姜梓璇

（長沙市雅禮中學(xué) 湖南長沙 410000）

高中物理研究性學(xué)習(xí)及科技創(chuàng)新小發(fā)明

姜梓璇

（長沙市雅禮中學(xué) 湖南長沙 410000）

物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，它的很多理論來源于生活又應(yīng)用于生活。簡介一些具體的做法：①從物理學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會生活中選擇和確定研究主題；②創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情境；③利用所學(xué)和所收集的知識和技能開展課題研究并制作科技小發(fā)明；④總結(jié)反思自己的做法的好處與不足。

研究性學(xué)習(xí)；課題研究；科技小發(fā)明

1 引言

研究性學(xué)習(xí)是新課程教學(xué)體系中一個耀眼的亮點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)是學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思維方式和研究方法，從而培養(yǎng)主動探究、獲取知識，解決問題的能力。引導(dǎo)我們根據(jù)自己已有的經(jīng)驗(yàn)和能力水平，設(shè)定各自的學(xué)習(xí)目標(biāo)，這樣便形成了一個指向不同個體的多元目標(biāo)群，從而激發(fā)了所有學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了我們的自主學(xué)習(xí)的能力[1]。這樣的學(xué)習(xí)過程，讓我們對科學(xué)研究與開發(fā)有“身臨其境”的感覺，可以最大限度地激發(fā)學(xué)生積極探索、用于思考的興趣，并培養(yǎng)了良好的科研意識。

2 研究性學(xué)習(xí)過程

研究性學(xué)習(xí)不同于綜合課程，雖然在很多情況下，它涉及的知識是綜合的，但是它不是幾門學(xué)科綜合而成的課程，也不等同于活動課程。雖然它是我們開展的自主活動，但它不是一般的活動，而是以科學(xué)研究為主的課題研究活動。我們根據(jù)自己的體驗(yàn)，用自己的思維方式自由地、開放地去探究，去發(fā)現(xiàn)物理知識的形成過程。研究性學(xué)習(xí)過程可以大致分為以下幾個階段。觀察生活現(xiàn)象，歸納提煉出對應(yīng)的物理問題、立足已有知識與能力，剖析問題的物理實(shí)質(zhì)、回歸生活，初步驗(yàn)證問題的分析解決是否有效、在已研究的物理問題的基礎(chǔ)上多維思考與拓展。具體表現(xiàn)在獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)問題并對可能的答案做出假設(shè)與猜想，然后根據(jù)猜想設(shè)計(jì)方案，在通過實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集證據(jù)的方法，對獲得的信息進(jìn)行處理和總結(jié)，得出初步結(jié)論[2]。通過收集和處理信息、同其他同學(xué)的表達(dá)與交流等活動，獲得知識、技能、方法。進(jìn)而就能夠在研究性學(xué)習(xí)的過程中做到創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等方面的全面發(fā)展，根據(jù)圖1的顯示，我們可以清晰的看出研究性學(xué)習(xí)的過程中的步驟和先后順序。

圖1 研究性學(xué)習(xí)的過程

在研究性學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)緊密聯(lián)系生活，從物理的視角恰當(dāng)選擇生活素材，自主觀察、自主歸納、自主提煉問題。當(dāng)然，從效率與安全性考慮，我們還必須事前根據(jù)本地條件、因地制宜恰當(dāng)規(guī)劃好探究活動的組織秩序。其次，組織組內(nèi)互動，班級集體內(nèi)交流，這是研究性學(xué)習(xí)中最需要培養(yǎng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣與合作學(xué)習(xí)意識。此外還應(yīng)該在研究性學(xué)習(xí)中將問題的出現(xiàn)與解決過程作為知識鞏固與拓展、能力提高與升華的平臺。通過自己的獨(dú)立思考和互動交流得出解決問題的方案時，還應(yīng)該及時回歸生活，初步驗(yàn)證針對所研究的問題作出的分析解決方案是否有效。

2.1 研究性學(xué)習(xí)過程中存在的問題

思維障礙問題嚴(yán)重。我們中有大多數(shù)沒有形成多重思維方式，解決問題的方法過于單一，這一點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了我們思維能力的培養(yǎng)；普遍存在沒有完全弄清楚就輕率下結(jié)論的問題；我們常常采用單一學(xué)科的思維方式和學(xué)習(xí)方式，忽略靈感、想象的重要性，活動過程中也缺乏活力；許多人在解決問題的時候，不懂變相思考，僅僅朝著一個方向思考，固執(zhí)己見。

