徐紅霞 邵輝麗 季 濤

(上海工程技術(shù)大學(xué)物理教學(xué)部 上海 201620)

研究性學(xué)習(xí)是一種符合工程能力培養(yǎng)規(guī)律及綜合素質(zhì)形成邏輯的教學(xué)組織形式和教學(xué)方式，因此，它成為“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)著力推行的教學(xué)組織形式和教學(xué)方式[1].大學(xué)低年級(大學(xué)一、二年級)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力如何？他們是否為高年級的研究性學(xué)習(xí)做好了準備？作為公共基礎(chǔ)課的大學(xué)物理課，開展怎樣的研究性學(xué)習(xí)呢？

文章首先簡要介紹研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，接著介紹我校大學(xué)低年級的研究性學(xué)習(xí)的調(diào)查情況，最后，給出在大學(xué)物理教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的方式.

1 什么是研究性學(xué)習(xí)

目前我國對研究性學(xué)習(xí)的理解大致有三種觀點.

第一種，研究性學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)方式，即指教師或其他成人不把現(xiàn)成結(jié)論告訴給學(xué)生，而是學(xué)生在教師指導(dǎo)下自主發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、獲得結(jié)論的過程[2].這種“研究”學(xué)習(xí)的理念、策略、基本思想及方法論，適用于各類課程的學(xué)習(xí).

第二種，研究性學(xué)習(xí)是一門研究性學(xué)習(xí)課程，是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從自身生活和社會生活中選擇并確定研究專題，以類似科學(xué)研究的方式主動獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動[3].

第三種，研究性學(xué)習(xí)是一種教育理念[4].在研究性教育理念的指導(dǎo)下, 任何學(xué)科的教學(xué)都應(yīng)該轉(zhuǎn)變以接受為主的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)過程中主動發(fā)展.

卓越計劃著力推行的研究性學(xué)習(xí)(Problem-BasedLearning/ProjectBasedLearning,PBL)，作為一種特指的概念和方法是在20世紀60年代后期由麥克馬斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院的白羅斯教授開發(fā)的基于問題的學(xué)習(xí)[5].20世紀80年代，隨著美國研究型大學(xué)本科生教育人才培養(yǎng)目標由原來的培養(yǎng)全面發(fā)展的人才轉(zhuǎn)向培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，探究性學(xué)習(xí)受到重視，基于問題的學(xué)習(xí)模式在美國研究型大學(xué)得到前所未有的發(fā)展.美國斯坦福大學(xué)的“三基于”( 基于問題的學(xué)習(xí)、基于項目的學(xué)習(xí)和基于設(shè)計的學(xué)習(xí))高效學(xué)習(xí)的研究性學(xué)習(xí)模式，具有開拓性、實效性和可操作性，受到了世界各國教學(xué)改革機構(gòu)和專家的青睞[6].這種教學(xué)組織形式和教學(xué)方式成為中國“卓越計劃”著力推行的教學(xué)組織形式和教學(xué)方式.

筆者認為，作為學(xué)習(xí)方式的研究性學(xué)習(xí)是核心的概念.無論是“研究性學(xué)習(xí)課程”還是“研究性教育理念”，其最終目的都是為了使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會批判性地思考，學(xué)會獲取信息、解決問題、反思和改進自己的工作，并且形成新的想法、創(chuàng)造新的產(chǎn)品和制定解決方案，幫助學(xué)生能夠在未來新環(huán)境中靈活運用所學(xué)知識解決新出現(xiàn)的問題，為其未來的發(fā)展和終身學(xué)習(xí)做準備.

既然把培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式定為目標，那么，研究性學(xué)習(xí)應(yīng)該既包括高年級的研究和創(chuàng)新活動，也包括針對大學(xué)低年級學(xué)生開展的探究性學(xué)習(xí).大學(xué)低年級的研究性學(xué)習(xí)狀況如何呢？下面是對我校大學(xué)低年級的問卷調(diào)查及其分析.

2 關(guān)于大學(xué)低年級的研究性學(xué)習(xí)的調(diào)查

2.1 調(diào)查對象

調(diào)查對象是我校卓越計劃的車輛工程專業(yè)的兩個年級的學(xué)生，收到有效學(xué)生問卷共275分.其中大學(xué)二年級140份，大學(xué)一年級135份.

2.2 調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查內(nèi)容是根據(jù)研究性學(xué)習(xí)的過程特點編制的.“三基于”研究性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)過程分別為如表1所示的過程[6].由于三個研究性學(xué)習(xí)過程中都包括文獻檢索、學(xué)生分組和小組合作、自主學(xué)習(xí)以及課堂交流，所以，本調(diào)查就5個方面的內(nèi)容8個問題對我校卓越班的低年級學(xué)生做了問卷調(diào)查.

表1 研究性學(xué)習(xí)的類型和相應(yīng)的學(xué)習(xí)過程

2.3 調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果如表2.

表2 關(guān)于研究性學(xué)習(xí)的調(diào)查問卷及其數(shù)據(jù)分析

2.4 調(diào)查問卷分析

從調(diào)查結(jié)果可以看出以下兩點.

