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为了让学有所长的学生得到更充分地发展,《普通高中物理课程标准(实验)》在课程结构上增设了两个模块,即物理实验专题和物理专题研修,前者目的是使学生较为深入地学习物理实验的有关理论、方法和技能,进一步发展和提高实验素养和能力,后者是以发展学生自主学习能力和独立探究能力为目的。
本文就高中新课程如何指导“物理专题研修”这一问题,谈谈自己的一些粗浅的认识:
专题研修、探究性学习、研究性学习之关系
我们认为,物理专题研修与研究性学习、探究性学习并没有本质上的区别,都是在教师指导下学生通过确立研究课题,开展自主学习,在获取知识的同时,体验科学探究的乐趣,培养科学精神,提高科技素养。“研修”一词虽有“学习、研究、锻炼”之意,但语义上比“学习”、“研究”更注重体验和感悟。
“物理专题研修”更接近于《全日制普通高级中学教学大纲》规定的“课题研究”(例如:菜刀上的力学知识),选题都是与物理知识相关的内容,但“课题的研究成果可以是小论文、科学报告,也可以是制作的仪器、设备”,而“物理专题研修”强调提交专题研修报告——“不仅要陈述所研修的知识结论,还应反映研修的过程、方法以及收获和反思”、“专题研修报告应不少于3000字”、“还应进行答辩和交流”。通过对探究性学习、专题研修、研究性学习的比较可以得出:探究性学习是物理专题研修或研究性学习在物理课堂教学中的运用,物理专题研修或研究性学习是探究性学习在物理课堂外的延伸。
物理专题研修的认识
保护学生的好奇心
人们对问题的探究,往往从好奇开始,正是由于好奇心,引导着大量优秀的科学家去探索、去创造。玛丽居里假如没有对放射性现象的好奇心,就不可能在非常艰苦的条件下进行长期的研究,也就不可能发现钋和镭。从这种意义上说,科学始于好奇,科学探索就是从好奇的土壤中萌芽、成长为系统的、全面的理论。所以,开展物理专题研修必须从保护学生的好奇心开始。
①教学中往往以新奇的实验或新奇的问题引入新课,并一环扣一环解开一个个新奇的现象或问题,并以新奇的问题结束;凡是有演示实验的课,一定开出实验,无演示实验的课,积极创造条件做实验。
②穿插介绍一些科学史料,讲讲科学家们如何从对某一问题的好奇心开始,走上科学研究、科学发现道路的,品味科学家的好奇心。
教学中适当开些“窗口”,激发学生丰富的想象力、创造力
在讲课中开些“窗口”,介绍现代科学的发展甚至悬而未决的难题,就象当年沈元教授给年仅13岁的陈景润和他的同学们介绍哥德巴赫猜想,以激发青少年的想象力、创造力。
例如,电磁现象教学中,适当介绍在电现象里有电荷而且正、负电荷可以单独存在,在磁现象里却没有发现单独存在的磁极;1931年英国科学家狄拉克从理论上预言存在一个磁极的粒子——磁单极子;目前寻找磁单极子的试验还在进行中,如果磁单极子确实存在,现在的电磁理论就要做重大的修改,整个物理学基础理论的发展将产生重大影响。还有,库仑定律与万有引力定律那么相似,有没有必然的联系呢?等等。如果学生对这些问题感兴趣,可以给他们提供适当的帮助,让他们就此开展专题研修。
渗透新发明、新科技及科技前沿知识
2005年7月,美国深度撞击号成功撞击坦普尔1号彗星。这次撞击是在距离地球上亿公里、离彗核大概80万公里处释放相对彗核速度为 10.2km /s的撞击弹,撞击了一颗直径不到6公里的彗星。“深度撞击”涉及物理学相对运动、碰撞等多方面知识。撞击器撞击成功后,科学家关注的将是彗星究竟被撞出了多深的洞?从彗核中暴露出来多少可能的太阳系原始物质?据此分析研究,又能带领人类穿越多么深远的时空隧道,去探寻宇宙深处的秘密?
