在物理实验教学中开展研究性学习的策略

陶翔

研究性学习是用类似科研的方式选择课题并进行研究的学习活动。学生的研究性学习是在教师的指导下，通过“观察、比较、分析，发现、提出问题，作出猜想和假设，尝试设计实验并进行验证”的过程去揭示知识规律，从中求得解决问题的方法和途径。物理实验为学生创设了自主探究、参与实践的情境，具有获取知识、培养能力、激发兴趣、迁移创造等功能。由此可见，物理实验和研究性学习之间有着内在的联系，研究性学习为物理实验提供有效的研究方法，物理实验为研究性学习架设了重要的途径。因此，在物理实验教学中如何开展好研究性学习成为了重要的研究课题。

一、在物理实验教学中开展研究性学习的选题策略

学生的主动参与、亲身体验是研究性学习的内在要求。在物理实验教学中，教师应鼓励学生通过物理实验进行研究性学习，挖掘物理实验资源，选择合适的研究课题。可以从以下几方面选择课题：

（1）利用探究型实验选择研究课题。探究型实验是在学生已有知识基础上发挥学生的主观意识，由学生自行设计、自主实验的过程，是研究性学习的主要研究课题。如“研究影响压力的作用效果”“研究电流大小与哪些因素有关”等。

（2）利用演示实验选择研究课题。演示实验是教师在课堂上进行实验操作和示范，学生观察、分析、归纳、总结的教学活动。在这个过程中，学生往往成为一个“旁观者”。如果将实验交给学生来选择研究，将会成为较好的研究课题。如“研究影响摩擦力大小的因素”的教学中，我们提供给学生木块、长木板、弹簧测力计和砝码等器材，让学生结合器材和实验要求，参与实验的设计和操作，并要求学生利用身边的物品进行实验。大部分学生用弹簧测力计直接拖动木块测摩擦力；有少部分学生固定弹簧测力计和木块，拉动长木板测摩擦力；也有一部分学生应用身边的书本、铅笔袋、笔等物品设计了他们的实验。

（3）利用课后的小制作选择研究课题。小制作是学生利用物理学原理，设计、制作的反应物理规律和应用的小装置。课后小制作对学生自主探索能力的培养提出了较高的要求，同时，它所需的知识与学生在课堂上所学的知识原理、设计思路、操作方法等有着密切的联系，因此，适当拓展课后动手制作是一个有价值的研究课题。如制作小乐器、浮沉子、杆秤、电动机等。

（4）利用日常生活选择研究课题。物理学与人类的生活实际有着密切的联系，并起着重要的作用。因此，引导学生观察思考自己身边的现象，提出问题，然后让学生收集资料、开展研究，为学生提供了切合实际的研究课题。如“研究电热水器的效率”“测量本地区的磁偏角”“LED灯与白炽灯的对比研究”等。

（5）利用科技前沿问题选择研究课题。在实验教学中选取一些与现代科学技术前沿问题相近的内容作为课题研究的方向，可激发学生学习自然科学的兴趣，开拓学生的视野。如选取“电动车”为主题的课题研究，通过收集相关的材料，了解电动车的原理，电动车的发展瓶颈，电动车的发展对环境保护的意义；再如选取“风能、太阳能的应用”为主题的课题研究，通过收集资料，调查太阳能、风能市场，参观太阳能、风能企业，实验制作太阳能光电电池、风电装置，了解国家大力发展新型能源的意义，激发学生学习“能源与可持续发展”的兴趣，使学生进一步认识节能环保的紧迫性。

物理实验的探究功能，符合研究性学习的要求，为研究性学习的选题提供了重要参考。同时，也应注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案，调动学生探究的主动性，使学生保持强烈的探究欲望。

二、以小组合作形式开展研究性学习的教学策略

将能力水平不同的3人～4人作为一个研究小组，设置一位组长，负责研究性学习的开展。学生以小组合作为主要形式，发现并提出问题、分析交流、解决问题。教师根据小组的研究情况，在合作探索过程中进行适当的知识和方法指导。

如在进行“自制电池”小组合作探究式的研究性学习活动中，我们将学生分为3人一组，首先要求组长带领组员制订详细的方案，到实际生活中考察、提炼、设计和修改方案。根据研究目的我们确定了调查内容：①调查伏打电池实验所需的各种实验设备以及实验室所能提供的条件，进行实验研究需具备的理论基础以及相关专业名词的物理含义；②详细调查现阶段市场存在的各种电池（如干电池、蓄电池、光电池等），然后再去商店调查各种品牌电池种类；③走访电池厂，认真考察生产电池的流程，并且询问实际生产状况及实验室条件的差异情况，甚至向厂方咨询对废弃电池的回收和处理是否有一套行之有效的程序，以及将来开发新产品是否具有环保功能等问题都进行一系列周密的设计。在准备工作就绪情况下，就必须有针对性地对研究课题进行资料查询，查询资料一般先上网查阅资料，而后有条件的还可以到校图书馆甚至市级图书馆查阅，也可向专家咨询。

最后，设计并进行实验。学生模仿伏打的方法，用一块锌板跟一块铜板浸在浓度为5%的稀硫酸溶液中。在实验中，我们通过电压表确定了电池的正负极（电池的正极为铜板，负极为锌板）、影响电压大小的因素，初步研究了伏打电池的原理。学生还利用伏打电池的原理，用不同的水果制成了各种水果电池。

在进行以小组合作探究的研究性学习活动中，应注意：一是要根据学生情况合理分组；二是研究内容要来自学生的学习和生活的现象；三是小组成员能按自己的兴趣、特长选择重点研究内容，要达到一定的研究深度；四是要准备大量的实验资源，如图书馆、实验室，甚至还能联系到本地区的部分生产企业；五是要体现学生的主体性和自主性，教师在整个研究过程中只能扮演参与者、指导者的角色。

全面提高学生的综合素养，让学生具有创新精神和创新能力，是课程改革的要求，更是新时代赋予教师的神圣使命。因此，在物理实验教学中，我们要注重研究性学习理论指导，开展有效的研究性学习活动，增强学生开展研究性学习的兴趣，培养学生进行研究性学习的习惯，使学生掌握科学的研究方法，提高学生创新能力和实践能力，让学生拥有一把开启知识大门的钥匙。

（江苏省常州市武进区郑陆初级中学）