初中物理获奖论文精选

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物理解题中的心理操作

乌鲁木齐铁路局教育学院 金璧辉

物理解题属于问题解决的范畴，是认知心理学的一个重要课题。但它又有明显的单学科特征，解物理题需要引用物理学科的知识，因此对物理解题进行心理学的研究和探讨无疑对物理教学是有积极意义的，对引导学生进行科学思维也是有帮助的。 一、物理解题概述 　　近年来解题研究指出：一个问题是指一个不能及时达到的目标，为求达到这个目标所作的体力或心理的行动叫做问题解决。解题时必须要遵从一定的法则。故一个问题应包括以下几个环节：（1）始态（initialstate）──问题所给予的已知情况，物理习题中的已知条件；（2）终态（goglstate）──解题时要达到的最终目标，物理题中的所求；（3）操作法则（operator）──应用这些法则把问题由始态转变成终态，在物理解题中包括要符合的物理定律原理也要符合人们认识的规律。 　　在解题过程中，解题者要由始态开始，通过一系列的问题态，到达终态。由始态到终态的所有问题态构成了问题空间，而问题态的转变需要解题者作出某些心理操作，这样就构造了解题的心理图象。这心理图象是个人化的，它因人而异，它所包含的信息可以较问题本身的信息为多或为少，它是受解题者贮存在长期记忆里知识的影响。也就是说，解题者根据自己已有的知识来构造心理图象和寻找题解。许多时，问题空间很大，容许操作的法则也很多。就是一题多解；有时问题空间虽然很大，容许操作的法则却很有限，相应的问题解法也就较少。 　　解题过程也是一个非常复杂的信息处理过程，解题者则是一个信息处理系统，解题就是系统跟问题的相互作用。解题取决于这个信息处理系统的特性和问题结构。问题结构限制解题的过程，提供一些可行的行动；解题者的特性是指他短期记忆的容量，长期记忆贮存的知识和贮藏及提取这些知识所需的时间，贮藏的知识“模块”（基题）越多，提取这些“模块”的速度越快，解题的效率就越高。 二、物理解题中的心理操作 　　解题时，将题目所描述的物理现象译成物理图象输入大脑暂时储存，而后大脑将进行一系列复杂的心理操作，使问题得以解决。进行心理操作，一是要有操作对象，二是要有一定的操作规则（包括操作的先后次序）。物理解题中的心理操作对象是贮存于大脑长久记忆中物理知识的基本模块。而这些“模块”信息量的大小，集成化程度的高低，因人而异，各不相同。操作规则必须符合本门学科的原理和人们认识的规律。所谓心理操作是指对这些“模块”进行加工、组合、衔接、再造的心理过程。没有这些“模块”，心理操作就失去了原料。不能要求一个毫无物理知识的人去解物理题，不论他如何聪明，也不会解出物理题来，道理很简单，因为在他大脑的长久记忆里没有贮存加工的“模块”，巧妇难为无米之炊就是这个道理。 　　物理解题的心理操作一般分三个阶段进行： 　　第一阶段为检索提取阶段。当要解的习题输入大脑后，一旦被吸引去开始解决时，我们原有的知识经验和实践知觉就会向着一定问题的方向去变化、检索、识别而后提取贮存于大脑长期记忆里相近、相似的“模块”。这些“模块”可以是物理某部分、某单元的知识，也可以是同类型的基本习题。第一阶段的工作为第二阶段的加工提供了原料和必要的准备。当然，对于一个复杂的问题，不见得一次就能将“模块”提取的十分准确，有时在加工的过程中还可反复检索，反复提取。 　　第二阶段为沟通加工阶段。这一阶段是心理操作十分重要的阶段，它包括采纳、排除、分解、组合、迁移、选择、改造、衔接：沟通等操作环节。通过以上的操作，使问题空间逐步确定，逐步明朗。沟通思路，形成策略。在这了阶段要对原有的“模块”加工再造，重新进行组织，大脑皮层的暂时神经联系在有些部位出现新的开通，有些部位产生暂时关闭，进行新的改组，这时候新的创造思维就会产生。解题从某个角度讲就是一种创造，当解决别人从未解决的问题时更是如此。 　　在进行操作时，有时需要把整体“模块”分成元件，直至不能再分。把每一个“模块”所含的元素按需要排列，按需要将上述被分解的元素重新组合，依所提供的信息充分想象，还要克服思维定势的影响，使问题空间逐步确定，形成解题策略。 　　第三个阶段为反馈输出阶段，经过第二阶段的沟通加工，方案策略已经形成，再经过编辑、优化、计算、检验，使被加工的信息系统化、条理化，这就达到了问题的终态。这时将已加工完毕的信息分为两部分：一部分通过职能器官输出，一部分又回输（反馈）到大脑成为新的“模块”贮于长期记忆。我们将心理操作过程用框图示意如下： 　　心理操作是个人化的思维图式。有些人在问题空间中漫无边际的思索，但无法组织，终无所获。有些人却能在问题空间中用极为有限的搜寻来代替几乎无法穷尽的搜索，甚至有条不紊地走向目的，不出现任何尝试的错误。 三、解题实例分析 　　例1，一个质量为m，带有电荷为q的物件可在水平轨道ox运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强的大小为E，h向沿ox是正向，如图二所示，小物体以初速vo从xo沿ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜Eq，设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程S0（1989年高考题） 　　　　　　　　　　　　 　　解：如果我们将上述问题所描述的物理现象进行分析，将会从大脑的长期记忆中提取“电势能”、“动能”、“摩擦力作功”、“功能原理”四个基本知识模块。而这四个模块间有什么联系，是怎样衔接起来的呢？下面我们分两种情况来讨论：如果没有摩擦力，由于物体与墙壁的碰撞井不损失能量，因此物体的功能和电势能可以互相转化，但功能和电势能的总和是守恒的；在有摩擦力的情况下，摩擦力的方向与小物体的运动方向相反，动能和电势能都会逐渐减少，最后将停在O点。这就是小物体克服摩擦力所做的功等于减少的动能和电势能之和。我们可以用框图表示如下：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 “模块2”与“模块3”从不同的方面描写了物体状态的变化，“模块1”描写克服摩擦力作功的过程。物体状态的变化，显然是因摩擦力作功而引起，这样“模块1”与“模块2、3”之间就有了困果联系，而二者的定量关系是由“模块4”（功能原理）衔接起来的。因为本问题所求物体的后路程是与过程量功密不可分的物理量，同样出现在作功的全过程中，所以提取摩擦力作功的模块是有道理的。依照图三列式计算并不困难，此处计算从略。 　　　　　　　　　　　　 　　例2，如图所示，在水平光滑的桌面上放一个质量为M的玩具小车，和小车的平台（小车的一部分）上有一质量可以忽略的弹簧。一端固定在平台，另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住，用手将小车固定在桌面上，然后烧断线，小球就被弹出，落在车上A点 。如果小车不固定而烧断细线，球将落在车上何处？设小车足够长。球不致落在车外。（1987年高考题） 　　解：本题可以分小车动与不动两种情况，四个基本物理过程，即“小车不动时小球的平抛运动”，“小车动时小球与小车的相互作用”、“小球对小车的相对运动”，“小车动时小球的平抛运动”。每一个物理过程可以认为是储存了一定信息的模块。每个模块统摄了许多物理知识，为小球的乎抛运动，包括了平抛的运动学特性，重力作用的瞬时效应，空间积累效应，时间积累效应，小车动时情况更复杂。但是经过分解、筛选可以发现四个过程都与速度紧密相连，这就有可能通过速度将四个物理过程联系起来，如框图所示： 　　　　　　　　　 　　在图五中已图示了每一“模块”的从属关系，所应满足的物理规律以及它们之间相互联系的衔接条件。这样解题的思路已经沟通，再构造数学模型去解是并不难的。 　　例3，一根细绳跨过一定滑轮，两端分别有质量为m及M的物体，如图六，且 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 M＞m，M静止在地面上，当m自由下落h距离后，绳子开始与m、M相互作用，在极短时间内绳子被拉紧，求绳子刚刚被拉紧时，M能上升的最大高度？ 　　解：本题整个的物理过程可分为三个阶段。第一阶段：m作自由落体运动。第二阶段：绳子分别与物体相互作用。第三阶段：m及M分别作匀变速运动。三个阶段的联系是：第一阶段m作自由落体运动的末速度v恰是第二阶段m与绳相互作用前的初速度。第二阶段m、M与绳子相互作用后的速度V就是第三阶段M作变速运动的初速度。如图七所示。 　　　　　　　　　 　　从图七我们可以看出每一个阶段实质上就是一个知识“模块”，但每一“模块”所包含的知识容量并不相同，每一“模块”有各自的特点和应该满足的规律。这些规律就是操作规则。这三个“模块”自然地衔接起来就构成了一个完整清晰的图象，再计算是不难的。 　　人类认识的理论不仅要解释人怎样进行复杂的思维和解题工作，还要解释人是怎样学会这么作的。研究解题者对物理问题构造的心理图象，目的是了解他们对物理知识的组织和加工能力。在物理学习上重理解轻记忆的作法是不足取的，也是没有根据的。解题的成功者在于他们拥有高度组织的物理知识，并在记忆中贮藏了不少相类似问题的题解。在物理教学中只让学生盲目作题，不讲习题的沟通和演变、不引导学生作正确的定性分析也是不可取的。凡成功的解题者，解题策略好的，大都是先对问题作定性分析，探索到解题思路后，才作定量分析。 　　近年来国外有些物理教育家纷纷呼吁应加强学生定性推理能力。我国近几年的高考试题也加大了定性分析考题的成分，注意把重点转向知识技能的习得过程。但是我们仍需加强物理解题的心理过程研究，加强物理解题的定性分析，这不仅有助于学生解题策略的形成，也有助于学生创造能力的培养。

