【开展研究性学习在提高青少年科学素质中的实践与探索】

　　[摘要]研究性学习是新课程里一门面向全体高中学生的必修课，以激发学生主动探索的积极性、培养学生的创新精神为课程目标。它主要指学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择并确定研究专题，用类似科学研究的方式主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。研究性学习的实施一般分为四个阶段：进入问题情境阶段、实践体验阶段、表达交流阶段和评价阶段，每一阶段都使学生不仅获得相关知识和技能、体验科学探索过程和方法、提高动手能力、增强创新意识，而且培养一种在困难和挫折面前不怕苦、不低头、积极乐观的科学意志品质；学生的潜能在活动中被充分的挖掘出来，从而使创新精神和创新能力得到发展，科学素养和科学能力得到提高；还让学生更加关注我们的社会、我们的环境、周边人们的生活和所遇到的问题，增强学生的社会责任感；学会与各种人群交往和团队协作，尊重和欣赏别人的劳动，培养工作的责任心。
　　[关键词]研究性学习　中学生　科学素质　科学能力
　　
　　2006年国务院下达《全民科学素质行动计划纲要》，指出科学素质是公民素质的重要组成部分，公民具备基本科学素质一般是指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。《全民科学素质行动计划纲要》把未成年人科学素质的提高放在首位，为了提高中学生科学素质，培养学生创新精神和实践能力，转变学生的学习方式和教师的教学方式，教育部在《全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)》中增设了包括研究性学习在内的综合实践活动。研究性学习课程主要指学生在教师指导下。从学习生活和社会生活中选择并确定研究专题。用类似科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。研究性学习课程是新课程里的一门面向全体高中学生的必修课，占15个学分。在2008～2009学年度我校在高中一年级开设这门必修课，真正进入学生的课表，并以激发学生主动探索的积极性，培养学生的创新精神为课程目标。
　　笔者有幸成为我校第一个专职研究性学习课程教师。研究性学习的实施一般分为四个阶段：进入问题情境阶段、实践体验阶段、表达交流阶段和评价阶段，每一阶段都以培养学生科学素养为目标，现就我校开展该课程的过程和方法以及成果介绍如下。
　　
　　一、指导学生如何选题――问题情境阶段
　　
　　该课程所面临的首要任务就是指导学生选题。选题是否合适直接影响到学生课题实施的过程、最后活动成果的质量和课程的目标是否能达到等一系列问题。在学生选题阶段应着重解决三个问题：第一，要让学生知道课题的基本类型，为选题做好准备。研究性学习的课题大致分为以下几种类型：社会调查型，即是学生对某种现象或是某个问题进行调查研究，然后撰写调查报告；创造发明型，指学生通过自己动手实践，认真进行科学发明的尝试，并取得一定的成果，这是研究性学习中的最高层次；知识探究性，指学生就某一方面知识，在教师的指导下拓宽学习的方位，获得学习体验，最后形成学习报告，这是研究性学习中的较低层次。第二，学生明确选题的原则，主要有自主性，选题一定要自主自愿，以自己的兴趣和较为擅长的方面为出发点，所选的课题还要符合学生的内在需求，这样学生完成课题的成功性就有了保障；同时学生的选题一定要考虑可行性，包括课题进行过程中所需要的人力、物力、财力、知识基础、时间和精力等各个不同的方面，不能只考虑兴趣，如果学生的选题太难或条件无法满足，这样的课题只能停留在选的基础上，而根本就谈不上继续往下发展，还会打击学生的积极性：还有就是考虑课题开展过程中学生都学到了什么，不要一味的追求创新性、科学性和严密性，课题只是载体，关键在于学生是否获得某种学习方法，掌握某种学习技能，思维得到锻炼和提高等等方面。第三，研究性学习的组织形式主要有三种类型：小组合作研究、个人独立研究、个人研究与全班集体讨论相结合。其中小组合作研究是课题开展经常采用的组织形式，所以要解决好小组协作问题。
