星辰大海11
利用先进的地球物理探测技术，重点对青藏高原进行了深部地球物理调查，进一步加深了对岩石圈深部结构、组成与演化的认识，提出了一系列大陆碰撞的地球动力学模型，深化了大陆动力学研究。在地球生命的早期演化研究等方面，获得了一些重要新发现和新突破。中国大陆科学钻探工程研究中国大陆科学钻探自2001年6月25日正式开钻，于2002年4月9日13时30分，先导孔以17米深度胜利终孔。该井从地表至井深101米为全面钻进，通过岩屑录井来获取岩层资料。从井深101米处开始连续取心钻进，至17米，取心进尺17米，平均日进尺2米，平均机械钻速93米/小时，平均回次取心长度94米，平均采取率66%。200米处井斜角为1°。利用中国大陆科学钻探工程提供的2000米连续的极为珍贵的岩心、流体及其气体样品、1300米的岩屑样品和2000米的原位测井资料，建立了岩性剖面、构造剖面、岩石物性剖面、岩石伽马异常剖面、矿化剖面、流体地球化学剖面以及十多种类型的测井剖面，完成了孔区三维地震探测，沿钻孔的垂直VSP地震剖面已经建立，揭示了孔区精细的地壳结构。岩心深度及方位归位2000米的钻孔岩心中，具有特殊地学意义的超高压金红石榴辉岩（绿色）的累计厚度为1000米以上，地幔橄榄岩（紫色）的厚度为80余米，部分熔融形成的片麻岩（深红色）厚度达400米，在原定的金红石榴辉岩矿体下又发现了400米厚的达到工业品位的金红石矿体。结合测井资料，解决了岩心的定向和归位问题，建立了1200米可信度高的构造柱状剖面图。通过对先导孔100～1200米岩心物理性质的系统测定，已经查明先导孔500米岩心的7项物理参数（密度、电阻率、地震波速度、热导率、平均磁化率、孔隙度、渗透率）以及部分物性参数的各向异性信息。超深钻钻孔剖面在排除钻进及泥浆干扰的前提下，从先导孔发现了甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类气体，以及氦气及二氧化碳和一氧化碳气体的异常。初步研究表明，地下流体可能有多种来源。经DNA分析，初步在1080米深的榴辉岩岩心中发现了极端条件下形成的微生物，为生命起源的研究提供了重要信息。中国和德国合作最新研制的DIS数据库录入了2000米的全部岩心图像信息和工程数据，通过互联网站向国内外发布信息上万页。通过锆石的拉曼光谱及矿物包体的微构造研究，获得了超高压变质作用的指示矿物柯石英在苏鲁南部地区三维空间大面积分布，表明巨量物质曾发生过超深俯冲作用。按照成因、产出及组合重新划分了不同种类的超高压变质岩石单元，并已标在新填绘的1:25万地质图上，据此建立了新的构造格架。超高压变质峰期的流变学研究也取得了新的进展。地震层析剖面揭示了250公里深度范围内苏鲁超高压变质带的结构特点及郯庐断裂和响水断裂超岩石圈断裂的性质。在先导孔中发现可能来自于深部的CH4、He和CO2气体异常经过DNA分析，在先导孔岩心1068米处榴辉岩中发现的地下微生物青藏高原岩石圈深部探测及动力学青藏高原北部碰撞造山作用及岩石圈动力学对青藏高原北部岩石圈开展了新的地球物理－天然地震方法的探测，揭示了青藏高原北部各地体的物理状态、岩石圈“多明治”结构及中地壳透镜状低速层的存在，确定了阿尔金、昆南、金沙江等数条切入地下150～250公里的岩石圈剪切断层；发现了与可可西里新生代火山活动有成因联系的深部200～360公里的大型低速密度异常体以及塔里木地块向南俯冲于阿尔金山之下的地球物理证据。在青藏高原北部祁连山南缘发现一条350公里长（大柴旦—锡铁山—都兰）的早古生代超高压变质带，并提出中国南北板块之间存在一条长4000公里的巨型高压超高压变质带（苏鲁—大别—秦岭—祁连南缘—阿尔金山），其形成时间为加里东期和印支期。