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【摘要】学科教学中实施研究性学习,选题有着非常关键的作用,而物理课程的特点等方面决定了物理教学中十分适宜进行研究性学习。结合中学物理教学探讨研究性学习的选题,对物理教学乃至其他学科中的研究性学习有着有益的指导价值。研究认为,物理教学中研究性学习的选题,应着重考虑几个方面的辨证统一关系。
【关键词】研究性学习;物理教学;学科;选题;辨证统一
【中图分类号】 G633【文献标识码】A
【文章编号】1671-5969(2007)17-0128-02
研究性学习是学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。[1]由于中学物理课程从学科特点来说是一门以实验为根基的严密的理论科学、精密的定量学科、应用广泛的基础科学,带有明显的方法论性质。从范围来说跨科学、人文与社会、技术三大领域,课程的综合性强,非常适合开展研究性学习。教学研究和课程改革实践表明,研究性学习在中学物理教学中的实施,可以起到改变课程的传统功能、转变学生学习物理的传统方式、提高发现问题和解决问题的能力和培养学生的物理理性思维等等作用。从研究性学习的实施来看,研究性学习活动的开始及成功开展的关键是选好课题,课题选择如何,直接关系到课题研究成果有无价值,课题研究能否顺利进行,关系到学生的积极性和创造性的发挥。因此,结合中学物理教学探讨研究性学习的选题,对物理教学中研究性学习的顺利开展,对物理教学中研究性学习目的的实现,有着有益的指导价值。
关于研究性学习选题的研究,以往是从可行性、生活性、整合性、开放性、可操作性[2]和自主性、现实性、实践性、创新性[3]等原则,或从社会需要、日常生活、学科交叉、信息资料[4]等选题方向来考虑,文章认为,中学物理教学中的研究性学习的选题主要应着重考虑遵循四个方面的辨证统一关系。
一、开放性与可行性的辨证统一
物理研究性课题的开放性,是由物理学科和研究性学习的特点决定的。首先,从内容上来讲,物理知识来源于学生的学习和社会生活,涉及面广,具有很强的综合性,既可以是物理学史方面的,也可以是科技制作方面的;既可以是探究性物理实验,也可以是理论性研究;既可以是社会现实的热点问题,也可以是物理学前沿的新科技问题等。比如“城市中的热岛效应”,包括了物理知识和地理知识等。其次,从学习时间的安排、主题的确定、研究视角的选择、目标的定位、切入口的选择等等方面,均有相当大的灵活性,学习者、指导者个性特长和才能的发挥留有足够的空间。如“估测压力锅内水的温度”可以通过测量限压阀的质量而知锅内的压强,进而查表得知水的温度,也可以把热敏元件直接放入水中,还可以把热敏元件贴在锅外等等。
但是,物理研究性课题的开放程度也受到诸多的限制。(1)它应符合学生的年龄特点和学生现有的知识和能力水平,要求学生力争从自身的兴趣、爱好、知识水平、实际能力出发选题,如果选择的课题与自己的知识和能力水平不符合,就等于是空中楼阁,可望而不可及,也不容易达到学习的目标。例如“公路的状况与最大车流量”“原子武器的现状和发展”等课题,这类课题专业化的程度高,所涉及的知识面广,所需能力也较高,应避免选择这一类的选题。(2)就是要考虑课题实施的客观条件,了解所在地区、学校的各类资源情况,确保能在一定时间、范围内完成课题。(3)应该尽量选择素材丰富、力所能及的题目。如“运动中的物理:拔河”“磁悬浮列车中的物理”等问题,这样的问题切入口小,与同学的知识和能力也相适应,做起来也比较方便。
可见,物理研究型课题的选择应实现开放性与可行性的辨证统一,既保证课题在研究内容、研究时间空间的自由开放,又要注意因地制宜、因人制宜、就地取材。
二、学生自主与教师指导的辨证统一
