吳 寶 嘉(延邊大學(xué) a.理學(xué)院;b.就業(yè)教育與服務(wù)中心，吉林 延吉 133000)

0 引 言

1996年法國(guó)開(kāi)始在大學(xué)校預(yù)備班開(kāi)設(shè)“適度發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造力”(Travauxd initiative personn ellleencadres簡(jiǎn)稱TIPE)課程。大學(xué)校預(yù)備班屬于法國(guó)高中后教育，是法國(guó)培養(yǎng)高層次管理、科技、工程師人才的搖籃[1-3]。TIPE課程被規(guī)定為全體學(xué)生的必修課，占學(xué)年總課時(shí)的10%。學(xué)生2～3人組成一個(gè)小組，在教師的指導(dǎo)下，要求對(duì)學(xué)科已有成果進(jìn)行批判性的研究，鼓勵(lì)學(xué)生介入學(xué)科前沿，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的批判精神創(chuàng)新能力以及獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。由于大學(xué)校預(yù)備班的教師素質(zhì)一流，隊(duì)伍整齊，加上學(xué)生人數(shù)較少，指導(dǎo)十分到位，因此TIPE課程的開(kāi)設(shè)獲得了巨大的成功[4-7]。

我國(guó)基礎(chǔ)教育經(jīng)過(guò)幾年的“研究性學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)后，于2001年4月，教育部下發(fā)了《普通高中研究性學(xué)習(xí)指南(試行)》，把“研究性學(xué)習(xí)”課程作為重要內(nèi)容列入普通高中綜合實(shí)踐活動(dòng)板塊?！把芯啃詫W(xué)習(xí)”課程作為一個(gè)獨(dú)具特色的課程領(lǐng)域，首次成為我國(guó)基礎(chǔ)教育課程體系的有機(jī)構(gòu)成，被公認(rèn)為我國(guó)當(dāng)前課程改革的一大亮點(diǎn)[8-11]。中專教育要積極推行研究性學(xué)習(xí)，把研究性學(xué)習(xí)作為中專物理教育改革的重要內(nèi)容。中專教師的培訓(xùn)是工科院校的重要任務(wù)之一，物理教學(xué)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)是提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐水平的重要舉措。2002年12月，教育部在西安交通大學(xué)召開(kāi)的全國(guó)高等理工科教育改革經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)上周濟(jì)副部長(zhǎng)提出：高等理工科教育要積極推行研究性學(xué)習(xí)，把研究性學(xué)習(xí)作為高等理工科下一步教育改革的重要內(nèi)容。這一舉措順應(yīng)了世界課程改革的發(fā)展趨勢(shì)[12-13]。

雖然，研究性學(xué)習(xí)在我國(guó)基礎(chǔ)教育改革中正在如火如荼地展開(kāi)，但是如何把在研究性學(xué)習(xí)課程中的研究性教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式延伸到物理學(xué)科教學(xué)，甚至延伸到物理課堂教學(xué)在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)薄弱的研究領(lǐng)域[14-15]。教育部在《普通高中“研究性學(xué)習(xí)實(shí)施指南(試行)》也提到：“當(dāng)前,受傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、時(shí)間和教學(xué)方式的局限,在學(xué)科教學(xué)中普遍地實(shí)施研究性學(xué)習(xí)尚有一定的困難”。這主要針對(duì)我國(guó)目前普通高中實(shí)際情況而言的。但在國(guó)外，如美國(guó)、英國(guó)、日本等，研究性教與學(xué)的方式已在科學(xué)教育的課堂上普遍運(yùn)用。對(duì)大學(xué)來(lái)說(shuō)，雖然在許多專業(yè)課中有課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文等研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容。但是，在學(xué)科教學(xué)中，特別是工科普通物理教學(xué)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)則是鳳毛麟角，物理學(xué)科教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐都不成熟。因此，學(xué)科教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐研究成為推廣和開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的攻堅(jiān)戰(zhàn)，這對(duì)新時(shí)代的每位教師來(lái)說(shuō)，既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇。本文試圖將研究性教與學(xué)的方式引入到高等工科普通物理學(xué)科教學(xué)之中，并以建構(gòu)工科物理能量知識(shí)結(jié)構(gòu)為研究性學(xué)習(xí)的主題，探索物理學(xué)科教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)實(shí)施和實(shí)踐的規(guī)律。

