关于研究性学习活动的实践与思考,本文主要内容关键词为:研究性学习论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
研究性学习是通过学生自己查阅资料、自己探究发现、自己搜集处理信息,直接体验研究过程的一种学习方式.“研究性”“自主性”是这种学习方式的两个基本特点.研究性学习活动的开展,有助于学生将所学的知识内化、建构,也有利于促使他们在获取基础知识、技能的过程中,学会思考、学会研究、学会学习,能够创新、能够实践.这些对学生的终身发展都具有深远的影响.《基础教育课程改革纲要(试行)》注重“以人为本”“以人的发展为本”,提出了体现时代要求的新课程改革目标.培养学生的创新意识和实践能力成为教育战线一项长期的重要任务.因此,初中物理教学怎样为新课程的培养目标服务,怎样经常性地把研究性学习活动融入平时的物理教学中,就成了我们关注的热点.
在物理教学中进行研究性学习活动,有必然性和可行性.这是因为,物理学是建立在实验、研究基础上的一门科学.物理概念的引入、规律的得出,都离不开“研究”.因此,把“研究性”学习活动融入平时的物理教学中,让学生真正理解、掌握、运用这些物理概念、规律,不仅是“以人为本”“以学生发展为本”的教育需要,也是物理教学本质的真正体现.物理知识在生产技术中应用广泛,与社会生活联系密切,也为研究性学习活动提供了广阔的空间和内容.
把研究性学习活动融入物理教学的过程,实质上也是物理教法、学法改革的过程.在“教”与“学”双方改革的过程中,学生不仅能理解物理知识,掌握基本技能,培养一定的科学素质、创新意识,而且学会学习,可以适应社会发展的需要;教师在参与指导学生的过程中也会受到创新的启发,吸纳新知识,更新教学观念,适应新的课程变革,适应教育改革新形势的要求.
二、实践研究
近两年来,我们在不同类型的学校组织了50节市级研究性学习展示课,进行了将研究性学习活动融入物理教学的实践研究.在实践研究中,紧紧地把物理教学与学生的自主学习、学生的实践研究紧密结合,初步探索形成了将研究性学习活动融入初中物理新授课、实验课、复习课的基本方式.
(一)研究性学习活动融入物理新课教学中的实践研究
在“蒸发”“液化”“光的反射”“照相机”“大气压”“直流电动机”“家庭电路”等新课教学中,一般经过“提出问题——收集资料、探索实验——展示交流、分析讨论——归纳总结、反馈评价”的过程.教学时,一般“提出问题”“收集资料、探索实验”(包括阅读自学)在课前完成,“展示交流、分析讨论”“归纳总结、反馈评价”在课内通过教师的组织、引导、师生互动、生生互动来完成.例如,有的教师在上“光的反射”前,激发学生对光的反射现象的兴趣,提出观察生活中光的反射现象、自制研究光的反射规律学具的建议,提出用学具研究光的反射定律时的一些思考题,引导学生围绕问题阅读课文和动手实验.课上让学生交流观察到的生活中的“光的反射”现象,各组汇报交流研究光的反射定律的过程和结论,讨论用光的反射定律解释有关镜面反射、漫反射的现象并运用光的反射定律作图.在交流、讨论中,一面进行反馈,一面进行评价.这样就把原来教师的讲授和演示变成了学生自己的探索、研究,让每个学生都体验到成功的喜悦.
又如,有的教师上“大气压”前,引导学生围绕“大气压的产生”“大气压的测定”等思考题进行预习自学,动手分别做“听话的纸片”“萝卜吸盘”“喝饮料的学问”“拔火罐——当一回中医”“气球悬碗”等小实验,观察实验中的现象,想想产生现象的原因.上课时,教师组织学生一面展示所做的有趣实验,一面让学生自己用大气压的知识解释实验中的现象,学生对大气压的领会和解释远比过去听教师讲解深刻得多.
