高中物理研究性學習及科技創新小發明

姜梓璇

（長沙市雅禮中學 湖南長沙 410000）

高中物理研究性學習及科技創新小發明

姜梓璇

（長沙市雅禮中學 湖南長沙 410000）

物理學科是一門以實驗為基礎的學科，它的很多理論來源于生活又應用于生活。簡介一些具體的做法：①從物理學科領域或現實社會生活中選擇和確定研究主題；②創設一種類似于科學研究的情境；③利用所學和所收集的知識和技能開展課題研究并制作科技小發明；④總結反思自己的做法的好處與不足。

研究性學習；課題研究；科技小發明

1 引言

研究性學習是新課程教學體系中一個耀眼的亮點，其實質是學習科學研究的思維方式和研究方法，從而培養主動探究、獲取知識，解決問題的能力。引導我們根據自己已有的經驗和能力水平，設定各自的學習目標，這樣便形成了一個指向不同個體的多元目標群，從而激發了所有學生學習的興趣，提高了我們的自主學習的能力[1]。這樣的學習過程，讓我們對科學研究與開發有“身臨其境”的感覺，可以最大限度地激發學生積極探索、用于思考的興趣，并培養了良好的科研意識。

2 研究性學習過程

研究性學習不同于綜合課程，雖然在很多情況下，它涉及的知識是綜合的，但是它不是幾門學科綜合而成的課程，也不等同于活動課程。雖然它是我們開展的自主活動，但它不是一般的活動，而是以科學研究為主的課題研究活動。我們根據自己的體驗，用自己的思維方式自由地、開放地去探究，去發現物理知識的形成過程。研究性學習過程可以大致分為以下幾個階段。觀察生活現象，歸納提煉出對應的物理問題、立足已有知識與能力，剖析問題的物理實質、回歸生活，初步驗證問題的分析解決是否有效、在已研究的物理問題的基礎上多維思考與拓展。具體表現在獨立自主地發現問題并對可能的答案做出假設與猜想，然后根據猜想設計方案，在通過實驗、操作、調查、搜集證據的方法，對獲得的信息進行處理和總結，得出初步結論[2]。通過收集和處理信息、同其他同學的表達與交流等活動，獲得知識、技能、方法。進而就能夠在研究性學習的過程中做到創新精神和實踐能力等方面的全面發展，根據圖1的顯示，我們可以清晰的看出研究性學習的過程中的步驟和先后順序。

圖1 研究性學習的過程

在研究性學習中應當緊密聯系生活，從物理的視角恰當選擇生活素材，自主觀察、自主歸納、自主提煉問題。當然，從效率與安全性考慮，我們還必須事前根據本地條件、因地制宜恰當規劃好探究活動的組織秩序。其次，組織組內互動，班級集體內交流，這是研究性學習中最需要培養的學習習慣與合作學習意識。此外還應該在研究性學習中將問題的出現與解決過程作為知識鞏固與拓展、能力提高與升華的平臺。通過自己的獨立思考和互動交流得出解決問題的方案時，還應該及時回歸生活，初步驗證針對所研究的問題作出的分析解決方案是否有效。

2.1 研究性學習過程中存在的問題

思維障礙問題嚴重。我們中有大多數沒有形成多重思維方式，解決問題的方法過于單一，這一點嚴重阻礙了我們思維能力的培養；普遍存在沒有完全弄清楚就輕率下結論的問題；我們常常采用單一學科的思維方式和學習方式，忽略靈感、想象的重要性，活動過程中也缺乏活力；許多人在解決問題的時候，不懂變相思考，僅僅朝著一個方向思考，固執己見。

形式化問題風行。有些學校并沒有為我們設計適合其研究性學習的條件，在進行教學安排時大都延續傳統的教學安排。除此之外我們沒有受到十分系統的學習指導，沒有深刻領會研究性學習的要點。因此，一些人仍舊沒有掌握研究性學習的基本方法和基本思路，因而也就不能將物理知識與研究性學習結合起來，探究思維沒有得到本質上的提高。這種情況嚴重阻礙了研究性學習的實施，遠遠沒有達到研究性學習的目的。

2.2 研究性學習的實施策略

創設問題情境，通過問題情境的創設，明確探究目標，給思維以方向，同時產生強烈的探究欲望，給思維以動力。自主探究，就是讓每個學生根據自己的體驗，用自己的思維方式自由地、開放地去探究，去發現物理知識的形成過程；通過動手“學物理”、動腦“想物理”，不僅獲得了物理知識本身，更在于獲得了科學探究的方法，從而增強自主學習意識，培養其主動探索精神和創造能力[3]。合作交流，就是在獨立自主探究的基礎上，在班級集體或小組內范圍內，充分表達自己的思維方式及過程，實現增強合作意識，學習互補，提高合作能力，分享探究性學習的成果。引導探究，全面培養綜合運用所學知識的能力、搜集和處理信息的能力[4]，在所學的知識的引導下，運用于解決問題的探究實踐之中。評價體驗，其主要目的在于通過自主探究活動，促進我們學生主體性的發展，增強主動發展的動力，提高主動發展的能力。