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物理教学与学生直觉思维能力培养



徐州师院物理系(教科所) 王金科 邵明德



　　在物理教学中，除培养学生的分析思维能力之外还应十分重视学生直觉思维能力的培养，才能进一步提高教学质量，为实现四化培养富有创造性的人才。

　　直觉思维是以已经获得的知识和积累的经验为依据，思维水平达到超常的特殊表现形式，是对客观现象的详细内容或所遇问题没有经过充分逻辑推理和系统论证而作出的一种迅速而“径直”猜度的认识活动。比如，当学生遇到难题百思不得其解时，有时却忽然灵机一动，豁然开朗，猜想出按什么途径或方法可能将问题解决，这种思维活动便属直觉思维。纵观物理学的发展历史，便会发现，物理学上的许多重大突破，往往是发端于直觉思维的。1900年普朗克摒弃了经典物理学的观点，靠直觉思维的帮助，大胆地提出了“量子论”的假说；1905年爱因斯坦在没有足够的实验证据以前，利用光子解释了“光电效应”，提出了爱因斯坦光电方程，并预言了实验结果，这也应归功于直觉思维的效用；1934年汤川秀树完成了“介子学说”的论文，当时也没有进行系统的论证，而是靠直觉思维的导引而产生的一种“假想”。1937年他又预言了宇宙射线中的新粒子可能是介子，后来，这种直觉的假设才为实验所证实；李政道、杨振宁发现力相互作用中宇宙不守恒定律，也是先有直觉结论而后为实验所证明的。因此，爱因斯坦认为，在科学研究和创造发明中，“真正可贵的是直觉思维”。

　　无数事实证明，如果没有直觉思维，就没有假说和猜想，创造发明也就不复存在。在日常生活和工作中，如果没有直觉思维，人就会表现出优柔寡断。在学生的学习过程中也是离不开直觉思维的，如有时表现为学生提出“怪”问题，有时表现为突然“悟”出一个道理，有时表现为别出心裁地“应急”性回答，有时在脑海中出现一种新奇景象等等，均是直觉思维活跃的反映。从小热爱科技、勤于钻研的16岁的美国少年恩斯沃思·菲乐，在1922年收音机刚刚问世不久，他便在直觉思维活动中产生了“通过空中传送图像”的设想，经过多年的刻苦努力和实验，他终于成为电视发明家。我们建设社会主义现代化国家需要成千上万的科学家、发明家。和富有创造能力的人才，因此，教师应该在鼓励学生全面发展的基础上，重视培养和训练学生的直觉思维能力。在物理教学中，如何培养学生的直觉思维能力呢？

　　一、物理学科的知识结构，是产生直觉思维的依据。

　　直觉思维不是凭空产生的，必须具有该学科的基本知识，了解该学科的研究方法。所谓物理学科的基本结构，就是指物理学科的基本概念、基本原理、基本方法，以及它们之间的逻辑联系和理论框架。学科的基本结构，是学生记忆、应用物理知识，从而达到举一反三，触类旁通的有力杠杆，也是发现问题、增强兴趣、探索发明的重要基础。因为物理学科的基本结构，是人类智慧活动的结晶，学生只有掌握了具有一定深度与广度的基本知识及其联系之后，才能使思维活动具有丰富的科学内容，才有可能从错综复杂的现象中直接而迅速地“一眼看穿”事物的本质和联系，才能避免无根据的想入非非和胡猜乱想。例如，学生在学习“力的合成”内容中，由于比较深入地理解了等效电阻和合力的概念，也掌握了等效代替和化简的方法，到了学习电容时，就有可能直觉地想到电容的等效代替和化简。

　　教师除了帮助学生掌握学科知识结构之外，还应鼓励学生在课外广泛地阅读相关学科的书籍，以求开阔视野，扩大知识面，因为学生的知识越丰富，思维才能越灵活，“直觉猜中”自然奥秘的几率也就越大。

　　二、了解前人的创造过程及物理学的发展趋势。出发学生的探索精神，培养学生的自信心。

　　发明和创造来自探索，探索又发源于直觉思维，而直觉思维又以科学的自信为基础。因此，教师在教学中应当注意激发学生的探索精神和培养学生的自信心。过去，我们的课堂教学多是以教材的逻辑展开为线索而进行讲授的，这虽然有利于培养学生的分析思维能力，但是，若从培养学生的探索精神和自信心来看，就显得十分不够。因此，教师应当把知识系统与该学科的发展史有机结合起来进行讲授，介绍该学科及其原理究竟是如何产生和演进的，使学生了解它的来龙去脉，把学生带进科学家的思维情境和发明创造的氛围之中，去感受前人的发现过程和情绪体验，这样可使学生的思维处于高度“受激”状态，打破科学发明高不可攀的神秘感，并激发学生的创造意识和跃跃欲试的探索精神。

　　此外，高明的教师还应经常向学生介绍本学科的发展趋势，以及还有哪些尚待解决的理论问题和应用问题，以便把学生带到科学前沿，从而获得思考问题和解决问题的较高起点。例如，美国《PSSC物理》在“万有引力”一章中，介绍了牛顿在伽里略和开普勒等人研究成果的基础上，通过苹果落地受到启发，而直觉地提出“地球作用于苹果的力可能也作用于月球”的猜想；而后牛顿又提出‘引力平方反比定律不仅适用于太阳与行星、地球与月亮，而且也适用于任何两块物质”的假设；后来，经过理论研究和数学论证，终于发现了“万有引力定律”。一百年以后，卡文迪许才给予实验证明。后来又应用这个定律直觉地预言了海王星由水星轨道的差异而引出了爱因斯坦的“广义相对论”。该教材的这些叙述，使学生既了解了前人的科研历程，又明白了学科进一步发展的趋势，更激发了学生勇于探索和不断进取的精神，并可使学生认识到，只要认真继承前人的知识财富，勤于思考和持之以恒，便能有所发现，有所创造。

　　三、启发和鼓励学生大胆猜想，有计划地培养学生运用直觉思维解决问题的能力。

　　思维永远是从问题开始的。在教学中，教师要善于通过实验、列举事例或引用已有知识，把有待解决的问题展现在学生面前，以激发学生的兴趣和追求真理的愿望。教师要允许学生猜想各种问题，并进行热情鼓励和赞扬，使学生感到猜想的价值。合理性和教师的期望所在，从而使学生获得满意肯定的情绪体验和继续进行猜想的积极心理定向。当然，教师要给以适当的指导，使学生明白什么值得猜想，什么不值得猜想，应该如何猜想，并培养学生不怕讥笑、不怕出错和勇于自我修正的精神。教师要经常运用直觉思维对问题进行猜度，为学生做出示范，引发学生模仿。布鲁纳认为，如果学生从来没有见过他们的长辈有效地利用直觉思维的方法去解决问题，那么，他们就未必会相信和发展自己的直觉思维能力。一个善于运用直觉思维的教师所培养出来的学生，一般来说比较聪明。否则，训练出来的学生难免思想僵化，思路狭窄，其创造思维活动的速度和效率必然极低，难以适应现代社会的发展。

　　经常用启发式教育学生，有助于拓宽学生的直觉思维天地。例如教师可通过“打比方”。“举例子”等方式把抽象的概念具体化，深奥的道理形象化，枯燥的知识趣味化，这样不仅可使学生兴趣盎然，茅塞顿开，提高直觉思维能力，“而且能使被研究的物理现象及其过程在学生脑海中形成物理图象，构成物理模型，进而使学生产生可贵的直觉猜想。据说大科学家麦克斯韦就养成了把每个问题在大脑中构成图像的习惯；法拉第在1952年引进了电力线和磁力线来形象地描绘电场和磁场，这启发人们形象地回答了许多磁学问题，并推广到其他矢量场。我们也经常发现在解物理题时，往往只有当学生正确地画出物理过程的示意图时，他们才能“一眼看到”问题的答案。所以，在物理教学中，我们应当注意通过把问题形象化来启发学生的直觉思维。在物理学的发展中，许多新概念、新规律和新理论的提出，往往借助于类比，例如，借助‘冰压”而引入“电压”的概念；卢瑟福由“大行星系”类比到原子的“小行星系”等等。所以在物理教学中运用类比启发直觉思维，具有独特的作用。在自然界中，某些事物与事物之间还往往客观地存在着某种对称性，比如在物理学中，质点力学与刚体力学，电场与磁场，凸透镜与凹透镜等，它们之间在概念和规律上均有明显的对称性。教师如能经常引导学生考察和发现事物间的对称性，也有利于启发学生的直觉思维。

