高中物理教材课题研究论文提纲

论文题目：基于科学探究的高中物理实验分析及教学策略研究 ——以2019人教版为例

摘要：2016年教育部发布了《中国学生发展核心素养总体框架》,提出了中国学生发展的六大核心素养。在我国学生发展核心素养整体框架及精神的指导下,教育部对高中物理课程标准进行了修订,新修订的高中物理课程标准明确提出了“物理核心素养”及相关的要求。“科学探究”是“物理核心素养”的主要内容之一,新课标明确提出通过实验,培养学生的科学探究素养。在新版高中物理课程标准的指导下,对高中物理教材进行再次修订。新修订的教材中实验内容具有了较大的变化。那么新版教材中的物理实验所体现出的科学探究有哪些特点?与真实的科学探究有何差异?为了培养学生的科学探究素养,教师应该如何根据教材中的实验进行教学?是当下研究的重要课题。通过对相关文献进行梳理发现:各位学者均认同通过实验教学可以提高学生的科学探究能力。但研究主要集中在两个方面,一是通过分析学生在实验过程中所体现的探究能力,并从中发现不足,进而提出相应的教学策略。二是通过分析教师的实验教学现状,发现普遍存在的问题和困惑,进而提出相应的教学策略。从教材出发,分析教材中实验所体现的科学探究的特点、发现教材中科学探究活动与真实的科学探究之间的差异的研究较少。为了分析教材中实验所体现的科学探究与真实科学探究的差异,本文梳理了国内外关于科学探究评价指标构建的相关研究,在前人学者的基础上,构建了科学探究评价指标体系,构建的科学探究评价指标包括开放度、认知操作度、科学本质三个指标。通过对2019人教版高中物理教材中的实验类型、实验内容和实验所使用的器材进行分析,发现:教材中的实验以探究型实验为主;力学和电磁学实验数目占据最多;实验所使用的实验仪器中生活用品和科学仪器各占一半。秉着实验操作对象以学生为主、实验类型以探究型实验为主,实验能体现出科学探究的一般过程为原则,选取2019人教版高中物理教材中“实验”和“学生实验”这两个栏目的实验为分析对象。运用所构建的科学探究评价指标体系对这两个栏目的实验进行分析,发现教材中实验所体现的科学探究具有以下几个特点:（1）教材中多数实验将科学探究的两到三个环节交由学生自主决定如何探究。具体到各个环节来看,教材更注重将控制实验、观察记录数据、得出结论这三个环节交给学生自主探究。提出问题、猜想与假设、解释交流、评估反思环节教材中的实验较少要求学生自主参与。（2）教材中的每一个实验都对学生有认知操作的要求,但并不是每一个环节都对学生有认知操作的要求,大多数的实验在两到三个环节对学生有认知操作的要求。具体来看,教材更强调在实验控制、仪器选择、处理数据、得出结论这四个环节提升学生的认知水平,对其他实验环节的认知操作要求较低。（3）教材中的大多数实验内容只体现出两到三个科学本质的特点。具体来看,证据的重要性、条件性、科学与技术的关系在实验中的体现更为明显,其他科学本质的体现较少。以上结论说明如果仅仅按照教材中实验呈现的既定步骤进行科学探究,这样的探究就像菜谱一样,只是让学生按照规定步骤去进行实验操作、收集处理数据,并没有给学生发现问题、作出猜想或假设、设计实验、解释交流的机会。因此教师在进行实验教学时应结合教材、学情、教学条件、教学目标对实验课堂进行统筹设计,努力提高实验的开放度、认知操作度、注重科学本质教育,进而提升学生的科学探究能力。为了解决上述问题,从提高学生自主参与度、增强学生认知操作、深化学生对科学的认识这三个方面出发,提出提高学生科学探究能力的教学策略,并进行教学设计,为一线教师的实验教学提供参考。

关键词：科学探究;核心素养;物理实验

学科专业：教育硕士（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 核心素养的提出

1.1.2 新版课程标准的颁布

1.1.3 新版高中物理教材的发行

1.2 研究对象

1.2.1 教材的选取

1.2.2 实验的选取

1.3 研究内容

1.4 研究方法

1.4.1 文本分析法

1.4.2 文献研究法

1.5 理论基础

1.5.1 布鲁纳认知结构教学理论

1.5.2 建构主义教学理论

1.6 研究意义

1.6.1 理论意义

1.6.2 实践意义

1.7 研究流程

第2章 研究现状及科学探究评价体系的构建

2.1 通过实验提升学生科学探究能力的相关研究

2.2 国内外关于科学探究评价指标体系构建的相关研究

2.2.1 国外科学探究评价体系构建的相关研究

2.2.2 国内科学探究评价体系构建的相关研究

2.3 本文科学探究评价指标体系的构建

2.3.1 开放度

2.3.2 认知操作度

2.3.3 科学本质

2.4 信度分析

第3章 2019人教版高中物理实验数量分析

3.1 实验类型统计分析

3.2 实验内容统计分布

3.3 实验仪器统计分析

第4章 物理实验科学探究评价指标分析

4.1 开放度分析

4.1.1 开放度得分统计分析

4.1.2 学生参与科学探究过程统计分析

4.2 认知操作度统计分析

4.2.1 认知操作得分统计

4.2.2 认知操作维度统计分析

4.3 实验中体现的科学本质统计分析

4.3.1 科学本质得分统计分析

4.3.2 科学本质各维度统计分析

第5章 教学策略

5.1 提高学生自主参与度的教学策略

5.1.1 以问题为导向,注重科学探究的过程

5.1.2 鼓励学生设计与教材实验案例不同的实验方案

5.1.3 发挥教师引导作用,及时给予指导

5.2 增强学生认知操作的教学策略

5.2.1 注重科学探究过程的依据

5.2.2 根据学生现有水平,细化科学探究过程

5.2.3 将书面物理实验试题实验化

5.3 深化学生对科学的认识的教学策略

5.3.1 在探究过程引入物理学史

5.3.2 将物理实验与现实社会相联系

5.3.3 引导学生进行反思和评估

第6章 案例分析及设计

6.1 “牛顿第三定律”实验

6.1.1 “牛顿第三定律”实验分析

6.1.2 “牛顿第三定律”教学设计

6.2 “探究平抛运动的特点”实验

6.2.1 “探究平抛运动的特点”实验分析

6.2.2 “探究平抛运动的特点”教学设计

6.3 “气体的等温变化”实验

6.3.1 “气体的等温变化”实验分析

6.3.2 “气体的等温变化”教学设计

第7章 研究总结

7.1 研究结论

7.2 不足与展望

参考文献

附录 A 开放度得分统计

附录 B 认知操作度得分统计

附录 C 科学本质得分统计

致谢