文　軍，文衛(wèi)濤，李保凌

(1.渭南師范學院 數(shù)理學院，陜西 渭南 714099；2.銅川陽光中學，陜西 銅川 727031)

?

【教育教學方法研究】

基于研究性學習理念的中學物理研究性教學

文軍1，文衛(wèi)濤2，李保凌2

(1.渭南師范學院 數(shù)理學院，陜西 渭南 714099；2.銅川陽光中學，陜西 銅川 727031)

將基于研究性學習理念的研究性教學引入中學物理課堂，有利于提高中學生物理學習興趣，減少物理學習困難。研究性學習的有效開展需要內(nèi)外條件的支持，研究性教學具有主體性、探索性、生成性、多樣性、共進性等特點。開展研究性教學問題設(shè)置是關(guān)鍵，需要遵循探究性、可操作性、啟發(fā)性、多元性等原則，并依據(jù)物理學科的特點，關(guān)注理論課教學與實驗課教學中的問題設(shè)置。在中學物理教學中，教師應(yīng)以問題為主線，運用滲透物理思想的模式、實驗探索的模式、體驗感悟的模式等開展研究性教學，以提高教學效果。

研究性學習；研究性教學；物理教學；問題；教學模式

物理學是研究自然規(guī)律的一門基礎(chǔ)學科，是中學的必修課程。多年來人們已經(jīng)關(guān)注中學生的物理學習，由于種種原因，物理學已成為現(xiàn)階段中學生思想認知中最為困難的學科[1-4]。把研究性學習理念與自主探究意識滲透于物理教學之中，深入分析中學生物理學習困難的認知因素，探索適合中學生個體發(fā)展的研究性學習方式，構(gòu)建基于研究性學習的中學物理教學機制，對于減少或者消除中學生物理學習困難，激發(fā)學習興趣，提高教學效果具有積極的促進作用。

一、研究性學習及其內(nèi)外部條件

(一) 研究性學習理念

研究性學習完全不同于傳統(tǒng)意義的學習，是一種全新的學習方式。它主要基于以下四種學習理念[5]143-146：一是布魯納(J.S.Bruner)的發(fā)現(xiàn)學習。學生在學習情境中，經(jīng)由自己的探索尋找而獲得問題答案的一種學習方式。二是巴婁斯(S.Barrows)的以問題為基礎(chǔ)的學習。它在問題的誘發(fā)下，學生運用問題解決策略、推理技能，最終獲得解決問題所需要的知識和技能。三是布拉門費爾德(P.Blumenfeld)的以項目為基礎(chǔ)的學習。這是一種綜合性的教學與學習方法，旨在讓學生親自參與對真實問題的研究來完成學習。學生提出解決問題的策略，各自發(fā)表觀點，相互辯論，合作探究，獲得對問題的解決，達到對知識的理解和能力培養(yǎng)的目的。四是布蘭斯福特(J.Bransford)等人的探究性學習。在學習過程中，學生自己或者集體探究一個虛擬或真實的現(xiàn)象，并得出結(jié)論。

以上四種學習概念，雖然名稱不同，但就其實質(zhì)而言，是同一種學習形式，即基于對問題的探究而進行的學習，也就是我國學者提出的研究性學習。所謂研究性學習，廣義上是指學生探究問題的學習，可以貫穿在各科各類學習活動中。狹義上是指在教師指導下，學習者以類似于科學研究的途徑和方法，通過自主探究與體驗，運用科學方法，收集、分析、判斷和整理信息，主動獲得知識、應(yīng)用知識解決問題，形成創(chuàng)新能力的一種學習方式[6-7]。在學習過程中，學生以類似科學研究的過程、方法和形式學習各門學科，極大地發(fā)揮了學生的能動作用，其目的在于感悟和體味知識的同時，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，在質(zhì)疑問題和解決問題的過程中，掌握學習方法，達到學會學習，并形成相應(yīng)的情感態(tài)度和價值觀。

