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《高中物理核心概念有效教学的研究》结题报告 本文简介：《高中物理核心概念有效教学的研究》结题报告内容摘要高中物理很重要的一个内容就是对概念的教学，概念教学话题始终是物理教学中的难点、热点，是一个永恒的主题，而核心概念的教学更是概念教学的重中之重。为探求高中物理核心概念教学的有效方法，寻找核心概念教学与高效课堂整合的切入点，为教师在课堂教学改革的实践中提
《高中物理核心概念有效教学的研究》结题报告 本文内容：
《高中物理核心概念有效教学的研究》结题报告
内容摘要
高中物理很重要的一个内容就是对概念的教学，概念教学话题始终是物理教学中的难点、热点，是一个永恒的主题，而核心概念的教学更是概念教学的重中之重。为探求高中物理核心概念教学的有效方法，寻找核心概念教学与高效课堂整合的切入点，为教师在课堂教学改革的实践中提供理论与实践的指导，创建概念教学的高效课堂。我们选择“高中物理核心概念有效教学的研究”作为研究课题进行研究，经过二年的研究，取得了初步的成果。同时，一批青年教师在课题研究过程中成长起来，成为我校物理教学的骨干教师。
一、本课题国内外研究现状
高中物理核心概念有效教学的研究是国际上物理科教育中的一个重要领域，我国的部分中学课程标准也提出要帮助学生深入理解物理核心概念。如何更好的理解和实践新课程的要求，是我们当前面临的一个新的挑战。
国外，美国的赫德、戴伊、费德恩、埃里克森等著名教育学家对核心概念的定义作了详细的阐述，并列举了作为核心概念的选择标准，为高中物理的核心概念课堂教学提供了一个依据。这些核心概念具有广阔的解释空间，源于物理中的各种概念、理论、原理和解释体系，为物理领域的发展提供了深入的视角，还为其他学科提供了联系。此后，英国、加拿大、澳大利亚等国的教育家们认同物理课堂教学应该强调核心概念的理解，他们在此基础上研究制定了新的物理课程标准，将希望学生理解的核心概念内容较为详实地列出来，教学活动即围绕这些内容展开。如美国“2061计划”要求学生学习得更加深入、更加贯通、更有关联性，还要求最大限度地减少记忆那些孤立事实和概念，而应把重点放在核心概念上。美国地平线研究组主席维斯及高级研究助理帕斯利经过一年多的认真研究，发现优质课堂应包含以下几个特征：（1）在物理课堂教学过程中，教师善用多种策略（如：展现真实世界中的实例，为学生提供一手经验等），为某个科学概念提供清晰的阐释；（2）吸引学生从事动脑筋的活动；（3）帮助学生理解高中物理的核心概念等。作为高中物理优质课堂的主要特征之一，围绕高中物理核心概念进行课堂教学成为国际科学教育界关注的热点。
国内，在过去的十年中，我国基础教育物理课程已经确立了新的课程理念与目标，更新了教学内容和要求、推广了基于探究的多样化的教学策略，在物理教学论著当中，如李忠、齐淑静编写《物理学概念教学研究》（湖南教育出版社，2000年），总结分析了物理学中具有代表性的一些基本概念的发展变迁及教学中应注意的问题，给出了一些理解、掌握基本概念规律的法则，并在结合物理学方法论、物理学史、辩证逻辑和形式逻辑的基础上，给出了掌握基本概念的普遍原则。如董春雨、王玉成编写《物理基本概念的演变》（山西教育出版社，1998年）、向义和编写《物理学基本概念和基本定律溯源》（高等教育出版社，1994年）等都是对物理概念教学研究专著,王沛清先生的专著《物理概念教学》（湖南教育出版社，1985），对物理概念的教学进行了系统研究。如段传宗、查有梁、廖伯琴的《物理动概念的教学研究第一章绪论教育学研究》(高等教育出版社，1996)专门设计为一章进行研究，并涉及到物理概念的教学模式、认知策略和案例。如阎金铎的《中学物理教材教法》(北京师范大学出版社，1981)在“中学物理教学的主要环节”一章中设“讲清物理概念和规律”一节，把物理概念教学所在章节大多归入物理教学过程(或教学环节)中，类似的还有许国梁的《中学物理教学法》(高等教育出版社,1981)等。另外，还有查有梁所著《物理教学论》、乔际平所著《物理学习心理学》、皮连生所著《学与教的心理学》等物理教学理论著作也都涉及到物理概念教学的研究。这些研究对物理概念教学和理解有很好的指导作用。