再如,上“家庭电路”前,有的教师让学生进行“电在你家中”的调查,指导学生制作“家庭照明电路模拟板”,并围绕制作自由选题,实施研究方案,教师指导学生完成研究后,把“家庭电路”一课变成了学生实践研究活动的展示课.课上以“家庭电路的组成与作用、电能表、保险丝、插座、测电笔”为线索,让各组代表分别向全班同学介绍“开关、保险盒的安装”“卡口、螺口灯座的接线”“电能表”“保险丝””漏电与防止”等选题的研究思路和活动体会,教师和班上其他同学对代表的发言可以提出疑问,代表们从容应答,课堂气氛生动、活泼.
(二)研究性学习活动融入物理实验探究课的实践研究
对于教材中有关“研究决定电阻大小因素”“研究电流跟电压、电阻关系”“电阻串联”“电阻并联”“研究影响电热因素”等涉及实验探究的部分或具有拓展性的“多种方法测密度”“多种方法测电阻”等教学中,采用“提出问题——大胆猜想——设计实验(包括选择器材,设计方案)——实验探索——分析验证——交流评价”的教学过程.
例如,在“电流与电压、电阻的关系”课上,一些教师先提出问题:“学了电流、电压、电阻后,大家能否猜猜看电流和哪些因素有关?能否用一个实验或一个实例说明你猜想的依据?”学生猜想并说明猜想的依据后,教师又依次提出以下问题,逐步引导学生自己去选择器材、设计实验,1.电流跟电压、电阻两个因素有关,它们之间有什么样的定量关系呢?2.物理学常常用什么方法来研究某个物理量与多个因素间的定量关系?3.现在要研究电流跟电压的关系需要控制什么物理量?用实验来进行研究时需要选择哪些器材?这些器材的作用是什么?4.画出你设计的实验电路图.学生思考、设计出电路后,教师引导学生相互交流、展示.确认后再让学生讨论:按电路图连接实物时应注意哪些方面?接着学生自己动手实验探索,记录数据.实验结束,教师在各组交流实验结果的同时,引导学生自己分析数据,得出结论,从而验证了猜想.这样就把原来由教师演示讲解结论变成由学生亲自体验运用控制变量法,自己选择器材、设计实验,通过自己的探究找出结论,后者无疑比前者深刻得多.
再如,一名教师在教学“测定人体最大输出功率”一课时,先提出问题:“现在给你磅秤、秒表、刻度尺,你怎样用已学过的功、功率知识测人体最大输出功率?”学生七嘴八舌讨论起来,前后共列举了五个方案.每提一个方案,就有其他同学对方案的可行性提出问题,进行论证.经过十多分钟的讨论,终于找到了测爬楼最大输出功率的最佳方案.在充分讨论中,大家明确了测量方法.接着分组合作,实地测量,很快测出了每个同学爬楼的最大功率.最后,教师再提出几个拓展性问题,让学生思考,就这样他们在愉悦的气氛中体验到功率的深刻含义.
(三)研究性学习活动融入物理复习课的实践研究
学完“固体、液体、气体的压强”“简单机械”“电功率”单元后,总要上一节复习课,进行知识的梳理、例题的讲解.现在这些单元结束后,教师引导学生进行实践研究,调查生活中有关的现象,并用所学知识加以分析、解释;引导学生自己去设计和知识有关的实验习题.在这些活动的基础上再来上复习课,显然旧的复习课模式不适用了.将研究性学习活动融入物理复习课,一般经过“选择课题、自主复习——寻找实例(包括解释现象、设计实验、自编习题)、自主研究——成果展示、相互交流——总结归纳、相互评价”的过程,即教师可列出提纲或若干小课题供学生选择,然后学生自己总结知识结构,自己寻找知识应用实例,运用所学知识解释现象或自己编题,或自己设计能说明有关物理规律、现象的实验等.在复习课上,教师精心组织,让学生展示自己的复习成果.在热现象、光现象、密度、压强、机械能和内能、电功率等阶段性学习结束后,一中、二中等许多学校的教师都用这种方式进行过实践.