这些重要发现及认识不仅有利于青藏高原北部构造格架的建立及中国西部古亚洲体系的重塑，而且对解决中国南北板块汇聚动力学具有重要意义。发现了中亚最大的阿尔金走滑断裂中早期形成的糜棱岩带，并获得阿尔金断裂形成年龄为220～240百万年。通过对某些关键疑难地层问题和各种地质现象的研究，提出了青藏高原北部前新生代三次重要岩浆事件及造山作用，“挤压转换”的新构造类型和华力西期以来大型平移作用及块体旋转的新认识，初步建立了青藏高原北部基本构造格架及新的碰撞造山模式。2002年国土资源科技发展报告2002年国土资源科技发展报告阿尔金断裂带早期形成具左行走滑特征的糜棱岩中定向生长锆石的U-Pb测年（SHRIMP）数据：240～220百万年INDEPTHⅢ项目野外共布设77台REFTEK宽频地震仪，其中57台在野外进行了为期1年的天然地震观测，取得了高质量的深部地震探测巨量数据。初步建立了青藏高原腹地不同地块地壳速度结构模型和深部构造模式，高精度地确定了藏北高原地壳厚度，分析了拉萨地块与羌塘地块上地幔各向异性及其空间展布，为青藏高原大陆动力学研究提供了非常重要的观测资料。沿德庆—龙木错测线布置26个长周期大地电磁（LIMS）测点和57个宽频MT测点；沿那曲—格尔木长约600公里测线布设25个长周期大地电磁测点和47个宽频MT测点。初步查明青藏高原腹地由南向北，上地壳普遍存在高导体，但高导体分布是间断的、不连续的，其埋深由浅变深，导电性逐渐减弱；进一步证实青藏高原50公里深度以下，地壳的电性较均匀，表现出区域性良导背景。发现可可西里—金沙江缝合带在100公里深度以上产状向北倾斜。以可可西里—金沙江缝合带为界，高原壳幔电性结构有明显变化。缝合带以北，即昆仑地块的壳幔电阻率增大，为高阻区，其深部向南陡倾，下延大于200公里。在多格错仁湖北岸发现长180公里、宽25公里的新第三纪陆相红层盆地与晚喜马拉雅期近东西向褶皱带；在羌塘北部－可可西里南缘新第三纪火山岩带发现来自于上地幔、下地壳、中地壳不同深度、不同时代的深源包体；通过高精度测年工作，精确测定出藏北碱性火山岩时代为25～32百万年，测得青藏高原腹地区域性NE、NW向走滑与近SN向伸展作用开始时代约为5～6百万年；发现西藏可可西里中部出露6百万年侵位的花岗岩。中国大地构造演化及中国大陆在罗迪尼亚超大陆中的位置新一代中国大地构造回——中回及邻区大地构造图1:5000000中国及邻区大地构造图，以多旋回演化论为指导，吸收了板块构造精华，并强调地球多层圈相互作用和地质作用的非均变性和非线性，全面阐述了阿帕拉契亚古亚洲洋、特提斯－古太平洋和印度洋－太平洋三大全球性动力体系的依次作用以及它们的叠加、复合，揭示了同一地带在不同阶段经受不同的动力体系作用，使中国大地构造显示出十分复杂的多旋回分阶段演化过程，造成中国及邻区地壳十分醒目的镶嵌式结构和地壳—上地幔不同层次间的非耦合关系，即立交桥式结构，从而使中国大陆成为全球大陆构造中最为复杂的一个区域。东亚大陆显生宙演化总趋势为冈瓦纳大陆北缘之裂解和西伯利亚大陆南缘的增生，以及古亚洲、环太平洋和特提斯三大构造域的形成。微陆块的软碰撞、叠覆造山和多旋回缝合以及由此而产生的多旋回复合造山带，多旋回叠合盆地和多旋回构造、岩浆、成矿作用是中国大地构造的突出特征。2002年国土资源科技发展报告2002年国土资源科技发展报告华南新元古代裂谷盆地演化——兼论与罗迪尼亚超大陆解体的关系长期以来，华南大地构造性质问题一直是中国地质学家争论的焦点。先后提出多旋回说、板溪洋说、华南洋说和裂谷说等。