(1) 大學(xué)低年級學(xué)生對研究性學(xué)習(xí)的必要過程的準備不充分.主要表現(xiàn)如下：

1)無論是一年級還是二年級，對研究性學(xué)習(xí)方式或活動了解的比例都比較小，分別只有11.1%和12.9%.

2)對于以小組為單位的一些大學(xué)生創(chuàng)新活動等，參與的學(xué)生總體比例還是比較低.一年級的作為主要成員和非主要成員的比例為8.1%和8.9%，二年級的比例分別為20.7%和25.0%.

3)對文獻的檢索來源，無論是一年級還是二年級的學(xué)生大多數(shù)選擇百度或Google，使用數(shù)據(jù)庫的比例比較小，一年級的47.4%和二年級的34.3%的學(xué)生沒有使用過數(shù)據(jù)庫.

4)在自主學(xué)習(xí)方面，學(xué)生對自我的評價不高，一年級的49.6%和二年級的41.4%的學(xué)生認為自己的自學(xué)能力一般；還有一年級的8.9%和二年級的12.9%的學(xué)生自評自學(xué)能力很差.

5)在資料的整理和論文撰寫方面，46.7%(一年級)和47.9%(二年級)的學(xué)生沒有寫過課程論文.

從以上的調(diào)查可以看出，我校卓越班的低年級學(xué)生對于研究性學(xué)習(xí)中的小組合作、文獻檢索、自主學(xué)習(xí)及撰寫論文等必要過程的準備并不充分，這樣在高年級的開展研究性學(xué)習(xí)的成效就會大打折扣.

(2) 開展研究性學(xué)習(xí)有助于學(xué)生研究性學(xué)習(xí)能力的提高.

從調(diào)查結(jié)果還可以看出，參加過研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生相對于沒有參加過研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力是提高的.調(diào)查問卷中發(fā)現(xiàn)，問題2的選項A的學(xué)生中對問題1的選項為A和B比例很大.即在中學(xué)參加過研究性學(xué)習(xí)課程的學(xué)生有47%(一年級)和50%(二年級)的學(xué)生對研究性學(xué)習(xí)方式是了解的；有53%(一年級)和42%(二年級)的學(xué)生對研究性學(xué)習(xí)方式是聽說過的.

3 大學(xué)低年級的研究性學(xué)習(xí)的調(diào)查對大學(xué)物理教學(xué)的啟示

作為一種學(xué)習(xí)理念，研究性學(xué)習(xí)應(yīng)該貫穿在所有的教育階段和不同的課程當中.大學(xué)低年級的公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)和教學(xué)中也應(yīng)該滲透研究性學(xué)習(xí)的理念，從而養(yǎng)成大學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)方式.那么，大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)該開展怎樣的研究性學(xué)習(xí)呢？

從表1可以看出，三個“三基于”研究性學(xué)習(xí)過程中都包括文獻檢索、學(xué)生分組和小組合作、自主學(xué)習(xí)以及課堂交流.因此，大學(xué)物理教學(xué)的過程中，可以圍繞著培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、文獻檢索和觀點組織整理以及小組合作學(xué)習(xí)等方面組織實施研究性學(xué)習(xí).

3.1 自主學(xué)習(xí)

自主學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師的安排和指導(dǎo)下，自主進行學(xué)習(xí)，完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)，達成預(yù)期的學(xué)習(xí)目標.自主學(xué)習(xí)的自主性表現(xiàn)在學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)方式等方面的自主，即學(xué)生可以在教師預(yù)先設(shè)計的學(xué)習(xí)專題中自主地選擇感興趣的內(nèi)容；可以自主安排時間進行課外研究性學(xué)習(xí)；可以自主選擇研究性學(xué)習(xí)的方式，等等.

在大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)內(nèi)容如果能夠以問題的形式呈現(xiàn)并具有可研究性，學(xué)生通過文獻、討論、向教師求教等多種學(xué)習(xí)方式自主完成，都可以作為研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容.比如,物理理論在生活和現(xiàn)實中的應(yīng)用；物理知識在深度和廣度的拓展；物理研究方法在后續(xù)內(nèi)容的遷移,等等.

3.2 課堂合作學(xué)習(xí)

當今的社會是一個高度系統(tǒng)化的社會，很多工作常常通過許多人的通力合作來完成.科學(xué)家和工程師大都以小組的形式工作，很少單槍匹馬.因此，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力很有必要.小組合作學(xué)習(xí)是學(xué)校里培養(yǎng)合作能力的一個重要途徑.在我國的大學(xué)里，小組合作學(xué)習(xí)的形式主要是以小組為單位的參加各種比賽和創(chuàng)新活動，如大學(xué)生創(chuàng)新活動(2～5人)，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽(3人),大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽(3人)等等.但是，這些創(chuàng)新活動或者比賽都是針對優(yōu)秀學(xué)生的.從我校的調(diào)查結(jié)果可以看出，目前,我校卓越計劃的車輛工程專業(yè)的大學(xué)一年級學(xué)生中只有17%的學(xué)生參加，即將升入大學(xué)高年級的大學(xué)二年級只有20.7%的學(xué)生作為主要成員參與過這樣的小組合作活動，有54.3%的學(xué)生沒有參與過這樣的小組合作活動.

