物理科学真实数据教育转化研究

发布时间：2020-04-11 10:50

【摘要】：科学数据作为真实研究过程产物,包含了科学原理和问题,建构了科学过程和观念,蕴含着科学情感和态度,是在复杂科学情境下科研工作者高阶思维品质的体现,在科学价值以外同时具有丰富而确切的教育价值。文章旨在推进物理科学真实数据教育转化。在明确国际科学教育追求的前提下,采用比较研究法、文献研究法分析了国际(美、英)科学课程标准体系服务于科学主题探究和科学真实数据教育嵌入的设计,采用网站检视方式以LIGO为主题对美国科研项目的教育资源复合产出进行了研究。在此基础上,为了解我国物理科学真实数据从科研形态到教育形态转化过程中的现状、教育影响及存在问题,对我国主要的一些物理科研机构官方网站、科普网站进行了调研比较研究,进一步考虑到教育落实问题的具体问题,亦对物理教育相关群体做了“从科学研究到科学教育”为主题的问卷调查和教育访谈。研究发现,美、英课程标准鼓励给学生以真实的像科学家、工程师科学实践那样的有意义学习和科学探究资料和途径,美国科研机构的科学教育产出同步于科学数据产出具且服务于课程标准,方便促进科学真实数据教育转化,方便促进学生高阶思维能力和科学研究能力发展。我国科技工作者和教育工作者囿于物理研究和物理教育相对分立,在科普和科学教育界限判断上略显模糊,基于科研的物理科学真实数据教育公开和教育转化工作相对薄弱;各方虽有价值认同,但科研工作者缺乏系统的教育和课程意识,教育工作者缺乏科学数据获取及解读能力,一线教学人员习惯于逆向假数据教学欠缺物理真实数据教育资源范例,大家可能都需要更多帮助。对此,鉴于我国教材和与测评相一致的习题设计深刻的教育影响力,综合课程理论和教育行动研究,文章提出了物理科学真实数据从教材更新、习题设计和探究教学等方面介入教学的设想,并对此进行了具体论证给出了参考案例讨论。得出研究结论:物理科学真实数据教育转化需要顶层设计、科研群体和教育群体须要共推互助,基于科学真实数据的教材更新和教育测评是课程改革重要支点,呼吁我国物理科学研究重大项目科研产出同时的教育产出。展望与反思:科学真实数据教育转化研究有课程的、资源的、教学的、教师教育等诸多侧面,是与科学研究俱进的教育工程。
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科学数据,关键词

基于科学真实数据的教学应用在国际国内己经展开得较为广泛，如利用美国费逡逑米国家加速器实验室的数据计算顶夸克的质量，利用高能光子的数据研宄广义相对逡逑论，，利用教室宇宙射线探测器的数据探宄宇宙射线，利用夸克的数据搜寻希格斯粒逡逑子，利用斯隆数字巡天（ＳＤＳＳ）数据进行数据研宄、宇宙的探索、星系的分类等Ｗ。逡逑国外有研究表明，在情境性非传统问题应用到教学方面，教师不仅需要与导论课程逡逑相适应的研宄性问题，而且还需要帮助如何有效地实施这些问题［３］。《利用美国宇航逡逑局的科学新闻文章来加强课堂学习》（Ｕｓｉｎｇ邋ＮＡＳＡ邋Ｓｃｉｅｎｃｅ邋Ｎｅｗｓ邋Ａｒｔｉｃｌｅｓ邋ｔｏ邋Ｅｎｈａｎｃｅ逡逑Ｌｅａｒｎｉｎｇ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ）对科学新闻的教育作用给出了积极评价，认为学习把科逡逑技新闻用到课堂教学中会提升学生学习兴趣，真实的科学情景教学引入会让学生意逡逑识到：从事研宄的科学家经常会遇到一些现象或提出一些数据，这些真实数据也会逡逑迫使他们修改自己的想法；因此，犯错、不理解某件事、不得不抛出最初的假设，逡逑甚至是更成熟的理论，是做科学的一种常见经历Ｗ。很多科研工程都被及时地用到逡逑教学中，如旨在加强和补充以科学为导向的议程，为了打破课堂或讨论僵局而开发逡逑

教育资源,网站,网页,教师专业发展

２．３．１．２邋ＵＧＯ邋Ｃａｌｔｅｃｈ网站教育资源逡逑ＬＩＧＯ邋Ｃａｌｔｅｃｈ教育资源部分，有八个子项目：课堂活动（ＣｌａｓｓｒｏｏｍＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）、逡逑实地考察（ＦｉｅｌｄＴｒｉｐｓ）、家庭尝试（ＴｒｙＴｈｉｓａｔＨｏｍｅ）、提问ＬＩＧＯ工程师小组（Ａｓｋ逡逑ａ邋ＬＩＧＯ－ｉｔｅ）、把邋ＬＩＧＯ邋带入课堂（Ｂｒｉｎｇ邋ＬＩＧＯ邋ｔｏ邋Ｙｏｕｒ邋Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ）、教师专业发展逡逑（Ｔｅａｃｈｅｒ邋Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ邋Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、推荐试视听资源（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ邋Ｒｅａｄｉｎｇ邋ａｎｄ逡逑１６逡逑
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.7

【参考文献】