研究性學(xué)習(xí)是對傳統(tǒng)的接受式學(xué)習(xí)的一種改革,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新教育觀念在教學(xué)領(lǐng)域的體現(xiàn)。實(shí)施研究性學(xué)習(xí),不僅能有效地轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)觀念與行為方式,而且也能使創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的發(fā)展有一個切實(shí)可行的切入口和落腳點(diǎn)。
從物理研究性學(xué)習(xí)的活動方式上看,可以分為以下幾種常見類型:
1、調(diào)查訪問型
主要是在開展比較廣泛的社會調(diào)查和資料分析基礎(chǔ)上再進(jìn)行深入研究。一般可運(yùn)用于注重社會性問題的研究課題。實(shí)際上,這一類型是由兩個步驟組成,即先進(jìn)行調(diào)查,再分析調(diào)查結(jié)果。要調(diào)查就要先確定調(diào)查計劃和調(diào)查提綱,包括確定研究的對象和數(shù)量、調(diào)查方法、設(shè)計調(diào)查問卷和開展具體的調(diào)查活動等;要分析調(diào)查結(jié)果,就要甄別調(diào)查資料的真?zhèn)魏蛢r值程度,有的還要建立一定的數(shù)據(jù),從收集到的數(shù)據(jù),資料中分析問題及其原因,研究并提出相應(yīng)的對策等。
通常調(diào)查訪問的對象可以是調(diào)查訪問與科學(xué)、技術(shù)有關(guān)的單位。具體包括天文臺、氣象臺、地震預(yù)報臺、水電站、自然博物館、環(huán)境監(jiān)測站、大氣水質(zhì)采樣點(diǎn)、污水處理廠、港口、礦山、鋼鐵廠和發(fā)電廠等。也可以是調(diào)查訪問科技領(lǐng)域英雄模范和有突出貢獻(xiàn)的專家。如物理學(xué)家、環(huán)境學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、南極考察隊員、航海家、勘察隊員等。
比如在學(xué)習(xí)初中物理中《家庭電路》這一節(jié)內(nèi)容時,可以組織學(xué)生到社區(qū)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。首先,在對教材充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生制定出此次調(diào)查的具體計劃和提綱。例如在調(diào)查中要主意觀察家庭電路的連接方法;知道火線和零線的區(qū)別和分辨方法;了解保險絲的作用和安裝方法等。接著,組織學(xué)生到社區(qū)和發(fā)電廠參觀。學(xué)生通過參觀既了解到家庭電路的基本構(gòu)造和連接方法,達(dá)到教學(xué)目標(biāo);而且能夠看到發(fā)電生產(chǎn)過程,熟悉了電能輸送的方法,加深了知識的理解,幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識“科學(xué)技術(shù)與社會”之間的聯(lián)系,促進(jìn)了物理知識學(xué)習(xí)的有效。
2、實(shí)驗(yàn)觀測型
主要是通過科學(xué)試驗(yàn)或科學(xué)觀測來獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。一般可運(yùn)用于注重定量研究的課題。在現(xiàn)實(shí)生活中,許多可探究的事件需要用可靠的數(shù)據(jù)來表示,才能清晰的展現(xiàn)其科學(xué)真實(shí)的面貌,以及組成事件的要素之間具體的相互關(guān)系。所以,在進(jìn)行物理研究性學(xué)習(xí)的過程中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)或者科學(xué)觀測的方法關(guān)鍵要控制好內(nèi)外有關(guān)條件,真實(shí)及時地記錄變量,以及確保有一定數(shù)量的數(shù)據(jù),使研究學(xué)習(xí)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。
在驗(yàn)證胡克定律F=KX的試驗(yàn)中,首先讓學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)所要觀測的物理量,制成表格。
將彈簧一端固定在鐵架臺上,表格中的G是懸掛在彈簧下端的砝碼重量,根據(jù)二力平衡,F(xiàn)=G;X是彈簧的原長;X’是懸掛重物后彈簧的長度;△X=X’-X,是懸掛重物后彈簧長度的改變量;K=G/△X,為彈簧的勁度系數(shù)。
根據(jù)表格中的物理量,運(yùn)用準(zhǔn)備的試驗(yàn)器具測量,計算出K的大小。在彈簧的彈性限度范圍內(nèi)不斷改變砝碼的重量多做幾次測量,看對于同一根彈簧K是否一樣大小。填寫表格,通過歸納,得出具體的結(jié)論。
3、小課題和長作業(yè)型
這一類型主要是先提出一些假設(shè)或假想,再加以論證的研究。一般可運(yùn)用于需要在創(chuàng)造性思維基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新研究的課題??茖W(xué)探究有時也需要大膽的假設(shè)和猜想,而猜想和假設(shè)有利于學(xué)生科學(xué)想象能力以及主動探究、合作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
通常“小課題研究”的活動程序,主要包括提出問題,猜想假設(shè),設(shè)計方案,收集資料,分析論證,形成結(jié)論,交流評估等環(huán)節(jié)?!靶≌n題”的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為:課題的選題對學(xué)生而言,比較適當(dāng),具有進(jìn)行探究成功的余地和可能性;“小課題”研究是一種物理學(xué)習(xí)的有效方式,過程是非常重要的。
