耿宜宏　楊國慶

(1. 江蘇省前黃高級(jí)中學(xué),江蘇　常州　213161；2. 江蘇省常州市金壇區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇　常州　213200)

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·名師論壇·

基于IYPT培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)踐與思考①

耿宜宏1楊國慶2

(1. 江蘇省前黃高級(jí)中學(xué),江蘇常州213161；2. 江蘇省常州市金壇區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇常州213200)

名師簡介：耿宜宏，江蘇省物理特級(jí)教師,中學(xué)高級(jí)教師,江蘇省奧林匹克高級(jí)教練員.在二十多年的教學(xué)實(shí)踐中,注重教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累,提煉了以問題為中心,充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、自主探究的教學(xué)模式,形成了“突出物理思想,強(qiáng)化思維過程,著眼學(xué)生發(fā)展,全面提高素質(zhì)”的教學(xué)風(fēng)格.參與或主持了多項(xiàng)國家級(jí)、省級(jí)課題研究,在省級(jí)以上期刊發(fā)表論文40多篇.曾榮獲常州市師德模范、優(yōu)秀班主任、首屆學(xué)生最喜愛的班主任等稱號(hào).

IYPT賽事可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng),在審題過程中激發(fā)其好奇心,提升問題意識(shí),在方案設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)科學(xué)思維能力,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)探究能力,在理論模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比過程中培養(yǎng)反思能力,在探究過程中培養(yǎng)意志品質(zhì)和協(xié)作能力,在研究問題過程中培養(yǎng)工具使用能力,在討論和比賽的角色變換中培養(yǎng)把握規(guī)則和交流表達(dá)的能力.

IYPT；物理學(xué)科核心素養(yǎng)；實(shí)踐

1　IYPT簡介

簡稱為IYPT(International Youth Physical Tournament)的國際青年物理學(xué)家競賽由前蘇聯(lián)在1988年發(fā)起,由大學(xué)組織實(shí)施、中學(xué)生參與,是一項(xiàng)以團(tuán)隊(duì)對抗為形式的物理競賽，每年舉辦一屆,目前已經(jīng)舉行了28屆.參賽的學(xué)生們根據(jù)給定的17個(gè)開放性物理問題進(jìn)行研究.賽題源于生活,具有很強(qiáng)的開放性和探究性.參賽者用半年到一年的時(shí)間,團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,解答題目.就基本知識(shí)、理論分析、實(shí)驗(yàn)方案、結(jié)果討論等以辯論形式進(jìn)行現(xiàn)場比賽.它以培養(yǎng)參賽者的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和實(shí)踐能力為根本理念.

2　物理學(xué)科核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)指“學(xué)生在學(xué)校教育的學(xué)習(xí)場所習(xí)得的、以人類文化遺產(chǎn)與現(xiàn)代文化為基軸而編制的教育內(nèi)容,與生存于生活世界的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中所形成的作為關(guān)鍵能力的內(nèi)核”,它是支撐“有文化教養(yǎng)的健全公民”形象的心智修煉或精神支柱.

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中明確了物理課程總目標(biāo)：“學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能,了解這些知識(shí)與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用,關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力,養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問題.發(fā)展好奇心與求知欲,發(fā)展科學(xué)探索興趣,有堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神,有振興中華、科學(xué)服務(wù)于人類的社會(huì)責(zé)任感.了解科學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的互動(dòng)作用,認(rèn)識(shí)人與自然、社會(huì)的關(guān)系,有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和全球觀念.”物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要素可總結(jié)為：好奇心和發(fā)問、合作交流與表達(dá)、問題解決與創(chuàng)新；科學(xué)概念與原理、實(shí)驗(yàn)探究能力、科學(xué)思維方法、環(huán)境調(diào)查研究、關(guān)注科技應(yīng)用、科學(xué)評估與決策.

