基于原始物理问题下提升“模型建构-科学推理”能力的习题教学实践研究

发布时间：2020-04-08 10:52

【摘要】：《普通高中物理课程标准(2017版)》将三维目标提炼升华成了物理学科核心素养,其中的科学思维主要由模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新四个内容组成。模型建构能力和科学推理能力是物理学科核心素养中科学思维要素的主要内容。所以,在《普通高中物理课程标准(2017版)》背景下探索如何有效提升学生科学思维中模型建构能力和科学推理能力不仅能为今后在教学中提升学生科学思维的模型建构能力和科学推理能力提供一定的教学参考,而且对促进新一轮课程改革中物理课程目标的落实也是有积极作用的。因此,基于原始物理问题下进行习题教学实践研究,为提升学生科学思维的模型建构能力和科学推理能力提供一定的教学参考和教学建议是本研究的主要目的。论文由五部分组成,具体如下:第一部分对研究背景、研究现状分析、研究的内容和意义及方法进行了介绍。第二部分首先介绍了原始物理问题与模型建构和科学推理之间的紧密联系;然后介绍了模型建构和科学推理的含义与表现以及一些相关理论。第三部分是实践方案的设计、原始物理问题的编制及其原则和基于原始物理问题下的习题教学实践案例。本研究在一个实验班和一个对照班中进行,对实验班的部分习题课基于原始物理问题下进行了近一个学期的习题教学实践并实录了该实践过程,而对照班则不采取任何干预。运用检测法对基于原始物理问题下提升学生模型建构能力和科学推理能力的效果进行了检测,检测试卷由五道原始物理问题组成。第四部分通过SPSS20分析了用于检测的原始物理问题测试卷的难度、信度和区分度,并绘制了每一道题目的分数分布直方图;运用比较研究法对实验班和对照班每个题目的分数分布直方图进行了对比分析;最后又根据分数分布直方图所得到的平均分,对每个题都分别在两个班中筛选出分数为平均分的两份试卷继续采用比较研究法更细致地分析了两个班学生的答题过程。第五部分基于数据分析后得出的结论是基于原始物理问题下的习题教学有利于提升学生的模型建构能力和科学推理能力以及运用原始物理问题能有效地对学生的模型建构能力和科学推理能力进行诊断性评价。并在此基础上提出了基于原始物理问题下在习题教学中如何提升学生的“模型建构-科学推理”能力的教学建议。
【图文】：

问题的研究都认为我国传统的物理习题教学往往是侧重于图1 当中的虚线框部分。[6]刑红军教授的研究还认为，，想要回答著名的“钱学森之问”可以从我国多年已久的教育教学模式上寻找突破。尤其是我国的习题教学，呈现给学生的习题大多往往都是经过抽象了的，脱离生活本质的一些问题。

缺乏虚线框左边的模型建构过程。结合邢红军教授对学生解决原始物理问题时的自组织理论的表征层次，如图2 所示。要解决一个原始物理问题，学生一般都会经历图 2 中的 7 个表征层次。学生在解决原始物理问题的过程中，并不一定会按如图 2 所示的顺序进行，可能会来回经历其中的某几个表征，也可能重复经历其中的某一个表征。定向表征就是判断原始问题是一个什么方面的问题，学生在定向表征过程中需要根据原始问题的描述和已有知识，凭借不严密、不连续、不完整的逻辑思维图 2 学生在原始物理问题解决过程中的自组织理论的表征层次图
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.7

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本文编号：2619257