例如,在学完“压强”“液体压强”“大气压”后,有的教师给出复习提纲,列出许多课题(如“设计实验,说明决定压强大小的因素”“设计一个能说明液体压强规律的实验”“寻找生活、生产中改变压强大小的实例”“寻找生活中运用液体压强、大气压强的实例”等)供学生选择.学生选择后,自愿组合,进行分工,有的查资料,有的设计实验,教师及时指导,了解动态,掌握各组研究情况,以便组织学生在复习课上展示交流.在复习课上,教师按序让学生向大家一边展示,一边介绍自己的构思和用到的压强知识,中间穿插其他同学的评议、质疑和教师的点拨.如在“液体内部压强规律”展示中,一个学生将可乐瓶制成底部扎有橡皮膜、侧壁竖直方向有两行并排深度不同的小孔.演示前,用胶布封住小孔,向瓶内注水.演示时,揭去胶布让同学观察,并对大家说:“这个实验可以说明四个问题,谁来说说看?”学生踊跃发言,气氛热烈.另一学生将气球皮放入小口玻璃瓶中,向气球内灌水,居然能拉着气球把瓶提起来.最后师生共同总结,教师及时鼓励.整个复习过程中,学生不仅亲身体会到生活中处处有物理,学习物理有趣、有用,而且还进发出许多创新的火花.
再如,学完光现象后,一中的学生利用光沿直线传播的规律探究“无影灯的原理”,分别拍摄了1支、2支、4支、8支蜡烛照在同一物体上的照片,在复习课上展示,使大家对“无影灯的原理”一目了然;在复习课上,有的学生还展示了自己探究“自行车尾灯”的过程,讲述了从猜想内装电池灯泡——猜想内壁涂荧光粉——拆开尾灯观察的经过,并画图简单说明了尾灯的结构及完全反射的原理;有的把平面镜放在适当位置,抬起布娃娃的一只脚,大家在镜中可看到布娃娃腾空飞起,十分有趣.一中、莫愁花园学校的学生综合利用所学的光知识、数学中的相似三角形、比例关系,列出“用物长与影长的比例关系”“用光的直线传播和相似三角形知识”“用照相机成像及比例关系”“用光的直线传播和等腰三角形知识”四种不同简易测算办法,后两种测算办法都出乎教师意料.
三、几点思考
(一)进行研究性学习活动要立足于“发展”,体现“发展性”
物理教学包括“教”和“学”两个方面.因此,初中物理教学中进行研究性学习活动,应立足于学生的发展和教师的发展两个方面.首先.教师要转变教育思想,立足于“以学生的发展为本”来设计教学,从有利于发展的角度思考问题,努力引导学生自主钻研,鼓励他们求异创新,主动建构自己的知识体系.这种学习方式不仅使学生能真正理解、掌握知识技能,还能促使他们思维开放,学会学习,并且越学越“活”,具有一定的能力、科学素养和创新意识,为他们的终身学习和发展奠定基础,使他们更能主动适应社会发展的需要.对教师而言,在这种研究性学习活动中,师生相互交流,相互促进,学生在完成有关内容的研究过程中需要教师的“引导”,而学生自主性的学习、开放性的思维,也必然促进教师视野的开阔、思维的拓展、观念的变化、知识的更新.
例如,在“压强、液体压强”研究性复习课上,学生展示了上网查资料获得的“在大坝决口处,为了减缓水流,便于填堵,先用充水袋堵决口”的事实,不仅令学生感到新奇,也使教师大开眼界.再如,学生学完初三物理“生活用电”“电和磁(一)”后,一些教师引导学生运用控制变量法去探究“热水瓶保温与水量的关系”“摩擦力大小与材料的关系”“水和酒精的分离”;还有一些教师引导学生围绕“家庭生活中灯具的选择及安装”课题和“自制小电动机模型”.开展课外实践研究活动,让学生把所学知识与社会实践联系,学生通过社会调查、上网咨询、查阅资料等多种途径,去获取书本上没有的知识.虽然当时学生正面临毕业,但这些教师认为,引导学生在研究性实践活动中去接触社会,关注与所学知识有关的技术问题,与同学团结协作、共同研究,初步体会科学探究的方法,初步得到科学的素养,将对他们一生产生极大的影响,这远比多做几道题去应付考试意义更大.(事实上这些活动并没有影响升学考试,这些教师任教班的学生在中考中都获得了优异的成绩.)在自制小电动机后,学生深有体会地说:“自制小电动机模型的过程,不仅使自己知道了电动机的原理、构造,体验到换向器的技术作用,而且自己的意志、毅力也经受了考验,要把这种战胜困难的勇气带到今后的学习、生活中去,去面对人生更大的挑战.”在“家庭灯具的配置安装”的展示课上.学生展示了20多种不同的设计(其中有的设计获全国青少年科技创新比赛一等奖),有的还汇报了研究过程中上网查询与外国专家交流的体会.这些创新的火花,既出乎教师意料,又撞击着教师心灵的创新火花,促进着师生共同发展.