　　在课堂上笔者主要采取两大类不同的选题实践，第一大类主要是学生根据自己的兴趣自由选题。即笔者先在班内介绍和布置研究性学习任务。使学生明确这门新课程的内容，并根据自己的兴趣点出发不确定范围自由的选题，然后各自相对独立地开展研究活动，用几个月到半年时间完成相应课题。选题内容包括课题的题目、选题的原因、选题的意义或实用价值、创新点和课题实施的可行性等5个不同的方面。然后给每个学生到讲台说课题的机会，下面的同学充当评委给其提出问题和建议，这样既锻炼学生的语言表达能力，又修正和丰富学生的想法，有利于课题的立项。这种方式我选择高一年级的一半班级进行实践，效果很好，发现有些学生的想法确实很独特，最后经过学生和教师的共同商议评选出部分优秀的课题进行实施阶段。例如，高一(1)班的刘超逸是全班第一个在研究性学习课上发言的同学，题目是《方便大型重物运上楼梯的装置》，当看到同学和老师一起快速转动大脑为他提供建议、议论层出不穷的时候，他有种自豪的感觉!于是这样的动力指引着他在今后的课堂中认真思考，积极动脑，很多想法一个个出炉了，算是个高产“发明家”。
　　第二大类，笔者首先在班级内营造一种问题情境，确定研究大的方向，学生自己提出和选择相应子课题。比如“关于中学生学习压力的调查和解决”这个问题，我从现在学生的书包越来越重，在校学习的时间越来越长，晚上写作业的时间越来越晚以及一些实例等。让学生分析原因。学生深有感触地说现在他们有来自学校、老师、家长和社会等不同方面的压力。他们被4座大山压得喘不过来气，这样一下子就调动学生的积极性，想了解更多学生的眼里以及怎么解决或缓解压力等问题成为学生讨论的焦点，最后在这个班里成立“关于中学生学习压力的调查和解决”课题组。接下来笔者引导学生从那些方面进行研究，班里学生讨论的非常激烈，最后定下7个子课题分别是：对在校的初、高中六个年级的学生进行抽样调查；通过网上、图书馆查找如何缓解学生的压力；请天津师范大学心理学教授到学校作相关内容的报告；请校内心理辅导教师成立“调节学生压力办公室”长期给学生咨询；征文活动；寻找校内部分同学介绍亲身体验给其他同学以帮助：可以在校广播时间定期给学生讲故事以缓解其压力。确定子课题之后，让学生根据自己的兴趣自由结组，选好组长之后就可以进行实施阶段了。
　　第一轮选题结束后，全校高一年级12个班的选题结果涉及到调查报告50多项，最后立项进行研究的有39项；涉及到小发明和小制作120多项，最后综合考虑项目的可行性和创新性，最后留下来进行立项研究的有98项，其中学生有能力独立完成63项，需要寻找相关科技辅导员的项目35项。在这一阶段由于笔者事先给学生 大量的例子，包括以前学生获奖的项目・、以前我校开展研究性学习活动的资料、在外听专家讲座的例子、从专利之家网站下载的大量作品图片等，这些资料开阔了学生的眼界，丰富了学生的想象力，提高了学生的观察能力，培养了学生的问题意识。有利于学生选出质量高的课题。
　　
　　二、课题实施阶段
　　
　　研究性学习课程不仅要重视学生探究活动的结果，更要重视学生的实践研究过程，即为什么要研究、研究什么、怎样开展研究、通过研究能在多大程度上解决要研究的问题等等。这样学生选好课题后就要进入具体解决问题的过程，通过实践、体验，形成一定的观念、态度，掌握一定的方法。
　　本阶段，实践、体验的内容包括：(1)搜集和分析信息资料。学生应了解和学习收集资料的方法，掌握访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等获取资料的方式，并选择有效方式获取所需要的信息资料；要学会判断信息资料的真伪、优劣，识别对本课题研究具有重要关联且有价值的资料，淘汰边缘资料；学会有条理、有逻辑地整理与归纳资料；最后综合整理信息进行判断，得出相应的结论。这时要反思所得结论是否充分地回答了要研究的问题，是否有必要采取其他方法获取证据以支持所得结论。(2)调查研究。学生应根据个人或小组集体设计的研究方案，按照确定的研究方法，选择合适的地方进行调查，获取调查结果。在这一过程中，学生应如实记载调查中所获得的基本信息，形成记录实践过程的文字、音像、制作等多种形式的“作品”，同时要学会从各种调研结果、实验、信息资料中归纳出解决问题的重要思路或观点。并反思对是否获得足以支持研究结论的证据，是否还存在其他解释的可能。(3)小制作和小发明。这些课题的研究过程要求学生动手动脑能力较强，根据自己的设想先是画出原理图。并不断的修正。然后根据设计的需要寻找材料，此处我们提倡废物利用，不主张学生花钱购买材料。在学生动手操作过程中，体现创新。(4)初步的交流。学生通过收集资料、调查研究得到的初步研究成果在小组内或个人之间充分交流，学会认识客观事物，认真对待他人意见和建议，正确地认识自我，并逐步丰富个人的研究成果，培养科学精神与科学态度。
