鄭 康 韓學(xué)廷

(常州市戚墅堰高級中學(xué) 江蘇 常州 213025)

1 引言

當(dāng)前我國新一輪課程改革正在如火如荼地開展，教育部在《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中，明確提出要提升學(xué)生的核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生的必備品格和關(guān)鍵能力；突出強調(diào)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式以及啟發(fā)、討論、參與的教學(xué)方式；更加注重學(xué)生的自主發(fā)展、合作參與、實踐探究.

在最新修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，強調(diào)課程的內(nèi)容應(yīng)注重與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會與科技發(fā)展的聯(lián)系；課程的實施注重創(chuàng)設(shè)具體的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生在問題解決中提升思維、培養(yǎng)能力、樹立正確的科學(xué)態(tài)度.課程的開發(fā)應(yīng)為學(xué)生提供多樣化的選擇，促進學(xué)生自主地、富有個性地學(xué)習(xí).

2 綜合實踐活動課程與研究性學(xué)習(xí)

綜合實踐活動課程是指從學(xué)生的真實生活和發(fā)展需要出發(fā)，從實際情境中發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)化為活動主題，通過探究、服務(wù)、制作、體驗等方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的跨學(xué)科實踐性課程.作為國家義務(wù)教育和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必修課程，與學(xué)科課程并列，是基礎(chǔ)教育課程體系的重要組成部分.

研究性學(xué)習(xí)是綜合實踐活動課程的重要形式之一，它是指學(xué)生基于自身興趣，在教師指導(dǎo)下，從自然、社會和生活中選擇和確定研究主題，主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動.研究性學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生通過實踐，增強探究和創(chuàng)新意識，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，發(fā)展綜合運用知識的能力.

在高中物理課程中，依托研究性學(xué)習(xí)開展物理綜合實踐活動，可以使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)研究的完整過程，在問題解決中提升科學(xué)思維和探究能力，在合作交流中增強分工意識和合作精神，在實踐應(yīng)用中形成科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感.因此，綜合實踐活動對于學(xué)生學(xué)習(xí)乃至人生成長具有十分積極的意義，是我們教育教學(xué)中非常重要的課程資源.那么，如何依托研究性學(xué)習(xí)開展綜合實踐活動呢？筆者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，以一種基于楞次定律實驗裝置的創(chuàng)新設(shè)計為例，談一談自己的思考.

3 依托研究性學(xué)習(xí)開展高中物理綜合實踐活動課程

3.1 準(zhǔn)備階段——發(fā)掘真實問題 提煉研究主題

需要進行研究的主題一定是真實的、有價值的、可研究的.學(xué)生所要研究的問題應(yīng)該來源于真實的情境，與生產(chǎn)生活、社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)相聯(lián)系，可以是對學(xué)科內(nèi)容中困頓之處的深入挖掘，可以是對生活中奇特現(xiàn)象的原理探究，也可以是對工業(yè)生產(chǎn)流程改進的研究探索，并能在一定程度上有所創(chuàng)新，具有可參考的意義.

在確立研究主題時，教師也應(yīng)充分尊重學(xué)生的興趣愛好和已有經(jīng)驗，給學(xué)生表達想法的機會，和學(xué)生共同構(gòu)思選題，鼓勵學(xué)生提出感興趣的真實問題，并及時捕捉學(xué)生動態(tài)生成的問題，組織學(xué)生就問題展開討論，從中選出有價值的、可研究的問題，并提煉研究主題.

電磁學(xué)中的楞次定律是一條重要的基本定律，它是指感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，也可表述為運動導(dǎo)體中的感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙導(dǎo)體的運動.因此，楞次定律描述了磁場試圖保持原來狀態(tài)的一種類似慣性的行為，比抽象的場更易于設(shè)計實驗場景來體現(xiàn)這一行為，具有很強的實踐性.

學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的楞次定律演示實驗是將磁體從已連接靈敏電流計的線圈中垂直放入或垂直取出，演示實驗示意圖如圖1所示.

