高中物理研究性學(xué)習(xí)及科技創(chuàng)新小發(fā)明

姜梓璇

（長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410000）

高中物理研究性學(xué)習(xí)及科技創(chuàng)新小發(fā)明

姜梓璇

（長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué) 湖南長(zhǎng)沙 410000）

物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，它的很多理論來(lái)源于生活又應(yīng)用于生活。簡(jiǎn)介一些具體的做法：①?gòu)奈锢韺W(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇和確定研究主題；②創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情境；③利用所學(xué)和所收集的知識(shí)和技能開展課題研究并制作科技小發(fā)明；④總結(jié)反思自己的做法的好處與不足。

研究性學(xué)習(xí)；課題研究；科技小發(fā)明

1 引言

研究性學(xué)習(xí)是新課程教學(xué)體系中一個(gè)耀眼的亮點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)是學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思維方式和研究方法，從而培養(yǎng)主動(dòng)探究、獲取知識(shí)，解決問(wèn)題的能力。引導(dǎo)我們根據(jù)自己已有的經(jīng)驗(yàn)和能力水平，設(shè)定各自的學(xué)習(xí)目標(biāo)，這樣便形成了一個(gè)指向不同個(gè)體的多元目標(biāo)群，從而激發(fā)了所有學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了我們的自主學(xué)習(xí)的能力[1]。這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓我們對(duì)科學(xué)研究與開發(fā)有“身臨其境”的感覺(jué)，可以最大限度地激發(fā)學(xué)生積極探索、用于思考的興趣，并培養(yǎng)了良好的科研意識(shí)。

2 研究性學(xué)習(xí)過(guò)程

研究性學(xué)習(xí)不同于綜合課程，雖然在很多情況下，它涉及的知識(shí)是綜合的，但是它不是幾門學(xué)科綜合而成的課程，也不等同于活動(dòng)課程。雖然它是我們開展的自主活動(dòng)，但它不是一般的活動(dòng)，而是以科學(xué)研究為主的課題研究活動(dòng)。我們根據(jù)自己的體驗(yàn)，用自己的思維方式自由地、開放地去探究，去發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)的形成過(guò)程。研究性學(xué)習(xí)過(guò)程可以大致分為以下幾個(gè)階段。觀察生活現(xiàn)象，歸納提煉出對(duì)應(yīng)的物理問(wèn)題、立足已有知識(shí)與能力，剖析問(wèn)題的物理實(shí)質(zhì)、回歸生活，初步驗(yàn)證問(wèn)題的分析解決是否有效、在已研究的物理問(wèn)題的基礎(chǔ)上多維思考與拓展。具體表現(xiàn)在獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并對(duì)可能的答案做出假設(shè)與猜想，然后根據(jù)猜想設(shè)計(jì)方案，在通過(guò)實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集證據(jù)的方法，對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理和總結(jié)，得出初步結(jié)論[2]。通過(guò)收集和處理信息、同其他同學(xué)的表達(dá)與交流等活動(dòng)，獲得知識(shí)、技能、方法。進(jìn)而就能夠在研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中做到創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等方面的全面發(fā)展，根據(jù)圖1的顯示，我們可以清晰的看出研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中的步驟和先后順序。

圖1 研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程

在研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)緊密聯(lián)系生活，從物理的視角恰當(dāng)選擇生活素材，自主觀察、自主歸納、自主提煉問(wèn)題。當(dāng)然，從效率與安全性考慮，我們還必須事前根據(jù)本地條件、因地制宜恰當(dāng)規(guī)劃好探究活動(dòng)的組織秩序。其次，組織組內(nèi)互動(dòng)，班級(jí)集體內(nèi)交流，這是研究性學(xué)習(xí)中最需要培養(yǎng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣與合作學(xué)習(xí)意識(shí)。此外還應(yīng)該在研究性學(xué)習(xí)中將問(wèn)題的出現(xiàn)與解決過(guò)程作為知識(shí)鞏固與拓展、能力提高與升華的平臺(tái)。通過(guò)自己的獨(dú)立思考和互動(dòng)交流得出解決問(wèn)題的方案時(shí)，還應(yīng)該及時(shí)回歸生活，初步驗(yàn)證針對(duì)所研究的問(wèn)題作出的分析解決方案是否有效。

2.1 研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題

思維障礙問(wèn)題嚴(yán)重。我們中有大多數(shù)沒(méi)有形成多重思維方式，解決問(wèn)題的方法過(guò)于單一，這一點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了我們思維能力的培養(yǎng)；普遍存在沒(méi)有完全弄清楚就輕率下結(jié)論的問(wèn)題；我們常常采用單一學(xué)科的思維方式和學(xué)習(xí)方式，忽略靈感、想象的重要性，活動(dòng)過(guò)程中也缺乏活力；許多人在解決問(wèn)題的時(shí)候，不懂變相思考，僅僅朝著一個(gè)方向思考，固執(zhí)己見。

