研究性學(xué)習(xí)的教案
研究性學(xué)習(xí)的教案
高中物理研究性學(xué)習(xí)實(shí)施初探
研究性學(xué)習(xí)是一種在教師指導(dǎo)下的學(xué)生學(xué)習(xí)活動，從自然、社會和學(xué)生自身生活中選擇和確定專題進(jìn)行研究，并在研究過程中主動地獲取知識、應(yīng)用知識和解決問題的學(xué)習(xí)方式，它有別于傳統(tǒng)學(xué)生被動接受學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)與接受性學(xué)習(xí)并不是對立的，而是相互補(bǔ)充，互相滲透的，在學(xué)科中開展研究性學(xué)習(xí)不僅必要而且可行。研究性學(xué)習(xí)建立在基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生主動性，促進(jìn)其綜合能力和素質(zhì)的提高，使學(xué)生個性和特長得到發(fā)展。實(shí)施以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)的素質(zhì)教育，關(guān)鍵是要改變教師的教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是研究性學(xué)習(xí)課程的一個總目標(biāo)。本文根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勅绾螌?shí)施高中物理研究性學(xué)習(xí)。
一、師生合作選題，共同感受研究過程
初次進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，學(xué)生對怎么選題，選什么題,用什么方法開展研究，如何結(jié)題匯報都無從下手，這就需要教師引領(lǐng)學(xué)生與學(xué)生共同進(jìn)行研究，讓學(xué)生通過幾次不同研究方式的學(xué)習(xí)實(shí)踐，學(xué)到研究學(xué)習(xí)的基本方法步驟。
例如，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生研究《影響滑動摩擦大小因素》這個課題，研究過程如下：
1．發(fā)現(xiàn)生活中問題，提出研究課題。首先，我先請學(xué)生介紹一下自然界中的各種涉及滑動摩擦力的情景，并讓他們談?wù)勛约核私獾年P(guān)于摩擦力的知識，同學(xué)們都很踴躍，爭先恐后地發(fā)言。但當(dāng)我提出一個問題――“影響滑動摩擦力的因數(shù)有哪些”，同學(xué)經(jīng)過一番討論，學(xué)生提出了很多自己的看法，但還是不能把問題解釋清楚，同學(xué)們對這個課題產(chǎn)生了濃厚的興趣。
2．在實(shí)驗中尋找突破，感受研究方法。我并沒有直接告訴他們答案，而是讓同學(xué)們來做一個實(shí)驗，找來了玻璃、木塊、毛巾彈簧秤等材料。讓木塊先在玻璃上，后在毛巾上勻速拉動，看什么情況下摩擦力大，然后在相同接觸面情況下，增加重物看摩擦力怎么樣變化。最后選擇質(zhì)量相同的木塊，但接觸面積不一樣，看看摩擦力又怎么變化。
這時學(xué)生已經(jīng)找到了問題的突破口，教師就可與同學(xué)們一起討論哪些因素會影響滑動摩擦力大小了。此時還可給學(xué)生提出問題，在實(shí)驗中拉動彈簧秤時示數(shù)總是不穩(wěn)定，讓讀數(shù)變得困難，怎么才能避免這種情況呢，最后引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用相對運(yùn)動知識把彈簧秤固定，而是拉動接觸面就可解決這個問題。
3．設(shè)計方式記錄過程，掌握總結(jié)方法。研究活動最后，指導(dǎo)教師設(shè)計了一份研究活動記錄及評價表，讓學(xué)生把自己這一次的研究經(jīng)過及結(jié)論記錄下來，并鼓勵學(xué)生在記錄的同時寫下自己的體會和思考。
二、協(xié)助學(xué)生自主選題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣
要讓學(xué)生能自主地進(jìn)行物理的研究性學(xué)習(xí)，首先要讓他們喜歡物理。
1.引導(dǎo)學(xué)生了解物理的發(fā)展歷史，提高其研究學(xué)習(xí)興趣
為了激發(fā)學(xué)生形成物理研究學(xué)習(xí)的興趣，拓展視野，開始時建議選擇物理學(xué)史作為學(xué)生課外研究的課題,這類課題容易操作、用時少、成功的機(jī)會大，可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)、協(xié)作的團(tuán)隊精神，提高文獻(xiàn)檢索、資料整理等信息處理能力，有利于學(xué)生對成功的體驗，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的熱情。例如：指導(dǎo)學(xué)生把伽利略、牛頓、
