在高中物理课堂教学中进行研究性课程教学的尝试

传统的教学方式是通过知识的讲解和剖析，来学习物理知识，构建物理知识结构网络，通过实际运用达到能力的提高，从而实现方法论的形成和物理思想的培养。整个过程是以知识的获取过程为依托，用机械性地重复和反复操作来实现教学目的。而以研究性学习为教学思想的课堂，通过实际问题的解决过程，寻找教与学的切入点，把方法的获得、能力的提高融入到获取知识的过程中，将学生下意识运用到的科学方法和良好的思维脉络展露出来，教师的引导以及合理的归纳与总结，将支离琐碎的知识和隐含的学科方法有机结合起来，让学生在顿悟中达到心理深层次的成功体验，从而获得情感上的满足，实现心理品质的良好发展，为主动探究、解决新问题培养良好的意志品质奠定基础。
当然，能力的形成需要一个过程，而这个过程就是学生主动探究的过程，反映在物理学科上，就是在物理概念和规律的形成过程中，达到能力的培养和提高。所说的物理学科能力，就是在实际物理场景中进行识模、建模，并运用科学的思维方法，以数学工具为手段解决实际问题的能力。在能力提高的过程中，不仅包含着科学研究方法的习得，还包含科学思维的培养，一旦形成，不仅将有利于学科内部知识的同化，还将促进不同学科之间，知识和能力的相互融合，这个过程是良好思维品质形成的重要渠道，所以，在加强物理学科能力的培养过程中，运用研究性学习的方法和态度来指导，注重知识的获取过程，通过过程达到能力的提高，当然，研究性学习不仅仅包含课题研究类、项目设计类，更多的形式表现为课堂教学过程中，如果偏离课堂教学过程，一味地讲究活动的形式，无论调查报告写了多少，选择了多少对象，出了多少科技制作都将偏离了研究性学习的宗旨，多多少少走回了杜威倡导的实用性教育的弯路。研究性学习的课堂具有明确的研究目标和研究目的，是为达到某种结果而精心设计课堂，不是对学生提出的所有问题都研究，向外扩展与发散不是无限制的，更不是随机性地确定研究对象，也不是将所有的课堂都搞成活动研究课。校本课程的开发注重社会、自然和生活实际，立足于教材，以解决问题为形式，以教材中蕴含的科学方法和学科思想为核心，注重学生在知识获取过程中的情感体验，以及良好思维品质的培养，尤其是思维的深刻性、灵活性和发散性。
物理基础知识包括：基本的物理现象、实验，基本的物理概念和规律，以及基本的物理原理和理论的论述与表达等，区分重点知识、必要知识和次要知识，并从教学论的角度把握知识和能力之间的相互依存关系，以减少学习形成的障碍。任何物理知识的背后都隐含着丰富而深刻的物理思想，而这些思想是在知识的传授、方法的习得，能力提高的过程中形成的，这种能力一旦形成，将有助于同化新知识，通过解决问题培养学科能力，形成物理思想。在解决问题的过程中，学生丁点的创新以及崭新的思维方式都应予以展露，将极大地满足学生心理的体验，在任何课堂中，这个过程都是具体可操作的。在科学史上，我们所说某些物理思想之伟大，就是因为她的出现超出了那个特定的历史条件，巧妙解决了现实问题，对后来规律的发现和解决新问题具有深远的指导意义，所以在科学史上成为一个又一个里程碑。同样，学生创新性的思维火花一旦点燃或者发现，对研究性学习实践的活动开展，将起到积极的作用，在课堂教学过程中应注重发现并予以肯定，也应当成为教学过程情感目标的重点。
在研究性学习的课堂中，如何在学习前人解决该问题的方法时，又不压抑学生思维的创新，如何展示前人的思路，揭示蕴含的思想，将负载着的深刻学科思想剖析出来，又让学生在学习过程中自身的能力得以提高，这应当是研究性学习课堂和研究性活动过程中重点思考的问题。所以说立足于教材，站在课程论的角度上，识别出各种能力依赖的载体，同时也揭示出思维方法的顺承性与阶段性，将有助于学生能力的提高，把方法论寓含在知识的形成过程中，使知识与方法相互依存，相互渗透，促进能力的提高，不但方法论的教学有所依托，能力的培养也不再显得空洞，物理思想不再是游离于教材之外的说教，两者合情合理地被同化和吸收，达到"润物细无声"完美融合的境界，形式与内容的完美统一，才展示出物理学科固有的和谐之美。
为此，在研究性学习的课堂中，通过研究性的方法，使学生从不同的角度认识到物理概念的所反映和揭示的物理本质，认识一类物理现象的本质属性。认识到揭示物理现象的物理概念、反映物理过程的物理规律，是构成物理大厦的基石，所以说只有正确理解物理概念，才能深化物理规律的理解；反过来，也只有深刻理解物理规律，才能真正掌握相关物理概念。如果把物理概念比作网上的结点，则物理规律相当于结点间的连线。为此抓好物理概念规律的教学，运用联系的观点来分析物理问题，通过实验发现、验证并总结出物理规律，进而以物理定律为中心，深刻、完整地理解物理概念，在应用中巩固并掌握物理规律，从而使整个知识以概念为基础，以规律为中心，通过问题的解决实现方法论的深化，促进能力的提高。在开展研究性学习的课堂教学中，注重概念形成的阶段性，不能将一个庞大的对象列入研究的目标，注重研究对象的具体性，目标的指向性和阶段性，不应脱离学生已有的知识经验，既有研究的兴趣，又有可持续性研究的可能。在概念规律的教学过程中，既点播到位，引申有度，合理把握概念、规律形成的过程，注意概念形成的阶段性和层次性，从而能力的培养和提高，又使学生在研究性活动中感受与领悟到。所以说观察物理现象，引导学生用研究的态度分析物理过程，掌握一系列的有关和相关概念，揭示概念之间的动态关系，掌握所遵循的物理规律。