圖1 楞次定律演示實驗示意圖

通過觀察靈敏電流計的偏轉(zhuǎn)方向和幅度來判斷感應(yīng)電流的方向和強弱，但是這個裝置很難明顯地看出感應(yīng)電流受到的磁場力對導(dǎo)體的阻礙作用，表現(xiàn)不夠直觀.由于受到抽象思維和空間想象能力的限制，理解起來較為困難.針對這一問題，師生共同確定研究的主題為基于楞次定律的實驗裝置的創(chuàng)新設(shè)計，以直觀展示抽象的物理現(xiàn)象，增強科學(xué)探究的能力，激發(fā)對物理學(xué)習(xí)的興趣.

3.2 計劃階段——制定研究方案 明確人員分工

根據(jù)確立的主題，提出研究的目標(biāo)和任務(wù)，以及初步的研究方案.方案的制定可以根據(jù)以下幾個問題開展：

(1)一共存在哪些問題？問題的核心是什么？

(2)對這個問題已經(jīng)了解了多少？為了解決這個問題還需要了解什么？

(3)為了得到所需要的信息，將要做些什么？

當(dāng)然，隨著后續(xù)研究的開展，不斷會有新信息、新想法出現(xiàn)，所以研究方案也需不斷調(diào)整和改進，使之更加完善.

在制定方案時，我們還需明確人員的分工.活動的完成需要多人的通力合作，因此進行小組合作、細(xì)化分工是必要的.可以依據(jù)組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)以及雙向選擇的原則，對學(xué)生進行分組，一般每個小組5人左右.并在小組內(nèi)進行分工，如組長(統(tǒng)籌、組織、協(xié)調(diào)組內(nèi)事務(wù)，成果匯報)、材料搜集員(搜集所需的文本信息、實物材料)、工程師(成品的設(shè)計、制作)、攝影師(活動過程的拍照、攝像)、美工(實物成品的裝飾、匯報PPT的制作)等.

通過活動方案制定和人員分工，增強活動的計劃性，提高學(xué)生的活動規(guī)劃能力.

在確立選題時，已明確活動中存在的主要問題是：楞次定律中感應(yīng)電流受到的安培力對導(dǎo)體阻礙作用的不夠直觀.因此制定的研究方案旨在解決這一問題，并能在此基礎(chǔ)上進行一些拓展性的探究，比如具體有哪些因素在影響阻礙作用的大小.

通過師生討論，制定研究方案如下：

探究一：用兩塊完全相同的膠合木板做成水平滑面和斜面，在其中一個上面貼上銅板.將等量磁鐵加在塑料小車上，測試小車從一定高度釋放后在不同平面上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

探究二：改變銅板的厚度，將等量磁鐵加在塑料小車上，測試小車從一定高度釋放后在銅板上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

探究三：改變小車底盤與滑面之間的距離，將等量磁鐵加在塑料小車上，測試小車從一定高度釋放后在銅板上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

探究四：改變加在小車上磁鐵的數(shù)量，測試裝有不等量磁鐵的小車，從一定高度釋放后在銅板上的滑行距離，觀察并記錄數(shù)據(jù).

小組成員進行分工，由同學(xué)推選產(chǎn)生組長A，負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)整個研究過程，成員B和C負(fù)責(zé)探究一和探究二，成員D和E負(fù)責(zé)探究三和探究四，分工明確后，準(zhǔn)備器材，開始活動.

3.3 實施階段——小組合作探究 教師跟蹤指導(dǎo)

小組確定之后，每次活動以小組為單位開展.在研究過程中，學(xué)生可能會遇到種種未知的問題，原有的知識不可能一用就靈，這就需要小組成員相互討論，共同協(xié)商，針對具體的問題情境對原有的知識進行再加工和創(chuàng)造，在彼此合作中，成員之間取長補短，提升能力，達成共識，形成合力.

在活動開展過程中，教師應(yīng)敢于放手讓學(xué)生自主探究，但同時也應(yīng)對學(xué)生進行跟蹤觀察，在學(xué)生遇到難以解決的問題時給予及時的指導(dǎo)和幫助.教師指導(dǎo)重在激勵、啟迪、點撥、引導(dǎo)，不能對學(xué)生的活動過程包辦代替.同時，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好活動過程的記錄和活動資料的整理.在每一個步驟完成之后，及時進行評價，通過評價，肯定學(xué)生的進步，指出其中存在的問題，明確下一步研究的方向.

根據(jù)制定的研究方案，運用控制變量法進行探究.將活動中的數(shù)據(jù)記錄如下.