从广义上讲,学科教学中的研究性学习是一种学习方式,是指教师“不直接把构成教学目标的有关概念和认知次略结论直接告诉学生,取而代之,教师创设一种智力和社会交往环境,让学生通过探索发现有利于开展这种探索的学科内容和认知策略”。 [5]其目的在于掌握知识的同时培养学生的创新精神和实践能力。在其中,教师和学生是一种在主动、发展、交互、平等、开放、宽容、合作的教学氛围中建立的主体间性的师生交往关系[6] ——既明确体现学生的主体地位,又承认教师是“平等中的首席”。这一特点决定了研究性学习必然是一种生成性策略。它侧重于让学生自己形成研究课题,自主安排研究过程,并对信息进行加工,并鼓励学生自己从学习中建构具有个人特有风格的学习。
基于此,在物理研究性学习的课题确定时,必须充分尊重学生的自主性,同时发挥教师的“首席”作用,即在学生开始接触研究性学习时,可以由老师按学生的知识水平选择合适的课题。随着活动的不断开展,当学生的研究性学习达到一定层次时,应鼓动他们自主选择课题,并建立课题统一讨论和开题的机制。
老师在为学生选题时应注意:(1)充分考虑学生的兴趣、经验和学校及周边社会的现有条件;但若所选课题过大过空,则可操作性就必然很差,学生大多会无从下手,教师指导困难,研究性学习将难以实施。如臭氧层空洞、黑洞的研究等。(2)充分考虑学生的个性差异,帮助他们确定合适的课题。每个学生由于生活环境、社会经历不同,会有能力、专长上的差异,这些主要表现在学生的社会交往能力、组织管理能力、发现问题能力、表达问题能力等方面。比如要完成“通讯工具的现状及其发展”这个研究性学习题目,就需要广泛地调查搜集资料,比较适合社交能力强的学生;又如,要探究“研究影响滑动摩擦的因素”,需要通过实验来完成,此探究内容比较适合动手能力强的学生;“因特网上学习物理的利与弊”,则比较适合具有电脑方面专长的学生。(3)要根据学生的实际水平,帮助学生选择合适的课题。不同年龄阶段的学生心理发展水平不同,知识结构状况也不相同。如高一学生,对物理系统知识正处于掌握过程中,他们应当立足现有的课内知识,以提高基本能力为出发点,从研究中掌握新的知识。因此,如“自行车中的物理原理”、“古代中国的物理学贡献”等研究课题比较合适。而高三学生已掌握了比较全面系统知识,应当拓宽知识面,提高综合运用能力,可以进行诸如“信息技术的现状及前景分析”等比较深入的课题。
三、探究与接受的辨证统一
强调研究性学习的教育价值,注重的自然是研究的过程。正如《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》中指出,研究性学习的全过程都要有利于使学生“获得亲自参与研究探索的积极体验,提高发现问题和解决问题的能力”,“培养学生创新意识和实践能力”。因此,研究性学习必然会着眼于学生的自主体验,充分发展学生的好奇心,培养学生探究的兴趣和能力,使学生在“重新发现”和“重新组合”知识的过程中学习,让学生在经历失败和成功中成长,在探究实践的经验积累过程中实现主体积极内化,最终实现自主发展。从根本上说,研究性学习是注重探究性的学习活动,选题时必须考虑课题的探究性。
但是,物理学科的内容特点和学校教育的间接性特征等两个方面的因素制约选题的探究性要求的发挥。首先,不是所有的物理内容都适合探究性选题的。依据现代认知心理学理论,物理知识分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识三类。陈述性知识是有关世界“是什么”的知识,如物理名称(南北极)、事实(时间流逝)等,这类物理知识一般不适合也不需要学生去探究,对于这类知识,采用接受性学习策略是必需的,在这些知识中选取研究性课题则是不可取的。程序性知识,又称为操作性知识,主要回答“怎么做”的问题,是有关程序、操作、步骤、方法等方面的知识,涉及学生解决物理问题的技能、方法策略的形成等;策略性知识则是回答“为什么”的知识。一般来说,程序性知识和策略性知识单靠老师讲解很难为学生所掌握,只能通过学生亲身参与、探究才能逐渐被内化,如“参照系”就属于这一类。从实践中获得的这类物理知识,学生更容易理解、记忆和将其应用到实践当中,这些正是研究性课题的选择所在。其次,不是所有能够形成的课题都必须研究的。事实上,学校的教学活动是以学习间接知识为主要特征的,虽然物理教学中诸多的程序性知识和策略性知识适合研究性选题,但在实际的教学活动中,多科目的学习负担、物理学科教学安排、地域条件、社会压力等因素都对研究性学习的选题和实施产生制约,因此,实施接受性学习,仍是物理教学活动的主流,在研究性学习的选题时,应实现探究性与接受性的辨证统一。
