“物理專題研修”及其指導(dǎo)

為了讓學(xué)有所長(zhǎng)的學(xué)生得到更充分地發(fā)展，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在課程結(jié)構(gòu)上增設(shè)了兩個(gè)模塊，即物理實(shí)驗(yàn)專題和物理專題研修，前者目的是使學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的有關(guān)理論、方法和技能，進(jìn)一步發(fā)展和提高實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和能力，后者是以發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立探究能力為目的。

本文就高中新課程如何指導(dǎo)“物理專題研修”這一問(wèn)題，談?wù)勛约旱囊恍┐譁\的認(rèn)識(shí)：

1專題研修、探究性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)之關(guān)系

我們認(rèn)為，物理專題研修與研究性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，都是在教師指導(dǎo)下學(xué)生通過(guò)確立研究課題，開展自主學(xué)習(xí)，在獲取知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，培養(yǎng)科學(xué)精神，提高科技素養(yǎng)?！把行蕖币辉~雖有“學(xué)習(xí)、研究、鍛煉”之意，但語(yǔ)義上比“學(xué)習(xí)”、“研究”更注重體驗(yàn)和感悟。

“物理專題研修”更接近于《全日制普通高級(jí)中學(xué)教學(xué)大綱》規(guī)定的“課題研究”（例如：菜刀上的力學(xué)知識(shí)），選題都是與物理知識(shí)相關(guān)的內(nèi)容，但“課題的研究成果可以是小論文、科學(xué)報(bào)告，也可以是制作的儀器、設(shè)備”，而“物理專題研修”強(qiáng)調(diào)提交專題研修報(bào)告——“不僅要陳述所研修的知識(shí)結(jié)論，還應(yīng)反映研修的過(guò)程、方法以及收獲和反思”、“專題研修報(bào)告應(yīng)不少于3000字”、“還應(yīng)進(jìn)行答辯和交流”。

表1通過(guò)對(duì)探究性學(xué)習(xí)、專題研修、研究性學(xué)習(xí)的比較可以得出：探究性學(xué)習(xí)是物理專題研修或研究性學(xué)習(xí)在物理課堂教學(xué)中的運(yùn)用，物理專題研修或研究性學(xué)習(xí)是探究性學(xué)習(xí)在物理課堂外的延伸。

2物理專題研修的指導(dǎo)

2.1保護(hù)學(xué)生的好奇心

人們對(duì)問(wèn)題的探究，往往從好奇開始，正是由于好奇心，引導(dǎo)著大量?jī)?yōu)秀的科學(xué)家去探索、去創(chuàng)造。瑪麗·居里假如沒(méi)有對(duì)放射性現(xiàn)象的好奇心，就不可能在非常艱苦的條件下進(jìn)行長(zhǎng)期的研究，也就不可能發(fā)現(xiàn)釙和鐳。從這種意義上說(shuō)，科學(xué)始于好奇，科學(xué)探索就是從好奇的土壤中萌芽、成長(zhǎng)為系統(tǒng)的、全面的理論。所以，開展物理專題研修必須從保護(hù)學(xué)生的好奇心開始。

表1

①教學(xué)中往往以新奇的實(shí)驗(yàn)或新奇的問(wèn)題引入新課，并一環(huán)扣一環(huán)解開一個(gè)個(gè)新奇的現(xiàn)象或問(wèn)題，并以新奇的問(wèn)題結(jié)束；凡是有演示實(shí)驗(yàn)的課，一定開出實(shí)驗(yàn)，無(wú)演示實(shí)驗(yàn)的課，積極創(chuàng)造條件做實(shí)驗(yàn)。

②穿插介紹一些科學(xué)史料，講講科學(xué)家們?nèi)绾螐膶?duì)某一問(wèn)題的好奇心開始，走上科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)現(xiàn)道路的，品味科學(xué)家的好奇心。

2.2教學(xué)中適當(dāng)開些“窗口”，激發(fā)學(xué)生豐富的想象力、創(chuàng)造力

在講課中開些“窗口”，介紹現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展甚至懸而未決的難題，就象當(dāng)年沈元教授給年僅13歲的陳景潤(rùn)和他的同學(xué)們介紹哥德巴赫猜想，以激發(fā)青少年的想象力、創(chuàng)造力。

例如，電磁現(xiàn)象教學(xué)中，適當(dāng)介紹在電現(xiàn)象里有電荷而且正、負(fù)電荷可以單獨(dú)存在，在磁現(xiàn)象里卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)存在的磁極；1931年英國(guó)科學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言存在一個(gè)磁極的粒子——磁單極子；目前尋找磁單極子的試驗(yàn)還在進(jìn)行中，如果磁單極子確實(shí)存在，現(xiàn)在的電磁理論就要做重大的修改，整個(gè)物理學(xué)基礎(chǔ)理論的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響。還有，庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律那么相似，有沒(méi)有必然的聯(lián)系呢？等等。

如果學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題感興趣，可以給他們提供適當(dāng)?shù)膸椭?，讓他們就此開展專題研修。

2.3滲透新發(fā)明、新科技及科技前沿知識(shí)

