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高中開設“小課題研究”活動課程及其教學的探索
時間:2015-05-07  來源:admin  
我校自一九九六年開始在高三理科實驗班正式將“小課題研究”列入課程表。該課程屬于研究性活動課,同一般的必修課不同的是,該課程到目前為止還沒有固定的教材,也沒有教學大綱,教學內容完全是開放性的。教師在教學中只是起到指導作用,整個教學過程具有很大的靈活性。經過兩年多的實踐,已初步取得了一些成效。學生撰寫的論文多次在各級發明獎、論文獎比賽中獲獎。如我校胡文君同學探寫的論文《蘇州河水質監泅報告及治理方案》獲得國際奧林匹克環境科學論文銅牌獎,諸玨敏等三位同學的制作“室內空氣異味消除片”榮獲第九屆全國青少年發明創造比賽金獎、忻兵同學撰寫的論文《人工智能中對弈算法的探索與實踐》榮獲上海市青少年億利達發明獎二等獎。在教學實踐中,我們將這門課程大致分為以下五個階段:
  一、選題階段
   首先,指導老師給學生介紹開設本課程的目的和意義,指出該課程旨在培養學生的創新精神和創造能力,還包括培養學生的團結協作精神和社會交往能力。
   其次,教師給學生介紹國內、外中學生小課題研究的最新進展情況。關于對中學生研究能力的培養,西方一些國家有許多成功的經驗。我們經常給學生舉這樣一個典型的例子,就是位于美國紐約的一所中學——布蘭理科高中。該校曾培養出六名諾貝爾獎金獲得考,歷年來獲得美國中學生課題研究最高獎——“西屋獎”的學生更是不勝枚舉。他們成功的秘訣在哪兒?原來凡是該校的新生在入校前的假期里就能收到一邊由學校寄來的材料,里面提供了做課題研究所需的必備知識及許多待研究的課題,由學生挑選出自己感興趣的內容并將信息迅速反饋到學校。進入學校后教師便將具有相近課題的學生組成小組并配備指導老師進行指導。指導老師只要有機會,經常帶他們參加學術、交流會,與科學家座談等。從該校畢業的學生人人都有一項甚至多項研究成果。我們國內一些城市和地區,也越來越重視對學生創造能力的培養。就上海而言,率先進行了教材改革,并同步開設必修課、選修課和活動課。增設選修課、活動課的目的就在于充分發展學生的個性特長。特別是在一些學校搞試點開設了”研究性活動課”,我校就是其中之一。
   接著,在教師的指導下,學生開動腦筋,根據自己的愛好特長提出自己的課題,課題不受學科的限制,完全可以是跨學科的綜合課題。學生可以就生活中碰到的值得研究和值得改進的問題提出自己的想法,比如”研究熱水瓶易碎的原因及其改良方案”、“簡易分貝計的研究制作和使用”、“疏菜中不同部分維生素C含量的測定與比較”、“助力車尾氣的污染與防治”等課題;或者提出自己感興趣的、一直想做而未做的事.如“計算機病毒與網絡初探”、“遙控飛機組裝技術”、“水的酸堿性對熱帶魚的生理影響”、“生物標本的制作”等課題。內容不必局限于課內或是課外、單科還是綜合,不管是文科還是理科、是理論探索還是實驗研究或是社會調查,都可以提出來作為研究課題。選題階段可暫不考慮可行性,提出的課題越多越好。需要說明的是,我們強調這門課程重在研究過程,而不在拿出研究成果。我們想通過課題研究的實踐過程培養學生的科研意識、科學的態度,研究的方法和科學的素質。所以要求他們選題時并不要求一定是全新的、別人沒有研究過的課題,哪怕是別人早巳研究過的、已有現成產品的東西,我們也可以重新研究,通過實踐對其加以改進。總之,我們強調的是通過課題研究的過程逐步提高他們的科研意識和科研能力。
  二、分組及收集資料階段
   我們將具有相關課題、相同興趣的同學組成一個小組。一般三至五個人為一個小組.每個小組自行推薦產生小組長,負責協調組內工作及加強和老師的聯系。組成小組后,組長再將大家的課題濃縮成一個具有一定可行性的組內共同課題。
   在做課題之前我們要求學生自行查閱、收集與本課題相關的現狀資料,如收集國內外在這一領域的最新進展,以及相關學科的基礎知識等。資料可以來自于報刊、雜志,文獻、網絡等。我們只是將查閱資料的一般方法傳授給他們。我們請本校圖書館或華東師大圖書館專業人員為學生介紹查閱資料的一般方法,并介紹“圖書情報檢索”等內容。我們還帶學生到華東師大逸夫樓圖書館請專家做現場指導。我校連接有因特網,建立了網絡愛好者協會,我們還可以請有關同學介紹上網知識,使學生掌握上網查閱資料的方法。如我校王超等同學的課題《有關大氣降塵的測定》,測得我校16米高處的平均降塵量為每月每平方米41.96克,而她們從“上梅熱線”網絡上查得當時的上海市區平均降生量為每月每平方米59克,得出我校的空氣質量優于上海市區平均水平的結論。
   掌握了一定的方法以后,接下來每個小組就在組長的帶領下,通過分工合作,分頭收集相關的資料。收集本課題目前的研究現狀,已經有了哪些研究成果或產品,存在哪些問題,需要用到哪些原理,以及與本課題有關的數據等。
  三、制定研究方案、提交開題報告階段
   每個小組將收集到的資料進行合并、整理,小組討論出課題計劃、分工安排、經費預算等項目,制定出研究方案,并由組長執筆提交本小組開題報告。在開題報告中應包含如下內容:
   1.課題名稱
   2.組長、組員
   3.課題研究內容
   4.本課題研究現狀及可行性分析
   5.實施步驟及分工安排
   6.經費預算
   [7.參考資料(文獻)]
   教師將每個小組的開題報告收集起來.組織全班學生一起進行可行性分析。可采取各個小組派代表上講臺宣講,下面同學一起討論的形式,教師還對各個小組的經費預算作出分析與評價,在申請經費時盡量提倡勤儉節約,本校實驗室能提供的器材一放不再提供經費開支。
   舉一例學生小課題開題報告如下:
   研究課題:分析、研究各種常見水果的營養成分
   組長:劉燁 組員:嚴鳴、金水明、楊佑浩、林繼鋼、高飛
   具體內容:定量分析各種水果中氨基酸、維生素、無機鹽、可溶性糖類,以及水分的百分含量,并根據需要對水果作優化組
   現狀分析:隨著當今世界物質文明的飛速發展,人們對健康問題的認識日益加深,健康,已成為當今社會的一個熱門話題。而國內外多項研究表明,多吃水果對人體健康有益。那么,究竟應如何選擇、搭配水果;才能使人體獲益最多呢?本課題的研究,試圖通過對水果營養成分的定量分析,提出若干初步的建議。
   可行性分析:1.時下水果市場貨源充足,種類齊全。
   2.定量分析使用的化學方法比較完善(詳見參考資料)。
   3.所用的實驗器材及化學試劑可在市內有關門市部買到。
   4.營養學書籍中能查找到一般人體一天對營養物質的需求置以及補充需求量。
   5.定量分析耗時較多,精密度要求較高,需要一定的理論基礎。
   分工及步驟,分工:采購員:林繼鋼 高飛
   實驗員:劉燁、嚴鳴、金永明、楊佑浩
   實驗助手:林繼鋼、高飛
   資料查找及理論分析:楊佑浩
   誤差分析:金永明
   報告編輯:劉燁、金永明、嚴鳴
   步騾:1.確定具體研究項目(98.10.8—98.10.22)。
   2.確定具體研究方法。
   3.采購所需水果及器材、試劑(視需要安排)。
   4.進行化學實驗(定量分析)。記錄數據(98.11.1—99.3)。
   5.中期報告,將包含第一階段的研究成果,以及研究的進展情況。如果必要,還將對研究計劃進行適當的修改(98年底,99年初)。
   6.匯集研究數據.并對其進行分析、比較、組合,在此基礎上,提出若干優化的水果組合(99年4月)。
   7.寫出最終的研究論文(包括總開支報表)(99年5月)。
   經費預算:1.采購水果(以每種3—4份計):160元
   2.采購化學器材及試劑:20元
   3.車貧(需視具體需要定):20元
   4.其它常用工具:1O元
   參考資料:1.《生物化學實驗指導》,北京大學生物學系生物化學教研室編,人民教育出版社,1979年
   2.《分析化學手冊(第二分冊,化學分析)》,杭州大學化學系分析化學教研室編,化學工業出版社,1982年
  四、實施研究階段
   首先各個小組要聘請各自的指導老師。每個小組可以在本校聘請有關學科的老師作為本小組的指導老師,以獲得理論及實踐上的指導。如果需要的話,還可以到華東師大請有關專家作指導。根據需要,一個小組可以請多名老師為其指導,一個老師也可以為多個小組作指導。但有一點我們跟學生明確指出,那就是指導老師的作用僅僅是起到指導的作用,不要寄希望于什么事情都要老師來作安排,主動權完全掌握在學生自己手中。
   學生提交的經費預其報告經指導老師審核通過后,由學生自行上街購買器材,學校則給予一定的經費支持。
   購置好器材以后,各小組就可以著手進行課題研究。這時每個小組可以分頭行動了。這時有的同學在實驗室做實驗,有的同學在圖書館查資料,有的同學則走出校門,在社會上進行調查訪問。總之不再是全班統一集中了。
   指導老師按月定期檢查各個小組課題進展情況以及階段報告。
   一個學期結束以后,各個小組需提交課題中期報告。在中期報告中,應包括課題進展情況,已經得到的數據及初步處理的結論,尚需做哪些工作,碰到了哪些問題,預期將得到什么結果等。
   中期報告可以在班級內進行交流,互相取長補短。
   在新的一學期,各小組繼續對課題進行研究、完善。
  五、提交結題報告、展示交流階段
   各個小組按時完成結題報告或作品,交給負責老師。結題報告以論文答辯的形式進行組問交流、展示。每個小組推選一至二名代表上講臺演講,介紹本小組課題的開展情況,得出的結論或制成的作品。下面的同學和老師作評委,對上面的課題提出自己的見解,共同探討該課題的成功之處,存在的問題,有待改進的地方,課題的意義等。每個小組介紹完以后,教師及時給予評價,肯定優點,指出不足,分析該課題進一步研究的價值和意義,建議學生在今后的學習、生活中積極嘗試做課題研究。
   對于優秀的論文(作品)還可以請校內外領導、專家對其進行評估或鑒定,并給予一定的獎勵,在適當條件下將學生的論文送出去評比、發表。
 
 




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