　　在物理教学中如何培养学生的直觉思维能力，是一个有意义的课题，有待于广大物理教学工作者从理论到实践进行深入地探讨。

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中学物理研究性学习活动中选题环节的实施与指导策略



南京市第三初级中学　丁玉祥



内容摘要：研究性学习作为一种全新的学习形态，不断地得到重视，物理学科研究性学习活动的选题环节能否有效实施，关系到研究性课题的研究质量，本文从不同层面揭示了物理研究性学习活动的选题环节的意义、特点、范围、类型以及来源，并提出了选题环节实施时应注意的若干建议与策略。

关键词：研究性学习　选题策略

一、问题的提出

当人类进入21世纪的时候，信息技术和其他技术的高速发展，知识经济日见端倪，世界各国开始站在未来时代要求的高度，探讨对本国青少年应如何具备21世纪所需要的“关键能力”，即应用新技术获取和处理信息的能力、主动探究能力、分析和解决问题的能力、与人合作及责任感、终身学习的能力等。要培养这些能力，仅靠传统的学科教学和原有的学习方式难以胜任，必须寻找和创造新的课程形态和新的学习方式。随着《国务院关于基础教育的改革与发展的决定》的颁布、以及教育部《基础教育课程改革纲要》、《普通高中研究性学习实施指南》的实施，研究性课程（project-based learning）成为当前基础教育课程改革的生长点和突破口而倍受人们关注。研究性学习（project learning）就是指在教学过程中以自然、社会和生活中的问题为专题，以小组合作的形式，用类似科学研究的方式，主动获取知识、应用知识、解决问题的一种综合实践活动。它体现了学习活动的实践性、研究性、综合性、合作性、开放性和主动性。最新修订的《九年义务教育物理教学大纲》也明确突出强调了科学探究精神的培养，具体表现为增加了物理综合实践活动和物理科普讲座。通常物理综合实践活动包括社会调查、参观访问、资料查询以及研究性实验及设计等。研究性学习作为综合实践活动的核心内容，开始得到了应有的重视，而学科教学与研究性学习活动的整合研究也日趋成为当前物理教学改革的热点。

物理研究性学习活动的实施一般包括前期准备阶段、选题阶段、开题评审阶段、组织实施阶段、结题与评价阶段、交流和展示阶段等。其中课题的选题阶段置关重要，一个研究课题的选题优劣将影响着课题研究成果的好坏。课题的选择和确定是研究性学习的起步环节，是决定学生课题研究小组研究成果大小和研究成败的关键环节。爱因斯坦说：“提出一个问题往往要比解决一个问题更重要”，因此，物理研究性学习中课题的选择和确定，从某种意义上讲，比研究解决课题难度更大。英国科学家J．D贝尔纳指出：“课题的形成和选择无论作为外部的经济技术要求，抑或作为科学本身的要求，都是研究工作中最复杂的一个阶段，一般来说，提出课题比解决课题更困难，所以，评价和选择课题便成为研究战略的起点。”所以，物理研究性学习的选题环节实际上是一个初步明确研究方向、研究目的、研究内容、研究方法和步骤的过程。课题选择准确与否直接影响课题研究效果，选得好，则事半功倍，反之，会事倍功半，甚至劳而无功。因此，重视和注意物理研究性学习活动中选题环节的指导，将有利于促进研究性学习课程的顺利实施，有利于提高研究性学习的活动成效。

二、研究课题选题环节的重要性

问题是客观事物之间矛盾在人们头脑中的反映，在认识客观世界过程中，问题是联系已知与未知的桥梁与纽带。问题实质上是研究性学习活动中教与学的载体，课题的选题环节实施不但可以培养学生学会发现问题、提出问题的能力，而且可以强化学生的问题意识，形成提出问题的习惯，以促进创新精神和实践能的培养。

（一）课题的选题意义

1．有助于提高学生的科学探究能力。有价值和有意义的课题总是在深入揭示理论与生活实践之间矛盾基础上提出的，选题过程实际是一个研究过程。为了选择有研究价值的课题，就需要学生不断学习，钻研新理论，拓展课外知识，收集与分析课题相关的研究资料，另外，选题促使学生留心身边发生的物理现象与社会问题的关注，提高了学生观察事物的能力，所以，选题的过程，又是学生自我素质提高的过程。

2．有助于学生提高研究效率。大量事实表明，课题选择得好，研究活动就着手容易，主客观的各种有利因素容易发挥，研究活动就能进展顺利，可以有效防止人、财、物或力的浪费，若选题失当，则可能劳而无功。

3．课题选题客观上决定研究目标、对象与方法。选题是整个物理研究性学习活动的开端，课题一旦选定，那么，研究方法与目标，研究对象与范围，研究内容与步骤，乃至研究可能取得什么样的成果形式也就被确定了，从这个意义上说，选题恰当与否，是物理研究性学习活动的成败关键。

（二）选题的特点

课题研究是研究性学习的一般形式，研究性学习活动一般包括两类，一类是课题研究类，另一类是项目设计类。研究性学习的课题选题一般是以生活和社会、自然中存在的物理问题为研究专题，在教师的指导下，以小组合作形式开展实践研究。由于学生自身认知能力和学习水平，课题选题呈现出不同层次和样式，就一般而言，好的课题选题应当具有以下几个特点：

1．课题具有价值性

作为研究性学习的课题，不能轻率选择，一般要有研究上的实践价值，即符合社会发展和自身学习发展需要，能促进自我学习。通过课题研究能够解决和了解有代表性的比较普遍的社会问题或现象，能指导于生活实践和学习活动。如某同学提出“内能利用与城市环境污染的调查与研究”课题，不但与初中物理第二册第三章“内能利用”章节有密切联系，促进学生学以致用，而且有利于学生认识城市环境污染对人类身体的危害，引导学生关注社会，增强了学生跨学科间知识的联系与迁移，有利于培养学生的学科知识综合能力。另外，还有如“玻璃幕墙的光污染与预防”，“有关家庭电光源的调查及相关知识的学习”等课题。

2．课题具有明确性

课题所反映的问题应该是具体明确，研究对象研究范围研究内容甚至研究方法应当在课题设计中体现出来，不要空泛、模糊和笼统，如果学生物理课题不明确，针对性不强，科学性就差，搞好研究设计就无从下手，易于出现偏差，如有同学提出“关于力的研究”课题，从课题所反映的研究对象与内容较为空泛，属于力的问题很多，到底研究力的什么问题，不明确具体，有同学提出“利用自制连通器平整学校操场”课题，所反映的研究方法与对象清晰，目标明确，研究活动简便易行，容易完成。

3．课题具有创新性

创新精神和实践能力是研究性学习开设课程的核心目标之一。通过课题研究，培养学生创新精神是开展研究性学习活动重要内容，因此，物理研究课题自身就要有独创性和新颖性。研究课题尽可能是其他同学以前未曾发现或解决的物理问题，应该有创造和新意，能够反映研究小组的独特见解，不人云亦云。能够反映社会发展方向和趋势，有时代感，能够体现出物理问题的研究方法、研究角度或思路的别具性。甚至于能够对日常生活中某些问题有所发明和创造。

4．课题具有可行性

研究课题的提出是为了解决问题，研究小组的选择和确定应；具有完成的可行性。所谓可行性，指课题小组全体同学具备研究和解决小组课题的主客观条件。主观条件是研究小组同学理论水平、实践、精力、兴趣和特长及相关知识储备。客观条件是指学生外在环境是否得到家长支持，学校、社区能否提供有关资料、设备及必要经费等。课题小组的选题应但充分考虑完成课题的主客观条件，发挥自身优势和条件，扬长避短，如某课题小组提出“关于太阳黑子的运动周期分析及对通讯的影响”课题，尽管课题的实践价值很大，但脱离学生生活和学校实际，研究所需要的设备、工具都无法实现或满足，此课题小组只能被建议更改选题。

三、选题的类型、范围与来源

1．选题类型

一般选题分理论性选题、应用性选题、调查访问性选题以及项目设计性选题四类。

理论性选题，一般指通过上网查询资料，资料收集，能对学习中某些问题进行思辨性研究，提出个人观点，它有利于培养学生资料信息的查询收集能力，信息分析能力处理能力以及信息综合归纳演绎能力。如“关于X射线的发现历程”、“太阳能发电探究”等课题。

应用性选题，主要指利用学生已学习的课本知识或课本以外相关知识，进行应用性实践，分析和解决生活中某些现象和问题，主要目标是让学生体验实践活动过程与成功，培养和锻炼学生应用物理知识解决问题的能力，引导学生关注社会和日常生活实际，如课题“利用惯性原理进行矿物的分类和提取研究”，“如何利用P＝W/t测定人体输出功率”、“压强在工业自动控制中应用研究”等。

调查访问性选题，是指针对与课本物理知识相关问题，为进一步拓展知识面和认知水平，采用调查与访问的方式，进行社会实践活动，主要目的是加深相关物理知识在生活中应用性的认识，以及了解生活中存在的一些物理现象与问题，有助于增强学生活动中人际交往，合作学习能力。培养学生一定的数据分析和形成科学结论的能力。如“南京新街口主干道交通状况的调查”，“对南京弹簧厂噪声污染的情况的调查”，“参观下关火力发电厂”等课题。

项目设计性选题，是指利用所学物理课本基本知识与原理，进行一些探索性、创造性实验设计，动手制作和发明创造。项目设计类选题综合性很强，有时涉及到物理知识和相关学科知识许多知识需要研究小组全体同学不断学习，有利于培养学生动手实践能力实验创造能力观察测量能力，以及系统设计能力，如“无影智能台灯的设计与制作”，“安全剪刀的设计与制作”，“家庭居室灯光遥控与设计研究”等等。