1 新型理工科建設(shè)背景的物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)平臺(tái)創(chuàng)新

1.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

“教師備課——上課教師講——學(xué)生聽(tīng)——學(xué)生記筆記——課后做作業(yè)——教師批作業(yè)”是傳統(tǒng)教學(xué)的大致流程。這樣的課堂結(jié)構(gòu)在完成教師“教”的任務(wù)上是高效的，但卻存在著難以克服的弊端。著名物理學(xué)家楊振寧[16]指出這種模式的弊端：中國(guó)教育方法(東方的傳統(tǒng))是一步一步地教，一步一步地學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)方法訓(xùn)練出來(lái)的小孩子，可以深入地學(xué)到許多東西，這對(duì)于他進(jìn)大學(xué)考試有許多幫助。但這種教學(xué)法的主要缺陷是學(xué)生只宜于考試，不宜于做研究工作，因?yàn)檠芯抗ぷ魉叩穆放c傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法完全不一樣。

傳統(tǒng)課堂的弊端：這種結(jié)構(gòu)基本的理念是把學(xué)生看作知識(shí)的容器，客觀上不允許學(xué)生獨(dú)立思考，如果說(shuō)學(xué)生有所思考，也只能跟著教師的思路走；學(xué)生不知道老師要干什么，更不知道自己要干什么，只能是被動(dòng)聽(tīng)講；學(xué)生學(xué)得如何，教師不得而知，教師只能“一刀切”去完成自己“教”的任務(wù)。杜郎口中學(xué)校長(zhǎng)崔其升[17]說(shuō)：學(xué)習(xí)的天敵是依賴，教師的悲哀是包辦。 傳統(tǒng)教學(xué)低估了學(xué)生的能力，無(wú)限制地占用學(xué)生時(shí)間，不利于自主學(xué)習(xí)。

許多學(xué)生上課無(wú)心聽(tīng)課、有的干脆睡覺(jué)，根本原因是學(xué)生沒(méi)有真正成為學(xué)習(xí)的參與者，而是旁觀者，他們不用對(duì)自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，并且不承擔(dān)學(xué)習(xí)的后果。

1.2 新工科改革

依據(jù)研究對(duì)象和內(nèi)容的不同，研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施可以分為兩類，即課題研究類和項(xiàng)目(活動(dòng))設(shè)計(jì)類。課題研究以認(rèn)識(shí)和解決某一問(wèn)題為主要目的, 圍繞客觀事物是什么樣的或事物之間的關(guān)系、事物發(fā)展變化的規(guī)律是什么提出問(wèn)題。課題研究以認(rèn)識(shí)和解決某一問(wèn)題為主要目的,具體包括調(diào)查研究、實(shí)驗(yàn)研究、文獻(xiàn)研究等類型。項(xiàng)目(活動(dòng))設(shè)計(jì)以解決一個(gè)比較復(fù)雜的操作問(wèn)題為主要目的，一般包括社會(huì)性活動(dòng)設(shè)計(jì)和科技類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)兩種類型。前者如一次環(huán)境保護(hù)活動(dòng)的策劃,后者如某一設(shè)備、設(shè)施的制作、建設(shè)或改造的設(shè)計(jì)等。一項(xiàng)專題的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng),可以屬于一種類型,也可以包括多種研究類型。綜合性較強(qiáng)的專題,往往涉及多方面的研究?jī)?nèi)容,需要運(yùn)用多種研究方法和手段,更需要參加者之間的分工協(xié)作。無(wú)論是課題研究類，還是項(xiàng)目(活動(dòng))設(shè)計(jì)類，實(shí)施過(guò)程一般可分3個(gè)階段：進(jìn)入問(wèn)題情境階段、實(shí)踐體驗(yàn)階段和表達(dá)交流階段。在學(xué)習(xí)進(jìn)行的過(guò)程中這3個(gè)階段并不是截然分開(kāi)的，而是相互交叉和交互推進(jìn)的。學(xué)與教的基本過(guò)程模式如圖1所示。