形式化問(wèn)題風(fēng)行。有些學(xué)校并沒(méi)有為我們?cè)O(shè)計(jì)適合其研究性學(xué)習(xí)的條件，在進(jìn)行教學(xué)安排時(shí)大都延續(xù)傳統(tǒng)的教學(xué)安排。除此之外我們沒(méi)有受到十分系統(tǒng)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，沒(méi)有深刻領(lǐng)會(huì)研究性學(xué)習(xí)的要點(diǎn)。因此，一些人仍舊沒(méi)有掌握研究性學(xué)習(xí)的基本方法和基本思路，因而也就不能將物理知識(shí)與研究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，探究思維沒(méi)有得到本質(zhì)上的提高。這種情況嚴(yán)重阻礙了研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到研究性學(xué)習(xí)的目的。

2.2 研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施策略

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，明確探究目標(biāo)，給思維以方向，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，給思維以動(dòng)力。自主探究，就是讓每個(gè)學(xué)生根據(jù)自己的體驗(yàn)，用自己的思維方式自由地、開放地去探究，去發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)的形成過(guò)程；通過(guò)動(dòng)手“學(xué)物理”、動(dòng)腦“想物理”，不僅獲得了物理知識(shí)本身，更在于獲得了科學(xué)探究的方法，從而增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)，培養(yǎng)其主動(dòng)探索精神和創(chuàng)造能力[3]。合作交流，就是在獨(dú)立自主探究的基礎(chǔ)上，在班級(jí)集體或小組內(nèi)范圍內(nèi)，充分表達(dá)自己的思維方式及過(guò)程，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)合作意識(shí)，學(xué)習(xí)互補(bǔ)，提高合作能力，分享探究性學(xué)習(xí)的成果。引導(dǎo)探究，全面培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力、搜集和處理信息的能力[4]，在所學(xué)的知識(shí)的引導(dǎo)下，運(yùn)用于解決問(wèn)題的探究實(shí)踐之中。評(píng)價(jià)體驗(yàn)，其主要目的在于通過(guò)自主探究活動(dòng)，促進(jìn)我們學(xué)生主體性的發(fā)展，增強(qiáng)主動(dòng)發(fā)展的動(dòng)力，提高主動(dòng)發(fā)展的能力。

2.3 研究性學(xué)習(xí)遵循的原則

科學(xué)性原則。選題必須有事實(shí)根據(jù)和理論根據(jù)，必須符合科學(xué)原理。

創(chuàng)新性原則。包括理論、觀點(diǎn)上的創(chuàng)新，方法上的創(chuàng)新，應(yīng)用上的創(chuàng)新三個(gè)方面。提出別人還沒(méi)有研究過(guò)的課題，這是創(chuàng)新；用與別人不同的研究方法去研究一個(gè)已經(jīng)研究過(guò)的課題，這也是創(chuàng)新；將一種理論、一個(gè)觀點(diǎn)首次應(yīng)用到實(shí)際中去，這是創(chuàng)新；將已經(jīng)在某一領(lǐng)域得到應(yīng)用的理論、觀點(diǎn)、方法和手段，應(yīng)用到新的領(lǐng)域中去，也是創(chuàng)新。

可行性原則。要求我們?cè)谶x題時(shí)一定要充分考慮課題研究的主觀條件和客觀條件，要從自己已有的知識(shí)水平、自身積累的經(jīng)驗(yàn)、興趣愛好、時(shí)間和精力及與其他人的配合等實(shí)際情況出發(fā)，選擇自己通過(guò)努力可以獲得成功的課題。

3 研究性學(xué)習(xí)的研究成果

3.1 背景

在高一下學(xué)期我學(xué)習(xí)了關(guān)于光的反射和折射的概念，并開展了一節(jié)關(guān)于光的反射和折射在實(shí)際中的應(yīng)用問(wèn)題的專題探究課，課后我對(duì)于萬(wàn)花筒的設(shè)產(chǎn)生濃厚的興趣。因此我利用課余時(shí)間根據(jù)光的反射與折射原理制作了萬(wàn)花筒。

3.2 材料

三片直徑相同的手電筒的玻璃片（最好一片是磨砂的）；一個(gè)硬紙板做的圓筒（可用裝薯?xiàng)l的紙筒代替）；10多粒綠豆大小的彩色小碎玻璃渣和彩色透明的塑料膠片碎渣；三個(gè)長(zhǎng)度比紙筒略短的等邊三角形的小鏡子（鏡子店的下腳料即可）；膠帶或膠布若干（固定小鏡子）。

