高中生物研究性学习论文
研究性学习走进物理课堂
太原十二中贾雷
摘要：当前有关创新精神和实践能力的培养的问题引起了教育界和全社会的广泛关注，如何在物理教学中实施成为当前的要务，而研究性学习顺应了这一历史的客观要求。现存的物理学教学方式具有一定的局限性，以研究性学习的方式建立物理学知识框架具有独特的优势。积极创新情境，让学生体验科学探究过程，学习科学探究的方法，养成科学探究的能力，是物理教学的重要任务之一。因此本文就此问题结合物理课堂教学的实践谈些粗浅看法。关键词：研究性学习物理教学必要性把握注意事项一、在高中物理教学中贯穿研究性学习的必要性新一轮课程改革倡导学生开展自主学习、探究学习、合作学习，倡导建立积极的价值观，倡导“参与式”教学理念，在教学过程中渗透学生的创新精神和创造能力的培养，这些教育改革的新观念已引起了教育界和全社会的广泛关注，并成为当前基础教育改革的一个热点。研究性学习是由学生在一定的生活情境中发现问题，选取专题、设计研究方案，通过主动的探索和研究而求得问题的解决，从而了解和体验科学探索的过程，养成自主探究。向高中学生传授科学研究的知识和方法，并在活动课程或课外活动中开展一些课题研究活动，是培养创新意识和实践能力的一个重要方面，因而研究性学习顺应了这一历史的客观要求。
研究性学习过程运用于物理教学，具有以下优势：①研究性学习能让学生自主地参与观察生命现象，探索生命本质，从而获得物理学知识，有效地形成物理学概念；②研究性学习的核心在于培养学生对生命科学的探究能力，而探究能力又是形成物理学概念的前提；③研究性学习能培养学生探究物理世界的积极态度，如同交给学生一把开启生命科学宝库的金钥匙．
传统的物理课堂教学都是按学科知识的逻辑体系进行教学，以传授课本知识获得间接经验为主。即使是演示实验和学生实验都是教师的控制下按部就班地进行。知识的传授很少有机会与学生的生活以及社会实践相联系。在物理课程中，贯穿研究性学习，正是在这样的背景下提出来的。在物理课堂教学中进行研究性学习，符合研究性学习的特点，可给学生一些真正属于他们自己的学习时间和空间，让学生在实践中得到锻炼和提高，加深对生命科学的理解和热爱，更好地体现物理教学与社会发展的联系。二、物理教学中研究性学习的把握
物理科学素养作为科学素养的一部分，是现代人一生都需要，并应不断得到发展的。一个人的职业可能与物理学没有直接关系，但任何人的生活和工作都不可能脱离物理圈，况且人就是最重要的物理。物理学素养包括具备基本的物理学知识，相应的技能和能力，对社会中的物理学问题的解决有浓厚兴趣并积极参与，用正确的价值观规范自己的态度、行为和习惯。同时，科学是开放的、发展的，今天被认为是正确的，明天未必仍然完全正确，科学贵在创新，要不断增强创新意识。从这意义上讲，物理学科开展研究性学习有一定的学科优势，学生容易选择那些与生活息息相关的比较感兴趣的专题进行研究，具备了研究性学习内容选择的开放性特点，面对着广泛的内容，应该如何选题呢？1．最好的教学法一兴趣教学。
兴趣是学生学习的原动力。充分发挥学生的潜能，寓教于学，寓教于乐，从而使学生在轻松的氛围中，掌握了知识的要点。从教育心理学的角度来看，人的活动都是由一定的动机引起的，学生的学习和研究也是如此。在物理教学中，教学若能紧密结合物理教学内容，提出一些学生欲答不能而又迫切想了解的、与生产生活密切关联的物理问题，并充分利用现代教学手段，积极创设开放的教学情景，将会诱发学生的探索研究动机，从而激发学生对周围有关物理现象的关注，激发对物理的情感倾向。只有在学生产生了兴趣的起点上，才会引发积极的思索和产生探求未知的愿望。他们才会积极主动地学习，不会觉得学习是一种负担，甚至有时废寝忘食。2．合理质疑激发学生思考。
