物理教学中研究性学习活动的特点、组织实施与指导策略研究

【内容摘要】物理研究性学习是一种新的课程学习形态，本文以物理学科教学为切入点，在教学过程中实施和渗透研究性学习活动，有利于学生科学素质和科学素养以及综合实践能力的培养和提高，认识研究性学习活动开展的必要性和迫切性，结合学科特点和活动原则，可以开展五种类型的研究性学习活动，同时，结合活动开展进程，恰当的选择相应的指导策略，可以提高研究性学习活动的实效性。

【关键词】物理学科研究性学习活动类型指导策略

2001年国务院《关于基础教育改革与发展的决定》的颁布和教育部《基础教育课程改革纲要（试行）》的出台，进一步推动了新课程改革的不断发展。随着学校的校本课程建设的逐步深入，推行和实施研究型课程已成为学校课程建设的主题和学校发展的重要内容。在物理教学中尝试以学科渗透为发展方向的 “物理研究性学习”是指以生活、社会与自然中的问题和现象为研究专题，以小组合作学习的形式，借助现代信息技术，收集资料，分析处理信息，运用物理知识解决物理问题，开展类似科学探究的一种综合学习活动。物理研究性学习是相对于以往传统接受性学习而言的，它具有综合性、开放性、实践性、趣味性、生成性和研究性等特征，其中开放性和实践性是其核心。因此，有效结合物理学科特点，以物理研究性学习活动为载体，积极开展物理综合实践活动，对于转变当前学生被动学习的学习方式，培养学生自主创新意识和综合实践能力显得十分迫切和必要。

一、物理教学中开展研究性学习活动的意义

美国著名学者加涅（R．M．Gagne）曾把研究性活动描述为类似科学家所做的工作。他认为学生在有能力从事探究即展示科学家的能力之前，必需有一定的知识和技能为前提。物理知识的广泛性，物理教育功能的多面性，物理教学中理论与实践的统一性，为物理研究性学习活动的开展开辟了广阔的天地。当前物理学科教学的重点应当放在如何帮助学生获得这些前提性的知识、技能和能力上。

1．物理研究性学习有助于全面提高学生的科学素质和科学素养

物理学科的教学目的归根到底就是让学生全面发展。发挥物理学科自身特点和学科优势，能促进物理研究性学习的开展。因为物理野外考察、环境调查和社会访问不仅可以增长学生大量的物理学科内的科学知识和跨学科的相关知识，还可以锻炼体魄，增强劳动观念，培养坚韧不拔的毅力，勇于探究的科学精神，乐于助人的高尚品质以及善于合作的情感、态度与价值观。

2．物理研究性学习活动有助于发挥学生的特长，发展学生的个性品质

个性是学生经常表现出来的具有一定倾向性的、稳定的心理特征的总和，是一个人的基本精神面貌。每个人的个性都是由一些稳定而持久的心理因素组合而成的独特的统一模式。个性的心理结构是一个复杂的、多层次、多水平的系统。主要包括自我意识、个性倾向性和个性心理特征三大组成部分。学生尽管有这样或那样的差异，但仍具有无限的学习潜能。传统的物理教学没有采取适当的方式去开发学生潜能，相反强调接受、继承和积累，忽视研究、批判和创造，很多学生的聪明才智被扼杀。培养个性和特长，让学生全面发展，是物理教学的目的之一。通过物理研究性学习活动的开展，可以为学生施展才华提供一个巨大的舞台，并利于充分释放学生潜能，增强学生的自我意识、克服困难的勇气以及树立自信心。因此，研究性学习活动为学生个性发展提供了充分的空间，让学生在活动中充分发展学生的个性，同时也为学生提供了适宜的学习条件和环境。

3．研究性学习活动设计有利于培养学生创新意识和综合实践能力

当前物理教学忽视了应用物理知识解决实际问题能力的培养。创新意识和实践能力的培养作为物理教学目标的价值取向，它可以通过让学生带着研究性的物理问题，提出假设与猜想，收集和查询材料，并对研究性问题进行探索、分析、研究，最后基于问题解决的方式，在实践操作中培养学生科学态度和价值观、创新精神和创新思维，掌握科学研究的一般基础的方法，提高实践操作、解决生活中与物理学习相关的实际问题的能力。如果在物理学科内积极开展研究性学习活动，学生必然会将从学习获得的物理知识运用于物理实践中去，用眼观察、动手操作，这就为学生将物理知识化为能力提供了可能性。物理综合实践能力一般包括观察能力、实验操作能力、理论联系实际能力、选择能力、分析和处理实验数据能力、应用物理知识解决简单问题的能力、收集、整理和分析资料的能力以及制作教具、模型、标本和学具的能力等。通过物理研究性学习的开展，可以逐步实现以上能力的培养。