形式化問題風(fēng)行。有些學(xué)校并沒有為我們設(shè)計(jì)適合其研究性學(xué)習(xí)的條件，在進(jìn)行教學(xué)安排時大都延續(xù)傳統(tǒng)的教學(xué)安排。除此之外我們沒有受到十分系統(tǒng)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，沒有深刻領(lǐng)會研究性學(xué)習(xí)的要點(diǎn)。因此，一些人仍舊沒有掌握研究性學(xué)習(xí)的基本方法和基本思路，因而也就不能將物理知識與研究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來，探究思維沒有得到本質(zhì)上的提高。這種情況嚴(yán)重阻礙了研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到研究性學(xué)習(xí)的目的。

2.2 研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施策略

創(chuàng)設(shè)問題情境，通過問題情境的創(chuàng)設(shè)，明確探究目標(biāo)，給思維以方向，同時產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，給思維以動力。自主探究，就是讓每個學(xué)生根據(jù)自己的體驗(yàn)，用自己的思維方式自由地、開放地去探究，去發(fā)現(xiàn)物理知識的形成過程；通過動手“學(xué)物理”、動腦“想物理”，不僅獲得了物理知識本身，更在于獲得了科學(xué)探究的方法，從而增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)意識，培養(yǎng)其主動探索精神和創(chuàng)造能力[3]。合作交流，就是在獨(dú)立自主探究的基礎(chǔ)上，在班級集體或小組內(nèi)范圍內(nèi)，充分表達(dá)自己的思維方式及過程，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)合作意識，學(xué)習(xí)互補(bǔ)，提高合作能力，分享探究性學(xué)習(xí)的成果。引導(dǎo)探究，全面培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力、搜集和處理信息的能力[4]，在所學(xué)的知識的引導(dǎo)下，運(yùn)用于解決問題的探究實(shí)踐之中。評價(jià)體驗(yàn)，其主要目的在于通過自主探究活動，促進(jìn)我們學(xué)生主體性的發(fā)展，增強(qiáng)主動發(fā)展的動力，提高主動發(fā)展的能力。

2.3 研究性學(xué)習(xí)遵循的原則

科學(xué)性原則。選題必須有事實(shí)根據(jù)和理論根據(jù)，必須符合科學(xué)原理。

創(chuàng)新性原則。包括理論、觀點(diǎn)上的創(chuàng)新，方法上的創(chuàng)新，應(yīng)用上的創(chuàng)新三個方面。提出別人還沒有研究過的課題，這是創(chuàng)新；用與別人不同的研究方法去研究一個已經(jīng)研究過的課題，這也是創(chuàng)新；將一種理論、一個觀點(diǎn)首次應(yīng)用到實(shí)際中去，這是創(chuàng)新；將已經(jīng)在某一領(lǐng)域得到應(yīng)用的理論、觀點(diǎn)、方法和手段，應(yīng)用到新的領(lǐng)域中去，也是創(chuàng)新。

可行性原則。要求我們在選題時一定要充分考慮課題研究的主觀條件和客觀條件，要從自己已有的知識水平、自身積累的經(jīng)驗(yàn)、興趣愛好、時間和精力及與其他人的配合等實(shí)際情況出發(fā)，選擇自己通過努力可以獲得成功的課題。

3 研究性學(xué)習(xí)的研究成果

3.1 背景

在高一下學(xué)期我學(xué)習(xí)了關(guān)于光的反射和折射的概念，并開展了一節(jié)關(guān)于光的反射和折射在實(shí)際中的應(yīng)用問題的專題探究課，課后我對于萬花筒的設(shè)產(chǎn)生濃厚的興趣。因此我利用課余時間根據(jù)光的反射與折射原理制作了萬花筒。

3.2 材料

三片直徑相同的手電筒的玻璃片（最好一片是磨砂的）；一個硬紙板做的圓筒（可用裝薯?xiàng)l的紙筒代替）；10多粒綠豆大小的彩色小碎玻璃渣和彩色透明的塑料膠片碎渣；三個長度比紙筒略短的等邊三角形的小鏡子（鏡子店的下腳料即可）；膠帶或膠布若干（固定小鏡子）。