教师的作用不仅仅在于“给出知识”，更重要的是能引出活动！要善于设计疑问，激发学生的认识冲突，使其处于积极主动的地位，从而把他们的注意力引向所研究的问题上来。问题应该是整个教学过程的主线，教学活动自始至终均应用围绕着问题展开。让学生在不断提出新问题，认识新问题和解决新问题中提高综合素质。这样才有利于学生自主学习的形成、创新思维的培养。在课程教学的课堂里，学科知识本身的丰富性会带来学生思维的多相性，各种各样不同领域的问题涌向教师，教师不可能接触所有领域的知识，一时回答不出来不足为奇，重要的是教师要善于引导学生进行讨论和探索，保持学生探究的热情和兴趣，并能与共同面对问题进行研究。教师要让自己成为学生活动的参与者。3．可操作性学习信心毅力的培养
研究性学习的选题必须考虑是否具备观察、调查、实验等客观条件，包括学校条件、学生条件、社会条件，只有这样，学生的研究才能按部就班、有事可干，有充实感，有成功喜悦感。因此选题必须来源于学生身边周围发生的问题或者通过学生老师共同努力就能得到解决的问题，以做到切实可行。学生参与知识的形成过程，在动口、动手、动脑中，激活学生原有的知识储存，有利于智慧技能的迁移，参与中建构自己的认知结构。让学生在真实而未知的情境中动手去探求真知，亲自去解决实际问题，学习实验技能的方法，认识科学知识的价值，调动学生的积极性，不断产生探究的愿望，有助于学生确立克服困难的意志和信心。4．设置悬念延伸教学
我国的章回体小说都做了妙趣夺人的心理设计，每当故事发展到高潮时，矛盾冲突达到白热化程度时，作者往往要来一个急刹车，以“欲知后事如何，且看下回分解”告一段落，使读者产生欲知不得，欲罢不能的心理，这就悬念心理，所以课堂教学中教师要根据学生的这种心理特点和教材具体内容，恰当设置悬念，而且教师应有意识地留问题给学生，使教学延伸到课外，让学生对所学知识“回味无穷”。三、物理教学中研究性学习的初步实践
1．贴近生活，引入课题，进行推测，提出假设
本教学设计从教师有目的的给出材料日常生活中的淀粉消化的速度与生产过程中淀粉水解速度比较直接切入课题，引起学生兴趣的同时，提出问题，引发学生思考物理体内的催化剂酶的特点。
材料：人每天都需要吃饭，人体消化的速度相当快。人体内每小时可以水解500吨淀粉，相同质量的淀粉，在有足够的酸作为催化剂的条件下，全部水解需要十几天。这个事实说明了什么问题？
学生回答：酶的催化作用具有高效性。
教师引导：酶是物理催化剂，它和无机催化剂相比，可能具有高效性的特点。怎样才能知道酶具有高效性呢？
2．点拨启发，设计方案，实验探索
教师引导：我们在无机化学当中学过催化剂，怎样能确定哪种催化剂的效率更高呢？学生讨论得出结论：比较相同化学反应在不同的催化剂的催化作用下，通过化学反应速度可以确定催化剂的催化效率化学反应速度越快的，催化剂的效率越高；反之，催化效率越低。教师引导：化学反应速度怎样才能确定呢？
学生思考回答：通过反应物的消耗速度或者产物的生成速度比较可以看出来。
材料：过氧化氢（H2O2）在Fe3+的催化下，也可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。据测算，每滴氯化铁中的Fe3+数，大约是肝脏研磨液中过氧化氢分子数的25万倍。从数目上看，一滴含有催化剂的容液中，Fe3+数远远大于过氧化氨酶的分子数。
如果现在我们想弄清楚Fe3+与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催化效率高，那么，我们应该如何设计这个实验？
问题引发了学生的热烈讨论。面对学生的争论、教师不急于点评。先让学生相互点评，最后经教师分析比较，最终筛选出下列设计方案对猜想进行探究分组实验。
