在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的策略

陶翔

研究性學(xué)習(xí)是用類似科研的方式選擇課題并進(jìn)行研究的學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)是在教師的指導(dǎo)下，通過“觀察、比較、分析，發(fā)現(xiàn)、提出問題，作出猜想和假設(shè)，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證”的過程去揭示知識(shí)規(guī)律，從中求得解決問題的方法和途徑。物理實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了自主探究、參與實(shí)踐的情境，具有獲取知識(shí)、培養(yǎng)能力、激發(fā)興趣、遷移創(chuàng)造等功能。由此可見，物理實(shí)驗(yàn)和研究性學(xué)習(xí)之間有著內(nèi)在的聯(lián)系，研究性學(xué)習(xí)為物理實(shí)驗(yàn)提供有效的研究方法，物理實(shí)驗(yàn)為研究性學(xué)習(xí)架設(shè)了重要的途徑。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何開展好研究性學(xué)習(xí)成為了重要的研究課題。

一、在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的選題策略

學(xué)生的主動(dòng)參與、親身體驗(yàn)是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)在要求。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，挖掘物理實(shí)驗(yàn)資源，選擇合適的研究課題。可以從以下幾方面選擇課題：

（1）利用探究型實(shí)驗(yàn)選擇研究課題。探究型實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)上發(fā)揮學(xué)生的主觀意識(shí)，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自主實(shí)驗(yàn)的過程，是研究性學(xué)習(xí)的主要研究課題。如“研究影響壓力的作用效果”“研究電流大小與哪些因素有關(guān)”等。

（2）利用演示實(shí)驗(yàn)選擇研究課題。演示實(shí)驗(yàn)是教師在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和示范，學(xué)生觀察、分析、歸納、總結(jié)的教學(xué)活動(dòng)。在這個(gè)過程中，學(xué)生往往成為一個(gè)“旁觀者”。如果將實(shí)驗(yàn)交給學(xué)生來選擇研究，將會(huì)成為較好的研究課題。如“研究影響摩擦力大小的因素”的教學(xué)中，我們提供給學(xué)生木塊、長(zhǎng)木板、彈簧測(cè)力計(jì)和砝碼等器材，讓學(xué)生結(jié)合器材和實(shí)驗(yàn)要求，參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作，并要求學(xué)生利用身邊的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。大部分學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)直接拖動(dòng)木塊測(cè)摩擦力；有少部分學(xué)生固定彈簧測(cè)力計(jì)和木塊，拉動(dòng)長(zhǎng)木板測(cè)摩擦力；也有一部分學(xué)生應(yīng)用身邊的書本、鉛筆袋、筆等物品設(shè)計(jì)了他們的實(shí)驗(yàn)。

（3）利用課后的小制作選擇研究課題。小制作是學(xué)生利用物理學(xué)原理，設(shè)計(jì)、制作的反應(yīng)物理規(guī)律和應(yīng)用的小裝置。課后小制作對(duì)學(xué)生自主探索能力的培養(yǎng)提出了較高的要求，同時(shí)，它所需的知識(shí)與學(xué)生在課堂上所學(xué)的知識(shí)原理、設(shè)計(jì)思路、操作方法等有著密切的聯(lián)系，因此，適當(dāng)拓展課后動(dòng)手制作是一個(gè)有價(jià)值的研究課題。如制作小樂器、浮沉子、桿秤、電動(dòng)機(jī)等。

（4）利用日常生活選擇研究課題。物理學(xué)與人類的生活實(shí)際有著密切的聯(lián)系，并起著重要的作用。因此，引導(dǎo)學(xué)生觀察思考自己身邊的現(xiàn)象，提出問題，然后讓學(xué)生收集資料、開展研究，為學(xué)生提供了切合實(shí)際的研究課題。如“研究電熱水器的效率”“測(cè)量本地區(qū)的磁偏角”“LED燈與白熾燈的對(duì)比研究”等。