2005年10月,“神舟六号”载人飞船经过115小时33分钟的太空飞行,完成我国真正意义上有人参与的空间科学实验后顺利着陆。同2003年10月发射的“神舟五号”相比,“神舟六号”在发射技术、飞船性能、运行时间、航天员空间科学实验等方面都有许多新的突破。互联网上有大量介绍“神舟六号”的技术资料,是同学们开展有关航天技术类专题研修的极好素材。
教师在平时教学中应结合有关知识,及时将近年来的一些重大的科技成果介绍给学生,例如:中国载人航天工程、黑洞、纳米技术、磁悬浮列车、扫描隧道显微镜、超导强磁体、激光、卫星悬绳发电、正负电子对撞机、超声波技术、激光多普勒测速仪、磁流体发电机、信息技术等,介绍重大的新科技成果及进展,不仅可以方便同学们进行物理专题研修,而且激发学生对科技创新的崇尚。
结合综合实践活动,开展物理专题研修
综合实践活动作为新课程的一大亮点,集中反映了新课程所倡导的基本理念。“物理专题研修”教学模块既是一种课程形态又是一种学习方式,体现物理课程内容的重要改变。物理教学中,结合综合实践活动而开展专题研修是物理专题研修的一种有效途径。
“全国青少年科技创新大赛”是一项具有20多年历史的全国性青少年科技创新成果和科学探究项目的综合性科技活动,旨在培养青少年的创新精神和实践能力,提高青少年的科技素质,鼓励优秀人才的涌现,申报学科包含物理学与工程学在内的十三个学科。历届参赛作品中精品倍出,成为物理专题研修可资借鉴的范例。
例如,第十七届(2002年)物理学一等奖项目——《液体表面张力与蜂巢》,山西省忻州市第一中学校高一的张凌同学,看到院里孩子吹肥皂泡泡,发现一个孩子的小瓶口上堆积着的泡泡的形状有不少是六边形的,猜想蜂巢的六边形结构也是表面张力作用的结果,并设计物理实验证明自己的看法,提出了新观点,论文《液体表面张力与蜂巢》是一篇很好的专题研修报告。
同年另一项一等奖项目——《对自行车前后轮受摩擦力方向的研究》,湖北省黄石市第七中学高一学生通过自行车前后轮受地面摩擦力方向的实验研究,总结出打滑判断、“沙中受阻”、“胶布卷边”、“杂技联想”、车轮“长”毛、“主动、从动轮”等六种判断方法,既有趣又有效。
物理教学为综合实践活动不断提供新知识、新方法、新思想,反过来,综合实践活动的开展又为物理教学注入新的活力。物理专题研修与综合实践活动的结合应当成为物理新课程的一道亮丽的风景线。
总之,我们在指导物理专题研修活动时要做到:学习前人解决物理问题的方法和总结得出规律的同时,不压抑学生的创新思维,让学生在研修的过程中科学素质得以提高,并体验研修成功的愉悦。
(作者单位:辉县市高级中学)
本文就高中新课程如何指导“物理专题研修”这一问题,谈谈自己的一些粗浅的认识:
专题研修、探究性学习、研究性学习之关系
我们认为,物理专题研修与研究性学习、探究性学习并没有本质上的区别,都是在教师指导下学生通过确立研究课题,开展自主学习,在获取知识的同时,体验科学探究的乐趣,培养科学精神,提高科技素养。“研修”一词虽有“学习、研究、锻炼”之意,但语义上比“学习”、“研究”更注重体验和感悟。
“物理专题研修”更接近于《全日制普通高级中学教学大纲》规定的“课题研究”(例如:菜刀上的力学知识),选题都是与物理知识相关的内容,但“课题的研究成果可以是小论文、科学报告,也可以是制作的仪器、设备”,而“物理专题研修”强调提交专题研修报告——“不仅要陈述所研修的知识结论,还应反映研修的过程、方法以及收获和反思”、“专题研修报告应不少于3000字”、“还应进行答辩和交流”。通过对探究性学习、专题研修、研究性学习的比较可以得出:探究性学习是物理专题研修或研究性学习在物理课堂教学中的运用,物理专题研修或研究性学习是探究性学习在物理课堂外的延伸。
物理专题研修的认识
保护学生的好奇心
人们对问题的探究,往往从好奇开始,正是由于好奇心,引导着大量优秀的科学家去探索、去创造。玛丽居里假如没有对放射性现象的好奇心,就不可能在非常艰苦的条件下进行长期的研究,也就不可能发现钋和镭。从这种意义上说,科学始于好奇,科学探索就是从好奇的土壤中萌芽、成长为系统的、全面的理论。所以,开展物理专题研修必须从保护学生的好奇心开始。