研究性學習的本質(zhì)是問題解決，在解決問題的過程中掌握方法，從而形成相應(yīng)的能力。根據(jù)現(xiàn)代心理學對問題解決的研究，可以把研究性學習過程分為五個階段：一是發(fā)現(xiàn)問題，也就是覺知(發(fā)現(xiàn))問題的存在，這是研究性學習極為重要的一步。二是界定表征問題，表征問題就是對問題進行分析，包括確切界定問題的性質(zhì)，分析解決問題已有的條件及所需要的條件，明確問題解決的最終目標等。三是確定問題的解決策略，選取以規(guī)則為基礎(chǔ)的問題解決策略。四是執(zhí)行策略，選取正確的問題解決策略，促使問題解決順利進行。五是評價問題解決的結(jié)果，這個過程是核查執(zhí)行結(jié)果與預定的目標是否一致。明確研究性學習過程，對開展研究性教學具有重要的指導作用。

(二)研究性學習的內(nèi)部條件和外部條件

1.研究性學習的內(nèi)部條件

從學習動機看，研究性學習更多地需要以學生的求知欲、好奇心、興趣等內(nèi)在學習動機為前提。因為它是一種自覺主動地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。所以，以研究性學習為基礎(chǔ)的教學，就要設(shè)計好問題，注重激發(fā)學生的好奇心和求知欲。這是開展研究性教學的重要條件之一。

從學習過程看，研究性學習需要高水平的認知技能，包括批判性思維、創(chuàng)造性思維和實用性智能等。批判性思維是一種思維技能，既能體現(xiàn)思維水平，也能凸顯現(xiàn)代人文精神，任何涉及智力或想象的論題都可從批判性思維的視角來審查。如果學生缺乏批判性思維，就不可能提出更多值得研究的問題，創(chuàng)設(shè)研究性學習的契機。創(chuàng)造性思維是打破思維定勢，以一種全新的、不同于他人的方式思考問題，進而生成新觀念的思維形式。實用性智能是指在實踐情境中表現(xiàn)出來的智慧能力，批判性思維、創(chuàng)造性思維能力較強的學生并不一定能在實踐中顯示出高水平的智慧行為。而擁有豐富的實用性智能，將能使個體較好地應(yīng)對環(huán)境中的問題，順利地進入新環(huán)境。因此，實用性智能對于強調(diào)實踐性和親歷性的研究性學習是一種必要的心理品質(zhì)。正因為如此，教師在開展研究性教學時，一定要考慮學生的認知技能。

2.研究性學習的外部條件

研究性學習不僅對學習主體即學生提出一定的要求，而且還需要一些外部條件的支持。

學習內(nèi)容必須具備可研究性。其一，從教育心理學角度看，學習內(nèi)容必須對學生構(gòu)成問題，亦即能夠讓學生產(chǎn)生疑問，引發(fā)學生思考。而不能構(gòu)成問題的內(nèi)容，不可能引起學生的探究動機，也就不可能開展研究性學習。也就是說問題質(zhì)量強烈地影響研究性學習的成效。其二，學習內(nèi)容必須具備研究的可能性。許多知識本身可能對學生構(gòu)成了問題，但是學生無法通過研究來掌握，如數(shù)學中的奇數(shù)、偶數(shù)，物理中的質(zhì)點、功、壓強、電場強度、磁感應(yīng)強度等概念，學生很難通過自己的探究準確地揭示概念屬性，因為這些概念都是定義性的，需要教師講解，才能使學生理解并掌握。其三，學習內(nèi)容必須具有研究的必要性。有些學習內(nèi)容對學生構(gòu)成問題也具有研究的可能性，但是沒有研究的必要，如牛頓是如何發(fā)現(xiàn)萬有引力的，對中學生來說，只需要掌握萬有引力的內(nèi)容，而沒有必要探討牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的過程。其四，構(gòu)成問題的學習內(nèi)容還必須具備研究的現(xiàn)實性，亦即有較完備的儀器設(shè)備和具有指導能力的教師。