抓好物理概念和物理规律的教学，使物理概念不仅揭示一类物理现象，而且突出她的本质属性---抽象性，从不胜枚举的物理现象中抽象出本质属性，同时又注重学生的学习兴趣的激发，使思维发散又巧妙收拢，如何归纳又如何总结，这不仅仅是教学程序的变化，而是如何培养，培养成什么能力的教学思想的更新。具体讲，是以原有的思想和教学模式来对待“研究性学习”中的教师观、学生观？还是以研究性的态度对待新型的教学观，说到底就是培养什么人才作为教学的目的。用旧的观念对待新的课程观所起到的负面影响远大于旧观念对待旧课程观的危害，因此，在新课程即将实施的今天，用研究性学习的态度对待教与学，已是每位教育工作者必须首先定位与学习的事情。例如：力概念的形成和深化，经历了如下阶段：
1：定性分析（受力分析）与定量计算，从本质上突出力的物质性、相互性和矢量性。通过分析系统内部之间的相互作用得出牛顿第三定律，将概念的内涵加以深化；
2：从力是改变物体运动状态的原因，加速度作为桥梁解决两类问题的思维方法----牛顿运动定律中把握力的瞬时性；
3：从力在空间位置上的累积效应----做功过程，从而实现物体之间不同形式能的相互转化，深化力的做功结果；
4：从力在时间上的累积效应，引起物体状态量----动量的变化，深化力的冲量效应。
在不同的阶段，通过不同的物理规律来深化力的概念，通过解决具体物理问题，加深了对力的理解。因此，在物理课堂教学中开展研究性学习，要不失时机地将能力的依存点让学生在思维过程中自我呈献出来，即根植于教材，读有字书，识无字理，形成良好的思维品质。
例如在欧姆定律教学中开展研究性学习，建立的前提首先是掌握：电流强度、电压和电阻三个重要的物理概念，根据实际应用提出：如何改变电流的大小，引导学生根据控制变量法，分别研究电流与电压；电流与电阻的关系，从实验数据得出欧姆定律，并在应用中加以巩固和深化，从而加深对相关概念的理解，进而以欧姆定律为中心，研究直流电路，总结出串并联电路的规律，在电功和电功率的计算中，灵活运用欧姆定律解决各种问题。在规律的应用和深化过程中，以已有的知识为基点，设计程序性问题，把获取的方法，通过解决实际问题，达到能力的提高，这是传统教学的思维方法，而“研究性学习”为教育思想的教学，把问题的呈现放在前面，以解决实际问题为教学的导入点，这不仅是教学顺序的颠倒，而是新的教学观念和教学目的更新。"伏安法测电阻"实验是对电学知识的综合运用，根据实际，不妨设计如下程序问题：
（1）：设计一实验方案，如何测定待测电阻的阻值？
（2）：用电器阻值与安培表相比阻值较大或较小时，采用什么方法连接？
（3）：滑动变阻器的阻值较小，且想得到连续变化的电压，电路如何连接？
（4）：给出两个阻值差别较大的用电器和阻值较小的滑动变阻器、安培表和内阻较大的伏特表，如何测定各用电器的电阻？设计出电路且写出实验测定的物理量？通过问题的呈现，激发学生解决问题的兴趣，通过实际问题的解决，把实验原理、器材的使用、电路的连接，误差的分析，顺理成章地解决，不仅有效调动学生的积极性，同时又把知识的巩固、方法的运用与能力的提高有机地融合起来，达到教学的目的。这个过程不是教学顺序简单地倒置，而是以“研究性学习”为指导思想的教学观念的扭转，它强调的是“在运用中掌握”，后者则是在“掌握中运用”，前者强调“知情意行”的有机融合，以学生学习兴趣的激发，深层次的情感体验为落脚点，强调健全人格的培养和个性的塑造，促进后天发展的可持续性，从而激发创造性思维，形成了良好的个性品质；后者则严重束缚了个性的发展和情感的体验，人才培养是“金字塔”状，由于机械性重复和模仿，成功体验的几率减少，挫伤了学习的积极性，从而丧失了学习的兴趣，学习过程中是意志反复斗争的过程，由于从中感受不到学习的乐趣，制约了思维的创造性发展，也就无所谓继续性、创造性发展的可能性了，它实质上是应试教育的产物，其结果只能是培养了共性太多，缺乏个性的人才，创造性的思维极大受到压抑，对于后天的发展也就缺少了创新。
“研究性学习”不仅改变教师的教学思想和教学观念，更从教学主体的角度强调学生的主观能动性和创造性，尽可能创造更多的机会，让学生在研究性学习的课题研究中和项目的设计中有更多的创造机会，让学生在创造中感受成功的体验，在成功中感受到学习的乐趣，从而激发思维的灵活性和创造性，具体到实际应用中，就是通过思维的加工与整合，以不同的组合方式，创新性地设计出解决新问题的方法，这就是以研究的思维方法进行教学，有效提高学生非智力因素，培养创新能力，全面提升学生整体素质的教学尝试。