1、WORD12/12山區學生構建物理概念與規律的策略研究開題報告陽三中 萬余一、課題研究的背景1、新課程改革新課程標準指出“物理科學是一門實驗科學，在義務教育階段應讓學生通過觀察、操作、體驗等方式，經歷科學探究過程，逐步學習物理規律，構建物理概念，學習科學方法，逐步樹立科學的世界觀。”我國新一輪基礎教育課程改革倡導“探究式”學習，要重視學生在接受正式的教學之前，在與環境和他人的相互作用過程中積累起來的日常經驗，要在學生已有知識和經驗的基礎上來促進學生概念的轉變和進一步的學習。全日制義務教育物理課程標準(實驗稿)：師范大學，2003，9新課程背景下，學生構建物理概念與規律的課堂教學是在教師的啟發引

2、導下，學生主動參與、樂于探究、勤于動手的自主學習，倡導培養學生搜集信息和處理信息的能力、分析問題和解決問題的能力以與交流與合作的能力。新課改七年來的課堂教學中，我們老師力求以建立學生自主學習方式為著眼點，突出學生作為課堂主體的地位，引導學生積極主動地學習，傳授知識和技能與培養能力和創新意識并重，以學生發展為本，“把課堂還給學生”，但效果往往不是十分滿意，留給學生的機會越多，完不成教學任務的幾率就越高。通過調研和反思我們認識到，產生這種現象的原因表現在三個方面： 一是學生方面，近幾年，由于區市四所重點中學的層層選拔，造成縣級高中生源質量嚴重下降。學生的智力因素較低，語文和數學基礎比較薄弱，因此對

3、物理課本中的語句缺乏必要的理解能力，讀完一句話后把握不住要點，對關鍵詞語的含義的理解似是而非；學生的空間想象能力和邏輯思維能力在初中都沒有得到很好的訓練，導致在分析問題時難以明白物體的運動路徑或物理量隨空間位置的變化規律，搞不清楚物理量之間的因果關系，推理物理規律時缺乏邏輯性；學生在初中形成了很多難以適應高中物理教學要求的學習習慣，比如說，經常死記硬背而不深入思考，不預習教材，缺乏科普類的課外閱讀等等。 二是教材方面，高中物理教材重視理論上的分析推導，定量研究較多，數學工具的應用明顯比初中有所提高，常用到函數、圖像、求極值、解析幾何等數學知識。這些工具本身就使得學生感到抽象難懂，加之有些容數學

4、教學進度跟不上物理教學的需要，學科知識不能銜接等等，給學生數學工具的運用帶來了極大的困難；新課程改革要求探究、深入思考的容較多，而這些要求探究、深入思考的容的成功實施需要學生具有扎實的學習基礎。三是教師方面，高中的教學進度快，課堂教學密度大，教師過多地顧與了每節課是否能夠完成應有的教學容，而很少去考慮所使用的教學方法與策略能否促成學生學習效果的有效提高，日常教學工作的繁忙也使得教師沒有足夠的時間去反思自己的教學策略是否適應學生。這就要求我們重新審視教材，充分利用身邊的教學資源，改善教學策略，通過教師間相互探討與交流，把學生的接受能力、理解能力、探究能力與教材完美的結合起來，降低教學難度，提高教

5、學效果。物理概念與規律的教學是物理教學的核心，物理概念教學的效果直接關系到學生對相關基礎知識的認知程度，物理規律教學效果直接關系到學生解決物理問題的能力。學生的智力因素是較難提高的，如果教師下功夫對教材進行深入的研究，結合學生的實際水平，適當為學生鋪設獲取知識的階梯，降低概念、規律的教學難度，使學生感到物理知識容易接受，就能激發他們的學習熱情，提高他們的學習興趣和學習效果。因此，對引導學生構建物理概念與規律的策略進行深入的研究是非常有必要的。2、調查分析通過平時的觀察、訪談已經發現，我們山區學生在構建物理概念與規律的學習上存在問題，對于概念和規律的正確理解現在已經是中學生認為物理難學的重要原因