实验设计引导：要比较Fe3+和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的其他条件应该相同，如两个试管中过氧化氢溶液的量应该相同，Fe3+和动物肝脏也应尽可能同时加入两个试管中。然后通过产物O2的产生速度，即气泡的产生量、带火星的卫生香的复燃速度，或者试管温度的变化最终确定酶与无机催化剂效率高低。
教师在引导过程中，要注重等量原则，科学性原则，可操作性原则等总要的实验设计原则的渗透。
学生按实验设计步骤分组实验。并思考问题：1.你在实验过程中观察到哪些实验现象？2.通过这个实验你可以得出什么结论？
通过以上的引导，从提问、引导猜想，设计实验进行探究，环环相扣，有的放矢，学生的求知欲望冉冉升起，为下一步探索研究作了良好的铺垫。既能让学生进行自主学习，又在实验的设计过程中，培养学生的创新精神，提高学生的科学素养。3．实践拓展，深化认识
通过实验探究得出结论，酶的一个特性高效性。给出生产实践资料，学生在分析中，深化学生认识，加强学生科学就在身边的探究思想。资料：人们在生产实践中就是利用了酶的这个特性，比如说在污染物的处理上，废旧塑料的大批量降解利用的就是相关的酶,塑料自然降解需要上百年的时间，甚至需要更长时间，而利用专用酶处理相等量的塑料几天内就可以完成。四、在实施过程中的注意事项
1．研究性学习应该面向全体学生。离开了全体学生这个层面，研究性学习就完全背离了它的初衷。所以，要让研究性学习避免"贵族化"，走向"平民化"，就得重研究过程，而淡化研究成果。如果成果不期而遇，自然是个惊喜，但不出成果，只要"学会了研究"，也是极大的收获。
2．研究性学习的选择要有的放矢。学生的认知结构能力水平参差不齐，给选题带来了困难。课题的设置首先必须体现学生的自主性，激发学生学习的热情，同时课题必须符合学生现有的知识能力，同时又应有一定的难度与梯度，能开拓学生的思维；但在同一学校同一班级学生的认知结构能力水平参差不齐，给选题带来了困难，选题应该面对哪一层次的学生。如果面对尖子生，那么其他学生就产生畏难情绪，没有积极性，无从下手，从而在活动形成依赖心理，如果只获得了别人整理好的有序的知识而没有自己的理解，达不到实践能力和创新精神的培养；如果忽视尖子生，尖子生又得不到培养；如果分组过多，选题过多，老师又没有太多的精力去指导。
3．谨防对物理研究性学习只重形式而不重实质。部分教师为了赶“潮流”或通过压力又不得不向研究性学习靠拢，因此在形式上僵硬地套用“类似研究”的方式和“设问探究解答”模式进行课堂教学，把物理课堂搞得“四不像”，不但未能培养学生的探究能力，而且在传授知识这个层面上也未达到预期的教学目标。夸大了研究性学习的功效，盲目追从研究性学习，部分教师不管这节课是否适合用研究性学习方式，每节课，每个知识点都用这种方式去讲解，“千篇一律、生搬硬套”，完全忽视了传统的教学模式的优点，把研究性学习视为“万能产品”。这样的研究性学习取不到应有的教学效果。顺利开展研究性学习的一个关键因素在于教师观念的转变。五、研究性学习的意义
1．从科学研究的意义上讲，通常发现问题比解决问题更重要，地圆学说的提出是哥伦布航行美洲的认识依据，法拉第的电磁感应原理是电力广泛运用的理论基础。因此，认真选题并进行可行性研究的初步论证是进行研究性学习的起始。科学家们都认为，提出问题是学得真知的关键一步，一个人在学习的过程中，假如提不出问题，那么就很难想像他真正地学到了什么。