4．研究性学习活动有利于转变学生固有的学习方式

研究性学习活动不同于一般教学中的课外活动，它不是单纯的学习书本知识，同时更强调学生动手动脑的实践过程。它不是以接受性学习为主，被动依赖老师传授知识和技能，而是以研究性学习为主要形式，强调学生自主性学习行为与学习过程。接受性学习是教师将要学习的内容以定论的形式呈现给学生，学生接受知识后将其内化。这种方式常用于物理学习中的事实性知识、技能性知识、规律性知识，但对于一些策略性知识，态度和价值、情感性知识，接受性学习就不能直接奏效。策略性知识包括从现实物理情境中归纳问题，提出假设，收集材料，分析判断，解决问题的思路和对策。价值和态度、情感性知识决定于个人的价值观、态度的价值取向和心理倾向，这些都必须通过学生实践、体验，内化为学生自身的经验体系，而单纯依靠接受性学习则很难取得成效，因此必须采取研究性学习方式，即在物理教学过程中，创设类似科学研究的情境，让学生通过主动的探究、实践、发现和体验，培养学生的科学精神、创新思维、收集处理信息的能力、分析问题解决问题的能力。当前物理教学中接受性学习方式的普遍存在，无法适应培养创新精神和意识及实践能力的需要。积极开展研究性学习活动有利于转变学生固有的接受性学习方式，使学生由单纯地接受性学习转变为接受性学习与研究性学习相结合，让研究性学习真正成为学生自主学习中的一种常规学习方式。

5．研究性学习活动有利于学生知识与能力的综合，理论与实践的结合

研究性学习活动设计不同于物理学科竞赛，它的内容和对象不单纯属于某一学科，是综合性的研究问题，必须综合各方面的知识才能解决。它主要是在开展研究、解决问题时，与他人交流，主要学生根据主题活动的设计要求，自主探究与实践，进行比较分析，综合判断，演绎归纳，创造和想象，并且直接动手进行各项操作实践。这样才能学好物理这门学科。通过研究性学习活动的开展，不仅可以获得不少间接经验，而且还可以获得更多直接经验；不仅在课堂上学习物理知识，而且在现实生活和实践中体验物理，从而实现物理教育理论和实践的结合。

二、物理研究性学习活动的目标、原则及特点

1．研究性学习活动的目标

我们知道，各级各类教育活动的总目标都是“受教育者的全面发展”，也就是马克思哲学中提到的“自由而充分的发展”。而教育总目标的实现，还有赖于具体化的过程。综合实践活动根本的课程目标是培养学生的综合实践能力、探究与创新精神，以及社会责任感，并为学生确立正确的价值观，形成良好的情感和态度奠定基础。作为一门课程其本质特点包括探究性、生活性、交往性、参与性、综合性、开放性和实践性。而中学物理综合实践活动课程的总目标同样是与“受教育者全面发展”的总目标相一致相协调的。物理学科综合实践活动课程中的“研究性学习活动”的目标建构主要着眼于：

·每一个学生全面而有个性的发展，强调学生参与实践，发展综合运用物理知识的能力，坚持学生在物理学习过程中的自主选择和主动探究，并为每个学生的个性充分发展创造空间；

·进行最基本的物理学科研究方法的实践活动，训练和培养学生的物理开放性思维能力与探索精神，培养学生的主动求知精神，最大限度地提高学生开放性思维能力和主动精神，使之初步掌握从事有关物理学科科学研究的一般规律方法；

·训练学生进行多渠道获取物理信息的能力，使学生初步掌握现代信息技术互联网、图书馆、人际交往等多渠道获得物理信息的技能，提高学生的交际和表达能力；

·强调面向学生的生活世界和社会实践，帮助学生体验生活并学以致用，推进学生对自我、社会和自然之间内在联系的整体认识与体验，实现自我、社会与自然的和谐发展。

物理课程目标体系主要由根本性目标、基础性目标和具体性目标三个维度构成，目标的价值取向突出了认知与情感、态度、价值观的融合。而物理课程目标中“研究性学习活动”总体的实践取向主要包括：使学生获得亲身参与物理实践活动的积极体验和丰富经验；形成对自然、社会自我之内在联系的整体认识，发展学生对自然的关爱和对社会、对自我的责任感；形成从自己周围生活中主动发现物理问题并独立地解决问题的态度和能力；发展学生对物理知识的综合运用、动手实践能力与创新思维能力；养成团队合作、分享、积极进取等良好的个性品质。

2．物理研究性学习的活动原则

（1）自愿性原则。命令式或摊派式的研究性学习组织方法都是不利于学生自主学习能力培养的。为了提高学生的学习主动性和积极参与学习的态度，研究性学习活动的开展要以学生的主观愿望为依据，充分考虑学生的学习与自主发展需要，以学生自愿性为前提，可以充分发挥学生主动参与学习的积极性、主动性和创造性。

（2）综合性原则。物理学科与横向学科的知识联系紧密，如以环境教育而论，在物理学科以外，生物、化学、物理等学科教材中都有一定的数量的环境科学知识，所以，开展物理研究性学习时，虽以物理学科知识为主，还必须兼顾其他相关学科知识的融合和贯通，这样有利于学生跨学科的综合能力的培养。

（3）开放性原则。研究性学习的活动的整个过程是一个开放的过程，学生的学习和探究活动总是与社会、自然等方面直接接触，获得了大量的科学知识和相关信息。活动的开放性可以培养学生与社会接触的本领与方法，学会与沟通的技巧，以及创造性的思维。