圖1 學(xué)與教的基本過(guò)程模式

在研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)中，教師與學(xué)生在教學(xué)中的地位發(fā)生了根本的變化，學(xué)生處于自主的地位，教師處于指導(dǎo)地位。學(xué)生自主是指研究的全過(guò)程(收集信息、選題和立題、設(shè)計(jì)研究方案、進(jìn)行具體研究、總結(jié)研究成果、完成研究的全過(guò)程)應(yīng)該由學(xué)生自主去完成，把學(xué)生置于一種動(dòng)態(tài)、開(kāi)放、主動(dòng)、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境是開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)追求的目標(biāo)，但是并不排斥教師的指導(dǎo)作用和學(xué)校常規(guī)教學(xué)管理制度的約束。在研究性學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐中，認(rèn)為教師已退居邊緣，成了“局外人”的觀點(diǎn)，是對(duì)學(xué)生主體性誤解而導(dǎo)致教師主體作用的迷失。教師在研究性學(xué)習(xí)中的地位應(yīng)定位在：鋪墊知識(shí)、指導(dǎo)方法、組織管理、疑難點(diǎn)撥、鼓勵(lì)士氣、協(xié)作參與等方面。在研究性學(xué)習(xí)中，表面上學(xué)生在主動(dòng)的探求知識(shí)，實(shí)際上學(xué)生學(xué)習(xí)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)教師的精心指導(dǎo)。這是因?yàn)閷?duì)能力有限的學(xué)生來(lái)說(shuō)，無(wú)論其人生閱歷，還是知識(shí)結(jié)構(gòu)和研究能力，都不夠成熟。而研究性學(xué)習(xí)也不同于真正意義上的科學(xué)研究，不能靠學(xué)生完全獨(dú)立完成，學(xué)生的時(shí)間和精力也不允許這樣做。在研究性學(xué)習(xí)中，當(dāng)學(xué)生面對(duì)困難不知所措甚至退避時(shí)，教師必須適時(shí)進(jìn)行有效的指導(dǎo)。這種指導(dǎo)是一種深層次、高水平的指導(dǎo)，不是直接告訴學(xué)生做什么、怎么做，而是啟發(fā)誘導(dǎo)，使學(xué)生自己認(rèn)識(shí)到應(yīng)該怎么做，不是代替學(xué)生去解決困難和問(wèn)題、而是通過(guò)一系列的指導(dǎo)策略，使學(xué)生自己解決問(wèn)題，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。這就要求教師在指導(dǎo)過(guò)程中，不僅要轉(zhuǎn)變指導(dǎo)觀念、更要講究指導(dǎo)藝術(shù)和策略。指導(dǎo)策略是要循著學(xué)生的思路想，并要提出質(zhì)疑，提供可深入思考與探究的思路或方向，供學(xué)生進(jìn)行判斷和選擇；物理學(xué)科研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)內(nèi)容有以下幾方面：

(1) 選題指導(dǎo)。選題是研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中非常重要的一步，選擇的題目要可行，要具有實(shí)際意義和社會(huì)價(jià)值。題目太大或太難，學(xué)生會(huì)感到力不從心，面對(duì)困難容易表現(xiàn)出消極情緒，題目太小或太簡(jiǎn)單，學(xué)生會(huì)覺(jué)得缺乏挑戰(zhàn)性，感到索然無(wú)味，使研究性學(xué)習(xí)流于形式。因此，教師要根據(jù)物理課程研究性學(xué)習(xí)目標(biāo)把握選題方向和范圍，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平和能力狀況，盡可能把題目難度定位在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)，同時(shí)，還要對(duì)可利用的資源和環(huán)境條件作必要的考察和分析，保證研究的可行性和現(xiàn)實(shí)性。選擇的題目學(xué)生必須感興趣，選題的指導(dǎo)力求宏觀，給學(xué)生一定的選擇自由度。例如，在本課題的研究中，我們把研究性題目的范圍限定在能量范圍，給出了一些子題目供學(xué)生參考，但也允許學(xué)生選擇其他自己感興趣的與能量有關(guān)的題目。