四、物理学科要求与研究性学习实践的辨证统一
在物理教学中选择研究性课题时,坚持物理学科与研究性学习实践的辨证统一,是一个动态的观点,它有两个方面的含义:(1)这是保证研究性学习是物理的而非其它的必然要求。因为研究性学习是和现时的物理教学紧密相连的,结合教学进行研究性学习是此类研究性学习的首选。基于此,在课题选择时,首先可以考虑结合教材选题,因为教材是知识的载体,包含着物理知识的探索和形成过程、研究问题的思维方式和方法、蕴涵着丰富的研究课题。实际上,教材中的一些概念、规律及其简单的引申就可以作为研究性学习课题,如“研究影响滑动摩擦力的因素”,其次,收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点,可改进的演示实验、学生实验等。这种选题方式要求教师和学生在平时教学和学习过程中要善于创新,善于思考,善于发现问题,同时要善于做好读书笔记。比如,学习欧姆定律时,研究“熔丝熔断的时间”、“纸上画的铅笔线的导电性能”等。只要对相关的教学内容进行挖掘,就能提出一些较有价值的研究课题。(2)物理学科与“科学、技术、社会”(STS)类选题的统一,也是物理新课标的内在要求,实现的是研究性学习赋予物理学科的“使命”。在物理研究性学习中,物理的学科特点制约着STS型研究性选题及实践的范围和广度,这就要求这些研究性课题的选择必须首先考虑物理学科要求,保证它是以物理问题为主要研究对象的研究性课题,如通过研究“温室效应”以增长学生的知识,扩大眼界,提高探索研究意识;研究“原子能对社会发展的巨大影响”等问题以引导学生建立广泛的人文意识底蕴,培养对社会生活的现实与未来的人文关怀,逐步形成对人类生存发展的使命感与责任感。同时,选题还必须考虑学生掌握的物理知识的深度、现时物理教学的进度等方面,保证研究性学习的顺利进行和圆满完成,如“肥皂泡的研究”、“为什么山顶的温度低于山下的温度”、“铅球抛射角的研究”等等,使学生感受到物理学与日常生活息息相关,激发学生的学习兴趣,培养他们的观察能力、发现问题和应用知识解决问题的能力。
五、结语
全面审视基础教育物理课程改革的现状不难发现,虽然物理研究性学习理念已逐渐深入人心,新课标的实施也为研究性学习提供了保障,研究性学习的实践已取得了一些可喜的成果,但也应该看到,研究性学习无论作为一门特定功能的课程或作为一种学习方式、一种学习理念,诸多的认识误区总是存在于选题、实施或评价中,总体来说离课程改革的现实要求还有一定的差距,这是广大的物理教育工作者必须面对和解决的,从这个意义上说,文章提供的信息对物理教学乃至中学的自然学科中的研究性学习有着一定的指导价值。同时,由于选题和即将进行的研究性学习的实施和评价是一脉相承的,故物理研究性学习的选题策略在很大程度上也与其后的两个过程密切相关,一定程度上将为后继的研究提供参考。
参考文献
[1]霍益萍,张人红.研究性学习的特点和课程定位[J].课程·教材·教法,2000,(11).
[2]滑文革.研究性学习导论[M].吉林:吉林教育出版社,2001.88-93.
[3]谷广亮.谈物理研究性学习的科学选题[J].物理教学探讨,2005,23(11).
[4]丁玉祥.中学物理研究性学习活动中选题环节的实施[J].学科教育,2002,(6).
[5]靳玉乐.探究教学论[M].重庆:西南师范大学出版社,2002.15.
[6]晏钶.主体间性与教育[J].南通大学学报(教育科学版),2006,22(1).