研究性學習離不開教師的指導。在研究性學習過程中，無論問題的選擇、活動的開展，還是問題的解答，都需要教師的參與。但這種參與并不是要求教師單純地充當知識的傳授者，而是要充當學生學習的參與者、促進者、組織者和指導者，幫助學生在問題界定，信息的收集、分析和綜合的過程中，理解要提出的問題，對問題進行分類，并找出可能的解釋或解決辦法。解決問題的步驟是一個“問題界定—假設(shè)檢驗—評價—問題再界定—再次假設(shè)檢驗”的過程。通過這種認知的輔導過程，使學生真正成為一個獨立的學習者，掌握解決問題的方式和方法。

研究性學習大多需要小組協(xié)作完成。在多數(shù)情況下，受個體的能力和學習資源的限制，研究性學習需要小組協(xié)作進行。通過小組成員的分工合作，資源共享，可能開展更多的研究課題，提高研究性學習的實效。

弄清了研究性學習的內(nèi)外條件，教師在開展研究性教學之前，就要全面綜合考慮，把握并創(chuàng)設(shè)好充分的內(nèi)外條件，為提高研究性教學的效果奠定基礎(chǔ)。

二、研究性教學及其特點

(一)研究性教學

研究性教學是教學理念、教學方式或教學方法有機融合的體現(xiàn)，它貫穿于各門具體學科的教學之中，表現(xiàn)為教師通過啟發(fā)、促進、支持等系列方式，指導學生開展研究性學習活動，以完成學科教學目標。人們把這種教學策略簡稱為“研究性教學策略”，實施研究性教學策略的教學則稱之為“研究性教學”[8]。研究性教學就是學生在教師的指導下，以類似科學研究的方式模擬科學家的研究方法和研究過程去獲取知識和應(yīng)用知識。學習過程是學生積極主動的探索過程，學生需要的是教師的指導或幫助。而教師的主要職責是創(chuàng)設(shè)一種有利于研究性學習的情境和途徑。

實施研究性教學，首先，確立問題，通過分析問題，增強學生的質(zhì)疑意識，培養(yǎng)其批判性思維和創(chuàng)造性思維，訓練其實用性智能。問題的質(zhì)量直接影響研究性學習的成效，影響學生所花費的研究時間和精力，更影響學生對學科內(nèi)容的興趣。因此，問題的選擇應(yīng)符合中學生的認知特點和心理特征，建立在中學生知識儲備和能力背景的基礎(chǔ)之上，使學生通過努力可以完成。其次，創(chuàng)設(shè)研究情境，對虛擬的或真實的現(xiàn)象進行分析，探詢理論推演或?qū)嶒炋剿鞯淖C據(jù)，通過研究過程的身體力行，體驗發(fā)現(xiàn)知識的過程，增強研究意識，發(fā)展創(chuàng)造性思維能力。再次，通過研究解決問題，打破原有的思維定勢，并在解決問題的過程中不斷衍生出新問題，形成永不放棄的探索精神。最后，教師對全過程進行總結(jié)，幫助學生理清思路，構(gòu)建科學合理的知識結(jié)構(gòu)。

(二)研究性教學的特點

在實施研究性教學的過程中，需要構(gòu)建教學相長、共同提升的師生關(guān)系，營造民主、平等、融洽的教學氛圍，促進師生共識、共享、共進。因此，研究性教學具有獨特鮮明的特點。

1.主體性

學生是教學活動的主體，是研究課題實施者，對學習目標的實現(xiàn)負有主要責任。研究性教學就是要激發(fā)學生的求知欲，經(jīng)過學生的質(zhì)疑、設(shè)問、創(chuàng)新、假設(shè)、判斷、驗證等認識活動，完成教學任務(wù)。如果沒有學生多種觀點的碰撞、論爭和比較，結(jié)論難以獲得，學生也難以真正理解和掌握知識，形成探索能力。因此，學生的學習是對研究課題主動探究的過程，是積極主動地獲得知識的過程。

2.探索性

學習的過程不僅是一個接受知識的過程，而且也是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的探索過程。教師深入鉆研教材，提出符合學生現(xiàn)有知識和能力的問題，引導學生利用身邊可獲取的材料，以科學研究的方式，對問題進行探索，在探索中學習知識，體驗發(fā)現(xiàn)的樂趣。

3.生成性

學生在對問題的探索過程中，常常會突破原有條條框框衍生出新“問題”，使研究性教學得以持續(xù)進行，并取得意料之外的教學效果，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)學習問題的能力。