本项目采用多学科多手段综合研究方法，运用当代先进的高精度测年技术，获得了一批重要的精确测年数据，提出板溪群与莲沱组不是上下接触关系，也不完全是“同期异相”关系，两者拥有等时的顶界面和不等时的底界面，即同顶异底的对比原则，提出了长安冰碛岩的区域对比方案，即除湘桂以外的华南绝大部分地区因大陆冰盖而缺失了可与长安组相对比的地层单元；提出了“晋宁－四堡”运动不整合面是划分中、新元古界的重要界线，明确指出传统的“晋宁‖”划分不具构造－地层意义；首次提出了中国南方新元古代“华南裂谷”模式，并系统阐述了盆地形成、发展与消亡过程及其动力学模式，通过华南新元古代裂谷盆地与南澳、北美等同期裂谷盆地的对比研究，提出了华南在罗迪尼亚超大陆中的可能位置，分析并讨论了华南在罗迪尼亚超大陆拼合及解体中的作用，为探讨新元古时期全球超大陆的形成与演化提供了重要、翔实的资料。华南新元古代裂谷盆地演化动力学模式示意图地球早期生命演化及其地层研究辽西首次发现真正会飞的“恐龙”——中华神州鸟2002年春，在辽宁义县境内早白垩世地层中发现了一块保存完整的小型兽脚类“恐龙”化石，并共生着其他脊椎动物化石。新发现的“恐龙”化石嘴里无牙，前肢明显长于后肢，尾巴大约由25节骨质尾椎组成，叉骨呈“U”字形，飞行羽毛超过了身体的长度。根据新化石的肩带、腰带、四肢、羽毛发育等特征，认为新发现的“恐龙”真正具有了一定的飞行能力，应归于初鸟类，正式命名为中华神州鸟（新属、新种）（Shenzhouraptor ），代表了恐龙向鸟类演化过程中的又一中间环节。中华神州鸟显示出明显的镶嵌演化特点。在某些特征上，中华神州鸟要比德国的始祖鸟进步，如嘴里没有牙齿，前肢比后肢长得多等。德国的始祖鸟嘴里长有锐利的牙齿，前肢与后肢近乎等长。但是，中华神州鸟的另外一些特征却显示出浓厚的原始色彩，如其尾巴比德国始祖鸟略长，脚的第一趾像其他典型的兽脚类恐龙那样没有反转，趾爪仍旧朝后，表明其脚趾还不具有“对握”或“抓握”功能。中华神州鸟的发现有力支持了鸟类的“陆地奔跑”飞行起源理论。这为进一步研究鸟类的起源和早期演化、鸟类的定义、鸟类的飞行起源、羽毛的起源和演化等重大科学问题提供了十分难得的古生物资料。辽宁义县境内早白垩世地层中发现了保存完整的小型兽脚类“恐龙”化石我国发现世界最原始的被子植物化石新类群最近，在我国辽西地区首次发现了迄今世界上最原始的被子植物化石新类群“辽宁古果”和“中华古果”两种化石，并据此建立了一个被子植物的新科——古果科。中华古果化石刊登在《Science》封面上2002年5月3日出版的《Science》杂志以封面文章刊登了这一研究成果。发现于我国辽西地的“古果科”化石，距今为45亿年。由吉林大学古生物研究中心主任孙革教授和中国地质科学院季强研究员等领导的研究小组最新研究表明，迄今发现最早的被子植物是水生植物，并可能起源于现已灭绝的种子蕨类植物，国际学术界将其誉为“目前全世界保存最完整的时代最早的被子植物”。一个多世纪以来，古生物学界一直存在有关被子植物起源时间和地域问题的争论。英国植物学家达尔文将此称为“讨厌之谜”。“辽宁古果”和“中华古果”化石的发现，不仅将人们对被子植物起源的认识提前了1500万年，同时也对欧美学者所持的“热带起源说“提出了挑战，“古果科”的研究成果将成为揭开达尔文“讨厌之谜”的钥匙。云南东部澄江动物群及其生态环境研究通过系统研究澄江动物群在滇东地区的分布，发现了一批新的化石点，研究了澄江动物群109个属和122个种，发现新属44个，新种59个，其中已发表新属37个、新种49个。