研究性學習在技校物理教學中的應用論文
內容摘要：技工學校的學生大多數是公認的學習基礎較差的學生群體，普遍對理論文化課的學習存在種種困難，傳統教學體系強調灌輸、傳授；學生的獨立性、主動性、創造性受到了抑制，扼殺了學生的學習積極性。所以，技工學校的教學工作必須轉換教學角色、改進教學方法，努力提高學生的學習興趣，以提高技校生的教育教學質量，培養他們的創新精神和實踐能力。在市場經濟不斷完善的今天， 社會要求每一勞動者應具備多種能力：有一個人的創新能力、自主學習能力、與他人的合作能力等等，在培養這些能力方面，進行研究性學習是極其有效的。這種學習方式的突出特征就是能讓學生在學習過程中自由選題、自主探究和自由創造，與以往的學習方式相比，研究性學習更有利于培養學生創新能力。它跟接受性學習功能各異，相輔相成。本文就研究性學習在技校物理學科教學過程中的應用提出一些個人的看法與觀點。
關鍵詞：研究性學習 物理教學 引導 滲透
在當今大力提倡創新精神和實踐能力教育的背景下，物理教學要注意讓學生體會某一知識或規律產生或發現的過程，將當初科學家們研究這一問題的過程適當地重現在學生面前，讓學生體會到發現問題、分析問題、解決問題的樂趣，進而掌握某種處理問題的方式方法，提高學生的學習能力和創新意識，這才是物理學科教學的最終目標。作為一名物理學科教師，如何通過自己的教學活動和引導，使這一教學目標最終實現呢？經過幾年的實踐與探索，我認為可以從如下幾個方面去著手：
一、充分認識研究性學習的內涵和特點以及必要性
1、概念
研究性學習是指學生在老師指導下，根據各自的不同的興趣、愛好和自身條件，選擇不同的研究課題，通過知識與經驗并重的主體性探究性活動，實現自我發展，培養自己發現問題、分析問題、解決問題的能力，以及培養創新精神和創造能力的一種學習方式。
2、研究性學習特點
從教育心理學講，研究性學習屬于發現學習。發現學習的特征是學習的主要內容未直接出現，只呈現有關線索或例證，必須有學習者去獨立發現，自己得出結論，然后再將發現內容和結論內化。而接受學習的特征是把要學習的全部內容或多或少地以定論的形式呈現給學習者，不需要學習者任何形式的獨立發現，只需要學習者把學習材料加以內化，把新舊材料的內容有機地結合，即新學習的內容與認知結構中的有關內容融為一體，并存儲下來。可見，發現學習過程比接受學習過程多一個即解決問題的階段。前者比后者復雜。根據發現學習的特征我認為研究性學習的特點有：
①自主獨立性 研究性學習的基本目標之一是培養個體的創新素養，這就決定了開展研究性學習要求學生自主獨立性，能根據自己的特點，選擇獨立的方法、自主探索、自研交流，獨立地解決學習中的問題。
②探索性 科學發展史，本身就是一部對奧秘的探索與對問題的解答歷史。研究性學習要求學生親身體驗，善于探索，所謂那些沒有受過未知物折磨的人，是不知道什么是發現的快樂的。
③過程性 研究性學習注重學習的過程、思維方法的培養，它強調的是學習的過程，而不是學習的結果或研究的成果，也就是說學生是否掌握某項具體的知識技能并不重要，關鍵是學生通過研究性學習是否能對所學的知識有所選擇、判斷、運用去解決一些基本的問題等。
④全體合作性 研究性學習主張學生全體參與，她重過程而不重結果，她目的是盡可能激活所有學生的潛能，研究性學習中無“尖子生”和“學困生”之別，成績平平者的同學，很可能具有研究和創造的潛質。同時，研究性學習工程往往是自主學習和與他人合作學習的結合，她需要合作者的集體智慧和分工協作，學會與他人合作，與他人合作進行研究性學習，去解決一個問題，這也是研究性學習的一個特特點。
3、在技校物理教學中開展研究性學習很有必要
物理是一門重要的基礎學科，其教學理應作為創新教育的主戰場，有其高而深遠的價值，有著其他學科不可替代的作用。當前技工學校的物理教學，存在著許多困惑，令人深思與反省。一是技工學校的學生大多數是公認的學習基礎較差的學生群體，普遍對理論文化課的學習存在種種困難；二是受傳統的應試教育影響，家長、社會對學校的認可標準，實際的教育是脫離了物理教學原有的本質。在一定程度上扼殺了物理教學應有的勃勃生機。在一個變革的社會中，每個人都需要科學技能，在培養這種技能方面，讓學生進行研究性學習比其他的教學更為有效。