2．选题范围

课题选题不能任意扩大和缩小，应当以课本知识为依托，关注社会和科技发展趋势与走向，通常物理研究性学习的选题应当从三个方面考虑：

①当代自然科学中的基本问题

自然科学的基本问题，是人类从古至今不断探求的主题，主要包括“物质、宇宙、地球和生命”等方面问题。

②当代科学技术发展的重要问题

本世纪60年代开始，世界上出现所谓高技术，具有很大的态势和巨大潜力。目前国际上公认的重点研究开发的高技术领域有生物技术、信息技术、航天技术、微电子技术、激光技术、新材料技术、新能源技术以及海洋开发技术等。

③当代社会生活中具体问题

人们日常生活中，会遇到大量问题与困难亟待解决，如果针对这些具体问题，加以合理选题，从提出问题，从而分析问题到最后解决问题的思路便可可清晰的表露出来，如“噪声污染问题”，“材料的防渗漏研究”，“老虎钳上的力学问题”课题等。

3．课题的来源与途径

课题的来源一般来源于以下几个方面：

①从社会发展需要出发提出课题。它是指针对当前社会实践迫切需要解决的重大问题，特别是与围绕科学技术发展的主题，展开的多层次多角度的问题选题，如“城市交通疏导与问题解决研究”，“城市噪声危害的成因与防治”等课题。

②从日常生活观察中发现问题。生活中通常呈现许多奇妙的物理现象和物理问题，通过细心观察和发现，寻找一些有趣有意义的物理问题加以研究，既能培养学生科学探究精神，又能增强观察与实践能力。

③从不同学科之间交叉点找出问题。学生在分科学习中，不同学科间许多知识是相互联系和重合的，通过对一些交叉边缘性学科知识的探究，可以发现一些值得研究的新问题。

④从学习资料信息中分析比较提炼出课题。学生学习过程中，信息资料能比较及时反映某些物理问题和现象，通过收集筛选整理其中部分有效信息，可以从中得到启发，发现和提出问题，形成新的研究课题，这有助于学生资料收集、查询、分析与处理能力的培养。

四、选题过程的组织与实施

选择物理研究课题的过程是从产生研究动机到形成研究基本思路过程，往往在学生阅读文献资料或学习实践中受到某种启发或发现某个问题，产生了研究解决这一问题的动机，然后，带着这一初步假设或问题广泛查询资料，了解有关研究成果，研究方法，进一步寻找理论或实践的依据，分析研究的可行性，经过比较、分析、综合和抽象的思维过程，使初步提出物理问题具体明确起来，并形成该研究问题的初步思路，学生在教师的指导与帮助下，最终把课题确定下来。但是，实践中我们认识到选择课题的具体方法取决于选题的来源、课题性质、研究方向、研究小组学生素质和整体水平，因此，课题选题的方法是灵活多样的，但选择和确定课题的过程在物理研究性学习活动中还是有以下几个一般性的操作要求。

1．组织准备阶段

（1）思想动员

在物理研究性课程的开始，安排学校领导做课题研究的思想动员报告，主要给学生做思想动员，配合物理研究性学习主题，进行学校全体学生的动员，主要阐明开设研究型课程的目的意义，特别强调本课程在培养学生创新意识和实践能力，培养学生团队精神和合作学习能力的重要性。

（2）当前自然科学与社会科学前沿知识介绍

聘请物理学科相关领域的专家和知名学者到学校做学术报告，主要介绍当前国内外自然科学与社会科学研究的最新成就，目的是及时将学生推向科学发展的前沿，不仅使学生视野开拓，而且让学生了解当前社会急待解决的热点问题在哪里，为学生自主选题做准备。

（3）国内外研究性学习开展经验介绍与交流

为了让学生了解研究性学习的发展最新研究进程和动态，需及时对学生进行有关研究性学习方面的知识介绍，主要包括三方面，

①由指导教师分别向学生介绍国内外学生课题研究方面成功经验，特别是西方发达国家在培养学生研究能力方面的成功案例；

②在课题研究方面已取得较好成绩的学生各自介绍成功的经验，比如“如何选题”，“如何进行课题设计”，“如何写研究报告”，“物理了研究方法的介绍”。

③研究方法的介绍。如“控制变量法在课题研究中的应用”，“信息资料的检索方法”等。

2．教师选题

教师根据课本已学知识，结合相关学科知识，分别提出一些不同的主题，然后经过充分准备，向学生展示和介绍教师选择的研究主题的目标、内容以及意义，激发学生的选题的兴趣，吸引学生申报不同主题下的相关内容。如“眼睛与眼睛”，“电磁污染与防护”，“静电现象的研究与应用实践”，“电在你家中”等主题。

3．学生自主选题

在教师指导下，根据教师发布的研究主题，学生根据自己的爱好和兴趣与特长，自主选择课题，学生所选课题不受学科限制，可以以物理学科为主干知识，包含其他学科知识，也可是理论性较强的需要逻辑推断予以阐明的问题，也可以是实验性较强，需要进行科学实验，才能解决的课题，可以是需要调查访问分析等综合研究的课题，总之，这一过程中，学生既可以选择全新的课题，也可以是前人（其他同学）已研究过的课题，但两者都强调课题研究活动过程性和新颖性，即要么采取新思路，要么采取新方法，新视角，不得重复别人的研究，一定要有学生自己的设想与体验，最后，学生填写并上缴《选题意向表》，以便教师分组和合并学生相近课题，最后，各小组成员集中，推选出各课题小组的组长。

4．确定学生课题研究方案

在学生课题小组分组后，各课题小组结合教师发布的研究主题，查询资料，调查访问，确定自己各课题小组的研究课题，并写出课题研究方案，教师对学生存在的问题和困难应当及时给予必要的指导，最后，形成完整的各课题小组子课题研究方案，以便进行课题的开题论证与评审。

五、学生选题阶段容易出现的问题

选题阶段是研究性学习的入门阶段，由于学生刚开始接触一门全新的课程，难免有所差错，选择课题时，很自然会出现以下几种问题：

1．选择的课题题目过大

这是学生在选题开始阶段最容易出现的问题。其原因就是学生忽视了所选择课题与自身能力、现有的研究条件以及其他因素的关系，只是一味考虑个人的兴趣和爱好，从而导致课题难以实现，常见此类课题有“计算机在火车异地售票中的应用与研究”，“城市流动人口与交通状况的相关性研究”等。

2．选题所涉及的研究内容过于抽象

学生选题中比较普遍的一个问题就是课题所涉及研究内容有时过于抽象，如“居民对光学知识的认知状况调查”，“城市居民生活用电消费方式的调查”。

3．选题提出的依据不足

学生选题多数从自己的兴趣爱好和个人主观感受出发，至于这一选题在生活中是否有一定的代表性，有什么实践价值，很少考虑。教师可以引导学生先做调查研究，找出确定课题的依据，这样学生就可以从兴趣出发，又不局限在个人主观想象基础之上，可将个人认知转化为一个比较有代表性的问题，使课题具有研究价值。

4．不考虑课题的研究可行性

可行性研究是选题环节中考虑的重要方面，选题的可行性一般指学校家庭或社区能否提供学生课题研究的必要条件，具体有信息资料、实验设备、药品试剂、时间精力及经费等要素，如城市学生提出“中国西北地区居民生活用电状况的调查”的课题，就明显缺乏完成课题的客观条件，自然导致选题的失败。

5．对课题中研究问题不明确

学生在进入选题阶段，一般来说，都是在教师设定的主题和范围内进行选题。在教师确定课题的主题后，学生可以从不同的角度和方面进行课题研究，但学生由于初次接触研究型课程的学习，对课题选题不熟悉，不会对课题的主题进行转化，所以，这时需要教师及时指导，并告诉学生一些课题选题的常用策略，如怀疑策略，就是让学生对一些已有结论、现象和规律不盲从，大胆怀疑，合理的提出一些新的课题；变换角度策略，就是从教师发布的选题各个角度和层面来认识原有的研究对象，以形成新的认识和观点；类比移植策略，就是通过与其他研究性学习课题的选题类比和比较，借用其他学科相关选题的思维方式，来发现本学科研究的新问题；探究体验策略，就是通过对研究主题的生活实践和发现式学习，培养科学探究能力，并从研究主题中提出新的问题。

六、选题阶段的若干实施建议与策略

1．放长选题的时间

目前一般的学校，课题的选题实践仅用两三周的实践，就完成了选题工作，从实践效果上来看，这样短时间内仓促的迫使学生完成课题选题工作，会使一些学生失去一个很好的训练机会，也会影响到研究性学习的后续活动的质量。因此，建议选题阶段最好能安排半个学期或更长实践。这样学校就不是为选题而选题，教师在指导学生选题时，可以对学生进行相关的多种教育和训练，是选题过程真正成为一个训练学生的过程。同时，选题阶段有不少辅导活动要安排，事实上也不可能很草率的结束。