首次发现迄今世界上最古老的脊椎动物化石，即早寒武世海口鱼化石，将脊椎动物起源时代的认识至少提前了3000万年。云南省地质研究所与西北大学等单位联合，于1999年11月4日将该成果发表在国际著名刊物《Nature》第402期上，引起了国内外的关注。此项成果，发现了早寒武世脊索动物——中新鱼和海口华夏鱼化石，填补了由云南虫、海口虫演化到昆明鱼、海口鱼之间的空白，这对研究脊索动物起源和演化以及寒武纪生命大爆发具有重要意义。首次建立了该动物群的食物链模式及生态金字塔。对含澄江动物群的地层进行了同位素年龄测定，结果表明澄江动物群产出年龄约在540～530百万年之间。云南澄江发现的海口华夏鱼化石通过古地磁学的研究，获得澄江动物群生存时期的古纬度为3°。建立了玉案山段古地磁极性序列，揭示出在澄江动物群时期地磁场曾发生过频繁极性反转的事实，这可能直接或间接影响了澄江动物群的出现与发展。2002年国土资源科技发展报告贵州关岭生物群研究贵州省关岭县新铺乡一带所发现的关岭生物群，以其化石保存的多样性和完整性引起了国内外专家学者的广泛关注，被认为是全球晚三叠世独一无二的化石库，详细的调查和研究证实，关岭生物群中既有分布广泛的鱼龙，亦有仅限于特提斯生物地理区的海龙和齿龙。鱼龙的形态结构显示其处于向侏罗纪鱼形转化的过渡阶段。保存精美的海百合化石填补了晚三叠世卡尼期海百合动物从底栖型向浮游型转变的演化间断。上述海生爬行动物、海百合与长达1米的辐鳍鱼类和大量软骨鱼类以及菊石类、双壳类、海参、牙形动物、腕足类和谐共处，共同构成了一个美妙的生态系统。它是继二叠纪末期生物大绝灭之后，在独特的古地理和古环境条件下，生物重新辐射发展而在距今2亿年前海洋中形成的一个新的海洋动物世界。营假浮游生活的海百合黄果树安顺龙化石全球二叠系—三叠系界线层型研究在华南广泛发现和证实了“过渡层”或“混生层”的地层意义，证明了我国二叠系—三叠系界线地层的连续性；提出了以微小欣德牙形石Hindeodus parvus取代菊石Otoceras作为界线定义的建议，并引起国际学者的重视。因为我国南方广大地区没有可靠的耳菊石记录，因此这一建议对于我国争取该层型具有特别重要性。通过大量研究，在浙江长兴煤山剖面发现了关键的牙形石带化石，建立了最完整的二叠系—三叠系界线牙形石生物地层序列；2001年3月中国浙江长兴煤山二叠系—三叠系界线层型剖面和点得到了国际地科联的正式确认，成为全球二叠系—三叠系界线层型剖面和点位（俗称金钉子），最终被确认为国际地层界线研究的标准层型和界线层型，成为国际界线地层剖面研究的标准，这是我国地层学研究可载入史册的实质性进展，为国家争得了荣誉。同时，2001年，浙江长兴煤山地区，被正式批准成为国家地质公园。2002年国土资源科技发展报告专栏5大规模成矿作用与大型矿集区预测本项目为国家重点基础研究发展规划项目，首席科学家由中国地质科学院矿产资源研究所毛景文研究员和中国科学院贵阳地球化学研究所胡瑞忠研究员担任。本项目2002年取得三项突出进展：（1）根据华北地区及其邻区（包括长江中下游地区）金属矿床Re-Os和40Ar-39Ar及其个别高精度流体包裹体Rb-Sr等时线测年数据，以及与成矿相关的花岗质岩石的锆石SHRIMP和单颗粒锆石测年数据的收集、可行性分析和总结，提出中国东部大规模成矿作用出现在180～160百万年、140百万年左右和130～110百万年三个时期。通过对中生代地球动力学演化的研究，认为三大成矿事件所对应的地球动力学背景为碰撞造山过程、构造体制大转折和岩石圈大规模拆沉作用。（2）在云南丽江地区发现了两处苦橄岩。这两处苦橄岩产地均存在三层喷出的苦橄质熔岩，呈夹层产于峨眉山玄武岩系的近底部位置，与其直接接触的是辉斑玄武岩，并且接触界线清楚，不呈渐变过渡关系。