（5）利用科技前沿問題選擇研究課題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中選取一些與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿問題相近的內(nèi)容作為課題研究的方向，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣，開拓學(xué)生的視野。如選取“電動(dòng)車”為主題的課題研究，通過收集相關(guān)的材料，了解電動(dòng)車的原理，電動(dòng)車的發(fā)展瓶頸，電動(dòng)車的發(fā)展對(duì)環(huán)境保護(hù)的意義；再如選取“風(fēng)能、太陽能的應(yīng)用”為主題的課題研究，通過收集資料，調(diào)查太陽能、風(fēng)能市場(chǎng)，參觀太陽能、風(fēng)能企業(yè)，實(shí)驗(yàn)制作太陽能光電電池、風(fēng)電裝置，了解國家大力發(fā)展新型能源的意義，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“能源與可持續(xù)發(fā)展”的興趣，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)節(jié)能環(huán)保的緊迫性。

物理實(shí)驗(yàn)的探究功能，符合研究性學(xué)習(xí)的要求，為研究性學(xué)習(xí)的選題提供了重要參考。同時(shí)，也應(yīng)注意從生產(chǎn)、生活實(shí)際中挖掘素材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性，使學(xué)生保持強(qiáng)烈的探究欲望。

二、以小組合作形式開展研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

將能力水平不同的3人～4人作為一個(gè)研究小組，設(shè)置一位組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)研究性學(xué)習(xí)的開展。學(xué)生以小組合作為主要形式，發(fā)現(xiàn)并提出問題、分析交流、解決問題。教師根據(jù)小組的研究情況，在合作探索過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹R(shí)和方法指導(dǎo)。

如在進(jìn)行“自制電池”小組合作探究式的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，我們將學(xué)生分為3人一組，首先要求組長(zhǎng)帶領(lǐng)組員制訂詳細(xì)的方案，到實(shí)際生活中考察、提煉、設(shè)計(jì)和修改方案。根據(jù)研究目的我們確定了調(diào)查內(nèi)容：①調(diào)查伏打電池實(shí)驗(yàn)所需的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)室所能提供的條件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究需具備的理論基礎(chǔ)以及相關(guān)專業(yè)名詞的物理含義；②詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)階段市場(chǎng)存在的各種電池（如干電池、蓄電池、光電池等），然后再去商店調(diào)查各種品牌電池種類；③走訪電池廠，認(rèn)真考察生產(chǎn)電池的流程，并且詢問實(shí)際生產(chǎn)狀況及實(shí)驗(yàn)室條件的差異情況，甚至向廠方咨詢對(duì)廢棄電池的回收和處理是否有一套行之有效的程序，以及將來開發(fā)新產(chǎn)品是否具有環(huán)保功能等問題都進(jìn)行一系列周密的設(shè)計(jì)。在準(zhǔn)備工作就緒情況下，就必須有針對(duì)性地對(duì)研究課題進(jìn)行資料查詢，查詢資料一般先上網(wǎng)查閱資料，而后有條件的還可以到校圖書館甚至市級(jí)圖書館查閱，也可向?qū)＜易稍儭?/p>

最后，設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生模仿伏打的方法，用一塊鋅板跟一塊銅板浸在濃度為5%的稀硫酸溶液中。在實(shí)驗(yàn)中，我們通過電壓表確定了電池的正負(fù)極（電池的正極為銅板，負(fù)極為鋅板）、影響電壓大小的因素，初步研究了伏打電池的原理。學(xué)生還利用伏打電池的原理，用不同的水果制成了各種水果電池。

在進(jìn)行以小組合作探究的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，應(yīng)注意：一是要根據(jù)學(xué)生情況合理分組；二是研究?jī)?nèi)容要來自學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活的現(xiàn)象；三是小組成員能按自己的興趣、特長(zhǎng)選擇重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，要達(dá)到一定的研究深度；四是要準(zhǔn)備大量的實(shí)驗(yàn)資源，如圖書館、實(shí)驗(yàn)室，甚至還能聯(lián)系到本地區(qū)的部分生產(chǎn)企業(yè)；五是要體現(xiàn)學(xué)生的主體性和自主性，教師在整個(gè)研究過程中只能扮演參與者、指導(dǎo)者的角色。

全面提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，讓學(xué)生具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，是課程改革的要求，更是新時(shí)代賦予教師的神圣使命。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們要注重研究性學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)，開展有效的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，使學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，讓學(xué)生擁有一把開啟知識(shí)大門的鑰匙。

（江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)鄭陸初級(jí)中學(xué)）