作者简介:刘辉(1970- ),男,湖南娄底人,湖南师范大学教育科学学院硕士研究生,湖南人文科技学院物理与信息工程系教师,研究方向:课程与教学论。
【关键词】研究性学习;物理教学;学科;选题;辨证统一
【中图分类号】 G633【文献标识码】A
【文章编号】1671-5969(2007)17-0128-02
研究性学习是学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。[1]由于中学物理课程从学科特点来说是一门以实验为根基的严密的理论科学、精密的定量学科、应用广泛的基础科学,带有明显的方法论性质。从范围来说跨科学、人文与社会、技术三大领域,课程的综合性强,非常适合开展研究性学习。教学研究和课程改革实践表明,研究性学习在中学物理教学中的实施,可以起到改变课程的传统功能、转变学生学习物理的传统方式、提高发现问题和解决问题的能力和培养学生的物理理性思维等等作用。从研究性学习的实施来看,研究性学习活动的开始及成功开展的关键是选好课题,课题选择如何,直接关系到课题研究成果有无价值,课题研究能否顺利进行,关系到学生的积极性和创造性的发挥。因此,结合中学物理教学探讨研究性学习的选题,对物理教学中研究性学习的顺利开展,对物理教学中研究性学习目的的实现,有着有益的指导价值。
关于研究性学习选题的研究,以往是从可行性、生活性、整合性、开放性、可操作性[2]和自主性、现实性、实践性、创新性[3]等原则,或从社会需要、日常生活、学科交叉、信息资料[4]等选题方向来考虑,文章认为,中学物理教学中的研究性学习的选题主要应着重考虑遵循四个方面的辨证统一关系。
一、开放性与可行性的辨证统一
物理研究性课题的开放性,是由物理学科和研究性学习的特点决定的。首先,从内容上来讲,物理知识来源于学生的学习和社会生活,涉及面广,具有很强的综合性,既可以是物理学史方面的,也可以是科技制作方面的;既可以是探究性物理实验,也可以是理论性研究;既可以是社会现实的热点问题,也可以是物理学前沿的新科技问题等。比如“城市中的热岛效应”,包括了物理知识和地理知识等。其次,从学习时间的安排、主题的确定、研究视角的选择、目标的定位、切入口的选择等等方面,均有相当大的灵活性,学习者、指导者个性特长和才能的发挥留有足够的空间。如“估测压力锅内水的温度”可以通过测量限压阀的质量而知锅内的压强,进而查表得知水的温度,也可以把热敏元件直接放入水中,还可以把热敏元件贴在锅外等等。
但是,物理研究性课题的开放程度也受到诸多的限制。(1)它应符合学生的年龄特点和学生现有的知识和能力水平,要求学生力争从自身的兴趣、爱好、知识水平、实际能力出发选题,如果选择的课题与自己的知识和能力水平不符合,就等于是空中楼阁,可望而不可及,也不容易达到学习的目标。例如“公路的状况与最大车流量”“原子武器的现状和发展”等课题,这类课题专业化的程度高,所涉及的知识面广,所需能力也较高,应避免选择这一类的选题。(2)就是要考虑课题实施的客观条件,了解所在地区、学校的各类资源情况,确保能在一定时间、范围内完成课题。(3)应该尽量选择素材丰富、力所能及的题目。如“运动中的物理:拔河”“磁悬浮列车中的物理”等问题,这样的问题切入口小,与同学的知识和能力也相适应,做起来也比较方便。
可见,物理研究型课题的选择应实现开放性与可行性的辨证统一,既保证课题在研究内容、研究时间空间的自由开放,又要注意因地制宜、因人制宜、就地取材。
二、学生自主与教师指导的辨证统一
从广义上讲,学科教学中的研究性学习是一种学习方式,是指教师“不直接把构成教学目标的有关概念和认知次略结论直接告诉学生,取而代之,教师创设一种智力和社会交往环境,让学生通过探索发现有利于开展这种探索的学科内容和认知策略”。 [5]其目的在于掌握知识的同时培养学生的创新精神和实践能力。在其中,教师和学生是一种在主动、发展、交互、平等、开放、宽容、合作的教学氛围中建立的主体间性的师生交往关系[6] ——既明确体现学生的主体地位,又承认教师是“平等中的首席”。这一特点决定了研究性学习必然是一种生成性策略。它侧重于让学生自己形成研究课题,自主安排研究过程,并对信息进行加工,并鼓励学生自己从学习中建构具有个人特有风格的学习。
