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中学物理研究性学习的指导与探讨
中学物理研究性学习的指导与探讨
四川省内江市翔龙中学隆洪波
摘要
随着新课程改革的不断推进、深入,新课程改革对于我们的教育工作者来说,也提出了更加严格的要求。
在学校教育中如何科学地、系统地培养中学生的创新能力,一直为大家所迷茫。
“研究性学习”的提出,无疑为教育工作者找到了真正的出路。
中学物理作为一门以试验为基础的学科,在物理教学中进行研究性学习显得尤为重要。
那么,在中学物理教学过程中,又该如何来进行研究性学习的教学指导呢?
如何引导学生用科学探究方式去获取知识、应用知识、解决问题的学习方式呢?
这一切都是我们所应该思考和探讨的。
1引言
随着新课程改革实施的不断推进、深入,随着我国政治、经济、文化、社会生活的急剧变迁,随着基础教育改革的深入,研究性学习得到凸显。
中学物理作为一门以实验为基础的学科,在教学过程中开展研究性学习已是时代所需。
作为一名教育工作者,在中学物理的教学过程中该如何有效的指导开展研究性学习呢?
以下是个人对于研究性学习的教学指导的一点粗浅意见。
2在物理教学中开展研究性学习的必要性
研究性学习是一种学习方式,它主要从学习者个体发展的需要和认识规律出发,提出了以“创造”为指向的学习形式及有关的学习内容。
在学校教育和教学过程中,还需要更多地从不同的角度来考虑与之相应的课程、教材、教法等问题。
由于教育目的、教学目标的整体性和丰富性,学生的学习方式也必然是多样而变化的。
因此,研究性学习并不是要取代已有的学习方式,而是一种学习方式的必要补充。
中学物理探究性学习,主要是指在物理课堂教学中,学生在教师指导下,用科学探究方式去获取知识、应用知识、解决问题的学习方式.这里,学生的探究学习是在教师的指导下,班级集体教学的环境中进行的,它有别于个人在自学过程中自发的、个体的探究活动.而教师的主要角色则是探究性学习的组织者、引导者与合作者.“用类似科学研究的方式”,即让学生通过“观察、比较、分析,发现、提出问题,作出解决问题的猜想,尝试解答并进行验证”的过程去揭示知识规律,求得解决问题的方法和途径.其实质是让学生学习科学研究的思维方式和研究方法,从而培养学生主动探究、获取知识,解决问题的能力。
而物理作为一门以实验为基础的学科,在学习过程中不但需要学生亲自动脑、动手做实验,从实验中发现问题和解决问题,更需要学生能灵活运用物理知识解释生活中的物理现象,对生活中的物理问题学会用物理知识进行解决,这就需要学生有学习的能力,综合运用知识的能力,在这一点上恰与研究性学习的宗旨相吻合。
因此在物理教学中如果以研究性学习的方式进行教学,让学生自己提出问题和解决问题,学生就会对知识掌握牢固,提高学生运用知识的能力,而且物理与生活联系较为紧密和广泛,学生经常接触和应用,这样就能做到理论联系实际。
所以在高中物理学习中融入研究性学习,将更大程度激发学生的学习兴趣,培养学生学以致用的能力,提高学生的综合素质。
3如何进行研究性学习的教学指导
3.1指导学生自主学习,激发学生学习物理的兴趣
要让中学生能自主地进行物理的研究性学习,首先要让他们喜欢物理,了解物理的研究方法。
教师可以通过指导学生翻阅科普书籍和有关物理杂志,作好阅读笔记,直至在互联网上查找有关物理资料等形式,让学生理解物理知识的含义,了解物理的,以及物在促进人类发展过程中所表现出的魅力,以激发他们对物理的兴趣,同时也有利于培养他们自主学习的能力。
3.1.1加强实物演示,丰富感性认识
中学生的抽象思维在很大程度上属经验型,需要感性经验支持.因此教学中应了解学生的实际,通过实物演示消除错误概念。
太阳曝晒下的木块和金属块的温度如何?