选题阶段的工作要有一定的计划和有序安排，同时在选题过程中，一定要组织学生通过各种形式进行课题论证，这对训练学生思维的聚敛、领会问题中心，对课题的下一步实施非常重要，另外，要增加学生之间相互交流的频率，它一方面可以让教师了解学生对课题的投入和各课题组的进度，督促学生整理和总结他们的工作，同时也是给学生在公开场合表达自己思想的机会，这对其表达能力的训练和提高，是一个很好的机会与机遇。

2．把握选题的原则

课题小组在课题的选题时，建议能注意以下原则：

能贴近学生的生活实际和他周围的社区生活；

问题最好能有一定的研究价值，能回答和解释某种物理现象和问题，尤其是要对学生有正面的教育意义；

考虑学生知识能力水平及年龄特征和本校教师的指导能力；

注意课题实施的客观条件；

对学生的身心安全没有负面影响。

3．从多方面寻找课题

学生一开始大多不知道从哪里去发现和寻找课题，其实课题的选择可以从多角度来思考，教师可以从不同方面启发学生，如：

教材中涉及的与实践有联系的内容；

学生个人生活中、社区中、校园里能引起学生兴趣的内容；

分析一些习以为常的物理现象，引导学生发现平常中的不寻常现象；

社会热点问题；

科学前沿问题；

学生的即兴灵感。

而学生通过选题后，还可以确定课题的研究类型，可以是研究一个问题，改进一种工艺、策划一次活动、也可以设计一份产品、一项调查、设计模型；还可以是一些思辨性的成果，总之，课题选题的类型不要单一而僵化。

4．优化选题的指导方法

为激励学生能主动提出问题并由教师指导其自主确立课题，通常依据课题研究进程，一般采用范例引路、选题推荐、随机点拨和借题发挥等指导方法。

范例引路是在课题动员阶段，以典型的事例以有价值的课题、成功的研究事例，激发学生思维，引导学生自主提出问题，并指导学生能自主确立课题。

选题推荐是在学生提出大量的选题后，选择有推广价值的课题，通过集会、演讲、报告、辩论、橱窗等展示形式进行推荐。

随机点拨是在学生讨论交流或是师生之间个别交谈时，教师从选题的不同角度、层面等作及时指导。

借题发挥是在学生有了初步的研究或出现倾向性的问题时，教师选择有代表性的课题，面向全体学生作出拓宽思路、加深思考或纠正偏差倾向的指导。

5．教师在选题阶段的工作

教师在选题阶段是较为繁忙的，其工作主要包括以下几个方面：

发动学生、根据学校统一布置，组织学生参与选择课题；

提供本学科知识背景，打开学生的思路；

进行科研方法的辅导；

指导学生选题。

其中以上指导学生选题方面，建议可按照这样的步骤进行：

介绍各种信息，让学生通过发散性思维，互相启发，逐步集中他感兴趣的内容；

帮助学生将感兴趣的内容概括成问题；

组织学生从多种渠道收集相关的资料，在此基础上对课题进行反复论证，明确自己要研究的问题和研究的方向；

组织学生讨论明确自己所要解决的课题，哪些资料、数据、信息是必需的、最重要的，可以通过哪些渠道获得；

指导学生设计研究方案；

主持学生课题的开题评审。

参考文献：

1 霍益萍《研究性学习：实验与探索》广西教育出版社2001年5月

2 王坦张志勇《现代教育科研原理方法案例》青岛海洋大学出版社1998年11月

3 马维绪马玉英《科技论文写作》煤炭工业出版社2000年6月

与你同行

初中物理课引入环节初探



苏州市三十三中学 钟鹏明



　　引入新课，是课堂教学中必要的环节，也是教学全过程中最重要的环节之一。这一环节设计得好坏，对实现课堂教学整体结构的优化起重要的作用。

　　总结多年来初中物理教学实践，大凡比较好的引入环节，一般都渗透有情景性、趣味性、感染性、启发性、知识性、贴近性、参与性、美感性、实践性和评价性等十个因子，下面分别谈谈这十个因子在初中物理课引入环节中的运用。

　　一、借景性。学生在不同的教学环境中其情感体验是不大相同的。教学实践证明，良好的物理教学环境，能激发学生学习物理的兴趣和求知欲。物理学是以实验为基础的学科，观察和实验是物理学研究的基本方法，也是获得感性材料，探索物理规律，认识物理世界的基本手段。因此，在初中物理教学中，根据教学内容选用不同类型的物理实验作为物理课的引入环节，能够达到创设良好环境的目的。例如，“长度的测量”这一课题，内容很枯燥，如果上课伊始要求学生用毫米刻度的短尺量自己课本的宽度和一页纸的厚度，并要求同学间相互核对测量结果，同学们发现每个人量度的数值都不一样。这样引入新课，使“平淡”的课题变得比较生动，调动了学生的有意注意，激发了他们的兴趣和求知欲。此外，还应重视在特定意义的环境中引入新课，如在物理实验室上课，在参观中学习物理知识，等等，效果也很好。

　　二、趣味性。兴趣是学习的内驱力，是学好物理的前提。如果教师用促人深省的发问，用妙趣横生的游戏，用引人入胜的故事，用简单明了的实验作为物理课的引入环节，不仅能满足初中学生的好奇心，吸引他们的注意力，而且他们将以一种轻松的心境和浓厚的兴趣学习新课。例如，在“摩擦”的教学中，让两个力气差不多的学生上台做一个“夺瓶”的游戏，教师先让其中一位同学抓住较细的瓶颈，另一位同学抓住较粗的瓶身，然后互相拉夺，看谁获胜。接着教师让获胜者将手在肥皂水中浸一下再夺，看能否再获胜？为什么？这样引入新课，有活泼的形式，有紧张的情节，有逼真的表演，有热烈的场面，容易激发起学生的学匀兴趣。设计渗透趣味性因子的引入环节，要注意避免把发噱的东西作为趣味点。

　　三、感染性。感染性是人们在接触外界事物时，从中品味到它包蕴的思想，从而激起强烈的情感。在初中物理教学中，情感具有巨大的动力功能，它对学生的学习情绪有发动、强化和支配的作用。在引入环节中渗透感染性因子可以从两个方面努力：第一，用微笑的面容，期待的眼神，温和的语言，饱满的情怀，来感化学生，使学生觉得老师和蔼可亲，从而对老师产生崇敬的情感。学生受这种情感的驱使，必然会“亲其师，信其道”、“敬而受教。”第二，注意引入新课的艺术性：1．以情动情，例如，在学习“惯性、惯性的应用”时，一开始，教师可以用生动的语言，风趣的动作，绘声绘色地介绍自己跌交的“学问”，使学生对惯性和惯性的应用获得一些感性认识；2．对教材烂熟于心，并内化为自己的心理品质，从而在引入新课的过程中，真心实意地说明自己的立场、观点、方法，使学生受到熏陶、感染；3．注意挖掘教材中的情趣因素和艺术勉力。例如：在“运动和静止”的教学中，可以讲一讲在第一次世界大战中，一个法国飞行员在高空飞行能抓到子弹的故事，或者运用教材提供的伽利略对运动和静止相对性的生动描述（《初中物理课本第一册》P51，1982年版）引入新课，都能取得比较好的效果。设计渗透感染性因子的引入环节，关键是要提供和显示鲜明、生动、具体的形象和情境。

　　四、启发性。运用启发性因子引入新课的方法很多，可以借助观察和实验、讨论和讲述某一现象来启发学生的思维；可以借助设疑来启发学生思考；可以设置悬念，启发、引导学生主动去探索；可以借助师生对话，通过获取反馈信息，为学生矫正思路，等等。教学实践证明，引入环节一旦具有启发性，课堂上就会出现学生积极、主动求知的局面。设计渗透启发性因子的引入环节；关键是要充分了解学生的实际，讲求针对性，所选问题应是学生最为关注、最感兴趣，又是他们似懂非懂的问题。

　　五、知识性。知识是思维操作的工具。知、情是相通的，有所知才能有所感，有所感才能更深刻地理解知识。初中物理教学中有些课题所含知识与学生已有知识之间有时存在一定的距离。针对这种情况，教师需要设计含有知识性的引入环节。例如，学习“牛顿第一运动定律”时，学生从日常经验出发往往认为“力是产生运动的原因”。针对这种情况，教师可以先做一个用力推小车的演示实验，让学生认真观察。开始，学生看到：用力推小车，小车就运动，不用力推，小车就不运动这一现象。继而教师停止用力推车，学生发现车子仍然在运动，经过一段时间后，才慢慢地停下来。当这一事实出现时，教师可紧追一个“为什么。”当学生通过观察演示实验发现经验的看法不对时，就会产生探究新规律的强烈欲望。设计渗透知识性因子的引入环节，一定要服从于、服务于新的教学内容。

　　六、贴近性。主要指新课引入环节中选用的材料，应是切合初中学生年龄特征和已有的生活经验，应是发生在学生身边的物理现象。例如，盖棉被为什么觉得暖和？冰块为什么会浮在水面上？为什么会产生高山反应？刻丝钳口上为什么刻有花纹？1度电是什么意思？等等。因为选用的材料是学生所熟悉的，所以他们感到亲切，这有助于点燃学生兴趣的火花。

　　七、参与性。这里所说的“参与性”，既指学生以主人翁的姿态直接参与新课引入活动，又指学生在教学的具体进程中，通过发挥自己的主观能动性，使引入环节更完善和更有实效。设计渗透参与性因子的引入环节，关键是要确立“学生为主体”的地位，并教育学生增强参与意识，充分调动学生学习的主动性和积极性。