（4）自主性原则。在整个研究性学习活动过程中，十分强调学生的自主性。学生可以根据自己的兴趣爱好，自主选择课题，独立开展研究活动，在活动中充分发挥自己的特长和创造性。在课题的选题、实施与操作的整个过程中，都以学生为主，教师仅仅是学习活动的指导者、组织者和促进者，学生是学习活动的参与者、实践者和探究者。

3．物理研究性学习的特点

研究性学习活动作为物理教学中的一种，它既不同于一般单纯的活动课，也不类似于学科竞赛，它是一种教师根据教学大纲和实际需要而自主设计的具有明确主题与活动内容的有效组织形式。它具有以下特点：

（1）活动组织的计划性。物理教学中把研究性学习活动纳入到学科教学整体范畴，有定期、定点、定人、定内容、定形式的活动要求。

（2）活动内容的专题性和广泛性。主题性活动内容范围由涉及物理学科知识的各种课题（专题）构成。课题范围十分广泛，学生可以在与有关的物理、社会、资源、环境、人文、科技等相关范围内拟定研究主题，也可以与物理知识紧密结合，学以致用。有些知识是学生从书上找到的，并能用学到的知识正确分析这些现象。这样的研究课题应尽可能让绝大多数学生都能参与，同时，又给各种程度的学生主动发展留出了很大的思维空间。

（3）学生参与活动的自主性。学生是研究型主题活动的设计者、操作者与执行者。学生自行选择课题，自主进行课题研究的组织与实施，教师在主题设置、科技指导、方法选择等方面给学生提供咨询、指导和帮助，但不过多介入。十分强调学生对课题研究的自主独立性和教师对研究方法的指导有效性的恰当结合。

（5）实践性原则。研究性学习活动的问题一般都来自生活实践中，教学中教师能够指导学生围绕相关的物理问题和物理知识开展活动。活动的实施重在过程，十分强调学生的生活体验和实践性的探究，并不脱离生活实际。

三、物理研究性学习活动的活动类型

从物理研究性学习活动从活动方式上来看，又分为以下的几种常见类型：

①调查访问型。主要是在开展比较广泛的社会调查和资料分析基础上再进行深入研究。一般可运用于注重社会性问题的研究课题。实际上，这一类型是由两个步骤组成，即先进行调查，在分析调查结果，要调查就要先确定调查计划和调查提纲，包括确定研究的对象和数量、调查方法、设计调查问卷和开展具体的调查活动等；要分析调查结果，就要甄别调查资料的真伪和价值程度，有的还要建立一定的是数据，从收集到的数据，资料中分析问题及其原因，研究并提出相应的对策等。通常调查访问的类型有以下几种：

调查访问与科学、技术有关的单位。具体包括天文台、气象台、地震预报台、水文站、自然博物馆、环境监测站、大气水质采样点、污水处理场、港口、矿山、钢铁场和发电场等。比如在学习初中物理电学中“家庭电路”时，组织学生到社区和南京下关发电厂参观如何进行发电和电能输送，学生通过参观既了解到发电生产过程，又熟悉了电能输送的方法，加深了知识的理解，帮助学生进一步认识了“科学技术与社会”的之间的联系，促进了学生物理知识的有效学习。

调查访问科技领域英雄模范和有突出贡献的专家。如物理学家、环保学家、生态学家、南极考察队员、航海家、勘探队员等。

②实验观测型。主要是通过科学实验或科学观测来获得数据并进行研究性学习，一般可运用于注重定量研究的课题。在现实生活中，许多可探究的事件需要用可靠的数据来表示，才能清晰地展现其科学真实的面貌，以及组成事件的要素之间具体的相互关系，所以，在进行物理研究性学习的过程中，科学实验或科学观测的方法关键要控制好内外有关条件，真实及时地记录变量，以及确保有一定数量的数据，使研究学习建立在科学的基础上。

③规划设计型。这是一种较高层次的活动，是多种智能综合应用的类型。其主要是将成果概括为实物或数学模型来进行带技术性的研究，一般可运用于规划性、前瞻性的研究课题。将一项发展规划方面的研究成果，用一种模型来表示，对学生来说可能还是比较新鲜的学习方式。一般而言，对空间性规划问题，如小区的绿色规划，比较适宜用实物模型表示方法；对时间性规划问题，如区域近期人交通车流量的疏导与规划等，比较适宜用物理模型表示方法。但不管是哪种模型，都必须有科学的依据，有一定的资料作基础，其模型的表达状态、形式也必须符合科学性，这是对学生科学态度的培养要求。此类型常见的形式如：小区景点布局设计、校园绿化设计、缩影公园的设计、市区厕所改造和合理布局设计、缓解市区交通拥挤方案的设计、为治理市区环境噪音的合理化建议等。另外，如一些物理模型设计，主要动手操作，用常见的一些材料动手制作潜水艇模型、物理景观和物理图案，以及一些物理图表等。