6、。在課題正式開題之前，首先需要了解我們山區中學的物理必修模塊教學現狀與其學習現狀并將其作為依據，以便更有效地找出存在的問題。為了進一步論證本課題的可行性，我們又對陽三中2009級和2010級的部分學生和全校物理教師進行了調研。其中問卷的題目設計主要是根據我校實際，同時參考網絡上一些有關調查并通過與我校多名物理教師討論，最終確定了物理必修模塊山區教學現狀調查問卷、物理必修模塊山區學生學習現狀調查問卷，以期對今后的物理 HYPERLINK :/ 4oa 教學策略的制定提供依據。其中的知識問卷“牛頓力學基本概念測試”，我們采用美國亞利桑那州David Hestenes開發的考察學生力學基本概念學習困

7、難的測試卷，簡稱FCI（Force Concept Inventory），該測試卷由30道單項選擇題構成，其中每小題包括5個備選項共計150個選項。從測試題中看出這些選項是從大量問卷調查中提煉出來的學生最常見的前科學概念，涵蓋了牛頓力學中的基本概念，也正是我們研究的必修模塊的容。本次調查共發放試卷260份，收回有效試卷254份，試卷回收率為97.7%，通過整理數據并與國外相關文獻對比，發現這些力學概念的理解困難具有普遍性。根據調查結果成績分析，這次測試的平均分為17.11分，比筆者在某些高中調查的平均分18.67分略低些。在具體的題目設計的容中，我們發現在以下幾個方面掌握的普遍不好，具體有：受

8、力分析（運動方向上受力、力的瞬時性）；力和速度的關系；力和運動的關系（有力存在物體才受力）；速度和加速度的關系；速度的合成；平拋運動。為了改變以往多根據宏觀 HYPERLINK :/ 4oa /bggw/sort02906/sort03026/list_3026_1.html t _blank 經驗和理論推導制定物理實際 HYPERLINK :/ 4oa 教學策略的狀況，我們做了“物理必修模塊山區學生學習現狀調查”。本問卷主要從以下幾個方面進行調查：學生主觀因素（心理、興趣、動機、自信度等），對應問卷中的2、3、4、5、6題；學習方法（自學與努力程度、學習習慣），對應問卷中的724題；適應的教

9、學方法，對應問卷中的22題；物理學習困難的原因與具體體現等，對應問卷中的多項選擇題。根據調查的結果我們分析發現百分之七十的學生認為目前的物理學習狀況是“困難”，從對物理的學習興趣分析來看百分之七十的學生對物理存在興趣，僅僅有百分之三十的學生對物理興趣一般和不感興趣，百分之九十的學生都選擇喜歡做物理實驗，但是由于條件限制我們學校一學期只能帶學生到實驗室去做一兩次實驗，這在很大程度上影響著學生對物理的興趣和探究心理。在調查對物理抱有的學習態度上，數據顯示百分之六十的學生相信能學好物理，百分之十的學生懷疑自己的能力抱著試試看的態度進行學習。在學習習慣的調查中我們發現大多數同學不能有一個良好的物理學習

10、習慣，積極學習物理知識的僅占百分之三十，根本沒有興趣，無奈被逼要學物理的比例達到百分之四十二，上物理課之前能預習的僅僅占百分之八。上課沒聽懂，百分之二十六點七的學生選擇“有時間就問老師，沒時間就算了”。課下能經常自己系統總結學習容的同學僅占百分之三 。老師布置的作業百分之三十的學生選擇“看參考答案或拿同學的作業抄一遍”。課下花在物理學習上的時間百分之三十二的學生選擇“半小時或更少”。在調查喜歡的教學方法上喜歡“講授演示法”的占百分之五十三，喜歡“提問法”的占十二，喜歡“討論法”的占百分之三十，喜歡“自學輔導法”的占百分之五。 在物理學習困難的原因分析上百分之八十八的學生選擇“自己的主觀努力不夠

11、”，百分之五十二的學生選擇“物理學科本身太難”，百分之二十二的學生選擇“自己智力不好”，百分之四十的學生認為“物理成績不好沒有成就感”，從這項分析我們看出以后學校的物理測試我們應該按照我們學校的學生實際情況進行出題，讓大多數同學的物理成績都能在與格線以上，從而提高他們的成就感。調查中發現百分之六十八的學生認為物理學習困難主要體現在“對物理概念不理解”，百分之八十五的學生認為“學過的公式容易記混寫錯誤的公式”，百分之六十五的學生體現在“老師分析例題能聽懂，自己做題就不行”，百分之二十三的選擇“雖能讀懂題目但是數學解題能力不行”，這里也折射了數學學科的基本運算能力對于物理學習的影響。其實后兩項的公