4.多樣性

研究性教學形式具有多樣性與開放性的特點，既可采用理論分析的方法，也可采用實驗研究的方法；既可以是教師指導下的個體獨立研究，也可以是小組合作研究；既可以在課堂上進行，也可以在課外展開。

5.共進性

研究性教學改變了傳統(tǒng)的教與學的方式，在教師主導性與學生主體性充分體現(xiàn)的前提下，形成了教學相長的師生關(guān)系，成為師生共同發(fā)展的生長點。

三、中學物理教學中的問題設(shè)置

(一) 問題設(shè)置的原則

問題的設(shè)置是研究性教學的關(guān)鍵。從學生角度看，學生要以教師設(shè)置的問題為起點，圍繞問題展開探究。所以，設(shè)置的問題能否激發(fā)學生內(nèi)在的學習動機，誘發(fā)其好奇心和求知欲十分重要，它直接影響著研究性教學質(zhì)量的高低。從教學角度看，所設(shè)置問題要貫穿教學活動的始終。問題是研究性教學的開端，因為有問題才能開展研究。同時，問題又是研究性教學的歸宿，因為學生通過問題最終獲取知識與技能、方法與能力，完成學習任務(wù)。因此，在中學物理教學中，設(shè)置問題應(yīng)遵循一定的原則。

1.探究性原則

所置的問題應(yīng)是與中學生學習內(nèi)容相關(guān)的具有探究性的與可能性的問題，通過中學生對該問題的界定與表征，能夠生成(嘗試)問題解決的策略。若問題具有探究性與可研究性，但對于中學生學習來說沒有必要，這就不能作為問題。

2.可操作性原則

簡單地說，就是設(shè)置問題在操作層面上是可行的。既不脫離中學物理教學實際，又能很好地體現(xiàn)物理教學內(nèi)容的要求，還能夠按照“規(guī)定程序”完成。

3.啟發(fā)性原則

物理知識涉及人們生活的方方面面，問題設(shè)置必須聯(lián)系中學生身邊的物理現(xiàn)象，激發(fā)中學生的好奇心和求知欲。通過對這些現(xiàn)象的研究能夠引發(fā)中學生對問題的深入思考和分析，最終學會解決問題。

4.多元性原則

問題既可以就教材中某單一物理概念、規(guī)律、定律等進行設(shè)置，也可以就某一物理教學單元內(nèi)容來設(shè)置，還可以圍繞生活中的物理現(xiàn)象進行設(shè)置。

(二)教學中的問題設(shè)置

建構(gòu)主義認為，學習者是根據(jù)自己的信念和價值觀對客體或事件進行解釋的過程，是一種主動建構(gòu)意義的過程。也就是知識不是通過教師的講授得到，而是學習者在一定的社會文化背景下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構(gòu)的方式來獲得。中學物理主要采用理論教學和實驗教學兩種方式，根據(jù)兩種教學方式的特點，設(shè)置恰當?shù)膯栴}，則可以通過研究性教學完成教學任務(wù)。問題既是研究性學習的載體，又是研究性教學的支撐。

1.理論課教學中的研究問題

在物理課堂開展研究性教學，教師需要做的首要和重要的工作，就是挖掘教材本身的研究價值，設(shè)置符合教學需要的、能激發(fā)學生興趣的問題，促使學生以研究方式開展學習，初步形成自主學習的能力。這些問題不是科學家進行科學探究活動中的問題，而是教師深入研修教材，對教材內(nèi)容不斷挖掘、整合而生成的問題。問題一定要符合中學物理課程標準的要求，適合學生已有的知識經(jīng)驗和能力，并要與生活實際相聯(lián)系，使教學內(nèi)容的所有信息得到直接或間接的呈現(xiàn)，而且只有一個正確答案的問題。問題設(shè)置得是否恰當，既直接影響研究性教學的效果，也直接影響學生學習的積極性和熱情。