(二)进行研究性学习活动,要关爱每个学生.体现“全体性”“自主性”
教育对每个公民都是平等的.在物理教学中进行研究性学习活动,要关爱每个学生的成长、发展.不能认为只对学习基础好的“尖子”学生适用.不同的学生个性、心理、智力、情感、品质各不相同,在研究性学习活动中的表现和研究的深度也往往不同.在物理教学中,进行研究性学习活动时,要针对不同学生的实际,采用不同的引导、激励方式,鼓励学生挖掘潜能.实践证明,在生源、条件差的一些学校,同样可以在物理教学中进行研究性学习活动.例如,我市有一所中学地处远郊、生源不佳,是设施落后的普通初级中学,该校有位教师积极进行教法、学法改革,将研究性学习活动引进新授课和复习课教学中,结果学生学习物理的热情极大地调动起来,并从探究中体验到成功的喜悦,对物理学习有了自信心、成就感.
在物理教学中进行研究性学习活动,要注意突出“自主性”,切勿“包办代替”.研究性学习活动是以学生自主性、探究性学习为基础的,主要以个人或小组合作的方式进行,教师和学生是合作伙伴关系,教师是组织者、设计者,又是参与者、引导者.因此,在研究性学习活动中.教师要不断激发学生的参与热情,留给学生独立思考的空间,开发学生的创新潜能,在“导”上下功夫,因材施“导”,因势利“导”,教师可在课题、方法的选择上给予引导、帮助,但不能过多“介入”.更不能“包办代替”,要努力遵循青少年认知规律,创设自主学习和活动的情境,激活学生主动探究学习的内在积极性.这样才能有效地培养学生独立思考、自主学习的能力及其组织能力、社交能力、综合实践的能力.
(三)进行研究性学习活动,要注意联系实际,选好课题,体现知识的“应用性”
物理学与科学、技术、社会紧密联系,将研究性学习活动融入物理教学中,选好课题是关键.选题应注意贴近学生的生活实际,从学生熟悉的生活、生产实例入手,体现物理知识在科学、技术、社会中的广泛应用.此外还应注意切合学校、家庭的实际以及与其他学科的联系.这样容易激发学生探究的兴趣.例如,结合现行初中物理第一册内容,就可以列出以下课题(以下课题大部分我们已实践过).1.自制不同分度值的米尺,用此尺测量自己的身高.
2.用不同的方法测大树直径.
3.测蚊香燃烧速度,蚂蚁、乌龟、蜗牛爬行速度,商店电动扶梯上升速度.
4.调查学校、家庭周围噪声的来源及防止.
5.观察生活中各种蒸发、液化现象并列举它们的利用和防止方法.
6.调查管道输水技术.
7.调查蔬菜大棚的优越性.
8.研究水的沸点变化.
9.观察厨房里的热现象,并用所学的知识加以解释.
10.观察生活中的光现象,试用所学的知识加以解释.
11.运用光的直线传播测楼高或旗杆高.
12.研究不同液体对光的折射.
13.自制万花筒、潜望镜、照相机,并说明它的原理.
14.某群体(学校、小区、村庄)视力状况及防治的调查.
15.研究显微镜、望远镜.
16.调查密度知识在生活中的应用.
17.探究几种测密度小于水的物质密度的方法.
18.用密度知识探究测省、市地图面积的不同方法.
19.自制测力计研究不同材料的承受力.
20.调查压强、液体压强在生活中的应用,设计说明压强、液体压强规律的实验.
21.研究塑料袋的最大承受压强、自己对地面的最大压强.
22.调查附近的船闸、防洪排涝的措施.
23.调查房屋地基的承压能力.
24.参观高压氧舱.
25.研究沸点和气压的关系.
26.探究几种测玻璃球、挂件、牛奶、饮料密度的方法.
