淺談高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)

黃衍輝

摘要：研究性學(xué)習(xí)就是在教師的指導(dǎo)和組織下，學(xué)生親自參與課題的研究，親身發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過(guò)程。要開(kāi)展好學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)，首先教師要樹(shù)立正確的研究性學(xué)習(xí)理念，運(yùn)用各種手段和方法激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣;其次要?jiǎng)?chuàng)設(shè)物理課堂教學(xué)情境，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為研究性學(xué)習(xí)的突破口和重點(diǎn)，積極倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式。

關(guān)鍵詞：研究性學(xué)習(xí); 物理實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);研究性實(shí)驗(yàn)

研究性學(xué)習(xí)是一種新教育理念，泛指學(xué)生主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)方式。高中物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的重要組成部分。開(kāi)展研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的范圍內(nèi)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的嘗試。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)有利于提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。如何在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展研究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)？筆者就此進(jìn)行了嘗試，并撰文淺談自己的體會(huì)。

（一）教師需在研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中轉(zhuǎn)換觀念

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握物理規(guī)律，更重要的是了解形成規(guī)律的物理過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。要完成這一教學(xué)目標(biāo)，教師要轉(zhuǎn)換觀念，使學(xué)生處于研究者的地位。教師可以通過(guò)誘發(fā)學(xué)生的探索研究動(dòng)機(jī)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與探究。如“測(cè)玻璃磚的折射率”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，不妨設(shè)計(jì)為研究性實(shí)驗(yàn)，教材是根據(jù)光的折射現(xiàn)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的，我們可以通過(guò)改變其實(shí)驗(yàn)原理，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)光的全反射現(xiàn)象，用半圓形玻璃磚設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并完成實(shí)驗(yàn)。通過(guò)問(wèn)題的呈現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的興趣;通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的解決，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、器材的使用、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)處理，不僅有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，同時(shí)又把知識(shí)的鞏固、方法的運(yùn)用與能力的提高有機(jī)地融合起來(lái)。使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)又培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

（二）“研究性實(shí)驗(yàn)”的實(shí)施

1.研究性實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象和研究范圍，可以先以大綱列出的內(nèi)容作為研究的起點(diǎn)。如進(jìn)行“感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”的研究時(shí)，根據(jù)教學(xué)實(shí)際，可以把本課題分成三個(gè)小課題：①如何形象地表示磁場(chǎng)的磁感線分布？②怎樣改變穿過(guò)框線圈的磁通量？③哪些方法可產(chǎn)生感應(yīng)電流？學(xué)生積極探討，有的提出“改變磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱”，有的提出用“改變線框形狀，面積、匝數(shù)”，有的提出“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”……學(xué)生發(fā)揮了主觀能動(dòng)性，就積極地投入到研究性學(xué)習(xí)中去。高中物理中有大量的研究性演示實(shí)驗(yàn)，如探究向心力的大小，研究單擺的振動(dòng)周期與哪些因素有關(guān)，研究測(cè)定電源電動(dòng)量和內(nèi)阻的方法等，都可直接作為課題開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。

2.研究性實(shí)驗(yàn)可以以“課題為中心”進(jìn)行研究。“課題為中心”是指教師通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的處理把教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為課題，并力求通過(guò)學(xué)生的自主探索來(lái)完成“課題”的學(xué)習(xí)。如“磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用”教學(xué)中，以“安培力的大小和方向與什么有關(guān)”為課題，要求學(xué)生自學(xué)有關(guān)內(nèi)容，自由組合研究小組，力求突破課本已有的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法研究?jī)蓚€(gè)問(wèn)題：①磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力與哪些因素有關(guān)？具體是什么關(guān)系？②作用力方向與磁場(chǎng)方向及電流方向存在何種關(guān)系？如何判斷？同學(xué)們?yōu)橥瓿蛇@個(gè)“課題”自由組合研究小組，在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，討論設(shè)計(jì)方案，到實(shí)驗(yàn)室尋找材料，與老師探討，對(duì)自制實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)，再實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)。