　　八、美感性。美感是一种比较高级的情感，它具有陶冶学生情操的功能，因此，教师应该针对初中学生的年龄特点和心理需要，在初中物理课引入环节中渗透与新课题相关的、能够引发美感体验的内容，让学生从新课一开始就感知到美的语言、美的情景、美的行为、美的教具等，从而心情舒畅，兴趣盎然的学习新课。设计渗透美感性的引入环节，一般灭了运用如下几种方式；1．精心修饰教学语言，精心设计板书，使学生在接受引入信息时能够感受到“美”；2．精心加工用以引入新课的各种教具（实验仪器，实物模型、幻灯片和挂图等），使之具有一定的审美价值，使学生感到听课是一种美的享受。

　　九、实践性。由于初中学生好奇、好动，教师根据他们的这一特点，在初中物理教学当中，设计含有实践性因子的引入环节是很有必要的。例如，可以围绕一节课所要解决的中心问题，让学生亲手操作、实验，其形式有做一做、试一试、量一量、称一称、画一画、赛一赛等、设计渗透实践性因子的引入环节，一般应注意：1．选用的实验宜小不宜大，花费时间少，但趣味性要强，启发性要大；2．要尽可能地渗透竞争因素，如，“夹玻璃球”比赛（摩擦），“钻孔”比赛（压强），“接电灯”比赛（电路），“登楼”比赛（机械功率），等等，这不但锻炼和提高了学生的动手能力，而且充分调动了他们的积极性，学习效果是不言而喻的。

　　十、评价性。在物理课的引入环节中，渗透评价性因子是很需要的。教师对学生所作的正确、恰当的评价，能激发起学生愉快的情感和积极向上的求知欲望。评价的方法很多，可以用语言进行简单评价，也可以用表情和手势示意评价，还可以用启发式或示范性的讲解来评价，不仅可以用鼓励、表扬的方法，必要时也可以用检查、批评的方法来评价，关键在于正确、恰当，在于公平地对待学生。

　　初中物理课引入环节的形式是多种多样的，没有固定的模式，只要教师匠心独运，在充分考虑学生年龄特征、教学内容的基础上，在物理课的引入环节中成功地渗透上述十个因子中的一、两个因子，教学就会有吸引方。在具体实施引入环节的设计时，我们认为应该摆正两个关系：

　　一、摆正局部和整体的关系。课堂教学过程是一个整体，引入环节是其中一部分，教师设计引入环节一定要服从于人、服务于课的整体结构的和谐统一，有利于教学过程的最佳运行，有利于发挥课的整体功能，并为全课的最佳效益奠定基础。因此，初中物理课无论采用什么引入形式，都要简明扼要，生动有趣，引思传神。努力做到不多设一个没有必要设置的情境，不多说一句不必说的话，不多做一个与课题联系不大的实验，不追求没有实际价值而徒有表面上热闹的课堂气氛。物理课的引入环节要讲究实效，力争用较少的时间实现最优的引入，以便为以后课的展开和收尾提供充裕的时间。

　　二、摆正热烈和凝重的关系。引入新课需要有热烈的课堂气氛，因为在热烈活跃的课堂气氛中，学生往往会有热烈的情绪，大脑易进入适宜的兴奋状态。但是教学实践表明，单纯热烈的课堂气氛，反而会分散学生的注意力，使学生为无关的事物所陶醉，从而影响对教学内容的感知和理解。因此在设计引入环节时，首先应该适应本课题既定的教学目标，从学生、教材、教师特点出发，设计出合适的引入新课的形式，使引入环节既有热烈的课堂气氛，又能使学生在热烈中沉静下来进行思考。

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简介义务教育初中物理学生读物

──《课外观察、实验和制作》

人民教育出版社 邢蕙兰



　　自1988年1月国家教委审查通过了《九年制义务教育全日制中学物理教学大纲（初审稿）》以后，人民教育出版社物理编辑室和中国教育学会中学物理教学研究会合作组织备方面人力，开始编写相应的教材、教师用书和学生用书。本文只就学生用书之──《课外观察、实验和制作》一书做些简单的评介，以供初中物理教师和试教这套教材的初中物理教师参考。

　　该书根据初中物理知识内容选编了154个观察、实验和制作，通过它们培养学生学习物理的兴趣，提高动手和手回并用的能力，为完成初中物理教学任务作出贡献。

　　该书中的一些观察、实验内容是学生周围存在的生活现象。在学习物理之前，很多学生对这些现象已经有了自己认为合情合理的看法。比如，他们认为夏天在大树底下感到凉爽是由于大树遮住了太阳光的照射；冬天在巷口通风处感到寒风刺骨是由于这里比周围的温度低得多；把一壶冷水放到煤火炉上有时听到的“叽里、叽里”响声是由于从这底甩出了水；等等。据调查，学生在学过有关的物理知识以后，其中有些学生还不能认识到这些看法是不正确的。该书在有关的课题中指出：大树虽然遮住了太阳光，但大树底下的温度比同样遮阳的房间的温度要低几度；巷口通风处的气温报周围的气温不相上下；发出叽里响声的壶底并没有渗水，而是由于湿换中的水气凝结在装着冷水的壶底的缘故。初中学生好奇心很强，一般不会满足书上给出的结论，他们为了槁清究竟，会拿着气温表到大树下或巷口通风处去亲自测试，会亲自拿着水壶去试试“叽里”声是否是在书上说的那种增况下出现的。在他们进行这些观察、实验的同时，将会引发反复思考，从而改变过去的错误看法，建立起新的认识。所以，这些活动不但可以使学生巩固学过的知识，提高运用这些知识解决实际问题的能力，而且还能使他们逐渐懂得正确的认识来源于实践。

　　该书还列有一些生活现象是学生平时没有注意到的。比如，他们认为自行车辐条在同一个轮子上，绕同一个轴转动，当然是转得一样快的。但是该书中竟有《自行车辐条转得一样快吗？》这么一个标题，从这个标题学生就会明白作者是要说转得不一样快，他们会想，怎么可能呢？于是好奇心会驱使他们去看作者是怎么说的，去观察实际情况是什么样的。当他们亲自看到自行车辐条真的转得不一样快时，就会惊奇地感到，过去自以为正确的认识，实际上竟是错误的。从而激发他们认真观察周围的事物，并提高将观察结果与学过的物理知识联系起来的积极性。

　　书中还列有一些重现大自然现象的观察、实验。如：“彩虹”这一大自然的景象，学生知道有时在雨后的天空中可以看到，有时在公园喷水器旁也可以看到。该书中的《人工现彩虹》告诉他们，只要在阳光斜射时，背太阳站着，合上一口水，向上喷出，在形成的一片水雾中就会看到一条美丽的小“彩虹”；“海市蜃楼”这千载难逢的奇特的大自然景象，世上能有几个人亲眼目睹过呢？该书中的《奇特的海市蜃楼》告诉他们在室内如何创造条件看到蜃楼情景；《揭穿云雾的秘密》告诉他抵把一只小铝杯放在一只大杯子里，在小铝杯的下面和周围放上许多碎冰块，待杯中的空气冷却后，对着小铝杯哈一口气，就能观察到云雾；等等。由于初中学生都喜欢更多地了解自然现象，所以这些观察、实验对他们是有吸引力的。不仅如此，这个年龄段的学生还喜欢把自己当做一个探索者、发现者去探讨现象的本质，因此，当他们做过这类观察、实验之后，有的同学会形成的的看法：彩虹是由于阳光照射到大片水珠上形成的；蜃楼是由于从景物射来的光线穿过上密下疏的空气层发生折射后形成的；云雾确实是水蒸气遇冷后形成的。他们会为自己认识了这许多自然现象而兴奋，从而进一步提高学习物理的兴趣，并产生强烈的求知欲望。

　　书中还介绍了许多初中学生喜欢的小制作。一些学生家里的水壶没有装“水沸腾发声器”，当他们从该题知“水沸腾发声器”的制作方法时，也许会想在自称水壶上安上一个，帮助老奶奶解除常把水烧干的烦恼。《用冷却剂自制冰棍》、《自制简易的冰箱》、《自制测电笔》、《简式电热驱蚊器》等内容，对初中学生也有一定的吸引力。初中学生已经能够独立地做许多事用了，而且他们非常想像成年人那样独立地做一些事情，并有兴趣把学到的知识用到解决实际问题中去，喜欢动手，一特别喜欢无拘无束地动手操作。所以，当他们发现哪个小制作能够使他们像成年人一样为别人做些事情的时候。就会充满了幻想：一定把这件东西做得好好的，做好之后给谁看看，让谁尝尝，让谁去用它。为此在他们决定去做一样东西时，就会细心地琢磨该找哪些材料，该怎么动手，哪些事情是要特别注意的，当他们认为充分有把握的时候，就会充满信心地动手去做。当他们精心制作的“水沸腾发声器”发出声来，解决了老奶奶的烦恼时，自制的“简易冰箱”解决了家人饭菜的保鲜时，自制的“测电笔”在灯绳断了安灯绳派上了用场时，自制的“电热驱蚊器”能使家人安稳地学习、睡眠时，将是一种莫大的精神享受。通过这些把知识应用到实际中去的活动，还会把那些生活中不起眼的废品变成受人欢迎的实用的东西，所以通过这些活动，不但可以满足他们想成为成年人的心理需要，在勤俭节约、助人为乐、动手能力等方面也会得到一定的提高。

