对大学物理教学中开展研究性学习的思考

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[摘要]文章讨论了研究性学习的意义，分析了在大学物理及其实验教学中开展研究性学习的可行性，并提出具体学习途径：课堂教学中创设物理情境；开展自主设计物理实验；综述文献资料；参与科研立项；鼓励学生参加各种科技大赛。

[关键词]大学物理教学 研究性学习 拔尖人才

一、研究性学习的意义

知识经济时代，知识的更新速度之快使得终生学习成为必要，受教育和学习成为与人的一生相伴的重要事情。而好的学习方法和学习习惯对提高学习者的创新能力、培养拔尖人才的教育构想是强有力的支撑，所以，好的学习方法和学习习惯的培养应该是当前教育的首要目标。研究性学习是以“培养学习者具有永不满足、追求卓越的人生态度，培养学习者发现问题、提出问题、从而解决问题的能力”为基本目标；以学习者根据各自的不同兴趣、爱好和自身条件，选择自己感兴趣的研究课题，在提出问题和解决问题的全过程中学习到科学研究方法、获得丰富的且多方面的人生体验、获得科学文化知识的过程。研究性学习是一种实践性较强的教育教学活动，研究性学习不再局限于对学习者进行纯粹的书本知识的传授，而是让学习者参加实践活动，在实践中学会学习和获得各种能力。研究性学习能充分调动学习者的学习兴趣和学习积极性，能够积极有效地培养拔尖人才。研究性学习还能将STS教育思想渗透进现代教学中，能让教学内容与高新技术、现代社会紧密联系，使学生从实际问题出发进行学习和研究，充分认识科学技术给人们带来的两面性。

二、在大学物理及其实验教学中开展研究性学习的可行性

首先，大学物理课程是大学阶段理工科专业的一门重要的基础课，大学物理及其实验课程具有很强的研究性特征，同时，大学物理与高等数学、计算机、哲学等课程的结合也为提高学生的创新能力，培养拔尖人才提供了机会，所以在大学物理及其实验课程教学中开展研究性学习将会是实现大学物理创新教育的一条重要途径，也会为其他学科的研究性学习提供重要的理论依据。

其次，大部分高校教师在从事教学工作的同时也承担着科研工作，在长期从事科研课题研究的过程中，他们既具备了渊博的专业知识和丰富的教学经验，又具备了课题研究方面丰富的实践经验。在指导学生学习的过程中，教师可以通过自己的知识结构、研究方法、实践经验和人生体会去影响学生，同时，也可以吸收学生大胆的猜想和假设拓宽自己的研究思路。这样的学习过程不仅能激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力、探索能力和创新能力，还能提高教师的科研能力，真正实现了教学相长，为培养拔尖人才创造了条件。

再次，高等院校开放的实验室和大量的图书馆资源也为学生进行研究性学习提供了很好的条件。实验是物理学的基础，它对培养学生的动手能力、实践能力和创造能力具有无可比拟的优越性。目前，许多物理实验基地对工科类全体学生实施开放性教学，学生可以根据自己的知识层次和兴趣爱好，利用实验室先进的仪器设备自行设计实验内容，自己进行实验准备，完成实验过程，分析实验结果，有利于提升学生的综合能力。同时，高校图书馆丰富的文献资料和信息资源也为学生进行研究性学习提供了良好的条件，高校的各种学术交流活动、各种竞赛活动、专业报告及演讲等，也为学生开展研究性学习创建了良好的文化氛围，对激活学生的思维，激发学生的学习兴趣起到了不可忽视的作用。

三、在大学物理及其实验教学中渗透研究性学习

1.课堂教学中通过创设物理情境引导学生进行研究性学习。在大学物理课堂教学中，给学生创设与所讲知识点相关的物理情境，让学生通过对所设物理情境的观察和思考，并结合自己以前的知识积累推理总结出蕴含于情境中的物理知识，有助于提高学生的思考创新能力。如在引入电流密度矢量这个概念时，同学们已经接触了针对面积定义的电流强度的概念，如果导线的粗细（即横截面积）发生变化，电流强度不变。这样，就可以创设物理情境：一条由宽变窄的马路上走着一队士兵，如果行走速度不变（电流强度不变），在宽的路段和窄的路段，士兵的间距是不同的，即意味着导体内导线粗细不同的地方电荷的分布是不同的，于是，同学们脑海里立刻会冒出士兵们拥挤着通过“窄”的路段的情境。接下来设置情境问题，如果我们要区分清楚这样的不同情况，应该引入怎样的物理量？怎么引入？同学们立刻想到了应该引入针对点定义的物理量及其方法，于是电流密度矢量这个概念和一队拥挤的士兵联系起来形成形象记忆，清晰地印在了学生的脑海，提高了学生的联想能力。在课堂教学中，教师应尽可能地创设新颖、贴切的情境，也可引导学生自己创设情境，激发学生的学习兴趣和参与意识，增强学生在情境中主动思考、自主发展的能力。

2.开展自主设计物理实验，进行研究性学习。自主设计实验教学是以学生为主体，让学生自己设计、独立实施实验过程的实验教学模式。开展设计性实验可使学生将自己所学过的理论知识、测量方法、研究思路综合利用来深入研究自己预期的实验任务，从而培养学生综合应用已学知识发现问题、解决问题的能力，真正有效地培养学生的创新能力和科研综合素质，为拔尖人才提供了显示其特殊才能的空间。我们在大学物理实验室的整改建设中，让部分感兴趣的学生参与进来，取得了很好的效果。

3.综述文献资料，进行研究性学习。在大学物理教学中，可结合教学内容指导学生对感兴趣的内容进行相关文献资料的阅读，撰写文献综述来进行研究性学习。文献综述要求对选题所涉及的研究领域进行大量的阅读和理解，对该领域的主要学术观点、前人的研究成果、存在的问题等研究现状和该选题的发展前景进行综合分析、归纳整理，同时提出自己的见解和研究思路，最后以文章的形式表述清楚。检索和阅读文献是撰写综述的重要前提工作。通过检索，学生能在海量的信息资料中找到自己所需要的文献，这极大地锻炼了学生筛选信息和快速阅读的能力，这也是拔尖人才必须具备的基本能力。经常性地撰写文献综述，也能使学生及时了解科技前沿的知识动态，了解科学技术的发展过程，这对培养学生踏实、勤奋、务实的学习生活习惯也起到了重要作用。

4.参与科研立项，进行研究性学习。科研立项是学生在兴趣驱动下，由教师指导自主选题、设计并完成的科研项目，它是自主性程度很高的研究性学习形式之一。大学生科研立项包括选题、填写申报表、校专家组审批、课题实施、中期评估、写结题报告书等环节。填写申报表前要求学生对选题的相关文献资料进行通读，论证选题的可行性，形成论证报告；明确项目组成员及具体分工内容；划分研究阶段的研究内容；明确研究成果的预期形式；合理估计研究过程中的经费预算等相关内容。其中每一项内容都能很好地提高学生的研究性学习能力，鼓励学生尽可能参与科研立项。在这样的训练中，优秀人才会很好地展示出自己在这方面的优势从而脱颖而出。

5.鼓励学生参加各种科技大赛，进行研究性学习。各种科技大赛为同学们科技实践活动、进行研究性学习提供了契机。同学们通过参赛的准备、答辩过程及现场观摩其他同学作品，对提高学习兴趣，开发创新思维都有很好的促进作用。譬如，可以组织、指导学生参加“全国电子专业人才设计与技能大赛”“机械设计大赛”等比赛。

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