（三）研究性實(shí)驗(yàn)中教師的具體指導(dǎo)

1.利用研究性實(shí)驗(yàn)“解惑”。在物理教學(xué)中對(duì)某一事物規(guī)律開(kāi)展“研究性學(xué)習(xí)”時(shí)，學(xué)生必然從實(shí)驗(yàn)中觀察與所研究問(wèn)題有關(guān)的各種物理現(xiàn)象，再運(yùn)用抽象思維和科學(xué)歸納的方法獲得能反映事物本質(zhì)的共性。這樣的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生而言難度很大，需要教師精心指導(dǎo)。指導(dǎo)與點(diǎn)撥要恰倒好處，既不放任自由，也不越俎代庖。

2.利用研究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)課題意識(shí)。學(xué)生在進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，只有樹(shù)立課題意識(shí)，才能充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，形成主動(dòng)地在探索中獲得知識(shí)的教學(xué)氛圍。利用研究性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生課題意識(shí)的重要途徑。如在《電阻定律》教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究歸納出：金屬材料的電阻率隨溫度增高而增大后，可引導(dǎo)學(xué)生反思“金屬材料的電阻率隨溫度降低而減小”這一變化趨勢(shì)最終會(huì)有哪些可能性？學(xué)生不難回答，有三種：一是溫度為零，電阻率不為零;二是溫度為零，電阻率同時(shí)為零;再有溫度不為零，而電阻率為零。然后，讓學(xué)生思考：這三種可能性中，哪一種能作為有價(jià)值的研究課題？并要求學(xué)生通過(guò)查閱有關(guān)資料了解這一課題。這既培養(yǎng)了學(xué)生的課題意識(shí)，又引入了“超導(dǎo)”這一有意義的研究性學(xué)習(xí)領(lǐng)域，為學(xué)生創(chuàng)造之路點(diǎn)燃了火把，同時(shí)也留給學(xué)生廣泛的思維空間。

3.利用研究性實(shí)驗(yàn)滲透科學(xué)方法。在研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)注重很好的滲透科學(xué)方法，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)研究的方法并不神秘，讓學(xué)生試著做些研究，在研究中體會(huì)科學(xué)探索的一般原則和基本手段。如在學(xué)習(xí)《電容器的電容》一節(jié)內(nèi)容后，可提出以下問(wèn)題進(jìn)行課后探索：①搜集材料，自制一個(gè)簡(jiǎn)易電容器（萊頓瓶）。②能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電容的表達(dá)式？要完成此實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是什么？通過(guò)以上內(nèi)容的研究探索，使學(xué)生對(duì)電容器的相關(guān)知識(shí)有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和理解，并使知識(shí)得到進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展。而且使學(xué)生對(duì)將來(lái)從事科研工作的基本程序也有了初步認(rèn)識(shí)，提高了他們的實(shí)際能力，培養(yǎng)了他們的科研興趣。

（四）充分拓展研究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能

在課堂中運(yùn)用研究性學(xué)習(xí)方式進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的探索所用時(shí)間一般比單純的教師教授來(lái)的長(zhǎng)，有部分教師認(rèn)為實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)的課堂效率“低”。然而，教學(xué)目標(biāo)是多維的，教師們要看到通過(guò)研究性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生體驗(yàn)概念的形成過(guò)程、規(guī)律的得出過(guò)程變得更加生動(dòng)、深入，學(xué)生在獲得知識(shí)的過(guò)程中，得到了傳統(tǒng)教學(xué)方式下的學(xué)習(xí)不可能得到的結(jié)果。在課堂中進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的思維始終處于積極、主動(dòng)狀態(tài)，大部分學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生了濃厚的興趣，物理學(xué)習(xí)的積極性高了，學(xué)習(xí)成績(jī)也就有了顯著的提高。

綜上所述，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)所特有的地位可提供開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的有效途徑，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)提倡開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，以提高學(xué)生創(chuàng)新思維的能力和動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn).北京：人民教育出版社.

[2]鄭忠華. 淺談在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)[J]. 物理教學(xué)， 2003， 025（002）：25-27.

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