　　该书还列有一些可供表演和比赛使用的实验和制作。像《自己会上坡的钢笔》、《一纸托千斤入《滴蜡封杯》、《气球提杯表演》、《瓶子吞蛋》、《魔术表演──水会生子生孙》、《悬于手心的气球》、《火柴熄电灯》、《电动跷跷板》、《自制喷气飞机》、《看谁制作的飞机飞得高》《自制气枪》、《自制喷气船》等都会引起一些初中学生的极大兴趣。初中学生好胜心很强，他们已经有了取得成就和让人看到自己成就的愿望，如果有机会把自己的实验和制作拿去表演或去参赛，定会把他们的聪明才智最大限度地调动起来，甚至可能有所创造。显然，这种活动对学生学好物理有积极意义，对他们今后选择人生道路也会起些作用。

　　该书不但内容丰富，选材上注意了学生的年龄特点和知识水平，而且还把每个观察、实验和制作的做法和需要什么器材，以及这些器材到哪里可以找到或买到都叙述得十分清楚，并有生动的插图配合，因此，学生不论对哪个课题感兴趣，都不难找到相应的器材，成功地完成它。成功是十分必要的，因为只有成功的活动才能产生积极的情感，提高自信心，从而，促进课外观察、实验和制作活动的顺利开展。

　　该书列出的观察、实验和制作，是供那些有这方面爱好的学生课外选作的，因此，一般不要作为课外作业硬性布置给全体学生去做。但是，从义务教育要求提高全民素质和培养德、智、体、美、劳全面发展的人才考虑，组织多种多样的活动，吸引更多的学生喜欢观察、实验和制作，让更多的学生从这方面受益是很有必要的。

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新理念下的学生观举隅



湖北省洪湖市教研室　朱道荣



“一切为了每一位学生的发展”是新课程的最高宗旨和核心理念。为实施这一理念，教师必须首先树立新的学生观，在教学实践中时时处处用新的学生观来指导教师的教学行为。

一、学生是独特的人

学生是独特的人，每个学生都有自身的独特性，且每一个学生个体之间又存在着很大的差异，他们由于遗传因素，社会环境，家庭条件和生活经历的不同，而形成了各个独特的“心理世界”。教师必须尊重学生不同的兴趣、动机、需要、气质、性格和特长等，让不同的学生个体彰显自己的个性特征，展示自己的聪明才智，从而让每一位学生在不同的层面上都得到发展。

在《用电压表和电流表测电阻》的实验教学中，有的学生动手能力强，只需花15-20分钟就能很好地完成，而有的学生却因动手能力差，完成同样的实验得花30-40分钟的时间。针对这一现象，教师既不能抛弃差生，以少数优秀学生为标准，也不能放弃优秀学生而重点辅导后进生。笔者采取了优生带差生的办法：谁优质高速地完成了实验，谁来当小老师。小老师协作老师负责几个实验小组的指导，并来回巡察，帮助他们完成实验的各步骤，解决实验中出现的问题。这样不仅老师有了得力的助手，而且这些小老师在指导过程中，对自己已有知识理解得更透彻，掌握得更牢固，还可解决一些新的实际问题；同时，差生也因有了跟自己有共同语言的小老师显得更活泼，学得更生动，接受得更容易，搭建了交流与合作的平台。

二、学生是完整的人

学生是完整的人。在教学中反对那种割裂人的完整做法，教师应还学生完整的生活世界，丰富学生的精神生活，给予学生全面展现个性力量的时间和空间。

毕业年级该不该开设体育课、音乐课等，至今在部分教师心目中仍存在分歧。其实，这种分歧完全是多余的。毫无疑问，开展文体活动，就是丰富学生精神生活，就是让学生在心理和生理上得到健康发展，同时给予学生全面展现个性力量的时间和空间，否则就是割裂人的完整的做法。笔者十分注重培养学生的文体兴趣，且深受学生欢迎。刚接一个班的班主任不久的一次课外活动，大部分学生在教室内开展“课内”活动──复习功课。一位酷爱足球的学生跑到操场上准备踢足球。突然发现老师从远处来了，于是就座在操场上一辆自行车的背面，老师却死死盯着他，视线没有丝毫的转移。他见势不妙，干脆睡在了自行车旁。老师看在眼里，想在心里：受传统应试教育思想的影响，鲜活可爱的学生的心理被扭曲为畸形，变得如此冷漠和呆滞，他们只会“学习”，不会休息和娱乐，甚至把正常的体育活动看成是一种罪过，这是一种悲哀！想到这，老师马上委派一名学生跑到操场上传呼旨意：今天你的一举一动全被老师发现了，但老师并不责怪你，而是十分同情你。热爱体育活动是一件好事，是紧张备考复习的调节剂，有什么不好呢？现在老师给你布置一个任务：迅速组织一场球赛！这一命令得到了全班同学的支持，这位学生更是欣喜若狂，他高兴而成功地组织了这场球赛。球赛以后，这位学生从内心感激教师对自己的信任和理解，感激教师给了他努力做一个完整的人的机会，让他终身难忘。

三、学生是具有独立意义的人

学生是具有独立意义的人。每个学生个体都是独立于教师头脑之外，不依教师的意志为转移的客观存在。教师不能把学生当泥土或石膏任意捏塑。同时，学生是学习的主体。每个学生都有自己的躯体，自己的感官，自己的头脑，自己的性格，自己的意愿，自己已有的知识和思想基础，行动规律，这样教师不能代替学生学习，而只能让学生自己学习，让学生自己读书，自己感受事物，自己观察分析、思考，从而使他们自己明白事理，自己掌握事物发展变化的规律。正如赫钦斯所说：“教育不能复制学生毕业后所需的经验，……”。因此，在教学实践中，应充分发挥学生的主体作用，以学生为中心，挖掘学生潜能。

笔者在教学中，很少说“是”或“不是”，当学生提出问题时，总是把问题首先抛向学生，先让他们自己观察、思考、查阅资料。如学了电学的有关知识后，有学生提出了这样的问题：为什么打雷时，闪电是弯曲的？住在铁房子里的人不怕雷击吗？避雷针是怎样避雷的？学生向我提问时，我又马上把问题转向其他学生。很多同学从《少年百科全书》、因特网上找到了答案，他们又兴奋地把获得的信息拿到全班交流。那种喜悦的心情无法形容，学到了从书中和老师那里学不到的知识。他们的智慧得到了开发和展示。

又如笔者在引导学生系统复习电学知识时是这样进行的：（1）教师在黑板两侧写下“串联”和“并联”四个字：（2）分别找学生在黑板上完成如下内容：①电路图例；②电流特征；③电压的特征；④电阻的特征；（要求有推导过程）；⑤电功（电热）的特征；⑥电功率的特征。这个过程实际上是展示学生对知识的掌握情况，让教师心中有数；（3）找两位学生给他们的展示进行评价，并指出错误的地方；（4）在此基础上，教师出示首先准备好的例题，要求用不同方法解答，方法越多越好，教师再展示学生的不同解法。以上教学自始至终都凸显了学生的学习主体，体现了教师的引导者的作用。日本教育家小原国芳举了一个例子：“去年冬天，我在院子里载了几株水仙，把两三株长势好的水仙移入花盆，加以精心照料。但两个月后，这几株水仙都枯萎了，而另外几株留在院子里的水仙却长势很好，现在仍在开花。卢梭的高明就在于此”。这个例子有力地说明了办事情，违背了客观规律是会失败的。教学中不是经常遇到“有意栽花花不开，无意插柳柳成荫”的事例吗？。

心理学研究表明：中学生，即青少年期的思维形式，虽然抽象逻辑思维已开始占优势，但在很大程度上还属于经验型。初中一年级学生的思维与小学高年级学生有类似之处，离不开具体形象的成分。因此，在初中物理教学中，教师必须运用具体的、形象的、直观的教学道具，实验器材开展教学，以帮助学生建立概念，掌握规律，灵活运用已有知识解决实际问题。否则，在黑板上画实验，要求学生背实验，或通过题海战术来巩固知识的方法，都是违背学生思维规律的，高耗低效，事倍功半。又如：学生集中注意力维持的时间也是有一定规律的。上课3～5分钟内是注意转移和集中的初期；注意力集中后又往往只能维持25～30分钟左右又开始分散。因此教师应根据这一变化的规律，及时调整课堂教学进度和教学内容，机智地捕捉学生的兴奋点，从而暗示或制止不良行为的发生和发展。而不能一味地指责、训斥学生，让学生抬不起头来。有一次，一位学生在课堂上吃泡泡糖，教师发现后就只当什么事也没发生，一边继续讲课，一边退到这位学生跟前，把手从背后伸向这位学生，暗示他立即停止吃糖。这位学生十分敏感，马上把泡泡糖吐在一片小纸上，放在抽屉里。事后，这位学生十分感激老师的宽容，成了老师的好朋友。反之，如果发现学生开小差，走神等类似情况，教师大发雷霆，把学生狠狠地批评一顿，那就违背了学生发展的规律，事与愿违。