3.3 制作過(guò)程

（1）使用兩個(gè)手電筒的玻璃片在萬(wàn)花筒的底層來(lái)隔開一些彩色的碎玻璃渣（間隔1cm即可以利于彩色玻璃渣的流動(dòng)），或者添加一些用手工剪切的一些具有幾何形狀的、米粒大小彩色透明的碎膠片。為了透光性好，選用磨砂玻璃的玻璃片在最外層最好，實(shí)在找不到也可以在普通玻璃里面襯上一層硫酸紙（制圖用的類似于磨砂玻璃的半透明紙）。

（2）三條小鏡子鏡面向內(nèi)用膠帶粘貼捆好，制作成等三角柱體放在萬(wàn)花筒的中間，主要是利用鏡面一律向內(nèi)互相反射產(chǎn)生復(fù)雜的圖案的這一功能。

（3）用相同半徑的手電筒玻璃片做萬(wàn)花筒的目鏡，一片等大的圓形紙板在圓心處挖出一個(gè)直徑1cm的圓孔作目鏡。

（4）三角鏡子柱放入紙筒內(nèi)卡緊，兩片玻璃組成的空心小盒子放在紙筒的一端，紙筒里面放入彩色的碎玻璃渣膠片渣等，紙筒的另一端是目鏡。最后可以隨自己的想象力用美麗的包裝紙包裹美化外殼，這樣一支奇妙的萬(wàn)花筒就制作好了。

3.4 研究心得

可以說(shuō)我的探究性研究最終取得了成功，經(jīng)過(guò)多次改良、實(shí)驗(yàn)、修正，把理論上可行的實(shí)驗(yàn)變成了現(xiàn)實(shí)，充分體現(xiàn)了創(chuàng)新教育模式的可行性和實(shí)用性。從中我對(duì)光學(xué)有了更深一步的理解?；顒?dòng)中我們學(xué)會(huì)了如何積極主動(dòng)地配合其他成員形成默契，鍛煉了我的表達(dá)能力，如何提高動(dòng)手能力。學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)和欣賞別人的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)會(huì)了客觀地分析和辯證地思考，學(xué)會(huì)了理解和寬容。同時(shí)對(duì)今后物理的學(xué)習(xí)打下了深厚的基礎(chǔ)，成功的體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)課程的制定和實(shí)施的重要性，課程的實(shí)施有助于深入理解科學(xué)知識(shí)和掌握科學(xué)技能，對(duì)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)有不可替代的作用。

4 總結(jié)

通過(guò)研究性學(xué)習(xí)，不但知道如何運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，還會(huì)很自然地在已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)之間建立一定的聯(lián)系，而且，為了解決問(wèn)題我們還會(huì)主動(dòng)地去學(xué)習(xí)新的知識(shí)。隨著我通過(guò)物理學(xué)科的研究性學(xué)習(xí)取得的成果，我在研究性學(xué)習(xí)領(lǐng)域有了一些自己的經(jīng)驗(yàn)和見解。探究有利于培養(yǎng)我們實(shí)事求是的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度，有利于促進(jìn)我們學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)交流、學(xué)會(huì)傾聽、學(xué)會(huì)批判和反思。在親歷探究過(guò)程中，我們也許會(huì)經(jīng)歷挫折與失敗、曲折與迂回、成功與興奮，但是這種學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)同時(shí)也是我們理解科學(xué)的本質(zhì)與精神的基礎(chǔ)。研究性學(xué)習(xí)引導(dǎo)我們自主獲得知識(shí)或信息，對(duì)于我們學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。并且我們?cè)谧灾魈骄康膶?shí)踐中了解實(shí)際問(wèn)題中的各種關(guān)系，培養(yǎng)和提高了我們的學(xué)習(xí)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。我會(huì)在研究性學(xué)習(xí)這條路上繼續(xù)走下去，科技的發(fā)展是日新月異的，我深知要想跟上時(shí)代的步伐就要不斷地為自己充電、加油，讓我在研究性學(xué)習(xí)及創(chuàng)新這條路上走得更穩(wěn)，更有自信。

[1]張彩珍.研究性學(xué)習(xí)思想與物理探究式教學(xué)的有機(jī)結(jié)合[J].基礎(chǔ)教育研究，2009（10）.

[2]國(guó)家基礎(chǔ)教育課程項(xiàng)目：《研究性學(xué)習(xí)》指導(dǎo)手冊(cè).上海科技教育出版社.

[3]喬際平，續(xù)佩君.物理教育學(xué).江西教育出版社，1992.

[4]李木，趙亞許.物理學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)與訓(xùn)練.青海人民出版社，1997.

G633.7

A

1004-7344（2016）02-0024-02

2015-11-20

姜梓璇（1998-），女。