根據美國當代著名教育心理學家布魯納（Bruner，J。S。，1915～）的認知—發現理論。布魯納認為，教育不僅應當盡可能使學生牢固地掌握科學內容，還應當盡可能使學生成為自主且自動的思想家。這樣的學生當他在正規的學校教育結束后，將會獨立地向前邁進。布魯納認為，學生掌握學科結構的最好方法是發現法，發現法有助于提高智慧的潛力；有助于培養學生的內部學習動機，最好的學習動機莫過于對學習材料本身具有內在的興趣，有新發現的自信感，發現法利用學科內部概念造成新奇、誘惑，引起學生對學習本身的興趣；發現法有助于學會發現的探索方法；有助于記憶。
因此在技工學校的物理教學中，開展研究性學習，在物理課堂教學中引入研究性學習，以提高我們學生的創新精神和實踐能力是很有必要的。
二、在技校物理教學中滲透研究性學習
目前階段技校的教學形式仍然以班級授課制為主，因此如何在課堂教學中實施研究性學習這是一個非常實際的問題。技校教學中研究性學習的開展，關鍵是要把研究性學習的思想滲透到學科教學中，對于物理學科而言這一點就顯得尤為重要。布魯納認為，教學不應當使學生處于被動接受知識的狀態，而應當讓學生成為發現者。在教學中運用發現法，要根據學科和學生的特點進行，其靈活性較大，老師教學時應注意：1、鼓勵學生有發現的自信心；2、激發學生的好奇心，產生求知欲；3、幫助學生尋找新問題與已知事物的聯系；4、訓練學生運用知識解決問題的能力；5、協助學生進行自我評價；6、啟發學生進行對比。參考布魯納的觀點，我的具體實施方法如下：
１、在教科書的框架內盡可能多的擴大學生的自主學習空間
研究性學習的指導思想就是要發揮學生的主體作用，我們的教科書已經給定了學生學習的知識框架（學生不可以自主的選擇學習的內容），作為教師就應該在這個框架內盡可能多的擴大學生自主學習的空間。
①首先，要注重啟發學生對某一知識根據自己的經驗提出問題和猜想（即培養學生提出問題的能力）。在技校物理教材中有許多內容都可以用來培養這一能力，如采用控制變量法研究的一些問題：滑動摩擦力大小的影響因素、物體加速度的研究過程、電阻大小的影響因素，歐姆定律的研究過程、電磁鐵磁性強弱的影響因素、磁場對電流的作用規律、焦耳定律的研究過程等等。值得注意的是，學生提出的猜想其中可能有一些是不正確的，或者說存在概念錯誤，還有可能某些真正的影響因素他們根本沒想到，這時我們教師千萬不可單純為趕進度，將這一過程留于形式，而應該耐心仔細的引導學生根據他們平時的生活經驗和所學的物理知識進一步分析，從而提出更多的猜想，這樣對于培養學生提出問題的能力大有好處。
②其次，引導學生在提出問題的基礎上自主選擇解決問題和驗證猜想的方法、途徑和工具（培養分析探究問題的能力）。鼓勵學生大膽的提出了許多猜想，隨后再根據各自的猜想將他們分成幾個小組，引導各個小組的學生自主的選擇驗證各自猜想的方法，可以通過自己設計小實驗去驗證自己的猜想（由于此過程是在課堂教學的過程中進行，所以教師應盡可能多的準備一些實驗器材，以供學生選用），對于學生設計的某些典型的實驗，教師還可將它介紹給其他小組，其他小組的學生還可以提出改進意見，這就充分發揮了他們學習的自主性，培養了他們團結協作的精神。
例如，在講授技校物理教材中第56頁，第三章第二節《牛頓第二定律》時，可提出需研究的課題：在上節課的基礎上，本節定量地研究“加速度a與外力F和物體質量m的關系”。要求設計解決方案，包括實驗裝置、實驗器材、要觀察測量記錄哪些物理量、根據數據分析得出什么樣的結論。
經一番思考討論，學生會得出一些實驗裝置，然后教師加以引導并指導學生閱讀書本，讓學生統一認識到書本裝置的好處。（之一小車勻加速直線運動便于控制），此時學生會提出書本圖中用光滑木板，而這是理想的木板，我們實際并不能找到如此的木板，我們實際用的木板，當小車在木板上作勻加速直線運動時必然要受到摩擦力，此時小車受到的合外力實際應為F合=F繩—F摩，考慮到實際中摩擦力測量并不容易，而本實驗要解決的問題中如何解決這個摩擦力問題是十分關鍵的。由此學生再次展開討論；如何來平衡這個摩擦力，經分組討論，學生很快提出：只需把木板一端略抬高些，讓木板與水平面形成一個傾角θ，讓小車的重力沿斜面向下的分力Gx=G·sinθ來平衡這個摩擦力F摩，使小車放在這個木板斜面上恰好能做勻速直線運動。