愛因斯坦等物理學(xué)家的成長過程；萬有引力定律、相對論、能量守恒等重大理論的發(fā)現(xiàn)過程等內(nèi)容作為研究的課題，教師幫助學(xué)生劃分課題小組，每個小組選擇一個課題，然后再在組內(nèi)每人負(fù)責(zé)個子課題，課后用少量的時間，通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館和老師就很容易搜集到這方面的內(nèi)容。
2．認(rèn)識物理的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣
物理學(xué)自然有著其他學(xué)科無法比擬的魅力與博大精深。它是前人在認(rèn)識與探索自然的過程中，通過總結(jié)、歸納、抽象、驗證等思維環(huán)節(jié)而逐步建立、不斷完善起來的一門自然基礎(chǔ)科學(xué)，物理學(xué)研究所形成的基本觀點(diǎn)，如時空觀、物質(zhì)觀、自然觀等對整個人類文化都產(chǎn)生了深刻的影響力，是各行各業(yè)科技人員所必須具備的基本觀點(diǎn)。物理學(xué)在研究問題過程中所形成的科學(xué)方法，大都成為科學(xué)研究的基礎(chǔ)方法，也成為培養(yǎng)和提高人才素質(zhì)的最有效方法，讓學(xué)生通過研究性學(xué)習(xí)，仿效科學(xué)研究思路，認(rèn)識物理學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)和基本性質(zhì)，可以一步提高物理教學(xué)的思想性、人文性和方法論等內(nèi)涵。
物理學(xué)還是一門實(shí)用的、與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系的、能夠使人類生活更美好的學(xué)科。它是最早發(fā)展起來的自然科學(xué)，從哲學(xué)中分離，在生活中誕生，又應(yīng)用于生活。從它誕生的那一天起，就未曾與生活分開過。教師適時提出生活中的物理情景，設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心 如。輸送帶送物、剎車滑行、跳水運(yùn)動、小孩滑滑梯、蕩千秋、可調(diào)亮度的臺燈、光導(dǎo)纖維傳送光信號等。將這些真實(shí)的實(shí)際情景設(shè)計成對應(yīng)的物理研究問題，如：摩擦力問題、勻減速問題、豎直上拋問題、斜面動力學(xué)問題、單擺問題、電路調(diào)壓問題、全反射問題讓學(xué)生去研究得出其中的物理知識規(guī)律。教師在物理教學(xué)中能充分展示物理本身的魅力，而且中學(xué)生正處于體力和智力迅速成長的時期，他們精力充沛，聰敏而好學(xué)，易于接受新鮮事物，好奇、好學(xué)、好動，對一切未知的事物都感到新奇，總想弄個水落石出，教學(xué)中如能充分地利用這些資源，就能和這一時期學(xué)生的心理產(chǎn)生共鳴，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中不知不覺的感受到物理的魅力，感受到物理的奇妙無窮而迷上物理，就能悄無聲息的點(diǎn)燃學(xué)生的思維的火花，激起他無窮的研究學(xué)習(xí)動力。
三、學(xué)生獨(dú)立選題研究，形成研究能力
經(jīng)過教師的激發(fā)，指導(dǎo)并帶領(lǐng)學(xué)生開展了些簡單研究性學(xué)習(xí)的活動實(shí)踐后，許多學(xué)生對研究學(xué)習(xí)有了一個直觀的認(rèn)識，并初步了解了研究的基本方法。這時指導(dǎo)教師可以嘗試讓學(xué)生自己進(jìn)行選題；調(diào)查、觀察、實(shí)驗等研究方法練習(xí)；實(shí)驗報告及調(diào)查報告寫作等單項性的自主研究活動，為下一步完整地進(jìn)行自主的研究型課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，例如：
1．自主選題練習(xí)
選好課題是活動成功開展的關(guān)鍵。學(xué)生開始接觸研究性學(xué)習(xí)時，可以由老師按學(xué)生的知識水平選擇合適的課題，隨著活動開展的不斷深入，學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)達(dá)到一定層次后，應(yīng)鼓勵他們自主選擇課題，因為選題的過程是一個研究問題、思考問題的過程，物理研究性學(xué)習(xí)的選題可以從以下三個方面來考慮：
（1）從課本知識中選課題，收集課本里可以挖掘、拓展、探討的知識點(diǎn)，這種選題方式要求教師和學(xué)生在平時教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中要善于創(chuàng)新，善于思考，善于發(fā)現(xiàn)問題，同時要善于作好讀書筆記，例如，學(xué)習(xí)形變與彈力一節(jié)內(nèi)容時，不妨提出這樣的課題，對于堅硬物體的形變，如何才能比較清晰、明顯地顯于出來？可以鼓勵學(xué)生利用多種器材、各種方法進(jìn)行設(shè)計和研究；學(xué)習(xí)歐姆定律時，可以鼓勵學(xué)生獨(dú)立地去研究各種燈泡燈絲的伏安特性；學(xué)習(xí)串、并聯(lián)電路及閉合