27.自制孔明灯、热气球、密度计、潜水艇.
28.调查船的吃水线.
29.自制杆秤.
30.观察生活中的杠杆、滑轮、轮轴.
31.调查工地上简单机械的应用.
32.研究老虎钳上的物理知识.
33.调查研究自行车上的力学知识.
34.测人体最大输出功率.
(四)进行研究性学习活动,要体现“多样性”
一是进行研究性学习活动途径的“多样性”.物理教学中进行研究性学习活动,可以放在课内,可以放在课外,还可以是课内活动和课外活动的有机结合;可以是整节课的探究,也可以是部分的探究.研究活动的途径,可以是课内、课外教材的阅读,可以是课内、课外实验的探究,课外参观、调查、访问、上网查询,等等.
二是学习方式的“多样性”.研究性学习是一种学习方式,但不是唯一的学习方式.设计教学方案时,既要把书本知识和实际结合起来,也要根据学校、教师、学生的具体情况进行选择,把研究性学习方式和接受学习、发现学习等其他学习方式结合起来.
三是研究性学习活动评价方式的“多样性”(多元化).对研究性学习活动的评价应重“过程”,即将观察、记录、描述学生在活动过程中的表现作为评价学生的基础,在具体操作中可根据学生在活动中的表现给予记录打分,或根据评价指标内容设计针对性强的实验、习题进行描述性评价,或根据知识、技能的掌握程度评定A、B、C等级.评价时,可自评和互评(同学间、师生间)相结合;定性评价和定量评价相结合.这种评价方式,对传统的重结果的评价是一种挑战.
(五)进行研究性学习活动,要注意思维的开放,体现“创新性”
在研究性学习活动中,学生是活动的主体,教师可在课题、方法的选择上给予引导、帮助,但不能过多“介入”,更不能“包办代替”.教师要不断鼓励学生的参与热情,留给学生独立思考的空间.通过“一题多解”“一问多答”“自己编题”“自己变题”等,创设情境,引发思维的“冲突”“发散”“开放”“拓展”,在多种方法中比较最佳方案,进行再“拓展”.学生在这些研究性的“求异”思维的活动中,创新意识日积月累,得到培养.
例如,在“导体和绝缘体”课上,有的教师激发学生主动参与的热情,让学生自己想办法设计几种判断物体是否容易导电的办法.结果学生除了用课本上的“将物体接入电路,观察小灯泡是否发光”的办法外,又想出了利用“摩擦起电后,物体能否吸引轻小物体”,或“用摩擦后的物体与验电器小球接触;观察验电器箔片张角是否变化”,或查表判断等三种方法.
又如,在上“焦耳定律”前,有些教师提出“探究电热跟哪些因素有关”的课题,让学生大胆猜想,并设计实验验证猜想,学生探究热情被激发后,为了比较电热大小与电阻有关,想出了许多办法,有的设计了观察比较“电热丝使红墨水扩散快慢”的实验,有的设计“观察比较电热丝使火柴燃烧先后”的实验,还有的设计“电热丝加热加快高锰酸钾制氧反应速度,通过气球充气的快慢判断电热大小”,有的运用串、并联的知识,用裹了蜡的电阻丝R[,1]、R[,2]、R[,3]、(R[,3]=R[,2]>R[,1])三个电阻,设计了将R[,1]与R[,2]串联再与电阻R[,3]并联后接在电源上的电路,用观察三个电阻上的蜡在不同情况下熔化的先后顺序,来研究电热与电流I、电阻R、时间t有关.有的在设计实验的过程中,还发现课本上利用液体膨胀来比较电热大小所需要的时间长,于是提出利用空气受热膨胀设计实验的设想.
再如,学完“电路”后,有的教师引导学生设计安装与生活紧密相关的电路,学生探究热情被激发后,短短的一周内,全班56个学生,分18个小组设计安装了“密码电灯开关”“抢险报警器电路”“交通灯电路”“触摸式防盗报警电路”“奶牛自动放养电路”等18个电路,并都进行了实物安装.其中密码开关涉及未学到的“门电路”,但学生却在自己的研究性活动中弄懂了并还有条理地向其他同学作了介绍.
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