这些著作主要以物理教育自身的特点为基础，结合认知心理学、教育学、系统论，对于物理概念教学的重要性、物理概念的特点、概念教学的要求、概念教学中常见的问题以及概念教学的主要环节等方面的问题进行了大量的具体的研究工作，探索了物理概念的引入、建立、理解、深化、巩固和运用的基本教学模式。近几年对物理概念的研究也有了很大的进步，特别是一些优秀的硕士论文，从不同的角度，不同的侧面入手，分析了现行的教学中物理概念教学中存在的主要问题，探寻了存在问题的根源和提出了值得借鉴的物理概念的教学方式，为我们物理概念的教学有很大的指导意义。在这些论文中，如张智写的《高中物理概教学探究》（华中师范大学，2005），结合本人多年的教学实践，对高中物理概念教学进行了探究，强调物理概念教学应以认知同化理论为基础，强调教师应认真钻研教材，研究学生的实际情况，分析概念的内部矛盾，强调教师的主导作用和学生的主体地位。如徐学的《中学物理波动概念的教学研究》（苏州大学，2008），以教学设计和概念教学的理论为基础，对波动概念及其教学问题进行了多角度研究。对中学生波动概念的学习情况进行了调查，详细分析了波动概念学习过程中产生障碍的主要原因，产生的原因主要是前概念的影响及概念的抽象性。针对这些原因提出了可供操作的教学策略，设计了教学设计案例，并进行教学实践。如陈伟的《高中物理电场概念教学设计研究》（广西师范大学，2008），本研究采用问卷调查法和访谈法对电场教学的现状进行剖析，探讨已有教学研究的研究方向、内容以及在已有研究中未涉及的内容。以电场基本概念为主题，设计高中生学习电场前、后的调查问卷，并对前、后的情况进行调查研究。分析了高中生学习电场前、后存在的相关概念和错误想法的来源、形成原因和基本特征。还有孙艳乔《高中物理电动势概念的教学研究》、肖丽英的《高中物理机械振动和机械波相关概念教学的研究》、夏寿庆的《中学物理概念教与学中存在的问题及其对策研究》等等，尽管这些优秀的论文对物理概念的教学有很大的帮助，使得物理课堂发生了显著的变化，取得喜人的成果。然而，关于核心概念在物理课堂中的传递，在教学实践中研究的少；掌握学生具体情况的少；对具体某一地区实际教育现状了解的少。相关理论和实践都尚未有平行的跟进，这使得物理课程理念和目标的落实要面临许多风险。实际发生在课堂中的情况也表明，肤浅的“探究”活动及对事实类信息的强调和不当使用并非个别现象。在这样的情况，强调核心概念在物理教学中的重要作用，强调核心概念和原理的理解而不是仅仅对事实的记忆，已经变得十分必要和迫切。
二、本课题研究的背景及意义
在我们的物理教学中，教师常会遇到一个科学的概念的建立，不是简单的师生互动就可以在学生的头脑中建立起来的。大量研究证明，在传统教学模式中，教与学之间存在距离。研究者认为，这是因为学生在学习物理之前，头脑中已经存在了一些来自于生活经验的对一般物理现象的直觉认识，这通常被称为前概念。前概念一般与科学概念不一致的。这些概念的核心特点是：（1）是学生头脑中强烈具有的一种稳定的认知结；（2）不同于专家的概念；（3）会对学生如何理解自然现象并做出科学的解释产生重要影响；（4）必须被克服、避免或消除，以使学生接受科学的理解。高中物理核心概念的有效教学要求教师充分了解学生的前概念，以采取相应的教学策略。要求学生对物理概念的构建有深层的理解，形成知识结构的紧密相连。
我国的基础教育高中物理课程改革已经历十个年头，但我们面对热点依然存在。这样的挑战包括怎样帮助学生围绕高中物理核心概念建构、组织头脑中的知识，怎样加强对知识的深入理解和迁移应用，并为他们的未来的学习和工作打下良好的基础。应对挑战的努力会涉及从什么是科学概念到核心概念梳理和筛选、核心概念的表述、教学活动的设计、评价等各个环节，但所有的努力最终都要服务于高中物理课堂上完成从记忆事实向理解概念的转变。这样的转变不应该是少数教师的个人行为，而需要科学教育工作者的共同努力。这样才符合我国以发展学生科学素养为宗旨的课程理念和改革方向。
三、本课题研究的基本内容
物理核心概念教学中，针对一些前概念意识问题，适时增加一些学生分组讨论课，
是很有必要的。这样做，
有利于学生深入了解物理现象、加深对物理核心概念的认识。同时，还可以通过讨论，使学生消除头脑中的片面的、甚至是错误的物理概念。那么，如何突破学生的前概念意识呢?