2．通过教学中的教学方式的转变，惊喜地发现，无论是对老师的教还是对学生的学，都有很大的促进作用。首先，研究性学习从根本上改变了过去那种传统的教学模式，变老师讲学生听为真正学生自己学、自己发现问题、自己想办法解决。充分激发了学生的热情，体现了学生的主体性、主动性，在一定程度上培养了学生掌握、运用、分析信息材料的能力，开拓了学生的眼界和思维能力，学到了许多课本上没有学到的知识，大大丰富了学生的思维方法，形成了一系列良好的思维品质。第二，研究性学习给我们的教学方式及老师提出了更新的挑战。研究性学习让我们的学生大胆探索，充分发挥学生的主体性、主动性，学生人多，思维不受限制，老师的引导如何发挥作用，这就给我们老师的教学方式提出了新的要求，因此，随着涉及的面越来越广，这就要求教师必须加强学习，不断拓宽自己的知识面。有动力就有进步，研究性学习对推动教学改革有着极大的促进作用，实质上，它将带来教法和学法一次新的革命。
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研究性学习过程运用于生物教学，具有以下优势：①研究性学习能让学生自主地参与观察生命现象，探索生命本质，从而获得生物学知识，有效地形成生物学概念；②研究性学习的核心在于培养学生对生命科学的探究能力，而探究能力又是形成生物学概念的前提；③研究性学习能培养学生探究生物世界的积极态度，如同交给学生一把开启生命科学宝库的金钥匙．
传统的生物课堂教学都是按学科知识的逻辑体系进行教学，以传授课本知识获得间接经验为主。即使是演示实验和学生实验都是教师的控制下按部就班地进行。知识的传授很少有机会与学生的生活以及社会实践相联系。在生物课程中，贯穿研究性学习，正是在这样的背景下提出来的。在生物课堂教学中进行研究性学习，符合研究性学习的特点，可给学生一些真正属于他们自己的学习时间和空间，让学生在实践中得到锻炼和提高，加深对生命科学的理解和热爱，更好地体现生物教学与社会发展的联系。二、生物教学中研究性学习的把握
生物科学素养作为科学素养的一部分，是现代人一生都需要，并应不断得到发展的。一个人的职业可能与生物学没有直接关系，但任何人的生活和工作都不可能脱离生物圈，况且人就是最重要的生物。生物学素养包括具备基本的生物学知识，相应的技能和能力，对社会中的生物学问题的解决有浓厚兴趣并积极参与，用正确的价值观规范自己的态度、行为和习惯。同时，科学是开放的、发展的，今天被认为是正确的，明天未必仍然完全正确，科学贵在创新，要不断增强创新意识。从这意义上讲，生物学科开展研究性学习有一定的学科优势，学生容易选择那些与生活息息相关的比较感兴趣的专题进行研究，具备了研究性学习内容选择的开放性特点，面对着广泛的内容，应该如何选题呢？1．最好的教学法一兴趣教学。
兴趣是学生学习的原动力。充分发挥学生的潜能，寓教于学，寓教于乐，从而使学生在轻松的氛围中，掌握了知识的要点。从教育心理学的角度来看，人的活动都是由一定的动机引起的，学生的学习和研究也是如此。在生物教学中，教学若能紧密结合物理教学内容，提出一些学生欲答不能而又迫切想了解的、与生产生活密切关联的物理问题，并充分利用现代教学手段，积极创设开放的教学情景，将会诱发学生的探索研究动机，从而激发学生对周围有关物理现象的关注，激发对物理的情感倾向。只有在学生产生了兴趣的起点上，才会引发积极的思索和产生探求未知的愿望。他们才会积极主动地学习，不会觉得学习是一种负担，甚至有时废寝忘食。2．合理质疑激发学生思考。
教师的作用不仅仅在于“给出知识”，更重要的是能引出活动！要善于设计疑问，激发学生的认识冲突，使其处于积极主动的地位，从而把他们的注意力引向所研究的问题上来。问题应该是整个教学过程的主线，教学活动自始至终均应用围绕着问题展开。让学生在不断提出新问题，认识新问题和解决新问题中提高综合素质。这样才有利于学生自主学习的形成、创新思维的培养。在课程教学的课堂里，学科知识本身的丰富性会带来学生思维的多相性，各种各样不同领域的问题涌向教师，教师不可能接触所有领域的知识，一时回答不出来不足为奇，重要的是教师要善于引导学生进行讨论和探索，保持学生探究的热情和兴趣，并能与共同面对问题进行研究。教师要让自己成为学生活动的参与者。3．可操作性学习信心毅力的培养