(2) 計(jì)劃指導(dǎo)。物理學(xué)科的研究性學(xué)習(xí)應(yīng)課內(nèi)與課外相結(jié)合，校內(nèi)與校外相結(jié)合。由于在課程計(jì)劃內(nèi)安排的課時(shí)相對(duì)于開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)總體所需要的時(shí)間是有限的，就必然涉及到課內(nèi)外時(shí)間空間與其主題內(nèi)容的安排策略問(wèn)題。即指導(dǎo)學(xué)生課內(nèi)可做些什么，課外可做些什么；哪些工作可在校內(nèi)做，哪些工作可放到校外去完成。一般而言，課內(nèi)時(shí)間可用于選題、取材等方法指導(dǎo)和階段成果經(jīng)驗(yàn)的交流，而課外時(shí)間可用于課題研究的具體實(shí)施等。同時(shí)，需要對(duì)在課外進(jìn)行的研究活動(dòng)的場(chǎng)所選擇進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。

(3) 組織形式指導(dǎo)。即指導(dǎo)學(xué)生如組織研究小組。當(dāng)小組成員發(fā)生矛盾，小組其他成員難以協(xié)調(diào)或發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生對(duì)該課題沒(méi)有興趣時(shí)，要適時(shí)指導(dǎo)并允許小組成員流動(dòng)。

(4) 過(guò)程指導(dǎo)。這里所說(shuō)的過(guò)程是指學(xué)生在課題選定后，制定研究方案、搜集信息、實(shí)施研究等過(guò)程。對(duì)過(guò)程的指導(dǎo)是最能體現(xiàn)教師創(chuàng)造性和指導(dǎo)水平的一個(gè)環(huán)節(jié)，要求教師掌握不同學(xué)生的心理，研究和靈活應(yīng)用研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)策略，真正做到“道而弗牽、強(qiáng)而弗抑、開(kāi)而弗達(dá)”。

(5) 方法指導(dǎo)。通過(guò)研究性學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握科學(xué)研究的基本方法和思維方法是開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的主要目的之一。方法指導(dǎo)是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，要求教師對(duì)研究性學(xué)習(xí)的方法作總體規(guī)劃，將方法指導(dǎo)貫穿在整個(gè)研究活動(dòng)之中。本課題的第3章對(duì)物理教學(xué)中的研究性學(xué)習(xí)的基本方法作了統(tǒng)一設(shè)計(jì)。雖然這種設(shè)計(jì)是針對(duì)能量知識(shí)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)而言的，但是，因?yàn)槟芰恐R(shí)結(jié)構(gòu)在物理學(xué)中的重要地位使得這些方法具有普遍性和代表性。

(6) 結(jié)題指導(dǎo)。在結(jié)題指導(dǎo)中，不但要指導(dǎo)學(xué)生對(duì)獲取的資料分析整理、提煉觀點(diǎn)、形成小論文研究報(bào)告，還要指導(dǎo)學(xué)生表達(dá)論文、圖表、模型、影像等多種方式及實(shí)現(xiàn)各種方式的方法。要注重結(jié)題指導(dǎo)中人文價(jià)值的發(fā)掘。例如，在微波的生物學(xué)效應(yīng)的研究中不但要使學(xué)生了解“是什么”和“怎么回事”。還要使學(xué)生養(yǎng)成對(duì)生命的珍惜和熱愛(ài)之情。

總之，研究性學(xué)習(xí)中教的設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注研究的全過(guò)程，除要關(guān)注師生共同的活動(dòng)內(nèi)容外，更要關(guān)注由學(xué)生單獨(dú)進(jìn)行的研究活動(dòng)。如表1所示,給出了研究性學(xué)習(xí)的教的過(guò)程設(shè)計(jì)框架。

教師要根據(jù)該表中教的基本框架對(duì)研究性學(xué)習(xí)的教的過(guò)程作詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并在實(shí)施過(guò)程中善于發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整指導(dǎo)方案。

2 教學(xué)實(shí)踐實(shí)施

學(xué)的過(guò)程即實(shí)施研究的過(guò)程。不同的研究課題在研究方法和手段上有著各自的側(cè)重點(diǎn)，為便于學(xué)生開(kāi)展課題研究，構(gòu)建“意義建構(gòu)能量知識(shí)結(jié)構(gòu)的研究性學(xué)習(xí)”實(shí)施研究的基本模式如下：