三层苦橄质熔岩中以第二层最厚，达10～15米，而第一、三层只有1米左右。三层苦橄岩的矿物组成基本相似，呈斑状结构，斑晶主要为橄榄石，有少量斜方辉石，基质半晶质，主要由橄榄石、单斜辉石和斜长石组成。这项发现为我国西南峨眉山大火成岩省是地幔柱演化产物的观点，提供了重要的证据。（3）运用地球化学急变带理论和方法，在大火成岩省东南部的滇东北鲁甸地区预测发现了面积较大的铜矿靶区。其中铜矿化在小寨向斜东西两翼连续出露长达1～2公里，厚50～80米。矿化从上到下大体上可以看到7层：①最上部三叠系砂岩中的辉铜矿、孔雀石矿化层；②宣威组角砾岩自然铜、辉铜矿矿化层；③峨眉山玄武岩组顶部火山凝灰岩与有机质有关的自然铜、赤铜矿、黑铜矿矿化层；④峨眉山玄武岩组上部第一层火山凝灰沉积层的上铁下铜矿化层；⑤峨眉山玄武岩组顶部气孔状玄武质熔岩黑铜矿、自然铜矿化层；⑥峨眉山玄武岩组上部第二层火山凝灰岩层的黑铜矿、自然铜矿化层；⑦峨眉山玄武岩组底部与茅口组灰岩接触界面的黑铜矿、黄铜矿矿化层。这7层矿都与玄武岩密切相关，构成一个统一的成矿系列。这项成果已被中国地质调查局采用，列为国家重点找矿勘查评价区。长江中下游地区地球动力学演化与成矿模式图扬子与华北克拉通对接后，在秦岭造山带南侧发育坳陷带构造应力场大转换地幔隆起、岩浆底侵形成的斑岩型－夕卡岩型－Manto型铜金铁矿成矿系统；岩石圈大减、薄软流层物质上侵大规模岩浆－火山活动和120百万年的玢岩铁矿成矿系统专栏6北京首都地区大气、水、土环境污染机理与调控原理本项目为国家重点基础研究发展规划项目，首席科学家由国家地质实验测试中心黄怀曾研究员和中国气象科学研究院徐祥德研究员担任。2002年本项目取得的主要进展如下：（1）在大气污染方面，采用单点激光雷达，太阳光度计，系留汽艇，TOVS、TOMS和MODIS多类卫星遥感综合探测手段，对空气污染物连续监测，获取了北京冬季城市边界层大气动力结构综合观测数据，初步建立了北京城郊南北剖面城市边界层大气动力三维结构。密云水库底积物沉积状况图（2）在水污染方面，密云水库流域土壤侵蚀、小型矿山开采、农业活动等点源和面源污染所携带的化学物质对水库水质已造成影响，水体中污染物含量逐年增加，但尚未超过污染容量，水质目前还算洁净，但水库底泥内已蓄积了一定量相对稳定的污染物。对官厅水库研究表明，多年来点源排放活性磷，排污渠道积淀与析出活性磷，不断流入水库。水库内常年积累的活性磷，通过生物、物理、化学作用，形成一个循环体系，水体中无机的和有机的不同形态磷彼此间的转化，可不断供给藻类繁衍所需的活性磷，这是导致水华的主要原因；水库蓄水量减少，磷浓度增加，有利于藻类繁殖，这是引发水华的另一因素；底积物中磷的贮存与释放以及流通量是诱发富营养化的另一重要原因。（3）在地下水污染研究方面，以城市近郊地下水为例，排污河渠对地下水污染的影响不大，垃圾填埋场淋滤液对地下水污染有一定程度的影响；污水草地中氮的动态分布特征表明，渗灌比滴灌更易造成硝态氮污染。（4）在土壤污染方面，详细确定了北京城近郊区较大范围内重金属、持久性含氯有机污染物等的种类，圈定了空间分布范围，发现了严重污染点。通过土壤钻孔精细剖面，确定了重金属污染物的主要累积层位。研究表明，尽管已禁止使用有机氮农药DDT，但仍存在区域性的污染。（5）为防治加油站的污染，驯化出具有较强降解多环芳烃能力的优势菌种，对芳烃、非烃、饱和烃和沥青质降解率分别达30%～80%。针对重金属镉污染，培育、驯化了富镉微生物酵母菌和丝状真菌各一株，丝状真菌干菌体镉含量达28%，明显高于国外细菌富集能力20%。 