学生最容易根据自己的感觉,认为金属块温度高,形成错误认识。
所以只有通过实验测定后,使学生认识到自己感觉的错误,才能消除错误前概念,否则任何讲授都是苍白无力的。
在教学中,抓住中学生学习物理的思维特点,充分利用实物演示及创造条件进行实物演示,积极消除学生的错误前概念,对提高物理学习兴趣是非常重要的。
3.1.2重视物理模型的运用,培养学生逻辑思维能力,消除学生思维障碍
理模型是物理学中对实际问题忽略次要因素、突出主要因素经过科学抽象而建立的新的物理形象。
通过运用物理模型可以突出重点,抓住本质特征和属性,可以消除学生思维方面的片面性和表面性,提高学生思维的独立性、批判性和创造性,从而使学生能够对自己从生活中形成的朴素物理概念分析区别,抛弃错误概念,形成科学概念。
在实际的教学中,通过运用宏观物体建立物理模型,便能够使抽象的问题形象化、具体化,更好地启发学生的认识和理解,从而收到较好的教学效果。
充分运用或创造条件,运用物理模型,将为后面大面积提高教学质量打下良好的基础。
3.1.3对学生进行挫折教育
逆境也是机遇,是说逆境是磨刀石,它可以砥砺人们的品格、才气和胆识,可以激发人们奋发向上的毅力和勇气。
有位哲人说:
“人们最出色的工作往往是在处于逆境的情况下做出的。
思想的压力,甚至肉体上的痛苦都不可能不成为精神上兴奋剂。
”
逆境虽非好事,但锻炼了人才,也孕育着摆脱困扰再前进的机遇。
如果说,逆境并非没有许多的恐慌与烦忧,那么,逆境也并非没有许多的安慰与希望。
对一个人来说,逆境就是“清醒剂”,人总要经历逆境的遭遇垢好,否则极易陷入消沉麻木而失去了上进的锐气。
因此,在物理的教学当中,适当地对学生进行挫折教育,对于学生来说,无疑是对人生的一次教育,让他们能够在以后的学习中不倦思索,大胆开拓,而不至于望而生畏,萎靡不振。
从而,也能更加让学生对于物理的学习产生兴趣。
3.2指导学生有效地开展研究性学习
3.2.1研究性学习要选好课题
高中物理研究性学习活动的开展,要有分类递进的教学思想.既要考虑学生的兴趣爱好,学科基础和学校的研究条件,又要考虑学生的发展问题。
选择课题的难度要由浅入深,否则就会影响他们的兴趣,挫伤积极性。
结合研究性学习的特点,可以根据以下几个原则进行课题选择。
(1)主体性原则
研究性学习区别于常规教学的一个很重要的特点,就是学生拥有自主选择课题,确定行动方案,自主动手操作,选择合作伙伴的权利,便于发挥学生的主体作用,因此,应允许对同一活动主题出现几个层次不同的课题,确定的研究课题应能照顾到不同学生的个别差异。
(2)发展性原则
研究性学习的目的,就是要使学习者在掌握知识技能的基础上,智力因素与非智力因素得协调发展和共同提高,所以可采用多种研究形式使其了解科学方法,丰富情感体验,培养多种能力,因此确定的研究课题,应含更多的教育因素,能更好地使学生各方面全面发展。
(3)实践性原则
一般应能很好的体现物理与技术、社会关系、要引导学生接触社会、认识社会、关注社会问题,获得关于社会及科技进步的直接经验,使学生在动手、动脑,体验的同时真切的体会到物理知识对人类的作用,对社会进步的推动作用,真切地体会到知识的力量。
(4)可行性原则
选择研究课题时,应充分考虑到每个学生原有的知识水平,兴趣特长,学校现有的教学资源,教师的指导水平,使选择的课题能够有效可行,让研究性学习能够真正落到实处。
3.2.2要充分体现研究性学习的特点
研究性学习强调以学生的自主性、探究性学习为基础,学生按自己的兴趣选择和确定研究的对象,研究内容的实施主要依赖教材和校园内外的资源。
教师在整个研究过程中只能扮演参与者、指导者的角色,而不能干预太多,要充分体现学生的主体性、自主性。
学生研究性学习的途径、要多样化,研究性的内容和形式要突破原有的学科教学的封闭状态,在开放、主动、多元、合作的学习环境中进行研究性学习,这有利于培养学生主动思考问题,探究、发现问题,解决问题和交往合作的能力。
在物理研究性学习过程中可向学生开放实验室,让他们自主设计、操作、完成实验;开放图书阅览室,让学生自己查阅资料,培养学生走向社会选取研究素材的能力。
3.3研究性学习要注重学习的过程
研究性学习与传统的学科教学中只重视学生学习结果可量化、可操作性的预期不同,研究性学习应该将学习过程看得比结果更重要。
学生在选定课题后,首先要引导他们对课题进行认真分析,找出存在的问题,建立问题的概念框架,提出预期目标。
其次是让学生查阅资料,开展小组探索讨论,设计研究方案,进而对方案的可行性进行论证,通过反复修改论证,确定比较可行的研究方案。