为此，我们要进行专题分析与研究，总结出对高中物理核心概念教学的一般规律。
具体研究的主要内容如下：
1.从教学规律层面上研究。在实施概念教学前，先探究学生对概念的了解，使教学更具有针对性、科学性、实用性。
2.从教材层面上研究。现行高中物理教材中对核心概念的引入、建立、定义等是否最合理准确、逻辑性强，易于学生接受理解。
3.在教学论层面上研究。研究在概念教学过程设计的结构性方面，其过程如何要有利于师生互动，特别是学生的参与，提高课堂教学的有效性。
4.在学习论层面的研究。研究活动设计与实施如何能有助于学生物理概念的正确形成，确保实现学生物理思维能力的提高。
5.从以上四个层面结合教学个案，研究高中物理核心概念有效教学的策略和教学模式。
四、研究方法
（1）文献研究法：分类阅读有关文献（包括文字、图形、符号、声频、视频等具有一定历史价值、理论价值和资料价值的材料），通过广泛吸收和借鉴近年来国内外成功的理论，筛选出可借鉴的信息资源，为系统地构建出一套完整命题研究提供理论支撑。
（2）开放式的实践探索研究方法：坚持理论联系实际，强调该课题的可操作性，尽可能在各类型学校进行研究和实践，同时由参加课题的教师共同合作，共同探讨，在平时的教学中边实践、边探索、边进行经验总结交流。并做到教学模式具有推广运用的价值。
（3）归纳总结法：在课题研究过程中，对在不同实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，让该研究方法上升为经验的一种方法。
（4）统计分析研究方法：进行科学研究，离不开和数字打交道。用数理统计的方法对三个阶段中所产生的原始数据进行处理、分析和推论，得到核心概念和有效教学之间的内在关系，为课题研究提供重要依据。
（5）调查问卷法：收集各类学校的学生和一线教师对核心概念有效教学的态度反应，不断总结，做到核心概念有效教学具有推广运用的价值。
五、本课题研究的目标
本课题研究的物理核心概念教学方法不仅适用于学生不熟知的物理概念，也适用学生已经在初中接触过的一些概念进一步加深，引领学生把正确的物理概念引入课堂教学中，以此来达到凸显学生的学习主体地位和提高教学成绩的目的。
1．本课题研究必然会引发教学改革与系列资源建设，其研究方法与教学方法将由核心概念迁移至学生不熟知的物理概念以及某些初中学习的概念，引领学生把正确的物理概念引入课堂教学中，使得学生的学习更有效。
2．本课题在研究过程中以课件集、课例集形式呈现的资源为教师的教学提供便利，从而有效地促进了高中物理课程的实践。
3．本课题研究涉及物理教材关于核心概念的呈现，从而能有效引导教师理解教材、开发教材，促进了新课改的深入开展。
4．促进校级教研深入扎实的开展。校级教研常出现没有任务驱动、空洞无物的状况，本研究以核心概念的有效教学为切入点，涉及每一个教师的日常教学工作，使教师寓科研与日常教学工作之中，使得校级科研具有着力点与生长点。
课题研究的主要过程
1．题研究的准备（2012年9月～2013年3月）
全体课题组成员广泛搜集中外高中物理核心概念教学理论及实践资料，每个成员都花较长时间系统学习这些理论及资料，摘录重要理论和实践经验，提升理论水平，清除认识误区。增加对搞好高中物理核心概念教学的认识。
2．题开题报告会（2013年4月）
课题组成员及全体物理教师集中研讨，提出改进意见，完善课题研究方案，并召开课题开题报告会。
3．课题实验（2013年5月～2014年4月）
课题组成员按照分工，通过研究教材、集体备课、上试验课、主题教研、实验操作、正误分析、调查方案、撰写案例、考查对比等环节进行了大量的实践。近两年的实践中，课题组成员除了正常的工作外，经常挑灯夜战，见缝插针，不厌其烦，带病工作，为教研课题付出了艰辛的努力和辛勤的汗水。
4．报成果阶段（2014年5月～2014年6月）
课题教师汇报各种研究成果，包括课件集、教学设计集、优秀课例集、视频材料、论文、数据等。
5．改完善阶段（2014年7月～2014年8月）
在大量数据、案例、实验基础上，对已形成的研究成果提出评价和修改意见。
6．交专家评审（2014年9月）
7．行课题结题报告。（2014年10月）
七、课题研究的保障
1．负责人和主要成员承担的相关研究课题
序号
项目名称（项目号）
立项单位
课题类别
主持人
完成情况
1
《高中生生存能力之心理健康教育设计与研究》
教育部
子课题
郭思健
已结题
2
《高中物理方法教学》的研究
市教育局
市级科研课题
郭思健
已结题
2．课题负责人的主要学术经历