解決了摩擦力平衡問題后，學生情緒高漲，為自己探索的成功而興奮，緊接著，趁熱打鐵，讓學生思考本課題核心，加速度a與合外力F和質量m的關系，加速度a與合外力F、質量m兩個變量有何關系，應如何研究。由于學生們在初中自然科學中學習電學《歐姆定律》時已學過類似方法。很快學生答出：采用“控制變量法”：先讓兩小車質量相同ｍ１＝ｍ２，（控制一個變量不變）而讓兩小車受到的繩子拉力不同，測出相同的時間小車經過的位移，再由位移公式S=（1/2）*at２得a=2S/t2，從而研究加速度a與合外力F關系轉化為位移S與合外力F的關系；再控制兩小車受到的拉力這個變量相同F1＝F２，讓兩小車的質量不同，測出相同時間小車經過的位移，仿前步驟，研究加速度a與質量ｍ的關系轉化為位移S與質量ｍ的關系，綜合兩次實驗結果，同學們很快會得出，a∝F和a∝１/ｍ的結論。
在實驗基礎上，教師歸納牛頓第二定律，得出F合=ｍａ。采用研究性學習這種模式后，整個學習過程充滿樂趣，學生的情緒一直處于緊張而興奮的最佳點，思維活躍，能對課堂上的知識點進行歸納總結。
③另外，對于某些同學提出的設想，倘若短時間內無法在課堂內用實驗驗證，我們還可以鼓勵他們課后去驗證，當然也可以采取其它的方法來幫助分析，例如，有同學認為滑動摩擦力的大小與運動速度有關，而這一實驗又不便直接驗證，那么我們還可以采用極端假設的方法來反駁，我們假想滑動摩擦力的大小隨速度的增大而減小是正確的，那么必然會存在這樣一種可能性，當速度達到一定的程度，滑動摩擦力的大小將等于零，物體的運動將不再需要動力裝置來克服阻力，這顯然是錯誤的。對于滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關也可采取這樣的分析方法來反駁，假設滑動摩擦力的大小隨接觸面積的增大而增大是正確的，那么反過來說，滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小，也應該是正確的，試想，當我們推一重物很費力時，是不是只要將它與地面的接觸面積縮小就可以實現省力的目的呢？顯然這樣的設想是荒謬的，從這個例子我們可以看出采用這種反證法的思想來證明自己的觀點，對于提高學生的思維能力也大有益處。
④提高學生學習自主性的最后一個環節就是鼓勵學生從事實（物理現象）中得出自己的結論。學生在自主選擇的基礎上想方設法去驗證自已的猜想，最后不管他們的猜想是否正確，都應該鼓勵他們大膽地把他們的親身體驗小結成結論或經驗。雖然這樣的結論并不是非常全面，但對于提高學生口頭表達能力以及分析總結的能力是非常有幫助的，當然在這個基礎上，教師還需要再引導學生做更為深入的分析，最終去偽存真，綜合分析得出更科學的結論。
２、在課堂教學過程中采用類比法擴大學生自主學習空間
在課堂教學過程中擴大學生自主學習空間的另外一種做法也值得一提，那就是采用類比法促使學生將所學到的新知識與自己生活中的經驗進行類比，擴大他們思維的空間，以加深他們對新知識的理解。在現行教材中適合采用這種方法的教學內容非常多，如聲波的傳播形式可比作水波的傳播形式、電流可比作人流或水流、電壓可比作水壓、原子核與原子體積大小的關系可比作乒乓球與地球的大小關系等，這些形象的類比是將學生平時的生活經驗有效的融入課堂，對于某些抽象知識的理解非常有利，教學過程中教師可以利用自己的智慧打一些恰當的比喻幫助學生理解，同時也可以引導學生在理解的基礎上自己來打比喻，加深理解。比如在學習導體電阻大小的影響因素時，教師首先引導學生分析猜想對電阻大小可以造成影響的因素有哪些，然后采用控制變量法對一個個因素逐一研究，然后為了加深學生的理解，還可以引導學生將自己的理解用比喻的形式表達出來，就有幾位同學在講解電阻隨導體橫截面的增大而減小時，打了這樣一個比方：將電荷通過導體比作千軍萬馬過橋，若橋越寬則軍隊越容易過橋，阻礙越小，那么電荷通過導體時導體橫截面積增大，電荷通過時受到的阻礙也會越小，電阻越小。經過許多這樣訓練我認為既可以鍛煉學生的思維能力和類比能力，同時還可以檢驗學生的理解是否出現偏差，效果十分理想。
３、在課堂教學中適當增加一些體驗性的活動