研究性学习的选题必须考虑是否具备观察、调查、实验等客观条件，包括学校条件、学生条件、社会条件，只有这样，学生的研究才能按部就班、有事可干，有充实感，有成功喜悦感。因此选题必须来源于学生身边周围发生的问题或者通过学生老师共同努力就能得到解决的问题，以做到切实可行。学生参与知识的形成过程，在动口、动手、动脑中，激活学生原有的知识储存，有利于智慧技能的迁移，参与中建构自己的认知结构。让学生在真实而未知的情境中动手去探求真知，亲自去解决实际问题，学习实验技能的方法，认识科学知识的价值，调动学生的积极性，不断产生探究的愿望，有助于学生确立克服困难的意志和信心。4．设置悬念延伸教学
我国的章回体小说都做了妙趣夺人的心理设计，每当故事发展到高潮时，矛盾冲突达到白热化程度时，作者往往要来一个急刹车，以“欲知后事如何，且看下回分解”告一段落，使读者产生欲知不得，欲罢不能的心理，这就悬念心理，所以课堂教学中教师要根据学生的这种心理特点和教材具体内容，恰当设置悬念，而且教师应有意识地留问题给学生，使教学延伸到课外，让学生对所学知识“回味无穷”。三、生物教学中研究性学习的初步实践
1．贴近生活，引入课题，进行推测，提出假设
本教学设计从教师有目的的给出材料日常生活中的淀粉消化的速度与生产过程中淀粉水解速度比较直接切入课题，引起学生兴趣的同时，提出问题，引发学生思考生物体内的催化剂酶的特点。
材料：人每天都需要吃饭，人体消化的速度相当快。人体内每小时可以水解500吨淀粉，相同质量的淀粉，在有足够的酸作为催化剂的条件下，全部水解需要十几天。这个事实说明了什么问题？
学生回答：酶的催化作用具有高效性。
教师引导：酶是生物催化剂，它和无机催化剂相比，可能具有高效性的特点。怎样才能知道酶具有高效性呢？
2．点拨启发，设计方案，实验探索
教师引导：我们在无机化学当中学过催化剂，怎样能确定哪种催化剂的效率更高呢？学生讨论得出结论：比较相同化学反应在不同的催化剂的催化作用下，通过化学反应速度可以确定催化剂的催化效率化学反应速度越快的，催化剂的效率越高；反之，催化效率越低。教师引导：化学反应速度怎样才能确定呢？
学生思考回答：通过反应物的消耗速度或者产物的生成速度比较可以看出来。
材料：过氧化氢（H2O2）在Fe3+的催化下，也可分解成H2O和O2，动物新鲜肝脏中含有的过氧化氢酶也能催化这个反应。据测算，每滴氯化铁中的Fe3+数，大约是肝脏研磨液中过氧化氢分子数的25万倍。从数目上看，一滴含有催化剂的容液中，Fe3+数远远大于过氧化氨酶的分子数。
如果现在我们想弄清楚Fe3+与过氧化氢酶，哪一种催化剂的催化效率高，那么，我们应该如何设计这个实验？
问题引发了学生的热烈讨论。面对学生的争论、教师不急于点评。先让学生相互点评，最后经教师分析比较，最终筛选出下列设计方案对猜想进行探究分组实验。
实验设计引导：要比较Fe3+和过氧化氢酶的催化效率，设计实验中的其他条件应该相同，如两个试管中过氧化氢溶液的量应该相同，Fe3+和动物肝脏也应尽可能同时加入两个试管中。然后通过产物O2的产生速度，即气泡的产生量、带火星的卫生香的复燃速度，或者试管温度的变化最终确定酶与无机催化剂效率高低。
教师在引导过程中，要注重等量原则，科学性原则，可操作性原则等总要的实验设计原则的渗透。
学生按实验设计步骤分组实验。并思考问题：1.你在实验过程中观察到哪些实验现象？2.通过这个实验你可以得出什么结论？