　　在具体指导学生课题时，由于课题数量比较多，难易程度又有很大的差别，根据实际情况，笔者采取不同的辅导策略。调查报告一类的课题，我的出发点就是学生在整个调查研究过程中要占95％以上的工作，即是在选好课题、清楚如何设计调查问卷的情况下，由小组成员自己商量起草调查问卷的内容。之后在课堂上由该小组派出代表给全班同学分析问卷，让班内所有的同学提出问题和建议以及优缺点，集思广益，最后我再提出参考意见，小组成员根据大家的意见进行内容修改，直至最后定稿。根据学生自己的要求印制问卷数量，一般在500～2000之间不等，之后就是学生自己的事情，发问卷、收问卷和统计数据等基本工作。最后，根据课堂上所讲的如何撰写调查报告等相关内容，小组成员商量如何分配任务，最终提交成文的调查报告。根据学生撰写的情况，笔者对学生的作品提出相应修改意见，让其逐一进行修改，直至大家最后都满意为止。写好调查报告后还要把它转化成幻灯片在课堂上进行论文答辩。
　　小制作和小发明这一类课题要求学生动手能力较强。笔者把他们分为两大类，一种是比较简单的小制作，学生完全有能力独立完成的。例如。3班姚怡颖同学制作的“防哈气的口罩”，4班李品一同学“家用防臭型方便垃圾桶”，5班曹友霖同学“DIY墙上自定义挂袋”，12班蒲禅姝同学“盲人倒水器”，7班葛奉天同学“简易单词杯”，7班梁秋实同学“遥控自动窗帘”等等。另一大类就是有一定难度，涉及到物理和劳技等学科内容，据此情况。笔者找到相应学科的科技辅导员。让他们认领自己领域且感兴趣的课题，以便协助学生完成课题。例如，10班冯晨同学“鱼的自动喂食器”，1班刘超逸同学“方便大型重物运上楼梯的装置”，2班武嘉臻“感应式洗手液瓶”，9班武磊同学“环保手动充电的小风扇”等等，还有很多课题目前正在进行中。对于学生已经做好的作品我们要给其充分课堂展示的机会，使其具有成就感。
　　
　　三、表达和交流阶段
　　
　　在这一阶段，学生要将取得的收获进行归纳整理、总结提炼，形成书面材料和口头报告材料。成果的表达方式要提倡多样化，除了按一定要求撰写实验报告、调查报告以外，还可以采取开辩论会、研讨会、搞展板、出墙报、编刊物(包括电子刊物)等方式。学生通过交流、研讨分享成果。这是研究性学习不可缺少的环节。在交流、研讨中，学生要学会欣赏和发现他人的优点，学会理解和宽容以及客观地分析和辩证地思考，也要敢于、善于申辩。
　　
　　四、综合评价阶段
　　
　　对活动的评价，主要采用激励性评价，就是让每一个学生都获得激励，都有成功的体验，都拥有自信心，都在原有水平上有新的进步。所以，在评价阶段主要分三个方面进行。
　　1　过程评价
　　建立小组的活动手册，学生把每一活动后的感受、收获、遇到的问题和困难以及解决的办法、创新的想法等都记录在册，用照片和录像做好过程记录，教师可以在活动开展过程中即兴评价。
　　2　定量评价
　　成果评价，学生最后的宣传册，材料、倡议书、漫画等等。
　　3　总体定性评价
　　分为学生自我评价、学生之间的互评和教师的评价3个方面，明确研究性学习的目的不在于结果，不能以成败论英雄，而更看中学生活动的过程，所以要肯定学生们的工作。
　　经过近一年课程实施，我们感触最大的就是研究性学习课程是面对全体学生而不是个别学生或兴趣小组。在阅读学生对这门课程的认识和看法以及学生在研究过程中的体会时，笔者深刻体会到研究性学习课程的魅力就在于学生不仅获得相关知识和技能、体验科学探索过程和方法、提高动手能力、增强创新意识，而且培养一种在困难和挫折面前不怕苦、不低头、积极乐观的科学意志品质；更使我们兴奋的是，学生的潜能在活动中被充分的挖掘出来，从而使创新精神和创新能力得到发展，科学素养和科学能力得到提高；还让学生更加关注我们的社会、我们的环境、周边人们的生活和所遇到的问题，增强学生的社会责任感；学会与各种人群交往，尊重和欣赏别人的劳动，培养工作的责任心。鉴于此，笔者真心希望这门课程能够坚持开下去。为学生的终身发展奠基。