④小课题和长作业型。这一类型主要是先提出一些假设或假想，再加以论证的研究，一般可运用于需要在创造性思维基础上进行创新研究的课题。科学探究有时也需要大胆的假设和猜想，而猜想和假设有利于学生科学想象能力以及主动探究、合作学习能力的培养。通常“小课题研究”的活动程序，主要包括提出问题，猜想假设，设计方案，收集资料，分析论证，形成结论，交流评估等环节。根据实际现状与教学需要，在物理研究性学习活动中进行“小课题”研究活动往往可以促使学生间的合作与交流，从而使“小课题”研究成为物理研究性学习方式的一个主流方法。“小课题”的特点主要表现为：课题的选题对学生而言，比较适当，具有进行探究成功的余地与可能性；“小课题”研究是一种物理学习的有效方式，过程是非常重要的。它使得学生经历一个收集信息和得出结论的过程，学生在此过程中学会一些探究物理问题的方法；学生在实践中具有很强的自主性，教师仅仅起引导作用；“小课题”研究主要不是单纯关注结果，而是重在过程；“小课题”的学习过程较生动、真实接近生活实际情境，能使学生在实际生活经验情境中，感受和体验到一些有用的物理规律，学会利用物理知识与技能解决简单现实的问题。小课题可以在物理课堂中通过合作学习方式完成，也可以通过作业形式布置，要求学生经过一段时间可以是一阶段，几周或一学期，这就是“长作业”，“长作业”是课题学习在课外的延伸与拓展。

⑤文献研究型。这一类型又称“历史方法”，文献研究类型就是将一定的物理成果事件放在当时的历史背景下，进行成败得失的研究，以认识其经验和教训，为现实服务。它主要是对课题有关的现有文献进行深入的研究，一般可运用于相对比较注重学术性的研究课题。现成的文献是前人的劳动成果，是可贵的文化遗产，但所有的文献都要受到一定的时空限制，在新的历史和情景条件下，可能会表现出这样那样的问题，这给我们实施研究性学习活动带来了研究的内容。如有关物理学史上一些著名物理学家的重要定理与定律的发现研究过程等。

⑥专题讲座型。专题讲座是向学生提供物理学前沿新信息、新技术和简单地介绍物理史实等方面知识的一种重要形式，是开拓学生视野、激发学习兴趣、渗透和贯穿思想教育、启迪科学精神的重要途径。为了拓宽学生获取物理新信息的渠道，可以采取“走出去、请进来”的方式，请有关专家、本校教师结合社会热点，介绍一些物理知识与社会、生产生活的紧密联系，如“物理与资源”，“物理与环保”，“物理与现代农业”，“物理与生命科学”，“物理与可持续发展战略”等。在向学生介绍物理学史时，应注重指导学生模拟科学家当年发现的思路，体会科学家的发现过程，为培养学生创造思维能力提供思维模式。

⑦游艺娱乐型。游艺娱乐类的活动形式较为活泼，贴近学生的生活实际，寓物理知识于综合活动之中，如编辑物理综合实践活动课的资料，办黑板报、墙报，出“物理专刊”，开放实验室，看科技录像、参观大型工厂和科技展览等。另外，举办物理晚会，开展物理谜语竞猜活动，做物理游戏，办物理画廊，是让学生在娱乐中激发兴趣，学习知识，增长才干的一种喜闻乐见的形式。

四、物理研究性学习活动的组织与实施

结合物理研究性学习活动自身特点，就活动设计的组织与实施过程来看，应包括选题，资料收集，制定研究方案，开题报告，课题研究，结论，成果交流与评价等重要环节。

（一）课题的选题

1．选题的重要性

选择物理研究课题的过程是从产生研究动机到形成研究基本思路过程，往往在学生阅读文献资料或学习实践中受到某种启发或发现某个问题。实践中我们认识到课题选择的具体方法取决于选题的来源、课题性质、研究方向、研究小组学生素质和整体水平，因此，课题选题的方法是灵活多样的。问题实质上是研究性学习活动中教与学的载体，课题的选题环节实施不但可以培养学生学会发现问题、提出问题的能力，而且可以强化学生的问题意识，形成提出问题的习惯，以促进创新精神和实践能的培养。有助于提高学生的科学探究能力；有助于学生提高研究效率；课题选题客观上决定研究目标、对象与方法。研究性学习的课题选题一般是以生活和社会、自然中存在的物理问题为研究专题，在教师的指导下，以小组合作形式开展实践研究。研究性学习活动一般包括两类，一类是课题研究类，另一类是项目设计类。课题研究是研究性学习的一般形式。由于学生自身认知能力和学习水平，课题选题呈现出不同层次和样式，就一般而言，好的课题选题应当具有以下几个特点：

①课题具有价值性。作为研究性学习的课题，不能轻率选择，一般要有研究上的实践价值，即符合社会发展和自身学习发展需要，能促进自我学习。通过课题研究能够解决和了解有代表性的比较普遍的社会问题或现象，能指导于生活实践和学习活动。如某同学提出“内能利用与城市环境污染的调查与研究”课题，不但与初中物理第二册第三章“内能利用”章节有密切联系，促进学生学以致用，而且有利于学生认识城市环境污染对人类身体的危害，引导学生关注社会，增强了学生跨学科间知识的联系与迁移，还有利于培养学生的学科知识综合能力。另外，还有如“玻璃幕墙的光污染与预防”，“有关家庭电光源的调查及相关知识的学习”等课题。

