浅谈高中物理实验教学中开展研究性学习

黄衍辉

摘要：研究性学习就是在教师的指导和组织下，学生亲自参与课题的研究，亲身发现物理规律的过程。要开展好学生的研究性学习，首先教师要树立正确的研究性学习理念，运用各种手段和方法激发起学生学习物理的兴趣;其次要创设物理课堂教学情境，以实验教学作为研究性学习的突破口和重点，积极倡导自主、合作、探究的学习方式。

关键词：研究性学习; 物理实验;实验教学;研究性实验

研究性学习是一种新教育理念，泛指学生主动探究的学习方式。高中物理实验是物理学科的重要组成部分。开展研究性实验教学，实际上是在实验教学的范围内进行研究性学习的尝试。在物理实验教学中开展研究性学习有利于提高全体学生的科学素养，促进学生的全面发展。如何在物理实验教学中开展研究性实验学习？笔者就此进行了尝试，并撰文浅谈自己的体会。

（一）教师需在研究性实验教学中转换观念

物理实验教学不仅要求学生掌握物理规律，更重要的是了解形成规律的物理过程，学会科学研究的方法。要完成这一教学目标，教师要转换观念，使学生处于研究者的地位。教师可以通过诱发学生的探索研究动机，从而调动学生积极参与探究。如“测玻璃砖的折射率”的学生实验，不妨设计为研究性实验，教材是根据光的折射现象设计实验的，我们可以通过改变其实验原理，引导学生根据光的全反射现象，用半圆形玻璃砖设计实验，并完成实验。通过问题的呈现，激发学生解决问题的兴趣;通过实际问题的解决，对实验原理、器材的使用、实验步骤、数据测量、数据处理，不仅有效调动学生的积极性，同时又把知识的巩固、方法的运用与能力的提高有机地融合起来。使学生在掌握知识的同时又培养了创新精神和实践能力。

（二）“研究性实验”的实施

1.研究性实验的研究对象和研究范围，可以先以大纲列出的内容作为研究的起点。如进行“感应电流的产生条件”的研究时，根据教学实际，可以把本课题分成三个小课题：①如何形象地表示磁场的磁感线分布？②怎样改变穿过框线圈的磁通量？③哪些方法可产生感应电流？学生积极探讨，有的提出“改变磁场方向和强弱”，有的提出用“改变线框形状，面积、匝数”，有的提出“相对运动”……学生发挥了主观能动性，就积极地投入到研究性学习中去。高中物理中有大量的研究性演示实验，如探究向心力的大小，研究单摆的振动周期与哪些因素有关，研究测定电源电动量和内阻的方法等，都可直接作为课题开展研究性学习。

2.研究性实验可以以“课题为中心”进行研究。“课题为中心”是指教师通过对教材内容的处理把教学内容转化为课题，并力求通过学生的自主探索来完成“课题”的学习。如“磁场对通电直导线的作用”教学中，以“安培力的大小和方向与什么有关”为课题，要求学生自学有关内容，自由组合研究小组，力求突破课本已有的实验装置，通过实验的方法研究两个问题：①磁场对通电直导线的作用力与哪些因素有关？具体是什么关系？②作用力方向与磁场方向及电流方向存在何种关系？如何判断？同学们为完成这个“课题”自由组合研究小组，在组长的带领下，讨论设计方案，到实验室寻找材料，与老师探讨，对自制实验装置进行实验、改进，再实验、改进。

（三）研究性实验中教师的具体指导

1.利用研究性实验“解惑”。在物理教学中对某一事物规律开展“研究性学习”时，学生必然从实验中观察与所研究问题有关的各种物理现象，再运用抽象思维和科学归纳的方法获得能反映事物本质的共性。这样的学习对于学生而言难度很大，需要教师精心指导。指导与点拨要恰倒好处，既不放任自由，也不越俎代庖。

2.利用研究性实验培养课题意识。学生在进行研究性学习的过程中，只有树立课题意识，才能充分发挥学习的主动性和创造性，形成主动地在探索中获得知识的教学氛围。利用研究性实验是培养学生课题意识的重要途径。如在《电阻定律》教学中，学生通过实验研究归纳出：金属材料的电阻率随温度增高而增大后，可引导学生反思“金属材料的电阻率随温度降低而减小”这一变化趋势最终会有哪些可能性？学生不难回答，有三种：一是温度为零，电阻率不为零;二是温度为零，电阻率同时为零;再有温度不为零，而电阻率为零。然后，让学生思考：这三种可能性中，哪一种能作为有价值的研究课题？并要求学生通过查阅有关资料了解这一课题。这既培养了学生的课题意识，又引入了“超导”这一有意义的研究性学习领域，为学生创造之路点燃了火把，同时也留给学生广泛的思维空间。

3.利用研究性实验渗透科学方法。在研究性实验教学过程中，应注重很好的渗透科学方法，发展学生的科学素养。科学研究的方法并不神秘，让学生试着做些研究，在研究中体会科学探索的一般原则和基本手段。如在学习《电容器的电容》一节内容后，可提出以下问题进行课后探索：①搜集材料，自制一个简易电容器（莱顿瓶）。②能否设计实验验证电容的表达式？要完成此实验的关键是什么？通过以上内容的研究探索，使学生对电容器的相关知识有了比较深刻的认识和理解，并使知识得到进一步地扩展。而且使学生对将来从事科研工作的基本程序也有了初步认识，提高了他们的实际能力，培養了他们的科研兴趣。

（四）充分拓展研究性实验的教学功能

在课堂中运用研究性学习方式进行物理实验的探索所用时间一般比单纯的教师教授来的长，有部分教师认为实施研究性实验的课堂效率“低”。然而，教学目标是多维的，教师们要看到通过研究性实验，使学生体验概念的形成过程、规律的得出过程变得更加生动、深入，学生在获得知识的过程中，得到了传统教学方式下的学习不可能得到的结果。在课堂中进行研究性实验，使学生的思维始终处于积极、主动状态，大部分学生对物理产生了浓厚的兴趣，物理学习的积极性高了，学习成绩也就有了显著的提高。

综上所述，物理实验教学所特有的地位可提供开展研究性学习的有效途径，在高中物理实验教学中应提倡开展研究性学习活动，以提高学生创新思维的能力和动手解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]教育部.普通高中物理课程标准.北京：人民教育出版社.

[2]郑忠华. 浅谈在高中物理实验教学中开展研究性学习[J]. 物理教学， 2003， 025（002）：25-27.

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