(1)探究一：研究不同材料對小車滑行距離的影響

不同材料對應(yīng)的小車的滑行距離如表1所示.

表1 不同材料對應(yīng)小車滑行距離

(2)探究二：研究導(dǎo)體厚度對小車滑行距離的影響

不同導(dǎo)體厚度對應(yīng)的小車滑行距離如表2所示.

表2 不同銅板厚度對應(yīng)小車滑行距離

(3)探究三：研究小車底盤與滑面距離對小車滑行距離的影響

小車底盤與滑面不同距離對應(yīng)小車滑行距離如表3所示.

表3 小車底盤與滑面距離對應(yīng)小車滑行距離

(4)探究四：研究磁鐵個數(shù)對小車滑行距離的影響

不同磁鐵個數(shù)對應(yīng)的小車滑行距離如表4所示.

表4 磁鐵個數(shù)對應(yīng)小車滑行距離

3.4 總結(jié)階段——表達交流成果 反思遷移應(yīng)用

探究活動結(jié)束之后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對活動的全過程進行全面的梳理和總結(jié)，促進學(xué)生自我反思與表達、同伴交流與對話.總結(jié)著重強調(diào)對活動過程、活動方法、活動結(jié)果、活動意義等方面的體會與感受.在總結(jié)與交流的過程中，應(yīng)注意實事求是；要引導(dǎo)學(xué)生通過總結(jié)與交流，深化體驗，培養(yǎng)能力，發(fā)展思維，提升綜合素養(yǎng).

關(guān)于研究成果的展示，形式是多樣的，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的呈現(xiàn)方式.學(xué)生可以通過撰寫活動報告、反思日志、心得筆記等方式，反思成敗得失，提升個體經(jīng)驗，促進知識建構(gòu)，并根據(jù)同伴及教師提出的反饋意見查漏補缺，明確有待改進的研究方向，深化主題探究和實踐體驗.在條件允許的情況下，教師還可以針對原主題引導(dǎo)學(xué)生生成新的活動主題，從而使預(yù)設(shè)與生成達到有機統(tǒng)一.

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠自主歸納得出以下結(jié)論：

(1)其他條件相同情況下，由于楞次定律，裝載磁鐵的小車在導(dǎo)體上運動要受到磁場力的阻礙作用.

(2)其他條件相同情況下，導(dǎo)體越厚，小車受到的磁場力越大.

(3)其他條件相同情況下，磁鐵與導(dǎo)體間距離越近，磁場越強，小車受到的磁場力越大.

(4)其他條件相同情況下，磁體個數(shù)越多，磁場越強，小車受到的磁場力越大.

得出結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)收獲與所得，學(xué)生能夠利用簡單且低成本的器材設(shè)計楞次定律演示實驗，現(xiàn)象明顯，操作簡單，成本低廉，易于推廣.同時，在設(shè)計實驗的過程中，研究了磁場力大小的影響因素，深化了對楞次定律的本質(zhì)認(rèn)識，增強了科學(xué)探究的能力.

4 總結(jié)

綜合實踐活動作為國家規(guī)定的必修課程，不是其他學(xué)科課程的輔助或附庸，而是高度綜合、具有獨特教育價值的重要課程.通過理論聯(lián)系實際，讓學(xué)生親身體驗，探索自然、親近社會、發(fā)展自我，用探究的方式進行學(xué)習(xí)，積累豐富的直接經(jīng)驗；讓學(xué)生有更多的機會把所學(xué)的知識與科學(xué)、技術(shù)、社會結(jié)合起來，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力，形成良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價值觀.

研究性學(xué)習(xí)作為綜合實踐活動的重要形式之一，具有鮮明的綜合性和實踐性，在活動過程中，學(xué)生經(jīng)歷提出問題、確定主題、制定方案、實施探究、分工合作、表達交流等環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)調(diào)查研究、實驗研究、觀察研究、文獻研究等科學(xué)方法，增強了科學(xué)探究和科學(xué)思維能力.因此，依托研究性學(xué)習(xí)開展高中物理綜合實踐課程，真正有利于學(xué)生在探究中自主建構(gòu)知識，在問題解決中發(fā)展思維能力，在小組分工中培養(yǎng)合作精神，在遷移應(yīng)用中增強創(chuàng)新精神和實踐能力，形成良好的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感，從而促進學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升.