②课题具有明确性。课题所反映的问题应该是具体明确，研究对象研究范围研究内容甚至研究方法应当在课题设计中体现出来，不要空泛、模糊和笼统，如果学生物理课题不明确，针对性不强，科学性就差，搞好研究设计就无从下手，易于出现偏差，如有同学提出“关于力的研究”课题，从课题所反映的研究对象与内容较为空泛，属于力的问题很多，到底研究力的什么问题，不明确具体，有同学提出 “利用自制连通器平整学校操场”课题，所反映的研究方法与对象清晰，目标明确，研究活动简便易行，容易完成。

③课题具有创新性。创新精神和实践能力是研究性学习开设课程的核心目标之一。通过课题研究，培养学生创新精神是开展研究性学习活动重要内容，因此，物理研究课题自身就要有独创性和新颖性。研究课题尽可能是其他同学以前未曾发现或解决的物理问题，应该有创造和新意，能够反映研究小组的独特见解，不人云亦云。能够反映社会发展方向和趋势，有时代感，能够体现出物理问题的研究方法、研究角度或思路的新颖性，甚至于能够对日常生活中某些问题有所发明和创造。

④课题具有可行性。研究课题的提出是为了解决问题，研究小组的选择和确定应；具有完成的可行性。所谓可行性，指课题小组全体同学具备研究和解决小组课题的主客观条件。主观条件是研究小组同学理论水平、实践、精力、兴趣和特长及相关知识储备。客观条件是指学生外在环境是否得到家长支持，学校、社区能否提供有关资料、设备及必要经费等。课题的选题应当充分考虑完成课题的主客观条件，发挥自身优势和条件，扬长避短，如某课题小组提出“关于太阳黑子的运动周期分析及对通讯的影响”课题，尽管课题的实践价值很大，但脱离学生生活和学校实际，研究所需要的设备、工具都无法实现或满足，所以，此课题小组只能被建议更改选题。

2．选题的类型、范围与来源

（1）选题类型

一般选题分理论性选题、应用性选题、调查访问性选题以及项目设计性选题四类。

①理论性选题。一般指通过上网查询资料，资料收集，能对学习中某些问题进行思辨性研究，提出个人观点，它有利于培养学生资料信息的查询收集能力，信息分析能力处理能力以及信息综合归纳演绎能力。如“关于X射线的发现历程”、“太阳能发电探究”等课题。

②应用性选题。主要指利用学生已学习的课本知识或课本以外相关知识，进行应用性实践，分析和解决生活中某些现象和问题，主要目标是让学生体验实践活动过程与成功，培养和锻炼学生应用物理知识解决问题的能力，引导学生关注社会和日常生活实际，如课题“利用惯性原理进行矿物的分类和提取研究”，“如何利用P＝W/t测定人体输出功率”、“压强在工业自动控制中应用研究”等。

③调查访问性选题。它是指针对与课本物理知识相关问题，为进一步拓展知识面和认知水平，采用调查与访问的方式，进行社会实践活动，主要目的是加深相关物理知识在生活中应用性的认识，以及了解生活中存在的一些物理现象与问题，有助于增强学生活动中人际交往，合作学习能力。培养学生一定的数据分析和形成科学结论的能力。如“南京新街口主干道交通状况的调查”，“对南京弹簧厂噪声污染的情况的调查”，“参观下关火力发电厂”等课题。

④项目设计性选题。是指利用所学物理课本基本知识与原理，进行一些探索性、创造性实验设计、动手制作和发明创造。项目设计类选题综合性很强，有时涉及到物理知识和相关学科知识许多知识需要研究小组全体同学不断学习，有利于培养学生动手实践能力、实验创造能力、观察测量能力以及系统设计能力，如“无影智能台灯的设计与制作”、“安全剪刀的设计与制作”、“家庭居室灯光遥控与设计研究”等等。

（2）选题范围

课题选题不能任意扩大和缩小，应当以课本知识为依托，关注社会和科技发展趋势与走向，通常物理研究性学习的选题应当从三个方面考虑：

①当代自然科学中的基本问题。自然科学的基本问题，是人类从古至今不断探求的主题，主要包括“物质、宇宙、地球和生命”等方面问题。

②当代科学技术发展的重要问题。本世纪60年代开始，世界上出现所谓高技术，具有很大的态势和巨大潜力。目前国际上公认的重点研究开发的高技术领域有生物技术、信息技术、航天技术、微电子技术、激光技术、新材料技术、新能源技术以及海洋开发技术等。

③当代社会生活中具体问题。人们日常生活中，会遇到大量问题与困难亟待解决，如果针对这些具体问题，加以合理选题，从提出问题，从而分析问题到最后解决问题的思路便可可清晰的表露出来，如“噪声污染问题”、“材料的防渗漏研究”、“老虎钳上的力学问题”课题等。

