蓝耀忠
摘要：高中物理的特点要求教师在教学过程中必须实施研究性学习方式。本文从研究性学习的原则、基本环节和如何实施等方面对高中物理实施研究性学习教学作了详细的论述。
关键词：高中物理；研究性学习；实施方法
一、课题的提出
物理学中基本概念和规律的定性表述与精确的定量表述的结合构成了物理学区别于其他学科的显著特点。物理学所揭示出的许多基本规律、定律和原理，特别是物理学中的一系列重大发现为阐述辩证唯物主义哲学的一般规律和原理提供了重要的科学事实，使辩证唯物主义的基本原理更加丰富并不断向前发展。物理学中丰富的辩证唯物主义观点，一方面为物理学的研究指明了方向，同时也深刻影响着人们进行物理思维的方式。如果学生能够在教师的指导下，有意识地通过自己查阅科普杂志、物理杂志和利用互联网上信息等资料认识物理的作用、地位及其与人类生活的关系。那么，激发学生学习物理的兴趣，无疑具有积极的意义。本文拟结合对中学物理教学过程特点的认识，谈谈在中学物理教学过程中实施研究性学习方式的做法和体会。
二、研究性学习的原则
研究性学习是一个重过程、重探索、重能力的课堂教学活动，它具有操作简单、师生交流频繁、课堂自由度大的特点。因此，在教学过程中，要创设良好的教学情景，教师应该遵循以下原则：
1.方向性原则
要求教师创设的情景充分体现教学内容，特别是通过情景把问题问到“点子上”，所创情景和所提问题要能反映“干什么”，从而使教学目标明确，教师意图清楚，学生成竹在胸并且使整个课堂有的放矢。
2.层次性原则
情景的设置要有合理的程序和阶梯性，要善于把一个复杂的、难度较大的课题分解成若干个相互联系的小情景、小问题；同时不同的班级、学生的知识水平和能力有所不同。因此，在进行情景设计时，应该随学生的思维水平而有所区别。同时针对学生实际，学生基础差一些的，可以多铺垫一些，情景创设简单些，采用“小步走”的方式，从而使情景的提出以及情景的解决，由易到难，由浅入深，由近及远。
3.“教为主导，学为主体”的原则
在教学时，教师必须想学生之所想，急学生之所急，从情景的创设到问题的提出，再到问题的解决，始终以学生为主。让学生观察、分析、讨论，教师适时点拨，学生归纳，解决问题。也就是说教师是这场戏的导演，学生是演员，切忌将知识奉送给学生。
三、研究性学习的基本环节
1.提出问题，创设情景
教师通过不同的途径和方式(如教师引导、学生之间的讨论、师生之间的讨论)激发学生提出科学的问题。接着，利用现代信息技术等多种教学手段创设特定的学习情景(如观察、实验、案例分析、研究图片等)，引导学生进入学习，同时提供解决问题所需的信息资料、实验仪器。
2.提出假设，科学验证
研究学习教学设计的核心要素，是要求学生提出假设、设计研究方案进行研究，直至得出结论。这阶段是自主研究阶段，具体包括：(1)根据已有的知识、经验或收集的信息作出比较合理的猜想、假设和设计研究方案；(2)由学生通过网络访问教师放置在校园网网络服务器上的网络资源库。学生带着问题或实验方案通过网络的必要帮助独立进入教师设置的学习环境进行研究；或者通过现代信息技术与多媒体实验辅助系统进行实时实验研究，收集实验数据。
3.分析讨论，得出结论
这阶段是协作研究阶段，具体包括：(1)对收集到的信息进行分析、鉴别、处理，得出结论；(2)对得出的结论作出科学解释。在分析讨论过程中，必要时可通过网络的辅助进行网上协作学习。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，比较各小组的研究过程和思维结论，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。
四、在教学中如何实施研究性学习
1.以观察和实验为基础
观察和实验作为一种手段，特别是作为一种物理学的基本思想或基本观点，在物理学的形成和发展中起着十分重要的作用。中学物理教学过程作为一种探索物理世界，掌握物理基础知识的特殊认识过程，与人类研究物理知识的过程有许多相似之处。因此，物理学研究中的观察和实验的思想和方法，必然影响和制约着物理教学过程的教学指导思想，这种影响和制约作用具体表现为：要求物理教学必须建立在观察和实验的基础上，使学生理解问题是如何提出的、问题是如何研究的以及问题是如何解决的，从而实现从感性认识到理性认识的飞跃。