2005年7月，美國(guó)深度撞擊號(hào)成功撞擊坦普爾1號(hào)彗星。這次撞擊是在距離地球上億公里、離彗核大概80萬(wàn)公里處釋放相對(duì)彗核速度為 10.2km /s的撞擊彈，撞擊了一顆直徑不到6公里的彗星?！吧疃茸矒簟鄙婕拔锢韺W(xué)相對(duì)運(yùn)動(dòng)、碰撞等多方面知識(shí)。撞擊器撞擊成功后，科學(xué)家關(guān)注的將是彗星究竟被撞出了多深的洞？從彗核中暴露出來(lái)多少可能的太陽(yáng)系原始物質(zhì)？據(jù)此分析研究，又能帶領(lǐng)人類穿越多么深遠(yuǎn)的時(shí)空隧道，去探尋宇宙深處的秘密？

2005年10月，“神舟六號(hào)”載人飛船經(jīng)過(guò)115小時(shí)33分鐘的太空飛行，完成我國(guó)真正意義上有人參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)后順利著陸。同2003年10月發(fā)射的“神舟五號(hào)”相比，“神舟六號(hào)”在發(fā)射技術(shù)、飛船性能、運(yùn)行時(shí)間、航天員空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面都有許多新的突破。互聯(lián)網(wǎng)上有大量介紹“神舟六號(hào)”的技術(shù)資料，是同學(xué)們開展有關(guān)航天技術(shù)類專題研修的極好素材。

教師在平時(shí)教學(xué)中應(yīng)結(jié)合有關(guān)知識(shí)，及時(shí)將近年來(lái)的一些重大的科技成果介紹給學(xué)生，例如：中國(guó)載人航天工程、黑洞、納米技術(shù)、磁懸浮列車、掃描隧道顯微鏡、超導(dǎo)強(qiáng)磁體、激光、衛(wèi)星懸繩發(fā)電、正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、超聲波技術(shù)、激光多普勒測(cè)速儀、磁流體發(fā)電機(jī)、信息技術(shù)等，介紹重大的新科技成果及進(jìn)展，不僅可以方便同學(xué)們進(jìn)行物理專題研修，而且激發(fā)學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新的崇尚。

2.4結(jié)合綜合實(shí)踐活動(dòng)，開展物理專題研修

綜合實(shí)踐活動(dòng)作為新課程的一大亮點(diǎn)，集中反映了新課程所倡導(dǎo)的基本理念?！拔锢韺ｎ}研修”教學(xué)模塊既是一種課程形態(tài)又是一種學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)物理課程內(nèi)容的重要改變。物理教學(xué)中，結(jié)合綜合實(shí)踐活動(dòng)而開展專題研修是物理專題研修的一種有效途徑。

“全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽”是一項(xiàng)具有20多年歷史的全國(guó)性青少年科技創(chuàng)新成果和科學(xué)探究項(xiàng)目的綜合性科技活動(dòng)，旨在培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高青少年的科技素質(zhì)，鼓勵(lì)優(yōu)秀人才的涌現(xiàn)，申報(bào)學(xué)科包含物理學(xué)與工程學(xué)在內(nèi)的十三個(gè)學(xué)科。歷屆參賽作品中精品倍出，成為物理專題研修可資借鑒的范例。

例如，第十七屆（2002年）物理學(xué)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目——《液體表面張力與蜂巢》，山西省忻州市第一中學(xué)校高一的張凌同學(xué)，看到院里孩子吹肥皂泡泡，發(fā)現(xiàn)一個(gè)孩子的小瓶口上堆積著的泡泡的形狀有不少是六邊形的，猜想蜂巢的六邊形結(jié)構(gòu)也是表面張力作用的結(jié)果，并設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)證明自己的看法，提出了新觀點(diǎn)，論文《液體表面張力與蜂巢》是一篇很好的專題研修報(bào)告。

同年另一項(xiàng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目——《對(duì)自行車前后輪受摩擦力方向的研究》，湖北省黃石市第七中學(xué)高一學(xué)生通過(guò)自行車前后輪受地面摩擦力方向的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出打滑判斷、“沙中受阻”、“膠布卷邊”、“雜技聯(lián)想”、車輪“長(zhǎng)”毛、“主動(dòng)、從動(dòng)輪”等六種判斷方法，既有趣又有效。

物理教學(xué)為綜合實(shí)踐活動(dòng)不斷提供新知識(shí)、新方法、新思想，反過(guò)來(lái)，綜合實(shí)踐活動(dòng)的開展又為物理教學(xué)注入新的活力。物理專題研修與綜合實(shí)踐活動(dòng)的結(jié)合應(yīng)當(dāng)成為物理新課程的一道亮麗的風(fēng)景線。

總之，我們?cè)谥笇?dǎo)物理專題研修活動(dòng)時(shí)要做到：學(xué)習(xí)前人解決物理問(wèn)題的方法和總結(jié)得出規(guī)律的同時(shí)，不壓抑學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生在研修的過(guò)程中科學(xué)素質(zhì)得以提高，并體驗(yàn)研修成功的愉悅。

(欄目編輯 趙保鋼)

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