再次根据研究方案进行探索研究.教师要引导学生仔细观察实验过程的每一个环节,作好实验记录,进行思考分析,解决遇到的问题和挫折,进而得出研究结果。
然后对研究的过程和研究成果进行检验、评价,最后进行交流。
这样即使成果是稚嫩可笑的,不足称道的,但学生通过一系列研究过程的亲身经历,可了解科学研究的一般流程和方法,锻炼与他人进行交往合作的能力,知道除教材以外还有很多获得知识和信息的渠道。
有利于学生养成科学精神和科学态度,有利于培养他们的创新素质和创新能力。
4研究性学习的一般模式
4.1研究性学习的一般模式
物理学科内的研究性学习,根据中学生的知识水平和研究能力不同,可以涉及不同层次的研究学习模式。
最常见的一种是“课堂自主探究式”教学模式。
该教学模式分以下四个实施阶段:
(1)创设情景,提出课题。
教师利用各种手段创设特定的学习情景。
如观察、实验、案例分析、图片研究等,引导学生提出与课堂内容有关各种科学问题。
通过教师引导和学生讨论,集体提出待探究的学习课题。
(2)科学猜想,实验验证。
提出探究的学习课题以后,就要求学生根据已有的知识和生活经验以及通过到图书馆或上网查阅、收集信息做出比较合理的猜想、假设和设计探究方案;然后通过实验进行验证。
(3)分析讨论,得出结论。
对通过实验验证得出的结论做出科学解释。
在分析讨论过程中,可借助于多媒体教学,进行网上合作学习。
学生通过网络的辅助,将各自的猜想、假设、实验方案或得出的结论带入网络讨论区进行交流,比较各小组的探究过程和结论,从中获取成功的经验和失败的教训,使自己的思维过程更趋合理。
4)课题总结,培养能力。
学生对各自的探究过程进行总结,陈述各自的探究结论或实验现象与结论,并对各自的探究过程和结论进行评价、反思;同时,学生对其他同学的探究过程和结论进行评价、反思,提出意见和建议;教师对学生的总结进行适当地补充和评价,并引导学生进入网络智能习题库,完成自我测试,测试结果由计算机网络当即反馈给学生。
这种探究式教学模式不仅关注学生“知道什么”,更关注学生“怎样才能知道”,在“让学生自己学会并进而会学”方面下功夫,通过学生的主动参与、亲身体验促进学生对科学知识的“动态建构”,培养学生的综合能力。
4.2研究案例
研究性课题:
胡克定律的验证
目标要求:
使学生通过自己动手做实验来验证和理解胡克定律,增强学生的动手能力和自主学习能力。
器材:
弹簧勾码(100g)10个刻度尺铁架台等
实验操作:
(1)将弹簧一端固定在支架上,旁边固定一把竖直的刻度尺。
在弹簧下端固定一个砝码,从刻度尺上读出弹簧的长度,作为它的原始长度。
(2)逐次增加挂在弹簧下面的砝码,每增加一个砝码,得到一个作用外力
,并读出相应弹簧的长度,然后减去原始长度得到该砝码作用是的伸长
。
(3)在方格纸上做
图。
每读出一组数据,就在
图上画出一个相应的点。
·
(4)弹簧下端所挂砝码的个数,视实验过程而定。
如果挂上五至七个砝码后,已经可以明显的看出弹簧的伸长
随外力
变化的规律,即可停止实验。
反之,则需要在弹性限度内继续增加砝码进行实验。
表1某次实验的数据
图1
图
从
图中可以看出,六个点的线性程度很好,并且图线经过原点。
因此,可以得出结论:
弹簧的伸长跟它所受的外力成正比,即我们所要验证的胡克定律:
(1)
用图解法,可以求出
图线的斜率
,这根弹簧的倔强系数
。
注意
(1)实验过程中弹簧的伸长不能超过它的弹性限度。
(2)将悬挂一个砝码的长度作为弹簧的原始长度,可以避免因松弛弹簧的自然弯曲而带来的误差。
(3)实验要重复做3次,然后观察重复性,无突变并且稳定性较好可取三次实验的平均值作为实验结果。
这样既可减小测量弹簧伸长的误差,又可以检验在实验过程中弹簧的伸长有没有超过它的弹性限度(如超过弹性限度,两次结果必然相差较多)。
通过实验,验证我们的理论,并得到了我们的结果。
在这次实践中,巩固了我们的知识,提高了实验动手能力,学会了合作和尊重事实,也得到许多经验和教训。
5结束语
在新课程改革的推行下,研究性学习是实施素质教育和创新教育的一个创新点,在中学物理中开展研究性学习已是时代所趋。
本文只是就如何在中学物理教学中开展研究性学习提出了自己的一点粗浅建议。
中学物理研究性学习才刚刚开始,关于中学物理研究性学习的许多方面还有待进一步探讨,特别是在实验技能等方面与现行的教学方法相比,其短期效果不会明显。
同时还要进一步研究全面推进和实施研究性学习所面临的困难和障碍。
如在推进过程中,要面对外部困难,面对学生个体差异、面对培养目标的分歧等一系列障碍因素。
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- 中学物理 研究性学习 指导 探讨