低年级大学生研究性学习的实践研究——以《电磁学》课程为例

摘要

创新型人才是有健全人格、有创新精神和实践能力的人。当前，世界各国都已经认识到，教育是国际竞争的战略要地，创新是教育的时代最强音，知识经济时代需要大量的创新型人才。高等教育肩负着培养大量高层次创新型人才的使命，而大学本科教学则直接关系到能否实现这一培养目标。时代要求大学的教学是由“教”向“学”、由“被动”向“主动”的转移。而实现这一转变的关键是从大学低年级开展研究性学习。
　　 为了顺利实现在大学低年级开展研究性学习，我们尝试将研究性教学的理念引入课程中，旨在扭转学习观念、转变学习方式、建立学习习惯、形成研究学习的能力，培养低年级大学生的创新能力和实践能力，使我们的学生具有较强的竞争力。如何在低年级学科教学中实施研究性学习，学生进行研究性学习可以采取何种模式，教师可以采用哪些有效策略促进在低年级开展有效的研究性学习，就笔者所查阅的大量文献来看，迄今为止，对于上述问题仍没有人进行系统的研究。因此，本研究不仅必要，而且具有重要的理论和实用价值。
　　 本文从研究性学习产生的背景入手，分析了国内外在研究性学习方面的研究现状和现有研究中的不足之处，论证了在低年级大学生中开展研究性学习的意义和本课题研究的可行性。并在具体的教育理论指导下，明确了研究性学习的内涵;阐述了研究性学习与学科教学的关系以及在低年级开展研究性学习的特点。本文独创性地从理论上构建了两种研究性学习模式。即“问题解决”模式—强调培养学生的问题意识，侧重综述类课题的研究，以培养学生初级研究能力为目标。“自主创新”模式—强调培养学生自主性和主动性，侧重学术类课题的研究，以培养学生创新能力和实践能力为目标。全文详细探讨了两种学习模式的含义、特征、实施步骤和具体有效实施策略。本论文以《电磁场》课程为例，经两轮实践，以检验提出的两种学习模式和策略的有效性。第一轮实践研究在物理学院09级大一学生中，实践“问题解决”模式，基本思路是以课程网站平台开展研究性学习，学生依托学科知识、开展“基于问题”的研究性学习，着重宏观管理和指导，并通过实践活动展示研究成果和评价总结;第二轮实践研究在10级大一学生中，实践“自主创新”模式，依托学科知识、借助课程网站、利用MATLAB，自主开展编程绘制电场、电势、磁场分布图和带电粒子运动轨迹图的专题研究性学习活动，侧重微观管理和指导，并给出典型案例为研究性学习理论如何应用于实践给出了直观的操作范例。本文提出的研究性学习模式、策略以及实践中所获得经验都将是我今天继续开展研究性学习研究最好的资料。同时也希望能给予同行以启示。

目录

摘要

1 研究背景

1．1 问题的提出

1．1．1 人才培养战略

1．1．2 国内研究现状

1．1．3 国外研究现状

1．2 低年级大学生实施研究性学习的意义

1．3 本课题研究的可行性

1．3．1 大学生的心理特征和思维能力适合于开展研究性学习

1．3．2 高校物理教师具备指导研究性学习的素质

1．3．3 高校专业合理的课程设置和高效的资源利用为研究性学习创造了丰厚的条件

1．3．4 高校的相关活动为研究性学习搭建了广阔的舞台

2 相关理论探讨

2．1 研究性学习的理论基础

2．1．1 建构主义学习理论

2．1．2 人本主义学习理论

2．2 研究性学习的内涵

2．3 研究性学习与学科教学的关系

2．4 低年级开展研究性学习的特点

2．4．1 学习兴趣需要持续的动力来源

2．4．2 学习能力需要恰当的途径转化

2．4．3 学习过程需要教师的引领管理

2．4．4 学习情境需要优良的外部环境

2．5 本论文实践研究中的模式研究

2．5．1 “问题解决’’模式

2．5．2 “自主创新”模式

2．6 本论文实践研究中的策略研究

2．6．1 转变观念的引领策略

2．6．2 明确目标的导向策略

2．6．3 利用校园课程网站平台的支持策略

2．6．4 适时指导的帮助策略

2．6．5 加强过程管理的调控策略

2．6．6 突出评价的反馈策略

3 “问题解决”模式的实践研究

3．1 前期准备

3．1．1 网络平台设置准备

3．1．2 课题设定准备

3．1．3 学生分组选题准备

3．2 专题指导

3．2．1 确立课题指导

3．2．2 研究性学习收集、分析、利用信息指导

3．2．3 研究性学习论文写作、格式要求指导

3．3 过程管理

3．3．1 学生自我管理——研究性学习顺利开展的基础

3．3．2 课程网站管理——研究性学习过程管理的好帮手

3．4 成果展示

3．5 评价提高

3．5．1 评价主体

3．5．2 评价内容

4 “自主创新”模式的实践研究

4．1 基本情况分析

4．1．1 学生情况分析

4．1．2 学习内容分析

4．2 研究性学习的安排

4．2．1 学习小组组建

4．2．2 研究性学习活动安排

4．3 第一阶段实践研究

4．3．1 教师指导示范，学生模仿练习

4．3．2 给定研究课题，拓展编程技巧

4．3．3 学生自拟课题，训练创新能力

4．4 第二阶段实践研究

4．4．1 创新之一：电场分布图由二维到三维

4．4．2 创新之二：磁场分布效果图和函数图的物理意义讨论

4．4．3 创新之三：带电粒子运动轨迹图由均匀电磁场到变化电磁场

5 经验总结

5．1 实施效果的分析

5．1．1 问题解决模式与自主创新模式的效果分析

5．1．2 访谈结果与分析

5．2 实施策略的有效性分析

5．3 实施中存在的困难与不足

参考文献

附录

附录1：研究性学习课题

附录2：研究性学习论文格式指导

附录3：研究性学习成果展示的部分论文

附录4：研究性学习课题信息及探究小组的成立

附录5：研究性学习学生论文汇报和论文展示

附录6：研究性学习评价表

附录7：连续分布带电体等势线的编程和图像

附录8：密绕螺线管磁场编程

附录9：带电粒子在变化电磁场中的运动轨迹编程

附录10：研究性学习访谈问题设计

致谢

硕士期间已发表的论文

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