笔者在教学实践中深深地体会到：学生任何行为的发生都是有理由的，因为他是发展中的人，是不成熟的人，关键看教师如何遵循学生发展的客观规律去指导学生的各种行为。

观念改变，行为改变，行为改变，命运改变。在新理念下，教师必需树立新的学生观，为学生搭建起自我知识构建的桥梁。

与你同行

中国义务教育中的物理课程



中国教育学会物理教学研究会



　　中国的义务教育的功能，是促进人的全面发展和推动社会的进步，所以义务教育的任务是提高全民族的素质。具体地说，是通过各种各样的教育实践，提高受教育者的思想品德素质、科学文化素质、身体心理素质和劳动技能素质。义务教育的目标是实现少年儿童在德、智、体、美、劳各方面的全面发展，以适应和促进社会进步。

　　学科教育是学校中进行公民素质教育的主要途径。义务教育的总目标要通过学科教育来实现，所以，要对物理教育的特点与学生学习规律进行研究。在研究学科教育时，一定要着眼于义务教育总目标的实现。以学校教育的综合社会效果为着眼点来考虑问题，既要重视学科教育的作用，又不能过于强调学科自身的规律与特点，使学科教育的作用局限在一个狭小的范围内，忽视或冲击了义务教育总目标的实现。正是根据义务教育的总体要求，我们提出了物理课程的基本任务和当前改革的要点。

　　一、义务教育中物理课程的基本任务

　　物理课做为中国义务教育中的一门重要自然科学基础课程，它应该完成如下四项基本任务：

　　（一）使学生获得进入未来社会所必需的物理学基础知识，并初步了解它同技术、社会、生活的关系

　　物理知识对学生之所以重要，是因为物理学科的内容和方法是各种自然科学和技术科学的重要基础，同时又有大量的直接应用。这个特点表现在物理内容与方法的广泛适用性与可迁移性，学生所学的物理知识能为他们将来从事的各种工作打下基础。由于物理知识具有这种特点。我们要求学生在学习中力求真正理解物理思想，而不是单纯地机械记忆，不但重视概念与规律的掌但，而且注意了解概念与规律的形成过程，在掌握物理知识的同时，重视它们在社会生活中的实际应用。

　　（二）培养学生初步的科学的自然现

　　在义务教育中，培养学生初步的科学的自然观的核心是向学生渗进最基本的辩证唯物主义观点。也就是说：要使学生初步认识到世界是物质的，物质是不断运动和发展变化的，这种发展变化有一定规律，物理学中的各种定律就是这些规律的反映。同时还要使学生知道，研究自然科学的目的是认识世界和改造世界，在改造世界的过程中，按照这些规律办事就会给人类带来得利，反之就会带来灾难。

　　这些教育要求和物理课程的研究对象、研究方法有密切的联系。因此，这就决定了树立科学的自然观是物理课程所要完成的一项最基本的任务。为此，义务教育的物理课程中要学习机械运动、热运动、电力运动、微观粒子运动等等各种不同形式的物质运动，同时还要结合具体物理内容向学生进行如对立统一、量变质变等辩证法基本规律的教育。形成科学的自然观的意义决不限于自然科学本身，它还必将促进学生的社会发展观念的建立。可以说，科学的自然观是形成学生的正确世界观的基础。

　　（三）培养学生初步的学习能力

　　初步的学习能力主要表现为：观察、实验能力：即能够有目的地观察，抓住观察对象的主要特征，明确观察对象的变化条件。以及会正确使用仪器，会记录必要的实验数据并能根据实验结果得出结论。

　　分析、概括能力：即能区分有关因素和无关因素，找出共同特征，从而概括出概念和规律。

　　应用物理知识解决简单问题的能力：即能够应用物理知识解释简单现象，会做必要的但不能够分析解决简单的实际问题。

　　应该注意的是，初步学习能力的培养是伴随着知识的学习进行的，具有很大的隐蔽性，因而需要人们给予特别的关注。

　　（四）培养学生热爱科学的情趣和科学态度，养成良好的学习习惯

　　兴趣是儿童少年自我发展的第一个立脚点。学生对科学的热爱往往是从这里开始的。随着年龄的增长和兴趣的发展，当兴趣和目标相结合的时候。就可以转化为对科学的追求。持久的兴趣动因，再伴随着情感因素，久而久之就会成为一种行为方式。

　　根据初中学生的年龄特点，他们对物理源的学习兴趣大都还停留在直观兴趣和操作兴趣上。这里，直观兴趣指的是学生对鲜明、生动、不常见的物理现象和物理实验的兴趣；操作兴趣指的是学生希望通过自己的行为来对自然现象和物理实验施加影响。进行动手实践的兴趣。在充分发挥这两种兴趣的作用的基础上，再向因果兴趣和概括兴趣等较高层次兴趣水平发展。对于科学的强烈兴趣，伴随物理学习中的审美体验，就能发展成对科学的热爱和对自然、对生活的热爱。这种热爱正是发展健康人格的重要因素。

　　在义务教育中，培养科学态度主要是培养学生尊重事实，相信科学，按客观规律办事的态度。是否尊重事实，是否相信科学，这是公民素质水平的重要标志之一。由于物理学的内容和它的研究方法的特点，物理课程是对学生进行科学态度教育的一个很好的园地。

　　在义务教育阶段，良好的学习习惯主要是：用观察、实验来弄清物理事实的习惯，喜欢弄清道理的习惯，乐于用所学知识解释周国的物理现象和自己动手操作解决简单问题的习惯。对物理知识的兴趣和科学态区都有利于良好学习习惯的养成。

　　二、当前物理课程改革的几个要点

　　80年代以来，中国的中学物理教育与研究水平都有明显的提高。90年代为了进一步发挥物理课程在义务繁育中的作用，根据当前中学物理教育的发展状况，物理课程的改革将注重以下几个要点：

　（一）转变教育观念，重视物理课程的综合评价

　　中国的义务教育明确提出要以提高民族素质为宗旨，但在教育实践中，在很大程度上仍然是一种应试教育。因此，不真正转变教育观念，义务教育的任务就难以完成。在这种观念的束缚下，中国的物理课程的评价长期以来基本上停留在物理学科的范围之内，过分强调以学科自身为依据。由于这种评价观的制约，物理教育的范围和目标受到了很大的局限。随着教育观念的转变，物理教育的评价观也势必要发生相应的变化。新的评价观将以上述四项基本任务的全面实现为目标。这样，在考虑物理教育中的得与失的时候，就不会把眼光仅仅局限于物理学知识点的多少与深浅，而是把物理教育真正纳入义务教育的系统工程之中，通过毕业生所表现出来的综合社会效果来评价学科。这种评价观的变化将会对今后的中学物理教育产生深远的影响。

　　（二）重视物理课程和物理教学中心理因素的研究

　　物理教学中很多问题的研究都涉及学习者的学习心理，只有从学习者的学科学习心理上进行探究，问题的本质和症结才能抓住，物理教学才能再有长足的进步。特别是，在义务教育的物理教学大纲中，对物理知识的教学要求有所降低，教学时间也有所减少，但总的教育要求却提高了。面对这样的新情况，不充分重视物理教学过程中智力和非智力因素的协调发展，相互促进，不深入研究学生的学习心理，是很难达到这种教学要求的。

　　（三）适当降低物理知识的深难度

　　近些年来，虽然初中物理课程的理论深度和知识难度已经做了一些调整，但是总的看来，物理课程仍然存在着过于强调理论完整，定量计算要求过高的状况，再加上教学不得法和机械地执行统一大纲，因材施教注意不够，因而初中物理教学中有相当一部分学生感到困难而无兴趣，使得一部分学生陪着另一部分学生在勉强学习，而未能把最基本的物理知识学到手。鉴于这种状况，为了真正发挥物理课程在义务教育中的作用，有必要适当降低知识的深难度，以使在物理教学中为扩大学生的知识面，培养学生的学习能力，提高学习物理的兴趣，加强观察实验和动手操作创造必要的条件，确保物理课程的基本任务能在一般学校真正落实。

　　（四）物理课程要强们联系生活，联系技术，联系社会

　　未来公民素质的重要表现，在于他们的社会责任感和对社会生活的适应能力与科学技术素养。在基础教育时期就要注意这些品质的培养。这就要求在教学过程中重视把物理引向生活，引向技术，引向社会。例如让学生从物理学的角度去认识与人类社会发展有重大关系的人口、能源、环境等问题，使他们树立起这样的观念，即学习物理要联系生活，服务于生活，服务于社会。

　　（五）加强实验，重视培养学生的实验操作能力

　　中国的物理教育和世界上发达国家的物理教育相比，除具有中国自己的优势外，在对物理实验的重视程度和学生的实验操作能力方面有明显的差距。这种差距的后果必将对今后的科学研究、技术的推广与进步、工农业劳动力的技术素质带来直接的影响，因此，它应该是我国今后物理教育发展与改革的重要任务。

　　对学生实验操作能力的培养，一方面要创造条件，提供机会。同时还要重视指导，注意强化。只有经过认真的努力和严格的训练，学生的实验操作能力才能得到切实的提高。

　　90年代将是中国义务教育深入发展的十年，也是教育为下一个世纪培养实现四个现代化的合格公民的关键十年。我们对未来物理教育的发展与改革充满信心，寄予希望。