文档介绍：在探索中培养科学素质
——“定向爆破技术”研究性学习的尝试
北京市丰台区首医附中王可
北京市教育学院丰台分院吴勤智审稿
物理学是研究物质结构和运动基本规律的学科,物理知识来源于实践,特别是来源于观察和实验。通过认真观察物理现象,分析物理现象产生的条件和原因,亲自动手使用仪器和处理数据,了解用实验研究问题的基本方法,进而有意识地提高了自己的观察能力和实验能力。
因此实验对学习物理以及培养学生能力的作用是不言而喻的。著名物理学家杨振宁曾多次对中美学生的学习特点加以比较,指出中国学生按部就班地学习多,灵活渗透的学习少,所以我想通过开展研究性学习,使学生亲身参与研究探索,培养收集分析和利用信息的能力,全面培养学生综合运用所学知识收集和处理信息、分析和解决问题。提高学生的语言文字表达能力以及团结协作等能力,使他们学会分享与合作,培养他们的科学态度和科学道德以及对社会的责任心和使命感。
研究性课题是以探索性物理实验为载体的,以协作学习作为实施方式。学生以小组的形式一起进行学习,各自担当一定的角色,共同完成一项任务或解决一个问题。在协作学习中,学生借助教师的帮助,实现学生之间的双向互动,并共享一定的学习资料,充分发挥其主动性和积极性,寻找事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。这项活动有利于培养学生独立思考,以及团结协作的能力,激发学生的学习兴趣和创新意识,课题的研究主要着眼于这些能力与意识的培养,而不在于某项具体知识的学习。
开展研究性学习,明确研究任务,组织好研究小组是非常关键的一环。我主要内容是从学生的认知能力、知识水平、学习方式等几个方面来确定研究的课题。根据研究课题、资源环境的不同,采用异质分组,使小组成员在性别、成绩、能力方面具有一定的差异,具有互补性。对学生进行分组后,我还对学生进行一些基本的社交技能的训练,增强学生个体之间的沟通能力,使学生们之间能够相互信任和支持,建立良好的协作关系。并创设问题情景,指导学生选择研究课题。作为一名指导教师,我的知识和能力是有限的,但我相信学生中蕴藏着巨大的积极性和创造力。我的任务是把他们激励起来,同时自己也在学习和探索过程获得提高,达到教学相长的目的。我担任的是组织者、观察者和指导者,学生是协作研究的主体。
研究前的准备
我和学生一起查阅了了大量的资料,最后共同选定了一个新颖、有趣的课题——定向爆破建模。城市高层建筑的拆除都是采用这种方法,这项科技是上世纪的十大高新科技之一。
:它主要应用力学的知识,可以说是将建筑力学发挥到极致的一项技术,但就其物理原理而言却不是非常复杂,主要是计算建筑物的重心,以及各部件之间的相互作用。专门为小组的同学准备了动量定理和机械能转化和守恒专题讲座。
:为了减少计算量和操作难度,我们采用同一尺寸大小和重量的积木搭建成一座高塔然后进行试验。
在实验前还有一系列准备工作要做。从分组到任务学习需要经过一个准备阶段,使学习者融入协作小组当中。协作小组在明确了任务目标后,小组成员对研究课题进行讨论,设计出小组工作的进程、规则,并为每个人分配相应的角色,明确每个成员的任务职责,最后将成员个人的成果和小组的成果统一起来。具体内容是:
学生通过上网或在图书馆查找有关于这个实验的相关理论知识。
(2)学生想办法购买或定做合适的实验器材—积木。
二