12、式記混寫錯誤的公式與自己做題不行，究其原因也應該首先歸結到自己對物理概念理解的不到位甚至理解的錯誤，很明顯物理概念是學生認為自己物理學習困難的主要障礙。同時我們推測山區孩子與城市孩子之間的綜合素質存在著較大的差距，也可能是導致山區中學物理概念和規律掌握不好的原因之一。二、 預設的研究目標和形式1、組織教師問卷調查，統計篩選出基礎較差的學生不易接受的教材知識點，明確教材中哪些地方學生容易在語言理解上產生困惑與障礙，哪些概念或規律需要教師在物理課堂上進行數學知識的補充，哪些概念或規律需要降低教學難度，確定用怎樣的策略去教學才能使學生比較容易獲取知識。2、組織課題研究成員從專業雜志、報刊、網絡上收集

13、有關人教版物理教材容探討的論文，進行學習、討論、交流，提高研究成員的專業素養，使研究具備一定的理論支持。3、定期撰寫教研論文，把各個階段的研究成果以論文的形式呈現出來。4、根據課題組研究的策略，在兩個平行班進行對比教學，定期進行測試并分析測試結果，驗證課題研究形成的結論是否有效。5、在分析測試結果之后，如果發現兩平行班測試結果差距不大，需重新在組開展討論，搜尋理論支持加以辯論，形成新的教學策略，在下一屆學生使用該教材時重新進行對比教學，驗證該課題的結論是否可行，總結反思教學策略的應用情況，組討論形成更適合、更完善的教學策略，進行下一輪的教學，最終形成研究結果。三、課題研究的思路與步驟1、課題的

14、準備階段（2010年10月1日至2011年1月15日） = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 成立有力的課題組織機構，由有關校領導指導管理，物理教研組全員參與。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 全組成員根據自治區教育廳下發文件分析討論，選擇課題。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 填寫課題立項申請報告書，申請立項。該項工作主要由萬余、任世功、風領、馬海軍四人完成。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 組成員搜集整理個人積累的教學資料，以備立項后研究使用。2、課題的實施階段（2011年1月至2013年6月） = 1 * GB3 * MERGEF

15、ORMAT （2011年1月）進行開題論證，學習并討論課題實施方案，使參加課題研究的每一位教師搞清楚課題實施的具體方案，明確在所研究的課題中自己要承擔的任務。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT （2011年1月）問卷、訪談階段：在我校教師和高一、高二學生中分別進行問卷調查、座談、訪談的方式確定學生不容易理解或學習有障礙的概念和規律的容。（2011年2月）獨立進行教學設計階段：分解研究任務、實施課題研究，研究人員分為四個小組，每組三人，按組分工，各自查找資料，鉆研教材，重新學習教師繼續教育書目，就下學期高一年級學生所要學習的必修教材中含有不容易理解或學習有障礙的概念和規律的教學容，

16、個人先寫出符合我校學生和教學實際情況的教學方案。A （2011年3月至2012年1月）優化教學策略的形成階段：在學期中，分階段定期進行小組交流、討論，研究確定小組某一教學容的統一的教學策略。這一教學策略必須充分考慮到學生的思維能力、心理狀態、學習習慣、已有知識儲備等多方面因素，能夠充分調動學生的積極性，能夠讓學生感到比較容易理解所學容。各小組長負責形成符合這一教學策略的教學設計，小組高一年級教師用該教學設計進行教學。課堂教學采用“同課異構”教學方式，全組成員就同一授課容參加兩個小組的兩次聽課，聽課后就這兩個小組所確定的教學策略的優略進行對比評定。還可以利用課堂錄像對兩節課進行對比，授課教師也通

