高中物理核心概念深度学习的研究与实践

发布时间：2020-11-11 13:04

　　 新媒体联盟于2017年在《地平线报告》表示深度学习在以后的5年甚至更久将影响我国高等教育的改革和发展。物理核心概念反应了物理事实中最本质的东西,用物理核心概念组织的课堂教学有利于学生对零散知识点的记忆与理解以达到深度学习的目的。本文的目的在于探讨高中物理如何以核心概念的形式组织学生深度学习,采取的研究方法有文献研究法、问卷调查法、访谈法等。本文主要由以下几个部分构成:第一,通过对核心概念和深度学习的国内外研究文献进行仔细的梳理后,系统介绍了深度学习的理论基础、内涵、特征以及核心概念组织深度教学的价值。在梳理文献的过程中发现核心概念的研究主题方面就物理学科而言主要是与学习进阶与核心素养两大主题结合,对核心概念的深度学习研究较少,且对于深度学习的研究,国外研究内容比国内较为丰富,主要体现在对深度学习定义的研究,由于教育系统内深度学习的复杂性和人类学习的多样性,深度学习是如何发生的并未明确。第二,基于已有的深度学习路线,建立了高中物理核心概念深度学习的过程模式,具体模式分为课前准备阶段、课中深度加工阶段、课后反思与评价阶段三个部分。其中课前准备阶段包含核心概念教学目标的确定、预评估、创造轻松的学习环境、激活原有知识四个部分;课中深度加工阶段包含选择性习得、整合知识信息、批判性分析、知识的构建与转化和问题的解决与迁移应用共五个部分;课后评价阶段包含教师和学生的自我反思和评价。在不改变NRC与Hewlett的深度学习能力框架3大维度下,将原来的6个指标细化为11个指标,构建了高中物理核心概念深度学习指标分析框架。其中,认知领域为5个一级指标:知识的构建、批判性思维,知识的应用和问题的解决;自我领域分为4个一级指标:学习动机、自主学习、学习毅力和学会反思;人际领域分为团队协作和有效沟通2个一级指标。并以此框架编制了高中物理核心概念深度学习现状的调查问卷。第三,通过对585名在校高中生的高中物理核心概念深度学习现状调查发现:(1)目前高中生在知识的构建和学习动机两个指标相对较好以外,知识的融合、知识的应用、批判性思维、问题的解决、自主学习、学习毅力、学会反思、团队协作、有效沟通等9个指标得分相对偏低;(2)在深度学习水平上高二年级比高一年级高一点,但是两个年级没有显著差异;(3)男生的深度学习能力普遍比女生要高,主要在认知领域和个人领域存两个领域有显著差异,但是在人际领域上没有显著的差别;(4)通过对教师的访谈得知,阻碍学生深度学习的相关因素主要有两个方面,一方面是学生方面,包含学习动机、学习能力、学习策略;另一方面是教师方面,包括教学观、教学方法、教学评价。第四,基于对高中物理核心概念的深度学习的调查结果分析后,结合本文构建的深度学习一般路线,总结出了如何促进高中生物理深度学习的教学策略,比如在课中的深度学习加工阶段,基于深度学习特点和发生机制提出了四种教学策略分,别是基于任务驱动,提高高阶思维能力;通过概念图、思维导图以及各学科相互融合的方式提高知融合能力,基于问题式和项目式的学习提高解决实际问题的能力;基于混合式教学的教学方式,重视学生的个性发展。第五,通过圆周运动的教学实践后的测试发现实验班的总成绩、浅层学习成绩和深层学习成绩平均值均高于对照班,且本文提出的深度学习模型和教学策略在提高学生对深层次知识的学习有着显著的促进作用,但对浅层知识的学习作用并不明显,其次对于深度学习能力框架下知识的建构、知识的融合、知识的应用、批判性思维、学习动机、学会反思、团队协作、有效沟通8个一级指标都有明显的促进作用,但对于问题的解决、自主学习、学习毅力3个一级指标提高并不明显。
【学位单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：G633.7
【部分图文】：