①教学中往往以新奇的实验或新奇的问题引入新课,并一环扣一环解开一个个新奇的现象或问题,并以新奇的问题结束;凡是有演示实验的课,一定开出实验,无演示实验的课,积极创造条件做实验。
②穿插介绍一些科学史料,讲讲科学家们如何从对某一问题的好奇心开始,走上科学研究、科学发现道路的,品味科学家的好奇心。
教学中适当开些“窗口”,激发学生丰富的想象力、创造力
在讲课中开些“窗口”,介绍现代科学的发展甚至悬而未决的难题,就象当年沈元教授给年仅13岁的陈景润和他的同学们介绍哥德巴赫猜想,以激发青少年的想象力、创造力。
例如,电磁现象教学中,适当介绍在电现象里有电荷而且正、负电荷可以单独存在,在磁现象里却没有发现单独存在的磁极;1931年英国科学家狄拉克从理论上预言存在一个磁极的粒子——磁单极子;目前寻找磁单极子的试验还在进行中,如果磁单极子确实存在,现在的电磁理论就要做重大的修改,整个物理学基础理论的发展将产生重大影响。还有,库仑定律与万有引力定律那么相似,有没有必然的联系呢?等等。如果学生对这些问题感兴趣,可以给他们提供适当的帮助,让他们就此开展专题研修。
渗透新发明、新科技及科技前沿知识
2005年7月,美国深度撞击号成功撞击坦普尔1号彗星。这次撞击是在距离地球上亿公里、离彗核大概80万公里处释放相对彗核速度为 10.2km /s的撞击弹,撞击了一颗直径不到6公里的彗星。“深度撞击”涉及物理学相对运动、碰撞等多方面知识。撞击器撞击成功后,科学家关注的将是彗星究竟被撞出了多深的洞?从彗核中暴露出来多少可能的太阳系原始物质?据此分析研究,又能带领人类穿越多么深远的时空隧道,去探寻宇宙深处的秘密?
2005年10月,“神舟六号”载人飞船经过115小时33分钟的太空飞行,完成我国真正意义上有人参与的空间科学实验后顺利着陆。同2003年10月发射的“神舟五号”相比,“神舟六号”在发射技术、飞船性能、运行时间、航天员空间科学实验等方面都有许多新的突破。互联网上有大量介绍“神舟六号”的技术资料,是同学们开展有关航天技术类专题研修的极好素材。
教师在平时教学中应结合有关知识,及时将近年来的一些重大的科技成果介绍给学生,例如:中国载人航天工程、黑洞、纳米技术、磁悬浮列车、扫描隧道显微镜、超导强磁体、激光、卫星悬绳发电、正负电子对撞机、超声波技术、激光多普勒测速仪、磁流体发电机、信息技术等,介绍重大的新科技成果及进展,不仅可以方便同学们进行物理专题研修,而且激发学生对科技创新的崇尚。
结合综合实践活动,开展物理专题研修
综合实践活动作为新课程的一大亮点,集中反映了新课程所倡导的基本理念。“物理专题研修”教学模块既是一种课程形态又是一种学习方式,体现物理课程内容的重要改变。物理教学中,结合综合实践活动而开展专题研修是物理专题研修的一种有效途径。
“全国青少年科技创新大赛”是一项具有20多年历史的全国性青少年科技创新成果和科学探究项目的综合性科技活动,旨在培养青少年的创新精神和实践能力,提高青少年的科技素质,鼓励优秀人才的涌现,申报学科包含物理学与工程学在内的十三个学科。历届参赛作品中精品倍出,成为物理专题研修可资借鉴的范例。
例如,第十七届(2002年)物理学一等奖项目——《液体表面张力与蜂巢》,山西省忻州市第一中学校高一的张凌同学,看到院里孩子吹肥皂泡泡,发现一个孩子的小瓶口上堆积着的泡泡的形状有不少是六边形的,猜想蜂巢的六边形结构也是表面张力作用的结果,并设计物理实验证明自己的看法,提出了新观点,论文《液体表面张力与蜂巢》是一篇很好的专题研修报告。
同年另一项一等奖项目——《对自行车前后轮受摩擦力方向的研究》,湖北省黄石市第七中学高一学生通过自行车前后轮受地面摩擦力方向的实验研究,总结出打滑判断、“沙中受阻”、“胶布卷边”、“杂技联想”、车轮“长”毛、“主动、从动轮”等六种判断方法,既有趣又有效。
物理教学为综合实践活动不断提供新知识、新方法、新思想,反过来,综合实践活动的开展又为物理教学注入新的活力。物理专题研修与综合实践活动的结合应当成为物理新课程的一道亮丽的风景线。
总之,我们在指导物理专题研修活动时要做到:学习前人解决物理问题的方法和总结得出规律的同时,不压抑学生的创新思维,让学生在研修的过程中科学素质得以提高,并体验研修成功的愉悦。
(作者单位:辉县市高级中学)