3利用IYPT培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)踐

與課堂教學(xué)等傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式不同的是,IYPT不是用一張?jiān)嚲韥砜疾鞂W(xué)生在有限時(shí)間里解決問題的能力.IYPT的研究方式與真正的科研方式相似,每一個(gè)課題研究要經(jīng)歷這樣幾個(gè)步驟：審題、查閱資料、建立模型、理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和得出結(jié)論,還要進(jìn)行誤差分析和反思等,所以IYPT研究能激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)、創(chuàng)新發(fā)散思維能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、反思能力、意志品質(zhì)和團(tuán)隊(duì)合作能力等素養(yǎng).

3.1在審題過程中激發(fā)學(xué)生的好奇心,提升學(xué)生問題意識(shí)

傳統(tǒng)物理問題通常將實(shí)際問題進(jìn)行了人為加工、簡化與抽象,使之成為理想化的抽象問題,即研究理想的物理模型(如質(zhì)點(diǎn)、繩子、桿、理想氣體等)、物理過程(如勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)等)等特定對象.而IYPT的所有賽題均來源于日常生活、生產(chǎn)與工程技術(shù),為未被加工或被加工成份甚少的實(shí)際問題,它能激發(fā)學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生感到親切而又有趣.

學(xué)生根據(jù)自己的興趣和愛好選擇一個(gè)課題,選擇相同的課題的同學(xué)組成一個(gè)研究小組進(jìn)行探究.選擇了一個(gè)課題其實(shí)是選擇了一系列問題,課題的研究過程實(shí)際上是伴隨著一系列問題的提出和解決的過程,問題引領(lǐng)著課題研究的方向.審題過程就是提出問題的過程,針對課題提出一些問題供大家討論和思考,每次活動(dòng)時(shí)由課題主持人進(jìn)行主題發(fā)言,提出問題解決的初步思路和方向,團(tuán)隊(duì)討論交流.

如2015年IYPT的賽題的第15題為移動(dòng)的刷子：將刷子放置在振動(dòng)的水平表面,刷子可能會(huì)開始移動(dòng),研究這一運(yùn)動(dòng).

研究小組經(jīng)過幾次討論，分別從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面提出了一系列問題.

對理論模型的思考：

(1) 對于題目中的振動(dòng)是怎么理解的？是否考慮過水平振動(dòng)？

(2) 刷子是否與振臺(tái)分離,對刷子的運(yùn)動(dòng)有沒有影響？

(3) 振臺(tái)方面的變量除了頻率、振幅和動(dòng)摩擦因數(shù)還有什么要考慮的？

(4) 驅(qū)動(dòng)力是如何形成的？

(5) 刷子受到的力是摩擦力，還是彈力，還是都有？是什么力使刷子運(yùn)動(dòng)？

(6) 振臺(tái)的振動(dòng)周期與刷子的振動(dòng)周期是否一致？

對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作的思考：

(1) 將刷子放在振動(dòng)的水平面上時(shí)，手或其他因素可能影響刷子的運(yùn)動(dòng),是否有更好一點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方法將刷子更加平穩(wěn)地放在振臺(tái)上？

(2) 如果一開始就將刷子放在振臺(tái)上,是否考慮過振臺(tái)加速時(shí)對刷子的影響？

(3) 在修整刷子時(shí)怎么樣才能調(diào)整好刷毛長度這個(gè)變量？

(4) 如何觀測刷子的軌跡？

(5)用高速攝像記錄刷子的軌跡,是否要垂直拍攝？

(6) 振臺(tái)不同部分的振幅不一定相同,是否考慮到別的更好的方案或器材？

通過一系列問題的思考,也就勾畫出大致的物理模型和實(shí)驗(yàn)方案,在以后的探究過程中還會(huì)遇到更多的實(shí)際問題,同學(xué)們在討論中不斷解決.因此在審題過程中培養(yǎng)了同學(xué)們的問題意識(shí).