（3）课题的来源与途径

课题的来源一般来源于以下几个方面：

①从社会发展需要出发提出课题。它是指针对当前社会实践迫切需要解决的重大问题，特别是与围绕科学技术发展的主题，展开的多层次多角度的问题选题，如“城市交通疏导与问题解决研究”，“城市噪声危害的成因与防治”等课题。

②从日常生活观察中发现问题。生活中通常呈现许多奇妙的物理现象和物理问题，通过细心观察和发现，寻找一些有趣有意义的物理问题加以研究，既能培养学生科学探究精神，又能增强观察与实践能力。

③从不同学科之间交叉点找出问题。学生在分科学习过程中，不同学科间许多知识是相互联系和重合的，通过对一些交叉边缘性学科知识的探究，可以发现一些值得研究的新问题。

④从学习资料信息中分析比较提炼出课题。学生学习过程中，信息资料能比较及时反映某些物理问题和现象，通过收集筛选整理其中部分有效信息，可以从中得到启发，发现和提出问题，形成新的研究课题，这有助于学生资料收集、查询、分析与处理能力的培养。但选择和确定课题的过程在物理研究性学习活动中还是有以下几个一般性的要求。

（二）组织准备阶段

（1）思想动员在物理研究性课程的开始，安排学校领导做课题研究的思想动员报告，主要给学生做思想动员，配合物理研究性学习主题，进行学校全体学生的动员，主要阐明开设研究型课程的目的意义，特别强调本课程在培养学生创新意识和实践能力，培养学生团队精神和合作学习能力的重要性。

（2）当前自然科学与社会科学前沿介绍聘请物理学科相关领域的专家和知名学者到学校做学术报告，主要介绍当前国内外自然科学与社会科学研究的最新成就，目的是及时将学生推向科学发展的前沿。如我们邀请中科院南京土壤研究所、湖泊研究所的专家为学生开设相关讲座，这不仅开拓了学生视野，而且让学生了解到当前社会急待解决的热点问题在哪里，同时为学生的自主选题做准备。

（3）国内外研究性学习开展经验介绍与交流为了让学生了解研究性学习的发展最新研究进程和动态，需及时对学生进行有关研究性学习方面的知识介绍，主要包括三方面，

由指导教师分别向学生介绍国内外学生课题研究方面成功经验，特别是西方发达国家在培养学生研究能力方面的成功案例；

在课题研究方面已取得较好成绩的学生各自介绍成功的经验，比如“如何选题”“如何进行课题设计”，“如何写研究报告”“物理问题的研究方法介绍”；

研究方法的介绍。如“控制变量法在课题研究中的应用”，“信息资料的检索方法”“调查法在课题研究中的应用”等。

（三）教师选题

教师根据课本中已学的物理知识，结合相关学科知识，分别提出一些不同的主题，然后经充分准备，向学生展示和介绍教师所选择的研究主题，以及主题下的研究课题的目标、内容和意义，从而激发学生对课题选题的兴趣，吸引学生申报不同主题下的相关内容。

（四）学生自主选题

在教师指导下，根据教师发布的研究主题，学生根据自己的爱好和兴趣与特长，自主选择课题，学生所选择的课题不受学科的限制，可以在老师指导下以物理学科为主干知识，包含其他学科知识，可以是理论性较强的需要逻辑推断予以阐明的问题；可以是实验性较强，需要进行科学实验，才能解决的课题；可以是需要调查访问分析等综合研究的课题；可以是运用一门或几门学科知识解决；也可以是与当前社会生活密切相关的现实性较强的问题，或是需调查、实验、理论分析等综合研究的课题。如“城市中的光污染研究”、“南京下关发电厂的发电效率与电能利用”、“城市能源利用及环境污染控制”、等等。总之，在物理选题过程中，学生思维的发散性、开放性得以充分展示。在这一过程中，学生可以选择全新的课题，也可以是别人已研究过后，但需在别人研究的基础上有新颖性、独特性总之，学生既可以选择全新的课题，也可以是前人（其他同学）已研究过的课题，但两者都强调课题研究活动过程性和新颖性，即要么采取新思路，要么采取新方法，新视角，不得重复别人的研究，一定要有学生自己的设想与体验，最后，学生填写并上缴《选题意向表》，以便教师分组和合并学生相近课题。随后年级公布课题的选题，以便学生进行选择，自愿组成课题研究小组，个别人员在教师的协调与指导下分配到合适的小组当中。

（五）课题小组的组织

在自主选题基础上，个人题目内容相近的4—5名学生自愿组成一个课题研究小组。小组内实际组长负责制，组长负责联络指导教师及负责各成员研究的分工。

（六）小组课题的确定

小组对每个人的题目和初步设计讲座和论证，最后形成本组研究课题。此过程中，要求每一小组查阅、收集与本课题有关的各种资料，掌握相关学科的基础知识，具体了解该领域最新研究成果。

（七）指导教师的选聘

小组研究课题确定后，小组根据课题的主要研究内容，选聘校内相关学科教师作为指导教师，也可以选聘校外尤其是高校专家学者担任指导教师。指导教师的作用在于从理论、研究程序与方法等方面提供指导帮助与支持、但整个研究过程都由学生独立完成。