設(shè)置問題就是將中學物理課程知識轉(zhuǎn)化為符合教學要求以及適合學生實際的具體問題。教師在掌握學生的認知水平和知識背景的基礎(chǔ)上，可以把教材中的物理概念、定律和規(guī)律等轉(zhuǎn)化成典型的研究材料，即設(shè)計成問題，并指導學生運用探究方法開展學習活動，從中感悟知識的產(chǎn)生、發(fā)展和生成過程，形成愉悅的心理體驗。

中學物理教材中的問題處處可見，如，初中物理有關(guān)“平面鏡”的教學內(nèi)容，在學生已經(jīng)掌握了光的反射、折射知識，具備了分析簡單光學現(xiàn)象能力的基礎(chǔ)上，教師以探索“鏡中我”這個問題為研究課題，引導學生應(yīng)用生活中常見的器具(平板玻璃、蠟燭)等，探索得出平面鏡成像規(guī)律，并進一步應(yīng)用成像規(guī)律，解釋生活中的光物理現(xiàn)象。再如，有關(guān)“杠桿”的教學內(nèi)容，教師設(shè)置“桿稱原理”問題為研究課題，引導學生分析桿稱的特征(支點、力、力臂等)，使學生悟出桿稱就是物理學中的杠桿。然后通過固定砝碼質(zhì)量，改變力臂長度；固定力臂長度，改變砝碼質(zhì)量的變量控制方法，探索杠桿平衡條件。教師引導學生進一步觀察生活中的物理現(xiàn)象，衍生出對變形“杠桿”(剪刀、鉗子、滑輪、輪軸等)問題的研究，持續(xù)生成新問題，步步深入。

總之，在物理課堂教學中，教師應(yīng)該從教材內(nèi)容、學生認知水平等實際情況出發(fā)，滲透科學探究的思想、方法和手段，以問題為主線啟動學生的認識活動，由淺入深地進行探究性學習。這樣，既可以使學生原有知識結(jié)構(gòu)和技能變得更加深刻、透徹、嫻熟，又可以促使新的知識與技能的習得，使學生的學習潛能得到充分挖掘與發(fā)展。

2.實驗課教學中的研究問題

實驗教學是學生學習如何通過實驗探索未知、獲取知識、形成科學素養(yǎng)的重要教學手段，也是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新意識的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)意義的中學物理實驗教學，通常是按部就班地驗證課程標準中的原理、定理等，獲得對物理概念的理解與掌握。通常的做法是學生通過既定方案進行實驗操作，驗證相關(guān)內(nèi)容，最后以填空形式的作業(yè)給出實驗結(jié)果，很難實現(xiàn)學生對實驗所包含物理思想的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

研究性實驗教學是把驗證性實驗轉(zhuǎn)變成探究性實驗，把驗證性實驗課題轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯繂栴}，把實驗過程作為課題研究與開發(fā)的過程來對待，以課題研究報告的形式給出實驗結(jié)果。開展研究性教學，教師需要確定作為問題的實驗課題，在此基礎(chǔ)上再準備實驗器材，然后講解基本儀器的使用方法及操作規(guī)范，以及如何撰寫課題研究報告等問題。學生根據(jù)自己對實驗的理解，按照已掌握的實驗方法，針對實驗課題設(shè)計研究方案，完成實驗操作。重要的是，教師要讓學生明白，完成實驗操作只是形式上完成了實驗，最關(guān)鍵的是學生必須學會如何分析實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)實驗結(jié)果、得出實驗規(guī)律(上升為理論)、撰寫實驗研究報告，從而形成獨立的實驗?zāi)芰Α?/p>

在高中物理實驗教學中，如“流體靜力法測量物體的密度”“用打點計時器研究自由落體運動”“用力傳感器研究力的合成與分解”“利用氣墊導軌研究勻加速直線運動”“單擺振動規(guī)律研究”等。再如，利用數(shù)字化實驗教學資源系統(tǒng)開發(fā)新研究性實驗“超重與失重研究”“光強度與光敏電阻阻值的關(guān)系研究”“磁懸浮列車的工作原理研究”等。以上所枚舉的問題都可以作為實驗教學中的研究課題。

