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司德平高中物理工作室

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    《人教版高中物理必修教材学科思想方法的研究》结题报告


    人教版高中物理必修教材学科思想方法的研究》结题报告

     

    郑州外国语学校 司德平

     

        教育部《义务教育数学课程标准(2011年版)》首次将“双基”拓展为“四基”:基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验;2012年,《中学教师专业标准(试行)》在“专业知识”维度中的学科知识方面,不仅要求中学教师知道所教学科的内容,而且要“理解所教学科的知识体系、基本思想与方法”等,从而保证教师在教学活动中脉络清晰、重点突出,让学生感悟学科的基本思想;2013年,在教育部《关于推进中小学教育质量综合评价改革的意见》中,首次出台了《中小学教育质量综合评价指标框架(试行)》,其中在“学业发展水平”维度中有“学科思想方法”的关键性指标,考查“学生对各学科思想和方法的理解和掌握情况”教育部《普通高中物理课程标准(2017年版)》关注学科核心素养,而学科思想方法是物理学科核心素养中“科学思维”的核心。课题采用文本分析法,对人教版高中物理必修教材2010年第3中的学科思想方法分别进行了横向、纵向的提炼与统计分析

        一、基本观点

    知识、技能思想方法是学科教学的三大要素,其中,学科思想方法不仅是学科核心素养的内核,也是学科教学的灵魂与精髓。物理学科思想方法是物理学发现问题、提出问题、解决问题的过程中,所使用的策略、途径、手段、方式和操作的总和,是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的科学思维方式,是科学思维内化的能力与品质。

        二、主要创新

    1.明确了高中物理学科核心素养的结构关系

        物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生在学习物理过程中逐步形成的知识积淀、思维品质、能力表现、科学思想以及科学的情感态度价值观的综合体现。高中物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个维度。在“科学探究”的基础上,逐步形成“物理观念”、“科学态度与责任”和“科学思维”,三者相互促进,形成不同水平等级的学科核心素养。即“科学探究”为基础,“科学思维”为灵魂,其中,学科思想方法是科学思维的核心。其结构关系如图所示。

        2.明确了学科思想与学科方法的关系

        学科思想是相应学科知识和学科方法的本质认识和精神实质,并且,学科思想对学科方法起调控作用,而学科方法则是学科思想的外显,很多学科方法是学科思想的具体体现。因此,“学科思想”与“学科方法”之间没有十分明确的界限,二者相辅相成,互为表里,密不可分,故把二者统称为“学科思想方法”。一般,当强调指导性时称为学科思想,当强调工具性时称为学科方法。

        3.对高中物理学科思想方法进行了分类

    高中物理常见的学科思想方法有:(1)理想化与物理建模思想,其中包括理想模型(对象模型、条件模型、过程模型、模拟模型)理想实验;(2)实验探究思想;(3)守恒思想;(4)控制变量思想;(5)等效思想(等效转换、等效替代);(6)类比思想;(7)极限思想;(8)对称思想;(9)数理思想(比值定义法、乘积定义法、比例系数法、图象法、方程函数法、数形结合法、近似估算法、外推法、平均值法、曲线拟合法、微元法、累积法、放大法、化归法、逆向法、临界与极值法);(10)隔离与整体思想;(11)归纳与演绎思想;(12)假设与悖论思想。

    其中,数理思想是基于物理现象的数学模型,利用数学知识解决物理问题的科学思维方式。数理思想不仅能利用数学方法诠释物理现象,解决物理问题,而且还能预见物理现象,并根据物理事实来修正原有的物理模型。隔离与整体思想是分析与综合思想在解决物理问题中的具体应用。

    另外,理想化与物理建模思想属于建构类的学科思想方法;实验探究思想、守恒思想、等效思想、控制变量思想、对称思想、类比思想、假设与悖论思想属于发现类的学科思想方法;数理思想、极限思想、隔离与整体思想、归纳与演绎思想属于应用解决问题类的学科思想方法。

    三、学术价值

    基于高中物理学科思想方法的界定与分类,对人教版普通高中课程标准实验教材《物理1》《物理2进行横向本分析的基础上纵向提炼、统计出人教版高中物理必修教材学科思想方法分布并对 201514201610全国高考物理必修试题中的学科思想方法也分别进行了系统提炼与统计分析。有青年教师在高中物理教学中,系统领悟、适时隐性渗透与显性呈现学科思想方法,培育学生的高阶思维,促进学生深度学习,提学生的学科核心素养,迎接课堂转型的挑战,促进青年教师专业发展。

    四、研究结论

    研究物理现象一般是按照从简单到复杂、从个别到一般的认知规律。人教版高中物理教材必修模块为力学基础内容,在《物理1学习直线运动规律和牛顿运动定律的基础上,基于运动的合成与分解,《物理2进一步研究了较复杂的曲线运动和牛顿运动定律在曲线运动中的应用,且研究方法从运动和力到功能关系,即从牛顿运动定律提升到能量守恒定律。因此,由统计分析可以发现,在人教版高中物理必修教材中,数理思想、理想化与物理建模思想、归纳与演绎思想、等效思想、实验探究思想的应用频较高其中,《物理2不仅加强了类比思想极限思想控制变量思想的应用,而且增加了守恒思想的应用。既体现了一物理的学科特点,也为选修模块的深度学习奠定了物理思维的基础,从而培育了学生的学科核心素养。

    、学术影响

        1.论文发表

    课题阶段成果分别发表在华东师大《物理教学》2016年第10南京师大《物理之友》2016年第11,陕西师大《中学物理教学参考》2020年第1期,湖南师大《湖南中学物理》2016年第8122017年第42018年第11,并被中国人民大学复印报刊资料《中学物理教与学G362017年第4期目录索引库收录。目前,上述7篇论文在中国知网CNKI)已下载636次,被引用20次。

    2.国培、省培与会议交流

        不仅在“国培计划”、“省培计划”中报告交流,而且在第七届全国中学物理特级教师代表大会、2016年陕西师大全国中学物理名师工作室协同创新论坛、2018年和2019年中原名师送教哈密市及新疆生产建设兵团第十三师活动2018年和2019年豫浙名师论坛、2019年河南省中学物理教研员及骨干教师培训等活动中,分别作专题报告,会议交流研究成果。

        3.成果奖励

        本课题的阶段性成果人教版高中物理必修教材学科思想方法的研究》《基于学科思想方法 例析文本教学价值的提取高中物理学科思想方法的理论与实践研究分别荣获2017-2019年度河南省教育科学研究优秀成果一等奖和二等奖。

     

        基金项目:河南省基础教育教学研究项目中原名师立项(JCJYC1606zy45结项(教基研[2017]775-豫教[2017]17835课题;2018年河南省教育科学研究优秀成果一等奖;第八届全国中学物理特级教师代表大会交流课题。

     



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