高中物理學科開展研究性學習的幾點思考

　　作為自然科學的一門基礎學科，物理學不僅具有巨大的物質價值，而且蘊藏著豐富的精神價值，給人們帶來了視野廣闊而又深邃的世界觀和宇宙觀。在高中物理教學中開展研究性學習，既能讓學生具有這種能力、領會這種精神、認識這種作用，又能使學生運用這種方法和能力，進行滲透式學習，聯系各科知識，并進而學好、會學高中其他課程。在高中物理學科內開展研究性學習的探索與實踐中，如下幾個問題應該引起我們的思考。
　　一、研究性學習與“課題研究”的關系
　　研究性學習是學生通過親身實踐活動獲得直接經驗（有時也在一定程度上參與知識的創造），并在獲得直接經驗或參與知識創造的過程中養成科學精神和科學態度，掌握一定的科學方法，提高綜合運用所學知識發現問題、提出問題、判斷問題和解決問題的能力，增強社會交往能力和團隊精神的一種學習活動。從廣義上看，它貫穿在高中物理各式各樣的學習活動中。既可以是參觀、走訪、演講，也可以是作品制作、課題研究、項目設計，以及其他各種各類的自主活動；既可以是概念、規律的形成，也可以是知識的應用、反思和批判，以及以現有知識為鋪墊的觀察或探索性實驗、學科前沿知識的拓展研究、包括跨學科的綜合性研究等；既可以采取小組活動的形式開展學習，也可以采取個人或班級集體的形式實施研究；既可以在必修課內開展，也可以在選修或者活動課程中進行；既可以是課內的集體研究，也可以是課外的分散研究，課內和課外結合，校內和校外相結合；既可以是完全由學生自發進行的，學校和教師沒有參與的探究，也可以是在教師的引導、點撥和目標驅動下進行的課題探索；既可以是一種顯形的學習形式，也可以是一種隱性的學習形式。
　　物理學科的課題研究則是指學生在教師指導下，從自然現象、社會現象、自我生活和物理學習的過程中選擇和確定與物理有關的研究專題，并在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的顯形的研究性學習活動。課題研究是一種較為規范、完整地模擬科學家進行科學研究的形式設置的一種學習方式。學生在完成課題的全過程中，要經歷發現和提出問題、確定課題并制定課題的研究計劃、采用觀察、實驗、文獻、調查等方法收集和整理信息、經過分析和綜合以及邏輯推理得出結論、撰寫課題研究報告、進行交流與展示等一系列的活動，從中獲得失敗與痛苦、成功與欣喜的獨特感悟和體驗，感受科學方法的院力，嘗試新的與平時的課堂學習所不同的學習方式，習得具有綜合特點的科學知識。
　　我們不僅在課題研究中要求學生按照研究性學習的方式進行學習，在平時的物理教學中，而且要適度地引入研究性學習。隨著物理課堂教學改革的深入，當物理教師在傳授知識的同時越來越重視發展學生的思維，培養學生的創新意識時，高中物理的教學就會成為接受性學習和研究性學習兩種學習方式并存互補，研究性學習方式主要以隱性的形式存在于學生學習的各個階段，成為教師和學生一種自覺的教與學的方式。
　　二、研究性學習典型案例的評析與專題作業
　　研究性學習活動方式、場所、課題內容、研究方式及成果呈現形式具有開放性、實踐性。在高中初始年級借助教材實施典型案例的分類評析，有極其重要的宣教作用，有助于學生形成正確的科學研究思路和探究方式。典型案例評析篇應包括：案例的問題背景，案例選題評析，方案設計評價，信息處理評價，成果呈現評析及案例整體性實施程序科評析等。教師通過個案評析，能夠使學生對如何確定恰當的課題范圍和研究角度，并進行可行性分析，對如何明確表述課題，如何查找資料并做相應處理，如何理解樣本的代表性并恰當確定取樣范圍，如何排除無關因素利用前人的研究技巧設計實驗并選擇合適的實驗儀器，如何設計調查問卷并獲取準確的反饋信息，如何選擇訪談對象及時間、場所，如何確切記錄實驗現象、原始數據并進行處理，如何提交研究報告并作相應的交流評價等問題有直觀親身的感受，借以提升學生的研究素養，進一步指引學生進行科學調研，參與實踐活動，獲取新知。典型案例評析對應以相關專題作業，使學生模擬眼前案例的實施程序、研究方式，親身實踐并吸收其科學的研究方法及思維方式，提高實踐能力和探究能力。專題作業的設計應結合生活，融合物理“雙基”知識，突現綜合能力。作業的呈現既可以是研究報告，又可以是論文，科技制作等，其評價多元而不惟一，重過程而不重結果，評價的目的重在激發學生探索知識的熱情，培養其積極的科學態度和價值觀。
　　三、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。要有效地開展研究性學習就必須做到選好課題。
　　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，可以由教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從以下三個方面來考慮。
　　（1）學科知識型課題。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。這類選題是建立在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，善于在發現問題的基礎之上做好讀書筆記。
　　如，學習了自感現象之后，可以進一步研究影響自感系數大小的相關因素；學過楞次定律之后，可讓學生研究磁懸浮列車的剎車裝置……實際上，只要對相關的教學內容進行挖掘，就能提出一些有價值的研究課題。
　　（2）熱點型課題。這類選題不但能增長知識，擴大眼界，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。
　　例如“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。
　　（3）社會生活型課題。這類選題大多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，這也是物理研究性學習的可選素材。
　　例如，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，但它的力學模型并不復雜，利用高中物理知識可以做較為深入的研究。