17、過課堂錄像對自己的教學進行反思。小組長做評課記錄。課題組指定研究人員根據有關這一教學容的兩個教學設計以與該課題的評課記錄，結合相關理論文章形成適應我校學生的新的教學設計。在這一基礎工作之余，根據新的教學設計撰寫構建物理概念與規律的策略的論文。定期召開物理課題組例會，學習相關理論文章并討論所確定的策略的可行性。如有修改意見，可應用修改后的策略去更新前面形成的教學設計。B （2012年2月至2013年6月）優化教學策略的檢驗階段：第一年的課題研究形成的教學設計中已經包含了優化教學策略的容，在兩個授課教師不同但入學物理考試成績較為接近的班級進行對比教學（一名教師在這一學期一直用優化后的教學設計去教學

18、，另一名教師一直用獨立備課形成的教學設計去教學），在2012年6月底、2013年1月底、2013年6月底分別進行三次概念與規律教學效果的對比檢測，課題組指定實驗教師設計檢測試卷，測試調查不同的教學策略對概念規律的理解產生的效果的差異，課題組全體教師進行評卷，指定實驗教師分析測試結果。課題負責人總結出課題小組的階段性研究成果，并負責審定、修改各小組的總結，根據各小組的總結向區教研室進行五次（2011年7月、2012年1月、2012年7月2013年1月、2013年7月）階段性研究成果匯報。3、課題的總結階段（2013年7月至12月） = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 整理分析過程資料

19、，形成終期研究報告和其他成果集。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 申請鑒定驗收。4、在行動研究中，如發現不切實際的預設，經課題組討論認定后，可進行調整。四、研究方法1、 文獻法利用計算機網絡進行研究資料的查找、分析與收集，探索與物理必修教材應用相關的知識，在研究分析、收集前人或相關研究結論的基礎上，進行理論分析，比較篩選出與本課題有關的知識與結論。2、調查法通過對高中物理教師訪談調查和問卷調查的方式了解與高中物理必修教材有關的信息與容。通過問卷調查和測試的方式對高一、高二年級的學生進行物理知識學習情況的調查。3、 行動研究法本課題研究主要運用行動，在實際的教育教學和管理工作中尋

20、找高中物理必修教材應用的策略、方法、途徑與措施，在具體的研究工作情境中認真進行行動過程的研究，行動者參與研究，研究者參與實踐，并根據研究中遇到的具體情況，邊實踐，邊探索，邊完善，使理論與實踐，成果與應用有機地結合起來。4、 容分析法在教學中，課題研究成員要堅持不斷地探討和交流，把教材上學生不易接受的知識點確定下來，討論教材容易在語言理解上產生的困惑與障礙，討論用怎樣的策略去教學才能使學生比較容易獲取知識。五、預設的結果隱性結果：1、學生的學習熱情高漲，學習興趣更加濃厚，物理教學效果有較大的改觀，2、教師的專業素養和教學能力更高，帶動廣大教師產生進行教育科研的熱情。3、促進教材結構更加完善，知識

21、梯度更加合理。顯性結果：1、優秀教案匯編、教學實錄視頻文件、教學論文、終結報告。2、教學成績顯著提高。六、課題組織機構與任務分工1、課題領導小組組長：世權（校長、自治區級骨干教師）主要工作：負責規劃課題研究整體工作副組長：田寧江（副校長、教育戰線全國勞動模、自治區級骨干教師）主要工作：指導課題實施工作成員：王克勇（教學管理中心主任、縣級骨干教師）主要工作：組織召開階段性匯報、座談會銀棟（教學管理中心副主任、市級骨干教師）主要工作：監督、檢查各階段任務的落實情況，調整研究思路萬余（物理信息教研組長、縣級骨干教師）主要工作：負責課題工作的組織與管理、主持召開兩周一次的課題組例會、研究報告的撰寫與研

22、究的階段性總結工作。2、課題研究小組 組長：任世功 （市級學科帶頭人）：主要負責課題研究方案的設計、研究報告的撰寫與研究的總結工作。風領（物理教學論研究生）：主要負責課題研究活動的專業理論支持、活動資料的收集與整理與研究的階段性總結工作。錦蓮：課堂錄象與播放成員分組：第一組第二組第三組第四組博伍（組長）風領（組長）偉（組長）梁添平（組長）王海杰愛玲馬海軍萬余琳國春錦蓮任世功小組主要工作：以小組為單位實行集體備課，各組指定高一年級的一位任課教師備寫教學方案;兩個小組實施“同課異構”教學，評價后修改制定“優化教學設計”；撰寫研究論文等。七、課題組活動方式1、課題組定期集中活動，由課題負責人主持，討