研究性學習的最根本的出發點就是讓學生充分體驗獲取知識的過程，在實踐過程中豐富體驗，構建知識。如：1牛的力是多大，20牛的拉力是多大，這完全可以讓學生去親自體驗：用手托起兩只雞蛋所需的力約為1牛頓，用手拉開易拉罐所需的力約為20牛頓。再如力的作用效果與力的三要素有關，我們也可以讓學生在開關門的過程中體驗力的作用效果與三要素的關系；用彈簧測力計測量物體重力時測力計要保持靜止，這一點也可以讓學生將測力計加速上升或加速下降進行具體體驗，顯然通過這種方式獲得的知識，要比在牛頓的著作中或在一本教科書中搜尋答案更有意義，這種“真正的體驗活動”不僅可以讓學生獲得對知識的真正理解，而且還可以讓學生得到“如何去獲得知識”的能力，而這正是研究性學習的一個很重要的宗旨。
三、課后輔以一定的課題研究
課題研究是目前嘗試開展研究性學習最常用的一種形式，物理學科與學生的日常生活、生產科技結合十分密切，學生利用課余時間適當開展一些與本學科知識有關的課題研究，對于提高學生的學習能力、知識的應用能力都非常有益。
１、課題研究要選好題目
要搞好這項活動首先是選題的問題，研究課題的來源可以源于課本或從現實生活中選擇與學科內容相關的內容。
如：用學過的物理知識分析車床刀架上車刀受力問題、自行車上的力學問題、探究熱水瓶內所盛開水的多少與保溫性能的關系、調查不同服裝材料的保溫性能及其發展狀況、學會抄讀家用表（水表、煤氣表、電能表）、裝配直流電動機模型的體會、調查城市中的熱島效應等，這些問題都是非常有趣而且貼近生活的好課題。當然課本中的小實驗和小制作，也可以作為學生課外研究的內容，教師可以根據教學進度適當布置。此外，我們還可以根據學生的具體情況，從他們平時現實生活中選取一些他們所關心的話題，結合自己所學的學科知識加以應用，解決一些實際問題，如：冬天到了，大風天氣很多，許多同學到了室外都喜歡躲到樹后或墻后避風，但兩者的避風效果顯然不同，同學們之間展開熱烈的爭論，我就把這個問題作為一個課題————“障礙物對氣流的影響”讓他們課后通過實驗討論并驗證自己的結論，結果全班同學都參與了這個課題的研究，得出了許多重要結論，在交流討論時，大家又做了改進，學習討論的熱情非常高。
２、課題研究的分組研究、總結成文
課題研究的第二步就是分組研究、總結成文。教師可以有計劃地組織學生根據各自的興趣愛好選擇相應的課題，然后按照課題的種類將全班同學生分成幾個專題研究小組，分別制訂研究計劃，進行合理的分工合作，通過查找資料、動手實驗、社會調查等親身實踐獲得對研究問題的直接感受，這個過程可能要持續相當長的時間，教師在整個過程中都要作為一個參與者，參與每個小組的討論，同時可以給于適當的引導和幫助，讓各組成員定期進行中期匯報，教師做好跟蹤記錄以防個別小組半途而廢，最后要求各組按照規范的格式總結成論文，以便進行班內交流。為了進一步提高學生興趣，我們還可以將每個學期學生課外課題研究論文裝訂成冊。
３、課題研究的討論與交流
課題研究的最后一個環節就是討論與交流。交流的形式可以多種多樣，可以采用演講的方式、做報告的方式（可配帶電腦PowerPoint制作的幻燈片）、答辯的方式等多種形式，交流過程中其它組的學生還可以提出一些改進意見，這樣不僅有利于提高論文的深度，也有利于其它組學生拓寬知識面。充分體現了學生為學習主體的教學理念，在實際教學的過程中，受到非常好的教學效果。
四、結束語
以上就是我在物理學科教學過程中，滲透研究性學習的一些做法，這里我談了許多研究性學習的優點，但這并不是說我們在學科教學的過程中都應該采用這樣的教學方法，原因有二：第一，教學時間不允許；第二，每一種教學方式都各有所長，“研究性學習”在積累直接經驗、培養學生的創新精神和實踐能力方面有其獨到之處，而“接受性學習”在積累間接經驗、傳遞系統性學科知識方面，其效率之高是其他方法無法比擬的，因此這兩種學習方式在學科教學中都是必要的，而且是相輔相成的，通過接受學習獲得的知識可以用來解決問題，而發現學習也有擴大知識和檢查知識理解得如何的作用，絕對不能以此來反對或摒棄其他學習方式。我相信只要我們正確處理好兩者的關系，在教學過程中適當運用“研究性學習”的思想，使它的優勢充分發揮，我們最終的學科教學必將變得豐富多彩，教學成果必將無比豐碩！
參考文獻：
1、《教育心理學》唐衛海 劉希平著南開大學出版社2005年12月第一版
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8、《活動教育引論》田慧生等．北京：教育科學出版社，2000
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