鄭 康 韓學(xué)廷

(常州市戚墅堰高級(jí)中學(xué) 江蘇 常州 213025)

1 引言

當(dāng)前我國(guó)新一輪課程改革正在如火如荼地開(kāi)展，教育部在《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》中，明確提出要提升學(xué)生的核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生的必備品格和關(guān)鍵能力；突出強(qiáng)調(diào)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式以及啟發(fā)、討論、參與的教學(xué)方式；更加注重學(xué)生的自主發(fā)展、合作參與、實(shí)踐探究.

在最新修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，強(qiáng)調(diào)課程的內(nèi)容應(yīng)注重與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會(huì)與科技發(fā)展的聯(lián)系；課程的實(shí)施注重創(chuàng)設(shè)具體的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生在問(wèn)題解決中提升思維、培養(yǎng)能力、樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度.課程的開(kāi)發(fā)應(yīng)為學(xué)生提供多樣化的選擇，促進(jìn)學(xué)生自主地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí).

2 綜合實(shí)踐活動(dòng)課程與研究性學(xué)習(xí)

綜合實(shí)踐活動(dòng)課程是指從學(xué)生的真實(shí)生活和發(fā)展需要出發(fā)，從實(shí)際情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為活動(dòng)主題，通過(guò)探究、服務(wù)、制作、體驗(yàn)等方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的跨學(xué)科實(shí)踐性課程.作為國(guó)家義務(wù)教育和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必修課程，與學(xué)科課程并列，是基礎(chǔ)教育課程體系的重要組成部分.

研究性學(xué)習(xí)是綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的重要形式之一，它是指學(xué)生基于自身興趣，在教師指導(dǎo)下，從自然、社會(huì)和生活中選擇和確定研究主題，主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng).研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐，增強(qiáng)探究和創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，發(fā)展綜合運(yùn)用知識(shí)的能力.

在高中物理課程中，依托研究性學(xué)習(xí)開(kāi)展物理綜合實(shí)踐活動(dòng)，可以使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)研究的完整過(guò)程，在問(wèn)題解決中提升科學(xué)思維和探究能力，在合作交流中增強(qiáng)分工意識(shí)和合作精神，在實(shí)踐應(yīng)用中形成科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感.因此，綜合實(shí)踐活動(dòng)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)乃至人生成長(zhǎng)具有十分積極的意義，是我們教育教學(xué)中非常重要的課程資源.那么，如何依托研究性學(xué)習(xí)開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng)呢？筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，以一種基于楞次定律實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)為例，談一談自己的思考.

3 依托研究性學(xué)習(xí)開(kāi)展高中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)課程

3.1 準(zhǔn)備階段——發(fā)掘真實(shí)問(wèn)題 提煉研究主題

需要進(jìn)行研究的主題一定是真實(shí)的、有價(jià)值的、可研究的.學(xué)生所要研究的問(wèn)題應(yīng)該來(lái)源于真實(shí)的情境，與生產(chǎn)生活、社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)相聯(lián)系，可以是對(duì)學(xué)科內(nèi)容中困頓之處的深入挖掘，可以是對(duì)生活中奇特現(xiàn)象的原理探究，也可以是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)流程改進(jìn)的研究探索，并能在一定程度上有所創(chuàng)新，具有可參考的意義.

在確立研究主題時(shí)，教師也應(yīng)充分尊重學(xué)生的興趣愛(ài)好和已有經(jīng)驗(yàn)，給學(xué)生表達(dá)想法的機(jī)會(huì)，和學(xué)生共同構(gòu)思選題，鼓勵(lì)學(xué)生提出感興趣的真實(shí)問(wèn)題，并及時(shí)捕捉學(xué)生動(dòng)態(tài)生成的問(wèn)題，組織學(xué)生就問(wèn)題展開(kāi)討論，從中選出有價(jià)值的、可研究的問(wèn)題，并提煉研究主題.

電磁學(xué)中的楞次定律是一條重要的基本定律，它是指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，也可表述為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體中的感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng).因此，楞次定律描述了磁場(chǎng)試圖保持原來(lái)狀態(tài)的一種類似慣性的行為，比抽象的場(chǎng)更易于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景來(lái)體現(xiàn)這一行為，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性.

學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的楞次定律演示實(shí)驗(yàn)是將磁體從已連接靈敏電流計(jì)的線圈中垂直放入或垂直取出，演示實(shí)驗(yàn)示意圖如圖1所示.

圖1 楞次定律演示實(shí)驗(yàn)示意圖

通過(guò)觀察靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向和幅度來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向和強(qiáng)弱，但是這個(gè)裝置很難明顯地看出感應(yīng)電流受到的磁場(chǎng)力對(duì)導(dǎo)體的阻礙作用，表現(xiàn)不夠直觀.由于受到抽象思維和空間想象能力的限制，理解起來(lái)較為困難.針對(duì)這一問(wèn)題，師生共同確定研究的主題為基于楞次定律的實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以直觀展示抽象的物理現(xiàn)象，增強(qiáng)科學(xué)探究的能力，激發(fā)對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣.