23、論所確定的研究容的教學策略的優缺點；學習有關課題研究的理論文章。2、課題組根據教學進程靈活組織全組成員參加聽課活動，由教研組長主持，進行有關課題研究的評課活動。3、課題組成員根據收集、整理的研究材料，撰寫論文。4、課題組每兩周召開一次課題組例會，探討評價課題研究活動開展的情況，征求各方意見，與時改進課題研究方案。八、課題研究的條件分析1、課題研究得到充分重視。成立了課題領導小組，分別有身為區級骨干教師和教育戰線國家勞模的兩位校長參與規劃和指導，有學校領導的支持，研究人員充滿信心。2、課題組有業務精煉的研究人員，有市縣級骨干教師、有物理教學論研究生以與全體物理教師參與。3、課題研究涉與三個學年，

24、有約56個教學實驗班。基于上述條件，課題完全可以正常開展研究。九、課題研究的意義與完成課題研究的可行性分析本課題為自治區教研室審核立項課題，對我校實施新課程教學，提高教學質量有實際意義，有縣教研室的支持，有專家的指導和骨干教師的參與，以與一些教育專家總結出的相關理論知識和實踐經驗供我們學習借鑒。我們會在總結他人經驗的基礎上不斷改進和創新，設計一套適應山區學生構建物理概念與規律的教學策略。相應措施：加強理論學習。組織教師學習相關理論，轉變觀念，為指導學生構建物理概念與規律找到科學合理的方式和方法。加強師資培訓，提高科研水平。加強研究工作的階段性小結。課題組定期召開專題研討會、經驗交流會，研討存在

25、的問題并與時完善方案，同時總結階段成果，邀請專家指導。制定相應的考核獎勵措施，推動研究工作的順利開展。十、理論依據與本課題核心概念的界定：1、理論依據建構主義建構主義是西方心理學和教育學的一種觀點，基本上是在解釋“知識是什么？學習是什么？”的一種理論觀點。強調學生已有的概念來自日常經驗或以前的各門課程，強調復雜的學習環境和真實的學習任務，強調社會協商和社會相互作用，強調學生用多種方式表征學習容，強調學生理解知識建構過程和以學生為中心的教學。歸納起來建構主義的教育思想具有知識結構整體性、框架發展性、積極的情感性、情境探索性、互動對話性等。物理概念和規律的構建是建立在建構主義的理論基礎之上的。建構

26、主義對學習的解釋主要有以下幾點：= 1 * GB2、學習是一種建構的過程。知識來自于人們與環境的交互過程中。學習者在學習新的知識單元時，不是通過教師的傳授而獲得知識，而是通過個體對知識單元的經驗解釋從而將知識變成了自己的部表述。因此，教學的目標是使學生形成對知識的深刻理解，即“為理解而學習”。= 2 * GB2、學習是一種活動的過程。學習過程并非是一種機械的接受過程，在知識的傳遞過程中，學習者是一個極活躍的因素。= 3 * GB2、學習必須處于真實的情境中。學習發生的最佳情境不應該是簡單抽象的，相反，只有在真實世界的情境中才能使學習變得更為有效。學習的目的不僅僅是要讓學生懂得某些知識，而且要讓

27、學生能真正運用所學知識去解決現實世界中的實際問題。有意義學習奧貝爾指出有意義學習的本質就是：在學習過程中，符號所代表的新知識與學習者認知結構中已有的適當概念建立實質性和非人為的聯系的過程。有意義學習理論對構建物理概念和規律的啟示表現在：首先各個物理概念和規律之間是有聯系的，學習中要注意發現他們之間的聯系，不能機械的、孤立的學習一些物理知識，沒有聯系沒有活性的知識既不能遷移，更不能應用。其次教學過程中教師要善于應用先行組織者，即在正式的教學前要先向學生呈現那些準備性的、引導性的材料，這些是學習新容必須具備的先前知識，先行組織者可以在學習者已有知識與需要學習的新容間架設起一座橋梁，使學生能更有效的