表1 研究性學(xué)習(xí)的教的過(guò)程設(shè)計(jì)框架

(1) 類比研究模式。 建構(gòu)能量知識(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)，常用的方法是類比方法。類比是由一類對(duì)象已知的屬性和關(guān)系，從而達(dá)到對(duì)另一類對(duì)象已知的屬性和關(guān)系的推測(cè)。發(fā)現(xiàn)兩種事物之間的類比關(guān)系，表明能把兩者納入同一層次的上位范疇之中。其基本流程如圖2所示。

圖2 類比研究模式基本流程

例如，由力學(xué)中的功能關(guān)系類比靜電場(chǎng)的功能關(guān)系時(shí)，研究的類比對(duì)象是靜電場(chǎng)，被類比的對(duì)象是重力場(chǎng)和彈性力場(chǎng)。這兩種場(chǎng)的相同點(diǎn)都是保守力場(chǎng)，不同點(diǎn)是這兩種保守力所做的功的形式不同，經(jīng)過(guò)類比后，重力場(chǎng)和彈力場(chǎng)能引入的概念靜電場(chǎng)也能引入，只不過(guò)兩種勢(shì)能的表達(dá)式不同而已。特別注意的是，用類比法得到的概念和規(guī)律要通過(guò)實(shí)驗(yàn)等方式進(jìn)行驗(yàn)證。這是類比法的使用條件。否則，可能得出荒謬的結(jié)論。例如，人和羊都是動(dòng)物，通過(guò)類比得到，羊吃草，人必然也吃草的結(jié)論，這個(gè)結(jié)論是否正確要通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)。

(2) 整體研究模式。 普通物理學(xué)使用了微積分和矢量代數(shù)等數(shù)學(xué)工具，使得其研究范圍比高中物理廣泛，這也是普通物理學(xué)有別于高中物理之處，微積分不但是處理物理問(wèn)題的工具，它也是人們認(rèn)識(shí)和研究物理世界的一種方法和思想。在建構(gòu)能量知識(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常用這種思想研究問(wèn)題，其基本流程如圖3所示。

圖3 整體研究模式基本流程

例如，研究剛體的規(guī)律時(shí)，常用的方法是類比法和微積分思想研究模式。只要熟悉質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的概念和規(guī)律，剛體可以看作質(zhì)點(diǎn)的組合，就可以用微積分思想得出剛體動(dòng)力學(xué)的概念和規(guī)律。如用微積分思想從質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的公式推導(dǎo)出剛體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的公式。

(3) 文獻(xiàn)研究模式。也稱為“歷史方法”，主要是以過(guò)去為中心的探究，對(duì)有關(guān)現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)照一定課題進(jìn)行進(jìn)一步深入的研究。文獻(xiàn)是先人的勞動(dòng)果實(shí)，是可貴的文化遺產(chǎn)。但所有的文獻(xiàn)都受到時(shí)空的限制，在新的時(shí)空背景下可能會(huì)表現(xiàn)出這樣那樣的問(wèn)題，這就為我們實(shí)施研究性學(xué)習(xí)帶來(lái)了課題。文獻(xiàn)研究模式就是將一定的成果事件放在當(dāng)時(shí)的歷史背景下進(jìn)行成敗得失研究，以認(rèn)識(shí)其經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，同時(shí)揭示當(dāng)前關(guān)注的一些問(wèn)題，或?qū)ξ磥?lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為現(xiàn)實(shí)社會(huì)服務(wù)的研究模式。只要是追根求源，追溯事物發(fā)展的軌跡，探究發(fā)展軌跡中某些規(guī)律性的東西，就可采用文獻(xiàn)研究法。其基本流程如圖4所示。

圖4 文獻(xiàn)研究模式基本流程

例如，在學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律時(shí)“永動(dòng)機(jī)的歷史和教訓(xùn)”一題就采用的是該模式。