关于中学物理研究性学习的思考物理是一门以实验为基础的学科．研究性课程的开设为中学物理教学提供了更为广阔的天地，当然也对中学物理的教学方法和教学模式提出了新的要求．下面是笔者对中学物理如何进行研究性学习教学的几点粗浅思考． �一、指导学生自主学习，激发学生学习物理的兴趣 �要让中学生能自主地进行物理的研究性学习，首先要让他们喜欢物理，了解物理的研究方法．教师可以通过指导学生翻阅科普书籍和有关物理杂志，作好阅读笔记，直至在互联网上查找有关物理资料等形式，让学生理解物理知识的含义，了解物理发展的历史，以及物理学在促进人类社会发展过程中所表现出的魅力，以激发他们对物理的兴趣，同时也有利于培养他们自主学习的能力． �1．指导学生了解物理的发展历史，提高其科学思维水平 �物理发展的历史进程阐明了物理学科体系形成过程的各个方面的情况，如物理学家奇特而伟大的构思和重大发现，他们的成功与失败，学术争论，以及为科学献身的品质等．同时重大科学的发现总是与物理学家的创新活动分不开的．因此让学生自主地了解物理发展的历史，有利于培养他们的创新精神，提高他们科学思维水平． �2．认识物理的魅力，激发学生学习物理的兴趣 �物理学是前人在认识与探索自然的过程中，通过总结、归纳、抽象、验证等思维环节而逐步建立、不断完善起来的一门自然基础科学．物理学研究所形成的基本观点，如时空观、物质观、自然观等对整个人类文化都产生了深刻的影响力，是各行各业科技人员所必须具备的基本观点．物理学在研究问题的过程中所形成的科学方法，大都成为科学研究的基本方法，也成为培养和提高人才素质的最有效方法．让学生通过研究性学习，仿效科学研究思路，认识物理学发展的特点和基本性质，可以进一步提高物理教学的思想性、人文性和方法论等内涵． �物理学还是一门实用的、与生产生活紧密联系的、能够使人类生活更美好的学科．比如，物理与能源开发，能源与环境保护，高性能物理材料的应用等，都给人类生活带来了巨大的改变．如果学生能够在教师的指导下，有意识地通过自己查阅科普杂志、物理杂志和利用互联网上信息等资料认识物理的作用、地位及其与人类生活的关系．那么对激发学生学习物理的兴趣，无疑具有积极的意义． �中学生正处于体力和智力迅速成长的时期，他们精力充沛，聪敏而好学，易于接受新鲜事物．好奇、好学、好动，对一切未知的事物都感到新奇，总想弄个水落石出，研究性课程一般都具有形象、具体、新奇的特点，教学中如能充分地利用这些资源，就能同这一时期学生的心理产生共鸣，从而最大限度地引发他们学习物理的兴趣和热情． �二、指导学生有效地开展研究性学习 �高中物理研究性学习活动的开展，要有分类递进的教学思想．既要考虑学生的兴趣爱好，学科基础和学校的研究条件，又要考虑学生的发展问题．选择课题的难度要由浅入深，否则就会影响他们的兴趣，挫伤积极性． �1．研究性学习要选好课题 �选好课题是活动成功开展的关键．学生开始接触研究性学习时，可以由老师按学生的知识水平选择合适的课题．随着活动的不断开展，学生的研究性学习达到一定层次时，应鼓励他们自主选择课题，因为选题的过程就是一个研究问题、思考问题的过程，物理研究性学习的选题可以从以下三个方面来考虑： �（1）学科知识型选题．收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点，可改进的演示实验、学生实验等．这种选题方式要求教师和学生在平时教学和学习过程中要善于创新，善于思考，善于发现问题，同时要善于作好读书笔记．例如，学习形变与弹力一节内容时，不妨提出这样的课题，对于坚硬物体的形变，如何才能比较清晰、明显地显示出来?