28、同化、理解新學習的容。2、課題核心概念的界定：山區學生我校是一所處在南部山區的普通高級中學，相當一部分學習優秀的學生外流，再加上家庭教育條件不足，對孩子的教育缺少有效的指導和支持。鄉村初中沒有實驗課的開設條件，也影響了學生的動手和探究能力。雖然目前政府和學校通過各種途徑解決了學校的辦學條件，配備了一定數量的實驗儀器，但和大城市的學生相比，他們在實驗素養上都還存在很大的差距，這從一定程度上影響著他們的綜合素質的發展。目前學校的一部分學生不僅基礎差，而且學習習慣、方法更差。通過調查了解，大多數學生課前沒有制訂學習計劃的習慣，依賴老師，習慣于等著老師講解分析，沒有預習的習慣，更談不上自主學習。課堂上

29、聽課效率低，容易受到外界的影響而開小差，習慣于被動聽講，做題時不重視物理解題的方法而只是愿意按照老師分析的某一思路去解題。課后不善于溫故而知新，甚至沒有復習的習慣，抄襲作業的現象很嚴重。物理概念物理學科作為自然科學的基礎有其自身的一些概念，這些概念不同于其他的自然科學。概念是反映客觀事物本質的思維形式，物理概念是反映物理現象、物理過程本質屬性的一種抽象，是在大量觀察、實驗的基礎上，運用邏輯思維的方法，對一些事物本質的、共同的特征集中起來加以概括而形成的。對于物理概念的分類方法各種資料文獻上主要提出了兩類，一是把物理概念分成兩類，包括定性的概念和定量的概念。一是根據對物理現象和過程的性質、相互關

30、系的描述方式來劃分的。從認識論角度，物理概念可分為：具體概念、抽象概念和特殊概念。 閻金鐸物理教學論南寧：XX教育，2003，89105對于當前所學的物理新概念、新命題來說，有可能起固定、吸收作用的原有觀念與新觀念之間通常有以下三種關系：類屬關系、總括關系、并列組合關系。物理概念是構成物理規律和公式的理論基礎，是整個物理學知識體系的基礎，是人類智慧的結晶。物理規律反映了各物概念之間的相互制約關系，反映在一定條件下一定物理過程的必然性。構建物理概念與規律的策略是指在建構主義理論指導下，注重概念和規律的形成過程，探究概念和規律的學習策略技巧與方法。如果用建構主義理論給物理概念學習下定義的話，應該是

31、以學生掌握好物理概念為目的，利用教師提供的各種教學方法、策略和情境，將面臨的新概念融入到其原有的物理概念網絡中去，建構起新的物理知識體系和物理認知結構。十一、國外研究現狀自上個世紀七十年代以來，國外學者對學生概念學習進行了大量的研究，包括對構建物理概念和規律的研究，至今這一直是各國教育界普遍關注的重要問題。縱觀國外中學教育研究成果，無論是教育方針的推出，還是一種教學方案方法的設計，都是建立在研究學生學習中存在的問題的基礎之上的。中學物理基本概念與規律學習過程中存在的問題如果得不到與時的發現，在一定程度上將影響著學生對物理學習的興趣和科學素養的提高。美國著名物理教育專家Hestenes等設計的一

32、套可以測試學生對牛頓力學基本概念理解的“力的概念測試”，簡稱FCI（Force Concept Inventory），該量表由30道單項選擇題構成，其中每小題包括5個備選項共計150個選項。從測試題中看出這些選項是從大量問卷調查中提煉出來的學生最常見的前科學概念，涵蓋了牛頓力學中的基本概念。FCI作者David Hestenes、Malcolm Wellsand Gregg Swackhamer在編寫量表后，對超過1500名高中生和500名大學生進行測量，下表是部分高中生的測量結果 David Hestenes, Malcolm Wells, and Gregg SwackhamerForce Concept InventoryThe Physics Teacher，1992(30)141158。表1-3 Hestenes問卷測量結果學校答對率（標準差）人數Arizona Reg.48(16)612Wells Reg.64 (20)18Chicago Reg.4256Arizona Hon.56 (19)118Wells Hon.78 (15)30Swackhamer Hon6663Arizona AP57 (18)33Swackhamer AP8511幾乎每一本物理教學論方面的書籍都涉與物理概念和規律的模塊，但