根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀與教學(xué)需要,在物理研究性學(xué)習(xí)活動中進(jìn)行“小課題”研究活動往往可以促使學(xué)生間的合作與交流,從而使“小課題”研究成為物理研究性學(xué)習(xí)方式的一個主流方法。它使得學(xué)生經(jīng)歷一個收集信息和得出結(jié)論的過程,學(xué)生在此過程中學(xué)會一些探究物理問題的方法;學(xué)生在實(shí)踐中具有很強(qiáng)的自主性,教師僅僅起引導(dǎo)作用;“小課題”研究主要不是單純關(guān)注結(jié)果,而是重在過程;“小課題”的學(xué)習(xí)過程較生動、真實(shí)接近生活實(shí)際情境,能使學(xué)生在實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)情境中,感受和體驗(yàn)到一些有用的物理規(guī)律,學(xué)會利用物理知識與技能解決簡單現(xiàn)實(shí)的問題。小課題可以在物理課堂中通過合作學(xué)習(xí)方式完成,也可以通過作業(yè)形式布置,要求學(xué)生經(jīng)過一段時間,可以是一階段,幾周或一學(xué)期,這就是“長作業(yè)”?!伴L作業(yè)”是課題學(xué)習(xí)在課外的延伸與拓展。
初中物理中在學(xué)習(xí)《壓強(qiáng)》這一節(jié)內(nèi)容時,由于和平時家庭生活關(guān)系比較密切,可以引導(dǎo)學(xué)生將起作為“小課題”研究的課題。組織學(xué)生利用課余時間,分組討論分析壓強(qiáng)和壓力的關(guān)系,利用學(xué)校已有的實(shí)驗(yàn)器具或者學(xué)生自制的建議試驗(yàn)器具進(jìn)行操作和驗(yàn)證。對實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)分析后,得出P,F(xiàn),S之間的關(guān)系式。在知道了壓強(qiáng)和壓力關(guān)系的基礎(chǔ)上,再來分析影響壓強(qiáng)大小的因素,進(jìn)而得出改變壓強(qiáng)大小的方法,聯(lián)系實(shí)際生活,思考這些方法在實(shí)際生活中的具體應(yīng)用。
4、文獻(xiàn)研究型
這一類型又稱為“歷史方法”,文獻(xiàn)研究類型就是將一定的物理成果事件放在當(dāng)時的歷史背景下,進(jìn)行成敗得失的研究,以認(rèn)識其經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),為現(xiàn)實(shí)服務(wù)。它主要是對課題有關(guān)的現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行深入的研究,一般可運(yùn)用于相對比較注重學(xué)術(shù)性的研究課題?,F(xiàn)成的文獻(xiàn)是前人的勞動成果,是可貴的文化遺產(chǎn),但所有的文獻(xiàn)都要受到一定的時空限制,在新的歷史和情境條件下,可能會表現(xiàn)出這樣那樣的問題,這給我們實(shí)施研究性學(xué)習(xí)活動帶來了研究的內(nèi)容。如有關(guān)物理學(xué)史上一些著名物理學(xué)家的重要定理與定律的發(fā)現(xiàn)研究過程等。
在學(xué)習(xí)安培定律時,可以組織學(xué)生到圖書館查閱關(guān)于安培發(fā)現(xiàn)這個定律的研究過程。通過對歷史文獻(xiàn)的研究,使學(xué)生了解科學(xué)研究的艱辛,增強(qiáng)對于物理學(xué)科的熱愛。
5、專題講座型
專題講座是想學(xué)生提供物理學(xué)前沿新信息、新技術(shù)和簡單的介紹物理史等當(dāng)面知識的一種重要形式,是開拓學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)生興趣、滲透和貫穿思想教育、啟迪科學(xué)精神的重要途徑。為了拓寬學(xué)生獲取物理新信息的渠道,可以采取“走出去、請進(jìn)來”的方式,請有關(guān)專家、教師結(jié)合社會熱點(diǎn),介紹一些物理知識與社會、生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系,如“物理與資源”,“物理與環(huán)?!?,“物理與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”,“物理與生命科學(xué)”,“物理與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”等。在向?qū)W生介紹物理學(xué)史時,應(yīng)注重指導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)家當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的思路,體會科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)過程,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力提供思維模式。
6、游藝娛樂型
游藝娛樂型的活動形式較為活潑,貼近學(xué)生的實(shí)際生活,寓物理知識于綜合活動之中,如編輯物理綜合實(shí)踐活動課的資料,辦黑板報、墻報,出“物理??保_放實(shí)驗(yàn)室,看科技錄像、參觀大型工廠和科技展覽等。另外,舉辦物理晚會,開展物理謎語競猜活動,做物理游戲,辦物理畫廊,是讓學(xué)生在娛樂中激發(fā)興趣,學(xué)習(xí)知識,增長才干的一直喜聞樂見的形式。
研究性學(xué)習(xí)無疑將是信息時代中占主導(dǎo)地位的學(xué)習(xí)方式,必將成為21世紀(jì)學(xué)校教育教學(xué)的主要特征。因此在當(dāng)前我國基礎(chǔ)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化的大背景下,倡導(dǎo)和探索研究性學(xué)習(xí),對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,完善學(xué)生的基本素質(zhì),有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。只有讓學(xué)生把書本的知識和實(shí)際生活真正聯(lián)系在一起,才能做到從生活中來,到生活中去。