浅谈高中物理研究性课题设计的步骤和内容

林艳艳

研究性学习活动对于改变学生的学习方式和教师的教学方式、培养学生的创新精神和实践能力具有重要的作用。研究性学习活动注重的主要是活动过程,而不过分强调活动结果。本文就以物理学科为依据,谈谈在高中物理这一学科领域如何开展研究性学习活动。高中物理研究性课题的基本设计过程大致可分为以下六个阶段:选择课题——可行性分析——确定方案——实施计划——总结报告——评估与交流。

一、研究性课题的选择

活动课题的选择要紧密结合课题对知识和技能的要求,从学生的物理学习和生活实践中,选取他们感兴趣的问题进行研究,并可以从物理学的角度较明确的表述这些与物理有关的问题。

课题的选择可依据以下两条原则:

1.选择的课题既不能超出学生的基本操作能力和知识水平,又不能照搬书本的知识。

2.课题必须有利于发挥学生主观能动性,通过查阅资料和自己动手、动脑而有所创新,要培养学生从日常生活和自然现象中找出研究课题的能力。

二、可行性分析

要让学生根据已有的物理知识和实验能力,对解决问题的方式和课题的结果提出可行性的分析,对课题的结果进行预测。例如,推测研究过程中可能出现什么样的问题,遇到那些困难?应该怎样进行研究过程和方法的设计?根据已有的知识和经验,能够对设计的实验做出哪些解释?

三、设计方案的确定

这是课题的研究阶段。要根据确定的研究实验课题和已有的条件,设计课题的实施方案。学生除了应充分运用所学的物理知识外,还要查阅相关的必备资料,为制订实验方案做充分的知识准备。制定课题实施方案的主要任务是根据实验的目的和具体要求,寻求科学的、可靠的实验原理;拟定实验方法;合理选择仪器,准备好实验的器材。

四、课题的实施

这一阶段是实验课题的关键阶段。要根据设计的方案,按照顺序进行实验操作,会使用基本实验仪器和具有安全操作意识。

要使学生很好地完成实验课题,必须抓好以下两个环节的工作:

1.加强学生基本技能的训练,合理地、有计划地安排实验内容。

2.指导教师负责给予方法指导以及对实验过程实施监控,及时帮助解决发生的问题。

五、总结报告

这是实验的结果形成的阶段。这一阶段的任务是将获得的实验数据按误差理论处理给出正确的结果,得出实验结论,写出设计性实验报告或一篇小论文,对实验全过程予以总结。

物理研究性课题的实验报告书一般包括的内容有以下几个部分:

1.课题题目。

2.课题的目的、任务和要求。实验者通过实验应实现的实验目的,完成实验任务和满足提出的诸点要求。

3.实验原理。针对课题题目、实验目的、任务和要求,根据自然学科的原理、原则和规律写出实验设计的物理思想、原理公式的主要推导过程及必要的原理图。

4.实验仪器。根据实验课题的目的、任务要求和基本的实验方法,合理地选择实验设备。

5.测量的条件。根据实验目的、任务和精度要求,进行必要的计算,给出实验参数、测量条件等。

6.实验步骤。写出实验的每一步,以使实验有条不紊地进行,并写出实验中应注意的事项。

7.数据记录。给出合理的数据记录表格,正确、清楚地记录每一个实验数据。

8.数据处理。根据误差理论正确地处理好实验数据,给出实验结果。

9.分析评估。对实验结果的优劣和可靠性进行分析和评价。

10.总结。小结在整个实验过程中实验的目的是否达到,实验任务是否完成,要求是否满足,实验中有何收获,有什么改进的意见和合理化建议等。

六、评估与交流

评估是课题研究过程的重要环节。学生通过做实验究竟得到了哪些启示?实验的结果与事先的预测是否相符?实验的设计和计划的进行过程是否有缺陷?还有那些需要改进的地方?这些都是需要学生去反思。只有通过这样的反思和评估,学生的科学探究能力才能逐步提高。

作者单位:陕西省蒲城县蒲城中学