基于此,在物理研究性学习的课题确定时,必须充分尊重学生的自主性,同时发挥教师的“首席”作用,即在学生开始接触研究性学习时,可以由老师按学生的知识水平选择合适的课题。随着活动的不断开展,当学生的研究性学习达到一定层次时,应鼓动他们自主选择课题,并建立课题统一讨论和开题的机制。
老师在为学生选题时应注意:(1)充分考虑学生的兴趣、经验和学校及周边社会的现有条件;但若所选课题过大过空,则可操作性就必然很差,学生大多会无从下手,教师指导困难,研究性学习将难以实施。如臭氧层空洞、黑洞的研究等。(2)充分考虑学生的个性差异,帮助他们确定合适的课题。每个学生由于生活环境、社会经历不同,会有能力、专长上的差异,这些主要表现在学生的社会交往能力、组织管理能力、发现问题能力、表达问题能力等方面。比如要完成“通讯工具的现状及其发展”这个研究性学习题目,就需要广泛地调查搜集资料,比较适合社交能力强的学生;又如,要探究“研究影响滑动摩擦的因素”,需要通过实验来完成,此探究内容比较适合动手能力强的学生;“因特网上学习物理的利与弊”,则比较适合具有电脑方面专长的学生。(3)要根据学生的实际水平,帮助学生选择合适的课题。不同年龄阶段的学生心理发展水平不同,知识结构状况也不相同。如高一学生,对物理系统知识正处于掌握过程中,他们应当立足现有的课内知识,以提高基本能力为出发点,从研究中掌握新的知识。因此,如“自行车中的物理原理”、“古代中国的物理学贡献”等研究课题比较合适。而高三学生已掌握了比较全面系统知识,应当拓宽知识面,提高综合运用能力,可以进行诸如“信息技术的现状及前景分析”等比较深入的课题。
三、探究与接受的辨证统一
强调研究性学习的教育价值,注重的自然是研究的过程。正如《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》中指出,研究性学习的全过程都要有利于使学生“获得亲自参与研究探索的积极体验,提高发现问题和解决问题的能力”,“培养学生创新意识和实践能力”。因此,研究性学习必然会着眼于学生的自主体验,充分发展学生的好奇心,培养学生探究的兴趣和能力,使学生在“重新发现”和“重新组合”知识的过程中学习,让学生在经历失败和成功中成长,在探究实践的经验积累过程中实现主体积极内化,最终实现自主发展。从根本上说,研究性学习是注重探究性的学习活动,选题时必须考虑课题的探究性。
但是,物理学科的内容特点和学校教育的间接性特征等两个方面的因素制约选题的探究性要求的发挥。首先,不是所有的物理内容都适合探究性选题的。依据现代认知心理学理论,物理知识分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识三类。陈述性知识是有关世界“是什么”的知识,如物理名称(南北极)、事实(时间流逝)等,这类物理知识一般不适合也不需要学生去探究,对于这类知识,采用接受性学习策略是必需的,在这些知识中选取研究性课题则是不可取的。程序性知识,又称为操作性知识,主要回答“怎么做”的问题,是有关程序、操作、步骤、方法等方面的知识,涉及学生解决物理问题的技能、方法策略的形成等;策略性知识则是回答“为什么”的知识。一般来说,程序性知识和策略性知识单靠老师讲解很难为学生所掌握,只能通过学生亲身参与、探究才能逐渐被内化,如“参照系”就属于这一类。从实践中获得的这类物理知识,学生更容易理解、记忆和将其应用到实践当中,这些正是研究性课题的选择所在。其次,不是所有能够形成的课题都必须研究的。事实上,学校的教学活动是以学习间接知识为主要特征的,虽然物理教学中诸多的程序性知识和策略性知识适合研究性选题,但在实际的教学活动中,多科目的学习负担、物理学科教学安排、地域条件、社会压力等因素都对研究性学习的选题和实施产生制约,因此,实施接受性学习,仍是物理教学活动的主流,在研究性学习的选题时,应实现探究性与接受性的辨证统一。
