研究性學(xué)習(xí)指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，從學(xué)習(xí)和社會生活中選取并確定研究專題，用類似科學(xué)研究的方法去獲取知識、應(yīng)用知識、認(rèn)識問題、解決問題的學(xué)習(xí)方法。它從學(xué)習(xí)者個體發(fā)展的需要和認(rèn)識規(guī)律出發(fā)，以創(chuàng)造為指向，通過轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。美國著名的教育家約翰·杜威的“兒童活動中心論”為開展研究性學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代以來，研究性學(xué)習(xí)在世界許多發(fā)達(dá)國家普遍實(shí)施，我國目前尚處在研究性學(xué)習(xí)的起步探索階段，研究性學(xué)習(xí)是新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的亮點(diǎn)。

我校開展研究性學(xué)習(xí)已經(jīng)一年了，其中有不少成功的案例，下面介紹一個研究性學(xué)習(xí)的案例——公路彎道測量，它的特色是注重資源的開發(fā)和利用、注重生成性問題的捕捉和解決。

1問題的提出

廣東省惠州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅猛，交通建設(shè)蒸蒸日上，我們學(xué)校門前正在修筑市三環(huán)路，路的等級比較高，又由于路旁有山，所以門前的一段路修成“S”形，如圖1所示。過往的行人經(jīng)過時發(fā)現(xiàn)，路面在拐彎處不是水平的，而是一側(cè)高、另一側(cè)低，人們對此議論紛紛，有人說是為了下雨時雨水容易流走，有人說這樣車可以跑得快……經(jīng)常從這里路過的同學(xué)問我“路面為什么要修成這樣?”這是類似火車轉(zhuǎn)彎的向心力問題，相關(guān)的知識學(xué)生現(xiàn)在還沒有學(xué)到，我覺得這是一個不錯的研究性課題。于是，我親自對路面進(jìn)行了實(shí)地考察，覺得這個課題具有可行性和現(xiàn)實(shí)性：1、公路正在一段一段的修筑，沒有通車，測量較安全；2、從路況可以看出，路面比較復(fù)雜，部分路段沒有修筑，這可以給研究留下一些懸念；3、雖然現(xiàn)在學(xué)生沒有學(xué)到向心力的知識，但他們探究未知領(lǐng)域、獲取必要的信息、了解、分析問題和得出結(jié)論的愿望很強(qiáng)烈，因此我們決定以“公路彎道測量”為課題進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。

2研究的實(shí)施步驟

我們共組織了4個小組，每個小組大約6人左右，研究是在課余時間分時完成的。

(1)察看地形

各小組首先分批對公路地形和路面進(jìn)行了更為詳細(xì)的調(diào)查，學(xué)生們觀察很細(xì)致，最后總結(jié)地形特點(diǎn)報告：這段路面呈“S”形，彎曲部分內(nèi)側(cè)路面低，外側(cè)部分路面高，彎曲程度大的(老師注：曲率半徑小的)路段內(nèi)外側(cè)高度差較大，否則小。為什么要修成這樣呢?我告訴他們，到物理教材“圓周運(yùn)動及其應(yīng)用”一章中去找答案。

通過自學(xué)，他們很快找到了合理的解釋，雖然有的同學(xué)還不很理解，但他們這時對該知識的需求卻成為他們理解這些知識的強(qiáng)大動力。為了使原理的理解更透徹，各小組在一起，一個小組解釋，其他做必要的補(bǔ)充，這是一次交流、互相學(xué)習(xí)的機(jī)會。我們的實(shí)踐表明，對某一部分知識的實(shí)際需求會形成對之學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動力，這是一種“問題驅(qū)動”式的學(xué)習(xí)。最后討論的合理解釋為：

如圖2所示，汽車以一定的速度v通過公路，在拐彎處，重力和支持力的合力提供向心力。

由公式③可知，轉(zhuǎn)彎處半徑越小，路面的傾角越大。學(xué)生們的問題解決了，他們很高興，似乎完成任務(wù)了。我又向他們提出了一個新問題：工程師設(shè)計(jì)這段公路的設(shè)計(jì)車速是多大?

學(xué)生：問一問設(shè)計(jì)的工程師。

另一學(xué)生：我們只要測出公路的轉(zhuǎn)彎半徑和路面的傾角，由公式③就可以求出了。

老師：我們先自己測量，再請教工程師叔叔，看看我們的測量準(zhǔn)不準(zhǔn)。請大家設(shè)計(jì)出測彎道半徑、路面傾角和設(shè)計(jì)車速的方案來，過幾天我們進(jìn)行交流。鼓勵同學(xué)提出與他人不同的辦法。