3.2在方案設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

科學(xué)思維能力是學(xué)生智力、能力在科學(xué)學(xué)習(xí)中的具體表現(xiàn),是科學(xué)能力的核心.IYPT為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力提供了平臺(tái).研究方案的設(shè)計(jì)是課題研究的必要步驟,IYPT課題來源于生活實(shí)際,雖然有些課題提供了一些參考資料,但如何研究？研究哪些參量？卻是要研究者自己設(shè)定,有的研究量還要自己定義說明,這些給學(xué)生的研究帶來了不小的挑戰(zhàn).為此,學(xué)生在審題的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究方案設(shè)計(jì)討論.討論時(shí)他們先大膽地提出猜想,在紙上記錄自己的研究想法,需要什么器材？控制哪些變量？運(yùn)用什么手段？然后再進(jìn)行總結(jié)、討論,找出主要研究因素,確定研究方案,根據(jù)方案尋找實(shí)驗(yàn)器材，并著手探究.

如2015年IYPT比賽中的第10題為葉哨：橫過一片草葉或一張紙條或其他類似的東西吹氣，從而發(fā)聲是可行的,研究這個(gè)現(xiàn)象.

審題中的變量分析：草葉與紙片的區(qū)別是什么？氣流相關(guān)因素(粘性、是否可壓縮、是否有旋)有哪些？如何研究音色(傅立葉變換)？聲音性質(zhì)通過聲波的什么反映出來？紙片的表面粗糙程度有何影響?物理模型分析：重力對發(fā)聲有沒有影響？對抗彎剛度如何進(jìn)行定義與計(jì)算？張力與抗彎剛度有何不同？如何測葉哨的振動(dòng)圖像？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析：噴嘴如何設(shè)計(jì)？如何測量氣體流速？如何測量紙片所受張力?如何知道吹出的是不穩(wěn)定氣流?如何消除雜音？通過這樣不斷地思考,不斷地提煉,不斷地改進(jìn)(如圖1),從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)與物理模型的統(tǒng)一,最終完成研究任務(wù).通過討論和實(shí)踐使學(xué)生內(nèi)化思維方法,培養(yǎng)科學(xué)思維能力,提升學(xué)習(xí)能力.

圖1　改變紙片張力的實(shí)驗(yàn)裝置

3.3在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生探究能力

傳統(tǒng)的物理競賽試題一般都經(jīng)過提煉、簡化,已給出了較清晰的物理圖像,待求的物理量也十分明確.對這樣的問題,學(xué)生只要弄清楚用到的概念、原理,然后沿著傳統(tǒng)的步驟,正確應(yīng)用數(shù)學(xué)工具,一般是能夠達(dá)到求解目的的.與傳統(tǒng)物理競賽的這種閉卷考試、求解做題的方式截然不同,IYPT的所有賽題均要求學(xué)生對某些實(shí)際物理問題進(jìn)行相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)研究.課題的探究過程沒有先例可以參照,探究的過程就是一個(gè)創(chuàng)新的過程,從探究方案設(shè)計(jì)到探究實(shí)驗(yàn)過程,以及探究過程中遇到的新問題都需要學(xué)生去面對、解決.

圖2　兩充氣球的實(shí)驗(yàn)裝置

如2015年IYPT比賽中的第5題為雙氣球：兩個(gè)橡膠氣球被不完全充滿氣并被一個(gè)帶閥的塑料管連接(如圖2),會(huì)發(fā)現(xiàn)空氣由于初始?xì)馇蝮w積不同而流向不同方向.

研究這個(gè)現(xiàn)象的最終任務(wù)是判斷兩氣球在什么條件下能發(fā)生我們預(yù)見的流向.要解決這個(gè)問題,需要從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面進(jìn)行探究.首先要建立模型，從理論上探究氣流流動(dòng)的原因.對氣球作出假設(shè),設(shè)定相關(guān)參量,從理論上探討影響氣流流向的因素.

實(shí)驗(yàn)探究過程要解決的問題很多,如：如何測量氣球體積？如何測氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)？如何設(shè)計(jì)圖表找出相關(guān)量與氣體流向的關(guān)系？如何通過實(shí)驗(yàn)與理論對比,進(jìn)行誤差分析？

圖3、4展示了學(xué)生的探究情況,學(xué)生在探究過程中自學(xué)了流體力學(xué)等相關(guān)的知識(shí),在實(shí)踐中自制實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)解決問題的一些方法,體會(huì)了探究的艱辛,體驗(yàn)到了成就感.