3.3 制作過程

（1）使用兩個手電筒的玻璃片在萬花筒的底層來隔開一些彩色的碎玻璃渣（間隔1cm即可以利于彩色玻璃渣的流動），或者添加一些用手工剪切的一些具有幾何形狀的、米粒大小彩色透明的碎膠片。為了透光性好，選用磨砂玻璃的玻璃片在最外層最好，實(shí)在找不到也可以在普通玻璃里面襯上一層硫酸紙（制圖用的類似于磨砂玻璃的半透明紙）。

（2）三條小鏡子鏡面向內(nèi)用膠帶粘貼捆好，制作成等三角柱體放在萬花筒的中間，主要是利用鏡面一律向內(nèi)互相反射產(chǎn)生復(fù)雜的圖案的這一功能。

（3）用相同半徑的手電筒玻璃片做萬花筒的目鏡，一片等大的圓形紙板在圓心處挖出一個直徑1cm的圓孔作目鏡。

（4）三角鏡子柱放入紙筒內(nèi)卡緊，兩片玻璃組成的空心小盒子放在紙筒的一端，紙筒里面放入彩色的碎玻璃渣膠片渣等，紙筒的另一端是目鏡。最后可以隨自己的想象力用美麗的包裝紙包裹美化外殼，這樣一支奇妙的萬花筒就制作好了。

3.4 研究心得

可以說我的探究性研究最終取得了成功，經(jīng)過多次改良、實(shí)驗(yàn)、修正，把理論上可行的實(shí)驗(yàn)變成了現(xiàn)實(shí)，充分體現(xiàn)了創(chuàng)新教育模式的可行性和實(shí)用性。從中我對光學(xué)有了更深一步的理解?；顒又形覀儗W(xué)會了如何積極主動地配合其他成員形成默契，鍛煉了我的表達(dá)能力，如何提高動手能力。學(xué)會了發(fā)現(xiàn)和欣賞別人的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)會了客觀地分析和辯證地思考，學(xué)會了理解和寬容。同時對今后物理的學(xué)習(xí)打下了深厚的基礎(chǔ)，成功的體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)課程的制定和實(shí)施的重要性，課程的實(shí)施有助于深入理解科學(xué)知識和掌握科學(xué)技能，對培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)有不可替代的作用。

4 總結(jié)

通過研究性學(xué)習(xí)，不但知道如何運(yùn)用學(xué)過的知識，還會很自然地在已經(jīng)學(xué)過的知識之間建立一定的聯(lián)系，而且，為了解決問題我們還會主動地去學(xué)習(xí)新的知識。隨著我通過物理學(xué)科的研究性學(xué)習(xí)取得的成果，我在研究性學(xué)習(xí)領(lǐng)域有了一些自己的經(jīng)驗(yàn)和見解。探究有利于培養(yǎng)我們實(shí)事求是的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度，有利于促進(jìn)我們學(xué)會合作、學(xué)會交流、學(xué)會傾聽、學(xué)會批判和反思。在親歷探究過程中，我們也許會經(jīng)歷挫折與失敗、曲折與迂回、成功與興奮，但是這種學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)同時也是我們理解科學(xué)的本質(zhì)與精神的基礎(chǔ)。研究性學(xué)習(xí)引導(dǎo)我們自主獲得知識或信息，對于我們學(xué)會學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。并且我們在自主探究的實(shí)踐中了解實(shí)際問題中的各種關(guān)系，培養(yǎng)和提高了我們的學(xué)習(xí)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。我會在研究性學(xué)習(xí)這條路上繼續(xù)走下去，科技的發(fā)展是日新月異的，我深知要想跟上時代的步伐就要不斷地為自己充電、加油，讓我在研究性學(xué)習(xí)及創(chuàng)新這條路上走得更穩(wěn)，更有自信。

[1]張彩珍.研究性學(xué)習(xí)思想與物理探究式教學(xué)的有機(jī)結(jié)合[J].基礎(chǔ)教育研究，2009（10）.

[2]國家基礎(chǔ)教育課程項(xiàng)目：《研究性學(xué)習(xí)》指導(dǎo)手冊.上?？萍冀逃霭嫔?

[3]喬際平，續(xù)佩君.物理教育學(xué).江西教育出版社，1992.

[4]李木，趙亞許.物理學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)與訓(xùn)練.青海人民出版社，1997.

G633.7

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1004-7344（2016）02-0024-02

2015-11-20

姜梓璇（1998-），女。