主持人黄爱辉是广东省重点中学—广东梅县东山中学的物理科组长，梅州市市级骨干教师，他物理学科教育理论扎实，教学科研能力强，在省市级刊物发表论文多篇，是《名师面对面》（2012年）粤教物理选修3-1、3-2、1-1模块以及《高考物理实验复习》主编，曾指导学生小制作、小发明、物理学科竞赛20多人在广东省或全国获奖，多次被中国物理学会授予物理竞赛“广东省优秀指导老师”称号。
3．主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构
课题组成员均有丰富的一线教学实践经验，学历结构、学缘结构与年龄结构合理，教学科研经验丰富，其中郭思健校长是是梅州市“百千万人才工程”高级研修班、广东省第十期高中校长高级研修班、广东省中小学校长工作室成员之一，在国家级核心刊物发表多篇论文。饶玉祥老师对物理实验以及物理课堂教学颇有研究，在省市等多级刊物发表多篇论文。参加2007、2008年高三总复习资料《名师面对面》物理科的编写工作。谢纲群老师参加2012年广东省高中物理科骨干教师培训班培训，对运用Flash、Authorware、Powerpoint等软件制作物理多媒体课件深有研究。其他教师也具备较扎实的教学功底与科研经验，另外本课题得到嘉应学院物理系多名教授的大力支持，从而为本课题研究提供了良好的外部支持。
八、课题研究成果
1．理论成果
本课题融合物理概念与有效教学研究，在国内尚属首创，因此具有较强的理论价值。
（1）深化物理概念教学研究领域，国内关于物理概念多为单个的表层研究，其研究样本少。本研究将选择5至8个高中物理核心概念作为前期研究样本，然后将其研究方法向其他核心概念以及重要概念迁移。
（2）拓展了有效教学研究疆域。有效教学研究虽然已成为研究的热点，但有效教学研究大多为理论层面的思辩，缺乏与具体内容的结合。本研究以核心概念为切入点，使有效教学研究由宏观转向微观领域，其研究方法又可以将有效教学迁移至其他领域。
（3）开拓了高校与中学教研的新路径。高校教育研究与中学教学实践的二张皮现象已成为我国教育研究之痛，本研究以课题为纽带，高校教师与中学教师济济一堂，分别从理论与实践视角展开合作，从而为其他课题研究开拓了新的可行性路径。
2．实践成果
我们通过研究，开设了20节公开课、观摩课、召开主题教研会、邀请专家作专题讲座等，形成有优秀课例集、教学设计集、教学课件集、主题教研汇总资料，发表了多篇论文，在ISSN刊物发表了1篇文章。
论文《重视核心概念教学
打造物理高效课堂》发表于ISSN刊物《青春岁月》。结合新课程教学实践，阐述了物理学核心概念的内涵及教学的重要性，分析了高中物理核心概念教学的现状，并从注重概念的情景导入、重视概念的自主建构、关注概念的有效迁移三个方面就加强核心概念教学做一探讨。
论文《用“稀释还原”艺术
创建概念教学的高效课堂》发表于《东山学刊》。
本文从一个崭新的艺术角度，采用“概念——稀释——还原”的教学模式，概念的“稀释还原”手法阐述化解概念教学难点的有效途径与方法，创建概念教学的高效课堂。
九、课题研究存在的主要问题及今后的设想
本研究的主旨在于通过调查，确定我国的高中物理核心概念、核心概念的内涵以及各个年级段学生对核心概念应达到的理解程度，另外，核心概念的抽象、概括程度需进一步研究。全美理科教师协会指出，在恰当的概括程度上确定核心概念是新标准研制的最大的难题。例如，“牛顿定律”这一表述的概括程度能使标准的条目数量显著减少，但它不够清晰，同时又包含大量的逻辑内容，并没有真正减少学生要学习的程度内容。基于以上认识，本研究要解决的问题主要有：
1.我国高中物理核心概念是什么，其内容是什么？应达到怎样的抽象、概括程度？
2.每个核心概念应达到怎样的理解程度？
3．由于研究经费几乎为零，所以开展课题研究交流、课题研究的实验操作等活动受到一定的影响。
尽管我国基础教育课程改革已经有多年,但我们面对的挑战依然存在。这样的挑战包括怎样来帮助学生围绕学科核心概念建构、组织头脑中的知识,怎样加强对知识的深入理解和迁移应用,并为他们未来的学习和工作打下良好的基础。应对挑战的努力会涉及从什么是科学概念到重要概念的梳理和筛选、概念的表述、教学活动的设计、评价等各个环节,但所有的努力最终都要服务于在理科课堂上完成从记忆事实向理解概念的转变。这样的转变不应该是少数教师的个人行为,而需要科学教育工作者的共同努力。这也是本课题今后的研究方向。
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