2.3 研究性學習遵循的原則

科學性原則。選題必須有事實根據和理論根據，必須符合科學原理。

創新性原則。包括理論、觀點上的創新，方法上的創新，應用上的創新三個方面。提出別人還沒有研究過的課題，這是創新；用與別人不同的研究方法去研究一個已經研究過的課題，這也是創新；將一種理論、一個觀點首次應用到實際中去，這是創新；將已經在某一領域得到應用的理論、觀點、方法和手段，應用到新的領域中去，也是創新。

可行性原則。要求我們在選題時一定要充分考慮課題研究的主觀條件和客觀條件，要從自己已有的知識水平、自身積累的經驗、興趣愛好、時間和精力及與其他人的配合等實際情況出發，選擇自己通過努力可以獲得成功的課題。

3 研究性學習的研究成果

3.1 背景

在高一下學期我學習了關于光的反射和折射的概念，并開展了一節關于光的反射和折射在實際中的應用問題的專題探究課，課后我對于萬花筒的設產生濃厚的興趣。因此我利用課余時間根據光的反射與折射原理制作了萬花筒。

3.2 材料

三片直徑相同的手電筒的玻璃片（最好一片是磨砂的）；一個硬紙板做的圓筒（可用裝薯條的紙筒代替）；10多粒綠豆大小的彩色小碎玻璃渣和彩色透明的塑料膠片碎渣；三個長度比紙筒略短的等邊三角形的小鏡子（鏡子店的下腳料即可）；膠帶或膠布若干（固定小鏡子）。

3.3 制作過程

（1）使用兩個手電筒的玻璃片在萬花筒的底層來隔開一些彩色的碎玻璃渣（間隔1cm即可以利于彩色玻璃渣的流動），或者添加一些用手工剪切的一些具有幾何形狀的、米粒大小彩色透明的碎膠片。為了透光性好，選用磨砂玻璃的玻璃片在最外層最好，實在找不到也可以在普通玻璃里面襯上一層硫酸紙（制圖用的類似于磨砂玻璃的半透明紙）。

（2）三條小鏡子鏡面向內用膠帶粘貼捆好，制作成等三角柱體放在萬花筒的中間，主要是利用鏡面一律向內互相反射產生復雜的圖案的這一功能。

（3）用相同半徑的手電筒玻璃片做萬花筒的目鏡，一片等大的圓形紙板在圓心處挖出一個直徑1cm的圓孔作目鏡。

（4）三角鏡子柱放入紙筒內卡緊，兩片玻璃組成的空心小盒子放在紙筒的一端，紙筒里面放入彩色的碎玻璃渣膠片渣等，紙筒的另一端是目鏡。最后可以隨自己的想象力用美麗的包裝紙包裹美化外殼，這樣一支奇妙的萬花筒就制作好了。

3.4 研究心得

可以說我的探究性研究最終取得了成功，經過多次改良、實驗、修正，把理論上可行的實驗變成了現實，充分體現了創新教育模式的可行性和實用性。從中我對光學有了更深一步的理解。活動中我們學會了如何積極主動地配合其他成員形成默契，鍛煉了我的表達能力，如何提高動手能力。學會了發現和欣賞別人的優點，學會了客觀地分析和辯證地思考，學會了理解和寬容。同時對今后物理的學習打下了深厚的基礎，成功的體現了探究性學習課程的制定和實施的重要性，課程的實施有助于深入理解科學知識和掌握科學技能，對培養科學素養有不可替代的作用。

4 總結

通過研究性學習，不但知道如何運用學過的知識，還會很自然地在已經學過的知識之間建立一定的聯系，而且，為了解決問題我們還會主動地去學習新的知識。隨著我通過物理學科的研究性學習取得的成果，我在研究性學習領域有了一些自己的經驗和見解。探究有利于培養我們實事求是的科學精神、科學態度，有利于促進我們學會合作、學會交流、學會傾聽、學會批判和反思。在親歷探究過程中，我們也許會經歷挫折與失敗、曲折與迂回、成功與興奮，但是這種學習經驗同時也是我們理解科學的本質與精神的基礎。研究性學習引導我們自主獲得知識或信息，對于我們學會學習、終身學習和可持續發展具有重要意義。并且我們在自主探究的實踐中了解實際問題中的各種關系，培養和提高了我們的學習實踐能力和創新精神。我會在研究性學習這條路上繼續走下去，科技的發展是日新月異的，我深知要想跟上時代的步伐就要不斷地為自己充電、加油，讓我在研究性學習及創新這條路上走得更穩，更有自信。

[1]張彩珍.研究性學習思想與物理探究式教學的有機結合[J].基礎教育研究，2009（10）.

[2]國家基礎教育課程項目：《研究性學習》指導手冊.上海科技教育出版社.

[3]喬際平，續佩君.物理教育學.江西教育出版社，1992.

[4]李木，趙亞許.物理學習能力培養與訓練.青海人民出版社，1997.

G633.7

A

1004-7344（2016）02-0024-02

2015-11-20

姜梓璇（1998-），女。