(2)設(shè)計(jì)測量方案與交流

解決問題時同學(xué)們的思維是高度發(fā)散的，他們設(shè)計(jì)的測量方案總共有8種，有直接測量方案、間接測量方案，不僅用到了數(shù)學(xué)知識，還用到了初中的連通器原理、高中的打點(diǎn)計(jì)時器和激光器等，設(shè)計(jì)方案各不相同。同學(xué)們在交流時也非常驚異：原來解決一個問題的方案如此多呀!他們彼此借鑒方案的優(yōu)點(diǎn)，完善自己的測量方案，比如，有一種方案是直接找到公路圓弧的圓心，而圓心位于對面的小山上，不可能把小山挖掉，這種方案需要改進(jìn)。在討論交流過程中，學(xué)生不僅能夠相互學(xué)習(xí)，而且可以充分展示自己各方面的能力，如概括能力、語言表達(dá)能力、應(yīng)變能力、合作能力等，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高。

(3)實(shí)地測量

在研究性學(xué)習(xí)的過程中，無論計(jì)劃制定得多么周密，在實(shí)施的過程中總會遇到這樣或者那樣的問題和困難，而且有些困難還常常是始料不及的，我們在這里稱之為“生成性問題”。

實(shí)地測量開始了，學(xué)生們在測量中有喜悅和失望，有沮喪和自信，下面是他們測量過程的幾個側(cè)面。

鏡頭1：這一組的測量方法很便捷，先用目測確定公路的最彎處，用皮尺測出中點(diǎn)到彎弧頂?shù)木嚯x，如圖3所示，原理為：

再用水槽測出路面的傾角，如圖4所示，計(jì)算公式為：θ=arctanh2-h1L。他們的生成性問題及其解決方案：風(fēng)吹水動，不易測水槽里水的深度，他們以水面振動到達(dá)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的中點(diǎn)為測量點(diǎn)進(jìn)行測量。

鏡頭2：他們計(jì)劃在路邊把路面所在的直線向外延伸進(jìn)行測量，如圖5所示，但修路工人已經(jīng)在路邊加了護(hù)邊水泥磚，原測量方案無法實(shí)施，開始他們埋怨工人為什么動作這么快，后來冷靜以后想，情況已經(jīng)變化了，只能想新的方法。當(dāng)新的方案形成并順利實(shí)施時，他們欣喜無比。

鏡頭3：這個小組是用激光筆的光線水平射到標(biāo)尺上，如圖6所示，利用幾何知識測路面傾角，用的工具既現(xiàn)代又富有創(chuàng)造性，工程上經(jīng)常用這種方法，然而由于沒有控制激光筆水平的工具，只能用手來控制激光筆，“失之毫厘，差之千里”，結(jié)果測量誤差還是不小的。

(4)總結(jié)與拓展

同學(xué)們滿懷著收獲的喜悅，展示自己的勞動成果，當(dāng)?shù)弥こ處煹脑O(shè)計(jì)結(jié)果和他們的測量基本一致時，他們是多么興奮，“我居然能干工程師做的事情了”。研究成果使同學(xué)們獲得了自信。

他們的計(jì)算結(jié)果是30km/h。半年后，這段路旁果然豎起一塊提示牌：“車速30”。

最后，我又帶領(lǐng)他們到計(jì)算機(jī)上用電子地圖進(jìn)行測量，他們感嘆：電腦和網(wǎng)絡(luò)的用途真多呀。我們不能小瞧這些做法，這對他們今后的工作和學(xué)習(xí)的意義是深遠(yuǎn)的。

有學(xué)者建議，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)有必要將學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于整個研究性學(xué)習(xí)的過程中，將信息技術(shù)教育與研究性學(xué)習(xí)有機(jī)地整合在一起。因?yàn)閷W(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)對信息采集、整理、分析、匯總和運(yùn)用的能力已經(jīng)成為終身學(xué)習(xí)必須具備的基本技能。

其中有一個小組提出了一個創(chuàng)新性的解釋：公路轉(zhuǎn)彎處路面修成傾斜的，除了安全考慮之外，還有一條，就是車上的人以規(guī)定速度經(jīng)過時，人不會往外傾斜，感覺會舒適些，這是修路時的人文考慮。

學(xué)生還發(fā)現(xiàn)一個問題并作了創(chuàng)新解釋，如圖7所示，左車道已經(jīng)修好，右車道正在修，之間留下一片綠地，為什么?