通过以上的引导，从提问、引导猜想，设计实验进行探究，环环相扣，有的放矢，学生的求知欲望冉冉升起，为下一步探索研究作了良好的铺垫。既能让学生进行自主学习，又在实验的设计过程中，培养学生的创新精神，提高学生的科学素养。3．实践拓展，深化认识
通过实验探究得出结论，酶的一个特性高效性。给出生产实践资料，学生在分析中，深化学生认识，加强学生科学就在身边的探究思想。资料：人们在生产实践中就是利用了酶的这个特性，比如说在污染物的处理上，废旧塑料的大批量降解利用的就是相关的酶,塑料自然降解需要上百年的时间，甚至需要更长时间，而利用专用酶处理相等量的塑料几天内就可以完成。四、在实施过程中的注意事项
1．研究性学习应该面向全体学生。离开了全体学生这个层面，研究性学习就完全背离了它的初衷。所以，要让研究性学习避免"贵族化"，走向"平民化"，就得重研究过程，而淡化研究成果。如果成果不期而遇，自然是个惊喜，但不出成果，只要"学会了研究"，也是极大的收获。
2．研究性学习的选择要有的放矢。学生的认知结构能力水平参差不齐，给选题带来了困难。课题的设置首先必须体现学生的自主性，激发学生学习的热情，同时课题必须符合学生现有的知识能力，同时又应有一定的难度与梯度，能开拓学生的思维；但在同一学校同一班级学生的认知结构能力水平参差不齐，给选题带来了困难，选题应该面对哪一层次的学生。如果面对尖子生，那么其他学生就产生畏难情绪，没有积极性，无从下手，从而在活动形成依赖心理，如果只获得了别人整理好的有序的知识而没有自己的理解，达不到实践能力和创新精神的培养；如果忽视尖子生，尖子生又得不到培养；如果分组过多，选题过多，老师又没有太多的精力去指导。
3．谨防对生物研究性学习只重形式而不重实质。部分教师为了赶“潮流”或通过压力又不得不向研究性学习靠拢，因此在形式上僵硬地套用“类似研究”的方式和“设问探究解答”模式进行课堂教学，把生物课堂搞得“四不像”，不但未能培养学生的探究能力，而且在传授知识这个层面上也未达到预期的教学目标。夸大了研究性学习的功效，盲目追从研究性学习，部分教师不管这节课是否适合用研究性学习方式，每节课，每个知识点都用这种方式去讲解，“千篇一律、生搬硬套”，完全忽视了传统的教学模式的优点，把研究性学习视为“万能产品”。这样的研究性学习取不到应有的教学效果。顺利开展研究性学习的一个关键因素在于教师观念的转变。五、研究性学习的意义
1．从科学研究的意义上讲，通常发现问题比解决问题更重要，地圆学说的提出是哥伦布航行美洲的认识依据，法拉第的电磁感应原理是电力广泛运用的理论基础。因此，认真选题并进行可行性研究的初步论证是进行研究性学习的起始。科学家们都认为，提出问题是学得真知的关键一步，一个人在学习的过程中，假如提不出问题，那么就很难想像他真正地学到了什么。
2．通过教学中的教学方式的转变，惊喜地发现，无论是对老师的教还是对学生的学，都有很大的促进作用。首先，研究性学习从根本上改变了过去那种传统的教学模式，变老师讲学生听为真正学生自己学、自己发现问题、自己想办法解决。充分激发了学生的热情，体现了学生的主体性、主动性，在一定程度上培养了学生掌握、运用、分析信息材料的能力，开拓了学生的眼界和思维能力，学到了许多课本上没有学到的知识，大大丰富了学生的思维方法，形成了一系列良好的思维品质。第二，研究性学习给我们的教学方式及老师提出了更新的挑战。研究性学习让我们的学生大胆探索，充分发挥学生的主体性、主动性，学生人多，思维不受限制，老师的引导如何发挥作用，这就给我们老师的教学方式提出了新的要求，因此，随着涉及的面越来越广，这就要求教师必须加强学习，不断拓宽自己的知识面。有动力就有进步，研究性学习对推动教学改革有着极大的促进作用，实质上，它将带来教法和学法一次新的革命。
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