圖3　用DIS測氣體的壓強(qiáng)

圖4　氣球內(nèi)部的壓強(qiáng)隨半徑的變化關(guān)系——實(shí)驗(yàn)值和理論值對比

3.4在理論模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比過程中培養(yǎng)學(xué)生反思能力

IYPT的探究是開放的,沒有固定的結(jié)果,研究者可以根據(jù)自己的研究在不同的方向或?qū)用嫔辖o出相應(yīng)的結(jié)論,但對于探究的結(jié)果,除了實(shí)事求是外,學(xué)生還要有反思的意識(shí)和能力,反思結(jié)果要有充分的依據(jù),要考慮方案的進(jìn)一步優(yōu)化.

如2014年IYPT比賽中的第5題為載重的鐵環(huán)：給圓環(huán)的內(nèi)部負(fù)載一個(gè)輕小重物,給環(huán)一個(gè)初始推動(dòng),研究這個(gè)環(huán)的運(yùn)動(dòng).

這個(gè)課題研究小組通過理論探究得出環(huán)的運(yùn)動(dòng)有三種情景：滾動(dòng)、跳動(dòng)和滑動(dòng).實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用高速攝像機(jī)慢放很容易觀察到滾動(dòng)和跳動(dòng)兩種情景,但滑動(dòng)情景卻始終觀察不到.研究小組再一次反思理論模型,進(jìn)一步討論理論模型是否正確或完善,得出的結(jié)論與一開始的結(jié)論是一致的,這就激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步反思,通過多次實(shí)驗(yàn)終于設(shè)計(jì)出證明滑動(dòng)存在的方法：在環(huán)邊附一塊強(qiáng)磁鐵,在環(huán)邊上吸有少量的鐵屑,鐵屑上沾上墨汁,給環(huán)一個(gè)初速度,讓環(huán)在白紙上滾動(dòng),于是在紙上留下鐵屑的黑跡,測量相聯(lián)的兩個(gè)黑跡點(diǎn)之間的距離與其周長比較,就可以知道環(huán)在滾動(dòng)過程中是否存在滑動(dòng)了.

3.5在探究過程中培養(yǎng)學(xué)生意志品質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

IYPT所有的課題研究都是通過小組合作來完成的,合作的形式根據(jù)課題的內(nèi)容、進(jìn)展等因素而改變.研究初期主要是在小組內(nèi)討論,建立模型、進(jìn)行理論分析時(shí)主要是與高校學(xué)長、校內(nèi)的老師,甚至是大學(xué)的教授討論,在PPT匯報(bào)成果時(shí)與不同組的同學(xué)討論,最后在比賽時(shí)與對手討論等.討論中讓學(xué)生養(yǎng)成善于傾聽、尊重他人、尊重知識(shí)和不懼權(quán)威等素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)合作和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力.

如2015年IYPT第6題為馬格努斯滑翔機(jī)(Magnus glider),影響滑翔機(jī)飛行的因素很多,探究過程中要運(yùn)用控制變量法.但如何控制以相同的速度發(fā)射出去,是實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)難題.研究小組經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn),反復(fù)修改和測試,最終設(shè)計(jì)出既可以控制發(fā)射速度的大小,又可以控制發(fā)射方向的發(fā)射器,為實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行提供了條件.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理更是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果,研究小組先進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),選擇若干組實(shí)驗(yàn)視頻,運(yùn)用視頻跟蹤分析軟件Tracker進(jìn)行跟蹤,獲得滑翔機(jī)飛行的軌跡相關(guān)數(shù)據(jù),再用數(shù)據(jù)處理軟件Mathematica進(jìn)行分析,最后通過編程得出運(yùn)動(dòng)軌跡方程,與理論模型進(jìn)行比對,得出結(jié)論.其中的數(shù)據(jù)獲取和錄入花了研究小組三位同學(xué)的一個(gè)星期的時(shí)間,沒有堅(jiān)強(qiáng)的毅力和團(tuán)隊(duì)的合作精神是很難完成這一任務(wù)的.面對困難與挫折,能保持清醒的頭腦和頑強(qiáng)的意志,團(tuán)結(jié)一致,保持隊(duì)伍的戰(zhàn)斗力,最后獲得成功,這正是IYPT精神所在.