四、物理学科要求与研究性学习实践的辨证统一
在物理教学中选择研究性课题时,坚持物理学科与研究性学习实践的辨证统一,是一个动态的观点,它有两个方面的含义:(1)这是保证研究性学习是物理的而非其它的必然要求。因为研究性学习是和现时的物理教学紧密相连的,结合教学进行研究性学习是此类研究性学习的首选。基于此,在课题选择时,首先可以考虑结合教材选题,因为教材是知识的载体,包含着物理知识的探索和形成过程、研究问题的思维方式和方法、蕴涵着丰富的研究课题。实际上,教材中的一些概念、规律及其简单的引申就可以作为研究性学习课题,如“研究影响滑动摩擦力的因素”,其次,收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点,可改进的演示实验、学生实验等。这种选题方式要求教师和学生在平时教学和学习过程中要善于创新,善于思考,善于发现问题,同时要善于做好读书笔记。比如,学习欧姆定律时,研究“熔丝熔断的时间”、“纸上画的铅笔线的导电性能”等。只要对相关的教学内容进行挖掘,就能提出一些较有价值的研究课题。(2)物理学科与“科学、技术、社会”(STS)类选题的统一,也是物理新课标的内在要求,实现的是研究性学习赋予物理学科的“使命”。在物理研究性学习中,物理的学科特点制约着STS型研究性选题及实践的范围和广度,这就要求这些研究性课题的选择必须首先考虑物理学科要求,保证它是以物理问题为主要研究对象的研究性课题,如通过研究“温室效应”以增长学生的知识,扩大眼界,提高探索研究意识;研究“原子能对社会发展的巨大影响”等问题以引导学生建立广泛的人文意识底蕴,培养对社会生活的现实与未来的人文关怀,逐步形成对人类生存发展的使命感与责任感。同时,选题还必须考虑学生掌握的物理知识的深度、现时物理教学的进度等方面,保证研究性学习的顺利进行和圆满完成,如“肥皂泡的研究”、“为什么山顶的温度低于山下的温度”、“铅球抛射角的研究”等等,使学生感受到物理学与日常生活息息相关,激发学生的学习兴趣,培养他们的观察能力、发现问题和应用知识解决问题的能力。
五、结语
全面审视基础教育物理课程改革的现状不难发现,虽然物理研究性学习理念已逐渐深入人心,新课标的实施也为研究性学习提供了保障,研究性学习的实践已取得了一些可喜的成果,但也应该看到,研究性学习无论作为一门特定功能的课程或作为一种学习方式、一种学习理念,诸多的认识误区总是存在于选题、实施或评价中,总体来说离课程改革的现实要求还有一定的差距,这是广大的物理教育工作者必须面对和解决的,从这个意义上说,文章提供的信息对物理教学乃至中学的自然学科中的研究性学习有着一定的指导价值。同时,由于选题和即将进行的研究性学习的实施和评价是一脉相承的,故物理研究性学习的选题策略在很大程度上也与其后的两个过程密切相关,一定程度上将为后继的研究提供参考。
参考文献
[1]霍益萍,张人红.研究性学习的特点和课程定位[J].课程·教材·教法,2000,(11).
[2]滑文革.研究性学习导论[M].吉林:吉林教育出版社,2001.88-93.
[3]谷广亮.谈物理研究性学习的科学选题[J].物理教学探讨,2005,23(11).
[4]丁玉祥.中学物理研究性学习活动中选题环节的实施[J].学科教育,2002,(6).
[5]靳玉乐.探究教学论[M].重庆:西南师范大学出版社,2002.15.
[6]晏钶.主体间性与教育[J].南通大学学报(教育科学版),2006,22(1).
作者简介:刘辉(1970- ),男,湖南娄底人,湖南师范大学教育科学学院硕士研究生,湖南人文科技学院物理与信息工程系教师,研究方向:课程与教学论。