3.2 計(jì)劃階段——制定研究方案 明確人員分工

根據(jù)確立的主題，提出研究的目標(biāo)和任務(wù)，以及初步的研究方案.方案的制定可以根據(jù)以下幾個(gè)問(wèn)題開(kāi)展：

(1)一共存在哪些問(wèn)題？問(wèn)題的核心是什么？

(2)對(duì)這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)了解了多少？為了解決這個(gè)問(wèn)題還需要了解什么？

(3)為了得到所需要的信息，將要做些什么？

當(dāng)然，隨著后續(xù)研究的開(kāi)展，不斷會(huì)有新信息、新想法出現(xiàn)，所以研究方案也需不斷調(diào)整和改進(jìn)，使之更加完善.

在制定方案時(shí)，我們還需明確人員的分工.活動(dòng)的完成需要多人的通力合作，因此進(jìn)行小組合作、細(xì)化分工是必要的.可以依據(jù)組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)以及雙向選擇的原則，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，一般每個(gè)小組5人左右.并在小組內(nèi)進(jìn)行分工，如組長(zhǎng)(統(tǒng)籌、組織、協(xié)調(diào)組內(nèi)事務(wù)，成果匯報(bào))、材料搜集員(搜集所需的文本信息、實(shí)物材料)、工程師(成品的設(shè)計(jì)、制作)、攝影師(活動(dòng)過(guò)程的拍照、攝像)、美工(實(shí)物成品的裝飾、匯報(bào)PPT的制作)等.

通過(guò)活動(dòng)方案制定和人員分工，增強(qiáng)活動(dòng)的計(jì)劃性，提高學(xué)生的活動(dòng)規(guī)劃能力.

在確立選題時(shí)，已明確活動(dòng)中存在的主要問(wèn)題是：楞次定律中感應(yīng)電流受到的安培力對(duì)導(dǎo)體阻礙作用的不夠直觀.因此制定的研究方案旨在解決這一問(wèn)題，并能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一些拓展性的探究，比如具體有哪些因素在影響阻礙作用的大小.

通過(guò)師生討論，制定研究方案如下：

探究一：用兩塊完全相同的膠合木板做成水平滑面和斜面，在其中一個(gè)上面貼上銅板.將等量磁鐵加在塑料小車(chē)上，測(cè)試小車(chē)從一定高度釋放后在不同平面上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

探究二：改變銅板的厚度，將等量磁鐵加在塑料小車(chē)上，測(cè)試小車(chē)從一定高度釋放后在銅板上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

探究三：改變小車(chē)底盤(pán)與滑面之間的距離，將等量磁鐵加在塑料小車(chē)上，測(cè)試小車(chē)從一定高度釋放后在銅板上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

探究四：改變加在小車(chē)上磁鐵的數(shù)量，測(cè)試裝有不等量磁鐵的小車(chē)，從一定高度釋放后在銅板上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

小組成員進(jìn)行分工，由同學(xué)推選產(chǎn)生組長(zhǎng)A，負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)整個(gè)研究過(guò)程，成員B和C負(fù)責(zé)探究一和探究二，成員D和E負(fù)責(zé)探究三和探究四，分工明確后，準(zhǔn)備器材，開(kāi)始活動(dòng).

3.3 實(shí)施階段——小組合作探究 教師跟蹤指導(dǎo)

小組確定之后，每次活動(dòng)以小組為單位開(kāi)展.在研究過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到種種未知的問(wèn)題，原有的知識(shí)不可能一用就靈，這就需要小組成員相互討論，共同協(xié)商，針對(duì)具體的問(wèn)題情境對(duì)原有的知識(shí)進(jìn)行再加工和創(chuàng)造，在彼此合作中，成員之間取長(zhǎng)補(bǔ)短，提升能力，達(dá)成共識(shí)，形成合力.

在活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，教師應(yīng)敢于放手讓學(xué)生自主探究，但同時(shí)也應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行跟蹤觀察，在學(xué)生遇到難以解決的問(wèn)題時(shí)給予及時(shí)的指導(dǎo)和幫助.教師指導(dǎo)重在激勵(lì)、啟迪、點(diǎn)撥、引導(dǎo)，不能對(duì)學(xué)生的活動(dòng)過(guò)程包辦代替.同時(shí)，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好活動(dòng)過(guò)程的記錄和活動(dòng)資料的整理.在每一個(gè)步驟完成之后，及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)評(píng)價(jià)，肯定學(xué)生的進(jìn)步，指出其中存在的問(wèn)題，明確下一步研究的方向.

根據(jù)制定的研究方案，運(yùn)用控制變量法進(jìn)行探究.將活動(dòng)中的數(shù)據(jù)記錄如下.