（八）研究方案的制定

在课题小组确定后，要求各课题小组结合教师发布的研究主题，认真讨论，查询资料，共同拟定一个完整的研究方案，并形成整个研究活动的具体计划。同时，确定自己各课题小组的研究课题，研究方案大致包括课题名称，课题研究主要内容，课题研究可行性分析，本课题拟创新之处，具体实施步骤，课题组成员分工，经费预算，主要参考文献等。教师对学生存在的问题和困难应当及时给予必要的指导，最后，形成完整的各课题小组子课题研究方案，以便进行课题的开题论证与评审。

（九）学生选定课题、拟定研究方案后，需以班为单位组织开题报告

开题报告会由各主题小组选派一位代表向指导教师和全班同学汇报，指导教师和全班同学均可向其提出问题，小组成员均可参与回答问题。指导教师根据全班讨论情况，对研究方案进行评价，可提出研究方案建议和修改意见，明显不合理、难以实现以及没有充分准备的选题不予通过，小组重新讲座修改，准备第二次报告。

（十）课题的实施

研究方案在开题报告获准通过后，即可按计划利用每周2课时活动课时间或其他课余时间分头进行研究。各小组提交的经费预算，指导教师审核后，由学生自行购置所需材料、器材、资料等。由学校给予一定经费支持。各小组在研究过程中，根据活动计划既分工负责各任务，又相互配合，体现分工与合作的统一。在整个研究过程中，指导教师既为研究小组内的成员提供咨询与研究指导，又要负责对整个研究过程的监控，及时对课题研究的偏差进行正确指引。由于这是一项以学生研究活动为中心的问题解决活动，指导教师的监控仅仅体现在依据各研究小组所制定的方案来定期检查研究进展的情况，掌握和了解各小组的研究活动情况，及时解决发生的偏差和失误。此外，指导教师还需检查各小组的阶段研究报告，如中期研究报告，以便根据实际情况指导学生调整研究计划。

从国外的综合实践学习的设计与实施看，当前学生的学习活动方式应是多元化的。在设计与实施研究性学习活动的过程中，应注重如下五种学习活动方式的选取：

以课题探究为基本形式的研究性学习活动。研究性学习活动是基于学习者自身生活中选取有意义的主题，在教师的指导下，采取小组合作的形式，进行自主发现问题、探究问题、获得结论的跨学科探究过程。研究性学习活动探究包括自然问题的探究和社会问题的探究两大类。而研究性学习活动方式的核心是课题研究，即模仿或遵循科学研究的一般过程，选择一定的课题，通过调查、测量、文献资料搜集等手段，收集大量的研究资料或事实资料，运用实验、实证等研究方法，对课题展开研究，解决问题，并撰写研究报告或研究论文。如“长江油污的处理与防治”，“物质种类对光线折射的影响研究”等。

以社会考察为基本形式的体验性学习活动。体验性学习活动是在社会情景和生活情景中进行学习，并包含着社会交往。通过接触社会，使学生形成对社会的认识和理解、体验与感悟以及反思与批判，以丰富学生的社会阅历、生活积累和文化积累为目标。参观、考察、访问是体验性学习的基本活动方式。社会考察、参观和访问的内容一般涉及本地区的历史和文化遗产、现实的社会生活和生产方式。如进行“关于南京下关发电厂的参观与调查”。

以社会参与为基本形式的实践性学习。社会参与的实践性学习是指要求学生参与到一般的社会实践活动领域之中，成为某一社会活动中的一员进行实际的实践活动。社会参与的实践性学习的根本特征上学生亲自参与社会实践活动。社会参与的实践性学习有利于使学生通过一般性实践，获得对他人、对社会的价值实现感。社会参与的实践性学习活动方式一般包括社区服务活动、公益活动和生产劳动三种方式。

以实际应用为基本形式的设计性学习活动。设计学习包括设计一种产品、一项服务、一个系统，并创造出实施的办法，如设计学校草坪、设计学校垃圾处理箱的分布和布局；改进某一系统，如排除“家庭电路”系统漏电问题；计划和组织一项物理量的测量活动，并对活动所需要的各方面因素进行整体的规划和设计，如设计“如何测量人体最大输出功率”；或设计一个采访活动，比如对“南京地质研究所”的科学家进行访问活动。以实际应用为基本形式的设计学习具有一定的创造性、开发性，着重于解决学生生活和社会生活中面临的实际问题，它更强调操作性和针对性，更注重使学生获得解决实际问题的基本技能。

以设计制作为基本形式的应用性学习活动。设计制作活动一般可以采取比赛、展览、答辩会等形式。要求学生动手操作，形成一定的解决实际问题的能力。如设计一个实验器材、测量工具，并适当制作，把设计制作的器材、工具或产品，应用于实际的测量或实践活动之中。

