在物理實驗教學中開展研究性學習的策略

陶翔

研究性學習是用類似科研的方式選擇課題并進行研究的學習活動。學生的研究性學習是在教師的指導下，通過“觀察、比較、分析，發現、提出問題，作出猜想和假設，嘗試設計實驗并進行驗證”的過程去揭示知識規律，從中求得解決問題的方法和途徑。物理實驗為學生創設了自主探究、參與實踐的情境，具有獲取知識、培養能力、激發興趣、遷移創造等功能。由此可見，物理實驗和研究性學習之間有著內在的聯系，研究性學習為物理實驗提供有效的研究方法，物理實驗為研究性學習架設了重要的途徑。因此，在物理實驗教學中如何開展好研究性學習成為了重要的研究課題。

一、在物理實驗教學中開展研究性學習的選題策略

學生的主動參與、親身體驗是研究性學習的內在要求。在物理實驗教學中，教師應鼓勵學生通過物理實驗進行研究性學習，挖掘物理實驗資源，選擇合適的研究課題。可以從以下幾方面選擇課題：

（1）利用探究型實驗選擇研究課題。探究型實驗是在學生已有知識基礎上發揮學生的主觀意識，由學生自行設計、自主實驗的過程，是研究性學習的主要研究課題。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”等。

（2）利用演示實驗選擇研究課題。演示實驗是教師在課堂上進行實驗操作和示范，學生觀察、分析、歸納、總結的教學活動。在這個過程中，學生往往成為一個“旁觀者”。如果將實驗交給學生來選擇研究，將會成為較好的研究課題。如“研究影響摩擦力大小的因素”的教學中，我們提供給學生木塊、長木板、彈簧測力計和砝碼等器材，讓學生結合器材和實驗要求，參與實驗的設計和操作，并要求學生利用身邊的物品進行實驗。大部分學生用彈簧測力計直接拖動木塊測摩擦力；有少部分學生固定彈簧測力計和木塊，拉動長木板測摩擦力；也有一部分學生應用身邊的書本、鉛筆袋、筆等物品設計了他們的實驗。

（3）利用課后的小制作選擇研究課題。小制作是學生利用物理學原理，設計、制作的反應物理規律和應用的小裝置。課后小制作對學生自主探索能力的培養提出了較高的要求，同時，它所需的知識與學生在課堂上所學的知識原理、設計思路、操作方法等有著密切的聯系，因此，適當拓展課后動手制作是一個有價值的研究課題。如制作小樂器、浮沉子、桿秤、電動機等。

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

（5）利用科技前沿問題選擇研究課題。在實驗教學中選取一些與現代科學技術前沿問題相近的內容作為課題研究的方向，可激發學生學習自然科學的興趣，開拓學生的視野。如選取“電動車”為主題的課題研究，通過收集相關的材料，了解電動車的原理，電動車的發展瓶頸，電動車的發展對環境保護的意義；再如選取“風能、太陽能的應用”為主題的課題研究，通過收集資料，調查太陽能、風能市場，參觀太陽能、風能企業，實驗制作太陽能光電電池、風電裝置，了解國家大力發展新型能源的意義，激發學生學習“能源與可持續發展”的興趣，使學生進一步認識節能環保的緊迫性。

物理實驗的探究功能，符合研究性學習的要求，為研究性學習的選題提供了重要參考。同時，也應注意從生產、生活實際中挖掘素材設計實驗方案，調動學生探究的主動性，使學生保持強烈的探究欲望。

二、以小組合作形式開展研究性學習的教學策略

將能力水平不同的3人～4人作為一個研究小組，設置一位組長，負責研究性學習的開展。學生以小組合作為主要形式，發現并提出問題、分析交流、解決問題。教師根據小組的研究情況，在合作探索過程中進行適當的知識和方法指導。

如在進行“自制電池”小組合作探究式的研究性學習活動中，我們將學生分為3人一組，首先要求組長帶領組員制訂詳細的方案，到實際生活中考察、提煉、設計和修改方案。根據研究目的我們確定了調查內容：①調查伏打電池實驗所需的各種實驗設備以及實驗室所能提供的條件，進行實驗研究需具備的理論基礎以及相關專業名詞的物理含義；②詳細調查現階段市場存在的各種電池（如干電池、蓄電池、光電池等），然后再去商店調查各種品牌電池種類；③走訪電池廠，認真考察生產電池的流程，并且詢問實際生產狀況及實驗室條件的差異情況，甚至向廠方咨詢對廢棄電池的回收和處理是否有一套行之有效的程序，以及將來開發新產品是否具有環保功能等問題都進行一系列周密的設計。在準備工作就緒情況下，就必須有針對性地對研究課題進行資料查詢，查詢資料一般先上網查閱資料，而后有條件的還可以到校圖書館甚至市級圖書館查閱，也可向專家咨詢。

最后，設計并進行實驗。學生模仿伏打的方法，用一塊鋅板跟一塊銅板浸在濃度為5%的稀硫酸溶液中。在實驗中，我們通過電壓表確定了電池的正負極（電池的正極為銅板，負極為鋅板）、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。

在進行以小組合作探究的研究性學習活動中，應注意：一是要根據學生情況合理分組；二是研究內容要來自學生的學習和生活的現象；三是小組成員能按自己的興趣、特長選擇重點研究內容，要達到一定的研究深度；四是要準備大量的實驗資源，如圖書館、實驗室，甚至還能聯系到本地區的部分生產企業；五是要體現學生的主體性和自主性，教師在整個研究過程中只能扮演參與者、指導者的角色。

全面提高學生的綜合素養，讓學生具有創新精神和創新能力，是課程改革的要求，更是新時代賦予教師的神圣使命。因此，在物理實驗教學中，我們要注重研究性學習理論指導，開展有效的研究性學習活動，增強學生開展研究性學習的興趣，培養學生進行研究性學習的習慣，使學生掌握科學的研究方法，提高學生創新能力和實踐能力，讓學生擁有一把開啟知識大門的鑰匙。

（江蘇省常州市武進區鄭陸初級中學）