3.6在研究問題過程中培養(yǎng)學(xué)生工具使用能力

IYPT問題來源于生活,涉及到的知識(shí)也是多方面的,有物理學(xué)的,也有化學(xué)的,包含力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、工程力學(xué)、材料力學(xué)等,每年的課題內(nèi)容也是包羅萬象,文獻(xiàn)的檢索、梳理為課題研究所必需,在IYPT網(wǎng)站雖然也提供了相關(guān)問題的背景材料,但也要學(xué)生去查找、理解,轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí),才能運(yùn)用到理論模型中.

在研究工具的使用上,除了常見的PPT、Excel、Photoshop等辦公、圖形處理軟件外,學(xué)生還學(xué)會(huì)了視頻跟蹤分析軟件Tracker、音頻編輯軟件Cool Edit Pro、仿真實(shí)驗(yàn)軟件等的應(yīng)用,甚至還要學(xué)會(huì)編程來解決相關(guān)問題.

硬件方面的工具除了原來使用過的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、示波器、電壓和電流表等常見的工具外,還有如攝像機(jī)、數(shù)字萬用表、紅外溫度計(jì)、烙鐵和車床等等.

3.7在討論和比賽的角色變換中培養(yǎng)學(xué)生把握游戲規(guī)則和交流表達(dá)的能力

任何一種比賽都有一定的比賽規(guī)則,參賽者只有把握好比賽規(guī)則才能贏得最后的勝利.在IYPT比賽中每一個(gè)代表隊(duì)都要擔(dān)任不同的角色,而不同的角色必須遵守相應(yīng)的規(guī)則.如作為正方,應(yīng)該在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)表達(dá)清楚,盡可能用足時(shí)間.而作為反方只能針對正方的報(bào)告提問和討論,不得提及自己的研究過程,否則被視為違規(guī)而被扣分,因此反方常有“有話不能說”的感覺.反方還要針對正方報(bào)告，指出其優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),更應(yīng)該找出其實(shí)驗(yàn)或理論中存在的問題進(jìn)行有理有節(jié)的討論,而不是辯論,是雙方有問題討論,而非讓對方無話可說等,這些都是賽手所必須掌握的規(guī)則.評論方既要關(guān)注正方的陳述報(bào)告,又要關(guān)注正、反方討論過程中表現(xiàn),在評論方提問環(huán)節(jié)提出雙方未討論清楚的問題,或者未涉及到的有爭議的問題,在評論方報(bào)告中必須指出正、反方的優(yōu)缺點(diǎn),同時(shí)還可以提出自己對這一課題中有關(guān)問題的看法.

表達(dá)交流能力是IYPT探究活動(dòng)中最重要的能力之一,是IYPT比賽中獨(dú)有的要求,也是這項(xiàng)比賽最吸引人的特色.在探究活動(dòng)中如何表達(dá)自己的想法,讓他人理解和接受你的觀點(diǎn)？在比賽中如何與對方選手交流自己的想法？如何抓住對方存在的問題,切中對方的要害？既需要敏感的洞察力,又要有簡明的語言表達(dá)能力,只有這樣才能表達(dá)出自己的觀點(diǎn),贏得對方和評委的認(rèn)可.