(1)探究一：研究不同材料對(duì)小車(chē)滑行距離的影響

不同材料對(duì)應(yīng)的小車(chē)的滑行距離如表1所示.

表1 不同材料對(duì)應(yīng)小車(chē)滑行距離

(2)探究二：研究導(dǎo)體厚度對(duì)小車(chē)滑行距離的影響

不同導(dǎo)體厚度對(duì)應(yīng)的小車(chē)滑行距離如表2所示.

表2 不同銅板厚度對(duì)應(yīng)小車(chē)滑行距離

(3)探究三：研究小車(chē)底盤(pán)與滑面距離對(duì)小車(chē)滑行距離的影響

小車(chē)底盤(pán)與滑面不同距離對(duì)應(yīng)小車(chē)滑行距離如表3所示.

表3 小車(chē)底盤(pán)與滑面距離對(duì)應(yīng)小車(chē)滑行距離

(4)探究四：研究磁鐵個(gè)數(shù)對(duì)小車(chē)滑行距離的影響

不同磁鐵個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的小車(chē)滑行距離如表4所示.

表4 磁鐵個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)小車(chē)滑行距離

3.4 總結(jié)階段——表達(dá)交流成果 反思遷移應(yīng)用

探究活動(dòng)結(jié)束之后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)活動(dòng)的全過(guò)程進(jìn)行全面的梳理和總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生自我反思與表達(dá)、同伴交流與對(duì)話.總結(jié)著重強(qiáng)調(diào)對(duì)活動(dòng)過(guò)程、活動(dòng)方法、活動(dòng)結(jié)果、活動(dòng)意義等方面的體會(huì)與感受.在總結(jié)與交流的過(guò)程中，應(yīng)注意實(shí)事求是；要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)總結(jié)與交流，深化體驗(yàn)，培養(yǎng)能力，發(fā)展思維，提升綜合素養(yǎng).

關(guān)于研究成果的展示，形式是多樣的，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的呈現(xiàn)方式.學(xué)生可以通過(guò)撰寫(xiě)活動(dòng)報(bào)告、反思日志、心得筆記等方式，反思成敗得失，提升個(gè)體經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)，并根據(jù)同伴及教師提出的反饋意見(jiàn)查漏補(bǔ)缺，明確有待改進(jìn)的研究方向，深化主題探究和實(shí)踐體驗(yàn).在條件允許的情況下，教師還可以針對(duì)原主題引導(dǎo)學(xué)生生成新的活動(dòng)主題，從而使預(yù)設(shè)與生成達(dá)到有機(jī)統(tǒng)一.

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠自主歸納得出以下結(jié)論：

(1)其他條件相同情況下，由于楞次定律，裝載磁鐵的小車(chē)在導(dǎo)體上運(yùn)動(dòng)要受到磁場(chǎng)力的阻礙作用.

(2)其他條件相同情況下，導(dǎo)體越厚，小車(chē)受到的磁場(chǎng)力越大.

(3)其他條件相同情況下，磁鐵與導(dǎo)體間距離越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)，小車(chē)受到的磁場(chǎng)力越大.

(4)其他條件相同情況下，磁體個(gè)數(shù)越多，磁場(chǎng)越強(qiáng)，小車(chē)受到的磁場(chǎng)力越大.

得出結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)收獲與所得，學(xué)生能夠利用簡(jiǎn)單且低成本的器材設(shè)計(jì)楞次定律演示實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象明顯，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，易于推廣.同時(shí)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，研究了磁場(chǎng)力大小的影響因素，深化了對(duì)楞次定律的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了科學(xué)探究的能力.

4 總結(jié)

綜合實(shí)踐活動(dòng)作為國(guó)家規(guī)定的必修課程，不是其他學(xué)科課程的輔助或附庸，而是高度綜合、具有獨(dú)特教育價(jià)值的重要課程.通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，探索自然、親近社會(huì)、發(fā)展自我，用探究的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，積累豐富的直接經(jīng)驗(yàn)；讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)把所學(xué)的知識(shí)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，形成良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價(jià)值觀.

研究性學(xué)習(xí)作為綜合實(shí)踐活動(dòng)的重要形式之一，具有鮮明的綜合性和實(shí)踐性，在活動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)歷提出問(wèn)題、確定主題、制定方案、實(shí)施探究、分工合作、表達(dá)交流等環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)調(diào)查研究、實(shí)驗(yàn)研究、觀察研究、文獻(xiàn)研究等科學(xué)方法，增強(qiáng)了科學(xué)探究和科學(xué)思維能力.因此，依托研究性學(xué)習(xí)開(kāi)展高中物理綜合實(shí)踐課程，真正有利于學(xué)生在探究中自主建構(gòu)知識(shí)，在問(wèn)題解決中發(fā)展思維能力，在小組分工中培養(yǎng)合作精神，在遷移應(yīng)用中增強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，形成良好的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，從而促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升.