硕士学位论文4所示，其中国内的主要研究方向是把核心概念和核心素养以及学习进阶联系起来。图1-1知网上“核心概念”为主题的文献在学习进阶方面，2013年我国学者范增在他的博士伦文中针对高中物理核心概念“能量守恒”“稳定的电潮“力与运动”构建了学习进阶的模型。[16]87-118接下来构建物理核心概念的学习进阶的研究便成为了热点，学者们纷纷把学习进阶和核心概念教学联系起来，王较过、赵萍萍利用概念图的形式以“牛顿运动定律”为例构建了这一概念学习进阶的教学方法。[18]田鹏以运动学为例说明了概括核心概念的方法及在教学中应如何注意学习进阶的要求。[19]在核心素养方面，林钦、陈峰、宋静提出核心素养导向的核心概念教学策略。[20]之后的研究热点便成为核心素养导向的物理核心概念教学。如张宗义从概念的引入，前概念的转化，概念的内涵与外延等方面构建了核心素养导向下的物理核心概念教学。[21]董友军、周长春通过师生合作学习方式，组织学生展开探讨，以线速度概念教学为例，从而培养学生的物理核心素养。[22]1.2.2深度学习的研究现状在Wiley电子期刊和WebofScience搜索主题词“深度学习”和“deeplearning”总89篇文献，以及对中国知网（CNKI）中的425篇核心期刊文献（截至2019年6月），从研究起源与阶段性发展，理论演变与研究趋势，深度学习策略与评价三个方面综述深度学习的国内外研究情况。

耙懔Γ??29]而国内对于深度学习的研究相对较晚，最早是由计算机领域引入的，主要研究人工智能的深度学习。在教育研究领域内最早提出核心概念的是黎加厚教授在2005年发表的《促进学生深度学习》中，他认为深度学习是学习者在理解的基础上，通过批判性的分析，将新知识建立自己已有的认知结构上，并把知识迁移应用到新的问题情景中，有效的做出决策的一种学习方式。[30]2017年深度学习的研究开始成指数式增长，2018年达到高峰，通过中国知网检索关键词“深度学习”共查找到13544篇，其中关于教育类的2518篇，总体研究趋势如图1-2所示。图1-2有关深度学习的发文的年度趋势

2.4 深度学习的学习路线 2.4.1 Jensen 和 Nickelsen 深度学习路线 深度学习是当前教育学研究的热点主题，而由于深度学习的发生机制尚未可知，许多研究都致力于深度学习学习路径的研究，其中美国学者 Le Ann Nickelsen和 Eric Jensen 在《深度学习的 7 种有利策略》中分析出了深度学习路线（Deeper Learning Cycle，DELC）主要包括以下 7 个步骤，分别是设计课程标准，预评估、营造学习环境、预备与激活先期知识、获取新知识、深度加工、评价等 7 个步骤。如图 2-1 所示。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 林钦;陈峰;宋静;;关于核心素养导向的中学物理教学的思考[J];课程.教材.教法;2015年12期

2 王较过;赵萍萍;;概念图在中学物理核心概念学习进阶中的应用[J];中学物理教学参考;2015年21期

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4 吴秀娟;张浩;倪厂清;;基于反思的深度学习:内涵与过程[J];电化教育研究;2014年12期

5 安富海;;促进深度学习的课堂教学策略研究[J];课程.教材.教法;2014年11期

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9 张颖之;刘恩山;;基础教育课程中遗传学核心概念内容和呈现方式的研究[J];课程·教材·教法;2010年10期

10 严亚利;黎加厚;;教师在线交流与深度互动的能力评估研究——以海盐教师博客群体的互动深度分析为例[J];远程教育杂志;2010年02期

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4 杨艳妮;高中物理力学核心概念调查及教学策略研究[D];陕西师范大学;2015年

5 叶天晴;利用科学史促进高中生物核心概念建构的策略研究[D];东北师范大学;2011年

本文编号：2879216