四、中學物理研究性教學模式

中學物理學科的研究性學習理念是以物理知識為載體，以提出問題為主線，引導學生在探索解決問題的過程中，增強問題意識，誘發(fā)求知欲，發(fā)展創(chuàng)造性解決問題的初步能力，養(yǎng)成主動探究的學習精神。因此，基于研究性學習的中學物理研究性教學，有利于改變中學生物理學習的被動狀態(tài)，發(fā)揮他們的自主性和能動性，在研究問題中深刻理解、體驗和感悟所學的物理知識，并同化于個體的認知結(jié)構(gòu)之中，與原有知識經(jīng)驗融為一體，提高學習效果。

(一)滲透物理思想的模式

科學思想是科學理論建立、發(fā)展和完善過程中貫穿于人們認識中的科學思維方式和思想方法。是在各種特殊科學認識和研究方法的基礎(chǔ)上提煉出來的，能夠發(fā)現(xiàn)和解釋其他同類或更多事物的觀念和推斷法則。

中學物理課程中涉及的物理思想有：守恒思想、對稱思想、類比思想、數(shù)理思想、理想化思想、極限思想等等。物理思想教學是有別于具體物理概念、規(guī)律和方法的教學，它可以教會學生如何科學思維，幫助學生認識科學的價值，以及激發(fā)學生創(chuàng)造的精神。因此，物理思想是物理教學中體現(xiàn)物理課程價值的重要內(nèi)容之一。

研究性教學中滲透物理思想的教學是基于物理課程資源的教學模式。它通過具體的物理概念、物理規(guī)律、物理定律等資源的媒介作用，以問題探索為中心，通過問題引發(fā)學生學會思考，并以問題傳達物理思想。如前述在“杠桿”的研究性教學中，學生依據(jù)杠桿的基本要素：支點、力、力臂，通過對變形“杠桿”的深入研究，使學生把歸納分類的物理思想內(nèi)化為自己的知識結(jié)構(gòu)。再如，研究單擺運動，單擺在忽略了擺線質(zhì)量、空氣阻力、擺球大小等因素，以及擺角小于5°時，實際單擺就可以視為理想單擺，理想單擺在擺動過程中動能和勢能相互轉(zhuǎn)換，總機械能保持不變。在對單擺的研究中，學生首先領(lǐng)悟理想化思想，明白理想化思想在處理物理問題中的作用，再次感知守恒思想，得出守恒量是變化過程中始終保持不變的物理量，守恒律是守恒量遵循的物理規(guī)律；在萬有引力問題中，把恒星、行星抽象為具有一定質(zhì)量而不考慮其大小的質(zhì)點模型，使學生明白模型化思想；萬有引力和電荷間的庫侖力的對比，二者都是平方反比力，使學生明了類比思想的重要。

中學物理滲透物理思想的教學分為三個過程: 一是教師準備傳達物理思想的問題；二是學生對問題的探究過程；三是教師引導學生提升物理思想。在該模式的教學中，教師要時刻啟迪學生關(guān)注問題之外的知識，善于總結(jié)問題所蘊含的物理思想，使學生在對問題探究的過程中領(lǐng)悟物理思想。

(二)實驗探索的模式

物理學是一門實驗科學，物理學的定理、規(guī)律等必須經(jīng)過實驗的檢驗，方可被人們認可。中學物理的教學內(nèi)容就是經(jīng)過實驗檢驗了的對自然規(guī)律的科學描述。實驗教學在于培養(yǎng)學生的實驗方法，養(yǎng)成探索未知的科學素養(yǎng)和科學精神。物理實驗研究性教學就是把驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍詫嶒灒羊炞C性實驗課題轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯繂栴}。這是一種基于問題探究的教學，即教學中圍繞實驗課題，發(fā)揮學生各自的興趣和特長，以小組為單位分工合作，共享集體智慧，逐步形成對問題的深刻理解和領(lǐng)悟，在解決問題的過程中，掌握技能，形成探索能力。

