所、课题内容、研究方式及成果呈现形式具有开放性、实践性。在高中初始年级借助教材实施典型案例的分类评析，有极其重要的宣教作用，有助于学生形成正确的科学研究思路和探究方式。典型案例评析篇应包括：案例的问题背景，案例选题评析，方案设计评价，信息处理评价，成果呈现评析及案例整体性实施程序科评析等。教师通过个案评析，能够使学生对如何确定恰当的课题范围和研究角度，并进行可行性分析，对如何明确表述课题，如何查找资料并做相应处理，如何理解样本的代表性并恰当确定取样范围，如何排除无关因素利用前人的研究技巧设计实验并选择合适的实验仪器，如何设计调查问卷并获取准确的反馈信息，如何选择访谈对象及时间、场所，如何确切记录实验现象、原始数据并进行处理，如何提交研究报告并作相应的交流评价等问题有直观亲身的感受，借以提升学生的研究素养，进一步指引学生进行科学调研，参与实践活动，获取新知。典型案例评析对应以相关专题作业，使学生模拟眼前案例的实施程序、研究方式，亲身实践并吸收其科学的研究方法及思维方式，提高实践能力和探究能力。专题作业的设计应结合生活，融合物理“双基”知识，突现综合能力。作业的呈现既可以是研究报告，又可以是论文，科技制作等，其评价多元而不惟一，重过程而不重结果，评价的目的重在激发学生探索知识的热情，培养其积极的科学态度和价值观。

三、指导学生有效地开展研究性学习

高中物理研究性学习活动的开展，要有分类递进的教学思想。既要考虑学生的兴趣爱好，学科基础和学校的研究条件，又要考虑学生的发展问题，选择课题的难度要由浅入深，否则就会影响他们的兴趣，挫伤积极性。要有效地开展研究性学习就必须做到选好课题。

选好课题是活动成功开展的关键。学生开始接触研究性学习时，可以由教师按学生的知识水平选择合适的课题。随着活动的不断开展，学生的研究性学习达到一定层次时，应鼓励他们自主选择课题，因为选题的过程就是一个研究问题、思考问题的过程。物理研究性学习的选题可从以下三个方面来考虑。

（1）学科知识型课题。收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点，可改进的演示实验、学生实验等。这类选题是建立在教师和学生在平时教学和学习过程中要善于创新，善于思考，善于在发现问题的基础之上做好读书笔记。

如，学习了自感现象之后，可以进一步研究影响自感系数大小的相关因素；学过楞次定律之后，可让学生研究磁悬浮列车的刹车装置……实际上，只要对相关的教学内容进行挖掘，就能提出一些有价值的研究课题。

（2）热点型课题。这类选题不但能增长知识，扩大眼界，而且对于探索、研究物理问题的意识和能力都有一定的促进作用。

例如“温室效应”是社会关注的热点问题之一。对于该问题的研究有两种学术观点：一种观点认为气温上升的原因主要是人类活动造成的；另一种观点则认为源于地球本身的周期性变化的结果。对该问题的研究，可以引导学生查阅各种相关资料，并进行一定的调查，引导学生讨论大气中的二氧化碳的主要来源，各种波长的电磁波对二氧化碳的穿透性，太阳辐射使大气升温的物理模型以及气温周期性变化对环境的影响等问题，最后根据已有的材料和自己的分析写出一篇小论文。

（3）社会生活型课题。这类选题大多从某些具体的科学技术对社会的影响或者从日常生活中选取与物理有关的课题进行研究，这也是物理研究性学习的可选素材。

例如，刹车防抱死系统（ABS）是近年来的一项新技术，它在汽车刹车时自动控制摩擦片与轮盘的压力，使车轮不与地面产生滑动摩擦，这样司机仍然能够控制车的运行方向。在这种情况下，大部分机械能消耗在摩擦片和轮盘的摩擦上。这项技术虽然较新，但它的力学模型并不复杂，利用高中物理知识可以做较为深入的研究。

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