電路的特點(diǎn)時，可以引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行電表的改裝，自制歐姆表等；學(xué)習(xí)了自感現(xiàn)象之后，可以去進(jìn)一步研究影響自感系數(shù)大小的相關(guān)因素；學(xué)習(xí)光的折射、全反射之后，可以去測定各種液體的折射率等，實(shí)際上，只要對相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行挖掘，就能提出一些較有價值的研究課題。
（2）從熱點(diǎn)問題中選課題。“溫室效應(yīng)”是社會關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一，對于該問題的研究有兩種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為氣溫上升的原因主要是人類活動造成的；另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為源于地球本身的周期性變化的結(jié)果。對該問題的研究，可以引導(dǎo)學(xué)生討論大氣中的二氧化碳的主要來源，各種波長的電磁波對二氧化碳的穿透性，太陽輻射使大氣升溫的物理模型以及氣溫周期性變化對環(huán)境的影響等問題，最后根據(jù)已有的材料和自己的分析寫出一篇小論文。這樣不但增長了知識，擴(kuò)大了眼界，而且對于探索、研究物理問題的意識和能力都有一定的促進(jìn)作用。
（3）從社會生活中選課題，從某些具體的科學(xué)技術(shù)對社會的影響或者從日常生活中選取與物理有關(guān)的課題進(jìn)行研究，也是物理研究性學(xué)習(xí)的可選素材，比如，剎車防抱死系統(tǒng)（ABS）是近年來的一項新技術(shù)，它在汽車剎車時自動控制摩擦片與輪盤的壓力，使車輪不與地而產(chǎn)生滑動摩擦，這樣司機(jī)仍然能夠控制車的運(yùn)行方向，在這種情況下，大部分機(jī)械能消耗在摩擦片和輪盤的摩擦上，這項技術(shù)雖然較新，但它的物理模型并不復(fù)雜，利用高中物理可以做較為深入的研究。 總之，只要能在平時學(xué)習(xí)的過程中，多關(guān)心、多留意社會生活和周圍環(huán)境等的變化，那么可供選擇的研究性課題是取之不盡的。
2．研究性學(xué)習(xí)要有適當(dāng)開放性
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的自主性、研究性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，學(xué)生按自己的興趣選擇和確定研究的內(nèi)容多來自學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活和身邊的現(xiàn)象。研究內(nèi)容的實(shí)施主要的依賴教材和校園內(nèi)外的資源。教師在整個研究過程中只能扮演參與者、指導(dǎo)者的角色，而不能干預(yù)太多，要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性、自主性。學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的途徑、方法要多樣化，研究性的內(nèi)容和形式要突破原有的學(xué)科教學(xué)的封閉狀態(tài)，在開放、主動、多元、合作的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行研究必學(xué)習(xí)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生主動思考問題、研究，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題和交往合作的能力，在物理研究性學(xué)習(xí)過程中可向?qū)W生開放實(shí)驗室，讓他們自主設(shè)計、操作、完成實(shí)驗；開放圖書閱覽室，讓學(xué)生自己查閱資料，培養(yǎng)學(xué)生走向社會選取研究素材的能力。
3．研究性學(xué)習(xí)要注重研究性學(xué)習(xí)過程
研究性學(xué)習(xí)的主要活動程序：課題選擇――設(shè)計研究方案――探索研究――檢驗評價――形成報告