以“電阻實驗研究”的研究性教學為例。教師給學生準備基本的實驗器材以及不同阻值的測試電阻和二極管等。學生基于理論知識可以采用電流表內(nèi)接法和電流表外接法兩種接線方法。實驗中采用變量控制法研究電阻、電流、電壓的關(guān)系：首先,保持電阻不變，改變電壓，測量流過電阻的電流，畫出電流—電壓圖；其次,保持電壓不變，改變電阻阻值，測量流過電阻的電流，畫出電阻—電流圖；最后,保持電流不變，改變電阻阻值，測量電阻兩端的電壓，畫出電阻—電壓圖。學生分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：電阻不變，電流—電壓之間呈線性關(guān)系；電壓不變，電阻—電流之間呈雙曲線關(guān)系；電流不變，電阻—電壓之間也呈現(xiàn)線性關(guān)系?？偨Y(jié)出電阻實驗的規(guī)律——歐姆定律，通過對電流表內(nèi)接法和電流表外接法測量數(shù)據(jù)的比較，得到兩種接線方法的適用條件。在完成電阻測試之后，再讓學生測試二極管兩端電流、電壓，畫電流—電壓圖，圖中反映出二極管的電流、電壓關(guān)系曲線不是線性的，不遵循歐姆定律，教師提出“為什么二極管兩端的電流、電壓關(guān)系不遵循歐姆定律”的問題，引導學生通過在圖書館(或網(wǎng)絡(luò))查找資料得到答案，最終使學生知道電阻有線性和非線性之別，線性電阻遵循歐姆定律，非線性電阻不遵循歐姆定律，用伏安特性曲線表示，非線性電阻的伏安特性曲線通過實驗做出。

在實驗探索教學模式中，一是教師根據(jù)物理實驗的內(nèi)容要求，優(yōu)化具有探索性和符合學生實際的實驗課題；二是教師指導學生分析實驗課題，提出實驗方案，開展實驗課題研究；三是通過實驗反饋機制，教師及時發(fā)現(xiàn)學生在實驗探索過程中遇到的難題，引導實驗小組成員通過討論，探詢解決的方法；四是學生分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)得出結(jié)論，并撰寫實驗研究報告。在實驗探索教學模式中，教師始終以“導演”的身份參與實驗，起著組織、協(xié)助、啟發(fā)、引導的作用。而學生則是“演員”，處于實驗探索過程的主角，自始至終，學生發(fā)揮著自身的主體作用。

(三)體驗感悟的模式

研究性教學以學生發(fā)展為本，激發(fā)學生主動探索知識，它不僅重視學生學習過程中的理性認識，還重視學習過程中的感性體驗。中學物理知識往往與實際的生活經(jīng)驗密不可分。在中學物理研究性教學中，教師結(jié)合學生的生活經(jīng)驗和知識背景，挖掘其中的物理因素，確定問題，使學生身體力行，親身實踐與感受，從而體驗生活中的物理現(xiàn)象，領(lǐng)悟現(xiàn)象中的物理原理，認識和掌握物理規(guī)律。

能夠讓學生獲得上述感受和體驗的教學稱之為體驗感悟的教學。這種教學模式基于生活經(jīng)驗與常識，即從生活背景中發(fā)現(xiàn)問題，討論交流，延伸啟迪。學生通過研究性學習，分析身邊常見現(xiàn)象中所包含的物理規(guī)律，達到對物理知識的理解，形成物理學習信念，成為激發(fā)物理學習的行為力量。生活現(xiàn)象中包含的物理規(guī)律很多，許多看似不同的現(xiàn)象卻有相同的物理規(guī)律。如日出、日落的太陽，彩虹，薄膜的顏色，交通燈信號的顏色，城市晚上各種燈光的顏色，各種花卉艷麗的色彩等，這些現(xiàn)象都是關(guān)于光的色彩和顏色問題，它們存在共同特點。教師以“光的色彩、顏色”為研究課題，組織學生開展研究性學習。首先讓學生去觀察生活中看到的各種光現(xiàn)象和顏色，感悟這些光現(xiàn)象中的共同點和不同點。學生自然發(fā)現(xiàn)日出、日落的太陽，交通燈信號和城市晚上的燈光等，這些都是發(fā)出光的物體，而植物、各種物體(如彩棋、五顏六色的氣球)等自身并不發(fā)光，它們反射太陽光(燈光)。因而，自然界中有發(fā)光的物體和不發(fā)光的物體。再通過三棱鏡分光實驗探索，得出太陽光是復色光，揭開顏色之謎，獲得對光的色彩和顏色的正確認識。再如，自然界中有非常悅耳的音樂，有歌唱家美妙動聽的歌聲，還有各種美麗的鳥鳴，但是也存在令人心煩的噪音。這些都是我們身邊熟悉的聲現(xiàn)象，這些聲現(xiàn)象的本質(zhì)都是振動現(xiàn)象。教師以“認識聲音”為研究課題，組織學生學習“聲”這一物理現(xiàn)象，使學生感受各種聲音，探究聲現(xiàn)象的特征。在此過程中，教師通過“為什么聲音有大有小”“什么聲音是悅耳動聽的”“什么聲音是刺耳的且對健康有危害”等問題的引導，指導學生學習聲現(xiàn)象，并通過實驗探索得出“聲機械振動在空間的傳播”的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，教師以“聽不見的聲”繼續(xù)引導學生，深入探索聲現(xiàn)象，使學生通過使用電腦、IPAD、手機等各種設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)資料，以了解人們聽覺范圍以外的次聲和超聲現(xiàn)象，懂得次聲的危害和超聲的應(yīng)用。