可以鼓励学生利用多种器材、各种方法进行设计和探索；学习欧姆定律时，可以鼓励学生独立地去研究各种灯泡灯丝的伏安特性；学习串、并联电路及闭合电路的特点时，可以引导学生去进行电表的改装，自制欧姆表等；学习了自感现象之后，可以去进一步研究影响自感系数大小的相关因素；学习光的折射、全反射之后，可以去测定各种液体的折射率等．实际上，只要对相关的教学内容进行挖掘，就能提出一些较有价值的研究课题．（2）热点型课题．“温室效应”是社会关注的热点问题之一．对于该问题的研究有两种学术观点：一种观点认为气温上升的原因主要是人类活动造成的；另一种观点则认为源于地球本身的周期性变化的结果．对该问题的研究，可以引导学生查阅各种相关资料，并进行一定的调查，引导学生讨论大气中的二氧化碳的主要来源，各种波长的电磁波对二氧化碳的穿透性，太阳辐射使大气升温的物理模型以及气温长周期性变化对环境的影响等问题，最后根据已有的材料和自己的分析写出一篇小论文．这样不但增长了知识，扩大了眼界，而且对于探索、研究物理问题的意识和能力都有一定的促进作用． �（3）社会生活型选题．从某些具体的科学技术对社会的影响或者从日常生活中选取与物理有关的课题进行研究，也是物理研究性学习的可选素材．比如，刹车防抱死系统（ABS）是近年来的一项新技术，它在汽车刹车时自动控制摩擦片与轮盘的压力，使车轮不与地面产生滑动摩擦，这样司机仍然能够控制车的运行方向．在这种情况下，大部分机械能消耗在摩擦片和轮盘的摩擦上．这项技术虽然较新，但它的物理模型并不复杂，利用高中物理知识可以做较为深入的研究． �总之，只要能在平时学习的过程中，多关心、多留意社会生活和周围环境等的变化，那么可供选择的研究性课题是取之不尽的． �2．研究性学习要体现开放性 �研究性学习强调以学生的自主性、探究性学习为基础，学生按自己的兴趣选择和确定研究的内容多来自学生的学习、生活和身边的现象，研究内容的实施主要的依赖教材和校园内外的资源．教师在整个研究过程中只能扮演参与者、指导者的角色，而不能干预太多，要充分体现学生的主体性、自主性．学生研究性学习的途径、方法要多样化，研究性的内容和形式要突破原有的学科教学的封闭状态，在开放、主动、多元、合作的学习环境中进行研究性学习，这有利于培养学生主动思考问题，探究、发现问题，解决问题和交往合作的能力．在物理研究性学习过程中可向学生开放实验室，让他们自主设计、操作、完成实验；开放图书阅览室，让学生自己查阅资料，培养学生走向社会选取研究素材的能力． �3．研究性学习要注重研究性学习过程 �研究性学习的主要活动程序如下方框图所示： �研究性学习与传统的学科教学中只重视学生学习结果可量化、可操作性的预期不同，研究性学习应该将学习过程看得比结果更重要．学生在选定课题后，首先要引导他们对课题进行认真分析，找出存在的问题，建立问题的概念框架，提出预期目标．其次是让学生查阅资料，开展小组探索讨论，设计研究方案，进而对方案的可行性进行论证，通过反复修改论证，确定比较可行的研究方案．再次根据研究方案进行探索研究．教师要引导学生仔细观察实验过程的每一个环节，作好实验记录，进行思考分析，解决遇到的问题和挫折，进而得出研究结果．然后对研究的过程和研究成果进行检验、评价，最后进行总结交流．这样即使成果是稚嫩可笑的，不足称道的，但学生通过一系列研究过程的亲身经历，可了解科学研究的一般流程和方法，锻炼与他人进行交往合作的能力，知道除教材以外还有很多获得知识和信息的渠道．有利于学生养成科学精神和科学态度，有利于培养他们的创新素质和创新能力．因此，注重研究学习过程是开设研究性学习的主要目的．