在概念的引入时，我们可以通过实验提出问题；在定理、定律的讲解里，我们可以通过实验得出结论；在习题的解决中，我们可以通过实验帮助学生建立物理模型。例如，笔者在讲解《电磁感应现象》一节时，摒弃了教师喋喋不休地讲、学生被动无奈地听”的传统做法，代之以在让学生回忆初中所学相关内容后，提出问题：“闭合回路中的一部分导体切割磁感线产生感应电流的本质原因到底是什么？”在学生大胆假设出“是穿过回路的磁通量发生变化”后再提出由学生自行设计实验加以验证，由于磁通量的变化可以是由磁场的变化引起，也可以由闭合回路在磁场中的正对面积发生变化引起，甚至是二者同时变化引起，而其变化的方式又可多种多样。结果同学们设计出了三十多种方案。在进行交流的基础上，由实验室提供器材让同学们完成实验，检验其实验方案，探索实验结论。这样的处理方法体现了物理学中“大胆假设、细心求证”的研究方法，也使学生体验到探索的乐趣和成功的喜悦。从本节课的效果来看，学生不仅知道了电磁感应现象发生的原因，而且深刻理解了磁通量变化的几种情况；学生们不仅学到了电磁感应知识，而且锻炼了实验设计能力、动手能力和口头表达能力。
2.以形成概念，掌握规律为中心
物理概念和规律是构成物理学严谨学科体系的最基本的组成部分。重视和加强物理概念和规律的教学是学生理解和掌握学科基本结构的核心。它有利于学生通过自身的努力生成全方位的物理图象，有利于激发学生的智慧，发展其记忆力，促进知识的迁移，缩小高级知识和低级知识间的差距，有利于训练和培养学生的思维方法和思维能力。要实现以上目的，就抛弃传统的直接给出概念和规律的做法，代之以先进的“过程教学法”。即重视在课堂上与学生共同探讨概念和规律的形成过程：为什么要引入？怎样引入？使学生理解知识的来龙去脉，加深对概念和规律的认识。
在《平抛物体的运动》一节课的教学中，笔者首先通过一些具体的事例让学生体会到平抛运动是一种常见的运动，从而使学生产生强烈的研究愿望。接着根据物体做平抛运动时一边下落一边向前运动的特点，引导学生思考平抛运动可以怎样分解？然后学生分组研究设计实验，研究平抛运动分运动的特征。在此基础上，再引导学生运用牛顿第二定律从理论上加以分析平抛运动的两个分运动为何具有如此特征。这样的处理不仅使课堂更加生动，而且学生的参与性和参与热情更高，更重要的是学生对平抛运动的分解的理解更加深刻，对知识的综合运用能力更强。
3.以数学方法为重要手段
数学所具有的高度概括性特征，为描述具有深刻内涵的物理概念和规律提供了最佳表达形式；数学所具有的简捷而又严密的逻辑思维方式，简化和加速了人们进行物理思维的进程。此外，数学作为计算工具所表现出的严密性、逻辑性和可操作性等特点，在物理理论的建立、发展和应用等方面更显示出其重大的作用。物理概念的形成，物理规律的掌握离不开数学的方法和数学的思维，学生分析和解决物理问题的能力的培养更离不开数学。
以物理图象问题的教学为例：在高中物理教学中所涉及的图象很多，有运动图象、气体状态变化图象、伏安特性曲线等。在教学过程中如果只是就事论事，就图象讲图象，学生的理解只能很肤浅。相反，如果我们能引导学生从图象横坐标和纵坐标的意义、图线所反映的函数关系、图线斜率的物理意义、图线间交点及图线与坐标轴的交点的物理意义、图线和坐标轴所包围的“面积”的物理意义等方面对物理图象加以整体理解，将极大地提高学生对图象的认识，更有助于学生对图象的灵活运用。
总之，在研究性学习教学中学生始终处于一种积极参与、动手、动脑、动口、相互交流合作、理想联系实际的状态，他们的思维、表达、自学、实践、合作等能力与各种技能都得到了充分的发展，学生的情感和意志如学习的主动性、独立性、严谨的科学态度，勇于探索和坚持真理的精神也得到锻炼与培养。但是，物理课探究性学习体系的构建尚不成熟，还有待于在今后的教学实践中不断加以充实和完善。
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作者单位：广西南宁市马山县马山中学
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