研究性學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)中只重視學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果可量化、可操作性的預(yù)期不同，研究性學(xué)習(xí)應(yīng)該將學(xué)習(xí)過程看得比結(jié)果更重要，學(xué)生在選定課題后，首先要引導(dǎo)他們對課題進(jìn)行認(rèn)真分析，找出存在的問題，建立問題的概念框架，提出預(yù)期目標(biāo)，其次是讓學(xué)生查閱資料，開展小組研究討論，設(shè)計研究方案，進(jìn)而對方案的可行性進(jìn)行論證，通過反復(fù)修改論證，確定比較可行的研究方案。再次根據(jù)研究方案進(jìn)行探索研究，教師要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗過程的每一個環(huán)節(jié)，作好實(shí)驗記錄，進(jìn)行思考分析，解決遇到的問題和挫折，進(jìn)而得出研究結(jié)果，然后對研究的過程和研究成果進(jìn)行檢驗、評價，最后進(jìn)行總結(jié)交流，這樣即使成果是稚嫩可笑的，不足稱道的，但學(xué)生通過一系列研究過程的親身經(jīng)歷，可了解科學(xué)研究的一般流程和方法，鍛煉與他人進(jìn)行交往合作的能力，知道除教材以外還有很多獲得知識和信息的渠道，有利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力，因此，注重研究學(xué)習(xí)過程是開設(shè)研究性學(xué)習(xí)的主要目的。
四、大膽地開展研究，提高研究能力
經(jīng)歷了三個階段的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對研究學(xué)習(xí)的基本方法已初步掌握。這時就可以嘗試讓學(xué)生大膽地開展研究性學(xué)習(xí)。但學(xué)生的能力畢竟有限，所以，在這一階段的學(xué)習(xí)中還是離不開指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。根據(jù)教師指導(dǎo)的對象、內(nèi)容不同，指導(dǎo)可分為集體指導(dǎo)和個別指導(dǎo)兩種。
1．集體指導(dǎo)。集體指導(dǎo)主要針對學(xué)生開展研究學(xué)習(xí)中的共同問題以班級、年級甚至學(xué)校的組織形式對學(xué)生進(jìn)行的全員指導(dǎo)活動。一般適合以下一些內(nèi)容的指導(dǎo)：（1）介紹研究型課程開設(shè)的目的、意義。（2）介紹研究學(xué)習(xí)的基本方法如：選題的一般方法及注意點(diǎn)、如何設(shè)計研究方案、課題報告的撰寫、資料和數(shù)據(jù)的收集方法、調(diào)查中與人溝通的藝術(shù)等等。（3）如何進(jìn)行成果交流和展示。
（4）請在研究型課程學(xué)習(xí)中有成績的學(xué)生介紹學(xué)習(xí)經(jīng)驗和體會。這樣，有利于提高學(xué)生對研究性學(xué)習(xí)的認(rèn)識水平，使學(xué)習(xí)活動順利開展。
2．個別指導(dǎo)。個別指導(dǎo)是指教師對不同的課題小組個別進(jìn)行的指導(dǎo)活動。它與集體指導(dǎo)相比。著重于解決學(xué)生在開展研究學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的個別化問題。個別指導(dǎo)是初中研究型課程實(shí)施中教師最為主要的指導(dǎo)形式。由于學(xué)生在研究學(xué)習(xí)過程中存在著許多不確定因素，如：人際交往問題、時間協(xié)調(diào)問題、家長支持問題、學(xué)生的心理情緒問題等等，這些都需要指導(dǎo)教師及時了解，并給予必要的幫助和支持，才能保證學(xué)習(xí)活動能順利地開展下去。
新世紀(jì)是一個信息化、全球化的時代，新時代的特征對廣大教師提出更高的要求和挑戰(zhàn)。新的物理課程要求中學(xué)物理老師不只是一個知識的傳授者，更要是研究性學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、協(xié)助者，是學(xué)生研究學(xué)習(xí)的合作伙伴。我們都應(yīng)以這個要求努力改進(jìn)自己，與時俱進(jìn)。
1、研究影響滑動摩擦的因素
2、估測高壓鍋內(nèi)的水溫
3、研究彈簧環(huán)子的周期和小球質(zhì)量的關(guān)系
4、菜刀上的力學(xué)知識
5、調(diào)查研究：灶具的演變
6、高中物理學(xué)習(xí)困難調(diào)查
7、男女生對高中物理的學(xué)習(xí)差異
8、淺議物理作業(yè)在物理學(xué)習(xí)中的作用
9、淺談可再生能源
10、調(diào)查研究：家用電器的發(fā)展帶來的安全問題
11、小論文：從電球箱到臭氧層
12、小論文：溫泉效應(yīng)
13、小論文：從伽利略望遠(yuǎn)鏡到哈勃太空望遠(yuǎn)鏡―人類對宇宙認(rèn)識史
14、用激光筆做光學(xué)實(shí)驗
15、攝影技術(shù)（相機(jī)自備）
26、太陽能的利用
27、從“石油文明”到“核文明”
28、萬有引力與天體運(yùn)動
29、古代中國的物理學(xué)貢獻(xiàn)
30、時代呼喚納米科技
31、生活中的電磁輻射
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