五、結(jié)語

基于研究性學習的研究性教學越來越受到廣大教師和學生的重視，其在我國中學已開展十余年，這方面的理論研究成果非常豐富，而圍繞具體學科的研究性教學仍然處于探索階段。本文從操作層面探討了中學物理研究性教學，以期對于減少或者消除中學生物理學習困難，提高中學物理教學效果有指導意義。

[1] 鄭珊,陸星.物理學習環(huán)境的內(nèi)涵與分析研究[J].首都師范大學學報(自然科學版),2015,36(4):33-37.

[2] 宮艷霞.中學生物理學習困難的成因與對策[J].現(xiàn)代中小學教育,2011,(3):45-47.

[3] 胡燕,唐日新,徐德淼.中學生物理學習困難的心理原因研究述評[J].現(xiàn)代教育科學,2007,(1):75-77.

[4] 孟昭輝,云云.物理學習困難的認知因素分析[J].課程·教材·教法,2003,(8):54-56.

[5] 皮連生,王小明,龐維國.實施《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》的心理學基礎(chǔ)[M].上海：上海教育出版社,2004.

[6] 陳洪巖.研究性學習的心理學意義探析[J].現(xiàn)代教育科學,2009,(9):44-45.

[7] 龐維國.研究性學習:教育心理觀[J].課程·教材·教法,2003,(3):42-46.

[8] 郭興華.研究性學習在中學物理教學中的探索與實踐[D].揚州:揚州大學碩士學位論文，2006.

【責任編輯曹靜】

Research-based Middle School Physical Teaching on Research-based Learning

WEN Jun1, WEN Wei-tao2, LI Bao-ling2

(1. School of Mathematics and Physics, Weinan Normal University, Weinan 714099, China;2. Tongchuan Sunshine Middle School, Tongchuan 727031, China)

Based on the concept of research learning, introducing the research teaching in middle-school physics classes is of great benefit to boosting the interest of learning physics and eliminating difficulties for students. While, it needs inner and outer conditions to practice research learning efficiently. Research teaching has properties such as subjective, exploratory, generative, diverse, and co-promotive. And question establishing is the key point for research teaching, which needs following principles of exploration, operability, inspiration, and diversity. Furthermore, the question establishing in both theory and experiment classes must be focused based on the properties of physics discipline. In order to improve the teaching experience of middle-school physics, teachers should follow the question as the mainline, and use varied teaching modes such as percolating of physical ideas, showing exploratory spirit, experiencing physical essences, etc.

research-based learning; research-based teaching; physics teaching; question; teaching model

G632

A

1009-5128(2016)18-0051-07

2016-03-10

渭南師范學院教育科學研究項目：基于研究性教學的中學課堂教學模式研究(2014JYKX017)

文軍(1962—)，男，陜西銅川人，渭南師范學院數(shù)理學院教授，理學碩士，主要從事物理教學研究。