“物理專題研修”及其指導

為了讓學有所長的學生得到更充分地發展，《普通高中物理課程標準（實驗）》在課程結構上增設了兩個模塊，即物理實驗專題和物理專題研修，前者目的是使學生較為深入地學習物理實驗的有關理論、方法和技能，進一步發展和提高實驗素養和能力，后者是以發展學生自主學習能力和獨立探究能力為目的。

本文就高中新課程如何指導“物理專題研修”這一問題，談談自己的一些粗淺的認識：

1專題研修、探究性學習、研究性學習之關系

我們認為，物理專題研修與研究性學習、探究性學習并沒有本質上的區別，都是在教師指導下學生通過確立研究課題，開展自主學習，在獲取知識的同時，體驗科學探究的樂趣，培養科學精神，提高科技素養。“研修”一詞雖有“學習、研究、鍛煉”之意，但語義上比“學習”、“研究”更注重體驗和感悟。

“物理專題研修”更接近于《全日制普通高級中學教學大綱》規定的“課題研究”（例如：菜刀上的力學知識），選題都是與物理知識相關的內容，但“課題的研究成果可以是小論文、科學報告，也可以是制作的儀器、設備”，而“物理專題研修”強調提交專題研修報告——“不僅要陳述所研修的知識結論，還應反映研修的過程、方法以及收獲和反思”、“專題研修報告應不少于3000字”、“還應進行答辯和交流”。

表1通過對探究性學習、專題研修、研究性學習的比較可以得出：探究性學習是物理專題研修或研究性學習在物理課堂教學中的運用，物理專題研修或研究性學習是探究性學習在物理課堂外的延伸。

2物理專題研修的指導

2.1保護學生的好奇心

人們對問題的探究，往往從好奇開始，正是由于好奇心，引導著大量優秀的科學家去探索、去創造。瑪麗·居里假如沒有對放射性現象的好奇心，就不可能在非常艱苦的條件下進行長期的研究，也就不可能發現釙和鐳。從這種意義上說，科學始于好奇，科學探索就是從好奇的土壤中萌芽、成長為系統的、全面的理論。所以，開展物理專題研修必須從保護學生的好奇心開始。

表1

①教學中往往以新奇的實驗或新奇的問題引入新課，并一環扣一環解開一個個新奇的現象或問題，并以新奇的問題結束；凡是有演示實驗的課，一定開出實驗，無演示實驗的課，積極創造條件做實驗。

②穿插介紹一些科學史料，講講科學家們如何從對某一問題的好奇心開始，走上科學研究、科學發現道路的，品味科學家的好奇心。

2.2教學中適當開些“窗口”，激發學生豐富的想象力、創造力

在講課中開些“窗口”，介紹現代科學的發展甚至懸而未決的難題，就象當年沈元教授給年僅13歲的陳景潤和他的同學們介紹哥德巴赫猜想，以激發青少年的想象力、創造力。

例如，電磁現象教學中，適當介紹在電現象里有電荷而且正、負電荷可以單獨存在，在磁現象里卻沒有發現單獨存在的磁極；1931年英國科學家狄拉克從理論上預言存在一個磁極的粒子——磁單極子；目前尋找磁單極子的試驗還在進行中，如果磁單極子確實存在，現在的電磁理論就要做重大的修改，整個物理學基礎理論的發展將產生重大影響。還有，庫侖定律與萬有引力定律那么相似，有沒有必然的聯系呢？等等。

如果學生對這些問題感興趣，可以給他們提供適當的幫助，讓他們就此開展專題研修。

2.3滲透新發明、新科技及科技前沿知識

2005年7月，美國深度撞擊號成功撞擊坦普爾1號彗星。這次撞擊是在距離地球上億公里、離彗核大概80萬公里處釋放相對彗核速度為 10.2km /s的撞擊彈，撞擊了一顆直徑不到6公里的彗星。“深度撞擊”涉及物理學相對運動、碰撞等多方面知識。撞擊器撞擊成功后，科學家關注的將是彗星究竟被撞出了多深的洞？從彗核中暴露出來多少可能的太陽系原始物質？據此分析研究，又能帶領人類穿越多么深遠的時空隧道，去探尋宇宙深處的秘密？

2005年10月，“神舟六號”載人飛船經過115小時33分鐘的太空飛行，完成我國真正意義上有人參與的空間科學實驗后順利著陸。同2003年10月發射的“神舟五號”相比，“神舟六號”在發射技術、飛船性能、運行時間、航天員空間科學實驗等方面都有許多新的突破。互聯網上有大量介紹“神舟六號”的技術資料，是同學們開展有關航天技術類專題研修的極好素材。

教師在平時教學中應結合有關知識，及時將近年來的一些重大的科技成果介紹給學生，例如：中國載人航天工程、黑洞、納米技術、磁懸浮列車、掃描隧道顯微鏡、超導強磁體、激光、衛星懸繩發電、正負電子對撞機、超聲波技術、激光多普勒測速儀、磁流體發電機、信息技術等，介紹重大的新科技成果及進展，不僅可以方便同學們進行物理專題研修，而且激發學生對科技創新的崇尚。

2.4結合綜合實踐活動，開展物理專題研修

綜合實踐活動作為新課程的一大亮點，集中反映了新課程所倡導的基本理念。“物理專題研修”教學模塊既是一種課程形態又是一種學習方式，體現物理課程內容的重要改變。物理教學中，結合綜合實踐活動而開展專題研修是物理專題研修的一種有效途徑。

“全國青少年科技創新大賽”是一項具有20多年歷史的全國性青少年科技創新成果和科學探究項目的綜合性科技活動，旨在培養青少年的創新精神和實踐能力，提高青少年的科技素質，鼓勵優秀人才的涌現，申報學科包含物理學與工程學在內的十三個學科。歷屆參賽作品中精品倍出，成為物理專題研修可資借鑒的范例。

例如，第十七屆（2002年）物理學一等獎項目——《液體表面張力與蜂巢》，山西省忻州市第一中學校高一的張凌同學，看到院里孩子吹肥皂泡泡，發現一個孩子的小瓶口上堆積著的泡泡的形狀有不少是六邊形的，猜想蜂巢的六邊形結構也是表面張力作用的結果，并設計物理實驗證明自己的看法，提出了新觀點，論文《液體表面張力與蜂巢》是一篇很好的專題研修報告。

同年另一項一等獎項目——《對自行車前后輪受摩擦力方向的研究》，湖北省黃石市第七中學高一學生通過自行車前后輪受地面摩擦力方向的實驗研究，總結出打滑判斷、“沙中受阻”、“膠布卷邊”、“雜技聯想”、車輪“長”毛、“主動、從動輪”等六種判斷方法，既有趣又有效。

物理教學為綜合實踐活動不斷提供新知識、新方法、新思想，反過來，綜合實踐活動的開展又為物理教學注入新的活力。物理專題研修與綜合實踐活動的結合應當成為物理新課程的一道亮麗的風景線。

總之，我們在指導物理專題研修活動時要做到：學習前人解決物理問題的方法和總結得出規律的同時，不壓抑學生的創新思維，讓學生在研修的過程中科學素質得以提高，并體驗研修成功的愉悅。

(欄目編輯 趙保鋼)

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