学生实验中的研究性学习

 

    自从2003年新课改以来，研究性学习提到了教学日程上，所谓研究性学习是指学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择并确定研究的专题，主动获得知识，应用知识解决问题的学习活动。在研究性学习中，教师不再是信息的传播着、组织良好的知识体系的呈现者和单纯的知识传授者，而应该是学生学习的促进者、组织者和指导者。课程改革目的在于进一步贯彻素质教育的思想，突出主动探究式的学习方法，旨在全面培养学生综合运用所学知识的能力，收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，语言文字表达的能力以及团结协作的能力．该项改革还有利于培养学生的独立思考的习惯，激发学生的创新意识． 近两年在实践研究中，紧紧地把物理教学与学生的自主学习、学生的实践研究紧密结合，把研究性学习融于物理新授课、实验课、复习课当中。现就自己在近两年的实践中，就一节实验课浅谈如何把研究性学习融于物理实验探究课当中。对于高一教材中的学生实验：平抛物体的运动的教学中，我采取“提出问题——大胆猜想——设计实验（包括选择器材，设计方案）——实验探索——分析验证——交流评价）的过程。取得了很好的效果，现简介于下：

一、 提出问题：

水平抛出的物体，它在空中的运动轨迹是曲线，如何确定平抛运动物体的初速度？能否用一个实验或一个实例说明你的猜想？

二、 大胆猜想：

结合运动的合成和分解，猜想把平抛运动分解成怎样的两个分运动？并说明猜想的依据。学生通过讨

论分析，很快就可以得出平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。依据运动分解原则和运动的特点。接着猜想要求平抛运动的初速度，根据运动的合成，只要求出水平方向的位移和竖直方向的时间，再根据分运动和合运动的等时性，即可求出平抛运动的初速度。学生从理论上得出平抛物体的运动的初速度时，提出一个问题：求平抛物体运动的初速度能否用实验去求，如果能又该设计怎样的实验方案？要求学生分组讨论，设计实验方案，包括所需的实验器材。

学生习惯了从初中到高中过程中的实验方法：实验方案、实验操作步骤、实验数据处理都是课本、实验报告册、老师给出的，现在要他们自己完成实验方案，根本无从下手。对此，我让他们先弄懂课本、实验报告册中的实验原理、过程和操作方法，然后考虑对此实验有无可改进的地方。如本实验要学生画出平抛运动的轨迹，除了课本给出的方法以外，是否有更好的方法？要求学生设计出自己所能想到最好的方法？先用文字表达，设计成实验方案。这样一来，学生的思路就拓开了，他们激烈地争论，自由组合，设计方案。通过对实验原理的分析，学生都认为要从实验中得到平抛运动的初速度，关键是测量水平方向的位移和竖直方向的位移，以确定平抛运动的轨迹。

学生写好实验方案后，就组织学生进行讨论。先让各组选派代表阐述自己组设计的实验方案的优劣所在。然后由全班学生讨论评选出最好的实验方案。平抛运动的实验最关键的是描出运动轨迹，学生设计的实验方案主要分为两种类型：

（1）       利用轨迹描点器（自制）在一张硬纸片中钻一个略大于小球直径的孔，不断移动硬纸片，使小球从洞中穿过，以确定小球在每一点的位置。

（2）       台阶法：把小球从台阶的顶端水平抛出，看它落在第几级台阶上，量出每级台阶的高和宽，即可确定小球的位置和轨迹。

（1）       利用小学生的磁画板。让带磁性的小球水平抛出，在小球经过的地方放一竖直磁画板，由于磁化作用，就会在磁画板上留下轨迹。

（2）       很多学生想到利用玩具水枪，在水枪内装上红（或黑）的墨水，把墨水水平射出，水滴的运动可

看成平抛运动。记录水留下的轨迹，同学们的想法就不同啦：有些同学说用相机拍下来；有些说在水流经过的竖直面内放一张白纸；还有人说在水枪射出的对面放一纸屏，并且不断向水枪的方向移动纸屏，水就会在纸屏上留下一系列的点。

同学们通过对比分析；认为这些实验方案都有可取之处，但也有很多不足，有些是理论上满足条件，可实际并不具备可操作性。经过大家的自评、互评，大家一致认为用磁画板的实验最简单明了。但存在一个问题就是小球在下滑的过程中，放得离板近，摩擦力太大，放得远，又画不出轨迹。用水枪模拟平抛运动，在水枪的对面不断移动纸屏的办法最具创造性，它融合了描迹法和直接模拟的优点，而且操作简单易懂，但存在一个问题就是平抛运动的运动很快，移动纸屏的速度必须较快。通过讨论分析，同学们对该实验有了更深的理解，同时对平抛运动的特点有了更深的认识，相对传统的教学方法有较大的改进。

五、 实验探索：

方案确定，接下来就是实验操作过程。我让学生根据自己的实验方案，通过讨论分析，找出它们的优

缺点。利用课外活动时间自找器材，实施自己的实验方案。在此过程中，教师要引导学生踏踏实实地做实验，实事求是地处理数据，不能敷衍了事，更不能拼凑实验数据和编造实验结果，在实践中培养学生严格求实的科学态度。学生在具体的实验操作过程中遇到了一些问题：（1）平抛物体的选择：用做平抛运动的物体体积不能太大，质量不能太小，否则受到的空气阻力太大，就不是平抛运动。（2）因为平抛运动是在空中的运动，要把它呈现在纸上，就要确定物体运动过程中的横坐标和纵坐标，而平抛运动的时间很短，所以较难确定。学生把实验做好后，就来个成果发布会。即让学生展示或演示自制的实验，同时由学生自己操作实验和讲解实验。学生通过讨论讲解，将自评和互评结合，使他们更加理解实验的科学性。更为可贵的是学生在交流讨论与评价过程中所展示的渐趋缜密的实验设计思想和严谨的科研精神。

评价体验，其主要目的在于通过学生的自主探究活动，促进学生主体性的发展，学生主体发展的主要因素有：主动发展的动力和主动发展的能力，评价体验的主要任务在于增强学生主动发展的动力，提高主动发展的能力。为此，在课堂教学中要重视：一、对学生进行独立探究、合作发现、实践运用等学习活动中表现出的自主性、主动性、独创性等主体精神和品质进行评价，使学生获得主动探究获取知识的情感体验，增强学生学习的信心和动力；二、要引导学生对探究学习的活动过程进行反思，重点是提炼解决问题、获取新知识的思维方法和有效策略，使学生对思维方法和学习策略有所领悟，以提高主动获取新知、解决问题的能力。

    把研究性学习融于物理实验教学的过程，实质上也是物理教法、学法改革的过程，在“教”与“学”的过程中，学生不仅能理解物理知识，掌握基本技能，而且学会学习，可以适应社会的发展需要；教师在参与指导学生的过程中，也会受到创新启发，吸纳新知识，更新教学观念，适应新的课程变革，适应改革新形势的要求。