(4) 實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)模式。物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)或科學(xué)觀測(cè)來(lái)獲得數(shù)據(jù)和進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)，是物理學(xué)的最重要的研究方法。在大學(xué)物理教學(xué)中，理論課與實(shí)驗(yàn)課往往是兩門(mén)課，這就要求我們對(duì)這兩門(mén)課進(jìn)行合理的整合，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)提供方便。運(yùn)用此類模式，關(guān)鍵是要控制好變量和條件，真實(shí)準(zhǔn)確地記錄變量，以確保數(shù)據(jù)的可靠性，另外，學(xué)會(huì)誤差處理的技巧和方法。其基本流程如圖5所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)模式基本流程

(5) 調(diào)查研究模式。在社會(huì)調(diào)查和資料分析基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究。一般可運(yùn)用于有關(guān)社會(huì)性問(wèn)題的研究課題。實(shí)際上，這一模式是由兩個(gè)步驟組成的，即先進(jìn)行調(diào)查，再分析調(diào)查結(jié)果。要調(diào)查就要列出調(diào)查計(jì)劃和調(diào)查提綱，包括確定樣本的對(duì)象和數(shù)量、調(diào)查方法、設(shè)計(jì)調(diào)查文本和進(jìn)行社會(huì)交際與開(kāi)展具體調(diào)查等；要分析調(diào)查結(jié)果，就要甄別調(diào)查資料的真?zhèn)魏蛢r(jià)值程度，有的還需建立一定的數(shù)據(jù)庫(kù)，找到問(wèn)題及其原因，研究并提出相應(yīng)的對(duì)策等。其基本流程如圖6所示。

圖6 調(diào)查研究模式基本流程

例如，“甘肅的能源結(jié)構(gòu)與可持續(xù)發(fā)展”“微波對(duì)人體的影響”等課題都可采用該模式。

(6) 理想模型和理想實(shí)驗(yàn)研究模式。通過(guò)想象建立物理模型或理想實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行帶技術(shù)性的物理研究。這種方法忽略復(fù)雜事物的次要因素，抓住主要矛盾，使人們便于找出事物發(fā)展和變化的規(guī)律。物理學(xué)中的理想模型一般分為3種類型：①實(shí)體理想模型，如質(zhì)點(diǎn)、理想氣體、點(diǎn)光源、光滑平面、剛體、細(xì)線等；②系統(tǒng)理想模型，如保守力場(chǎng)系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)、簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)等；③過(guò)程理想模型，如勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程等。例如，“理想氣體內(nèi)能的研究”可采用該方法。其基本流程如圖7所示。

圖7 理想模型和理想實(shí)驗(yàn)研究模式基本流程

理想實(shí)驗(yàn)又叫思想實(shí)驗(yàn)，它是想象推理來(lái)完成的。理想實(shí)驗(yàn)是建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，但又不是直接用操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，理想實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)的抽象方法，盡管它不是直接演示物理現(xiàn)象，而是用想象來(lái)描繪實(shí)驗(yàn)過(guò)程，但是有可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)作保證，因此它的可靠性讓人深信不疑。愛(ài)因斯坦、玻爾等人擅長(zhǎng)理想實(shí)驗(yàn)，伽利略用理想實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了慣性定律。其基本流程如圖8所示。

圖8 理想實(shí)驗(yàn)基本流程

在整個(gè)物理教學(xué)中,采取傳統(tǒng)模式和研究性學(xué)習(xí)模式相結(jié)合的教學(xué)方式，對(duì)于能量有關(guān)的內(nèi)容采用研究性學(xué)習(xí)方式，對(duì)其他內(nèi)容采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。在研究性學(xué)習(xí)中采用課內(nèi)外相接合的方式，力圖打破課堂、課外教學(xué)的界限，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)外的有機(jī)結(jié)合。

3 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)基礎(chǔ)教育經(jīng)過(guò)幾年的“研究性學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)后，已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)步推廣期。隨著去年提出的新型理工科建設(shè)，實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)又成為了改革的前沿。本文以目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問(wèn)題為背景，針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程提出改革方案，通過(guò)問(wèn)題情境階段、實(shí)踐體驗(yàn)階段和表達(dá)交流階段分別進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。構(gòu)建了類比研究、整體研究、文獻(xiàn)研究、實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)、調(diào)查研究、理想模型和理想實(shí)驗(yàn)研究等6種模式，實(shí)踐效果表明：通過(guò)學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)課內(nèi)外的有機(jī)結(jié)合。

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