4　反思

4.1IYPT項(xiàng)目是對課堂教學(xué)的延續(xù)

課堂教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)的主陣地,是學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才、提高學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的主要渠道.因此,學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)主要還是由日常課堂教學(xué)完成,社團(tuán)活動(dòng)以及其它研究性學(xué)習(xí)等課外活動(dòng)是課堂教育功能的延續(xù).教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中不斷強(qiáng)化核心素養(yǎng)的意識(shí),與社團(tuán)活動(dòng)等有機(jī)結(jié)合,讓課本知識(shí)在活動(dòng)中得到進(jìn)一步應(yīng)用,核心素養(yǎng)得到進(jìn)一步的強(qiáng)化.IYPT是實(shí)現(xiàn)這一目的的最佳選擇,它能為學(xué)生提供探究學(xué)習(xí)的資源,也為學(xué)生提供了充分思考的時(shí)間與空間,把所學(xué)知識(shí)靈活地運(yùn)用到實(shí)際的課題研究中去.教師應(yīng)敢于放手,相信學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,給學(xué)生更多的機(jī)會(huì).

4.2IYPT研究為教師成長提供了有利的平臺(tái)

IYPT對教師提出了較高的要求,教師參與活動(dòng)的方式有兩種,一種是做學(xué)生的導(dǎo)師,當(dāng)學(xué)生在研究過程中遇到困難時(shí)能給予適當(dāng)?shù)闹R(shí)和方法的指導(dǎo)；另一種參與方式是做學(xué)生的同伴,與學(xué)生一起討論、一起做實(shí)驗(yàn).筆者常以后一種方式參與課題研究過程,有時(shí)充當(dāng)同伴,有時(shí)充當(dāng)反方和評論方,在不斷的交流中,課題也深深地吸引了教師本身,激發(fā)了教師的探究興趣.為了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和建立模型,教師也需翻閱大量的參考資料,嘗試各種實(shí)驗(yàn)方案.教師本身也要不斷學(xué)習(xí),才能參與課題組的討論.隨著課題研究步步深入,自身的指導(dǎo)能力也在提高,在提高了學(xué)生能力的同時(shí)也完善了自己.

4.3學(xué)校應(yīng)為學(xué)生提供系統(tǒng)的指導(dǎo)

IYPT是一個(gè)學(xué)術(shù)性很強(qiáng)的活動(dòng),高中一、二年級(jí)的學(xué)生研究能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到自己開展小組研究的能力,特別是剛接觸課題研究時(shí)需要了解IYPT的規(guī)則,更需要了解、掌握研究方法和技能.例如如何自主學(xué)習(xí)？如何進(jìn)行探究？如何寫實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告？如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)對抗？如何表達(dá)自己的觀點(diǎn)？如何理解對方的觀點(diǎn),并能從中找出其優(yōu)點(diǎn)和不足之處？這給我們物理教學(xué)提供了很好的校本化的教學(xué)資源.從2014年起我們開發(fā)了校本課程——《IYPT課題研究指導(dǎo)》,課程包括IYPT發(fā)展史、IYPT比賽規(guī)則、實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告的撰寫、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量與誤差分析、模型的建立、基本實(shí)驗(yàn)測量工具的使用、數(shù)據(jù)處理軟件的使用等.在此基礎(chǔ)上還準(zhǔn)備了開展實(shí)驗(yàn)系列校本課程,讓更多的學(xué)生了解物理,對物理感興趣,更重要的是提升學(xué)生的核心素養(yǎng),讓學(xué)生終生受益.

[1] 董耀.IYPT與IPhO的比較[J].物理之友,2014,30(4).

[2] 張一馳.依托JSYPT培養(yǎng)高中生物理創(chuàng)新能力初探[J].物理之友,2015,31(3).

[3] 吳志山.在IYPT選修活動(dòng)課中提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)[J].物理教學(xué),2015,(3).

[4] 胡衛(wèi)平,林崇德.青少年的科學(xué)思維能力研究[J].教育研究,2003,(12).

[5] 辛濤,姜宇,劉霞.我國義務(wù)教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)模型的構(gòu)建[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2013,(1).

[6] 李川勇,王慧田,宋峰,劉玉斌,孫騫.中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽及其對培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的作用[J].大學(xué)物理,2012,(5).

[7] 耿宜宏.基于JSYPT轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式的實(shí)踐與思考[J].物理教師,2015,(6).

①本文為2014年江蘇省實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究課題“依托JSYPT項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的實(shí)踐研究”的成果之一.