學(xué)生們進(jìn)行了討論，最后總結(jié)：除了環(huán)境方面的因素，主要是因?yàn)檫@樣修筑比連續(xù)修節(jié)約土石方，如圖8所示。

3 總結(jié)

總結(jié)這次研究性學(xué)習(xí)有如下特點(diǎn)：

(1)計(jì)劃性

進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)時，可以與常規(guī)教學(xué)接軌，使學(xué)生形成學(xué)習(xí)的需要，為學(xué)習(xí)新的知識形成了新的增長點(diǎn)。本次研究性學(xué)習(xí)之后，我們學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動時，學(xué)生學(xué)得很好。

(2)充分發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)的綜合功能

這次研究性學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了如下綜合功能：①打破科技的神秘面紗：我能當(dāng)工程師了。②通過轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式促進(jìn)每一個學(xué)生的個性健全發(fā)展，為每一個學(xué)生個性的充分發(fā)展創(chuàng)造了空間。我國當(dāng)前的教育形式以接受式學(xué)習(xí)為主，它有優(yōu)勢和弊端，而研究性學(xué)習(xí)正是彌補(bǔ)其缺陷的有效的教育和學(xué)習(xí)方式。③在研究過程中，牽扯到許多其他學(xué)科的知識，通過問題解決在不同學(xué)科之間建立了一條紐帶。

(3)爭取社會的理解和支持

我們搞研究性學(xué)習(xí)需要社會的理解和支持，因?yàn)樵陂_展研究性學(xué)習(xí)時，學(xué)生有時要外出參觀、調(diào)查、訪問，這樣就需要社會各部門的支持。

(4)巧妙發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用

在研究性學(xué)習(xí)的過程中，老師的指導(dǎo)是必不可少的，老師指導(dǎo)的技巧是，用商量的口吻去和學(xué)生交流。當(dāng)學(xué)生遇到棘手問題一籌莫展時，教師可以把握時機(jī)、適時參與，以和學(xué)生平等的協(xié)作者身份給學(xué)生以必要的啟發(fā)和引導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生忽略了某一重要環(huán)節(jié)或關(guān)鍵問題時，教師可以就與之相關(guān)的問題假裝向?qū)W生求助，教師的指導(dǎo)變得隱蔽，其作用的結(jié)果通過學(xué)生的行為表現(xiàn)出來，教師精心的指導(dǎo)往往體現(xiàn)在似乎無心之處。讓學(xué)生始終感到，他們是研究的主人，遇到問題需要自己解決，不能依賴別人。

(5)學(xué)生在參加這次研究性學(xué)習(xí)時的體驗(yàn)

以下是學(xué)生的體驗(yàn)：①我們想不出一個測量方案，聽到其他同學(xué)提出了那么多的巧妙方案，用的都是我們過去學(xué)過的知識，我們學(xué)習(xí)的知識原來有這么重要的用途，我深為自己知識的匱乏而遺憾。學(xué)過的知識如果不會應(yīng)用等于沒有學(xué)，今后我要找機(jī)會應(yīng)用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題。②我們對自己的方案自信十足時，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際中卻是行不通的，比如路面不是理想的平面，參照的水平面如何確定?這些在紙上是不用考慮的，我深深地感到，理論和實(shí)踐的距離。③當(dāng)我們的方案無法進(jìn)行時，同伴們不是冷靜思考，共同找到解決方案，而是互相埋怨，誰也不動手，沒有人記錄，沒有人找工具，當(dāng)我們最終測量失敗時，我們知道了“合作”的重要性。④消除了對工程師的神秘感，過去我們認(rèn)為研究只能是工程師、科學(xué)家的事情。

這些體驗(yàn)是課堂教學(xué)所不曾有的，這對他們今后的社會生活是有意義的，讓他們知道什么能力是必須鍛煉的，要做好準(zhǔn)備，避免走進(jìn)社會時出現(xiàn)手足無措的局面。這種體驗(yàn)越早越好，如果發(fā)生在一個小學(xué)高年級學(xué)生、一個初中學(xué)生身上，他是幸運(yùn)的，如果發(fā)生在一個即將畢業(yè)的本科生、研究生，甚至博士生身上，那就很被動了，后一種現(xiàn)象不是沒有的。

4 幾點(diǎn)思考

(1)關(guān)于選題

最近在報紙上看到，北京某老師帶領(lǐng)學(xué)生研究深圳男子精子減少的成因問題，科研價值很高。我們對學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的科研價值不要苛求，在問題的提出和選擇上，不一定要追求問題的學(xué)術(shù)價值，只要是學(xué)生們在實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)的問題，再小也有意義。

(2)開發(fā)和利用課程資源、建立案例的成功資源庫

新課程改革為我們教改提供了一個寬松的環(huán)境，我們應(yīng)大膽地實(shí)踐，了解周圍的社會環(huán)境和自然環(huán)境，并開發(fā)利用作為課程資源。這是深入開展研究性學(xué)習(xí)必須經(jīng)歷的階段，不能僅僅停留到“先進(jìn)的理念”層面，一談實(shí)際操作就覺得空泛，要讓先進(jìn)的理念在實(shí)踐中扎下根來。

(3)研究性學(xué)習(xí)對教師的要求有所提高

研究性學(xué)習(xí)對教師的教育理論素養(yǎng)、知識水平、教學(xué)能力和綜合素質(zhì)都有較高的要求，老師要不斷學(xué)習(xí)，提高自身素質(zhì)。

(欄目編輯 趙保鋼)

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