僅僅靠通過參加比賽或者創(chuàng)新項目，學(xué)校不可能給所有學(xué)生提供合作學(xué)習(xí)的機會，因此，很有必要在日常的課程學(xué)習(xí)中開展課堂合作學(xué)習(xí).比如，學(xué)生以小組為單位組織一個課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，或者探討用不同方法解決一個題目等等.

3.3 設(shè)置研究性的習(xí)題作業(yè)

受中小學(xué)應(yīng)試教育的影響，我國大學(xué)生們習(xí)慣于被動地接受教師傳授知識，習(xí)慣于做具有明確答案的作業(yè).一旦要求他們自主學(xué)習(xí)知識并通過查閱文獻和運用知識解決問題時，其中有不少學(xué)生會無所適從.除了知道查找書籍和網(wǎng)絡(luò)百度，絕大多數(shù)學(xué)生都不善于使用大學(xué)圖書館.很多學(xué)生不知道學(xué)術(shù)刊物和大眾雜志間的區(qū)別，也意識不到學(xué)術(shù)期刊對學(xué)者的重要性.因此，每一學(xué)科的教師，包括大學(xué)物理教師，都有責(zé)任教給學(xué)生如何尋找需要的資料和分析所得的資料，建立自己的論點和論據(jù)并做出判斷，培養(yǎng)學(xué)生的基于論證的思辨能力.

要想培養(yǎng)學(xué)生的文獻檢索和觀點的組織整理能力，在大學(xué)物理的作業(yè)中設(shè)置研究性的習(xí)題作業(yè)很有必要.要想開展好這方面工作，首先,要有教學(xué)素材.在我國的大學(xué)物理教材中，幾乎沒有這方面的習(xí)題作業(yè).為此，在編寫我校的卓越班教材時，我們嘗試著編寫研究性的習(xí)題作業(yè).主要有以下幾個方面：

(1)用物理知識解釋現(xiàn)實世界

比如，長久以來，很多人相信從摩天大樓上落下的一枚硬幣，如果擊中一個人的頭部會要了這個人的命，但美國科學(xué)家最近進行的一項研究表明，這種說法只是一個謠言，毫無科學(xué)根據(jù)，城市里的人可以放心大膽地在摩天大樓下方穿行.你認為這是一個謠言嗎？如果落下的是一個圓珠筆呢？寫出你的觀點并加以論證.

這類關(guān)于實際現(xiàn)象的解釋和分析的問題作業(yè)，有助于學(xué)生更好地理解現(xiàn)實世界，從而更好地理解物理知識.

(2)沒有標準答案的開放性問題

高科技一方面在為人們的生活提供方便的同時，另一方面也給人類的生存帶來了很多負面效應(yīng)，為了促使學(xué)生更加關(guān)注物理與技術(shù)、社會的關(guān)系，我們編寫了如下的題目：

2011年3月日本福島核電站事故，在中國及其他國家引起了“搶鹽”現(xiàn)象，核輻射到底有多可怕呢？核電站走向何處？查找文獻，給出你的觀點和證據(jù)，并解釋以上的現(xiàn)象.

這類問題沒有標準答案，需要學(xué)生提出觀點，尋找證據(jù)并支持自己的觀點，同時，對現(xiàn)實問題做出自己的決策.一個未來的卓越工程師，必須具備強烈的社會責(zé)任感，重視并處理好科學(xué)、技術(shù)和社會之間的關(guān)系.

(3)改寫常規(guī)習(xí)題，用文字解釋對物理概念和規(guī)律的理解

常規(guī)的物理習(xí)題是給出題目，學(xué)生通過數(shù)學(xué)推理得到標準答案.為了培養(yǎng)學(xué)生的觀點組織能力和基于論據(jù)的論證能力，對于常規(guī)題目要加以改寫，讓學(xué)生用文字解釋對物理概念和規(guī)律的理解.

例如,高斯定理將曲面表面上的場強與曲面內(nèi)部的電荷聯(lián)系起來，但這一曲面上的場強一定受到該曲面外部電荷的影響，你是怎樣理解這個問題的？

4 結(jié)語

在既沒有升學(xué)壓力也沒有就業(yè)壓力的大學(xué)低年級的大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程教學(xué)中，非常有必要實施研究性學(xué)習(xí)(或教學(xué))，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、小組合作學(xué)習(xí)能力、文獻檢索和觀點組織能力、批判性思維能力等等，以便于在高年級更好地開展“三基于”的研究性學(xué)習(xí).

需要說明的是，由于基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性，傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)應(yīng)該在基礎(chǔ)課程的教學(xué)中并存，恰當適宜的接受性學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)結(jié)合優(yōu)于單獨使用其中一種方法的效果[8].

參考文獻

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