（十一）结题与答辩

各研究小组在按计划完成课题研究之后，需要写出课题研究报告的研究工作报告，前者详细叙述研究思路、研究过程与研究所取得的成果，后者则着重描述研究过程中所做的工作，以及参与课题研究的体会。指导教师对学生课题研究的成果报告进行初步评审，符合基本要求的准备参加班内答辩，不符合要求的重新修改。

答辩由陈述、展示、提问、回答、评语五个部分组成，在以班为单位的答辩过程中，各研究小组推选一至二名学生为陈述人，在所限定的时间内，利用计算机和实物展示台，向全班和指导教师（或专家）简要汇报开题通过后方案的实施过程，主要分工情况，取得的主要成果，以及研究过程中的主要收获。指导教师和其他同学就有关问题进行提问，可以要求小组成员推选回答人，也可以直接要求某一位组员回答。答辩过程，实际上是一个小型的学术讨论会，大家共同探讨该课题的价值，研究成功之处，所存在的问题，以及后续研究所需要努力的方向等。对较优秀的研究成果（物理实物模型、作品及论文）提交学校，由学校组织答辩会，必要时学校根据情况，组织校内外专家学者对其评价与鉴定，并给予一定奖励，学校还可以将优秀的研究成果加以汇编。

五、物理研究性学习活动的指导策略

1．选题环节的指导策略

指导的主要内容：包括所选的具体物理问题（课题）对自我（学习者主体）的研究可能性的估计和对社会价值的一般判断，以及对研究成果达成情况的基本评估等。一般情况下，学生比较缺乏的就是对自己学习水准的正确认识，行为表现往往是面对学校提供的内容丰富的“课题库”或“课题谱”而不知所措，感到需要教师的指导，但指导不能包办，可以安排学生群体之间开展选题交流，让学生个人分析自己的兴趣和特长，鼓励学生自主决定可以参与的物理研究性学习的课题。在开始时，这种选择往往还是尝试性的，可以向学生明确在具体开展学习的过程中，允许他们对学习课题进行一定的改变。总之，各种指导的策略都是为了鼓励学生能够有信心地投入物理研究活动之中，并提高学生研究活动的有效性和实效性。

2．收集资料环节的指导策略

指导的主要内容：包括对物理资料信息领域的了解和与一定课题相关的资料组成方面的基本知识，以及通过哪些渠道和途径可以了解这些资料信息等，即总体上掌握获取物理资料信息的基本方法。对于资料信息及其获取方面的知识，可以向学生提示自己先列举出可以看到的资料类型，以及这些资料信息的分布特点，在学生先行了解的基础上，教师再作一定的指导，归纳可以借鉴和获取的不同类型资料及其不同作用，还应注意指导的策略方法，如：

目录知识：可以提供有关《目录学》的；一般知识指导通过书目寻找物理资料的一般方法等；统计年鉴鉴别：可提供有关《统计年鉴》的种类和各种《年鉴》的特点，让学生了解年鉴资料的用途等；

专题报刊：可提供与物理有关的专题性的科技或科普报纸、期刊，以及分析、运用这些报刊资料的一般方法等；

电子资料：可提供有关的软件资料的收集方向与方法，以及网络上物理相关资料的收集有运用技术等。

3．分析资料与信息处理的环节的指导策略

指导的主要内容：包括培养和树立物理相关资料的价值和判断资料价值的一般方法，以及有关资料的分类分级技术等。从指导策略上看，培养学生对资料的价值判断与分析、筛选技术，应该以应势利导入手，也就是尽可能引导学生联系一定事例来进行，通过不同案例的具体应用，让学生逐步有所领悟，形成观念、方法和技术。从总体上看，要让学生逐步把握几个基本的资料价值判断的原则，如针对性、科学性、先进性等。

4．研究方法选择的指导策略

指导的主要内容：包括具体课题或项目实施前的预想方法，以及实施过程中需要对方法或实施技术的完善与调整等。一般而言，所采用的方法与课题、项目的内容特点是十分相关的。所以，在构想课题和项目的实施计划时，就要针对其特点选择适当的研究方法和实施技术。但不同学生对象限于不同的经验与能力，他们自己确定的方法可能未必最有效，这就需要对预想的方法先进行讨论评估。同时，在物理学科内课题和项目实施过程中，有些不可预料的因素或发生变化的事件，对预定的计划方法也会提出需要改变的要求，方法的矫正工作就有可能是全过程的任务。在具体指导上，要注意以下三点，即方法与课题性质的匹配，方法与学生实际水平的匹配，方法与环境条件的匹配等。

5．表达形式与成果交流环节的指导策略

指导的主要内容：包括对课题成果最佳表现方式的选择，以及具体表达方略的选择等。物理研究性学习活动不仅注重结果，更注重研究活动的实施过程和活动体验。研究性学习的成果的表达和交流，有利于提高学生的学习主动性和积极性。研究成果的表达的形式的选择对课题的交流和评估有一定的影响。因此，应根据课题的研究内容，学生的表达特长和客观条件的许可来决定。可以参考的方式如：物理小论文、图表、模型和影像展示等。

注：此文获南京市04年学术委员会评选论文一等奖；发表于教育部课程发展中心刊物04年《中小学图书情报世界》。

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